[发明专利]一种全面的激光测高回波仿真方法

摘要

本发明涉及遥感探测技术领域，尤其涉及一种全面的激光测高回波仿真方法。本发明不仅能够精确仿真倾斜或者起伏的裸地面所产生的回波信号，而且能够精确仿真有植被覆盖的地面所产生的回波信号。在此基础之上，本发明还能够通过所提出的植被覆盖有效面积比概念指导仿真实验设计，从而推导地面起伏或者倾斜、植被厚度和植被覆盖有效面积等因素变化，对回波所产生的影响，深入探索如何从真实回波信号反演地形和地物参数的方法。最后，本发明还能够考虑激光指向角不是指向天底方向，而与天底方向有一定的夹角时所产生的回波。

主权项

一种全面的激光测高回波仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)输入激光测高仪的硬件参数；(2)输入激光测高仪的飞行参数；(3)输入大气与地表的光学参数；(4)输入地表高度模型数据：地表高度模型用矩形点集(x，y，t，cod)来表示，其中x和y为网格点的横坐标与纵坐标，表征网格点在与天底方向垂直平面上的位置，t为渡越时间，cod为网格点的高度模型类型；(5)对地面高度数据进行初步的处理，剔除光斑以外的数据，保留光斑以内的数据；(6)在xoy平面组成三角形网格，确定每个三角单元的高度模型类型；(7)根据发射脉冲功率面密度的空间分布、三角形单元在光斑内的位置和高度模型类型，计算每个三角单元的功率面密度；(8)选择计算回波合适的时间单元长度，根据高度模型类型，确定每个三角单元渡越时间的分布范围，根据每个时间单元所占据的面积及其功率面密度，计算每个时间单元的返回光子数目；(9)将激光光斑内每个三角单元的回波信号叠加起来，得到整个光斑内的回波信号H(n)；(10)根据激光器发射脉冲功率的时间分布I(n)，利用卷积和求系统对激励I(n)的响应Y(n)：Y(n)＝I(n)*H(n)；(11)利用LM方法对有植被覆盖地面的仿真回波进行高斯拟合，获得最后一个高斯分量之外的每个高斯分量的能量与总回波能量的比，将它定义为该层植被在地表足迹光斑内所占据的有效面积比。