成功的机载激光雷达测深仪的基本素质是精度、能力和成本效益。在过去的二十五年里,激光、光学、电子和计算机的发展使得构建具有不同用途的可行机载激光雷达系统变得更容易,而且正在构建的数量也在不断增加。然而,由于需求有限,而且仍然很难满足上述三个要求,尤其是第一个要求,目前世界上只有不到十台机载激光雷达测深仪。从系统中获取答案并不难。然而,要获得符合国际精度标准和典型客户操作要求的结果,需要大量的理解和努力。机载测深仪的设计、构造和操作的主要考虑因素必须是数据质量和深度测量精度。物理环境和系统硬件组件都会产生许多必须克服的错误源。这需要周到的硬件和软件系统设计和构建,以及预测、建模和应用适当的校正器。必须建立并遵循质量控制、校准和维护的操作程序。在本文中,我们描述了已开发的大量硬件设计功能、软件算法、偏差校正器、显示器和操作程序,为满足所需精度标准同时保持效率和成本效益的系统提供了基础。上述功能都已纳入美国陆军工程兵团 SHOALS 作战机载激光雷达测深系统。SHOALS 可通过直升机和固定翼飞机进行操作,以满足各种类型的测量要求,例如制图、疏浚、海岸工程、资源管理、建模和侦察。尽管 SHOALS 硬件是十年前设计的,但该设计已被证明是最佳的,经过七年的成功实地操作,涵盖了广泛的赞助商、要求、全球各地的位置和环境条件。SHOALS 飞行后数据处理软件套件提供了高精度、完美运行,并定期升级以提高实用性和效率。事实证明,整个系统设计非常灵活,并且根据客户要求在硬件和软件中添加了许多新特性和功能。在本文中,我们将描述硬件和软件设计理念以及关键的设计考虑因素。我们详细讨论了如何克服大量潜在或已实现的误差源,这些误差源通常存在于机载激光雷达水文系统中,特别是 SHOALS 中。
主要关键词