【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光雷达，尤其涉及一种检测大气激光雷达信号干扰的方法及系统。
技术介绍
1、大气激光雷达是一种利用大气对激光产生散射信号，测量大气密度、温度、风场、成分等参数的激光雷达，包括米散射激光雷达、瑞利散射激光雷达、共振荧光散射激光雷达等类型，探测范围覆盖从近地面到100km。大气激光雷达在天气预报、大气科学研究、空间物理研究、环境监测、航天发射活动、民航飞行环境等方面具有重要的应用。
2、大气散射信号比较弱，一般采用比较灵敏的弱光检测器件进行信号检测。弱光检测器件易受到外界环境的干扰，输出的大气散射信号中存在干扰的可能性，影响了探测结果的准确性。为了保障大气激光雷达测量结果的准确性，需要对信号中的干扰进行检测和甄别。
3、目前在激光雷达抗干扰方面的研究和专利技术主要针对目标探测激光雷达。从方法、装置、信息处理等方面提高激光雷达的抗干扰能力。专利技术专利“激光雷达及其抗干扰方法”(申请号201910410468.0)提出通过在发射时间序列的时间间隔上注入随机时间抖动来调制激光雷达的发射时间。根据激光雷达发射时间与预期回波接收相关性来提高激光雷达的抗干扰能力。专利技术专利“一种激光雷达抗干扰方法及装置”(申请号202110126177.6)利用确定激光发射序列间隔提高抗干扰能力。专利技术专利“一种提高激光雷达抗干扰能力的信息处理”(申请号202111585275.2)通过对受到干扰的激光取样进行抗干扰处理，获取唯一正确的脉冲信号，使得经过抗干扰处理后的激光取样信号作为雷达回波信号的开门时钟信号，保证激
4、然而这些激光雷达抗干扰的研究和专利技术适用于目标探测激光雷达，目标的散射信号持续时间短，容易利用激光发射时间和目标散射信号接收时间匹配的方法提高抗干扰能力。大气激光雷达需要测量激光飞行距离上的散射信号，信号持续时间长，干扰信号可能出现在探测高度范围内的任意点，信号干扰检测具有一定的难度。
5、大气激光雷达信号干扰的主要来源有电干扰、光干扰、探测器异常等方面，表现为大气散射信号廓线上有信号增强现象。对于较大强度的信号干扰可以从信号强度变化上进行判断；对于微弱的干扰的检测则比较困难。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种检测大气激光雷达信号干扰的方法及系统，能够解决现有技术中大气激光雷达信号干扰难以甄别的技术问题。
2、根据本专利技术的一方面，提供了一种检测大气激光雷达信号干扰的方法，该检测大气激光雷达信号干扰的方法包括：将大气激光雷达接收到的不同高度位置处的大气散射信号利用分光镜分为第一大气散射信号和第二大气散射信号，分光镜的两个分光比例不相同；将第一大气散射信号耦合进入第一光电探测器，采集第一光电探测器输出的第一信号强度；将第二大气散射信号耦合进入第二光电探测器，采集第二光电探测器输出的第二信号强度；计算获取各个高度位置处的第一信号强度和第二信号强度的信号强度比值；判断不同高度位置处的信号强度比值是否发生变化，当不同高度位置处的信号强度比值保持不变时，认为大气激光雷达信号中不存在干扰；当不同高度位置处的信号强度比值发生变化时，认为大气激光雷达信号中存在干扰。
3、进一步地，第一大气散射信号的信号强度为s1＝s*p1，第二大气散射信号的信号强度为s2＝s*p2，其中，s为大气激光雷达接收到的大气散射信号的信号强度，s1为第一大气散射信号的信号强度，s2为第二大气散射信号的信号强度，p1为分光镜的第一分光比例，p2为分光镜的第二分光比例。
4、进一步地，当大气激光雷达信号中不存在干扰时，第一信号强度为n1＝s*p1*q1，第二信号强度为n2＝s*p2*q2，其中，q1为第一光电探测器的信号转化系数，q2为第二光电探测器的信号转化系数，n1为不存在干扰时的第一信号强度，n2为不存在干扰时的第二信号强度。
5、进一步地，当大气激光雷达信号中不存在干扰时，不同高度位置处的信号强度比值r＝n1/n2＝(p1*q1)/(p2*q2)保持不变。
6、进一步地，当大气激光雷达信号中存在干扰时，第一信号强度为n1'＝s*p1*q1+δn1'，第二信号强度为n2'＝s*p2*q2+δn2'，其中，s为大气激光雷达接收到的大气散射信号的信号强度，p1为分光镜的第一分光比例，p2为分光镜的第二分光比例,q1为第一光电探测器的信号转化系数，q2为第二光电探测器的信号转化系数，n1'为存在干扰时第一信号强度，δn1'为第一干扰信号强度，n2'为存在干扰时第二信号强度，δn2'为第二干扰信号强度。
7、进一步地，当大气激光雷达信号中存在干扰时，不同高度位置处的信号强度比值r'＝n1'/n2'＝(s*p1*q1+δn1')/(s*p2*q2+δn2')发生变化。
8、根据本专利技术的又一方面，提供了一种检测大气激光雷达信号干扰的系统，该检测大气激光雷达信号干扰的系统使用如上所述的检测大气激光雷达信号干扰的方法进行信号干扰检测。
9、进一步地，检测大气激光雷达信号干扰的系统包括分光镜、第一耦合镜、第二耦合镜、第一光电探测器、第二光电探测器和干扰判断单元，分光镜用于将大气激光雷达接收到的不同高度位置处的大气散射信号分为第一大气散射信号和第二大气散射信号；第一耦合镜用于将第一大气散射信号耦合进入第一光电探测器，第一光电探测器用于采集第一光电探测器输出的第一信号强度，第二耦合镜用于将第二大气散射信号耦合进入第二光电探测器，第二光电探测器用于采集第二光电探测器输出的第二信号强度；干扰判断单元用于根据第一信号强度和第二信号强度检测大气激光雷达信号中是否存在干扰。
10、应用本专利技术的技术方案，提供了一种检测大气激光雷达信号干扰的方法，该方法使用分光镜将接收到的散射信号分为两部分，使用两个光电探测器分别探测两部分信号强度，将记录的信号强度求比值，根据比值变化情况判别信号干扰。该方法通过对接收到的光散射信号进行双通道测量，根据信号强度比值变化判断出信号干扰出现的位置，能够得到不受干扰的信号高度范围。因此，本专利技术所提供的检测大气激光雷达信号干扰的方法与现有技术相比，能够有效检测整个探测高度范围内不同程度的信号干扰。
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1.一种检测大气激光雷达信号干扰的方法，其特征在于，所述检测大气激光雷达信号干扰的方法包括：
2.根据权利要求1所述的检测大气激光雷达信号干扰的方法，其特征在于，所述第一大气散射信号的信号强度为S1＝S*p1，所述第二大气散射信号的信号强度为S2＝S*p2，其中，S为大气激光雷达接收到的大气散射信号的信号强度，S1为所述第一大气散射信号的信号强度，S2为所述第二大气散射信号的信号强度，p1为所述分光镜(10)的第一分光比例，p2为所述分光镜(10)的第二分光比例。
3.根据权利要求2所述的检测大气激光雷达信号干扰的方法，其特征在于，当大气激光雷达信号中不存在干扰时，所述第一信号强度为N1＝S*p1*q1，所述第二信号强度为N2＝S*p2*q2，其中，q1为所述第一光电探测器(40)的信号转化系数，q2为所述第二光电探测器(50)的信号转化系数，N1为不存在干扰时的第一信号强度，N2为不存在干扰时的第二信号强度。
4.根据权利要求3所述的检测大气激光雷达信号干扰的方法，其特征在于，当大气激光雷达信号中不存在干扰时，不同高度位置处的信号强度比值R＝
5.根据权利要求2所述的检测大气激光雷达信号干扰的方法，其特征在于，当大气激光雷达信号中存在干扰时，所述第一信号强度为N1'＝S*p1*q1+ΔN1'，所述第二信号强度为N2'＝S*p2*q2+ΔN2'，其中，S为大气激光雷达接收到的大气散射信号的信号强度，p1为所述分光镜(10)的第一分光比例，p2为所述分光镜(10)的第二分光比例,q1为所述第一光电探测器(40)的信号转化系数，q2为所述第二光电探测器(50)的信号转化系数，N1'为存在干扰时第一信号强度，ΔN1'为第一干扰信号强度，N2'为存在干扰时第二信号强度，ΔN2'为第二干扰信号强度。
6.根据权利要求5所述的检测大气激光雷达信号干扰的方法，其特征在于，当大气激光雷达信号中存在干扰时，不同高度位置处的信号强度比值R'＝N1'/N2'＝(S*p1*q1+ΔN1')/(S*p2*q2+ΔN2')发生变化。
7.一种检测大气激光雷达信号干扰的系统，其特征在于，所述检测大气激光雷达信号干扰的系统使用如权利要求1至6中任一项所述的检测大气激光雷达信号干扰的方法进行信号干扰检测。
8.根据权利要求7所述的检测大气激光雷达信号干扰的系统，其特征在于，所述检测大气激光雷达信号干扰的系统包括分光镜(10)、第一耦合镜(20)、第二耦合镜(30)、第一光电探测器(40)、第二光电探测器(50)和干扰判断单元，所述分光镜(10)用于将大气激光雷达接收到的不同高度位置处的大气散射信号分为第一大气散射信号和第二大气散射信号；所述第一耦合镜(20)用于将所述第一大气散射信号耦合进入第一光电探测器(40)，所述第一光电探测器(40)用于采集所述第一光电探测器(40)输出的第一信号强度，所述第二耦合镜(30)用于将所述第二大气散射信号耦合进入第二光电探测器(50)，所述第二光电探测器(50)用于采集所述第二光电探测器(50)输出的第二信号强度；所述干扰判断单元用于根据所述第一信号强度和所述第二信号强度检测大气激光雷达信号中是否存在干扰。
...【技术特征摘要】
1.一种检测大气激光雷达信号干扰的方法，其特征在于，所述检测大气激光雷达信号干扰的方法包括：
2.根据权利要求1所述的检测大气激光雷达信号干扰的方法，其特征在于，所述第一大气散射信号的信号强度为s1＝s*p1，所述第二大气散射信号的信号强度为s2＝s*p2，其中，s为大气激光雷达接收到的大气散射信号的信号强度，s1为所述第一大气散射信号的信号强度，s2为所述第二大气散射信号的信号强度，p1为所述分光镜(10)的第一分光比例，p2为所述分光镜(10)的第二分光比例。
3.根据权利要求2所述的检测大气激光雷达信号干扰的方法，其特征在于，当大气激光雷达信号中不存在干扰时，所述第一信号强度为n1＝s*p1*q1，所述第二信号强度为n2＝s*p2*q2，其中，q1为所述第一光电探测器(40)的信号转化系数，q2为所述第二光电探测器(50)的信号转化系数，n1为不存在干扰时的第一信号强度，n2为不存在干扰时的第二信号强度。
4.根据权利要求3所述的检测大气激光雷达信号干扰的方法，其特征在于，当大气激光雷达信号中不存在干扰时，不同高度位置处的信号强度比值r＝n1/n2＝(p1*q1)/(p2*q2)保持不变。
5.根据权利要求2所述的检测大气激光雷达信号干扰的方法，其特征在于，当大气激光雷达信号中存在干扰时，所述第一信号强度为n1'＝s*p1*q1+δn1'，所述第二信号强度为n2'＝s*p2*q2+δn2'，其中，s为大气激光雷达接收到的大气散射信号的信号强度，p1为所述分光镜(10)的第一分光比例，p2为所述分光镜(10)的第二分光比例...
【专利技术属性】
技术研发人员：庄剑，全栋梁，崔飞，杨晓君，杨冠雨，
申请(专利权)人：中国航天科工飞航技术研究院中国航天海鹰机电技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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