基于欠采样的激光测距数字鉴相方法

王心遥; 张珂殊

基于欠采样的激光测距数字鉴相方法

王心遥^1,2,
张珂殊¹

1.
中国科学院光电研究院,北京 100094;
2.
中国科学院大学,北京 100049

基金项目:

国家863计划（2008AA121304）

详细信息

作者简介:
王心遥（1988- ），女，硕士生，主要从事相位式激光测距信号处理技术方面的研究。Email：wxyjhy@163.com；张珂殊（1972- ），男，研究员，主要从事激光探测技术、激光雷达设备等方面的研究。

王心遥（1988- ），女，硕士生，主要从事相位式激光测距信号处理技术方面的研究。Email：wxyjhy@163.com；张珂殊（1972- ），男，研究员，主要从事激光探测技术、激光雷达设备等方面的研究。

中图分类号: TN249

Digital phase-shift measuring methods based on sub-sampling in laser range finder

Wang Xinyao^1,2,
Zhang Keshu¹

1.
Academy of Opto-Electronics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100094,China;

摘要: 欠采样方法为实现全数字化接收、降低激光测距系统复杂性提供了有效途径。针对传统欠采样数字同步解调法引入干扰大的缺点，为提高系统的测量精度，提出了欠采样频域谱分析鉴相法。方法基于Nyquist采样谱分析鉴相思想，通过对欠采样后搬移到低频的频谱成分进行分析获取相位信息实现鉴相，在抵抗干扰方面具有较好的性能。在加入信噪比40 dB、杂散频率、0.1 MHz频率偏移、2次谐波的综合影响因素后的仿真结果表明，在1 MHz测距速率下，欠采样谱分析鉴相法精度为0.13，调制频率80 MHz时测距精度为0.68 mm，优于传统的欠采样数字同步解调法。因此，欠采样谱分析法更适用于高速、高精度的数字化相位差测量，提出的实现方案具有实际意义。
- 激光测距 /
- 相位测量 /
- 欠采样 /
- DFT /
- 信噪比
Abstract: Sub-sampling technique provides a way of fulfilling fully digital measurement and simplifying the electronic system. In order to reduce the interference brought by sub-sampling and improve traditional sub-sampling digital synchronous demodulation method, the sub-sampling spectrum analysis method was introduced. This method was based on spectrum analysis method under Nyquist sampling, obtained the phase information from low frequency signal after sub-sampling and fulfilled a better performance of anti-jamming. Furthermore, measurement performances under the influence of various interferences were compared between these two methods based on simulation. Data shows that the accuracy of sub-sampling spectrum analysis method was 0.13(0.68 mm at 80 MHz modulation frequency) with 1 MHz measuring speed, under the condition of SNR 40 dB, spurious frequency, frequency deviation 0.1 MHz and second harmonic, this method could performance better than the traditional one. Consequently, sub-sampling spectrum analysis method is applicable to high speed and high accuracy fully digital phase-shift measurement.
- laser ranging /
- phase-shift measurement /
- sub-sampling /
- DFT /
- SNR

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Digital phase-shift measuring methods based on sub-sampling in laser range finder

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1. 中国科学院光电研究院,北京 100094;

2. 中国科学院大学,北京 100049

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1. Academy of Opto-Electronics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100094,China;

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