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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

激光雷达是随着激光器和雷达技术的发展而产生的一种主动式的现代光学遥感设备。由于激光具有短脉冲、亮度高以及准确度高等特性，从而使激光雷达具有较高的探测灵敏度和空间分辨率等优点；激光的高单色性和短波长特点，可以与大气中微小粒子彼此作用，使其能够探测各种大气组分。激光雷达弥补了传统雷达的缺陷，在大气科学、气象与气候和大气遥感等领域具有普遍的应用。 然而，在实际应用中，探测器接收到的激光雷达回波信号往往夹杂着背景光和电路系统中的各类噪声。由于激光雷达回波信号的信号强度会随着距离的平方而衰减，当探测距离较大时，信号将淹没在较强的噪声之中。所以，如何有效地从背景光噪声中提取出有用的信号尤为重要。目前，主流的激光雷达测量系统主要采用硬件和软件相结合的方法对回波信号中的背景光噪声进行滤除。其中，硬件去噪主要是通过提高激光器输出功率、在探测器前加入窄带滤光片等方式实现噪声滤除。

小波分析是一种具有多分辨特征的时域—频域分析方法，能同时在时域和频域实现高分辨的局部定位。小波分析通过伸缩、平移等运算主动地调节信号在不同频率的时间域取样的疏密，对信号进行多尺度细化分析，这样就使分辨效果好，运算效率高，能十分有效提取出非平稳信号中的稳态、瞬态信息以及信号波形等特征。因此，小波分析是处理信号滤波、信号与噪声的分离以及强噪声背景下低信噪比信号特征的有效途径，同时也是目前处理激光雷达回波信号的可实施并且相当有效的手段。

国内外研究现状

激光雷达是一种高灵敏度雷达，具有测量范围广、时空分辨率高和抗干扰能力强等特点，可以探测并跟踪目标，获取普通雷达不能获取的信息；完成探测隐形飞机、生化战剂、潜艇等等普通的雷达所不能完成的任务。因此，各国军方也都高度关注激光雷达的发展。

2. 研究的基本内容

本文主要是针对激光雷达的理想回波信号进行去噪处理的研究。通过对激光雷达回波信号进行仿真，运用小波变换对其进行去噪处理。其中的重点在于研究选择阈值、选择小波函数、确定小波分解层次等问题，并利用信噪比确定最佳的方案，并对比研究小波去噪与经验模态分解，比较两种方法的优劣。最后对整个研究进行总结，并对本论文不足的研究，提出今后的研究方向。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

本课题计划2017年3月份完成前期设计部分，对整个课题有了清楚的认识，对所要研究的算法有了明确的目标。

2017年3月至4月完成算法实现前的准备工作。熟悉matlab语言，熟悉小波算法框架，对整个算法实现有了清晰的思路。

2017年4月至5月完成算法的实现部分，使整个算法运行流畅，基本完成所要求实现的功能。

4. 参考文献

[1]黎莲春. 基于瑞利激光雷达的中层大气探测与研究[d]. 桂林电子科技大学, 2011.

[2]李晓鹏. 基于小波分析和移动荷载作用的连续梁桥损伤识别研究[d]. 郑州大学, 2016.

[3]安毓英, 曾晓东. 光电探测原理[m]. 西安：西安电子科技大学出版社, 2004.