摘要：全波形激光雷達(dá)的回波中攜帶了被測(cè)目標(biāo)的距離與特征信息,為了獲取這些信息,本文提出了一種回波分解方法。本方法將原始的全波形回波分解為幾個(gè)獨(dú)立的高斯脈沖,并得到其函數(shù)表達(dá)式,從而提取出被測(cè)目標(biāo)的距離等信息。分解過(guò)程中,首先,采用可變閾值的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解濾波法(EMD-soft)對(duì)原始波形進(jìn)行濾波和噪聲水平評(píng)估;其次,采用一套應(yīng)對(duì)多種波形組成的初始參數(shù)估計(jì)方法,獲取后續(xù)擬合所需的初始參數(shù);最后,采用LM(Levenberg-Marquardt)優(yōu)化算法對(duì)回波進(jìn)行擬合優(yōu)化,從而獲取全波形回波中包含的獨(dú)立高斯脈沖及其函數(shù)表達(dá)式。仿真波形的分解實(shí)驗(yàn)表明,分解誤差在0.1ns量級(jí),換算成距離誤差為15 mm,通過(guò)實(shí)驗(yàn)室自制的全波形激光雷達(dá)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)獲取的回波的分解實(shí)驗(yàn)表明,分解的距離誤差小于0.1m。對(duì)比另外兩種高斯分解方法對(duì)于相同仿真與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分解結(jié)果可以看出,本方法在分解成功率與精度上都有較大的提高。回波分解后的獨(dú)立高斯脈沖中,除距離外還含有被測(cè)目標(biāo)的反射率、粗糙度、面型等豐富的信息,回波分解方法作為回波分析的基礎(chǔ),將在遙感、測(cè)繪等生產(chǎn)與科研領(lǐng)域中發(fā)揮非常重要的作用。