技術特征：

1.一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)是一種一發(fā)多收式的多站分布式探測系統(tǒng)，其包括：一臺主發(fā)射激光雷達和若干臺接收激光雷達。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的系統(tǒng)，其特征在于，所述若干接收激光雷達與所述主發(fā)射激光雷達共面，且所述主發(fā)射激光雷達位于該平面的中心。

3.根據(jù)權利要求1-2任一所述的一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的系統(tǒng)實現(xiàn)的一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的方法，其特征在于，該方法具體包括：

步驟1基于上述一發(fā)多收的多站式分布探測系統(tǒng)，建立一個以所述主發(fā)射激光雷達為原點的三維參考坐標系Q(X,Y,Z)；

步驟2建立并在理論上推導出基于上述三維參考坐標系Q(X,Y,Z)下的不同方向上的不同所述接收激光雷達的微動效應數(shù)學模型，即所述接收雷達Q_i接收到的微多普勒頻率f_mdi，用如下公式表示：

其中，f₀為所述主發(fā)射雷達的載頻，R₀是動目標的振動中心O(U₀，V₀，W₀)與所述主發(fā)射雷達Q₀的初始距離，α_i是第i個接收雷達Q_i在三維坐標系中的方向角，R_i是動目標的中心O(U₀，V₀，W₀)與所述接收激光雷達Q_i的距離，α_p是動目標在三維坐標系中的方向角，β_p是動目標在三維坐標系中的俯仰角，f_v是動目標的振動頻率，D_v是動目標的振動幅度，c是光速，t是動目標的運動時間,是動目標的初始相位；

步驟3根據(jù)步驟2建立的理論上的微動效應模型和公式(14)，確定所述接收激光雷達的個數(shù)；

步驟4根據(jù)建立的基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的系統(tǒng)，依據(jù)理論推導出的第i個接收激光雷達接收到的回波信號Sr_i(t)，采用時頻分析方法，得到回波信號的微多普勒效應的頻率隨時間變換的規(guī)律，針對不同方向上的不同接收激光雷達接收的回波信號，開展基于偽winger-ville變換的時頻變換，通過偽winger-ville 變換，提取微多普勒頻率隨時間變化的頻率曲線的輪廓信息，即每一個時刻對應一個區(qū)間范圍內的微多普勒效應的頻率值；

所述第i個接收激光雷達接收到的回波信號Sr_i(t)，即公式(10)：

其中，j是復數(shù)信號處理中常見表示系數(shù)，λ_c是光速的波長，是t時刻動目標的振動中心O到所述主發(fā)射激光雷達Q₀的矢量，是t時刻動目標的振動中心O到所述第i個接收激光雷達Q_i的矢量；

步驟5采用譜圖峰值估計法，對經過偽winger-ville變換后的微多普勒頻率進行譜圖峰值估計，獲得每一個時刻所對應的微多普勒效應的瞬時頻率，進而獲得在一個時間范圍內的針對不同方向上的不同所述接收激光雷達接收的回波信號中的微多普勒效應信息；

步驟6對步驟5中得到的所述微多普勒效應的瞬時頻率進行采樣，并對采樣后的數(shù)據(jù)進行擬合，從而得到動目標的振動頻率f_v，動目標的初始相位對應于每一個所述接收激光雷達捕獲到的微多普勒頻率正弦系數(shù)值，并假設將其表示為A_i，A_i表示為：

步驟7依據(jù)步驟6中的公式(15)和每個所述接收激光雷達接收的每組回波信號進行關聯(lián)處理，構建回波信號的非線性方程組，解算出動目標的三個振動特征參數(shù)，即動目標的振動幅度D_v，動目標在三維坐標系中的方向角α_p，動目標在三維坐標系中的俯仰角β_p。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的方法，其特征在于，所述步驟2中，所述微動效應數(shù)學模型是用于描述所述主發(fā)射激光雷達發(fā)射的載頻信號經過動目標的調制后并對所述接收激光雷達接收的回波信號產生調制的過程；其中，所述回波信號隱含有動目標的特征參數(shù)，即動目標的振動頻率f_v，振動幅度D_v，初始相位動目標在三維坐標系中的方向角α_p和動目標在三維坐標系中的俯仰角β_p。

5.根據(jù)權利要求3所述的一種基于分布式激光雷達的提取振動特征參數(shù)的方法，其特征在于，所述步驟6中，利用擬合工具cftool，對所述采樣后的數(shù)據(jù)按照正弦形式f(x)＝a*sin(b*x+c)進行擬合。

6.根據(jù)權利要求3所述的一種基于分布式激光雷達的提取振動特征參數(shù)的方法，其特征在于，所述步驟2中，推導出基于上述三維參考坐標系Q(X,Y,Z)下的不同方向上的不同所述接收激光雷達的微動效應數(shù)學模型，即所述接收激光雷達Q_i接收到的微多普勒頻率f_mdi，具體過程如下：

基于以所述主發(fā)射激光雷達Q₀為原點建立的三維參考坐標系Q(X,Y,Z)，所述主發(fā)射激光雷達的發(fā)射信號是單頻正弦信號，f₀為所述主發(fā)射激光雷達的載頻；動目標的振動中心O(U₀,V₀,W₀)表示為：

O(U₀,V₀,W₀)＝O(R₀cosαcosβ,R_osinαcosβ,R₀sinβ)

其中，α₀是動目標在三維坐標系中的初始方向角，β₀是動目標在三維坐標系中的初始俯仰角；

則所述主發(fā)射激光雷達Q₀視線方向的單位向量是：

部署Q₁,Q₂...Q_i...Q_n共n個接收激光雷達，則Q_i表示為：

Q_i(R_icosα_icosβ_i,R_isinα_icosβ_i,R_isinβ_i)

其中，R_i是第i個所述接收激光雷達Q_i在三維坐標系中的初始距離，β_i是第i個所述接收激光雷達Q_i在三維坐標系中的初始俯仰角；

為了便于分析，假設動目標在宏觀上的速度為零，只存在關于動目標的振動中心O(U₀,V₀,W₀)的振動；

假設動目標在三維坐標系中的的振動方向為：方位角α_p，俯仰角β_p，同時動目標的振動形式D_t為：

其中，D_v是動目標的振動幅度，ω_v是動目標的振動角頻率，即ω_v＝2πf_v；

則在t時刻，從動目標的振動中心O到所述主發(fā)射激光雷達Q₀的矢量為：

其中，是所述主發(fā)射雷達與振動中心O的距離矢量；

則動目標的振動中心O與所述主發(fā)射激光雷達Q₀之間的距離R₀(t)為：

其中，U₀，V₀，W₀分別是振動中心O在三維坐標系中的位置坐標；

通常情況下R_t＞＞D_t，則(4)式近似為

R₀(t)≈R₀+D_t[cos(α₀-α_p)cosβ₀cosβ_p+sinβ₀sinβ_p] (5)

因此，在t時刻，從動目標的振動中心O到所述接收激光雷達Q_i的矢量為：

其中，是所述主發(fā)射雷達Q與振動中心O的距離矢量；

動目標的中心點O與所述接收激光雷達Q_i的距離R_i(t)為：

為了計算方便，假設動目標的中心點O在三維坐標系Q(X,Y,Z)中的Z軸上，則α₀＝0，第i個所述接收激光雷達Q_i在xQ₀y平面上，則β_i＝0；

則公式(4)和(7)化簡成：

R₀(t)≈R₀+D_tsinβ_p (8)

其中，x＝R_icos(α_i-α_p)cosβ_p+R₀sinβ_p，y＝R_i²+R₀²-x²；

第i個所述接收激光雷達接收到的回波信號：

對公式(10)進行相位求導，并除以2π后，即是所述接收激光雷達Q_i接收到的微多普勒頻率，則用如下公式表示：

再對R_i(t)求導有

通常情況下，R_i＞＞D_t,R_t＞＞D_t所以

所以：

即所述接收激光雷達Q_i接收到的微多普勒頻率為：