本发明涉及海洋探测，具体涉及到一种基于沙氏成像技术的水下颗粒物探测激光雷达探测系统及探测方法。
背景技术：
1、对水体探测来说，对于水质和悬浮颗粒物探测尤为重要，水质和悬浮颗粒物之间具有复杂的耦合关系，一方面水体中各种悬浮颗粒物的特征变化会导致水体水质变化，另一方面水质的变化将引发水体悬浮颗粒物组份复杂演变。然而河流、江河入海口以及海洋为人类提供了必要的生产生活用水，因此对于水体水质和悬浮颗粒物的实时探测十分重要。由于激光雷达属于主动探测技术，其垂直剖面测量特性能够为水体全天候高时空分辨率探测提供有效数据支撑。
2、一般而言实现水体大范围快速测量需要运用遥感测量技术，剖面法只适合水深大于10米的水体，且仪器昂贵、操作复杂；水面之上法受太阳光影响较大，且无法较好获取水下颗粒物的特征信息。
3、针对上述问题，本发明提供了一种结构简单紧凑、体积小、便携观测一种基于沙氏成像技术的水下颗粒物探测激光雷达探测系统及探测方法。
技术实现思路
1、本发明提供了一种结构简单紧凑、体积小、便携观测一种基于沙氏成像技术的水下颗粒物探测激光雷达探测系统及探测方法。
2、本发明的目的是提供一种基于沙氏成像技术的水下颗粒物探测激光雷达探测系统，包括发射系统、接收系统和探测系统，发射系统包括连续波532nm激光器、激光准直器和二分之一波片，接收系统包括接收镜、聚焦透镜以及带通滤色片，探测系统包括cmos黑白相机。
3、进一步的，cmos黑白相机的感光元件前方覆盖规律组合的四方向线偏振片，所述四方向偏振片呈0°、45°、90°和135°方向。
4、一种基于沙氏成像技术的水下颗粒物探测激光雷达探测方法，方法包括以下步骤：
5、步骤一、通过连续波532nm激光器用于产生高线偏振度的532nm波长线偏振激光光源；
6、步骤二、通过激光准直器将连续的532nm波长线偏振光源整形成准直光，减小激光发散角，进而入射到水体中；
7、步骤三、通过二分之一波片用于将532nm波长线偏振激光偏振方向进行旋转，确保激光偏振方向与探测系统0°偏振方向对齐；
8、步骤四、通过聚焦透镜接收水体和悬浮颗粒物的后向散射光信号并投射到探测系统；
9、步骤五、通过滤色片阻绝太阳光等背景干扰光，接收探测范围内的固定波长范围的后向散射信号，提高信号信噪比；
10、步骤六、通过cmos相机对接受到的后向散射光进行偏振信息分离，分别获取(0°，45°，90°，135°)方向的线偏振激光散射回波信号图像水体和悬浮颗粒物的后向散射光信号进行偏振特性的分离并将光强转化为数字矩阵信号。
11、本发明具有以下优势：
12、本发明通过沙氏成像技术的水下小角度后向散射激光雷达探测系统采取多偏振信息获取方案可以对水体组分中的多个参量进行同时测量，相较于传统水体探测而言，结构简单紧凑，可用于水上便携观测；结合非分光光学结构，通过特殊的cmos探测器完成多偏振信息的探测。
13、本发明通过基于多偏振信息测量方案可以有效监测水体的污染物浓度、分布和变化趋势，有助于及时发现和处理水体污染问题，保护水环境的健康与稳定，能够实现水体的全天候、高时空分辨率监测，有助于及时发现水污染、藻华及悬浮泥沙异常等突发事件，提前进行预警和应对，减少灾害损失。系统为水体探测提供了新的技术手段和方法，有助于推动相关领域的科学研究和技术创新；发明基于沙氏成像原理，具有结构简单紧凑、体积小、便携观测等优点，可以降低设备成本和使用门槛，提高水体监测的普及率和效率。通过准确监测水体中的悬浮颗粒物和其他污染物质，可以帮助制定更有效的环保政策和措施，促进生态平衡的恢复和保持。
1.一种基于沙氏成像技术的水下颗粒物探测激光雷达探测系统，包括发射系统、接收系统和探测系统，其特征在于：所述发射系统包括连续波532nm激光器、激光准直器和二分之一波片，所述接收系统包括接收镜、聚焦透镜以及带通滤色片，所述探测系统包括cmos黑白相机。
2.如权利要求1所述的一种基于沙氏成像技术的水下颗粒物探测激光雷达探测系统，其特征在于：所述cmos黑白相机的感光元件前方覆盖规律组合的四方向线偏振片，所述四方向偏振片呈0°、45°、90°和135°方向。
3.一种基于沙氏成像技术的水下颗粒物探测激光雷达探测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
