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龙图腾网获悉武汉大学申请的专利基于星载光子计数雷达的地面垂轨坡度反演方法及设备获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116559904B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310440208.4，技术领域涉及：G01S17/89；该发明授权基于星载光子计数雷达的地面垂轨坡度反演方法及设备是由周辉;张千胤;李松;马跃;王恒设计研发完成，并于2023-04-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于星载光子计数雷达的地面垂轨坡度反演方法及设备在说明书摘要公布了：本发明提供了一种基于星载光子计数雷达的地面垂轨坡度反演方法及设备。所述方法包括：输入星载光子计数雷达的系统参数、垂轨坡度反演控制参数和单轨点云数据；计算地面的沿轨坡度和粗糙度；累积点云数据产生光子直方图；将光子直方图还原成地面反射信号；提取地面反射信号的均方根脉宽；解算地面垂轨坡度。本发明基于星载光子计数雷达单轨点云数据即可反演地面的垂轨坡度，适用于单波束和多波束的星载光子计数雷达，大幅提升了地面垂轨坡度反演分辨率，增强了地面垂轨坡度反演精度的鲁棒性。

本发明授权基于星载光子计数雷达的地面垂轨坡度反演方法及设备在权利要求书中公布了：1.一种基于星载光子计数雷达的地面垂轨坡度反演方法，其特征在于，包括： 输入星载光子计数雷达的系统参数、垂轨坡度反演控制参数和单轨点云数据； 其中，所述星载光子计数雷达的系统参数包括：发射激光脉冲的均方根脉宽、激光指向角、激光足印均方根半径、光子探测器死区时间和光子探测器通道数；所述垂轨坡度反演控制参数包括：沿轨片段长度和高程片间隔；所述单轨点云数据包括：光子分类标识、点云沿轨距离和高程、点云沿轨总长度、点云沿轨分辨率和噪声率； 计算地面的沿轨坡度和粗糙度； 其中，所述计算地面的沿轨坡度和粗糙度，包括：将单轨点云数据在沿轨方向上等分成Ms个沿轨片段： 式中，L表示单轨点云数据沿轨总长度，ΔL表示沿轨片段长度，fix表示向零方向取整运算； 选择光子分类标识为地面的点云数据，计算每个沿轨片段内地面的沿轨坡度和粗糙度； 累积点云数据产生光子直方图； 将光子直方图还原成地面反射信号； 提取地面反射信号的均方根脉宽； 其中，所述提取地面反射信号的均方根脉宽，包括： 采用非线性拟合算法和高斯模型对地面反射信号Sgijp进行拟合，获取最佳高斯拟合函数Sfijp： 式中，Aij表示最佳高斯拟合函数Sfijp的幅值，Bij表示单轨点云数据的高程重心，Cij表示地面反射信号的均方根宽度；Eijp表示第p层的高程值，下标i表示沿轨片段序号,下标j表示每个沿轨片段内的激光足印序号； 提取地面反射信号的均方根脉宽δpij： δpij＝2Cijc； 式中，δpij为地面反射信号的均方根脉宽，c为真空中的光速； 解算地面垂轨坡度； 其中，所述解算地面垂轨坡度，包括： 计算每个沿轨片段激光足印范围内的地面垂轨坡度scij： 式中，为激光指向角，d为激光足印均方根半径，δf为发射激光脉冲的均方根脉宽，rij为每个沿轨片段的激光足印范围内的地面粗糙度，saij为每个沿轨片段的激光足印范围内的地面沿轨坡度； 计算每个沿轨片段所有激光足印范围内地面垂轨坡度scij的均值，得到每个沿轨片段对应的地面垂轨坡度psi： 式中，Mf为激光足印的总数量。

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