每抖动0.Olmrad，光斑在红外CCD相机靶面上至少移 动3个像素。确定近红外CCD相机对应光学镜头的焦距过程为：
[0030] 近红外CCD相机靶面的成像范围要求如图2所示，A区域是靶标范围，B区域是相 机靶面拍摄范围，C区域是光斑范围，B(黑色区域）和C(白色区域）区域之间的区域是光 斑抖动范围。
[0031] 设光斑半径为R，接收物镜焦距为f，光斑在靶标上的半径为H，靶标与探测物镜间 距离为1，光斑稳定时，则成像关系如图3所示。由成像关系可知：
[0032]
[0033] 光斑抖动时，其成像关系会变成如图4所示。由新的成像关系可知，新光斑的半径 范围氏及11 2:
[0036]AR是指光斑抖动的量，则光斑在红外C⑶相机靶面上的移动距离AH为：
[0037]
[0040]上式中，a为红外CXD相机的单像元边长；
[0041] 设激光器发散角为0，靶标为边长为A的正方形，激光发射系统到靶标的距离为 L，光斑最大抖动角度为P，则由以上分析可知，各项参数间的关系应满足下列几式：
[0045] 上式中X、Y分别是红外CXD相机靶面的长和宽，n为靶标上光斑每抖动A0，红外 CCD相机靶面上对应的移动像素数，a为相机单像元边长。
[0046] 由以上三式，可得焦距应满足：
[0047]
[0048]f^ 0. 15n
[0049]Q为激光器的发散角，且Q的最大值为0. 5mrad，n为整数（可以大于等于3)。 如若设L= 2000m，A= 2m，0 = 0. 05mrad，带入具体数值后计算可得，满足要求的相机镜 头焦距f的范围为480mm至640mm〇
[0050] 本发明脉冲激光器远场光轴稳定性检测方法的Aro探测器靶面对应的成像范围 与红外CCD相机的成像范围一致，Aro探测器对应光学镜头的焦距满足下式：
[0051]
[0052] 上式中，r为AH)探测器靶面直径。
[0053] 如若设L= 2000m，A= 2m，0 = 0? 05mrad，带入具体数值后计算可得，满足要求 的APD探测器的镜头焦距范围为75mm至125mm。
[0054] 结合图5,本发明脉冲激光器远场光轴稳定性检测方法中，图5(a)代表激光器发 出的光脉冲，其到达AH)探测器的靶面后，经过响应延迟时间t后，AH)探测器输出响应脉 冲，如图5中（b)所示。将此响应脉冲输入至FPGA电路板，经延时模块作用，并对此脉冲进 行计数延时，如图5中（c)所示，延时时间T2后，FPGA电路板输出预测脉冲，此脉冲即是近 红外CCD相机触发信号，其频率与激光脉冲频率一致，但是其相对于激光脉冲有了一个超 前的相位1\，即近红外CCD相机的触发脉冲在每个激光脉冲到来之前产生，并且触发脉冲与 激光脉冲之间的时间间隔T1固定不变。
[0055] 延时时间T2与超前相位Ti的具体大小应综合激光的频率及近红外CCD相机的最 低曝光时间确定。一般来说，目前近红外CCD相机的最小曝光时间1~_都在微秒级以上，这 远大于激光脉冲的脉宽，所以将近红外CCD相机的曝光时间设置为最低，这样能有效的减 少大气后向散射及杂散光的影响。
[0056] 激光脉冲的周期为T，设置激光光斑出现时间处于近红外CCD曝光时间的中心位 置，则在FPGA电路板中所设对于APD探测器响应脉冲的计数延时时间1~2为：
[0057]
[0058] 同步控制采集系统是同步控制采集技术，运用这种技术不但能准确地采集到连续 的、完整的光斑图像，还可以降低大气的后向散射以及背景光的影响。
[0059] 结合图7,本发明脉冲激光器远场光轴稳定性检测方法的步骤如下：
[0060] 第一步，通过显示控制系统进行采集设置，设置好激光脉冲周期、拍摄张数，通过 转台系统调整整个系统的方位，对准靶标，显示控制系统开始采集图像。
[0061] 第二步，激光经远场传输后在漫反射靶标形成激光光斑，光学系统收集被漫反射 靶标反射出的激光能量，通过APD探测器实时检测激光脉冲的发生时间，并输出实时响应 脉冲；已知激光脉冲频率，预计临近的下一个激光脉冲到达光学系统的时间，利用FPGA电 路板对Aro探测器输出的响应脉冲进行延时，并使得延时脉冲能精确的在下一个激光脉冲 到来之前产生；利用延时脉冲触发近红外CCD相机成像，采集到下一个到来的激光脉冲的 光斑图像，传输给显示控制系统，当采集到的光斑图像张数达到预设的拍摄张数后，采集结 束；没有达到设定张数，继续采集。
[0062] 第三步，首先，对采集的光斑图像进行分析，先对图像进行预处理，即区域选择、中 值滤波、开闭运算、边缘提取，以减小背景的干扰、大气扰动的影响、CCD固有噪声的影响。[0063] 区域选择：由于近红外C⑶相机的视场中可能存在其他景物，会影响后续处理，经 过区域选择，将处理区域缩小在靶标内，提高所处理图像的纯净度。
[0064]中值滤波：原始图像中有许多独立于光斑主体部分之外的像素点，这些像素点的 存在使得光斑的边缘变得模糊，这会导致后续轮廓提取精度的降低，所以要将这些噪声点 从光斑图像中去除，使得图像的边缘清晰可见。中值滤波是一种非线性的平滑滤波法，用像 素点邻域中的像素灰度值的中值替代当前灰度值，二维中值滤波数学表达式如下所示：
[0065]Fijj=MedA (Xijj}
[0066] 上式中，A为滤波窗口，Xlij为A中的像素灰度值，Flij为当前滤波窗口中心点的灰 度值。中值滤波可以消除如图8中的光斑边缘处的孤立的噪声点。同时，中值滤波还可以 保护图像的边缘信息，并对图像有良好的平滑效果。图9是经中值滤波平滑后的光斑图像。 [0067] 开闭运算：假设E表示一个二维欧式空间，图像A是E的一个子集，结构元素B也 是E的一个子集，b是E中的一个点，腐蚀运算定义为：
[0075] 采用结构元素为5X5的正方形，分别对图形进行一次开运算和闭运算，处理结果 如图10所示，开闭运算能很好地消除噪声、填补空穴以及平滑边缘。
[0076] 边缘提取：利用Canny算子进行边缘信息的提取，Canny算子（具体方法见周晓明 等的一种改进的Canny算子边缘检测算法[J].测绘工程，2008, 17(1) :28-31)利用高斯 函数的一阶微分，在噪声抑制和边缘检测之间取得较好的平衡，具有很好的边缘检测性能， Canny算子检测出来的光斑边缘如图11所示。
[0077] 其次，预处理后（计算强度中心时不进行边缘处理）根据近红外C⑶相机所得到 图像各像素点的灰度不同，计算光斑的重心（计算光斑的重心的方法参见孙爱鲜等的激光 光斑重心测试精度理论分析[J].激光技术，2004, 28(6) :667-672.)，即强度中心。
[0078] 假设光斑图像处于二维坐标系中，图像大小为M*N，F(i，j)为图像在像素点（i，j) 处的灰度值，则灰度重心计算公式为：
[0079]
[0080] 再次，用最小二乘法圆拟合算法来进行光斑拟合，计算单张光斑图像的形心，即几 何中心。最小二乘法圆拟合算法是根据最小二乘原理（即残差平法和最小）用圆来逼近激 光光斑轮廓。
[0081] 圆的一般方程为：
[0082] (x-A)2+(y-B)2=R2
[0083] 又可写为：
[0084]R2=x2-2Ax+A2+y2-2By+B2
[0085] 其中（A,B)为圆的圆心坐标，R为圆的半径。
[0086]令a= -2A，b= -2B，c=A2+B2_R2,则圆的另一种形式为：
[0087]x2+y2+ax+by+c=0
[0088] ((X11Y1