采用半解析蒙特卡洛方法, 开发了一套星载海洋激光雷达回波信号的仿真系统。通过输入激光雷达系统参数和仿真的环境参数, 该系统能够模拟具有不同光学特性的大气和海洋的激光雷达回波信号。同时该仿真系统设计了用户友好的软件界面方便用户对输入参数进行操作, 并直观地看到输出结果。利用该系统进行了多种仿真, 例如不同类型水体以及不同散射相函数的情况, 并将仿真结果与理论的激光雷达信号做了对比, 具有较高的一致性。该系统对星载海洋激光雷达探测机理的研究有一定的指导意义。

在使用经验模式分解(Empirical Mode Decomposition，EMD)对激光雷达回波信号进行去噪处理时，由于信号含有脉冲及间歇等间断事件而产生模态混叠，导致不能很好地分解出有用信号成分，影响去噪效果。针对这一问题，提出了一种形态滤波与EMD相结合的组合算法。首先，使用自适应多尺度形态滤波器作为前置单元，对信号进行初步处理，剔除信号中的间断事件干扰。之后，应用EMD对处理过的信号去噪。采用仿真数据及真实激光雷达回波数据进行了去噪实验。实验结果表明，文中算法相比于直接EMD去噪，在仿真试验中信噪比提高了8.89 dB，均方根误差降低了0.0514；在真实回波数据去噪实验中，6 km以后平均信噪比提高了3.356 4 dB。该组合算法有效地抑制了模态混叠现象，具有良好的去噪效果及应用前景。