星载激光雷达的发展与应用
星载大气探测激光雷达发展和数据应用
| 62 激光雷达成像技术及应用星载大气探测激光雷达发展和数据应用刘 东，王英俭，王志恩，周 军中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室摘要：大气探测激光雷达向大气发射激光脉冲，使用望远镜接收大气的后向散射光，经过光电探测器的转换，再将电信号采集、数字化和记录，通过相应的反演方法，得到所需要的大气参数，它是集“光、机、电、理”为一体的、定量的光学主动廓线遥感工具。
自上世纪60年代激光器发明以来，激光雷达大气探测技术就迅猛发展，根据激光脉冲与大气不同的作用原理，米散射、拉曼散射、偏振、差分吸收、多普勒、高光谱分辨、共振荧光、白光探测等技术应运而生，用于探测大气气溶胶和云，大气温度、湿度，大气风场，温室和污染气体等，充分应用到气象、气候、灾害、环境、生化和军事等领域。
随着激光技术，光学集机械加工技术和电子学采集技术的发展，大气探测激光雷达的平台也从基地，发展为可移动、船舰载和空基平台。
近20年来，由于空间激光技术和大口径轻质望远镜加工技术的发展，大气探测激光雷达已经可以成为卫星载荷，并且已经成为光学主动遥感载荷的主要发展方向之一。
目前，星载大气激光雷达主要应用于大气气溶胶和云的测量，先后经历了LITE（The lidar In‐space Technology Experiment）、GLAS（Geoscience Laser Altimeter System）和CALIPSO（The Cloud‐Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations）三个阶段。
另外，NASA（National Aeronautics and Space Administration）和ESA（The European Space Agency）都已经开始发展下一代的测量的云和大气气溶胶的高光谱分辨率星载激光雷达，来对云和大气气溶胶进行更准确的定量测量。
星载激光通信技术及其应用前景探究
星载激光通信技术及其应用前景探究在现代科技快速发展的时代，人们对通信技术的要求也越来越高。
在这个需求越来越迫切的情况下，星载激光通信技术如一颗新星般出现在人们的视野中。
解决了以往的通信技术所遇到的诸多问题，星载激光通信技术已经成为人们广泛关注的热门技术。
本文将对星载激光通信技术进行探究，略施小技巧，从其原理、应用以及未来前景三个方面进行论述。
一. 星载激光通信技术原理星载激光通信技术的原理主要分为两个部分。
首先，在地球上安置一个接收设备，并在卫星上搭载发送激光的设备。
接下来，卫星释放出高强度的激光束，该激光束将会经过大气层直射到地球接收设备的指定位置上，接受设备通过检测激光的信号来解码数据。
相比较于传统通信技术，星载激光通信技术具有以下优点：1.更高的传输速率激光通信相比较于传统的无线电波通信，具有能够提供更高传输速率的优势。
2.更安全的传输激光通信是一种采用光信号进行数据传输的技术，相较于传统的无线电波通信而言，其数据传输是更难被窃取的。
3.技术生命周期长激光通信具有长久的生命周期，相较于传统的无线电波通信，激光通信的技术寿命时间更长，不需要经常更新换代。
二. 星载激光通信技术的应用通过上述分析，可以发现星载激光通信技术具备高效、安全性好等优势，适用于多种领域：1.卫星通信应用卫星通信在很长一段时间内一直是许多应用领域的首选通信方式，然而，传统的卫星通信技术受到地球上大气的影响而传输速度上存在瓶颈。
而激光通信卫星可以通过发送的能量更快地穿过大气层，从而提高效率。
2.数据中心设备在数据中心设备的使用中，激光通信技术也可以有效地对其进行补充，使其成为一个更为完善的数据中心设备。
3.局域网技术激光通信也可以成为一种新型的局域网技术，使局域网在传输方面具有更高效的速率和更高的稳定性。
三. 星载激光通信技术的未来前景展望从目前的科技发展趋势来看，星载激光通信技术的未来前景呈现出相当强的发展趋势：1.小型化从技术发展的角度以及应用需求的角度来看，未来卫星应用和移动卫星等需要小型化的星载激光通信器件。
激光雷达测绘技术应用
激光雷达测绘技术应用随着科技的不断发展，激光雷达测绘技术已成为地理信息获取的重要手段之一。
激光雷达测绘技术是一种利用激光雷达对地表进行测量和绘图的方法，其应用范围广泛，具有很高的实用价值和使用价值。
本文将概述激光雷达测绘技术的原理和常用方法，并探讨其在不同领域中的应用场景和优势，同时通过实际案例进行分析和介绍。
激光雷达测绘技术是通过发射激光束对目标物体进行测距和定位，然后根据测量的数据绘制出地形图的一种技术。
其工作原理是通过对目标物体反射回来的激光束进行接收，并测量出激光束往返的时间，从而计算出目标物体与激光雷达之间的距离。
同时，通过测量激光束在空中的传播方向和角度，可以确定目标物体的空间位置。
激光雷达测绘技术的常用方法包括机载激光雷达测绘和地面激光雷达测绘。
机载激光雷达测绘是指将激光雷达搭载在飞机上进行测量，适用于大范围的地形测绘。
而地面激光雷达测绘是将激光雷达放置在地面上进行测量，适用于小范围的地形测绘和对特定目标的检测。
激光雷达测绘技术在不同领域中都有着广泛的应用。
在城市规划中，激光雷达测绘技术可以用于城市地形测绘、建筑物三维建模等方面，为城市规划提供高精度的数据支持。
在林业中，激光雷达测绘技术可以用于森林资源调查、林业面积测量等方面，提高林业管理的精度和效率。
在地质领域中，激光雷达测绘技术可以用于地质构造研究、矿产资源调查等方面，为地质工作提供更准确的地质信息。
实际案例中，激光雷达测绘技术应用于某大型露天矿山的测量中。
通过对矿山水文地质条件进行精细探测，激光雷达测绘技术为矿山安全生产提供了有力保障。
在矿区土地复垦和生态修复方面，激光雷达测绘技术也发挥了重要作用，为矿区生态环境的改善提供了数据支持。
激光雷达测绘技术在各个领域中都有着广泛的应用前景。
随着科技的不断进步和发展，激光雷达测绘技术将会不断完善和发展，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
引言星载激光雷达是一种利用激光雷达技术对地球表面进行遥感测量的先进设备。
激光雷达测量技术的进展与应用
展， 由于表 １ 给出的这些 传感 器 自身 的局 限性 ， 如 较 小 的视场 角 对幅宽 的限制等 ， 一些 新 的传感器 呼之 欲 出 ， 性 能大 大超 过 了之 前这些传感器 。表 ２列 出了一些 新 型的传感 器及 其 飞行 为激 光测绘 提供 了更 高精 度 的 数据 。
２ ０ ｏ ４ ４ １ ０ ６ ４ Ｎ Ａ Ｎ Ａ ９ Ｏ ０
￥
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传感 器出厂时间 记录点云／ 发射脉冲 波￣ （ ｚ ／ ｎ ｍ
２ Ｏ ０ ４ ４ １ ０ ６ ４
飞行高度／ ｍ
光斑直 ｒ ｆ ／
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ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ ． ｈ ｔ ｍ） 和Ｒ ｉ ｅ ｇ ｌ （ ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗ ｗ ｗ ． ｒ ｉ ｅ ｇ １ ． ｃ ｏ ｍ ／ ） 。在 实际 应用 中， 需 要根 据仪器 的具体参 数 ， 考虑 飞行 高度 、 飞行 速度 、 扫 描频 率 、 脉 冲频率 、 最大扫描视场角等参数设 置。表 １给 出 了常 用的点 云记
激 光 雷 达 测 量 技 术 的 进 展 与 应 用
易 怛
（ 天津市市政工程设计研究院 ， 天津 ３ ０ ０ ２ ０ １ ）
摘
要： 对激光雷达 系统 的组成进 行了介绍 ， 并从地形 制图 、 城市 三维 制 图、 电力巡线 等方面对 激光 雷达技术 的应 用进行 了探讨
指出激光雷达测量技术 的发展 与应用可为设计人 员提供更 为精确的三维空间数据。
深度在 ３ ０ ｍ 以内 ， 使得机 载 Ｌ ｉ Ｄ Ａ Ｒ测量 技术 有巨 大的应 用潜 力
和广阔 的发展前 景。
豳 ● 豳
－ …一
ａ ） 大脚印波形 ｂ ） 小脚印波形
中国国防军事近代史作业——激光雷达测量技术的发展概况
《中国近代国防科技史》课程报告激光雷达(LIDAR)测量技术单位：四院五队姓名：周杰学号：GS12041103激光雷达(LIDAR)测量技术激光雷达(LIDAR)测量技术是从20世纪中后期逐步发展起来的一门高技术，可用于地球科学和行星科学等许多领域。
美国早在20世纪70年代阿波罗登月计划中就使用了激光测高技术。
20世纪80年代，激光测高技术得到了迅速发展，人们研制出了实用的、可靠的激光测高传感器，其中包括航天飞机激光测高仪( Shuttle Laser Altimeter, SLA )、火星观测激光测高仪(Mars Observer Laser Altimeter, MOLA)以及月球观测激光测高仪(LunarObserver Laser Altimeter, LOI.A )。
借助这些激光测高仪，人们可以获取地球、火星及月球上高垂直分辨率的星体表面的地形信息，这对于研究地球和火星等行星的真实形状有着重要的科学意义。
上述这些激光测高仪的激光束的指向一般是固定的，需依靠搭载激光测高仪的飞行器绕星体的周期运动来获得星体上大范围离散分布的激光脚点的高程数据。
20世纪90年代前后，随着GPS动态定位和高精度姿态确定等定位、定姿技术的发展成熟，人们设计将激光测高仪安置在飞机上，同时为了提高采点效率和带宽，采用扫描的方式来改变激光束的发射方向，将这些设备有机地集成在一起协同工作，就构成了一个机载激光雷达测量系统。
随后几年，机载激光雷达测量技术蓬勃发展，欧美等发达国家先后研制出了多种机载激光雷达测量系统。
机载激光雷达测量技术的发展为我们获取高时空分辨率的地球空间信息提供了一种全新的技术手段，使我们从传统的人工单点数据获取变为连续自动数据获取，不仅提高了观测的精度和速度，而且使数据的获取和处理朝智能化和自动化的方向发展。
机载激光雷达测量技术可广泛用于快速获取大面积三维地形数据、快速生成DEM等数字产品。
机载激光雷达测量在灾害监测、环境监测、海岸侵蚀监测、资源勘察、森林调查、测绘和军事等力一面的使用具有独特的优势和广泛的使用前景。
激光雷达未来的趋势
激光雷达未来的趋势激光雷达是一种利用激光脉冲对目标进行测距和成像的雷达技术。
相比传统的雷达技术，激光雷达具有高分辨率、高精度、高速率等优势，因此被广泛应用于机器人导航、自动驾驶、智能交通等领域。
未来的激光雷达将继续发展演进，具有以下几个趋势：一、小型化和紧凑型设计：未来的激光雷达将更加小型化和紧凑，以适应更多应用场景的需求。
通过采用新型的激光器、探测器和光学元件，激光雷达的体积将被进一步压缩，从而更方便地集成到各种设备中，如机器人、无人车等。
二、高分辨率和高精度：激光雷达的分辨率和精度将进一步提升。
通过采用更高功率的激光器和更灵敏的探测器，激光雷达可以实现更高的分辨率和更低的误差，提高对目标的探测和测量能力。
这将使得激光雷达在目标识别、障碍物避障等方面有更广泛的应用。
三、多波束和全景扫描：未来的激光雷达将采用多波束和全景扫描技术，提高对目标的感知能力。
通过同时发射多个激光束，并采集返回的信号，可以获得目标的多角度信息，从而更准确地还原目标的形状和位置。
这将使得激光雷达在三维重建、环境建模等方面有更广泛的应用。
四、高速率和实时性：未来的激光雷达将具备更高的扫描速度和更快的数据处理能力，实现更高的工作帧率和实时性。
通过采用高速控制和数据传输技术，激光雷达可以更快地完成对目标的扫描和数据采集，并将数据实时传输给处理系统。
这将使得激光雷达在自动驾驶、智能导航等领域有更广泛的应用。
五、代价降低和商业化应用：未来的激光雷达将进一步降低成本，实现商业化应用。
目前激光雷达的价格较高，限制了其在普通消费者市场的应用。
未来随着技术的进步和产业的发展，激光雷达的成本将进一步降低，从而使得其在智能手机、无人机等领域得到更广泛的应用。
六、多模式融合和传感器互补：未来的激光雷达将与其他传感器进行多模式融合和传感器互补。
通过将激光雷达与摄像头、雷达、惯性导航等传感器进行融合，可以获得更全面、更准确的环境感知和定位信息。
这将有助于提高自动驾驶、智能导航等系统的安全性和可靠性。
大气探测激光雷达网络和星载激光雷达技术综述
大气探测激光雷达网络和星载激光雷达技术综述摘要：大气探测激光雷达以精细的时空分辨率、髙探测精度和连续廓线数据获取能力成为大气探测强有力的工具。
通过激光雷达观测网络和星载激光雷达，可以获得大空间尺度持续的四维大气信息，满足环境、气象和气候研究的需要。
介绍了目前存在的比较重要的激光雷达网络和航天强国的星载激光雷达计划。
关键词：大气激光雷达；网络化探测；星载探测；环境监测引言激光雷达具有精细的时间分辨率、优越的方向性和相干性、大的垂直探测跨度、高的探测精度和实时快速的数据获取能力，已经成为大气探测强有力的工具可用来探测气瘠胶和云、温度、大气密度、水汽、臭氧、温室气体、风场、能见度、大气边界层等．激光雷达根据运载平台的不同，可分为地基式、车载式、船载式、机载式、星载式激光雷达．单站的地基激光雷达、车载激光雷达、机载激光雷达在观测范围方面都有一定的区域限制，难以进行全球范围的连续式观测。
但是在气候研究中，仅有局部的大气探测信息是远远不够的。
为了适应全球气候和环境变化对气象资料的空间分布和时间分布演变资料的迫切需求，在世界气象组织、联合国环境署及区域性国际组织的倡导下，在全球范围内已经建立了一些探测大气成分物理化学性质的四维分布的区域观测网络，现存比较重要的激光雷达网包括：全球大气成分变化探测网、欧洲气溶胶研究激光雷达观测网、独联体激光雷达网、亚洲沙尘激光雷达观测网、微脉冲激光雷达网、美国东部激光雷达观测网等．而且，目前正在积极计划发展覆盖区域更广泛、观测内容更丰富、时空分辨率更高的激光雷达观测网：全球大气气溶胶激光雷达观测网。
1激光雷达观测网目前激光雷达观测网主要有：ＮＤＡＣＣ、ＥＡＲＬＩＮＥＴ、ＡＤ－ＮＥＴ、ＲＥＡＬＭ、ＭＰＬＮＥＴ、ＣＩＳ－ＬＩＮＥＴ等。
激光雷达观测网可以获得大面积的空间覆盖，获得区域和全球范围大气廊线探测数据。
不同观测网成员之间相互合作，可以对同一过程或事件（如沙尘事件、火山爆发和深林火灾等）进行不同时间、不同地点的综合观测，发现新的现象和机理。
激光雷达测绘卫星发展及应用
激光雷达测绘卫星发展及应用关键词：激光测绘卫星；应用；展望激光雷达测绘卫星通过星载激光器以一定频率向地面发射激光脉冲，光束穿过大气后，被目标散射，产生微弱的后向散射回波。
回波由激光测高仪上的望远镜接收，通过光电信号转换和时间测量，计算出激光器与探测目标间距离值，再结合卫星姿态、平台位置、激光指向等信息，得到激光足印点的精确三维空间坐标。
其具有主动获取全球地表高程能力，可为快速获取包括境外地区在内的高程控制点和立体测图提供服务，并在极地冰盖、植被高度等方面发挥着重要作用。
一、激光雷达卫星ICESat-21、配置特点。
ICESat-2和ICESat最显著变化是使用光子计数激光雷达取代传统线性探测系统，后者需返回成千上万个光子，通过全波形采样及波形分析获得点云坐标，ICESat-2光电倍增管接收器探测灵敏度处于单光子级别，可标记每个光子返回接收器的时间，计算坐标，提高了探测效率。
由于卫星主要科学目标是测量冰冻圈变化，需尽可能在相同/相近位置多次测量。
ICESa-2设置1387个地面参考轨迹，RGT固定不变，为获得参考轨迹线的高程值，强弱光束必须位于RGT的左右两侧。
因此，要求激光指向控制精度优于45m。
由于采用光子计数探测系统，发射激光能量降低，强波束为120μJ(弱波束为四分之一)，激光重频增加，高达10kHz，沿轨点间距仅0.7m，与ICESat相比，数据密度大幅提高。
2、数据处理1)点云去噪。
光子计数激光雷达探测灵敏度高，噪声多，数据信噪比低。
虽然ICESat-2接收器配备了窄带滤波片，波段范围限于(532.272±0.15)nm，但该范围内仍有大量背景太阳光。
在一些高太阳角及高地面反射率场景中，背景光噪声率达到约10MHz，因此点云去噪较重要。
当前，大多现有的光子计数激光雷达设备只记录沿飞行方向的数据，因此通常在二维剖面上处理。
ICESat-2基础理论算法文件ATL03和ATL08分别提供了直方图及空间密度去噪算法：直方图法认为，垂直方向上点出现最多位置更可能是信号；空间密度法认为信号点在空间分布上更密集，密度直方图将显示“左噪右信”、“高窄噪低信号”的分布特征。
论雷达技术的发展与应用及未来展望
论雷达技术的发展与应用及未来展望-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII论雷达技术的发展与应用及未来展望摘要:雷达是用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置的装置。
雷达的发展与使用过程，正是电子技术在军事中应用的缩影，而雷达的未来，更与电子技术息息相关。
本文介绍了雷达的发展与应用的历史，重点介绍了相控阵雷达与激光孔径雷达两类雷达的原理与特点，并指出雷达的弱点及未来发展方向关键词：雷达；发展；实战应用；种类；弱点；未来雷达主要用于对远距离物体的方位、距离、高度做精确检测，可以说是现代军事电子技术的代表。
随着不断的发展，雷达在战区的警戒、各种新式武器威力的发挥、协同作战的指挥中的地位愈发重要。
1雷达的发展与应用雷达的基本工作原理是靠发射探测脉冲和接受被照射目标的回波发现目标。
百年的时间里，随着新技术的发展和应用，雷达也在不断发展。
1.1雷达的发展史下面是雷达出现前夜相关理论的一系列突破：1842年多普勒（Christian Andreas Doppler）率先提出利用多普勒效应的多普勒式雷达。
1864年马克斯威尔（James Clerk Maxwell）推导出可计算电磁波特性的公式。
1886年赫兹（Heinerich Hertz）展开研究无线电波的一系列实验。
1888年赫兹成功利用仪器产生无线电波。
1897年汤普森（JJ Thompson）展开对真空管内阴极射线的研究。
这些与电磁波相关的科技是雷达的最基本理论。
1904年克里斯蒂安•豪斯梅耶（Christian Hulsmeyer）宣称他的“电动镜”可以传输音频，并能够接受到运动物体的回应。
可以说，就是这位德国人奠定了这项技术。
然而，在一战期间，德国军官们所注意的是无线电通讯。
接下来雷达的出现就显得顺理成章了。
1933年，鲁道夫•昆德（Rudolf Kunhold）提出毫米波长可能可以探测出水面船只及飞船的位置。
星载激光测距技术研究
星载激光测距技术研究概述激光技术是一种快速、精确、非接触的测量方式，其应用场景非常广泛。
在星载激光测距技术中，激光器产生的激光束射向目标物体，当激光束击中目标物体后，通过接收器将信号回传回地面。
通过测量返回光脉冲的时间差，即可计算距离。
星载激光测距技术的优势与传统测距方式相比，星载激光测距技术具有以下优势：1. 高精度：激光技术具有高精度和高分辨率，可以实现毫米级别的测距精度。
2. 高速度：激光技术测距速度快，可以实现每秒数十万次的测量。
3. 非接触性：激光技术不需要接触目标物体，可以在卫星与地球表面之间进行测量，极大地扩展了应用范围。
目前，星载激光测距技术主要应用在地球监测、导航和空间探测等领域。
技术难点在星载激光测距技术的应用中，存在一些技术难点，如下：1. 大气干扰问题：激光光束在穿过大气层的过程中会遇到多种干扰因素，如大气折射、散射等，这些因素均会对激光信号产生影响，导致测距误差。
2. 目标反射问题：对于不同类型的目标物体，其反射系数差别很大，会直接影响到测距精度。
3. 器件可靠性问题：由于星载激光测距器件处于特殊环境下工作，如过高或过低的温度、辐射等，会对器件的可靠性产生影响，限制了技术的使用寿命。
技术发展方向为了提高星载激光测距技术的可靠性和精度，需要在以下方面进行技术研究和发展：1. 光学技术：通过优化激光器件和光学元件的设计，提高激光束的稳定性和光谱纯度，进一步提高测量的精度。
2. 机械结构设计：通过采用新型的机械结构设计，提高光学器件的稳定性和可靠性，降低器件失效率。
3. 信号处理技术：通过采用先进的信号处理技术，对激光信号进行抑噪、滤波、去除多径等处理，提高测量的精度和可靠性。
结论星载激光测距技术是一种高精度、高速度、非接触性的测量方式，其应用场景非常广泛。
随着技术的不断发展，信号处理技术、机械结构设计、光学技术等方面的持续改进，将进一步提高星载激光测距技术的可靠性和精度，推动其在地球监测、导航、空间探测等领域的广泛应用。
激光雷达LIDAR
结论：
由于激光雷达是一种代价小、效果好、使用 范围广的遥感手段，相信将来会应用得更为广 泛。特别是“嫦娥一号”、“嫦娥二号”奔月 以来，对我国发展星载激光雷达是个巨大的促 进。
谢谢观赏！
LiDAR 的定义
机载LiDAR(LightLaser Deteetion and Ranging)，又称机载雷达， 是激光探测及测距系统的简称。
L i D A R
激光测距技术 计算机技术 POS系统（IMU /DGPS）
LiDAR的工作原理——POS系统：
DGPS：机载LiDAR采用动态载波相位差分GPS系统。
LiDAR的发展趋势：
激光雷达寻的器：激光雷达可以提供以距离和强度为基础的高分辨率影像，使空—地
武器具有自主精确制导能力。激光雷达寻的器能形成目标的三维影像，确保准确地识别 目标。
战场侦察激光雷达：激光雷达有可能成为重要的侦察工具和手段。 测风激光雷达：测定风速对研究气候变化、提高天气预报的精度、监测机场气流、优
LiDAR的在我国的发展现状和发展趋势：
激光技术从它的问世到现在，虽然时间不长,但是由于它有: 高亮度性、 高方向性、高单色性和高相干性等几个极有价值的特点，因而在国防军事、 工农业生产、医学卫生和科学研究等方面都有广泛的应用。
军事方面的应用：目前，在水雷探测激光雷达、化学试剂探 测激光雷达、大气监测激光雷达、生化陆战激光雷达[1]等方面 已经有了很大的成就。 气象方面的应用：我国已经建立12 个沙尘暴长期观测站，首 次形成全国性的沙尘暴监测网络。 测风方面的应用：多普勒测风激光雷达具有高分辨率、高精 度、大探测范围、能提供晴空条件下三维风场信息的能力。 水土保持监测中的应用：目前，全国由于建设开发的影响， 给水土流失治理带来很大的难度，据调查，全国每年由于开发 建设使水土流失面积达到1.00×104km2由以上。
《2024年星载大气探测激光雷达发展与展望》范文
《星载大气探测激光雷达发展与展望》篇一一、引言随着科技的不断进步，星载大气探测激光雷达（简称大气激光雷达）在地球科学、气候研究、大气污染监测等领域的应用越来越广泛。
大气激光雷达以其高精度、高分辨率的探测能力，为大气环境监测和气候预测提供了重要手段。
本文将介绍星载大气探测激光雷达的发展历程、现状以及未来展望。
二、星载大气探测激光雷达的发展历程1. 初期研究与发展大气激光雷达的初期研究始于20世纪70年代，当时主要应用于地面大气探测。
随着技术的不断发展，研究人员开始尝试将激光雷达技术应用于卫星遥感领域，以实现对大气的远程探测。
2. 技术突破与卫星搭载进入21世纪，随着激光技术和卫星技术的不断发展，星载大气探测激光雷达技术取得了重大突破。
多个国家开始将大气激光雷达搭载在卫星上，实现对大气的全天候、全天时监测。
3. 多种类型激光雷达的研发随着应用需求的不断增加，多种类型的星载大气探测激光雷达被研发出来。
例如，差分吸收激光雷达（DIAL）和拉曼激光雷达等，它们在探测大气成分、气溶胶、云和降水等方面具有独特优势。
三、星载大气探测激光雷达的现状1. 技术成熟度目前，星载大气探测激光雷达技术已经相对成熟，多个国家已经成功将大气激光雷达搭载在卫星上，并实现了对大气的实时监测。
2. 应用领域星载大气探测激光雷达在地球科学、气候研究、大气污染监测等领域得到了广泛应用。
例如，它可以用于监测大气中的气溶胶、云和降水等成分，为气候变化研究和天气预报提供重要数据支持。
3. 发展趋势随着技术的不断发展，星载大气探测激光雷达的分辨率和精度不断提高，其在全球气候变化监测、大气污染防治等领域的应用前景广阔。
四、星载大气探测激光雷达的未来展望1. 技术创新与突破未来，随着技术的不断创新和突破，星载大气探测激光雷达的探测能力将进一步增强。
例如，研究人员将继续优化激光雷达的光源、接收器和数据处理算法，提高其探测精度和分辨率。
同时，新型的星载大气探测技术也将不断涌现，如量子级联激光雷达等。
激光雷达遥感技术
现代发展阶段
激光雷达遥感技术的成熟
01
随着技术的不断进步，激光雷达系统的性能得到了显著提升，
测量精度和范围都有了很大的提高。
激光雷达遥感技术的应用拓展
02Байду номын сангаас
除了传统的地形测绘和环境监测领域，激光雷达遥感技术还被
广泛应用于农业、林业、地质、气象、考古等领域。
激光雷达遥感技术的国际合作
03
各国纷纷开展激光雷达遥感技术的研究和应用，国际间的合作
加强数据安全与隐私保护
制定严格的数据安全和隐私保护政策，确保 数据的安全性和合规性。
降低成本
通过技术进步和规模化生产，降低激光雷达 设备的成本，使其更具有市场竞争力。
推动标准化进程
制定统一的激光雷达遥感技术标准与规范， 促进技术的普及和应用。
05
激光雷达遥感技术应用案 例
地理信息获取
高精度地形测绘
地震灾害评估
激光雷达可以用于评估地震灾害对建 筑物和基础设施的影响程度和范围。
滑坡监测
通过分析激光雷达数据，可以监测滑 坡体的位移和形变情况，预测滑坡灾 害的风险和影响。
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监测森林覆盖、植被生长状况、地形变化 等环境信息，为环境保护和生态修复提供 数据支持。
城市规划
灾害监测与评估
利用激光雷达遥感技术获取城市三维立体 数据，为城市规划、城市管理、城市更新 等领域提供数据支持。
监测地震、滑坡、泥石流等自然灾害的破 坏程度和范围，为灾害救援和重建提供数 据支持。
02
激光雷达遥感技术发展历 程
城市三维建模
激光雷达数据可用于构建城市三维模型，为城市规划、建筑设计等 领域提供可视化分析和决策支持。
激光雷达的现状与发展趋势
激光雷达的现状与发展趋势作者：杨栋来源：《中国信息化·学术版》2012年第12期【摘要】文章主要简述了激光雷达的现状及其在军事、气象、测风、医学、水土保持等方面的广泛应用，进而分析阐述了激光雷达的发展趋势。
【关键词】激光雷达；发展趋势；应用；星载激光雷达【中图分类号】TN958.98【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2012）12-0025-01引言激光雷达是一种可以精确、快速获取地面或大气三维空间信息的主动探测技术，应用范围和发展前景十分广阔。
以往的传感器只能获取目标的空间平面信息，需要通过同轨、异轨重叠成像等技术来获取三维高程信息，这些方法与LiDAR技术相比，不但测距精度低，数据处理也比较复杂。
正因为如此，LiDAR技术与成像光谱、合成孔径雷达一起被列为对地观测系统计划中最核心的信息获取与处理技术。
激光雷达是将激光技术、高速信息处理技术、计算机技术等高新技术相结合的产物。
一、激光雷达的工作原理激光雷达是一种雷达系统，是一种主动传感器，所形成的数据是点云形式。
其工作光谱段在红外到紫外之间，主要发射机、接收机、测量控制和电源组成。
工作原理为：首先向被测目标发射一束激光，然后测量反射或散射信号到达发射机的时间、信号强弱程度和频率变化等参数，从而确定被测目标的距离、运动速度以及方位。
除此之外，还可以测出大气中肉眼看不到的微粒的动态等情况。
激光雷达的作用就是精确测量目标的位置（距离与角度）、形状（大小）及状态（速度、姿态），从而达到探测、识别、跟踪目标的目的。
二、激光雷达的现状及应用激光技术从它的问世到现在，虽然时间不长，但是由于它有：高亮度性、高方向性、高单色性和高相干性等几个极有价值的特点，因而在国防军事、工农业生产、医学卫生和科学研究等方面都有广泛的应用。
LiDAR技术在西方国家发展相对成熟，已经投入商业运行的激光雷达系统（主要指机载）主要有Optech（加拿大）、TopSys（法国）和Leica（美国）等公司的产品。
激光雷达的发展历程和前景
激光雷达的发展历程和前景激光雷达（LIDAR）是一种光学遥感技术，通过发送激光束并接收其反射回的信号，对目标物体进行高精度测量。
这种技术在许多领域，如自动驾驶汽车、无人机、环境监测和地图制作等，都有着广泛的应用前景。
本文将详细阐述激光雷达的发展历程和未来的发展趋势。
一、激光雷达的发展历程激光雷达技术自20世纪60年代问世以来，经历了从机械扫描激光雷达到固态扫描激光雷达、从低分辨率到高分辨率的发展阶段。
下面我们将详细介绍激光雷达的重要发展里程碑。
1.机械扫描激光雷达20世纪60年代，科学家们开始研究利用激光进行远程测距。
早期的研究主要集中在机械扫描激光雷达上，这种雷达通过旋转镜面来扫描激光束，以实现对目标物体的测量。
然而，由于机械扫描激光雷达的可靠性和精度问题，这种技术逐渐被固态扫描激光雷达所取代。
2.固态扫描激光雷达固态扫描激光雷达的出现可以追溯到20世纪90年代。
这种激光雷达采用固定的光学系统和电子控制系统，通过控制阵列的发射和接收单元来实现对目标物体的测量。
固态扫描激光雷达具有更高的测量精度和可靠性，同时具有更快的扫描速度。
3.从低分辨率到高分辨率早期的激光雷达系统通常只能实现低分辨率的测量，这限制了它们的应用范围。
随着技术的发展，高分辨率激光雷达系统的出现使得对目标物体的测量更加精细。
高分辨率激光雷达系统可以提供更高的测量精度和更丰富的数据信息，使得其在地图制作、环境监测和无人驾驶汽车等领域的应用更加广泛。
二、激光雷达的前景随着技术的不断进步和应用需求的增长，激光雷达市场呈现出快速发展的趋势。
下面我们将从应用领域和技术创新两个方面来探讨激光雷达的未来发展前景。
1.自动驾驶汽车自动驾驶汽车是激光雷达技术的重要应用领域之一。
激光雷达可以提供精确的环境感知信息，帮助自动驾驶汽车实现安全可靠的自动驾驶。
随着自动驾驶技术的不断发展，激光雷达在自动驾驶汽车中的应用前景也将越来越广阔。
2.环境监测与地图制作激光雷达技术在环境监测和地图制作领域的应用也越来越广泛。
激光雷达论文
星载激光雷达的应用姓名学号学院北京市海淀区学院路37号北京航空航天大学100191*E-mail:摘要激光雷达在现代社会上多个领域都有着广泛的应用，星载激光雷达便是其中之一。
星载激光雷达在航天领域中有着广泛的应用。
本文简单介绍了激光雷达的发展与原理，星载激光雷达在各个领域中的广泛应用，及我国星载激光雷达技术的发展现状和必要性。
关键词星载激光雷达领域应用激光雷达技术是一门新兴技术，在地球科学领域及行星科学领域有着广泛应用。
随着这一技术在相关行业的深入开展，它越来越被世界各国的人们所熟知，并被大力推广、研发和应用，成为当今较为热门的现代量测技术。
激光雷达技术按不同的载体可分为星载、机载、车载及固定式激光雷达系统。
其中星载及机载激光雷达系统结合卫星定位、惯性导航、摄影及遥感技术，可进行大范围数字地表模型数据的获取；车载系统可用于道路，桥梁，隧道及大型建筑物表面三维数据的获取；固定式激光雷达系统常用于小范围区域精确扫描测量及三维模型数据的获取。
总之，激光雷达技术的出现，为空间信息的获取提供了全新的技术手段，使得空间信息获取的自动化程度更高，效率更明显。
这一技术的发展也给传统测量技术带来革命性的挑战。
1 激光雷达技术的发展历程国外激光雷达技术的研发起步较早，早在20世纪60年代年代，人们就开始进行激光测距试验；70年代美国的阿波罗登月计划中就应用了激光测高技术；80年代，激光雷达技术得到了迅速发展，研制出了精度可靠的激光雷达测量传感器，利用它可获取星球表面高分辨率的地理信息。
到了21世纪，针对激光雷达技术的研究及科研成果层出不穷，极大地推动了激光雷达技术的发展，随着扫描，摄影、卫星定位及惯性导航系统的集成，利用不同的载体及多传感器的融合，直接获取星球表面三维点云数据，从而获得数字表面模型DSM，数字高程模型DEM，数字正射影像DOM及数字线画图DLG等，实现了激光雷达三维影像数据获得技术的突破。
使得雷达技术得到了空前发展。
激光雷达的应用场景
激光雷达的应用场景一、激光雷达的基本原理激光雷达（Lidar）是一种通过激光脉冲来测量目标距离、速度和方向的主动光学传感器。
其基本原理是利用激光器发射短脉冲激光，在目标上发生散射后，接收器接收反射回来的信号，并通过测量信号的回波延迟时间来计算目标的距离。
激光雷达具有高分辨率、高精度和全天候工作等优点，在许多领域有着广泛的应用。
二、无人驾驶激光雷达在无人驾驶领域有着重要的应用。
无人驾驶汽车需要准确地感知周围环境，激光雷达可以提供高精度的三维地图和障碍物检测信息，帮助车辆实现自主导航和避障。
激光雷达可以快速扫描周围环境，获取准确的地图数据，同时通过跟踪障碍物的动态变化，实时更新地图信息，从而帮助车辆做出决策和规划行驶路径。
三、环境监测激光雷达在环境监测中也有广泛的应用。
例如，激光雷达可以用于大气污染监测，通过探测空气中的颗粒物浓度和分布情况，提供准确的空气污染数据。
此外，激光雷达还可以用于地震预警系统中，通过激光测量地震波的传播速度和方向，实时监测地震活动，为地震预警提供可靠的数据支持。
四、军事领域激光雷达在军事领域有着重要的应用价值。
例如，激光雷达可以用于目标探测和追踪，帮助军方实现目标定位和打击。
此外，激光雷达还可以用于飞行器导航和制导系统中，提供精确的位置和跟踪信息，增强飞行器的导航能力和打击精度。
五、机器人技术激光雷达在机器人技术领域也有广泛的应用。
机器人需要准确地感知周围环境和障碍物，激光雷达可以提供高分辨率的三维地图和障碍物信息，帮助机器人实现自主移动和避障。
激光雷达可以快速扫描周围环境，获取准确的地图数据，并通过实时更新地图信息，帮助机器人做出决策和规划路径。
六、安防监控激光雷达在安防监控领域也有重要的应用。
激光雷达可以用于室内和室外的监控系统，提供高分辨率的目标检测和跟踪功能。
激光雷达可以通过快速扫描周围环境，实时监测目标的移动和位置，同时可以对目标进行分类和识别，帮助安防人员实现实时监控和预警。
激光雷达技术的发展与应用前景
激光雷达技术的发展与应用前景激光雷达技术是近年来发展最迅速、最具前景的无人驾驶技术之一。
激光雷达是一种利用光的反射原理测量目标距离和速度的精密设备，其在无人驾驶、无人机、机器人、智能交通等领域具有广泛的应用前景。
本文将分别从激光雷达技术的发展历程、核心技术原理、应用场景和发展趋势等方面分析其发展和应用前景。
一、激光雷达技术的发展历程激光雷达技术最早起源于20世纪60年代，当时美国国防部开始研究这种新型的测距技术。
随着技术的不断进步和成本的下降，激光雷达技术被越来越广泛地应用于民用领域。
例如，激光雷达技术得到了无人驾驶领域的广泛应用，大大提升了无人驾驶的安全性和可靠性。
同时激光雷达技术也被广泛地应用于机器人、智能交通等领域。
二、激光雷达技术的核心原理激光雷达技术的核心原理是利用激光束向目标发射，接收反射回来的信号，并测量信号的时间差来计算距离。
激光雷达可以对目标进行高精度、高速度的测量，具有高精度、高稳定性、高可靠性等优点。
激光雷达技术的核心原理不仅适用于汽车、机器人、扫地机器人等移动设备，也适用于通信设备、工业检测设备、测绘设备、医疗设备等不同领域的应用。
三、激光雷达技术的应用场景激光雷达技术在无人驾驶领域的应用最为广泛。
在无人驾驶汽车中，激光雷达技术可以提供高精度、高稳定性的环境感知数据，帮助无人驾驶车辆实现安全驾驶和智能导航。
激光雷达技术还可以被应用于气象预报、自然灾害监测、农业环境监测等领域，有效地提升获得的数据的精度和准确性。
激光雷达技术还被广泛应用于智能城市、智能交通等领域，以提高城市交通的效率和安全性。
四、激光雷达技术的发展趋势激光雷达技术的应用前景十分广泛。
未来，随着互联网技术和智能化技术的进一步发展，激光雷达技术的应用前景将越来越广阔。
例如，激光雷达技术可以被广泛应用于机器人、智能工厂、智能家居等领域，有效地提高生产效率和生活质量。
与此同时，激光雷达技术在未来的应用场景将越来越多样化，包括人体检测、VR/AR、智能视觉等领域的应用。
《2024年星载大气探测激光雷达发展与展望》范文
《星载大气探测激光雷达发展与展望》篇一一、引言随着科技的不断进步，大气探测技术在现代地球观测和气候变化研究中起着越来越重要的作用。
其中，星载大气探测激光雷达（简称大气探测雷达）技术作为遥感观测的一种手段，对于深入研究和监测大气的成分、物理性质及环境变化等方面有着独特优势。
本文旨在介绍星载大气探测激光雷达技术的发展历程及现状，并对未来的发展进行展望。
二、星载大气探测激光雷达的起源与发展自20世纪以来，大气探测雷达经历了由地面的试验和示范应用逐步过渡到星载平台的开发阶段。
初期的星载大气探测雷达系统体积庞大，技术水平要求高，主要应用于科研领域。
随着技术的不断进步和成本的降低，星载大气探测激光雷达逐渐进入实用化阶段。
在技术发展方面，星载大气探测激光雷达经历了从单波长到多波长、从单脉冲到高分辨率成像等阶段。
此外，通过引入先进的光电技术、微电子技术和信号处理技术等手段，使得星载大气探测激光雷达的探测能力得到了极大的提升。
三、星载大气探测激光雷达的应用领域星载大气探测激光雷达在多个领域得到了广泛应用。
首先，在气象领域，它可用于监测云层、降水、风场等气象要素，为气象预报和气候变化研究提供重要数据支持。
其次，在环境监测领域，它可用于检测大气污染物的分布和变化情况，为环境保护提供有力支持。
此外，在航空航天、军事等领域也得到了广泛应用。
四、星载大气探测激光雷达的技术挑战与解决方案在发展过程中，星载大气探测激光雷达面临着一些技术挑战。
首先，空间环境的复杂性使得在太空中长时间稳定运行的难题得以显现。
为解决这一问题，研究人员需要设计高可靠性的系统和元件以应对极端的空间环境。
其次，如何保证信号传输的准确性也是一大挑战。
针对这一问题，可以通过优化信号处理算法和引入高精度的测量设备来提高信号的传输质量。
此外，随着数据量的不断增加，如何对数据进行有效处理和存储也是一大挑战。
为了解决这一问题，可以引入高性能的计算机系统和大数据处理技术来提高数据处理效率。
国外空间激光应用技术的发展
国外空间激光应用技术的发展在国内外科技水平的发展下，激光技术已经开始成熟，并在多个领域中得到了广泛的应用，在军事，地形测绘，科学观测，空间遥感，环境监测领域都有着巨大的发展潜力。
本文針对国外空间激光应用技术的发展进行阐述。
标签：空间激光应用技术；特点；发展1星载激光器星载激光系统能够进行清晰的科学观测，而且受到自然环境和天气的影响较小，是空间信息获取最重要的手段，也是卫星最重要的组成部分，在地形地貌测绘，空间遥感，环境监测方面都有着重要的作用。
上个世纪中叶，科学家们提出了星载激光雷达理念，美国实施登月计划时，就已经开始使用激光高度计，并且成功地绘制了第一幅月球表面图像。
但是由于受到技术的限制，使得激光器的使用寿命十分短暂，大大限制了它的应用情况。
随着科学技术的发展，激光二极管的出现带来了激光技术的巨大突破，优秀的性能延长了激光器的使用寿命，提高了使用效率，满足星载激光器的所有要求，成为了目前空间激光系统最主要的发射光源。
世界上主要的发达国家都在对空间应用激光系统进行研究，而美国已经有了初步的进展，从上个世纪开始，使用星载激光器获取了大量的科学数据，增强了人类对于太阳系的认知。
2.美国空间激光技术的应用最早使用星载激光器在1996年，美国发射的MOLA卫星，主要的目的是对与火星进行全球的地形测量，以求能够加深对于火星的了解。
这个卫星从1996年11月开始工作直到2001年失去联系，期间为了解火星提供了大量的数据信息。
2003年美国发射用于观测地球的卫星GLAS，这个卫星上搭载了三台激光器，设计思路也沿用MOLA卫星的想法。
2006年，2009年发射观测水星MLA和月球的探测卫星LOLA，其中MLA搭载的激光器要适应水星不断变化的热环境下实现队水星地表的观测。
LOLA中搭载的激光器则是对月球的月面斜坡信息的收集，以及对于月球引力场和质心的研究。
3 关键问题和发展趋势空间激光器现有的技术无法实现对星际空间的探索，卫星发射过程中产生的震动和冲击都会对空间激光器造成影响，而太空辐射，温度的变化，真空环境以及发射后得不可维护性更是一系列严重的问题。
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收稿日期： ２００７－ ０５－ ２９ 作者简介： 李 然， 北京市海淀区北三环西路 ５４ 号中国科学院遥感卫星地面站， 研究方向为遥感应用； Ｅ－ ｍａｉｌ： ｒｌｉ＠ｒｓｇｓ．ａｃ．ｃｎ
唐伶俐（ 通讯作者） ， 北京市海淀区北三环西路 ５４ 号中国科学院遥感卫星地面站， 研究员， 研究方向为卫星遥感图像处理与应 用； Ｅ－ ｍａｉｌ： ｌｌｔａｎｇ＠ａｏｅ．ａｃ．ｃｎ
综述文章（ Ｒｅ ｖｉｅ ｗｓ ）
Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｖｉｅｗ ２００７ Ｖｏｌ． ２５ Ｎｏ． １４ （Ｓｕｍ Ｎｏ． ２３６）
星载激光雷达的发展与应用
李 然 １， 王 成 ２， 苏国中 ２， 张珂殊 ２， 唐伶俐 １， 李传荣 ２
１． 中国科学院遥感卫星地面站， 北京 １０００８６ ２． 中国科学院光电研究院， 北京 １０００８０
４００
５０
６００
８００
观测对象
月球
火星 Ｅｒｏｓ 小行星
极地冰盖、
云顶高
云 、气 溶 胶
和云层边界
Ｎｄ：ＹＡＧ
ＤＰＳＳ
Ｎｄ：ＹＡＧ Ｎｄ：ＹＡＧ Ｎｄ：ＹＡＧ
型号
＠５３２／１０６４ｎｍ Ｎｄ：ＹＡＧ
＠５３２／１０６４ｎｍ ＠１０６４ｎｍ ＠１０６４ｎｍ
（３ 备份）
＠１０６４ｎｍ
脉冲
＜１０
８
１２
４
２０
远红外相机以及激光测距仪（ ＬｉＤＡＲ） 等多个探测器同 时工作， 以尽可能多地获取月球的有关信息 （ 见图 １） 。 Ｃｌｅｍｅｎｔｉｎｅ 上的 ＬｉＤＡＲ 设备测量所得的数据资料用于 制作月球表面高程图， 也可以用于研究岩石圈的应力应 变特性； 或结合重力信息研究月球外壳密度分布等。 Ｃｌｅｍｅｎｔｉｎｅ 系统中星载 ＬｉＤＡＲ 设备运行的实际轨道高 度为 ６４０ ｋｍ， 覆盖了月球两极 ６０°之间的范围， 在轨测 量时运行 ４５ ｍｉｎ 后可以稳定在 １ Ｈｚ 的脉冲重复频率［８］。
Ｋｅ ｙ Ｗｏｒｄｓ ： ｓｐａｃｅｂｏｒｎｅ ＬｉＤＡＲ； ｓｙｓｔｅｍ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ； ａｌｔｉｍｅｔｒｙ； ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
ＣＬＣ Ｎｕｍｂｅ ｒ： ＴＮ９５８．９８
Ｄｏｃｕｍｅ ｎｔ Ｃｏｄｅ ： Ａ
Ａｒｔｉｃｌｅ ＩＤ： １０００－ ７８５７（２００７）１４－ ００５８－ ０６
ＬｉＤＡＲ 技术在西方国家发展相对成熟， 已经投入 商业运行的激光雷达系统（ 主要指机载） 主要有 Ｏｐｔｅｃｈ （ 加拿大） 、ＴｏｐＳｙｓ（ 法国） 和 Ｌｅｉｃａ（ 美国） 等公司的产品。 由于机载 ＬｉＤＡＲ 激光发散角、扫描视场角、飞行区域等 因素的限制， 阻碍了机载 ＬｉＤＡＲ 对全球范围数据的获
０．１７６
发散角／ｍｒａｄ ４ｍｒａｄ＠５３２ｎｍ
望远镜口径
与高分辨率 相机共用，
!１２ ｍｍ
!５００ ｍｍ !９０ ｍｍ
!１．０ ｍ
!６００ ｍｍ （ 数目： ４）
接收 系统 视场角（ ＦＯＶ）
１ ｍｒａｄ 总接收面积
０．５ ｍｍ２
０．８５ ｍｒａｄ
＞０．９ ｍｒａｄ
０．４７５ｍｒａｄ＠１０６４ｎｍ ０．１５ｍｒａｄ＠５３２ｎｍ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｐａｃｅｂｏｒｎｅ ＬｉＤＡＲ ｉｎ ｍａｎｙ ｓｐｈｅｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｉｔ ｉｓ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙ
ａｎｄ ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｔｈｅ ｓｐａｃｅｂｏｒｎｅ ＬｉＤＡＲ ａｔ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｔａｇｅ．
１０６４ ｎｍ： ０．１５ ｍ （ 冰、陆地） ４０
５３２ ｎｍ：７５￣２００ ｍ （云）
１０６４ ｎｍ： １７０ ｍ （ 沿轨方向）
５３２ｎｍ： １５０ ｍ／５０ ｋｍ （ 云／气溶胶）
１０ ｋｍ
５９
综述文章（ｖｉｅｗ ２００７ Ｖｏｌ． ２５ Ｎｏ． １４ （Ｓｕｍ Ｎｏ． ２３６）
５８
综述文章（ Ｒｅ ｖｉｅ ｗｓ ）
科技导报 ２００７ 年 第 ２５ 卷 第 １４ 期 （ 总第 ２３６ 期）
研究， 如美 国 、欧 洲 和 日 本 等 都 提 出 并 实 施 了 一 些 星 载 ＬｉＤＡＲ 发 展 计 划。下面对 ２０ 世纪 ９０ 年代以来关于 星载 ＬｉＤＡＲ 的主要科学研究进行详 细 介 绍 。 表 １ 列 出 了 各 星 载 ＬｉＤＡＲ 系统的详细参数。 １．１ 美国星载 ＬｉＤＡＲ 系统
５
３００
２４０
基本
参数 功耗／Ｗ
６．８
２０．７（ 最高）
３４．２
３３０
４５０
１６．５（ 平均）
月球
火星 近地小行星
ＩＣＥＳａｔ
平台
探测器
探测器 探测器
卫星
卫星
Ｃｌｅｍｅｎｔｉｎｅ
ＭＧＳ ＮＥＡＲ
发射 发射时间
１９９４
１９９６
１９９６
２００３
１９９６
及轨道
计划寿命／ａ
３
３
１
３
３
信息
轨道高度／ｋｍ
６４０
雷达 ＮＡＳＡ Ｌａｎｇｌｅｙ 研 究 中 心 １９９４ 年承研空间激光雷达实验项目 ＬＩＴＥ（ Ｌｉｄａｒ Ｉｎ－ ｓｐａｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ） 中的星载差分吸收激光 雷 达 （ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｌｉｄａｒ， ＤＩＡＬ） ， 主要用于大气成分的测定， 如 水 蒸 气 、臭 氧 及 大 气 污 染 体 的 空 间 浓 度分布等， 可以提供对流层的臭氧和 气溶胶的剖面图。星载 ＤＩＡＬ 系统的 卫星轨道高度为 ４００ ｋｍ， 选用高功率 的可调谐紫外光激光器， 两个能穿透 同温层的激光波长 ３０８／３１８ （±２） ｎｍ，
宽度／ｎｓ
脉冲
激光器
Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ＠１Ｈｚ
重复
１０ １／８， １， ２， ８
４０
１００
４００ｓｈｏｔｓ＠８Ｈｚ
频率／Ｈｚ
单脉冲 １７１ｍＪ＠１０６４ｎｍ ４８
能量／ｍＪ ９ｍＪ＠５３２ｎｍ
７５ｍＪ＠１０６４ｎｍ
＞５
１００
３５ｍＪ＠５３２ｎｍ
光束 ＜０．５ｍｒａｄ＠１０６４ｎｍ
０．４
０．２３５
０．１
［中图分类号］ ＴＮ９５８．９８
［文献标识码］ Ａ
［文章编号］ １０００－ ７８５７（２００７）１４－ ００５８－ ０６
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｓｐａｃｅｂｏｒ ｎｅ ＬｉＤＡＲ
ＬＩ Ｒａ ｎ１， ＷＡＮＧ Ｃｈｅ ｎｇ２， Ｓ Ｕ Ｇｕｏｚｈｏｎｇ２， ＺＨＡＮＧ Ｋｅ ｓ ｈｕ２， ＴＡＮＧ Ｌｉｎｇｌｉ１， ＬＩ Ｃｈｕａ ｎｒｏｎｇ２
［摘要］ 简要介绍了激光雷达的原理和发展过程， 并对国外主要星载激光雷达系统（ ＭＯＬＡ， ＧＬＡＳ 等） 的技术参数和科学目标等进行了
详细的叙述， 总结了星载激光雷达在各领域中的应用情况， 最后指出了现阶段我国发展星载激光雷达的可能性和必要性。
［关键词］ 星载激光雷达； 系统参数； 高程测量； 环境监测
１． Ｃｈｉｎａ Ｒｅｍｏｔｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｇｒｏｕｎｄ Ｓｔａｔｉｏｎ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８６， Ｃｈｉｎａ ２． Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｏｐｔｏ－ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８０， Ｃｈｉｎａ
美国航空航天局（ ＮＡＳＡ） 在星载 ＬｉＤＡＲ 的 研 制 和 应 用 上 一 直 独 占 鳌 头 ［３］。１９９４ 年 Ｃｌｅｍｅｎｔｉｎｅ 探 月 计 划 中， 采用了星载 ＬｉＤＡＲ 获取高精度 月球表面特征信息。１９９６ 年发射的 火星全球勘探者号 ＭＧＳ（ Ｍａｒｓ Ｇｌｏｂａｌ Ｓｕｒｖｅｙｏｒ） 搭载了火星轨道激光测高 仪 ２ 号 ＭＯＬＡ－ ２ （ Ｍａｒｓ Ｏｒｂｉｔｅｒ Ｌａｓｅｒ Ａｌｔｉｍｅｔｅｒ） ， 获取 了 大 量 火 星 表 面 的 地形特征数据。在 ＭＯＬＡ－ ２ 建造、试 验 和 发 射 准 备 的 同 时 ， ＮＡＳＡ 利 用 ＭＯＬＡ 研制过程中的备份器件， 进行 了 航 天 飞 机 搭 载 ＬｉＤＡＲ 的 试 验 ， 即 Ｓｈｕｔｔｌｅ Ｌｉｄａｒ Ａｌｔｉｍｅｔｅｒ－ ０１（ ＳＬＡ， １９９６ 年 １ 月 ） 和 ＳＬＡ－ ０２ （ １９９７ 年 ８ 月 ） ， 获取了高精度全球控制点信息。而后 ＮＡＳＡ 根 据 早 先 提 出 的 采 用 星 载 ＬｉＤＡＲ 测 量 两 极 地 区 冰 面 变 化 的 计 划， 正式将地球科学激光测高仪 ＧＬＡＳ （ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｌａｓｅｒ Ａｌｔｉｍｅｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ） 列入地球观测系统（ ＥＯＳ） 中， 并将其搭载在 ＩＣＥＳａｔ（ Ｉｃｅ， Ｃｌｏｕｄ ａｎｄ Ｌａｎｄ Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ， 冰体、云量和 陆地高度监测卫星） 上， 于 ２００３ 年发 射升空运行， 是目前唯一在轨运行的 星 载 激 光 测 高 系 统［４－ ５］。 １．１．１ ＮＡＳ Ａ／Ｌａ ＲＣ 的 星 载 差 分 吸 收
表 １% 国外主要星载 *Ｌｉ+,Ｄ-ＡＲ. 系统参数 8Ｔａ29ｂｌ:4ｅ １% Ｐ;ａ2<ｒ2ａｍ=ｅ4ｔ>ｅ4ｒ<ｓ ｏｆ ｍａｉｎ ｏｖｅｒｓ ｅａｓ Ｓ ｐａｃｅｂｏｒｎｅ ＬｉＤＡＲ ｓ ｙｓ ｔｅｍ
系统
Ｃｌｅｍｅｎｔｉｎｅ ＭＯＬＡ－ ２ ＮＲＬ