激光雷達技術(shù)的應(yīng)用廣泛，呈百花齊放態(tài)勢

發(fā)布日期：2019-08-16 00:00 瀏覽量：10218

近幾年來，隨著激光雷達技術(shù)的成熟和導航領(lǐng)域的發(fā)展，在激光器小型化的趨勢下，越來越多的關(guān)注焦點被放在機載或車載化激光儀器上。

業(yè)內(nèi)人都知道就激光雷達的應(yīng)用分類而言，從波段上的紫外、可見光到紅外雷達，從平臺上的便攜式、基地式、車載、機載、船載雷達，從功能上的測距、測速、測角、成像雷達，等等。

激光雷達技術(shù)在應(yīng)用中取得了很好的實際使用效果，表現(xiàn)在應(yīng)用特性上即有分辨率高（角、距離和速度分辨率）、測速范圍廣、受干擾性小等多方面的優(yōu)良性質(zhì)。飛燕遙感近一年的激光雷達航攝面積已超10萬平方公里。

目前，整個激光雷達技術(shù)發(fā)展的應(yīng)用上可謂呈現(xiàn)出百花齊放的態(tài)勢。

一、機載激光雷達的實際應(yīng)用

激光雷達應(yīng)用廣泛，對此我們主要談三個方面的應(yīng)用。

（1）目標定位

機載激光雷達在導航中針對特定目標的定位研究最開始主要開始于軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，可以對于接收信息的識別成像，在軍事偵察方面，采集環(huán)境中的三維信息，如方位、俯仰角、距離、速度等，對特別目標進行追蹤、定位。在障礙回避方面，主要用于直升機的障礙回避，意大利的馬可尼研制的 Loam 障礙回避系統(tǒng)采用全新的人眼安全技術(shù)，提供給飛行員視覺和聽覺的報警，顯示障礙物的細節(jié)特征。

（2）環(huán)境監(jiān)測

環(huán)境監(jiān)測主要是對飛機周圍的大氣溶膠環(huán)境實時監(jiān)測，測定氣體成分、氣體密度。這些參數(shù)一方面能夠用來輔助飛行，另外可以對飛機的環(huán)境進行檢測，利用飛機的三維移動特性，在廣大的范圍內(nèi)靈活定標，定向的處理一般手段難以解決的問題。

（3）地形探測

地形探測是一片綜合性比較強的應(yīng)用領(lǐng)域，機載激光雷達在地形探測上有很好的適應(yīng)性和性能優(yōu)勢。在陸地地形探測上，航帶拼接技術(shù)的發(fā)展，使得地形的拼接和重現(xiàn)工作得到更高的精度，滿足接邊地物的連貫性，使得地形地貌能夠更好的被模擬重現(xiàn)。

海洋探測上，機載海洋激光雷達可以廣泛用于海水水文勘測（包括淺海水深、海底地貌測繪、海水光學參數(shù)的遙測等）、水下潛艇探測、水雷探測、魚群探測、海洋環(huán)境污染監(jiān)測等眾多領(lǐng)域，在淺水探測上，已經(jīng)顯示出了比聲吶更強的競爭力。

二、機載導航系統(tǒng)性質(zhì)

（1）現(xiàn)代導航系統(tǒng)的方法

現(xiàn)代導航任務(wù)包羅了從引導航行的基本需求到自動駕駛、引進著陸的載體自動化需要以及勘探、測量、調(diào)查、搜索等進階性的功能任務(wù)模式。現(xiàn)代導航系統(tǒng)與現(xiàn)代光學技術(shù)有著密不可分的關(guān)系，在天文導航方面，衛(wèi)星是導航技術(shù)的主力軍，特別是在太空介質(zhì)趨于零的環(huán)境中，短波、微波和紅外波段的光束在使用上尤為重要。

在慣性導航中，近年來國內(nèi)激光陀螺儀的技術(shù)日益成熟，特別在高精度、高分辨率的方面取得很大進步，如今無論在實際應(yīng)用上還是新理論的研究當中都在推進慣性導航技術(shù)長足發(fā)展。多普勒導航技術(shù)的理論基礎(chǔ)源于多普勒效應(yīng)，激光技術(shù)本身具有良好的相干性，故而在多普勒雷達技術(shù)上自身就具有不可替代的地位。

（2）機載系統(tǒng)的性質(zhì)

機載系統(tǒng)是指在飛機在飛行過程中荷載使用的系統(tǒng)，對于飛機的環(huán)境，對于機載系統(tǒng)的性質(zhì)有以下要求：

1）小型化：飛機由于機體機艙環(huán)境容量有限，對于機載系統(tǒng)的體積必須嚴格控制，不能妨礙飛機正常飛行。

2）輕型化：機體的載重量有限，每一分重量也必須嚴格把控，早期的激光設(shè)備就是由于相關(guān)模塊特別是泵浦源方面質(zhì)量難以下調(diào)，在化學泵浦技術(shù)出現(xiàn)以前都很少被采用到機載上。

3）穩(wěn)定性高：機載系統(tǒng)都需要在復雜的環(huán)境中作業(yè)，因此，穩(wěn)定性高這一點尤為重要。在導航方面，機載導航系統(tǒng)就對飛機至關(guān)重要，對其容錯率限定必須極低。

4）散熱性強：飛機的環(huán)境并不能提供很好的外界散熱條件，對于機載的設(shè)備，散熱模塊都必須做出特別的設(shè)計與改善。

機載激光雷達導航系統(tǒng)是光學主動偵察的一種探測技術(shù)，它具有涵蓋面廣、可行性高、應(yīng)用性強等特點，在飛機導航領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。同時，隨著其他領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，這項技術(shù)依舊有很大前景可以發(fā)掘，能繼續(xù)帶動行業(yè)向前發(fā)展。

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