资源描述：
《激光雷达技术及其应用_陈利》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、DOI:10.16186/j.cnki.1673-9787.2009.05.021第28卷第5期河南理工大学学报(自然科学版)Vol.28No.52009年10月JOURNALOFHENANPOLYTECHNICUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)Oct.2009激光雷达技术及其应用陈利,贾友,张尔严＊(陕西天润科技有限责任公司,西安710054)摘要:根据激光雷达(LiDAR)的测距原理及中心投影共线条件方程式,建立了激光雷达测量系统的几何模型及其精度评价模型,对激光雷达在军事、气象、地质、环境与测绘等领域的应用以及激光雷达未来的发展趋势作了详细介绍.关键词:激光雷
2、达;共线方程;几何模型;应用中图分类号:P627文献标识码:A文章编号:1673-9787(2009)05-0583-04LiDARtechnologyanditsapplicationCHENLi,JIAYou,ZHANGEr-yan(ShanxiTian-runScienceandTechnologyInc,Xian710054,China)Abstract:Firstlythispaperestablishesthegeometricalmodelandthemodelofestimatingprecisionbasedoncollinearequation.Thenthede
3、velopmentandapplicationofLidarinmilitary,weather,environmentandespe-ciallyinmeasureareintroduled.LastlythedevelopmentdirectionofLidarispredicted.Keywords:LiDAR;collinearequation;geometricalmodel;application0引言20世纪60年代初出现了以测距为主要功能的激光雷达(LiDAR),它以高角分辨率、高速度分辨率、高距离分辨率、强抗干扰能力、良好的隐蔽性,以及出色的全天候工作能力在很多领域
4、尤其是[3]军事领域中得到了广泛的应用.LiDAR技术(LightDetectionAndRanging)也称机载激光雷达,它是一种安装在飞机上的机载激光系统,通过量测地面的三维坐标,生成LiDAR数据影像,经过相关软件处理后,可以生成地面的DEM模型、等值线图及DOM正射影像图.LiDAR系统通过扫描装置,沿航线采集地面点三维数据;系统可自动调节航带宽度,使其与航摄宽度精确匹配,在不同的实地条件下,平面精度可达0.1m,采样间隔为2～12m.LiDAR是集激光技术、光学技术和微弱信号技术于一体而发展起来的一种现代化光学遥感手段,它使用激光作为探测波段,波长较短而且是单色相干光,因而
5、呈现出极高的分辨本领和抗干扰能力,为其在各方面的应用奠定了重要基础.LiDAR探测技术不仅可以获得目标地物表面的反射能量的大小,同时还可获取目标反射波谱的幅度、频率和相位等信息,用于测速和识别移动目标,在环境、生态、通信、航天等方面有着广泛的应用.本文重点介绍LiDAR的技术现状和应用领域.1激光雷达的发展过程第1代激光雷达于1967年由美国国际电话和电报公司研制,用于开发航天飞行器交会对接用的＊收稿日期:2009-08-12作者简介:陈利,(1967-),男,陕西西安人,高级工程师,长期从事空间数据生产与地理息系统开发工作.E-mail:trkj@vip.sina.com584河南
6、理工大学学报(自然科学版)2009年第28卷[5][6-7]激光雷达,1978年NASA/MFSC研制出了用于同一目的的CO2干涉激光雷达.1976年用于研究地球科学的星载激光雷达一经问世就得到重视,NASA和NOAA委托美国无线电公司和帕新-爱而[8-9]莫公司开发用于测量全球对流层风场的CO2相干激光雷达.1988年NASA研制出激光大气风探[10-11]测器,空间分辨率达到1000m左右,利用不同高度背向散射测量水平风场.20世纪90年代,由于全固体激光技术和二极管泵浦全固态技术的发展,较好地解决了制约星载激光雷达的寿命问题,开辟了高精度绘图、远程测距、环境监测、测云、测地被、
7、测目标和非相干测风等应用邻域,发展了基于DPSS技术的差分吸收激光雷达、拉曼散射激光雷达、非相干多普勒激光雷达和生物激光雷达等,显示出巨大的经济效益和军事价值.2激光测量系统的几何模型LiDAR系统是一种活动装置,由于激光脉冲不易受阴影和太阳角度影响,从而提高了数据采集的质量不受航高的限制;由于应用多光束返回采集高程,数据密度大,大大提高了正射影像校正的精度要求.2.1激光雷达测量原理探测回波强度的激光雷达当发射光与接收光的波长不变时,从距离R处返回的光信
