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1、激光雷达技术激光宙达(LiDAR,发音为菜达)机载激光宙达是一种丄动式对地进行三维K接观察和测戢的技术，因此我们可以使用它員夜工作。随着计算机技术、GPS和其自身技术的发展和完善，机载激光宙达最近几年受到了越來越多的重视。LiDAR(莱达)是从英文短语LightDetectionAndRanging中提取出来的。我们望字生意,很容易把莱达(LiDAR)与雷达(RADAR)联系起來。而LightDetectionAndRanging与RadiowaveDetectionAndRanging确实是一对李生兄弟。在雷
2、达中，我们采用的是无线电波，而在莱达中,我们采用的是激光器发射的可见和近红外光波，在大气和环境研究中，也会采用其它波段的光波。因此，有时我们又将莱达称作激光雷达。激光雷达工作原理：激光雷达的丁•作原理与雷达非常相近。山激光器发射出的脉冲激光山空中入射到地面上，打到树木上，道路上，桥梁上，房子上,引起散射。一部分光波会经过反射返冋到到激光雷达的接收器屮。接收器通常是一个光电倍增管或一个光电二极管,它将光信号转变为电信号，记录下來。同时山所配备的计时器记录下來同一个脉冲光信号山发射到被接收的时间T。于是，就能够得到
3、山飞机上的的激光宙达到地面上的H标物的距离R为：R二CT/2.这里C代表光速，是一个常数，即0300,000公里/秒。激光雷达每一个脉冲激光的故大跖-离分辨率(maximumrangeresolution)也可山以下公式给出：Z1R=C/2-(tL+tN+tw)这里，S代表激光脉冲的长度，tN代表接收器电子器件的时间常数，如代表激光与H标物体的碰撞时间常数。对于一个Q-开关的Nd:YAG激光器，它的脉冲常数是10纳秒，接收器电｝器件的时间常数stN—般是50纳秒到200纳秒，激光与目标物体的碰撞时间常数如较小，
4、一般忽略不计。因此，距离分辨率ZR—般在7.5米到30米。激光雷达发展简史：激光雷达的研发早在上个世纪的七十年代就开始了(JenniferandJeff1999)。故初，是山美国的航天航空总署NASA研究出了一种非常笨重的基于激光测最的设备。尽管它非常昂贵，也只能测最放在地血上的飞机的擀确的高度。在八十年代后期，随着GPS民用技术的提高，使得GPS对位置定位的将度达到了厘米的昴级。高楕度的用于记录激光來冋时间的计时器和高楕度的惯导测杲仪(InertialMeasurementUnits,IMU)的相继问世，为激
5、光雷达的商业化打下了基础。在上个世纪的八十年代末,徳国的PeterFriep和JoachimLindenberger在DeutscheForschungsgemeinschaft攻读博士学位时开始了有关激光雷达技术的研究课题。在1989年,他们与FritzAckermann教授一起在Univ,ofStuttgart(斯图加特大学遥感学院)进行广忤次相关的试验飞行。测试结果令人信服地显示出激光雷达用于地形地貌测量和制图方面的巨大的潜力和发展远景。1992年，在获得了博士学位丿PeterFriep和JoachimL
6、indenberger成立了TopScanGmbH公司，开始了商业化机载激光雷达的尝试。很快,TopScan开始了与位于加拿大多伦多市的Optech公司的合作，并且在1993年联合进行了样机的试飞和测试「995年，山Optech公司-LjTopScan共同推H*,TALTM1020激光宙达，并在1997年对其性能进行了全面的提高,激光发生的频率山200赫兹提高到5000赫兹,飞行高度也达到了1000米。与此同时，徳国的TopSys也开发出了基于光纤激光器的激光宙达，FalconI。从1995年到2003年的八年
7、间，Optech共销售了15台ALTM1020和ALTM1225激光雷达(ChristianWeaver,andJoachimLindenberger),而TopSys除了自己使用外,一共向夕卜卖出了两台FalconI和FalconII。期间，TopScan也转向了向用户提供激光宙达服务的主业。Optech公司在2004年和2006年又分别推出了能够发射在1000米的高度发射100,000赫兹的ALTM3100和具备在接近2000米的高度时发射100,000赫兹的ALTMGemini.在1997年的时候，针对己
8、有激光雷达的不足之处，成立于1956年的专门从事制图和GIS服务的Azimuth也进入了这个新兴的行业，并H在技术方面进行了一些提高，于1999年向市场推出了AeroSensor激光雷达（KevinP.Corbley）oAzimuth公司位于美国马萨诸塞州，山于公司规模小，她采取了枳极开放的态度,与美国科罗拉多州的EnerQuest合作,illEnerQuest推出RAMS激光雷达,在
