工作在紅外和可見光波段的雷達稱為(wei) 激光雷達。它由激光發射機、光學接收機、轉台和信息處理係統等組成，激光器將電脈衝(chong) 變成光脈衝(chong) 發射出去，光接收機再把從(cong) 目標反射回來的光脈衝(chong) 還原成電脈衝(chong) ，送到顯示器。

激光雷達

　　  激光雷達LiDAR(Light Detection and Ranging)，是激光探測及測距係統的簡稱。
用激光器作為(wei) 發射光源，采用光電探測技術手段的主動遙感設備。激光雷達是激光技術與(yu) 現代光電探測技術結合的先進探測方式。由發射係統、接收係統 、信息處理等部分組成。發射係統是各種形式的激光器，如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導體(ti) 激光器及波長可調諧的固體(ti) 激光器以及光學擴束單元等組成；接收係統采用望遠鏡和各種形式的光電探測器，如光電倍增管、半導體(ti) 光電二極管、雪崩光電二極管、紅外和可見光多元探測器件等組合。激光雷達采用脈衝(chong) 或連續波2種工作方式，探測方法按照探測的原理不同可以分為(wei) 米散射、瑞利散射、拉曼散射、布裏淵散射、熒光、多普勒等激光雷達。

曆史

起源
自從(cong) 1839年由Daguerre和Niepce拍攝第一張像片以來，利用像片製作像片平麵圖(X、Y)技術一直沿用至今。到了1901年荷蘭(lan) 人Fourcade發明了攝影測量的立體(ti) 觀測技術，使得從(cong) 二維像片可以獲取地麵三維數據(X、Y、Z)成為(wei) 可能。一百年以來，立體(ti) 攝影測量仍然是獲取地麵三維數據最精確和最可靠的技術，是國家基本比例尺地形圖測繪的重要技術。
發展
隨著科學技術的發展和計算機及高新技術的廣泛應用，數字立體(ti) 攝影測量也逐漸發展和成熟起來，並且相應的軟件和數字立體(ti) 攝影測量工作站已在生產(chan) 部門普及。但是攝影測量的工作流程基本上沒有太大的變化，如航空攝影-攝影處理-地麵測量(空中三角測量)-立體(ti) 測量-製圖(DLG、DTM、GIS及其他)的模式基本沒有大的變化。這種生產(chan) 模式的周期太長，以致於(yu) 不適應當前信息社會(hui) 的需要，也不能滿足“數字地球”對測繪的要求。
LIDAR測繪技術空載激光掃瞄技術的發展，源自1970年，美國航天局（NASA）的研發。因全球定位係統（Global PositioningSystem、GPS）及慣性導航係統（InertialInertiNavigation System、INS）的發展，使精確的即時定位及姿態付諸實現。德國Stuttgart大學於(yu) 1988到1993年間將激光掃描技術與(yu) 即時定位定姿係統結合，形成空載激光掃描儀(yi) （Ackermann-19）。之後，空載激光掃瞄儀(yi) 隨即發展相當快速，約從(cong) 1995年開始商業(ye) 化，目前已有10多家廠商生產(chan) 空載激光掃瞄儀(yi) ，可選擇的型號超過30種（Baltsavias-1999）。研發空載激光掃瞄儀(yi) 的原始目的是觀測多重反射（multiple echoes）的觀測值，測出地表及樹頂的高度模型。由於(yu) 其高度自動化及精確的觀測成果用空載激光掃瞄儀(yi) 為(wei) 主要的DTM生產(chan) 工具。
軍(jun) 事用途
激光掃描方法不僅(jin) 是軍(jun) 內(nei) 獲取三維地理信息的主要途徑，而且通過該途徑獲取的數據成果也被廣泛應用於(yu) 資源勘探、城市規劃、農(nong) 業(ye) 開發、水利工程、土地利用、環境監測、交通通訊、防震減災及國家重點建設項目等方麵，為(wei) 國民經濟、社會(hui) 發展和科學研究提供了極為(wei) 重要的原始資料，並取得了顯著的經濟效益，展示出良好的應用前景。低機載LIDAR地麵三維數據獲取方法與(yu) 傳(chuan) 統的測量方法相比，具有生產(chan) 數據外業(ye) 成本低及後處理成本的優(you) 點。目前，廣大用戶急需低成本、高密集、快速度、高精度的數字高程數據或數字表麵數據，機載LIDAR技術正好滿足這個(ge) 需求，因而它成為(wei) 各種測量應用中深受歡迎的一個(ge) 高新技術。
快速獲取高精度的數字高程數據或數字表麵數據是機載LIDAR技術在許多領域的廣泛應用的前提，因此，開展機載LIDAR數據精度的研究具有非常重要的理論價(jia) 值和現實意義(yi) 。在這一背景下，國內(nei) 外學者對提高機載LIDAR數據精度做了大量研究。
由於(yu) 飛行作業(ye) 是激光雷達航測成圖的第一道工序，它為(wei) 後續內(nei) 業(ye) 數據處理提供直接起算數據。按照測量誤差原理和製定“規範”的基本原則，都要求前一工序的成果所包含的誤差，對後一工序的影響應為(wei) 最小。因此，通過研究機載激光雷達作業(ye) 流程，優(you) 化設計作業(ye) 方案來提高數據質量，是非常有意義(yi) 的。

LiDAR的基本原理

　　LIDAR是一種集激光，全球定位係統(GPS)和慣性導航係統(INS)三種技術與(yu) 一身的係統，用於(yu) 獲得數據並生成精確的DEM。這三種技術的結合，可以高度準確地定位激光束打在物體(ti) 上的光斑。它又分為(wei) 目前日臻成熟的用於(yu) 獲得地麵數字高程模型(DEM)的地形LIDAR係統和已經成熟應用的用於(yu) 獲得水下DEM的水文LIDAR係統，這兩(liang) 種係統的共同特點都是利用激光進行探測和測量，這也正是LIDAR一詞的英文原譯，即：LIght Detection And Ranging - LIDAR。
激光本身具有非常精確的測距能力，其測距精度可達幾個(ge) 厘米，而LIDAR係統的精確度除了激光本身因素，還取決(jue) 於(yu) 激光、GPS及慣性測量單元(IMU)三者同步等內(nei) 在因素。隨著商用GPS及IMU的發展，通過LIDAR從(cong) 移動平台上（如在飛機上）獲得高精度的數據已經成為(wei) 可能並被廣泛應用。
LIDAR係統包括一個(ge) 單束窄帶激光器和一個(ge) 接收係統。激光器產(chan) 生並發射一束光脈衝(chong) ，打在物體(ti) 上並反射回來，最終被接收器所接收。接收器準確地測量光脈衝(chong) 從(cong) 發射到被反射回的傳(chuan) 播時間。因為(wei) 光脈衝(chong) 以光速傳(chuan) 播，所以接收器總會(hui) 在下一個(ge) 脈衝(chong) 發出之前收到前一個(ge) 被反射回的脈衝(chong) 。鑒於(yu) 光速是已知的，傳(chuan) 播時間即可被轉換為(wei) 對距離的測量。結合激光器的高度，激光掃描角度，從(cong) GPS得到的激光器的位置和從(cong) INS得到的激光發射方向，就可以準確地計算出每一個(ge) 地麵光斑的座標X，Y，Z。激光束發射的頻率可以從(cong) 每秒幾個(ge) 脈衝(chong) 到每秒幾萬(wan) 個(ge) 脈衝(chong) 。舉(ju) 例而言，一個(ge) 頻率為(wei) 每秒一萬(wan) 次脈衝(chong) 的係統，接收器將會(hui) 在一分鍾內(nei) 記錄六十萬(wan) 個(ge) 點。一般而言，LIDAR係統的地麵光斑間距在2-4m不等。

妙用

　　激光雷達是一種工作在從(cong) 紅外到紫外光譜段的雷達係統，其原理和構造與(yu) 激光測距儀(yi) 極為(wei) 相似。科學家把利用激光脈衝(chong) 進行探測的稱為(wei) 脈衝(chong) 激光雷達，把利用連續波激光束進行探測的稱為(wei) 連續波激光雷達。激光雷達的作用是能精確測量目標位置（距離和角度）、運動狀態（速度、振動和姿態）和形狀，探測、識別、分辨和跟蹤目標。經過多年努力，科學家們(men) 已研製出火控激光雷達、偵(zhen) 測激光雷達、導彈製導激光雷達、靶場測量激光雷達、導航激光雷達等。
直升機障礙物規避激光雷達
目前，激光雷達在低空飛行直升機障礙物規避、化學/生物戰劑探測和水下目標探測等方麵已進入實用階段，其它軍(jun) 事應用研究亦日趨成熟。
直升機在進行低空巡邏飛行時，極易與(yu) 地麵小山或建築物相撞。為(wei) 此，研製能規避地麵障礙物的直升機機載雷達是人們(men) 夢寐以求的願望。目前，這種雷達已在美國、德國和法國獲得了成功。
美國研製的直升機超低空飛行障礙規避係統，使用固體(ti) 激光二極管發射機和旋轉全息掃描器可檢測直升機前很寬的空域，地麵障礙物信息實時顯示在機載平視顯示器或頭盔顯示器上，為(wei) 安全飛行起了很大的保障作用。
德國戴姆勒。奔馳宇航公司研製成功的Hel??las障礙探測激光雷達更高一籌，它是一種固體(ti) 1．54微米成像激光雷達，視場為(wei) 32度×32度，能探測300―500米距離內(nei) 直徑1厘米粗的電線，將裝在新型EC―135和EC―155直升機上。#p#分頁標題#e#
法國達索電子公司和英國馬可尼公司聯合研製的吊艙載CLARA激光雷達具有多種功能，采用CO2激光器。不但能探測標杆和電纜之類的障礙，還具有地形跟蹤、目標測距和指示、活動目標指示等功能，適用於(yu) 飛機和直升機。
化學戰劑探測激光雷達
傳(chuan) 統的化學戰劑探測裝置由士兵肩負，一邊探測一邊前進，探測速度慢，且士兵容易中毒。
俄羅斯研製成功的KDKhr―1N遠距離地麵激光毒氣報警係統，可以實時地遠距離探測化學毒劑攻擊，確定毒劑氣溶膠雲(yun) 的斜距、中心厚度、離地高度、中心角坐標以及毒劑相關(guan) 參數，並可通過無線電通道或有線線路向部隊自動控製係統發出報警信號，比傳(chuan) 統探測前進了一大步。
德國研製成功的VTB―1型遙測化學戰劑傳(chuan) 感器技術更加先進，它使用兩(liang) 台9― 11微米、可在40個(ge) 頻率上調節的連續波CO2激光器，利用微分吸收光譜學原理遙測化學戰劑，既安全又準確。
機載海洋激光雷達
傳(chuan) 統的水中目標探測裝置是聲納。根據聲波的發射和接收方式，聲納可分為(wei) 主動式和被動式，可對水中目標進行警戒、搜索、定性和跟蹤。但它體(ti) 積很大，重量一般在600公斤以上，有的甚至達幾十噸重。而激光雷達是利用機載藍綠激光器發射和接收設備，通過發射大功率窄脈衝(chong) 激光，探測海麵下目標並進行分類，既簡便，精度又高。
迄今，機載海洋激光雷達已發展了三代產(chan) 品。20世紀90年代研製成功的第三代係統以第二代係統為(wei) 基礎，增加了GPS定位和定高功能，係統與(yu) 自動導航儀(yi) 接口，實現了航線和高度的自動控製。
成像激光雷達可水下探物
美國諾斯羅普公司為(wei) 美國國防高級研究計劃局研製的ALARMS機載水雷探測係統，具有自動、實時檢測功能和三維定位能力，定位分辨率高，可以24小時工作，采用卵形掃描方式探測水下可疑目標。
美國卡曼航天公司研製成功的機載水下成像激光雷達，最大特點是可對水下目標成像。由於(yu) 成像激光雷達的每個(ge) 激光脈衝(chong) 覆蓋麵積大，因此其搜索效率遠遠高於(yu) 非成像激光雷達。另外，成像激光雷達可以顯示水下目標的形狀等特征，更加便於(yu) 識別目標，這已是成像激光雷達的一大優(you) 勢。