第37卷，增刊 红外与激光工程 2008年9月 V ol.37 Supplement Infrared and Laser Engineering Sep. 2008
收稿日期：2008-07-04
作者简介：程永强（1981-），男，陕西渭南人，助理研究员，主要从事激光雷达及中高层大气方面研究。Email:chengyq@https://www.doczj.com/doc/2212340224.html,
钠激光雷达在临近空间探测方面的最新进展
程永强，胡 雄，徐 丽，闫召爱，郭商勇
（中国科学院空间科学与应用研究中心，北京 100190）
摘要：介绍了Na 激光雷达的研究背景，详细阐述了Na 激光雷达的国内外发展动态和Na 层测风测温激光雷达的基本探测原理，最后简要描述了发展Na 层测风测温激光雷达的重要意义。
关键词：激光雷达； Na 层测风测温； 临近空间
中图分类号：P4 文献标识码：A 文章编号：1007-2276(2008)增(激光探测)-0028-04
Advances of Na Lidar in near space detection
CHENG Yong-qiang, HU Xiong ，XU Li, YAN Zhao-ai, GUO Shang-yong
(Center for Space Science and Applied Research, Chinese Academy of Science, Beijing 100190, China)
Abstract ：The research background of Na lidar is introduced, then the latest advances and the detecting theory of Na wind/temperature lidar is described in detail, at last the important significance of developing Na wind / temperature lidar is explained.
Key words ：Lidar; Na wind / temperature lidar; Near Space
0 引 言
10 km 以上的地球大气称之为“中高层大气”[1]
，
它是日地系统的一个重要中间环节，包括对流层的上部、平流层、中间层和热层。目前国际上临近空间（20～100 km ）飞行器技术快速发展，临近空间因其飞行环境的特殊性和广阔的应用前景而受到高度关注。因此，中高层大气探测与研究在大气科学和空间物理中具有举足轻重的地位，在航天等高新科技领域也有重要的意义，也是优化人类的生存环境、保障人类社会可持续发展的需求。
光在大气中传播时，会被大气分子和气溶胶散射或吸收，这种大气分子对光的散射和吸收是使用激光对大气组成和特性进行探测的物理基础。目前，激光雷达(Lidar)是对中高层大气探测与研究的主要手段
之一[2]。根据激光束于大气物质相互作用机制，可设计不同的激光雷达[3]，包括气溶胶激光雷达、拉曼激光雷达、共振荧光激光雷达、瑞利散射激光雷达等。
共振荧光激光雷达利用共振荧光过程，将激发光的频率调至散射物质的吸收线，通过散射回波信号来探测大气特性。由于波源或观察者的运动而出现观测频率与波源频率不同的现象，称之为多普勒效应。利用这种多普勒效应进行测风的激光雷达称为测风激光雷达。多普勒频移的大小和方向由分子运动速度方向与激光束方向的夹角决定。因此，通过测量散射光的多普勒谱线频移量就可获得大气风速；通过测量散射光的多普勒谱线展宽就可获得大气温度。Na 层测风测温激光雷达[4]利用中层顶区域内的钠原子作为示踪物，由接收到的共振荧光散射回波光子数反演大气温度、风场及Na 原子数密度廓线。其仅有20多
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年的发展历程,主要用于探测75～110 km高度的大气风场、温度以及该高度内Na原子数密度[5]。
1 国内外发展动态
中层顶区域存在碱金属层：Na、K[6]、Li、Ca、Fe[7]，其中，Na层主要是由于流星大气消融产生的，存在于80～105 km大气中，峰值高度约为92 km[8]，Na原子具有较大的共振荧光散射截面（比Rayleigh 散射截面高14个数量级）、较高的浓度和很长的生命周期，因此，在这个高度上Na原子是中高层大气波动的良好示踪物，利用Na原子的共振荧光散射来研究大气的特性是一种可行有效的探测手段。通过对Na原子的探测研究可获得中间层和低热层的大气化学和动力学的相关资料，这在空间科学和大气物理学中具有重要的意义。
20世纪70年代末，Gibson等人（1979年）和Thomas等人（1980年）对中高层大气中的钠原子基态精细结构的研究为利用窄带激光雷达对中高层大气探测建立了理论基础，并且实现了对Na层温度剖面的测量，得到了Na层峰值附近的温度，其误差为±15 K。FRICKE 和 VON Zahn（1985年）利用准分子激光器泵浦染料激光器首次研制成功了可实际使用的窄带Na层测温激光雷达，并测量了挪威Andoya上空的Na层温度剖面。
同年，他们又报道了在10 min内垂直分辨率为1 km精确度为±5 K的Na层峰值处的温度。1990年SHE带领的研究组（科罗拉多州立大学，1990年）与GARDNER的研究组（伊利诺斯大学，1991年）合作，研发了一种利用双频技术的窄带Na层激光雷达系统。该系统采用了脉冲染料放大器、频率稳定的单模染料激光器和Na原子的无多普勒饱和吸收光谱仪。这种新型的激光雷达系统和测量技术提高了测量Na层温度的分辨率和精确度，5 min可测得一个剖面，垂直分辨率为1 km，Na层峰值处的温度的绝对精度好于±3 K。不足之处在于这种测量方法的精度受限于Na饱和光谱在理论和实验中的不确定性。SHE和YU（1995年）进行了详细的理论研究和实验测量确定了在±0.1 MHz范围内多普勒频率，使实验结果的精度提高到±1 K。随着激光雷达的不断发着，SHE等人(2003年)进一步提高了Na激光雷达接收部分的性能,采用了普适的接收望远镜，实现了24 h全天时测风测温。CHU等人（2005年）对该激光雷达技术以及在中高层大气探测研究的应用进行了全面的介绍和总结[9]。
目前国际上最先进的Na激光雷达能够实现对Na层风场和温度同时测量，有美国科罗拉多州立大学（CSU）(SHE et al，1990)和伊利诺斯大学（UIUC）（BILLS et al, 1991a）。其中CSU激光雷达在FortCollins, CO,USA（40.6 N,105 W）,CSU为美国科罗拉多研究联盟（Colorado Research Associate）研制的激光雷达在ALOMAR，Norway(69 N,16 E)开展了Na层风场和温度的同时探测。UIUC激光雷达Urbana, USA(40 N,88W),SOR,NM,USA(35 N,106 W),Maui, Hawaii(19 N,155 W)等地开展了对Na层风场、温度的观测，为该领域科学研究积累了大量的科学数据。
在国内，Na密度激光雷达有较长的发展时间。中国科学院武汉物理与数学研究所在1996年研制出Rayleigh与Na荧光激光雷达。2005年9月，其成功研制了双波长（532 nm/589 nm）高空激光雷达，可同时进行大气瑞利温度和钠密度的探测。并在2006年利用法拉第反常色散光学滤波器(FADOF)抑制太阳散射噪声和天空背景噪声，从而使Na激光雷达可进行全天时工作[10]。
2001年3月，武汉大学也成功研制出了钠共振荧光激光雷达，用于探测中高层大气Na原子的数密度和瑞利温度[11]。此后，中国科学技术大学和安徽光机所在合肥[12]以及中国电波传播研究所在青岛先后建立Na密度激光雷达。国家重大科学工程“子午工程”计划在北京和海南新建2台Na密度激光雷达。
2006年，中国科学院空间科学与应用研究中心开始研制钠层测风测温激光雷达，以促进我国该领域探测和研究进入国际先进水平。
2 钠层测风测温激光雷达探测原理
当激发光靠近散射物质的吸收线时，激发光很可能被吸收并且重新释放出一个光子，Na测风测温激光雷达就是利用这一原理，将发射激光频率调至Na 原子的吸收线589 nm附近，通过接收散射的回波光子数来获得大气参数。
图1显示出Na原子的散射吸收截面对于温度、径向速度的变化都非常敏感[13]。
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红外与激光工程：激光探测、制导与对抗技术 第37卷
(a)
(b)
图1 (a)散射吸收截面在径向风速为0 m/s 时，相对于温度的
变化；D 2a 、D 2b 线为无多普勒频移时Na D 2线的6条谱 线；(b)散射吸收截面在T =200 K 时，相对于径向速度 的变化
Fig.1 (a) Na absorption cross section for three temperatures
when radial wind velocities is 0 m/s; (b) Na absorption cross section for radial wind velocities when temperatures is 200 K
由于多普勒效应的影响，
Na 原子的吸收线被展宽。在中间层顶区域由于大气密度较低，碰撞加宽可以忽略，因此，Na 原子吸收谱线近似为多普勒加宽谱线。多普勒展宽是原子热运动的结果，主要取决于温度[14]，通过测量多普勒加宽线的宽度可以得到Na 原子的温度；Na 原子的宏观运动使Na D 2谱线产生多普勒频移，频移量主要取决于Na 原子宏观运动速度，通过测量多普勒频移量就可得到Na 原子群沿激光束方向的视线速度。Na 原子与周围大气处于平衡状态，Na 原子温度即为大气温度，通过对至少3个方向视线风速的测量，就可合成大气风速。
Na 层测风测温激光雷达根据其各部分的功能，可分为4个主要部分：发射机、接收机、数据采集与系统控制、数据处理部分等，如图2所示。发射机的主要功能是提供与钠原子共振所需的高分辨率、高功率的脉冲激光束，激光脉冲要保持窄线宽，高能量和较小的发散角。为了能够达到同时测量水平风、垂直
风、温度的目的，发射机同时发射向正东/西、正北/南和垂直向上3个方向的激光束。
图2 Na 层测风测温激光雷达系统组成图 Fig.2 System graph of Na wind/temperature lidar
接收机的主要功能是收集散射回来的光子，滤去太阳光的背景噪声，并对回波光子进行计数，主要包括接收望远镜、斩光器、准直透镜、CCD 观测探头、干涉滤光片和光电倍增管等。
数据采集和系统控制部分同时与发射机和接收机相连接，数据采集部分通过光子计数卡来对3束激光的回波光子数和发射出的激光脉冲进行计数。系统控制部分主要由计算机、系统控制软件和脉冲触发器组成，系统控制软件能够通过脉冲触发器触发声光频率调节器并接收倍频脉冲泵浦激光的光量开关同步信号，从而完成对发射机的控制，并可启动激光雷达数据采集系统工作。
数据处理与分析则是根据接收到的信号进行数据反演，Na 激光雷达的数据处理与分析有以下几方面：
(1) 背景光子数的去除； (2) PMT 脉冲堆积效应改正； (3) 斩波函数的校正； (4) 原子层吸收的改正；
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(5) 大气温度、视线风速和Na原子数密度反演。
中科院空间中心研制的Na层测风测温激光雷达在设计过程中，考虑设备集成后的机动性，即激光雷达站建成后，可以在尽量短的时间内实现拆卸、运输，并在新的地方重新安装和开始工作的能力，具有可重新部署性，封装在标准方舱内的工作平台，采用多级防震措施，保证了激光雷达系统可以在移动之后实现快速重新部署及系统尤其是光学系统的工作稳定性。
3 总结
Na层测风测温激光雷达可探测中高层大气的温度、风场和Na原子密度等环境参量，是目前国际上中高层大气探测的重要设备之一，具有高时间和空间分辨能力、高探测灵敏度、多参量同时探测等优点，对中高层大气的探测和研究在空间科学和大气物理学中具有重要意义。
参考文献：
[1] LV Da-ren, YI Fan, XU Ji-yao. Advances on study of middle and upper
atmosphere and their coupling with lower atmosphere[J].Chinese Journal of Space Science, 2002,22(1): 111-119.
[2] CHU X, LIU A Z, PAPEN G, et al. Lidar observations of elevated
temperatures in bright chemiluminescent meteor trails during the 1998 Leonid shower[J]. Geophys Res Lett, 2000,27:1815-1818.
[3] 陈曦.双波长大气激光雷达技术及数据处理[D].武汉：武汉大学，
2002.[4] GARDNER C S, PAPEN G C. Mesospheric Na wind/temperature
lidar[J]. Laser Rev, 1995, 23:131-134.
[5] GARDNER C S. Sodium resonance fluorescence lidar applications in
atmospheric science and astronomy[J]. Proc IEEE, 1989,77: 408-418. [6] ZAHN U V, HO¨FFNER J. Mesopause temperature profiling by
potassium lidar[J]. Geophys Res Lett, 1996, 23:141-144.
[7] CHU X, PAPEN G, PAN W, et al. Fe Boltzmann temperature lidar:
design, error analysis, and first results from the North and South Poles[J]. Appl Opt, 2002, 41:4400-4410.
[8] SHE C Y, CHEN S, Hu Z, et al. Eight-year climatology of nocturnal
temperature and sodium density in the mesopause region _80 to 105 km_over Fort Collins, CO _41 N,105 W[J]. Geophys Res Lett, 2000,27: 3289-3292.
[9] CHU Xin-zhao, PAPEN G C. Laser Remote Sensing: Resonance
fluorescence lidar for measurement of the Middle and Upper Atmosphere[M]. Takashi Fujii and Tetsuo Fukuchi, Tayloy & Francis
Group, 2005, 179-432.
[10] 程学武,龚顺生,李发泉,等. 采用原子滤光的激光雷达白天探测技术
[J]. 中国激光, 2007,34(3): 406-410.
[11] 毛斐. 武汉上空钠层季节和夜间变化的激光雷达观测研究[D].武汉:
武汉大学, 2003.
[12] 刘小勤，胡顺星，李琛，等.一台监测高空钠层的激光雷达系统[J].
光电工程, 2006, 33(9): 1-4.
[13] 徐丽. 钠层测风测温激光雷达原理及数据处理方法研究[D].中国科
学院：空间科学与应用研究中心，2008.
[14] SHE C Y, YU J R, LATIFI H, et al. High-spectral-resolution
fluorescence light detection and ranging for mesospheric sodium temperature measurements[J].Applied Optics,.1992,31(12):2095-2106.
雷达目标检测实例 雷达对Swerling起伏目标检测性能分析 1.雷达截面积(RCS)的涵义 2.目标RCS起伏模型 3.雷达检测概率、虚警概率推导 4.仿真结果与分析
雷达通过发射和接收电磁波来探测目标。雷达发射的电磁波打在目标上，目标会将入射电磁波向不同方向散射。其中有一部分向雷达方向散射。雷达截面积就是衡量目标反射电磁波能力的参数。
雷达截面积(Radar Cross Section, RCS)定义:22o 2 4π 4π4π4π()4πo i i P P R m P P R σ=== 返回雷达接收机单位立体角内的回波功率 入射功率密度 在远场条件下，目标处每单位入射功率密度在雷达接收机处每单位立体角内产生的反射功率乘以4π。 R 表示目标与雷达之间的距离，P o 、P i 分别为目标反射回 的总功率和雷达发射总功率
?目标RCS和目标的几何横截面是两个不同的概念?复杂目标在不同照射方向上的RCS不同 ?动目标同一方向不同时刻的RCS不同 飞机舰船 目标RCS是起伏变化的，目标RCS大小直接影响着雷达检测性能。为此，需用统计方法来描述目标RCS。基于此，分析雷达目标检测性能。
Swerling 模型是最常用的目标RCS 模型，它包括Swerling 0、I 、II 、III 、IV 五种模型。其中，Swerling 0型目标的RCS 是一个常数，金属圆球就是这类目标。Swerling Ⅰ/Ⅱ型： 1 ()exp()p σ σσσ =- 指数分布 Swerling Ⅰ：目标RCS 在一次天线波束扫描期间是完 全相关的，但本次和下一次扫描不相关（慢起伏），典型目标如前向观察的小型喷气飞机。 Swerling Ⅱ：目标RCS 在任意一次扫描中脉冲间不相关（快起伏），典型目标如大型民用客机。
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 引言 (1) 1雷达与激光雷达系统 (2) 2激光雷达测距方程研究 (3) 2.1测距方程公式 (3) 2.2发射器特性 (4) 2.3大气传输 (5) 2.4激光目标截面 (5) 2.5接收器特性 (6) 2.6噪声中信号探测 (6) 3伪随机m序列在激光测距雷达中的应用 (7) 3.1测距原理 (7) 3.2 m序列相关积累增益 (8) 3.3 m序列测距精度 (8) 4脉冲激光测距机测距误差的理论分析 (9) 4.1脉冲激光测距机原理 (9) 4.2 测距误差简要分析 (10) 5激光雷达在移动机器人等其它方面中的应用 (10) 6结束语 (11) 致谢 (12) 参考文献 (12)
激光雷达测距原理与其应用 摘要:本文简单介绍激光雷达系统组成，激光雷达系统与普通雷达系统性能的对比，着重阐述激光雷达测距方程的研究。针对激光远程测距中的微弱信号检测，介绍一种基于m序列的激光测距方法，给出了基于高速数字信号处理器的激光测距雷达数字信号处理系统的实现方案，并理论分析了脉冲激光测距机的测距误差。了解并学习激光雷达在移动机器人等其它方面中的应用。 关键词：激光雷达；发射器和接收器特性; 伪随机序列; 脉冲激光；测距误差 Applications and Principles of laser radar ranging Student majoring in Optical Information Science and Technology Ren xiaonan Tutor Shang lianju Abstract:This paper briefly describes the composition of laser radar systems, laser radar system and radar system performance comparison of normal, focusing on the laser radar range equation. Laser Ranging for remote signal detection, presents a introduction of a sequence based on laser ranging method m, gives the high-speed digital signal processor-based laser ranging radar digital signal processing system implementations, and theoretical analysis of the pulse Laser rangefinder range error.We understand and learn application of Laser radar in the mobile robot and other aspects. Key words：Laser radar; Transmitter and receiver characteristics；Pseudo-random sequence；Pulsed laser；Ranging error. 引言：激光雷达是传统雷达技术与现代激光技术相结合的产物，激光具有亮度 高、单色性好、射束窄等优点,成为光雷达的理想光源,因而它是目前激光应用主要的研究领域之一。激光雷达是一项正在迅速发展的高新技术，激光雷达技术从最简单的激光测距技术开始，逐步发展了激光跟踪、激光测速、激光扫描成像、激光多普勒成像等技术，使激光雷达成为一类具有多种功能的系统。利用激光作为遥感设备可追溯到30多年以前，从20世纪60年代到70年代，人们进行了多项试验，结果都显示了利用激光进行遥感的巨大潜力，其中包括激光测月和卫星激光测距。激光雷达测量技术是一门新兴技术，在地球科学和行星科学领域有着广泛的应用.LiDAR(LightLaser Detection and Ranging)是激光探测及测距系统的简称，通常指机载对地激光测距技术，对地激光测距的主要目标是获取地质、地形、地貌以及土地利用状况等地表信息。相对于其他遥感技术，LIDAR的相关研究是一个非常新的领域，不论是在提高LIDAR数据精度及质量方面还是在丰富LIDAR数据应用技术方面的研究都相当活跃。随着LIDAR传感器的不断进步，地表采点密度的逐步提高，单束激光可收回波数目的增多，LIDAR数据将提供更为丰富的地表和地物信息。激光测距可分为星载(卫星搭载)、机载(飞机搭载)、车载(汽车搭载)以及定位(定点测量)四大类，目前激光测距仪已投入使用,激光雷达正处在试验阶段,某些激光雷达已付诸实用.本文对激光雷达的测距原理、发射器和接收器特性、束宽、大气传输以及目标截面、外差效率进行分析, 提出基于伪随机序列的激光测距技术 ,可将激光
测量实习日志-实习日记 实习第一天 11月23号天气：阴测站点a8 a7 今天是测量学实习的第一天。早上我怀着期待又兴奋的心情赶到了科报厅门口。我们在找到待测的测站点后，便兴致勃勃的开始动工了。我们选定了a8点作为第一个测站点。因为不太清楚具体怎么做，所以我们等到老师过来对我们进行了一些操作上的指导以后，开始了我们对第一个测站点的碎步测量。首先我们对经纬仪进行了对中整平，然后我们要先画出初始零边，本来我准备去立尺的，但是在老师的提醒下，我们知道了要用一支笔做为观测点来寻找零点。老师说如果用尺子的话，太宽，会导致误差太大。顺便的老师也批评了我们组定量角器的针太细了，会导致画图时，量角器跑位，而使图像不准确。我们立马承诺画图时会把针换成粗的。 开始的时候我们都认为实习是很简单的事，组长还说今天每人要测完一个点。真正做起来时，我们才发现，碎步测量比我们想象的要繁琐的多。为了准确画出图形，我们要测完a8附近所有突出的点，包括各个转角，台阶，花圃等。我们想起老师说的上届的学长们大概测了一千多个点，开始理解了他们为什么下雨天也要赶任务。幸好慢慢大家开始熟悉了各个步骤，分工合作，速度也比一开始快了。但是到了12点时，一个测站点还没完成。中间由于一些立尺时的疏忽导
致花圃位置画出来与实际不符。我们努力克服沮丧，马上进行了重测。 因为冬天的白天较短，于是我们一致决定了中午不进行午休。下午两点左右终于可以测a7点了。轮到我负责观测。因为早上看到了一点点失误就会导致图形有很大的偏差。所以开始观测时，十分的紧张。读数也读的有点慢。但是成员都耐心的配合我的脚步，给了我很大的信心。进入状态后，也就快了很多。我想很多事情都跟我们实习一样。开始的时候因为不了解，所以认为很困难，但是只有大胆的尝试并且练习以后，才能真正的掌握。 五点左右，天有点暗了，我们也结束了第一天的实习，一共测了70多个点。虽然进度比我们想的慢，但是相信明天我们可以完成得更好。 实习第二天 11月24号天气：阴测站点a6-2 a6-4 今天我们终于开始测第三个测站点：a6-4了。第三个点在图书馆的后面。早上我刚到时就傻眼了，这里的树木，井盖，跟零碎的突出点非常的多。我们隐隐感受到了今天任务的艰巨。早上我负责画图。今天的风很大，画图时手冷得直发抖，好不容易画了30多个点，结果发现钉在量角器上的小钉子跑位了，将小钉子钉在量角器上后，只好将画过的点再检查一遍，将不在同一点上的点擦掉重画。因为自己一点不注意，整个图形便出现了偏差，在接下来的画图中，我丝毫不敢再掉以轻心。尽量用一只手按在小钉子上，防止它再次偏位。但是在画图的过程中，碰到了许多其他的问题，比如两个在地面上相近的
雷达动态探测目标的仿真建模 谢卫，陈怀新 （中国电子科技集团公司第十研究所,成都 610036) 摘要：通过对雷达动态探测目标过程分析，提出了雷达探测目标仿真模型的方法，实现了雷达目标检测、多目标滤波跟踪、资源调度管理等数字模型。实际表明这些模型满足数据融合中雷达探测目标数据的需求，并且建模方法对数据融合传感器模型建立具有实际指导意义。关键词：雷达；建模；仿真；数据融合 Radar detection of targets dynamic simulation modeling XIE Wei，CHEN Huai-xin (CETC No.10th Research Institute, Chengdu, China; ) Abstract:With the analysis of the process of radar dynamic detecting targets, a method of the simulation model based on of radar detect targets is presented, some mathematic models (such as target indication by radar, variable number of targets tracking, resource management based on Scheduling algorithm) are realized. An actual experiment that the simulation data provided by radar detecting model can supply for the study of data fusion was made, simultaneity modeling method has a certain actual instructing meaning at the aspect of sensor detecting model of data fusion. Key words: radar; modeling; simulation; data fusion 1 引言 现代战场上各种目标的出现，要求利用多种传感器组网来采集信息并加以融合，充分利用不同目标各个方向、不同频段的反射特性，最大限度地提取信息，满足战场需要。对于数据融合来说真实的战场目标和传感器探测数据，是检验其有效性的最好条件。然而这样的真实数据很少，而且成本也较高，在融合算法的前期研究和实验阶段，就需要我们较真实的模拟多中传感器的探测数据。雷达是战争中至关重要的侦察手段，本文以雷达为列，分析其数据处理流程，并进行仿真建模。 2 雷达探测仿真建模 雷达探测功能仿真是通过仿真目标回波、接收机噪声、干扰、杂波等信号的幅度信息来复现雷达的检测过程。一般采用基于Monte Carlo的方法来实现，其流程如下图所示：
工程测量工作实习日记 第一篇：工程测量实习日记 实习日记 2020年12月12日星期一 今天是测量实习的第一天，在领过仪器，检查过仪器以后，我们又一起学习了实习指导。在保证没有问题的情况下，我们开始了一周的测量工作。 在选择测量地点以后，我们小组开始了导线测量的外业工作的第一步：踏勘选点并建立标志。在实地选点时，我们注意到了以下几点： 1. 相邻点间通视良好，便于测角和量距； 2. 点位选于便于保存标志的地方； 3. 视野开阔，便于施测碎步； 接下来开始做量边、测角的外业工作，因为小组人数充裕，我们分工进行，在做测角外业工作时，严格按照要求做业，用测
回法观测导线内角二测回，满足上、下半测回角值之差不得大于±40″的要求；但是闭合导线角度闭合差不得大于±60??n，n 为导线观测角数这项要求还有误差，所以再次进行测量，直到减少闭合差，使误差减到最小。 在今天的实习中，我感觉到了理论与实际的差距，通过一天的体验，我更明白了理论的实际意义。明天接着实习，接着学习。 2020年12月13日星期二 第二天的实习开始了，我还是带着兴奋劲儿跑来跑去。 按要求，今天依然进行导线外业测量并做导线测量内业计算。 紧接着昨天的外业测量，今天先将昨天存在过大误差的量边和测角外业工作，重新进行测量，再做一系列的连测工作。同时也做了图根水准测量的外业工作和内业计算。因为控制点的高差很大，在测量时会有避免不了的误差。另外还有读数的差错。一样的进行测量，还是会出错，误差不满足要求。所以还要进行反复测量。 测量工作的基本原则是：1.从整体到局部；2.先控制后碎步；
3.复测复算，步步检核。应该说我们已经可以做到理论联系实际，规范的做测量工作。 2020年12月14日星期三 先控制后碎步，今天就是要做碎步工作了。天冷不是困难，测量工作依然坚持。碎步测量要很熟悉建筑主体的结构。我先做了一个草图，由小组成员测量，我记数据。事实证明，我们还是不够了解二号服务楼的拐拐角角，所以一边测量一边对建筑的轮廓进行修改。碎部测量就是测定碎部点的平面位置和高程。 很明显，我和两个小组成员只是做的碎部测量工作之一---平面位置碎部点的测定。另外几个人做高程测定。然后相互合作，共同完成碎部点的总体工作。 有必要说明一下方法：经纬仪测绘法的步骤1.安置仪器2.定向3.立尺4.观测5.记录6.计算7.展绘碎部点。 每天工作不同，开始着手都可能生疏出错，当然我们一直在努力，一直在进步。 2020年12月15日星期四
利用电磁波探测目标的电子设备。它发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至雷达的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。雷达是英文RADAR(Radio Detection And Ranging)的译音，意为“无线电检测和测距”。雷达的优点是白天黑夜均能检测到远距离的较小目标，不为雾、云和雨所阻挡。雷达是现代战争必不可少的电子装备。它不仅应用于军事，而且也应用于国民经济（如交通运输、气象预报和资源探测等）和科学研究（如航天、大气物理、电离层结构和天体研究等）以及其他一些领域。 发展简史雷达的基本概念形成于20世纪初。但是直到第二次世界大战前后，雷达才得到迅速发展。早在20世纪初，欧洲和美国的一些科学家已知道电磁波被物体反射的现象。1922年，意大利G.马可尼发表了无线电波可能检测物体的论文。美国海军实验室发现用双基地连续波雷达能发觉在其间通过的船只。1925年，美国开始研制能测距的脉冲调制雷达，并首先用它来测量电离层的高度。30年代初，欧美一些国家开始研制探测飞机的脉冲调制雷达。1936年，美国研制出作用距离达40公里、分辨力为457米的探测飞机的脉冲雷达。1938年,英国已在邻近法国的本土海岸线上布设了一条观测敌方飞机的早期报警雷达链。 第二次世界大战期间，由于作战需要，雷达技术发展极为迅速。就使用的频段而言，战前的器件和技术只能达到几十兆赫。大战初期，德国首先研制成大功率三、四极电子管,把频率提高到500兆赫以上。这不仅提高了雷达搜索和引导飞机的精度，而且也提高了高射炮控制雷达的性能，使高炮有更高的命中率。1939年，英国发明工作在3000兆赫的功率磁控管，地面和飞机上装备了采用这种磁控管的微波雷达,使盟军在空中作战和空-海作战方面获得优势。大战后期，美国进一步把磁控管的频率提高到10吉赫，实现了机载雷达小型化并提高了测量精度。在高炮火控方面，美国研制的精密自动跟踪雷达SCR-584,使高炮命中率从战争初期的数千发炮弹击落一架飞机，提高到数十发击中一架飞机。
车载激光雷达测距测速原理 陈雷1，岳迎春2，郑义3，陈丽丽3 1黑龙江大学物理科学与技术学院，哈尔滨 (150080) 2湖南农业大学国家油料作物改良中心，长沙 (410128) 3黑龙江大学后勤服务集团，哈尔滨（150080） E-mail：lei_chen86@https://www.doczj.com/doc/2212340224.html, 摘要：本文在分析了激光雷达测距、测速原理的基础上，推导了连续激光脉冲数字测距、多普勒频移测速的方法，给出车载激光雷达基本原理图，为车载激光雷达系统测距测速提供了基本方法。 关键词：激光雷达，测距，测速 1．引言 “激光雷达”(Light Detection and Range,Lidar)是一种利用电磁波探测目标的位置的电子设备。其功能包含搜索和发现目标；测量其距离、速度、位置等运动参数；测量目标反射率，散射截面和形状等特征参数。激光雷达同传统的雷达一样，都由发射、接收和后置信号处理三部分和使此三部分协调工作的机构组成。但传统的雷达是以微波和毫米波段的电磁波作为载波的雷达。激光雷达以激光作为载波，激光是光波波段电磁辐射，波长比微波和毫米波短得多。具有以下优点[1]： (1)全天候工作，不受白天和黑夜的光照条件的限制。 (2)激光束发散角小，能量集中，有更好的分辨率和灵敏度。 (3)可以获得幅度、频率和相位等信息，且多普勒频移大，可以探测从低速到高速的目标。 (4)抗干扰能力强，隐蔽性好；激光不受无线电波干扰，能穿透等离子鞘，低仰角工作时，对地面的多路径效应不敏感。 (5)激光雷达的波长短，可以在分子量级上对目标探测且探测系统的结构尺寸可做的很小。当然激光雷达也有如下缺点： (1)激光受大气及气象影响大。 (2)激光束窄，难以搜索和捕获目标。 激光雷达以自己独特的优点，已经被广泛的应用于大气、海洋、陆地和其它目标的遥感探测中[14,15]。汽车激光雷达防撞系统就是基于激光雷达的优点，同时利用先进的数字技术克服其缺点而设计的。下面将简单介绍激光雷达测距、测速的原理，并在此基础上研究讨论汽车激光防撞雷达测距、测速的方法。 2. 目标距离的测量原理 汽车激光雷达防撞系统中发射机发射的是一串重复周期一定的激光窄脉冲，是典型的非相干测距雷达，对它的要求是测距精度高，测距精度与测程的远近无关；系统体积小、重量轻，测量迅速，可以数字显示；操作简单，培训容易，有通讯接口，可以连成测量网络，或与其他设备连机进行数字信息处理和传输。 2.1测距原理 激光雷达工作时，发射机向空间发射一串重复周期一定的高频窄脉冲。如果在电磁波传播的
测量实习日记 精选测量实习日记四篇 第一天 我们先把仪器架起来，但是这个全站仪真的很复杂，调平弄了半天，虽然老师平时教过快速调平法，到了实际操作确实很困难，老 师来了，又给了我们每人四个坐标，要我们把这个四个坐标放样放 出来。熟悉仪器之后，天色渐渐晚了起来，第一天就感觉什么也没做，就熟悉了一下仪器，了解了全站仪上一些按键，调钮的一些作用，开始连开机关机都不会。 第二天 今天又来到土木楼前面哪条路上，有了目的，就是把老师昨天给我组的四个坐标找出来。可是一到那儿，老师给的两个已知上，挤 满了人，只好把仪器架在边上，讨论了一下是否能够根据在两已知 点上放凌镜，以站点为未知点，再得到坐标，最后异想天开，想的 容易，做了半天发现此路不通，后来问了老师，老师说，要把仪器 架在已知点上，以另已知点为后视点，引出一个点的坐标，或者两 个点，然后放样老师给的坐标，。终于等到已知点了，把仪器架上，不知不觉就天就暗下来，又该收工。 实习的时间过的真快，不过也发现自己学到不少东西，今天自己调平越来越来快了，有了自己的套路，首先支脚架是就要看好使脚 架上平面大致水平，对中，固定仪器后，扭动两个脚支，对中，不 用把脚支移动太多，扭动就行，对中之后调平，看圆水准器，气泡 在哪个脚支方向，就把那个脚支稍稍降低，气泡居中后，再精对中，然后就可开机，看屏幕上的电子水泡，缓慢微调一下就可精平，屏 幕上有水平电子气泡，和垂直气泡，连转动再调，都可省略，只是 转动检验一下罢了。
第三天 第四天 今天还是在用全站仪，组内产生了一些分歧，是用这个先弄地形图测绘，还是弄一个闭合导线出来，究竟在哪个范围弄，这几天也 确实有点累了，感觉进度也有点慢，一些组员就在这边放坐标，另 一些组员在另一边看别的组怎么做，发现一些误差，对误差容忍程 度不一样，也产生分歧，今天因为一些分歧，争论，导致今天只得 到6个坐标，检验好像不是很精确，感觉合作才是做好事的前提。 第五天 经纬仪导线测量在每一站上都要进行盘左盘右读数、一测回的数据是否超限进行检验，如果超限立即重测，直到符合限差再进入下 一站。在实习中为了避免大的误差我们也都总结了不少经验，例如 我们采用盘左和盘右观测取平均数的方法，可消除照准部偏心误差、视准轴不垂直于横轴、横轴不垂直于竖轴的残余误差。又如在短边 上的端点观测角度时要特别注意对中，照准目标时要尽量瞄准目标 的底部，因为它们对测角的影响与距离成正比。为了消除度盘的刻 划误差，需要配置度盘的位置，每测回变换进行配置。 今天是测量实习的第一天，在我们上午刚到达实习地点的时候，老师就带领我们熟悉了周围的地形和环境，并给我们每个小组指定 和分配了所需测量的范围及任务。中午回去之后，我又认真的阅读 了实习任务书，并对下午将要进行的四等水准测量相关的测量方法 以及数据计算方法进行了回顾，以保证下午测量工作的顺利进行。 虽然今天没有什么具体的成果，但我们至少理清了测量的思路，并熟悉了数据计算的方法，这对于我们明天的测量顺利进行也是非 常有利的。 为了弥补昨天耽误的时间并尽快的赶上其他小组的进度，上午，我们小组成员在所有事情准备就绪以后就带着仪器前往测量地点开 始进行测量作业，我们小组对各自的任务进行了合理的分配，我主 要负责记录与处理数据。从点A出发，在控制点BC及DA之间各设 了一个转站点，共计两个转站点，六个测站点。每测站观测程序为：
浅谈激光雷达技术在林业上的应用 摘要：近年来激光雷达在很多领悟非常受欢迎，更值得一提的是这种技术非常 受森林工作者的欢迎，在森林参数测量方面发挥着非常重要的作用。激光雷达的 成像机理和一般的光学遥感大不相同，它对森林地形以及森林植被分布形式的勘 测能力极强。在对森林高度进行探测时这种优势呗发挥的淋漓尽致，更重要的是 激光雷达具有的这种优势是很多遥感设备无法比拟的。 关键字：林业应用；激光雷达技术；遥感技术 引言 自然界的所有结构中没有比森林更大，更复杂的结构了，森林拥有着自然界 中的很多资源，这些自然资源包括碳水化合物和森林植被所需的所有营养。不管 人类发展到什么程度森林结构都不可能会被其他结构所替代，因为只有森林结构 完整，才能够保证自然界的生态平衡。在通常情况下，要想更好的保证生态平衡，就必须要对森林的很多参数就行测量和分析，但是运用普通的参数测量方法只能 够获得一些简单的数据，这些数据在对大片森林的研究上并不能发挥太大作用。 因此，要想获得大片森林的区域数据，就必须运用远程传感器来实现。另外，激 光技术可以说是一种新的探测技术，它的能力非常强。激光技术不仅可以帮助科 研人员获得所需研究物体或者结构的高度信息，而且可以给出精准的数据信息。 正因如此，在军事研究领悟激光技术也不可或缺。 一、激光雷达技术的测量工具和系统介绍 在数据研究领领域有一种最基本的测量工具，这种测量工具就是激光测距仪。这种仪器在使用时必须要使用激光，而且它的工作频率比家中微波炉的工作频率 高出很多倍。 平常的雷达系统，它的高度都不会超过70英尺，另外，对每一个雷达系统而言，它们都具有一个激光系统，并且这个激光系统是连续的。激光在使用的过程中，它的细节其实是时间决定的，每一刻都代表一个不同的时间。在森林参数测 量过程中运用激光技术可以不仅可以得到树木花草的结构，而且激光还可以凭借 其信号远远大于木材信号的优势来得到整个森林的结构，这也给森林研究人员在 森林结构研究方面带来了极大的便利。 一个大的激光雷达系统是由很多小的激光探测系统组成的，而每一个激光探 测系统就是一个小的激光雷达系统。另外，激光的大小并不是固定不变得，它会 随着飞行高度的变化而不断变化，但是一般情况下激光的大小最大不会超过0.9m。有的时候激光之所以能感觉到树叶，是因为最小的激光非常小，也正因为这个特点，激光雷达系统必须要增加方向上的频率。 二、激光雷达技术在林业上的应用 林业研究领域的很多数据都是靠激光测量出来的，这些数据小到森林中一棵 树的枝干结构信息，大到一个森林的整体结构信息。由此可见激光技术对林业研 究的重要性。另外，雷达激光系统不仅受到国内多数研究领域的欢迎，而且雷达 激光系统在国外也广受商业企业的欢迎。 虽然雷达可以再特定的时间内记录信息，但是对于信号边界的信息可能没有 办法完整记录。要想解决这个问题就必须要运用技术来穿越激光的边界，虽然在 穿越激光边界的过程中会遇到各种各样的问题，但是通过这种方法却可以有效的 获得信号边界信息。
激光雷达测距测速原 理
精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 激光雷达测距测速原理 1. 激光雷达通用方程 激光雷达方程用来表示一定条件下，激光雷达回波信号的功率，其形式如下： r P 为回波信号功率，t P 为激光雷达发射功率，K 是发射光束的分布函数，12a a T T 分别是激光雷达发射系统到目标和目标到接收系统的大气透过率，t r ηη分别是发射系统和接收系统的透过率，t θ为发射激光的发散角，12R R 分别是发射系统到目标和目标到接收系统的距离，Γ为目标的雷达截面，r D 为接收孔径。 方程作用：激光雷达方程可以在研发激光雷达初期确定激光雷达的性能。其次，激光雷达方程提供了回波信号与被探测物的光学性质之间的函数关系，因此可以通过激光雷达探测的回波信号，通过求解激光雷达方程获得有关大气性质的信息。 2. 激光雷达测距基本原理 2.1 脉冲法 脉冲激光雷达测距的基本原理是，在测距点向被测目标发射一束短而强的激光脉冲，激光脉冲到达目标后会反射回一部分被光功能接收器接收。假设目标距离为L ，激光脉冲往返的时间间隔是t ，光速为c ，那么测距公式为L=tc/2。 时间间隔t 的确定是测距的关键，实际的脉冲激光雷达利用时钟晶体振荡器和脉冲计数器来确定时间t ，时钟晶体振荡器用于产生固定频率的电脉冲震荡 ?T=1/f ，脉冲计数器的作用就是对晶体振荡器产生的电脉冲计数N 。如图所示，信息脉冲为发射脉冲，整形脉冲为回波脉冲，从发射脉冲开始，晶振产生脉冲与计数器开始计数时间上是同步触发的。因此时间间隔t=N ?T 。由此可得出L=NC/2f 。 图1脉冲激光测距原理图 2.2 相位法
工程测量实习日记 实习日记 2014年12月12日星期一 今天是测量实习的第一天，在领过仪器，检查过仪器以后，我们又一起学习了实习指导。在保证没有问题的情况下，我们开始了一周的测量工作。 在选择测量地点以后，我们小组开始了导线测量的外业工作的第一步：踏勘选点并建立标志。在实地选点时，我们注意到了以下几点： 1. 相邻点间通视良好，便于测角和量距； 2. 点位选于便于保存标志的地方； 3. 视野开阔，便于施测碎步； 接下来开始做量边、测角的外业工
作，因为小组人数充裕，我们分工进行，在做测角外业工作时，严格按照要求做业，用测回法观测导线内角二测回，满足上、下半测回角值之差不得大于±40″的要求；但是闭合导线角度闭合差不得大于±60??n，n为导线观测角数这项要求还有误差，所以再次进行测量，直到减少闭合差，使误差减到最小。 在今天的实习中，我感觉到了理论与实际的差距，通过一天的体验，我更明白了理论的实际意义。明天接着实习，接着学习。 2014年12月13日星期二 第二天的实习开始了，我还是带着兴奋劲儿跑来跑去。 按要求，今天依然进行导线外业测量并做导线测量内业计算。 紧接着昨天的外业测量，今天先将昨天存在过大误差的量边和测角外业工作，重新进行测量，再做一系列的连测工作。同时也做了图根水准测量的外业工作和内业计算。因为控制点的高差很
大，在测量时会有避免不了的误差。另外还有读数的差错。一样的进行测量，还是会出错，误差不满足要求。所以还要进行反复测量。 测量工作的基本原则是：1.从整体到局部；2.先控制后碎步；3.复测复算，步步检核。应该说我们已经可以做到理论联系实际，规范的做测量工作。 2014年12月14日星期三 先控制后碎步，今天就是要做碎步工作了。天冷不是困难，测量工作依然坚持。碎步测量要很熟悉建筑主体的结构。我先做了一个草图，由小组成员测量，我记数据。事实证明，我们还是不够了解二号服务楼的拐拐角角，所以一边测量一边对建筑的轮廓进行修改。碎部测量就是测定碎部点的平面位置和高程。 很明显，我和两个小组成员只是做的碎部测量工作之一---平面位置碎部点的测定。另外几个人做高程测定。然后相互合作，共同完成碎部点的总体工作。
激光雷达在军事中的应用 作者 摘要：本文简要介绍激光雷达的特点、激光雷达探测的基本物理原理及其在军事领域的应用现状． 关键词：激光雷达；探测；军事应用 1.引言 激光雷达是现代激光技术与传统雷达技术相结合的产物，它像传统的微波雷达一样，由雷达向目标发射波束，然后接收目标反射回来的信号，并将其与发射信号对比，获得目标的距离、速度以及姿态等参数．但是它又不同于传统的微波雷达，它发射的不是微波束，而是激光束，使激光雷达具有不同于普通微波雷达的特点． 根据激光器的不同，激光雷达可工作在红外光谱、可见光谱和紫外光谱的波段上．相对于工作在米波至毫米波波段的微波雷达而言，激光雷达的工作波长短，是微波雷达的万分之一到千分之一，根据光学仪器的分辨率与波长成反比的原理，利用激光雷达可以获得极高的角分辨率和距离分辨率，通常角分辨率不低于0.1mrad ，距离分辨率可达0.1m , 利用多普勒效应 可以获得10m / s 以内的速度分辨率．这些指标是一般微波雷达难以达到的，因此激光雷达可获得比微波雷达清晰得多的目标图像。 激光束的方向性好、能量集中，在 20km 外，其光束也只有茶杯口大小，因而敌方难以截获，而且激光束的抗电磁干扰能力强，难以受到敌方有源干扰的影响．由于各种地物回波影响，因而在低空存在微波雷达无法探测的盲区．而对于激光雷达，只有被激光照射的目标才能产生反射，不存在低空地物回波的影响，所以激光雷达的低空探测性能好． 激光雷达体积小、重量轻，有的整套激光雷达系统的重量仅几十千克．例如为了适应海军陆战队的需要，美国桑迪亚国家实验室和伯恩斯公司都提出了手持激光雷达的设计方案．相对于重达数吨、乃至数十吨的微波雷达而言，激光雷达的机动性能显然要好得多． 任何事物都是一分为二的，激光雷达也有自身的缺陷．激光光束窄、方向性好，虽然表现出能量集中的优点，但不宜用作战场监视雷达搜索大空域．而且激光的传输受环境影响大，尤其是在雨、雪、雾的天气，激光在传输过程中的衰减更大．当然，激光在大气层外传输时不易衰减，有其得天独厚的优势．经过几十年的努力，科学家们趋利避害，已研制出多种类型的军用激光雷达． 2. 用干战场侦察的激光雷达 众所周知，普通的成像技术（如电视摄像、航空摄影及红外成像等）获得的场景图像都是反映被摄区域辐射强度几何分布的图像，而激光雷达可以通过采集方位角一俯冲角一距离一速度一强度等三维数据，再将这些数据以图像的形式显示出来，从而可产生极高分辨率的辐射强度几何图像、距离图像、速度图像等，因而它提供了普通成像技术所不能提供的信息．例如美国桑迪亚国家实验库研制的一种激光雷达，激光器功率为120MW ，显示屏幕的像素为64 X 64 元，视场内物体的图像可显示在屏幕上，每秒钟更新4 次，并用不同颜色和灰度显示物体的相对距离．这种激光雷达能对运动的装甲车辆产生实时图像，图像分辨率足以识别车辆型号． 美国雷西昂公司研制的ILR100 型砷化稼激光雷达，可安装在高性能飞机和无人机上，当飞机在120m～460m 高空飞行
测量专业实习日记范文 实习可以增加自己找工作的竞争优势，实习也是一种工作经历和经验，当别人面试问你有没有工作经验时，绝大部分刚毕业的大学生都是没有工作经验的，但是实习就是你的工作经验和经历，所以实习会在找工作时有很大的竞争优势。以下是整理的测量专业实习日记篇，欢迎阅读! 测量专业实习日记篇一 星期二 今天是测量实习的第一天，天气晴朗，上午老师带着我们领取了测量实习所用的仪器并给我们示范了一下仪器的使用方法。学习完之后我们拿着仪器来到了综合楼下，我们这组领的是测距离的水准仪，我们先把仪器架起来，但是这个水准仪真的很复杂，调平弄了半天，虽然老师平时教过快速调平法，到了实际操作确实很困难，熟悉仪器之后，天色渐渐晚了起来，第一天就感觉什么也没做，就熟悉了一下仪器，了解了水准仪上一些按钮，调钮的一些作用。 测量专业实习日记篇二 星期三
今天我们早早的就来到了测量的场地，似乎大家对于刚开始的测量实习都很新奇，兴致都很高涨。由于昨天对仪器已经进行了练习，选择好点后，我们很快就调好了仪器，开始了测量。我们选的是综合楼前面的一个封闭四边形进行了测量，_架好仪器后，_拿着其中一个水准尺走到了第一个点，我们让_x拿着另一个水准尺以同样的步数走到了四边形的相邻边，对好中丝后，_x 开始了读数，由_x记录读数，为了防止读数的不准确，我又对其进行了二次的检查，就这样我们来来回回，一天测了四五个点，还算比较满意。在傍晚即将来临的暮色之前我们结束了今天的实习，收拾好仪器离开了。 测量专业实习日记篇三 星期日 昨天已经把测量高程的数据统计完，今天准备方位角的测量，早晨起来预习一下测量该如何进行并练习了一下水准仪的使用方法，仔细研究了一下，另外还请教了几位同学。根据安排，一个点共要测两个测回，一个测回分上半测回、下半测回，上、下半测回分别取平均值(两平均值相差不大于40秒)，再取这两平均值的平均值作为这点的方位角，测量顺序为先盘左再盘右。盘左时先对准测测站点的下一点后把视数调为0度附近，再开始对该点进行测量，读数后顺时针旋转到测站点的上一点进行测量;盘右：测量测站点的上一点，读数完毕后再逆时针旋转到测站点
光电雷达技术 课程论文 题目激光雷达技术的应用现状及应用前景 专业光学工程 姓名白学武 学号2220140227 学院光电学院 2015年2月28日
摘要:激光雷达无论在军用领域还就是民用领域日益得到广泛的应用。介绍了激光雷达的工作原理、工作特点及分类,介绍了它们的研究进展与发展现状,以及应用现状与发展前景。 引言 激光雷达就是工作在光频波段的雷达。与微波雷达的T作原理相似,它利用光频波段的电磁波先向目标发射探测信号,然后将其接收到的同波信号与发射信号相比较,从而获得目标的位置(距离、方位与高度)、运动状态(速度、姿态)等信息,实现对飞机、导弹等目标的探测、跟踪与识别。 激光雷达可以按照不同的方法分类。如按照发射波形与数据处理方式,可分为脉冲激光雷达、连续波激光雷达、脉冲压缩激光雷达、动目标显示激光雷达、脉冲多普勒激光雷达与成像激光雷达等:根据安装平台划分,可分为地面激光雷达、机载激光雷达、舰载激光雷达与航天激光雷达;根据完成任务的不同,可分为火控激光雷达、靶场测量激光雷达、导弹制导激光雷达、障碍物回避激光雷达以及飞机着舰引导激光雷达等。 在具体应用时,激光雷达既可单独使用,也能够同微波雷达,可见光电视、红外电视或微光电视等成像设备组合使用,使得系统既能搜索到远距离目标,又能实现对目标的精密跟踪,就是目前较为先进的战术应用方式。 一、激光雷达技术发展状况 1、1关键技术分析 1、1、1空间扫描技术 激光雷达的空间扫描方法可分为非扫描体制与扫描体制,其中扫描体制可以选择机械扫描、电学扫描与二元光学扫描等方式。非扫描成像体制采用多元探测器,作用距离较远,探测体制上同扫描成像的单元探测有所不同,能够减小设备的体积、重量,但在我国多元传感器,尤其就是面阵探测器很难获得,因此国内激光雷达多采用扫描工作体制。 机械扫描能够进行大视场扫描,也可以达到很高的扫描速率,不同的机械结构能够获得不同的扫描图样,就是目前应用较多的一种扫描方式。声光扫描器采用声光晶体对入射光的偏转实现扫描,扫描速度可以很高,扫描偏转精度能达到微弧度量级。但声光扫描器的扫描角度很小,光束质量较差,耗电量大,声光晶体
工程测量实习日记 实习日记一 2016.6.20 今天是实习开始的第一天，前一天咱们的工测邓老师给咱们补了一个上午的课讲完了所有的课程，到了下午做完了本学期最后一个单独的实验:四等水准仪的测量，然后到了今天我们就要独自面对一整个:B01沿着银杏路得测量。说实在的，在这之前我才觉得原来咱们的学校有这么大。 在今天的实习中，我感觉到了理论与实际的差距，通过一天的体验，我更明白了理论的实际意义。明天接着实习，接着学习。开始的时候我们选择了老师的两个已知点然后用油漆画出了属于我们组的控制点，从李子湖的外延到银杏路，开始了我们集中实习的第一步。我们组说好了早上六点钟集合，然后组长讲了一下大致的分配任务，然后大家一起去了教育超市那个图纸。男生们走一起去书香买了油漆和毛笔。开始的时候大家还觉得也许比较简单，男孩子
们还大度的说让四个女生先回寝室做计算准备，然而不一小会后我们还是被聊了出去。我们开始了真正的测量。这便是我们工程的第一天，进度很难，错误很多，天气超级热，大家虽然都怀着满腔的热血开始，但是毕竟难度比较大，还无从下手。我们一天都属于空荡荡和急忙忙的状态。很累，可是我们很有信心。 实习日记二 2016.6.21 第二天的实习开始了，我还是带着兴奋劲儿跑来跑去。按要求，今天紧接着昨天的外业测量，今天先将昨天存在过大误差的量边和测角外业工作，重新进行测量，再做一系列的连测工作。。因为控制点的高差很大，在测量时会有避免不了的误差。另外还有读数的差错。一样的进行测量，还是会出错，误差不满足要求。所以还要进行反复测量。测量工作的基本原则是：1.从整体到局部； 2.先控制后碎步； 3.复测复算，步步检核。应该说我们已经可以做到理论联系实际，规范的做测量工作。 我们组的成员都非常有激情，来得很齐，这似乎是一个很好的兆头。因为这是我们大家第一次做这样的工作，一点也不懂，完全不知道怎么去做。以前只是在课堂上听课，做作业，到了实地操作，确实是很难，不知从哪里下手。所以，我们商量大家先回寝室看一个小时的书后，先熟悉一点之后再出来。之后，我们又出来了，首先，我们先选好外围控制点，用油漆做好标记，然后围着外围控制点的前进方向，用全站仪测量。当我们测量了一大半的时候，天也快黑了。这时却听说要用盘左盘右来测量。这使我们都非常灰心，但是灰心没有用，我们决定收工回寝室，第二天再继续进行。 有了第一天的经验和教训，我们明显成了很多。但是，在用全站仪测量的过程之中，我们发现速度有些慢，很拖我们测量的进度。因此我们商量，大家分成两个小组，一组继续用全站仪。另外一组就用四等水准高程测量的方法进行测量高程。这样的分工方式真的很好，我们也在一天之内把外围控制点测量了出来，这真的很让我们高兴，心想着明天继续加油。 实习日记三 2016.6.22 今天是工程测量的第三天，今天六点就集合了，因为今天注定是忙碌的一天，为了避免日晒，我们宁愿牺牲睡觉的时间。今天小组的任务主要是测角、量边。我和几个人主要从事测边工作，其他人员测角。测边也需要一定的技巧，比如远距离的用水准仪测，短距离的用钢卷尺测。 我们早上早早集合在一起，对发到手的表进行了熟悉，结合之前课本上的知识，我们一起研究了有哪些测量工作要做，并对我们要测的区域进行了一个初步熟悉。我们知道了我们要把主教楼做一个闭合的导线回路，测出各点之间的高差，角度，距离等，在明确了这些工作之后我们又针对这些工作进行了明确的分工，分别制定出负责各部分的责任人。由于b01周围地势高低起伏，地面不是很平整，所以在水准仪整平方面花费了很长时间。在测量当中没有什么通讯工具的时候50m真的很远很远，有的时候指挥起来相当困难。仅仅是想让立尺的人前后移动都得喊，有的时候还听不到。特别是有一条边要穿过主楼门
激光雷达测距测速原理 1. 激光雷达通用方程 激光雷达方程用来表示一定条件下，激光雷达回波信号的功率，其形式如下： r P 为回波信号功率，t P 为激光雷达发射功率，K 是发射光束的分布函数，12a a T T 分别是激光雷达发 t θ为发r D 通过 定时间t ，时钟晶体振荡器用于产生固定频率的电脉冲震荡 ?T=1/f ，脉冲计数器的作用就是对晶体振荡器产生的电脉冲计数N 。如图所示，信息脉冲为发射脉冲，整形脉冲为回波脉冲，从发射脉冲开始，晶振产生脉冲与计数器开始计数时间上是同步触发 的。因此时间间隔t=N ?T 。由此可得出L=NC/2f 。 图1脉冲激光测距原理图 2.2 相位法
相位测距法也称光束调制遥测法，激光雷达相位法测距是利用发射的调制光和被目标反射的接受光之间光强的相位差包含的距离信息来实现被测距离的测量。回波的延迟产生了相位的延迟，测 出相位差就得到了目标距离。 假设发射处与目标的距离为D，激光速度为c，往返的间隔时间为t，则有： 图2相位法测距原理图 假设f为调制频率，N为光波往返过程的整数周期，??为总的相位差。则间隔时间t还可以 因为L 不能测得 优点：测量距离远，一般大于1000m。系统体积小，抗干扰能力强。 缺点：精度较低，一般大于1m。 激光雷达相位法测距： 优点：测量精度高。
缺点：测量距离较近，一般为一个刻度L内的距离。（300-1000m）。受激光调制相位测试精度和相位调制频率的限制，系统造价成本高。相位法测距存在矛盾：测量距离大会导致精度不高，要想提高精度测量距离又会受限（刻尺L较短）。 3.激光雷达测速基本原理 激光雷达测速的方法主要有两大类，一类是基于激光雷达测距原理实现，即以一定时间间隔连续测量目标距离，用两次目标距离的差值除以时间间隔就可得知目标的速度值，速度的方向根据距 它的 f 式中， d v< 反之0 f 移 d