14
原理
激 光
方向性好、单色性好、相干性好
激光器到反射物体的距离(d)=光速(c)×时间 (t)/2
测高原理
结合GPS得到的激光器位置坐标信息， INS得到的激光方向信息，可以准确地计 算出每一个激光点的大地坐标X、Y、Z， 大量的激光点聚集成激光点云，组成点 云图像。
15
Business template
技术。
5
按不同信号形式
分类
①脉冲 ②连续波 ③每一类中又有不同的信号波形。
按不同探测方式
①直接探测（能量探测） ②相干探测（外差探测）
6
按不同功能
分类
①跟踪雷达(测距和测角) ; ②测速雷达(测量多普勒信息) ; ③动目标指示雷达(目标的多普勒信息) ; ④成像雷达(测量目标不同部位的反射强度和距离 等信号) ; ⑤同差分吸收雷达(目标介质对特定频率光的吸收 强度) 等。
可达10-3~10-4nm,而且频率稳定度能做得很
高，可实现高灵敏度外差接收。
18
LIDAR在测绘中的应用
激光雷达的应用
应用
1.跟踪 2.成像制导 3.三维视觉系统 4.测风 5.大气环境监测 6.主动遥感
19
应用
LIDAR在测绘中的应用
激光雷达的应用前景
13
Business template
原理
④光学扫描器 多面体扫描器，利用多面体(6-12面)
的转动来扫描，优点是扫描线性好、精度 高，缺点是体积大、价格高;
检流计式振镜扫描器，扫描角<15°; 声子偏转器，利用声光效应使入射光线 产生偏转而实现光扫描，声光偏转器的扫 描角不大，一般在±3°左右 压电扫描器，利用逆压电效应产生摆动的 新型扫描器 全息光栅扫描器 光学相位扫描 MEMS扫描器
散射激光雷达、微脉冲
3
概念
4
概念
激光LIDAR与微波LIDAR的异同
激光雷达是以激光器为辐射源的雷达，它是在微波 雷达技术基础上发展起来的，两者在工作原理和结构 上有许多相似之处 工作频率由无线电频段改变成了光频段 雷达具体结构、目标和背景特性上发生了变化。微波 天线由光学望远镜代替; 接收通道中微波雷达可以直 接用射频器件对接收信号进行放大、混频和检波等处 理，激光雷达则必须用光电探测器将光频信号转换成 电信号后进行处理。 信号处理，激光雷达基本上沿用了微波雷达中的成熟
12
Business template
原理
②光电探测器 适合于激光雷达用的光电探测器主要有
PIN光电二极管、硅雪崩二极管(SiAPD)、 光电导型碲镉汞(HgCdTe)探测器和光伏 碲镉汞探测器 ③光学天线
透射式望远镜(开普勒、伽利略) 反射式望远镜(牛顿式、卡塞哥伦) 收发合置光学天线 收发分置光学天线 自由空间光路全 光纤光路下 波片(四分之一、二分之一) 分束镜、合束镜、布鲁斯特窗片
7
地面三维激光扫描技术
分类
它将激光扫描仪直接与数码相机、GPS相结合，对 目标物进行扫描成像，获取激光反射回波数据和目 标表面影像，并在软件支持下构建三维数字模型和 纹理的精确贴加，从而达到目标物快速、有效、精 确的三维立体建模。
8
分类
9
机载激光雷达扫描技术
分类
该系统由激光测高仪、GPS定位装置、IMU(惯性制 导仪)和高分辨率数码照相机组成，实现对目标物 的同步测量。测量数据通过特定方程解算处理，生 成高密度的三维激光点云数值，为地形信息的提取 提供精确的数据源。
10
分类
11
Business template
原理
组成
①激光器 激光器是激光雷达的核心器件。激光器
种类很多，性能各异，究竟选择哪种激光 器作为雷达辐射源，往往要对各种因素加 以综合考虑，其中包括: 波长、大气传输 特性、功率、信号形式、功率要求、平台 限制(体积、重量和功耗)、 对人眼安全 程度、、可靠性、成本和技术成熟程度等 。从目前实际应用来看，Nd:YAG固体激光 器、CO2气体激光器和GaAlAs半导体二极 管激光器、光纤激光器等最具有代表性。
秒至飞秒量级)，以实现高精度(可达厘米量
级) 测距。
能量高度集中。用很小的准直孔径(10cm左右
) 即可获得很高的天线增益和极窄的波束
(1mrad左右)而且无旁瓣，因而可实现高精度
测角(优于0.1mrad)单站定位、低仰角跟踪和
高分辨率三维成像，且不易被敌方的谱线宽度
2
概念
激光雷达(LADAR-Laser Detection AndRanging) 是以激光作为载波的雷达，以光电探测器为接收器 件，以光学望远镜为天线的雷达。 早期，人们还叫过光雷达(LIDAR-LightDetection And Ranging),这里所谓的光实际上是指激光。现在 ， 普遍采用LADAR这个术语，以区别于原始而低级的 LIDAR。 以后世界上陆续提出并实现: 激光多普勒雷达、激光 测风雷达、激光成像雷达、激光差分吸收雷达、拉曼
LIDAR
激光雷达技术
1
概念
“雷达”(RADAR-Radio Detection AndRanging)。 传统的雷达是以微波和毫米波作为载波的雷达，
大约出现1935年左右。 最早公开报道提出激光雷达的概念是:1967年美 国国际电话和电报公司提出的，主要用于航天 飞行器交会对接，并研制出原理样机;1978年美 国国家航天局马歇尔航天中心研制成CO2相干激 光雷达.
16
Business template 原理
17
Business template
原理
优点：
工作频率非常高，较微波高3~4个数量级。激
光作为雷达辐射源探测运动目标时多普勒频
率非常高，因而速度分辨率极高。
工作频率处于电子干扰频谱和微波隐身有效
频率之外，有利于对抗电子干扰和反隐身。
有效的绝对带宽很宽，能产生极窄的脉冲(纳
原理
激光束发射的频率能从每秒几个脉冲到每 秒几万个脉冲，接收器将会在一分钟内记 录六十万个点。很多LADAR系统还能记录 同一脉冲的多次反射，激光束可能先打在 树冠的顶端，其中的一部继续向下打在更 多的树叶上，有些甚至打在地面上被返回 ，这样就会有一组多次返回的具有X、Y、 Z坐标的点记录，并分层表示。利用这个 特点，我们可以通过分类和滤波处理，获 取地面高程，以及树高及建筑物的高度等 信息。