科普向，激光雷达怎么影响我们的生活？

测绘网讯  激光雷达相比传统雷达，以精确的时间分辨率、精准的空间分辨率、超远的探测距离等特点成为了先进的主动遥感工具，它的高精度测量功能使其可以达到精确测距、测速、跟踪、探测等，在民用、军用领域开始普遍使用，具有广阔的发展前景。

激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。

什么是激光雷达？

激光雷达以激光束为信息载体，利用相位、振幅、频率等来搭载信息，并将辐射源频率提高到光频段，能够探测极微小的目标。它是现代光学的前沿技术，涉及到物理学的多个学科领域，融合了传统雷达和现代激光的优点，是一种主动遥感的先进技术产物。

激光雷达可以为人类生活带来哪些影响？

激光雷达将激光光学和大气光学有效结合，协调融合了传统雷达、光机电一体化和电算等前沿技术，对物理学的各大领域都有所涉及，是物理学的前沿应用技术之一。目前激光雷达家族庞大，分类标准也很多，可以按搭载激光器、功能用途、探测技术等标准进行不同的分类。

由于激光雷达的分辨率和灵敏度高、抗观测背景的干扰性强，能够实现全天时观测，可以广泛应用在环境监测、地形测绘、高空探测、军事应用、民用汽车等领域。

激光雷达方向性强、相干性高、单色性强，在气象领域发展迅速。可以用来侦测气溶胶、空中云雾、海洋和平流层风场、温室气体、温湿度变化等，提供精确的实时数据，为空中飞行提供保障，为气象研究、天气预报和大气模型建模提供数据依据，对全球气候变迁、碳循环的研究和预测提供引导。比如，探测可吸入颗粒物和云-气溶胶浓度，可用后向散射激光雷达；测量海洋风场、平流层风场的风切变、风速等信息，可用多普勒激光雷达，观测温室气体和污染气体的浓度和分布，可用差分吸收雷达。

在海洋探测方面，激光雷达的机载、船载平台以及水下平台，可以探测浅海以及海中的海浪动向、油污污染、油气储备等等。一般的激光水深测量器常用于对浅海、难以航行水域、复杂岛礁地区进行探测。如图，空载的海洋激光雷达能够实现快速扫描，反馈分析后获得详细的浅海地貌，相比声纳测量技术，测量效率和测量质量都远远提高。

利用激光雷达脉冲波的穿透性，可以对森林领域进行探索。通过分析脉冲波的回波波形数据，可以得到森林地形的三维结构，测算林木高度、冠层结构等重要参数，估算森林生物数量，还可以发觉地下墓冢、建筑物等等，为其他林业研究、考古研究提供基础数据。

激光雷达方向性强、角分辨高、工作波短，能对距离、速度、角度等参量完成精确测量，且空间无大气衰减和散射，激光雷达的体积轻、重量小、能耗低，其在空间领域也得到了发展。近十年来，激光雷达已在星体激光测度仪、航天器对接和着陆导航、飞行器成像等空间领域、航空器领域广泛应用。

涉及军事领域，激光雷达可用于战场监察、情报收集、障碍躲避、敌向探测、武器导航、精准打击等。比如，利用激光雷达的深水探测技术对潜艇、水雷等水下目标进行扫描、侦察。激光雷达在军事领域，不论是微观的单兵定位，还是宏观的战场监控，都有其用武之地。

在汽车应用发面，激光雷达不仅精度高、可见范围远，也不怕雾雨天，自然成为无人驾驶汽车的靠谱之选。一般汽车选用的观测工具为摄像头或普通雷达（无线电雷达），摄像头的精度高、可见范围远，但是害怕雾雨天；普通雷达不怕雾雨天，但是精度低、可见范围短。而激光雷达正综合了二者的优点，可以在驾驶过程中360°无死角的扫描周围环境。（白露，中国科协科学技术传播中心高级工程师）

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