激光雷达(英文名:laser radar)亦称光达,[2]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,[1]属于扫描式激光测距传感器。[4]
20世纪60年代初,科学家就提出了激光雷达的概念。[3]1954年,科学家成功研制了世界上第一台微波量子放大器。[5]1960年7月,美国休斯实验室的西奥多·梅曼,发明了人类历史上第一台激光器。[6]激光雷达的工作原理为向目标发射探测信号(激光束),将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射的信号进行比较,通过适当处理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,激光发射机将电脉冲变成光脉冲发射出去,光学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。[7]激光雷达可以获得极高的角度、距离和速度分辨率。通常角分辨率不低于0.1mrad,也就是说可以分辨3千米距离上相距0.3米的两个目标;距离分辨率可达0.1米;速度分辨率能达到10米/s以内。[8] 激光雷达同工作在微波波段的雷达相比,具有分辨力高、成像清晰、测量精度高、隐蔽性好、抗干扰能力强和体积小、设备简单的优点。[9]但是激光雷达不能穿透云层、雨滴或者稠密的烟雾,需要在较好的天气下使用。[10]在应用方面,激光雷达可以应用在大气探测、无人机、机器人、自动驾驶及工业应用等领域。[3]2022年,中国科学技术大学科研团队在相干测风激光雷达方面首次实现3米和0.1秒的全球最高时空分辨率的高速风场观测。[11] 历史与发展
原理发现