激光掃描方法不僅是軍內(nèi)獲取三維地理信息的主要途徑，而且通過該途徑獲取的數(shù)據(jù)成果也被廣泛應(yīng)用于資源勘探、城市規(guī)劃、農(nóng)業(yè)開發(fā)、水利工程、土地利用、環(huán)境監(jiān)測、交通通訊、防震減災(zāi)及國家重點建設(shè)項目等方面，為國民經(jīng)濟、社會發(fā)展和科學(xué)研究提供了極為重要的原始資料，并取得了顯著的經(jīng)濟效益，展示出良好的應(yīng)用前景。低機載LIDAR地面三維數(shù)據(jù)獲取方法與傳統(tǒng)的測量方法相比，具有生產(chǎn)數(shù)據(jù)外業(yè)成本低及后處理成本的優(yōu)點。廣大用戶急需低成本、高密集、快速度、高精度的數(shù)字高程數(shù)據(jù)或數(shù)字表面數(shù)據(jù)，機載LIDAR技術(shù)正好滿足這個需求，因而它成為各種測量應(yīng)用中深受歡迎的一個高新技術(shù)?？焖佾@取高精度的數(shù)字高程數(shù)據(jù)或數(shù)字表面數(shù)據(jù)是機載LIDAR技術(shù)在許多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用的前提，因此，開展機載LIDAR數(shù)據(jù)精度的研究具有非常重要的理論價值和現(xiàn)實意義。在這一背景下，國內(nèi)外學(xué)者對提高機載LIDAR數(shù)據(jù)精度做了大量研究。激光雷達是一種工作在從紅外到紫外光譜段的雷達系統(tǒng)，其原理和構(gòu)造與激光測距儀極為相似?？茖W(xué)家把利用激光脈沖進行探測的稱為脈沖激光雷達，把利用連續(xù)波激光束進行探測的稱為連續(xù)波激光雷達。激光雷達的作用是能精確測量目標(biāo)位置(距離和角度)、運動狀態(tài)(速度、振動和姿態(tài))和形狀，探測、識別、分辨和跟蹤目標(biāo)。經(jīng)過多年努力，科學(xué)家們已研制出火控激光雷達、偵測激光雷達、導(dǎo)彈制導(dǎo)激光雷達、靶場測量激光雷達、導(dǎo)航激光雷達等。由于飛行作業(yè)是激光雷達航測成圖的第一道工序，它為后續(xù)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理提供直接起算數(shù)據(jù)。按照測量誤差原理和制定“規(guī)范”的基本原則，都要求前一工序的成果所包含的誤差，對后一工序的影響應(yīng)為最小。因此，通過研究機載激光雷達作業(yè)流程，優(yōu)化設(shè)計作業(yè)方案來提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，是非常有意義的。
激光雷達的優(yōu)點與普通微波雷達相比,激光雷達由于使用的是激光束,工作頻率較微波高了許多,因此帶來了很多優(yōu)點,主要有：(1)分辨率高激光雷達可以獲得極高的角度、距離和速度分辨率。通常角分辨率不低于0.1mard也就是說可以分辨3km距離上相距0.3m的兩個目標(biāo)(這是微波雷達無論如何也辦不到的),并可同時跟蹤多個目標(biāo);距離分辨率可達0.lm;速度分辨率能達到10m/s以內(nèi)。距離和速度分辨率高,意味著可以利用距離——多譜勒成像技術(shù)來獲得目標(biāo)的清晰圖像。分辨率高,是激光雷達的最顯著的優(yōu)點,其多數(shù)應(yīng)用都是基于此。(2)隱蔽性好、抗有源干擾能力強激光直線傳播、方向性好、光束非常窄,只有在其傳播路徑上才能接收到，因此敵方截獲非常困難，且激光雷達的發(fā)射系統(tǒng)(發(fā)射望遠鏡)口徑很小,可接收區(qū)域窄，有意發(fā)射的激光干擾信號進入接收機的概率極低;另外，與微波雷達易受自然界廣泛存在的電磁波影響的情況不同，自然界中能對激光雷達起干擾作用的信號源不多，因此激光雷達抗有源干擾的能力很強,適于工作在日益復(fù)雜和激烈的信息戰(zhàn)環(huán)境中。(3)低空探測性能好微波雷達由于存在各種地物回波的影響,低空存在有一定區(qū)域的盲區(qū)(無法探測的區(qū)域)。而對于激光雷達來說,只有被照射的目標(biāo)才會產(chǎn)生反射,完全不存在地物回波的影響，因此可以"零高度"工作，低空探測性能較微波雷達強了許多。(4)體積小、質(zhì)量輕通常普通微波雷達的體積龐大，整套系統(tǒng)質(zhì)量數(shù)以噸記，光天線口徑就達幾米甚至幾十米。而激光雷達就要輕便、靈巧得多,發(fā)射望遠鏡的口徑一般只有厘米級,整套系統(tǒng)的質(zhì)量最小的只有幾十公斤，架設(shè)、拆收都很簡便。而且激光雷達的結(jié)構(gòu)相對簡單，維修方便，操縱容易，價格也較低。激光雷達的缺點首先，工作時受天氣和大氣影響大。激光一般在晴朗的天氣里衰減較小，傳播距離較遠。而在大雨、濃煙、濃霧等壞天氣里，衰減急劇加大，傳播距離大受影響。如工作波長為10.6μm的co2激光，是所有激光中大氣傳輸性能較好的,在壞天氣的衰減是晴天的6倍。地面或低空使用的co2激光雷達的作用距離,晴天為10—20km,而壞天氣則降至1 km以內(nèi)。而且,大氣環(huán)流還會使激光光束發(fā)生畸變、抖動，直接影響激光雷達的測量精度。其次，由于激光雷達的波束極窄,在空間搜索目標(biāo)非常困難，直接影響對非合作目標(biāo)的截獲概率和探測效率,只能在較小的范圍內(nèi)搜索、捕獲目標(biāo)，因而激光雷達較少單獨直接應(yīng)用于戰(zhàn)場進行目標(biāo)探測和搜索。
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