激光遥感技术及其应用
激光遥感
激光遥感，是将激光用于回波测距和定向，并通过位置、径向速度及物体反射特性等信息来识别目标。
它体现了特殊的发射、扫描、接受和信号处理技术。
为什么要发展激光雷达技术LIDAR是三维的，而影像是光谱的，将信息集成起来获得三维信息、强度信息等，信息种类多，可以互补，有利于我们进行识别定位等处理。
LiDAR 基本特点全天时全天候获取地面三维数据能部分穿透植被，同时测量地面和非地面层很少需要进入测量现场，不需要大量地面控制点快速获取数据，24小时内可提取测区的DEM 数据精度较高集成RS和GPS技术，数据可直接作为GIS的数据源，有利于提高地理数据的自动化，加快处理速度能够接收无穷次回波一个飞行日内能够采集高达200G 的数据高速度、高性能、高精度、长距离的航空测量设备激光的产生过程：原子系统在获得能量，处于粒子数反转分布状态时，称之为激光工作物质。
工作物质自身某些原子的自发辐射产生的光子，在传播过程中会作为入射光引起其它原子受激跃迁。
工作物质处于粒子数反转分布状态，受激辐射跃迁超过受激吸收跃迁，传播中的光得到激励和放大。
产生激光的装置称为激光器，激光器虽然多种多样，但其目的都是通过激励和受激辐射放大而获得激光激光器的组成：工作物质（激光物质、激光增益媒介）抽运系统（激励系统、泵浦、光泵）光学谐振腔激光具有：单色性；亮度高（集中）；方向性好；相干性激光信号的大气干扰效应两次通过大气，不可避免受到干扰激光光束的波长较短大气对它的吸收和散射作用较强，大气穿透能力较差，大气中雨滴、尘埃、雾、霾等对激光的干扰作用更大大气干扰效应的主要表现衰减气体分子和气溶胶粒子、尘埃、雾、雨等的吸收和散射折射由于大气密度分布不均匀，导致激光沿光路产生折射大气散射包括：瑞利散射——大气分子米氏散射——雨滴、雾滴、霾等粒子激光成像雷达只要发射激光具有足够高的波束质量和重复频率，接收信号达到一定的信噪比要求，均能通过波束扫描，在探测器的光敏面上得到目标的图像。
关于卫星激光遥感技术的研究与应用
关于卫星激光遥感技术的研究与应用随着科技的不断发展，越来越多的高新技术被应用到各个领域中。
其中，卫星激光遥感技术无疑是具有广泛应用前景的一项科技。
本文将着重探讨卫星激光遥感技术及其应用。
什么是卫星激光遥感技术？卫星激光遥感技术是一种利用激光束对地球表面进行探测、测量和分析的技术。
具体来说，通过卫星上的激光传感器向地面发射激光束，利用激光束的反射信号获取地表反射光谱、高程、形态信息等，然后利用这些信息进行地球表面的分析。
卫星激光遥感技术的应用领域卫星激光遥感技术具有非常广泛的应用领域。
以下是几个常见的应用领域：一、地质勘探地质勘探需要探测地下物质的种类、分布和性质，而这需要对地下进行详细的勘探和测量。
卫星激光遥感技术可以通过测量地面高程和形态，提供丰富的地形和地貌信息，对于地下物质的勘探和探测有很大的帮助。
二、环境监测目前，环境污染越来越严重，而卫星激光遥感技术可以提供大范围、高精度、长期的地球表面环境信息。
例如，可利用激光雷达探测污染物浓度和分布、海水和湖水的深度、冰川和海洋的变化、大气成分等，为环境监测提供有效的手段。
三、灾害监测自然灾害如地震、飓风、火山喷发等经常发生，而卫星激光遥感技术可以通过测量地面的高程和形态信息来提供重要的地质和地形数据。
这些数据被广泛应用于灾害监测和预测，例如可以对地震中发生的地質构造变化进行观测，为灾害监测和预测提供有力的支持。
卫星激光遥感技术的未来发展趋势卫星激光遥感技术正不断发展，未来的发展趋势可能包括以下几个方面：一、提高精度提高卫星激光遥感技术的精度是未来的重要发展方向之一，这可以通过提高激光传输和接收技术的精度来实现。
目前，德国卫星激光测高卫星(Geo-LD) 的测高精度已经达到了1 厘米，而未来的卫星激光遥感技术可能会进一步提高精度。
二、全球覆盖卫星激光遥感技术的应用领域非常广泛，而全球覆盖则是未来的重要发展方向之一。
一些国家正在积极发展卫星激光遥感技术，预计未来全球覆盖的卫星激光测绘数据将会大量增加。
五种常见的测绘技术及其应用
五种常见的测绘技术及其应用测绘技术是地理学科的重要组成部分，广泛应用于地理信息系统、城市规划、土地管理和环境保护等领域。
本文将介绍五种常见的测绘技术及其应用，分别是全球定位系统（GPS）、激光测距（LiDAR）、遥感技术、地下勘探和地理信息系统（GIS）。
全球定位系统（GPS）是一种通过卫星定位技术来确定地球上任何一点位置的系统。
GPS系统主要由全球卫星导航定位系统、用户接收机和数据处理软件组成。
在测绘领域中，GPS广泛应用于地理数据采集和地图绘制。
通过使用GPS接收机，测量人员可以准确测定地点的经纬度，并将其用于测绘实践。
激光测距（LiDAR）是一种利用激光技术进行测量的方法。
它通过发射脉冲激光束并记录激光束返回的时间来确定目标物体的距离。
LiDAR技术可用于生成高精度的地面模型，如数字地形模型（DTM）和数字高程模型（DEM）。
此外，LiDAR还可以用于建筑物立面和地形分析。
由于其高精度和高效率，LiDAR已成为测绘领域的重要工具。
遥感技术是利用航空器或卫星搭载的传感器获取地球表面特征信息的一种技术。
它可以获得多光谱、红外线和雷达等多种类型的数据。
遥感技术的应用非常广泛，包括土地利用分类、地表变化监测和环境评估等。
通过分析遥感图像，测绘人员可以获取大范围的地理信息，并进行相应的测量和分析。
地下勘探是一种用于获取地下信息的测绘技术。
它包括地质雷达、地电阻率、地震勘探和重力测量等方法。
地下勘探技术常用于寻找矿产资源、确定地下建筑物的位置和检测地下管道等。
通过对地下信号的接收和处理，测绘人员能够了解地下结构和特征，为相关领域的决策提供有价值的信息。
地理信息系统（GIS）是一种集成地理数据采集、存储、管理和分析的综合技术系统。
它可以处理和显示各种类型的地理数据，如地图、空气影像和地理数据库。
GIS技术的应用广泛，包括地理分析、资源管理、城市规划和环境保护等。
通过使用GIS技术，测绘人员可以对地理数据进行空间分析，帮助决策者做出准确的决策。
矿产资源勘探的遥感技术与应用
矿产资源勘探的遥感技术与应用矿产资源勘探是指通过对地质构造、地球物理、地球化学等方法的研究，寻找地下潜在矿产资源的过程。
而遥感技术作为当前科技发展中的重要成果，在矿产资源勘探中也发挥着重要作用。
本文将详细介绍矿产资源勘探中的遥感技术以及其应用。
一、遥感技术概述遥感技术是指通过使用传感器设备获取地物的信息并记录下来，然后通过对这些信息的处理和分析，来获得关于地表特征的数据。
它有着广泛的应用领域，其中包括矿产资源勘探。
二、矿产资源勘探中的遥感技术在矿产资源勘探中，遥感技术通过检测地表特征和矿产矿化带的物理、化学特性，从而帮助确定潜在矿产资源的位置和层次。
以下是几种常用的遥感技术及其应用。
1. 多光谱遥感技术多光谱遥感技术是利用不同波段的电磁能量来获取地表物体的信息。
通过对不同波长下的反射光谱进行分析，可以获得关于地表物体化学成分、植被覆盖程度、矿化带分布等信息。
这对于矿产资源的勘探非常有帮助。
2. 热红外遥感技术热红外遥感技术是通过测量地表物体的热辐射来获取地物的信息。
地下的矿体通常会导致地表温度的变化，因此可以通过热红外遥感技术来检测这些变化，从而推测地下是否存在矿产资源。
3. 雷达遥感技术雷达遥感技术是利用雷达波束对地表物体进行扫描和测量，通过测量物体的回波信号来获取地物的信息。
在矿产资源勘探中，雷达遥感技术可以探测地下的矿体形态和结构，从而为勘探提供重要线索。
4. 激光雷达遥感技术激光雷达遥感技术利用激光脉冲对地表物体进行扫描和测量，通过测量激光脉冲的反射时间和强度来获取地物的信息。
在矿产资源勘探中，激光雷达遥感技术可以获取地下矿体的三维结构信息，为矿产勘探提供准确的空间定位。
三、矿产资源勘探中的遥感技术应用案例下面将介绍两个矿产资源勘探中遥感技术的应用案例。
1. 矿化带探测通过多光谱遥感技术，可以获取地表反射光谱信息。
根据不同波段下矿化带的吸收特征，可以精确划定矿化带在地表的分布范围，进而确定矿体的位置和规模。
矿产资源勘探的遥感技术与应用
矿产资源勘探的遥感技术与应用遥感技术是一种利用航空或卫星传感器获取地球表面信息的方法。
在矿产资源勘探领域，遥感技术具有重要意义，可以提供大范围、高分辨率的地球观测数据，辅助矿产资源的勘探与开发。
本文将探讨矿产资源勘探中常用的遥感技术及其应用。
1. 矿产勘探中的遥感技术遥感技术在矿产勘探中可以应用多种方法，包括光学遥感、热红外遥感、雷达遥感和激光雷达等。
这些技术具有不同的工作原理和特点，可根据不同的矿产资源进行选择与应用。
1.1 光学遥感光学遥感是利用光学传感器获得地球表面可见光和近红外信息的技术。
通过获取和分析地表反射光谱特征，可以判断地表物质的组成与性质。
在矿产勘探中，光学遥感可以根据不同矿石的特点，识别出矿化蚀变带的分布情况，从而帮助确定矿床的位置和规模。
1.2 热红外遥感热红外遥感技术是利用热红外传感器测量地球表面物体的热辐射信息。
地表不同物质存在不同的热辐射特征，利用热红外遥感可以检测地下矿体周围的温度变化。
这种技术在地热勘探、煤矿火灾隐患监测等方面具有广泛应用。
1.3 雷达遥感雷达遥感技术利用微波信号与地表相互作用的原理，获取地表地形、地貌和地物等信息。
与光学遥感相比，雷达遥感具有穿透云层和植被的能力，因此适用于在复杂环境下进行勘探。
雷达遥感可用于检测矿床下的隐蔽矿体，为矿产勘探提供重要数据支持。
1.4 激光雷达激光雷达技术是一种利用激光脉冲测距原理获取地理信息的方法。
激光雷达可以高精度地获取地表地貌、建筑物以及矿体等目标的三维点云数据。
在矿产勘探中，激光雷达可以提供精确的地形和矿体模型，帮助分析矿床的形态和结构。
2. 矿产勘探中的遥感应用2.1 矿床潜力评估遥感技术可用于对矿产勘探区域进行矿床潜力评估。
通过获取遥感影像数据，结合地质地球化学和地球物理勘探数据，可以对矿产资源的空间分布和赋存规律进行分析，确定潜在的矿产资源区域。
2.2 矿床勘探与开发遥感技术可辅助确定矿床的位置和规模。
如何利用激光遥感技术进行湖泊水质监测
如何利用激光遥感技术进行湖泊水质监测湖泊是地球上珍贵的水资源之一，对人类生活和生态环境起着重要的作用。
然而，随着人类活动的不断增加，湖泊水质污染问题日益突出，给生态系统和人类健康带来了严重威胁。
为了实时监测湖泊水质状况和及时采取措施保护湖泊健康，激光遥感技术应运而生。
本文将介绍如何利用激光遥感技术进行湖泊水质监测，探讨其优势、应用及未来发展方向。
一、激光遥感技术简介激光遥感技术是一种利用激光器作为能量源，通过激光束与目标物相互作用，测量和记录目标物特征的技术方法。
它具有高分辨率、高灵敏度、高时空分辨率、非接触和无损测量等特点，广泛应用于地质勘探、环境监测、农田资源调查等领域。
二、湖泊水质监测的需求湖泊水质监测是指对湖泊水体中的溶解氧、浊度、氨氮、总磷等关键指标进行实时监测和评估，以了解湖泊水质状况及其变化趋势，为湖泊管理和污染防治提供科学依据。
传统的水质监测方法需要在实地采样后进行实验室分析，周期长、工作量大、成本高。
而激光遥感技术可以实现对湖泊水质进行高效、全面、实时监测，提高监测效率和准确性。
三、激光遥感技术在湖泊水质监测中的应用1. 水质参数遥感反演激光遥感技术通过测量和分析湖泊水体的散射和吸收特性，可以定量估计水质参数，例如浊度、叶绿素浓度、有机质含量等。
这些参数对湖泊的水质状况和富营养化程度有重要影响，通过激光遥感技术可以实现对湖泊水质的长时间、高空间分辨率的监测。
2. 湖泊水质变化监测激光遥感技术可以获得湖泊水体的时序遥感影像，通过对不同时间影像数据的比较和分析，可以监测湖泊水质的变化。
例如，通过监测湖泊水体的颜色变化、叶绿素浓度的时空分布等，可以判断湖泊水质的富营养化程度和水华发生情况，有助于及时采取措施保护湖泊健康。
3. 湖泊水质模拟预测激光遥感技术可以提供湖泊水体的空间分布数据，结合数学模型和气象资料，可以对湖泊中关键水质参数进行模拟和预测。
这有助于了解湖泊水质的长期演变趋势，为湖泊管理者提供科学依据，制定合理的保护和治理措施。
遥感技术在测绘领域的应用
遥感技术在测绘领域的应用遥感技术是指利用卫星或飞机通过接收地面反射或辐射的电磁波，获取、记录、分析和解译地球表面信息的一种技术。
在测绘领域，遥感技术的应用非常广泛，可以高效、精确地获取各种地理空间信息，提升测绘数据的质量和准确度。
以下是遥感技术在测绘领域的一些具体应用。
1. 地表覆盖分类与制图：利用遥感技术可以获取不同地表覆盖类型的光谱信息，如植被、水域、建筑物等。
通过对这些信息进行分类和解译，可以制作出多种地图，如土地利用图、植被覆盖图、水资源分布图等，为城市规划、农业发展、自然资源管理提供重要依据。
2. 地形测量与地质调查：利用遥感技术获取的高分辨率影像可以提供详细的地形信息。
通过分析地表起伏、高程变化等数据，可以制作数字高程模型和地形图，为地形测量、地质勘探、地震监测等方面提供支持。
3. 海岸线监测与河流变迁分析：利用雷达遥感技术可以获取海岸线的精确位置和变化情况。
通过对多期影像进行比对和分析，可以监测海岸线的蚀刻和侵蚀过程，为海岸防护工程和海洋资源管理提供决策依据。
遥感技术还可以用于分析河流的演变过程，监测洪水、决堤等自然灾害的发生和变化趋势。
4. 城市规划与土地利用动态监测：利用遥感技术可以对城市及其周边地区进行高精度影像获取和信息提取，实时监测建设用地的变化和土地利用的动态情况。
通过对城市扩张、工业园区建设、交通网络等方面的监测和分析，可以为城市规划和土地资源管理提供数据支持，促进城市的可持续发展。
5. 环境监测与生态保护：利用遥感技术可以对大范围的环境变化进行监测和评估，如植被覆盖变化、土壤退化、生态系统破坏等。
通过监测气候变化、水质污染、森林砍伐等问题，可以及时采取措施进行环境保护和生态修复。
遥感技术在测绘领域的应用非常广泛，可以为城市规划、土地利用管理、环境保护等方面提供精确、实时的地理空间信息。
随着遥感技术的不断发展和卫星影像的优化，遥感技术在测绘领域的应用前景将更加广阔。
激光雷达遥感技术
现代发展阶段
激光雷达遥感技术的成熟
01
随着技术的不断进步，激光雷达系统的性能得到了显著提升，
测量精度和范围都有了很大的提高。
激光雷达遥感技术的应用拓展
02Байду номын сангаас
除了传统的地形测绘和环境监测领域，激光雷达遥感技术还被
广泛应用于农业、林业、地质、气象、考古等领域。
激光雷达遥感技术的国际合作
03
各国纷纷开展激光雷达遥感技术的研究和应用，国际间的合作
加强数据安全与隐私保护
制定严格的数据安全和隐私保护政策，确保 数据的安全性和合规性。
降低成本
通过技术进步和规模化生产，降低激光雷达 设备的成本，使其更具有市场竞争力。
推动标准化进程
制定统一的激光雷达遥感技术标准与规范， 促进技术的普及和应用。
05
激光雷达遥感技术应用案 例
地理信息获取
高精度地形测绘
地震灾害评估
激光雷达可以用于评估地震灾害对建 筑物和基础设施的影响程度和范围。
滑坡监测
通过分析激光雷达数据，可以监测滑 坡体的位移和形变情况，预测滑坡灾 害的风险和影响。
THANKS
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监测森林覆盖、植被生长状况、地形变化 等环境信息，为环境保护和生态修复提供 数据支持。
城市规划
灾害监测与评估
利用激光雷达遥感技术获取城市三维立体 数据，为城市规划、城市管理、城市更新 等领域提供数据支持。
监测地震、滑坡、泥石流等自然灾害的破 坏程度和范围，为灾害救援和重建提供数 据支持。
02
激光雷达遥感技术发展历 程
城市三维建模
激光雷达数据可用于构建城市三维模型，为城市规划、建筑设计等 领域提供可视化分析和决策支持。
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激光遥感技术及其应用王建宇中国科学院上海技术物理研究所，200083****************摘要：自从1960年人类利用红宝石研制出第一台激光器以来，激光以其单色性、高亮度和良好的方向性的特点，广泛的运用于测距，测速，大气研究，海洋研究，军事等领域。
由于通过激光技术既是一种主动遥感技术，还可以同时获得地球表明的空间特征和物理特性，具有被动光学遥感无法替代的作用。
近年来，随着激光技术的水平不断发展，激光技术被越来越多地应用在空间遥感中。
本文将介绍激光技术在空间卫星平台和航空机载平台中的主要应用和激光遥感技术的发展趋势。
遥感激光技术激光雷达激光雷达(lidar)是一种主动式的现代光学遥感设备，是传统的无线电或微波雷达（radar）向光学频段的延伸。
由于所用探测束波长的缩短和定向性的加强，使激光雷达具有很高的空间、时间分辨能力和很高的探测灵敏度等优点，被广泛地应用于对大气、海洋、陆地和其他目标的遥感探测中。
一、激光主动遥感关键技术进展1）光源的进展CO2 激光器是最早用于激光雷达的光源，输出功率大，转换效率高，连续输出功率为数十瓦至万瓦，脉冲输出功率为数千瓦至105瓦，电光效率15％－20％，为适应空基雷达的需要，目前CO2激光器向高可靠、小型化方向发展，进展可喜。
英国DERA研究的空腔波导集成光学系统，美国弹道导弹防御组织(BMDO)的超小型锁模CO2激光雷达。
Nd:YAG（Nd:YLF）是目前雷达中使用最多的激光器，如果探测地物反射回波，激光器工作在1064nm或1053nm波长，如果探测地物荧光回波或用于水下探测，激光器工作532nm 或527nm波长,这些是激光三维扫描成像系统的常用光源。
主要以二极管泵浦为发展主流。
Nd:YAG（Nd:YLF）激光器泵浦KTP或KTA晶体的参量振荡器输出1.5μm激光也应用较多。
钛宝石激光器因具有波长调谐功能，在激光雷达中得到新的应用。
半导体激光器像GaAs, 因为它体积小，重量轻，效率高也很受重视。
其缺点是光束质量较差，功率有待提高。
日本的专家提出采用掺铒光纤激光器波长1.5um－1.6um, 也是很有吸引力的。
比如多个光纤激光器输出形成光束阵列（不必使用分束器就能实现推帚式扫描）。
钕∶光纤激光器的工作波长1.06μm很受关注。
NASA的学者研究二极管泵浦的Ho,Tm:YLF波长2.0um激光器，这种光源对人眼更安全，大气散射更小，被称为“未来之光”。
2）探测器的进展为适应光源的变革，除了经典的光电倍增管，探测器的研究也有新的进展。
如果激光是1064nm(1047nm)或532nm(523nm)，探测器为Si ／APD，这是最成熟的器件；如果激光波长1.5 um -1.6um, 探测器选InGaAs / APD；如果激光波长2.0um, 探测器选InGaAsSb / APD。
这些器件由单元器件，发展到线阵和面阵器件；工作模式由线性模式发展到Geiger模式。
国际上主要的研究机构有PerkinElmer 公司和日本滨凇光子公司。
ICCD 已经直接用于雷达回波探测。
InGaAs 和HgCdTe 的焦平面器件被新型的激光成像遥感系统所采用。
二、激光主动遥感主要应用领域一）激光遥测距离、速度、跟踪最成熟和最经典的测距方法是脉冲测距和相位测距。
脉冲测距是通过直接测量激光脉冲的往返传播时间进行测距的。
激光脉冲的往返传播时间由距离计数器测量。
距离计数器的开门信号为激光主波采样信号,对应的关门信号为激光回波信号,激光脉冲往返时间根据计数器在开、关门信号之间及数值求的.由上述测量原理可知,时间间隔测量精度主要取决于距离计数器的时间分辨率和主、回波出发点的一致性。
距离计数器的时间分辨率由时标振荡器（晶振）频率决定主、回波出发点的一致性取决于时间触发方式和激光脉冲波形稳定性。
时间触发方式主要有恒定阈值触发方式、恒比定时触发方式和波型数字转换方式三种。
相位测距通过强度调制的连续光波在往返传播过程中相位变化来测量光束的往返传播时间，其计算公式如下，πλπ2222Φ=Φ=f c R (1)；Φ为调制光波的相位变化（rad ），f 为调制频率（Hz ） R 为目标至参考点距离（m ）；c 为光速(m/s) ；λ为调制波波长（m ）。
相位位移是以π2为周期变化的，因此有π2)N ⋅∆+Φn ＝（式中N 为相位变化整周期数;△n 为相位变化非整周期数.)(2n N R ∆+=λ,式(1)表明,只要测出发射和接收光波的相位差,即可得到目标距离.因此相位测距可理解为以调制光波半波长为“测量尺度”的距离测量方法。
回波的多普勒频移量d f 与目标的径向速度r v 成正比，因此，通过测量多普勒频移可得到目标的径向速度，激光多普勒频移可通过光外差技术测得，其原理和相干测风雷达相似。
λrd v f 2=近年来激光雷达借鉴了微波雷达的一些信号处理的方法，发展了脉冲压缩和连续波调频等激光调制和信号处理的体制测距。
由激光器分出一束宽脉冲光束，通过调制器将线性调频的激光束发射出去，回波信号与未经调制的固定频率本振光混频后，经匹配滤波器对信号进行压缩，变成一个幅度增大的窄脉冲，接下来和脉冲测距同样方法得到距离，它的特点是发射宽的光脉冲，回波处理后得到的是窄的电脉冲，目的在于缓解探测能力和距离分辨率的矛盾；连续波调频，是发射激光的频率随时间是线性（三角形）变化，经过一段时间的飞行，回波激光相对于本振激光就有了频率变化，两者相干混频，得到的中频信号，中频信号频率跟距离成正比，由频谱分析得到距离和速度。
图1 测距、测速和跟踪综合系统激光跟踪时，光电探测器采用四象限结构，即四块性能相同的扇型光电二极管各占一个象限拼成圆形结构。
当回波光束的光斑均匀照射每一个象限时，方位和俯仰误差信号为零；当光斑位置偏离时，给出相应的方位和误差信号，通过伺服系统调整接收望远镜对准目标，实现目标跟踪。
从雷达座上的经纬刻度就能读出目标的方位角和俯仰角。
美国机载门警TBM 激光雷达采用了人眼安全的激光波长。
使用的是Nd：YAG激光泵浦KTP 0PO，它的输出波长为1.57μm，脉冲能量为600mJ。
激光接收机使用InGaAs APD和窄带滤光片。
门警系统激光雷达负责导弹测距和跟踪。
由美国航空航天局Goddard空间飞行中心(GSFC)组织研发，于1996年11月7日升天的火星勘探号(Mars Global Surveyor,MGS)宇宙飞船携带了一个遥感设备MOLA一2。
设备是一个激光测高仪，其距离分辨率37cm，能够以300m的间距分辨率探测火星表面的轮廓。
MOLA 一2系统的主要技术参数为：轨道高度600km；重量25．85kg；功耗34．2W；激光器Nd：YAG@1064nm；脉冲宽度5ns；单脉冲能量48mJ 10Hz；光束发散角0．4mrad接收部分~500mm卡塞格林望远镜；视场角(FOV) 0．85mrad；光电转换器件硅雪崩光电二极管电路部分微处理器80C86：时钟计数频率100MHz：滤波通道宽度20ns、60ns、180ns、540ns；距离测量分辨率37．5cm；数据率618bps(连续)精度指标垂直分辨率37．5cm；绝对精度<10m (取决于飞船轨道的重建精度)；二）大气遥感激光雷达相对而言，激光雷达最适合用于对大气的探测与研究。
用于大气遥感的激光雷达是历史上出现最早的激光雷达。
下面的表格给出了激光与大气粒子相互作用的效应，大气雷达正是利用这些效应来工作的。
表1 激光与大气介质相互作用的典型截面数值与相应可探测大气成分（λ0为入射波长，λr为散射波长）作用过程介质类型波长关系作用截面（cm2/sr）可探测大气成份Rayleigh散射分子λr＝λ010-27大气密度、温度Mie散射气溶胶λr＝λ010-26-10-8气溶胶、烟羽、云等Raman散射分子λr≠λ010-30（非共振）温度、湿度（H2O）等共振散射原子、分子λr＝λ010-23-10-14高层金属原子和离子Na+、K+、Ca+、Li等荧光散射分子λr≠λ010-25-10-16污染气体(SO2, NO2, O3, I2) 吸收效应原子、分子λr＝λ010-21-10-14痕量气体(O3, SO2, NO2)等多普勒效应原子、分子λr≠λ0风速风向2.1Mie散射激光雷达和气溶胶探测大气中的各种固态和液态气溶胶粒子,包括尘埃、烟雾、云层等与激光的相互作用主要表现为Mie散射。
Mie散射的特点是散射粒子的尺寸与入射激光波长相近或比入射波长更大。
Mie散射的辐射波长与入射波长相同,散射过程中没有光能量的交换,称为弹性散射。
散射过程中,粒子将入射光向四周的散射并不是均匀的,粒子越大,向前散射大光越多而后向散射光越少。
大气探测激光雷达的回波就是这种后向散射光所形成。
Mie散射的截面与许多因素有关,如散射粒子的尺寸、形状、组成等,与入射光波长的关系也不固定(通常可认为1-2次方成反比),这些都使得Mie散射截面的理论处理较为复杂。
Mie散射激光雷达是一种用于探测30km以下低空大气中的尘埃、云雾等气溶胶粒子的激光雷达。
大气中的这些气溶胶粒子对激光的散射机制为Mie散射, Mie散射具有较大的散射截面,使Mie散射激光雷达的回波信号通常较大。
1992年出现的一种微脉冲激光雷达是对流层Mie散射激光雷达的新发展。
该激光雷达由美国NASA研制,现由美国SESI公司批量生产。
其特点该为采用低能量(微焦尔级)、高重复率(千赫兹)、全固体化脉冲激光器,并采用收、发公用光学系统。
该激光雷达不仅实现了小型化、自动化、高可靠,而且达到了人眼安全标准,缺点是不具备扫描功能。
Mie散射激光雷达用得最多、最成熟工作波长是532nm/1064nm, 2004年美国科学家建立了基于Nd:YAG激光器泵浦甲烷的stokes频移1543nm的Mie散射激光雷达，它的优点在于人眼安全，易于将Mie散射和Rayleigh散射分开，利于探测大颗粒子。
Mie散射用于云层的探测,云顶高和云层厚的测量，对于沙尘的探测比较擅长。
2．2 Rayleigh散射激光雷达和中层大气探测Rayleigh散射大气分子对激光束的散射截面与波长的四次方成反比，称之为Rayleigh散射，散射波长与Mie散射相同。
Rayleigh散射激光雷达主要用于中、高层大气的探测。
Rayleigh散射激光雷达技术特点:大的激光雷达配置;短的工作波长;小的接收视场和光束发散;严格的发射和接收准直;光子计数检测方式;低空强回波干扰抑制;检测动态范围扩展。
主要应用:分子密度廓线的探测;温度廓线的探测;中层大气重力波的探测。
分子密度22()()()mP R RN RK T Rσ⋅=⋅⋅式中P(R)表示激光雷达接收到高度R处的回波功率，K表示所有与激光雷达参量有关的常数。