机载激光测深的技术装备
机载激光雷达技术在测绘中的实践经验分享

机载激光雷达技术在测绘中的实践经验分享随着科技的不断发展,机载激光雷达技术在测绘领域中得到了广泛应用。
本文将分享一些在实践中积累的机载激光雷达技术使用经验,探讨其在测绘中的优势和应用场景。
1. 激光雷达技术简介激光雷达是一种可以通过发送激光束并测量其反射回来的时间来获取目标位置信息的技术。
机载激光雷达是指将激光雷达设备安装在飞机或无人机上,利用飞行器的高度和速度,可以快速高效地获取大面积地物的三维信息。
2. 机载激光雷达技术的优势相比传统的测绘方法,机载激光雷达技术有以下几个优势:首先,机载激光雷达技术能够实现高速、大范围的数据采集。
传统测绘方法需要进行人工测量,工作效率低且受制于人力和环境条件。
而机载激光雷达可以在较短时间内完成大面积数据的采集,提高了测绘效率。
其次,机载激光雷达技术具备高精度的数据测量能力。
激光雷达通过测量激光束反射回来的时间,可以得到目标物体离观测点的距离信息。
激光雷达设备的高精度传感器和计算算法可以实现厘米级的测量精度,大大提高了地物测绘的准确性。
再次,机载激光雷达技术适用于复杂地形和遥远地区的测绘。
无法通过传统测量方法获取数据的地区,如高山、森林、沙漠等,机载激光雷达可以通过飞行器的高度和速度轻松获取数据,解决了传统测绘方法的局限性。
3. 机载激光雷达在城市测绘中的应用机载激光雷达在城市测绘中有着广泛的应用场景。
以下是一些应用案例:首先,机载激光雷达可以用于制图和建筑物三维重建。
激光雷达可以高速获取建筑物外观和内部结构的细节信息,能够在短时间内生成高精度的建筑物数字模型。
这对于城市规划、建筑设计和历史文化遗产保护等方面都具有重要意义。
其次,机载激光雷达可用于城市交通规划和交通管理。
通过激光雷达获取道路和交通设施的几何和拓扑信息,能够实现对交通流量和路网的实时监测和分析,为城市交通规划和交通管理提供数据支持。
再次,机载激光雷达可用于城市环境监测。
通过激光雷达获取城市环境中的地物高度、地表覆盖类型和变化等信息,可以监测城市的植被覆盖、土地利用变化等,为城市绿化和环境保护提供科学依据。
精准绘就_方寸尽显——机载测深激光雷达探测水下奥秘

28自然资源科普与文化·2023年第3期精准绘就 方寸尽显文图/金鼎坚 吴 芳 高子弘 于 坤 赵 政——机载测深激光雷达探测水下奥秘第一作者简介 金鼎坚,高级工程师,主要从事航空遥感地质技术研究与应用工作。
近年来,随着卫星遥感技术的快速发展和无人机遥感技术的强势崛起,遥感,这一“神秘”的高科技越发明显地呈现出大众化趋势,在土地、矿产、海洋、测绘等自然资源各行业都获得广泛应用,大众熟知的程度也越来越高。
作为一种空间对地观测技术,遥感通常被认为只能获取地球表面信息。
实际上,一些特殊的遥感技术不仅能获取地球表面信息,还能一定程度地穿透植被、水体等,揭示地表覆盖下不为人知的秘密。
机载激光雷达测深(Airborne LidarBathymetriy )即是这样特殊的遥感技术,专门用于从空中探测浅水水下信息。
机载测深激光雷达:遥感家族中的“隐世高手”机载激光雷达遥感是以机载激光雷达为传感器的一种航空遥感技术,按照功能和应用场景的不同,可分为机载> 航空遥感飞机进行测绘作业> 无人机29自然资源科普与文化·2023年第3期陆地激光雷达和机载测深激光雷达。
机载陆地激光雷达主要应用于陆地测量,目前在地形测绘、地质灾害调查、林业调查、电力巡检、建筑物三维建模等领域广泛使用;机载测深激光雷达则具有一定的水体穿透能力,可以探测水下地形、水体光学特性及水下目标等,主要应用于海岸带、海岛礁,以及内陆河流、湖泊的测量。
机载陆地激光雷达近年来发展迅速,声名鹊起;机载测深激光雷达则显得默默无闻。
实际上,机载激光雷达测深技术的发展比机载陆地激光雷达更早。
1960年,世界上第一台激光器问世,仅隔8年,美国锡拉丘兹大学(Syracuse University )的科研人员就建造了世界遥感,顾名思义为遥远的感知,是指不直接接触目标物体,而使用传感器接收物体反射或发射的电磁波信号,揭示物体的几何与物理特性及其变化特征。
中国国防军事近代史作业——激光雷达测量技术的发展概况

《中国近代国防科技史》课程报告激光雷达(LIDAR)测量技术单位:四院五队姓名:周杰学号:GS12041103激光雷达(LIDAR)测量技术激光雷达(LIDAR)测量技术是从20世纪中后期逐步发展起来的一门高技术,可用于地球科学和行星科学等许多领域。
美国早在20世纪70年代阿波罗登月计划中就使用了激光测高技术。
20世纪80年代,激光测高技术得到了迅速发展,人们研制出了实用的、可靠的激光测高传感器,其中包括航天飞机激光测高仪( Shuttle Laser Altimeter, SLA )、火星观测激光测高仪(Mars Observer Laser Altimeter, MOLA)以及月球观测激光测高仪(LunarObserver Laser Altimeter, LOI.A )。
借助这些激光测高仪,人们可以获取地球、火星及月球上高垂直分辨率的星体表面的地形信息,这对于研究地球和火星等行星的真实形状有着重要的科学意义。
上述这些激光测高仪的激光束的指向一般是固定的,需依靠搭载激光测高仪的飞行器绕星体的周期运动来获得星体上大范围离散分布的激光脚点的高程数据。
20世纪90年代前后,随着GPS动态定位和高精度姿态确定等定位、定姿技术的发展成熟,人们设计将激光测高仪安置在飞机上,同时为了提高采点效率和带宽,采用扫描的方式来改变激光束的发射方向,将这些设备有机地集成在一起协同工作,就构成了一个机载激光雷达测量系统。
随后几年,机载激光雷达测量技术蓬勃发展,欧美等发达国家先后研制出了多种机载激光雷达测量系统。
机载激光雷达测量技术的发展为我们获取高时空分辨率的地球空间信息提供了一种全新的技术手段,使我们从传统的人工单点数据获取变为连续自动数据获取,不仅提高了观测的精度和速度,而且使数据的获取和处理朝智能化和自动化的方向发展。
机载激光雷达测量技术可广泛用于快速获取大面积三维地形数据、快速生成DEM等数字产品。
机载激光雷达测量在灾害监测、环境监测、海岸侵蚀监测、资源勘察、森林调查、测绘和军事等力一面的使用具有独特的优势和广泛的使用前景。
机载激光雷达参数

机载激光雷达参数
机载激光雷达(Airborne LiDAR)是一种高精度三维数据采集设备,可以用于地形测量、地表覆盖分类、建筑物地物提取等多个领域。
下面将对机载激光雷达的主要参数进行详细介绍。
1. 激光发射参数
(1)激光波长:机载激光雷达一般采用近红外波段,波长在800-1064nm之间。
(2)激光脉冲频率:指激光束发出的脉冲数,一般在1-50kHz之间。
2. 接收器参数
(1)接收器视场角:指接收器能够接受的激光束角度范围,通常在30-60度之间。
(2)接收器灵敏度:指接收器的信号增益,一般以电子伏特(V)表示。
(3)接收器噪声:指接收器在没有信号时的最小输出值,正常情况下要小于1个光子。
3. 扫描参数
(1)扫描方式:机载激光雷达主要有两种扫描方式,一种是机械扫描,另一种是固态扫描。
机械扫描一般采用旋转镜头的方式改变激光束的方向,而固态扫描利用微镜片或者转换器件快速切换激光束方向。
(2)扫描速度:机载激光雷达的扫描速度通常在10-50Hz之间。
4. 定位参数
(1)定位系统类型:机载激光雷达的定位系统通常采用GPS、IMU等。
(2)定位精度:指机载激光雷达采集的数据对应的位置精度,通常在10cm以内。
5. 数据处理参数
(1)数据格式:机载激光雷达数据格式通常为LAS或ASCII格式。
(2)能量密度:指激光雷达扫描的数据点密度,一般在1-30点/m2之间。
(3)分辨率:指数据采集的最小细节尺寸,一般在10-50cm之间。
探讨机载激光雷达系统在测绘领域的应用

探讨机载激光雷达系统在测绘领域的应用广泛应用于测绘领域的机载激光雷达系统不仅操作较为复杂且具有极强的综合性,该系统的运行需要多种系统同时运行辅助进行,如激光扫描系统、航拍系统、卫星定位系统等。
笔者结合多年的实际工作经验并结合相关资料,对机载激光雷达系统的现状、技术及应用等作了简要分析,以期为相关从业或研究人员提供借鉴与参考。
标签:机载激光雷达系统;应用现状;技术一、机载激光雷达系统的应用现状据有关文献记载,机载激光雷达系统最早出现于二十多年前,在美国的航天领域中被用于测量物体间的距离。
随着科技水平的进一步提高,机载激光雷达系统的应用范围也逐渐由简单的测量扩大到更多的领域中。
近年来,机载激光雷达系统在世界各国各领域范围内的市场份额逐渐增大。
与美国、德国等具代表性的国家相比,我国引入机载激光雷达系统的时间较晚,但发展速度却十分迅速,现阶段,机载激光雷达系统已被广泛应用于我国地质勘测、城市建设等方面。
除此之外,我国相关研究人员正致力于研究如何将与之相关的激光扫描系统等应用于交通领域。
二、机载激光雷达测量技术概述(一)主要特点及性能测量技术是机载激光雷达系统最先开发的技术之一,也是迄今为止最高效的技术性能之一。
其不仅能够高度覆盖测量范围,高效率进行测量,而且其测量数据十分精确。
准确来说,机载激光雷達技术的测量误差能够严格控制在十五厘米以内。
此外,其测量过程中所得出的点云数据还能够准确反映所勘测地区的地形、地貌等,为测量人员的实际测量降低难度,进一步提高了测量数据的精确性。
除此之外,机载激光雷达在应用于测量时使用的测量方法是主动测量,对所要测量的区域进行实地勘测。
使用机载激光雷达进行测量的最大优点是其工作的开展不受周围环境及天气状况的影响,无论是白天或是黑夜,或是浓雾、阴雨等天气,均能够正常开展工作。
与此同时,机载激光雷达的测量技术具有较强的穿透力,应用于植被茂盛的地区时,也能够直接穿过植被测量被植被所覆盖的区域,且不会出现其测量结果因植被的影响而不准确的情况。
机载激光海洋测深技术综述

大学进行了利用蓝绿光探测水下
目标的可行性论证 ∀ 年 2
和 首次论证了利用蓝绿
激光探测水下目标的机载系统的
可行性 ∀ 随后 于 年美国海军
研制出了一套名为 ° ⁄≥ °∏
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系统 并在直升飞机上对海洋进行
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载探测试验 ∀ 之后
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当然 机载激光测深并不能取 代现代舰船海洋声学探测 因为海 水对激光吸收和散射十分严重 因 此机载激光测深系统的测量深度 有限 但其发挥的作用不可低估 ∀ 因为在全世界的海岸附近 约有
机载激光雷达系统组成讲解

机载激光雷达系统组成讲解机载激光雷达系统由激光发射器、激光接收器、数据处理器、导航系统等组成。
它是一种利用激光技术进行远距离探测和测量的设备,广泛应用于航空、地质勘探、测绘、军事等领域。
激光雷达是一种主动式遥感技术,利用激光束对目标进行扫描和测量。
激光发射器通过发射脉冲激光束,激光束经过大气层后与目标相互作用,一部分激光束被目标反射回来,被激光接收器接收到。
激光接收器将接收到的激光信号转换成电信号,并通过数据处理器进行处理和解析,得到目标的距离、速度、方位等信息。
机载激光雷达系统具有许多优点。
首先,它能够实现高精度的测量。
激光束的波长短,可以实现毫米级的测量精度,尤其适用于需要高精度测量的应用领域。
其次,机载激光雷达系统具有较长的探测距离。
激光束在大气层中传播的衰减较小,因此可以实现远距离的目标探测。
再次,机载激光雷达系统具有高测量速度。
激光束的传播速度非常快,可以实现高速目标的测量和探测。
此外,机载激光雷达系统还具有对地形和目标的三维测量能力,可以获取目标的高程、坐标和形状等信息。
在航空领域,机载激光雷达系统被广泛应用于飞行安全监测和地形测绘。
通过激光雷达系统,可以对航空器周围的地形、建筑物和障碍物进行高精度的三维测量,为飞行员提供准确的导航和避障信息,提高飞行安全性。
此外,机载激光雷达系统还可以用于地理信息系统(GIS)的建设,通过对地表地貌的测量,实现地理信息的采集和更新。
在地质勘探和测绘领域,机载激光雷达系统被应用于地形测绘和地质灾害监测。
通过激光雷达系统,可以获取地表的高程和形状信息,为地质勘探和地质灾害监测提供准确的数据支持。
此外,机载激光雷达系统还可以用于海洋测量和海洋资源勘探,通过对海洋表面的反射激光进行测量,可以获取海洋的波浪、潮汐和海流等信息。
在军事领域,机载激光雷达系统被广泛应用于目标探测和情报获取。
通过激光雷达系统,可以实现对地面、海面和空中目标的探测和跟踪,为军事侦察和目标打击提供准确的数据支持。
机载激光雷达测深技术及应用

机载激光雷达测深技术及应用海底地形是海洋基础测绘要获取的重要地理空间信息之一,在国民经济建设、海洋权益维护、国防建设和科学研究中具有重要的作用。
人们通过对声、光、电、磁长期的研究后发现,声波在海水中具有光、电、磁无法比拟的优越性。
迄今为止,人们所熟知的水中的各种能量辐射形式中,以声波的传播性能为最好。
正是由于声波在海水中衰减小、传播距离长,因而最适合于水深测量。
因此,基于声波的回声测深技术是应用最广最为成熟的水深测量技术,其中最为典型的测深设备是单波束测深仪和多波束测深系统。
尤其是多波束测深系统以其高效率全覆盖的优势在水深测量中得到了越来越普遍的应用。
一般而言,多波束测深系统的波束在海底的覆盖宽度是水深的 3 ~7 倍,个别系统最大可达10 倍。
然而,即使是多波束测深系统具有如此之宽的覆盖测幅,在浅水区的全覆盖测量效率也是非常低的。
自从人们发现光波在海水中的最佳透光窗口后,机载激光测深技术得到了迅速的发展。
美国、俄罗斯、澳大利亚、加拿大、瑞典、中国等都先后对机载激光测深技术进行了研究。
其中最为成熟的机载激光测深系统是加拿大的 SHOALS 系列产品(现已升级为CZMIL) 和瑞典的 HAWKEYE 系列产品。
机载激光测深技术是集激光、全球定位与导航、自动控制、航空、计算机等前沿技术,以直升机和固定翼飞机为平台,从空中向海面发射激光束来测量水深的海洋高新技术,属于主动测深系统,在浅于 50m 的沿岸水域,具有无可比拟的优越性。
特别是能够高效快速测量浅海、岛礁、暗礁及船只无法安全到达的水域。
其主要优点如下:( 1) 覆盖宽度不受水深的影响,而仅仅与飞机航高和激光测深系统的宽高比有关,这一显著特点是多波束测深系统所不具备的;( 2) 飞机速度远远快于船速,因此,机载激光测深系统具有很好的机动性和非常高的测深效率;( 3) 机载激光测深系统目前已具有水部和陆部同时测量的功能,即在岸线附近,测量水深的同时,还可以测量岸线附近的地形。
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机载激光测深的技术装备马兰【摘要】本文介绍了机载激光测深仪的发展历史和现状及其技术原理、特点和使用范围,并简述了激光测深仪的发展趋势,仅供广大测绘工作者参考.【期刊名称】《测绘技术装备》【年(卷),期】2003(005)002【总页数】4页(P39-42)【关键词】测深仪;原理;特点;使用范围【作者】马兰【作者单位】海洋测绘研究所,300061【正文语种】中文【中图分类】P2二十一世纪被世界公认为“海洋世纪”,随着现代科学技术的不断发展,海洋价值逐渐被人们所认识,人类更加关注海洋,希望更全面、更准确地了解海洋,因而人们对海洋观测技术的要求也越来越高:人们渴望拥有能够满足大面积、高速度、高精度和低成本的现代海洋测深设备。
而机载激光测深技术借助机载,并辅之以激光扫描和GPS全球定位技术,可以满足人们对现代海洋测深的需求,因而越来越受到业内人士的重视。
本文将从发展概况、工作原理、应用范围、发展趋势几个方面对机载激光测深技术加以评述。
2.1 历史概况事实上,机载激光测深(ALH:Airborne Laser Hydrography)的设想早在20世纪60年代冷战时期就以探测潜艇设备提了出来,但因处于保密阶段并未公开。
直到1970年,其技术内容才得以公开,各国相继试制样机,积累试验成果。
1963年,Sullivan和Duntely等人发现海水也存在一个类似于大气的透光窗口,即海水对0.47~0.58mm之间波长范围内的蓝绿光的衰减系数最小,而其它波段的光在水中的衰减则较大。
这一重要的发现为人们打开了利用光电技术进行水下探测的大门。
1963~1967年美国海军委托Ohio大学进行了利用蓝绿光探测水下目标的可行性论证。
1968年,Hickman和Hogg首次论证了利用蓝绿激光探测水下目标的机载系统的可行性。
随后,于1971年美国海军研制出了一套名为PLADS (Pulsed Light Airborne Depth Sounder)的机载系统,并在直升飞机上对海洋进行了实测,这是最早的成型系统和机载探测试验。
20世纪70年代中叶,美国的NASA、美海军对机载激光测深技术加以开发,加拿大国家遥感中心(CCRS)与OPTECH公司也将其作为测深设备共同着手进行开发研制,瑞典的防卫调查局以OPTECH公司的技术为基础,进行了实质性的测量。
与此同时,澳大利亚海军武器调查局有报告说已开发了WRELADS-1,并进入了试验使用阶段。
虽然记载激光测深技术最初带有浓厚的军事色彩,而到了20 世纪70年代末期,随着美海军、NASA、NOAA共同开发AOL[Airborne Oceanographic Lidar(Laser Radar)],并作为海洋测深设备使用,其功能才受到世人瞩目。
AOL最早的模型与结构大小都有了变化,但据报道现仍在使用。
由AOL派生出来的HALS(Hydrographic Airborne Laser System)由美国制造,加拿大与瑞典合作开发了带扫描镜的FOA-MKⅡ、澳大利亚开发了带扫描系统的WRELADS-Ⅰ。
ALH作为真正的海洋测深设备在功能方面又做了充实。
这个时期,即60年代末至70年代末,主要是进行激光测深技术原理性研究,其次是进行海水深度的测量试验,可称为机载激光海洋测深技术发展的第一个阶段。
这个阶段,以美国、加拿大和澳大利亚为首成功地研制出了第一代机载激光海洋测深系统,其特点是:探测系统简单,大都没有扫描和高速数据记录功能(除了AOL系统外)。
澳大利亚的WRELADS-I是这一代系统的代表。
进入20世纪80年代后,ALH的开发从试用阶段进入实用阶段。
1985年,加拿大在CCRS和海道测量局的支持下,由OPTECH公司生产出了实用系统LARSEN-500。
该设备在1998年以后,在加拿大海道测量局的要求下,用于实际的海图作业,1991年完成了加拿大西北地区坎布里奇湾的海图绘制,证实了ALH 的测深能力及实用性。
该设备目前仍在使用。
另外,1988年瑞典FOA系统的改进型FLASH-Ⅰ及美国陆军工兵队要求的ALH(SHOALS-200:Scanning Hydrographic Operational Airborne Lacser System)也由OPTECH公司制造成功。
随着设备的不断改进,1986年美国给HALS增加了多光谱扫描功能,研制成功ABS(Airborne Bathymetric System),有报告称该系统一直工作到1988年。
在澳大利亚,1989年,澳大利亚海军以WELADS为基础,着手研制LADS (Laser Airborne Depth Sounder)。
如果把第一个阶段看成是机载激光海洋测深技术的形成阶段,那么80年代的发展水平就可称为是机载激光海洋测深技术的发展和成熟阶段。
在第一代技术的基础上,美国(ABS NORDA,OWL,SHOALS等系统)、加拿大(LARSSEN-500系统)、澳大利亚(WRELADS-Ⅱ系统)、瑞典(FLASH,HAWK EYE系统)、俄国(Chaika,Makrel-Ⅱ系统)等国分别研制出了第二代机载激光海洋测深系统。
这一时期,有较多系统问世。
与第一代相比,这一代系统普遍增加了扫描、定位、高速数据记录等功能,使机载激光测量海水深度系统向机载激光测绘海底地貌系统转化。
其中,以澳大利亚WRELADS-Ⅱ、加拿大的LARSEN500、美国的SHOALS等为这一时期的代表。
ALH的开发已成为当时世界性的工作,中国开发了BLOL(Blue-green Oceanographic Lidar),前苏联也开发了几个。
然而,这些设备如今有无投入使用不得而知,最近的技术文献没有记载,因此可以认为它们还没有进入实用阶段。
进入20世纪90年代,在计算机相关技术迅速发展的前提下,ALH性能大幅提高,已被用于世界规模的海图制作上。
90年代以后,机载激光海洋测深技术进入了第三个发展阶段,即逐步实用化阶段。
在第二代系统的基础之上,90年代的系统普遍增加了GPS定位和定高功能,并且系统与自动导航仪接口,实现自动的航线和飞行高度控制(或者由人工操作显示航线和高度误差),从而使机载激光测绘浅海海底地貌进入实用化。
其中,少数先进的系统,为了提高探测精度,一方面增加了第三个光通道(利用647nm的红光的喇曼后向散射进行海面检测和海面、陆地的区分),另一方面极大地提高了采样频率,使得新一代的系统进一步地完善。
美国、澳大利亚和瑞典都报道了自己的实用型机载激光海洋探测系统。
其中,瑞典的HAWK EYE系统更具有代表性,其典型的改进方面有:1Obit、1GHz采样频率;具有全部波形的实时存储能力;高精度的GPS定位;绿光检测用APD代替PMT,回波提取能力加强;扫描精度提高;系统体积减小、重量减轻、更易于机上安装。
90年代上半叶,以瑞典国防部的OWL(Ocean Water Lidar)为首,1993年澳大利亚的RANLADS,1994年美国的SHOALS-200开始工作。
1995年2台SHOALS的姊妹机型HAWKEYE交付瑞典,其中一台用于印度尼西亚。
进入90年代后半叶,技术进一步发展,又出现新的产品LADS MK-Ⅱ,它的脉冲频率达到900HZ,以及基于KGPS-OTF(on-the-Fly)技术提高精度的SHOALS-400,它们在商业领域都取得了成功。
我国从80年代末开始,开展了机载激光海洋探测系统的研制工作。
以华中科技大学为主,成功地研制出了我国第一套机载激光海洋探测试验系统。
该系统采用Nd:YAG调Q倍频激光器,重复频率100HZ,脉宽10ns,峰值功率2MW,发射0.53µm的绿光和1.06µm的红外光。
系统具有扫描功能和高速数据存储和记录功能。
1996年5月在海上进行了机载探测试验,成功地探测到了水深80~90m海底回波信号。
通过试验,初步掌握了黄昏和黑夜、云层、飞机高度、光束发射角、探测器灵敏度等对机载激光测深能力的影响。
2.2 现状机载激光测深技术起初源于潜艇、水雷的探测等军事需求,当时开发的是ALH,后来作为沿岸浅海地区的海图绘制设备加以使用,在技术情报的积累和商业方面都获得成功。
目前,实际用于海图制作的ALH有加拿大海道测量局的LARSEN-500,瑞典海道测量局的HAWKEYE,美国陆军工兵队的SHOALS-400,澳大利亚海道测量局的RANLADS,LADS公司的LADS MK-Ⅱ。
这些ALH基本设备的制造商可以说只有加拿大的OPTECH公司及澳大利亚的LADS公司。
特别是在技术含量方面能达到实用,并用于世界范围的设备只有上述两家公司。
日本也可以制造同类设备(硬件),但还不具备软件开发的能力,因此要达到实用化,尚需时日。
目前,世界范围内正在使用的系统有以下五种,而且它们都是由澳大利亚的LADS和加拿大的OPTECH两家公司制造的。
这五个正在使用的系统是:OPTECH公司生产:LARSEN-500 Terra Survey公司所属、使用(加拿大)HAWREYE 瑞典海军所属、使用SHOALS-400 USACE所属、John E、Chance&Associates公司使用(美国)Tenix LADS公司生产:LADS MK-Ⅰ RAN海道测量局所属、使用LADS MK-Ⅱ Tenix LADS公司所属、使用(澳大利亚)3.1 机载激光测深工作原理机载激光测深的基本原理与光学测距仪相同,是检测从装载在飞机上的Lidar(Laser Radar)发射的激光脉冲到达海面及海底后的反射波,根据脉冲波往返所需时间求出水深。
例如:设从发射接收点到反射体的距离为d,光的速度为c,往返所需时间为t,那么通过计算往返时间,可以算出距离。
另外,假如知道发射接收点在大地坐标系的位置(X、Y、Z)及发射光束的方向角(θx、θy、θz),那么,即可求出反射点的大地坐标。
近几年来,盛行的机载激光测深实施的地形测量技术,就是基于这一原理。
测深系统以飞机为搭载平台,机动性能好,加之采用扫描和GPS全球定位技术,因此可以满足大面积、高速度、高精度和低成本的现代测深需要。
飞行测量时,高频激光雷达采用横向扫描方式发射,在垂直与飞行方向以数百米的扫描带、很小的扫描间隔进行数据采集,从而达到全覆盖测深的目的。
如果激光测深系统使用200HZ的调Q倍频Nd:YAG激光器,飞行高度500m,速度70m/s,则很容易达到50km2/h的覆盖速度。
据测算,一架飞机1年(200h的工作)完成的测量任务相当于一艘普通勘测船13年的工作量。
3.2 系统组成机载激光测深设备可分为机上设备,采集数据的定位系统和地面处理数据的分析系统。