激光雷达

激光雷达

激光雷达（laser radar），激光雷达用于测量飞行器的飞行轨迹，通常工作在红外光谱、可见光谱和紫外光谱。激光雷达是70年代发展起来的，在航天方面主要用于测量火箭初始飞行阶段的弹道轨迹。激光雷达由发射系统、接收系统、跟踪系统、数据处理、显示和传输记录系统等组成。发射系统向目标发射激光束，光束经目标上的角反射器反射，沿着与发射光束平行的方向返回测量站，由接收系统接收、检测和处理。测量激光信号往返的时间间隔，即可推算出目标与测量站的距离（见激光测距）。当目标偏离光轴时，转动跟踪系统使激光束精确指向目标。装在跟踪架水平轴和垂直轴的两个角编码器给出光轴的空间指向。由目标对光轴的偏差和角编码器给出光轴的空间指向，可以得到目标的方位角和俯仰角。根据这两个角度和目标与测量站间的距离可确定目标的空间位置。激光雷达测角分和差式单脉冲制和圆锥扫描制两种。单脉冲制是同时波瓣制，测角精度高；圆锥扫描制是顺序波瓣制，简单可靠，但存在与扫描频率有关的滞后误差，跟踪精度不高。

激光雷达的优点是：①方向性好，波束窄，测角精度高。②采取专门的脉冲压缩技术，可把脉冲宽度压缩到几十纳秒（毫微秒）甚至皮秒（微微秒）量级，峰值功率可达几百兆瓦，从而大大提高测距精度。③激光雷达不受地面杂波干扰，没有多路径效应，故能在低仰角下工作。激光雷达的主要缺点是受大气的光传输效应影响（包括光速、折射率的变化和散射现象）会使其测量精度降低，因而不能全天候工作，遇浓雾、雨、雪天气无法工作；由于波束窄，在大空域中捕获目标困难，须借助引导才能进入自跟踪。