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深度了解激光测距传感器
前面我们了解了几种首要的测距/距离传感器的原理及特色，其间，激光测距传感器因其抗干扰才能强，精度高的优势，自诞生以来，得到了极大的开展，在各行各业都发挥着巨大的效果。
1960年世界上第一台红宝石激光器问世不久，以精细测距为首要功用的激光测距技能便随之诞生了。
第一台红宝石激光器
经过了50多年的开展，其开展大致表现在两个方面：首先是运用各种新技能和设备进步测距精度和观测数据量；其次是进步测距体系的主动化程度，减小人力和物力的耗费。详细为：
1、在测距精度上，从开始的米级逐步进步到分米级、厘米级，现在世界上最先进的台站其测距精度已能到达毫米级。
2、在测距才能上，从开始的最远1000～2000km进步到2万km，甚至3.6万km。激光测月的完成使测距才能到达了38万km。
3、在测距频率上，从开始的每秒一次开展到现在每秒1000～2000次，更高频率的激光测距（如10kHz测距）也在试验中。
4、在测距波长上，现在遍及选用的仍是单色测距体系，一些台站也在运用双色／多色激光测距体系。双波长激光测距体系不再需求大气物理参数和大气模型的批改，只需丈量结果自身即可批改大气推迟，就能到达更好的数据精度。
5、在主动化程度上，从初期的人工目视盯梢，开展到今天计算机操控、主动盯梢。
激光测距传感器在宇宙空间探测范畴的运用
空间激光测距技能在监测大陆板块运动、地壳形变、地球自转，改善地球重力场和地心引力常数，断定地球和海洋潮汐改变的规则，监测空间碎片等方面具有重要效果。它也是当时高精度卫星精细定位观测的首要手法之一，是现代各种定位观测手法中单点采样精度最高的一种，是支撑世界地球自转与参阅系效劳（IERS）的技能手法之一。卫星激光测距技能在如下运用方面现已取得了明显的成就，具有宽广的运用远景。
精细测定激光卫星的轨迹
运用卫星的激光观测数据所断定的轨迹精度，3天弧段可达1cm；关于径向定轨精度可到达2～2.5cm。
准确测定地球引力场模型及当时变性
在研讨地球质心的方位改变进程中，激光技能测定了现在最准确的地球引力常数GM，其测定值为：GM＝398600.4415km3／s2；运用不同轨迹倾角和高度的激光卫星，准确测定了地球引力场模型，而且测定了地球引力场低阶球谐系数的季节性改变；同时还得出了地球质心方位的周期性改变，包含季节性和年际改变，最新的测定值为：J2＝-2.6*10-11／年（历元1986.0）；地球引力场的改变反映了地球内部及各圈层（包含海洋、大气、地下水、冰层等）的杂乱运动和相互效果进程，具有重要研讨价值。
准确测定地球自转参数
地球自转参数（ERP）界说了地球旋转轴和随时刻序列的定向运动以及在天球参阅框架中的旋转速度。地球自转参数包含极移和日长（LOD）改变。运用激光测虎技能测定的地球极移分量（XP，YP）精度现在已到达0.1～0.2mas；日长（LOD）的测定精度现在已到达0.1ms。
监测全球地壳板块运动
运用激光长期观测数据能够准确地测定地上测站的地心坐标，高精度测站坐标的解算使得人们监测板块运动的希望成为可能。运用激光测距技能取得的数据，现已估量了40多个测站的站速度和站间基线的改变率。如果测站坐落板块的刚性部分，则其站速度就代表了板块运动。运用测站基线的改变率和站速度能够解算板块间的相对运动。
高精度海平面和冰盖地势的丈量
激光测距技能与其他空间技能（如GNSS、雷达高度计、SAR等）联合运用，将可能完成毫米级精度的海平面和冰盖地势的丈量。
空间碎片轨迹断定和监测
运用激光测距技能能够准确测定空间碎片，断定碎片轨迹方位，为空间碎片监测和空间磕碰预警体系供给精细轨迹信息。
激光测距传感器在军事范畴的运用
轻型便携式脉冲激光测距仪
轻型便携式脉冲激光测距仪包含步卒和炮兵侦查用的手持式以及前沿侦查和前沿对空操控(FAC)双用处的激光测距仪—方针指示器。对上述用处的体系，要求机动灵活、重复轻、体积小、用电池组作电源、牢靠性和修理性高以及单一产品的本钱低一级。
在现代战争中，由以前单一的步卒、炮兵独立作战开展到有步卒、炮兵和海军陆战队组成的特种部队联合作战，武器体系也由单一的地炮、高炮逐步选用多功用归纳高技能。因而激光测距仪也由单一测距功用的便携式、手持式开展到激光测距、红外瞄准的昼夜观测仪以及激光测距、方针指示、红外瞄准的激光红外方针指示器等。
地上车载脉冲激光测距仪
地上车载脉冲激光测距仪包含坦克、步卒战车(IFV)、火控、对空防护、火炮或导弹制导火控以及现在开展的地上车载激光测距仪—方针指示器等。其首要技能功能：最大测程4~10km，测距精度±5~10m，方针分辨约20m，重复频率0.1~1Hz，束散角0.4~1mrad。
激光测距仪在坦克火控体系中的运用是供给弹道轨迹的超仰角批改信息和因逆风或方针移动引起的方位角校正信息以及间隔信息。步卒战车首要是运用激光测距仪去丈量方针是否在反坦克导弹的间隔内，其次用于枪炮火控和对方针的分选。
对空火炮和导弹防护脉冲激光测距仪
对空防护的脉冲激光测距仪以及选用了自保护措施的步卒战车对空防护脉冲激光测距仪均应按火控体系和作战体系的要求作业，在间隔和间隔速率以内对空中高速机动方针供给安稳的盯梢信息和间隔信息，以对抗配备直升机、隐身飞机和巡航导弹、反辐射导弹的要挟。
这要求激光测距仪供给比较高的数据率(高的激光脉冲速率)和适当高的间隔精度，如最大测程为4~20km，测距精度为±2.5~5m，重复频率为6~20Hz，束散角为0.5~2.5mrad等。
机载脉冲激光测距仪
机载脉冲激光测距仪能够用来配备配备直升机的导弹指令制导和配备固定翼飞机，用于封闭援助的光电飞行器等方针以及阻拦飞机和导弹的攻击。
机载脉冲激光测距仪的首要技能功能：测程远、测距精度高、重复频率高、束散角小，同时机载设备应体积小、分量轻并要与航空指示器共用。
因而，激光器有必要运用高效循环液体作冷却器，以习惯高的工作速率要求，否则要选用气体或混合气体升压冷却。
舰载脉冲激光测距仪
舰载脉冲激光测距仪的开展在轻型便携式、车载和对空防护激光测距仪之后，它包含水面舰载和潜艇潜望两大类。
水面舰载脉冲激光测距仪在技能功能指标方面与车载火控和对空防护激光测距仪相同，在环境运用方面要习惯舰载海空、海面以及海上盐雾的荷刻要求，而在体积、分量、电功率、保护保养才能和本钱等方面的要求又不严苛。
因而，现在很多用来配备惯例火控和对空防护的海军舰只，如保护(无声雷达)舰载飞机收回和与红外热成像、电视等组成盯梢体系，全天候监督和盯梢空中方针等共同的舰上运用正在呈现，其运用远景适当广泛。
潜艇潜望脉冲激光测距仪现在选用两种组合办法，第一种将激光测距仪、图画增强器和热成像仪装于其潜望镜中，而间隔显示器、触发按钮等分别装于操作手上方或附近。
其长处是传输光路中激光损耗小，但光束飘移，不易捕获方针；第二种将上面三部分均装在潜望镜底部，整个体系的装置，调试、拆开均很方便，但选用这种办法的激光束要通过12m长的潜望镜管和15~20块透镜，能量损耗较大。
云高脉冲激光测距仪
运用脉冲激光测距仪来丈量云层笔直高度的仪器称为云高激光测距仪。这类激光测距仪首要用来丈量机场的云层高度，也可用来丈量卫星发射点的云层高度，为飞机的起降或卫星发射供给安全的气候数据。
这类脉冲激光测距仪能够为前沿军事基地、机场或军用卫星发射点(近间隔)的安全供给牢靠的气候数据，是现代战争不行缺少的仪器；若运用它为大型世界机场、小型商业民用机场和民用通信卫星发射点(近间隔)供给飞机起降或卫星发射的安全气候数据，将对国民经济建设和进步世界诺言发生巨大的经济效益和社会效益。
1960年世界上第一台红宝石激光器问世不久，以精细测距为首要功用的激光测距技能便随之诞生了。
第一台红宝石激光器
经过了50多年的开展，其开展大致表现在两个方面：首先是运用各种新技能和设备进步测距精度和观测数据量；其次是进步测距体系的主动化程度，减小人力和物力的耗费。详细为：
1、在测距精度上，从开始的米级逐步进步到分米级、厘米级，现在世界上最先进的台站其测距精度已能到达毫米级。
2、在测距才能上，从开始的最远1000～2000km进步到2万km，甚至3.6万km。激光测月的完成使测距才能到达了38万km。
3、在测距频率上，从开始的每秒一次开展到现在每秒1000～2000次，更高频率的激光测距（如10kHz测距）也在试验中。
4、在测距波长上，现在遍及选用的仍是单色测距体系，一些台站也在运用双色／多色激光测距体系。双波长激光测距体系不再需求大气物理参数和大气模型的批改，只需丈量结果自身即可批改大气推迟，就能到达更好的数据精度。
5、在主动化程度上，从初期的人工目视盯梢，开展到今天计算机操控、主动盯梢。
激光测距传感器在宇宙空间探测范畴的运用
空间激光测距技能在监测大陆板块运动、地壳形变、地球自转，改善地球重力场和地心引力常数，断定地球和海洋潮汐改变的规则，监测空间碎片等方面具有重要效果。它也是当时高精度卫星精细定位观测的首要手法之一，是现代各种定位观测手法中单点采样精度最高的一种，是支撑世界地球自转与参阅系效劳（IERS）的技能手法之一。卫星激光测距技能在如下运用方面现已取得了明显的成就，具有宽广的运用远景。
精细测定激光卫星的轨迹
运用卫星的激光观测数据所断定的轨迹精度，3天弧段可达1cm；关于径向定轨精度可到达2～2.5cm。
准确测定地球引力场模型及当时变性
在研讨地球质心的方位改变进程中，激光技能测定了现在最准确的地球引力常数GM，其测定值为：GM＝398600.4415km3／s2；运用不同轨迹倾角和高度的激光卫星，准确测定了地球引力场模型，而且测定了地球引力场低阶球谐系数的季节性改变；同时还得出了地球质心方位的周期性改变，包含季节性和年际改变，最新的测定值为：J2＝-2.6*10-11／年（历元1986.0）；地球引力场的改变反映了地球内部及各圈层（包含海洋、大气、地下水、冰层等）的杂乱运动和相互效果进程，具有重要研讨价值。
准确测定地球自转参数
地球自转参数（ERP）界说了地球旋转轴和随时刻序列的定向运动以及在天球参阅框架中的旋转速度。地球自转参数包含极移和日长（LOD）改变。运用激光测虎技能测定的地球极移分量（XP，YP）精度现在已到达0.1～0.2mas；日长（LOD）的测定精度现在已到达0.1ms。
监测全球地壳板块运动
运用激光长期观测数据能够准确地测定地上测站的地心坐标，高精度测站坐标的解算使得人们监测板块运动的希望成为可能。运用激光测距技能取得的数据，现已估量了40多个测站的站速度和站间基线的改变率。如果测站坐落板块的刚性部分，则其站速度就代表了板块运动。运用测站基线的改变率和站速度能够解算板块间的相对运动。
高精度海平面和冰盖地势的丈量
激光测距技能与其他空间技能（如GNSS、雷达高度计、SAR等）联合运用，将可能完成毫米级精度的海平面和冰盖地势的丈量。
空间碎片轨迹断定和监测
运用激光测距技能能够准确测定空间碎片，断定碎片轨迹方位，为空间碎片监测和空间磕碰预警体系供给精细轨迹信息。
激光测距传感器在军事范畴的运用
轻型便携式脉冲激光测距仪
轻型便携式脉冲激光测距仪包含步卒和炮兵侦查用的手持式以及前沿侦查和前沿对空操控(FAC)双用处的激光测距仪—方针指示器。对上述用处的体系，要求机动灵活、重复轻、体积小、用电池组作电源、牢靠性和修理性高以及单一产品的本钱低一级。
在现代战争中，由以前单一的步卒、炮兵独立作战开展到有步卒、炮兵和海军陆战队组成的特种部队联合作战，武器体系也由单一的地炮、高炮逐步选用多功用归纳高技能。因而激光测距仪也由单一测距功用的便携式、手持式开展到激光测距、红外瞄准的昼夜观测仪以及激光测距、方针指示、红外瞄准的激光红外方针指示器等。
地上车载脉冲激光测距仪
地上车载脉冲激光测距仪包含坦克、步卒战车(IFV)、火控、对空防护、火炮或导弹制导火控以及现在开展的地上车载激光测距仪—方针指示器等。其首要技能功能：最大测程4~10km，测距精度±5~10m，方针分辨约20m，重复频率0.1~1Hz，束散角0.4~1mrad。
激光测距仪在坦克火控体系中的运用是供给弹道轨迹的超仰角批改信息和因逆风或方针移动引起的方位角校正信息以及间隔信息。步卒战车首要是运用激光测距仪去丈量方针是否在反坦克导弹的间隔内，其次用于枪炮火控和对方针的分选。
对空火炮和导弹防护脉冲激光测距仪
对空防护的脉冲激光测距仪以及选用了自保护措施的步卒战车对空防护脉冲激光测距仪均应按火控体系和作战体系的要求作业，在间隔和间隔速率以内对空中高速机动方针供给安稳的盯梢信息和间隔信息，以对抗配备直升机、隐身飞机和巡航导弹、反辐射导弹的要挟。
这要求激光测距仪供给比较高的数据率(高的激光脉冲速率)和适当高的间隔精度，如最大测程为4~20km，测距精度为±2.5~5m，重复频率为6~20Hz，束散角为0.5~2.5mrad等。
机载脉冲激光测距仪
机载脉冲激光测距仪能够用来配备配备直升机的导弹指令制导和配备固定翼飞机，用于封闭援助的光电飞行器等方针以及阻拦飞机和导弹的攻击。
机载脉冲激光测距仪的首要技能功能：测程远、测距精度高、重复频率高、束散角小，同时机载设备应体积小、分量轻并要与航空指示器共用。
因而，激光器有必要运用高效循环液体作冷却器，以习惯高的工作速率要求，否则要选用气体或混合气体升压冷却。
舰载脉冲激光测距仪
舰载脉冲激光测距仪的开展在轻型便携式、车载和对空防护激光测距仪之后，它包含水面舰载和潜艇潜望两大类。
水面舰载脉冲激光测距仪在技能功能指标方面与车载火控和对空防护激光测距仪相同，在环境运用方面要习惯舰载海空、海面以及海上盐雾的荷刻要求，而在体积、分量、电功率、保护保养才能和本钱等方面的要求又不严苛。
因而，现在很多用来配备惯例火控和对空防护的海军舰只，如保护(无声雷达)舰载飞机收回和与红外热成像、电视等组成盯梢体系，全天候监督和盯梢空中方针等共同的舰上运用正在呈现，其运用远景适当广泛。
潜艇潜望脉冲激光测距仪现在选用两种组合办法，第一种将激光测距仪、图画增强器和热成像仪装于其潜望镜中，而间隔显示器、触发按钮等分别装于操作手上方或附近。
其长处是传输光路中激光损耗小，但光束飘移，不易捕获方针；第二种将上面三部分均装在潜望镜底部，整个体系的装置，调试、拆开均很方便，但选用这种办法的激光束要通过12m长的潜望镜管和15~20块透镜，能量损耗较大。
云高脉冲激光测距仪
运用脉冲激光测距仪来丈量云层笔直高度的仪器称为云高激光测距仪。这类激光测距仪首要用来丈量机场的云层高度，也可用来丈量卫星发射点的云层高度，为飞机的起降或卫星发射供给安全的气候数据。
这类脉冲激光测距仪能够为前沿军事基地、机场或军用卫星发射点(近间隔)的安全供给牢靠的气候数据，是现代战争不行缺少的仪器；若运用它为大型世界机场、小型商业民用机场和民用通信卫星发射点(近间隔)供给飞机起降或卫星发射的安全气候数据，将对国民经济建设和进步世界诺言发生巨大的经济效益和社会效益。
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