激光雷达多元阵列探测技术

采用多元阵列探测技术的激光雷达具有高分辨率、快速成像的优点,正成为国内外研究的热点,并逐渐走向工程化,以此为背景对激光雷达多元阵列探测技术进行了综述.首先对当前目标探测方式进行了比较,说明了采用激光雷达探测的特点及其发展方向;介绍了国内外激光阵列探测技术的进展,给出了激光雷达多元阵列探测系统组成及工作原理;分析了关键技术,如多元阵列探测光学技术,多路信号高灵敏度探测接收技术,激光图像处理及软件设计技术等,讨论了开展多元阵列探测技术研究的难点,最后基于APD阵列的发展现状,对多元阵列探测激光雷达的发展前景进行了展望.     

关于合成孔径激光雷达成像研究

该文概述了合成孔径激光雷达(SAL)成像演示的国内外研究现状|分析了已有的SAL 成像图片质量、成像体制及总的研究进展等,并指出为满足最终用户需求,SAL 研究至少需要解决扩大成像视场和降低大气湍流影响等问题。同时呼吁相关研究者积极贡献室外合成孔径激光雷达成像实验研究数据,共同推动合成孔径激光雷达成像技术的发展。      

激光雷达/雷达多模复合探测的研究近况

激光雷达较一般雷达具有更高的测距精度,而雷达的作用距离和搜索范围比激光雷达大,因此,将激光雷达与一般雷达复合探测可提高探测精度,并增强抗干扰能力。由于现代战争更趋于都市化,而城市中建筑物较多,这势必带来复杂背景下目标的准确识别和定位问题。要解决这一问题,激光成像雷达具有非常大的优势。为此,激光雷达与雷达等探测体制多模复合技术的研究已备受关注。主要介绍了国外近5年来激光雷达/雷达多模复合探测的研究状况,在分析国内外发展水平的基础上提出了建议。     

成像探测相干激光雷达技术研究进展

相干激光雷达采用激光本振相干探测并通过平衡探测器实现混频和共模抑制，具有探测灵敏度高、抗干扰能力强的优点。文中阐述了相干探测体制激光雷达的优势和技术特点，介绍了基于单元探测器/面阵探测器开展的合成孔径激光雷达(SAL)、逆合成孔径激光雷达(ISAL)研究进展，讨论了相干激光雷达波形选择、偏振选择、信号处理方法、扩束下的作用距离方程和探测性能、探测器形式和系统灵敏度等问题，在此基础上进一步分析了基于衍射光学系统的激光雷达的特点和激光/红外复合成像探测的需求，并展望了相干激光雷达的应用前景。     

量子激光雷达研究综述（特邀）

激光雷达由于探测精度高、功耗低、体积小、易于装备等特点,近年来广泛地应用于预警探测、制导、引信等技术中。但随着实战应用遇到的问题,如各种复杂化场景、敌方对抗干扰,以及新型作战技术的出现,激光雷达遇到了一系列急需解决的难题。文中总结了目前激光雷达在实际应用中遇到的急待解决的问题以及未来激光雷达发展的迫切需求。针对这些难题人们开始了各种探索,但是传统的探测方法和探测技术均遇到了发展瓶颈,很难有效地解决这些问题。因此人们在传统激光雷达基础上结合量子等新技术进行升级,探索下一代新体制量子激光雷达,文中进一步总结了国内外现有多种新型量子激光雷达的工作。通过现有研究成果的梳理和分析有助于深入理解和把握目前量子激光雷达的研究现状和问题,为量子激光雷达未来发展奠定基础。     

盖革模式APD阵列在激光雷达技术中应用

激光雷达技术是成像前沿技术之一,基于盖革模式APD焦平面阵列的三维成像激光雷达以其高灵敏度、高距离分辨率、高成像效率而成为国内外研究热点.本文介绍了美国麻省理工学院林肯实验室研发的盖革模式APD阵列的结构和性能.该APD阵列具有单光子探测能力,采用桥接集成技术增加了APD阵列的集成度,每个像素都有独立的计时电路距离信息直接读出.同时文中还给出了APD阵列激光雷达在伪装目标识别、广域地形三维成像方面的最新研究成果.旨在为我国激光雷达技术研究与传感器选择方面提供参考.     

基于合成孔径激光雷达的目标探测

为了研究合成孔径激光雷达在目标探测中的应用,从建立合成孔径激光雷达的信号传输及回波模型出发,理论分析了合成孔径激光雷达回波信噪比、探测距离、合成孔径时间和解线性调频处理4个方面的特点与优点,并与一般相干体制的激光雷达以及合成孔径雷达进行了对比。结果表明,合成孔径激光雷达比一般相干体制雷达具有更高的回波信噪比和更远的探测距离,且相对于合成孔径雷达具有更快的成像速度。这一结果有助于合成孔径激光雷达应用于远距离目标探测、跟踪与快速预警。     

主动成像激光雷达

主动成像激光雷达由系统本身提供照明,不必再依赖太阳角,可全天候工作,具有远距离、高分辨率、三维成像能力。特别是具有目标探测、识别和辨识等方面的超强能力,战场上在预警、信息获取、目标监视和侦查方面有很重要的应用。介绍了两种不同体制主动成像激光雷达:一种是采用相干成像合成孔径红外激光雷达,另一种是采用孔径平面散斑强度信息成像激光雷达。阐述了两种不同体制主动成像激光雷达的原理、特点和研究现状,并对其关键技术和应用前景进行了简要的分析。     

先进激光雷达探测技术研究进展

激光雷达作为近年快速发展的新型光波主动式遥感技术,由于具有高精度及高时空分辨率的遥测特性,已经在大气及海洋环境探测等领域得到广泛的应用。主要介绍了激光雷达探测技术的基本原理,重点分析大气环境监测激光雷达,气象观测激光雷达及空间激光雷达的测量原理、关键技术及其应用前景,介绍国内外相关激光雷达的系统特色及其最新进展。     

光子计数三维成像激光雷达的分析与实验

对于直接探测三维成像激光雷达,采用光子计数探测器可以响应单光子水平的目标回波,从而大大提高探测效率。研究的光子计数三维成像激光雷达采用盖革模式雪崩光电二极管（APD）作为探测器。首先分析了回波光子探测模型,并根据此模型讨论了激光雷达探测概率和测距模式。在理论分析的基础上,设计了一套光子计数三维成像激光雷达系统,对一些选定目标进行了测距和三维成像实验,并对实验结果进行了分析。     

固体激光雷达的发展现状

文中首先分析了半导体激光成像雷达和二极管泵浦固体激光成像雷达的发展现状，介绍了９０年代初出现的一种商品化的微型ＤＰＬ脉冲激光雷达和一种半导体成像激光雷达的特点，指出进一步发展固态激光成像雷达的关键是高功率、高波束质量的辐射源、高灵敏度的接收技术，高性能的二维扫描技术和图像处理及目标识别算法。     

Digital Receiver for Laser Imaging Radar

Theoretical basis of the transmitter and high sensitivity receiver design and the problem of waveform design for diode laser imaging radar had been discussed in the past[1] . However, with the extension of the application domains, there are some important technical problems, such as, how to increase the active range of the laser imaging radar system in the applied situation of the both limited maximum power of laser and limited maximum size of system. Another important problem of them is the s…     

Digital Receiver for Laser Imaging Rader

With the extension of the application domains for laser imaging radar, it is necessary to find a new technical way to obtain high technical performance and adaptive ability. In this paper, A new concept of digital receiver of laser imaging radar system is presented. This digital receiver is defined as a time varying parameter receiver which possesses large dynamics region and time domain filter. The receiver's mode, component structure as well as every function of its processing are described. The results and laboratorial data show the feasibility of digital reception. Also, it can exploit the inherent nature of laser imaging radar to obtain high probability of detection.     

弹载激光主动成像制导技术发展现状分析

激光制导武器具有低成本、高效费比、高精度等特点,已成为现代战争中最为重要的精确打击武器之一。介绍了激光制导的各种类型并比较了其优缺点,分析了最有发展前途的制导方向之一弹载激光主动成像制导的工作原理、特点、影响性能的因素、技术路线及技术难度,尤其是深入探讨了扫描和非扫描两种工作方式。综述了弹载激光主动成像制导的国内外发展现状与趋势,重点解读了低成本自主攻击系统LOCAAS、网火武器系统中的巡飞攻击导弹LAM、通用激光雷达导引头CLAS、竖锯计划Jigsaw等多套典型的非扫描成像激光雷达系统,总结并提出了可行的研制方案和进一步发展该技术的建议。     

基于组合矩的激光成像雷达目标识别算法

随着激光技术的发展,激光成像雷达在现代战争复杂战场环境中逐渐获得了广泛的应用,目前激光成像雷达自动目标识别技术已成为国内外研究的热点问题。提出了基于组合矩的激光成像雷达目标识别算法,从激光成像雷达目标的距离像中提取低阶的Zernike矩、Hu矩和中心矩构成组合矩特征,该特征对距离像噪声不敏感,应用径向基函数(RBF)神经网络对三种地面目标进行分类识别。实验结果表明,该算法与应用Zernike矩和Hu矩特征进行分类识别相比,对三种激光成像雷达地面目标的平均识别率在高载噪比(20dB)下分别提高了1.0%和3.7%;在低载噪比(10dB)下分别提高了11.8%和42.5%;当载噪比高于17dB时,该算法的平均识别率达到100%。因此该算法取得了比较好的识别效果。     

军用激光雷达的发展趋势

以高技术战争应用为背景，论述未来军用激光雷达发展的主要趋势：不断探索新的雷达体制，包括激光相控阵雷达、目标成像识别激光雷达、动目标指示激光雷达、激光合成孔径雷达和非扫描激光成像雷达等；远程应用仍将是激光雷达研究工作的追求目标；向多传感器集成和多功能一体化发展；二极管泵浦的固体激光器及其泵浦的光参量振荡器将成为激光雷达的主流辐射源。     

MEMS摆镜在小型化激光成像雷达中的应用

研究了MEMS摆镜在未来小型化激光成像雷达的系统中的应用。首先介绍了MEMS摆镜自身的器件特性,结合脉冲成像激光雷达的应用背景,分析了系统设计时要注意的问题。进一步设计了MEMS摆镜的驱动模块,通过仿真和成像验证了李萨如扫描图形的应用。     

激光相控阵与微波相控阵发射天线技术体制的比较

借鉴微波相控阵雷达技术,有的放矢加快探测型激光相控阵雷达的技术发展与应用,从仿学微波相控阵雷达发射天线基础知识入手,提出微波相控阵雷达发射天线与光纤激光相控阵发射天线可比较的部分技术参数;分析了光纤激光相控阵发射天线的技术要点与潜在能力,并立足现有研发水平对其系统功能与规模进行了预测;尝试对光纤激光相控阵与微波相控阵天线的技术特点与面临主要问题进行了论述;提出两者体系内互相配置,不仅有助于提高微波相控阵雷达在复杂电磁环境下对中近程高速、隐身和多目标的探测、识别与定位能力;同时也可适当减少激光相控阵对目标大范围区域搜索的压力的观点。     

基于成像激光雷达的地形辅助导航研究

成像激光雷达通过扫描可以测量高精度的地形数据,基于成像激光雷达的地形辅助导航系统是纠正惯导误差的有效手段.根据激光雷达测距模型提出了基于成像激光雷达的地形辅助导航系统,将激光雷达看作一个多维距离传感器阵列,利用卡尔曼滤波器迭代估计系统的状态误差,从而纠正惯导累积误差.根据激光雷达测距关系推导了系统的扩展卡尔曼滤波方程,并对成像激光雷达多维测量数据采用最小均方误差准则进行融合,融合滤波器组合了多个测量数据的信息,有效克服了测量噪声和数据丢失对单个滤波器的影响,从而提高了导航性能.然后利用局部可观测性对系统的性能进行了分析,并对提出的算法作了大量的仿真实验进行验证.     

成像激光雷达系统模拟

成像激光雷达系统对精确制导、直升机防撞等都具有重要的意义。计算机模拟技术是成像激光雷达系统的设计和研究中一个有效手段。本文以所建立的二极管泵浦固体成像激光雷达实验演示系统为研究对象,对立了成像激光雷达系统计算机模型。该模型是所建立的演示系统的一个有力的辅助研究工具,对实验系统性能的改进、方案的进一步完善、目标特性和大气传输特性的研究都可起到很大的推动作用。