机载激光雷达浅水小目标探测技术综述
作者&投稿：释虞 （若有异议请与网页底部的电邮联系）
在海洋强国战略的驱动下，反水雷需求日益增长，机载激光雷达凭借其显著的优势，如机动性、安全性和环境适应性，正在成为浅水水雷探测领域的关键工具。其卓越特性包括长距离立体成像、高分辨率、操作安全以及高效作业，然而，提升小目标的分辨率、探测深度、覆盖范围和自主识别能力依然是技术发展的重点。
本文深入探讨了机载激光雷达的现状与关键技术，如高功率激光器、高性能光学系统以及自主识别与定位技术，揭示了当前的挑战和未来发展方向。高精度的激光雷达技术，如美国的“魔灯”系统（1988年研发，1996年投入使用）和ALMDS，以及加拿大Optech的SHOALS系列，如CZMILSuperNova，都是技术进化的显著标志。
技术演进与应用
基础测绘技术
L1：基础LiDAR和高光谱/相机正射影像提供基础数据
L2：专业处理生成地形、DEM和分类图，如上海光机所Mapper5000系列
L3：针对特定应用的数据融合，如CZMILNova集成多传感器
国际前沿
瑞典AHAB的HAWKEYEⅢ，实现海陆一体化，深度探测能力强
澳大利亚FUGRO的LADSMAKⅢ，注重水陆分离设计和高精度测量
发展趋势
激光器技术的精度提升和探测范围扩展
光学系统的高性能优化，抗干扰并提升成像质量
自主识别与分类技术的广泛应用
关键挑战与解决方案
高功率激光技术：提升激光器性能，减小水体干扰，增强信噪比，捕捉更多光谱信息。
单光子激光雷达：高灵敏度测距，但需克服日光干扰的技术难题。
高性能光学系统：优化设计，提高成像质量，利用多波长技术增强系统效能。
自主识别与定位：通过机器学习（如CNN、RNN和PointNet）实现目标识别与精确定位。
定位准确性：激光测深数据结合平台信息，实现精确目标定位。
江月松的精确定位模型和误差校正研究，为提高精度提供了理论支持。轻小型化技术如MEMS和集成光子学，助力设备尺寸和重量的减小。系统集成技术则需寻求高效能、低能耗的集成解决方案。总结而言，尽管机载激光雷达技术取得显著进步，但在浅水小目标探测方面仍有待突破，包括高性能激光器的开发和小目标识别精度的提升。
阿杨兰达： 美国诺斯罗普公司为美国国防高级研究计划局研制的ALARMS机载水雷探测系统,具有自动、实时检测功能和三维定位能力,定位分辨率高,可以24小时工作,采用卵形扫描方式探测水下可疑目标.美国卡曼航天公司研制成功的机载水下成像激光雷达,最大特点是可对水下目标成像.由于成像激光雷达的每个激光脉冲覆盖面积大,因此其搜索效率远远高于非成像激光雷达.另外,成像激光雷达可以显示水下目标的形状等特征,更加便于识别目标,这已是成像激光雷达的一大优势.
唐山市15245144888： 什么是激光雷达技术 - ？
阿杨兰达： 激光雷达用激光器作为发射光源,采用光电探测技术手段的主动遥感设备.激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式.由发射系统 、接收系统 、信息处理等部分组成.发射系统是各种形式的激光器,如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器以及光学扩束单元等组成;接收系统采用望远镜和各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等组合.激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式,探测方法按照探测的原理不同可以分为米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射、荧光、多普勒等激光雷达.
唐山市15245144888： 激光雷达有哪些军事用途? - ？
阿杨兰达： 激光扫描方法不仅是军内获取三维地理信息的主要途径,而且通过该途径获取的数据成果也被广泛应用于资源勘探、城市规划、农业开发、水利工程、土地利用、环境监测、交通通讯、防震减灾及国家重点建设项目等方面,为国民经济、社会发...
唐山市15245144888： 介绍下当今的机载雷达 - ？
阿杨兰达： 基本上所有种类的雷达在战斗机上都可以找到 (1)按定位方法可分为:有源雷达、半有源雷达和无源雷达. (2)按装设地点可分为;地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等. (3)按辐射种类可分为:脉冲雷达和连续波雷达. ...
唐山市15245144888： 目前的激光探潜的各国实力如何啊?一般多是机载探潜吧,想知道这方面 ？
阿杨兰达： 蓝绿激光探潜/ 探水雷 2004年10月12日15时0分 慧聪网激光光电子行业 随着潜艇的航速增加、“寂静”潜艇的出现、消磁技术及无磁性艇壳材料的采用、各种声对抗武器...
唐山市15245144888： 何为lidar? - ？
阿杨兰达： LIDAR(激光雷达)即Light Detection And Ranging,大致分为机载和地面两大类,其中机载激光雷达是一种安装在飞机上的机载激光探测和测距系统,可以量测地面物体的三维坐标.机载LIDAR 是一种主动式对地观测系统,是九十年代初首先...
唐山市15245144888： 雷达的工作原理和功能是什么?目前有那些种类 - ？
阿杨兰达： 雷达的工作原理是通过发射和接受无线电波来实现对目标的探测,现代雷达可以同时探测目标的距离、方位、高度、速度、形状和目标类型等等. 雷达的种类繁多,分类的方法也非常复杂.一般为军用雷达.通常可以按照雷达的用途分类,如预...
唐山市15245144888： 隐形战斗机的奥秘? - ？
阿杨兰达： 反隐身技术和武器系统 1隐身技术和武器系统本身存在的问题 隐身技术改变了空战的方法,特别是隐身飞机与精确制导武器相结合大幅度提高了作战效能,改变了攻防战略平衡.发展反隐身技术和武器系统已成为重要而紧迫的任务.反隐身研...
唐山市15245144888： “费尔康”机载预警雷达系统有什么特点? - ？
阿杨兰达： 以色列推出目前世界上最先进的“费尔康”机载预警雷达与指挥控制系统.其主要特点如下.探测距离远,识别能力强.以色列研制的“费尔康”机载预警系统采用相控阵技术,其EL/M-2075相控阵雷达工作频率选在L波段(40~60吉赫),介于...
唐山市15245144888： 机载侦察雷达有哪些特点? ？
阿杨兰达： 机载侦察雷达的技术特点是,机载雷达工作高度高,视野范围宽,作用距离远.如美国的JSTARS机载雷达系统以高空飞机为平台,工作高度达9千米〜12千米,在离战斗地域前沿约100千米的后方飞行时,其探测距离可达战斗地地域前沿150千米〜299千米.当雷达波束随飞机前行扫描时,每小时可在胶片上记录24000平方千米的雷达图像.另外,载有侦察雷达的飞机只需在己方阵地上空飞行,便可连续侦察到敌方阵地纵深的地面目标,而敌方难以对其进行探测干扰或攻击,因而其隐蔽性好、生存力较强.同时,分辨力也较高,尤其是采用全面孔径技术的雷达图像分辨率,可以是普通雷达的1500倍.
