光學雷達

光學雷達（英語：LIDAR或英語：LiDAR），或簡稱光達，是一種光學遙感技術，它通過向目標照射一束光，通常是一束脈衝雷射來測量目標的距離等參數。雷射雷達在測繪學、考古學、地理學、地貌、地震、林業、遙感以及大氣物理等領域都有套用[1]此外，這項技術還用於機載雷射地圖測繪、雷射測高、雷射雷達等高線繪製等等具體套用中。

基本介紹

• 中文名：光學雷達
• 外文名：LIDAR
• 簡稱：光達

主要原理

雷射雷達對物體距離的測量與通常所說的雷達類似，都是通過測量傳送和接受到的脈衝信號的時間間隔來計算物體的距離。因此，由於原理上的相似性，儘管雷達的準確定義是使用微波或無線電波等波長較長的電磁波進行檢測測距的設備，雷射雷達這一術語仍然被廣泛使用。

歷史和詞源

光學雷達起源於1960年代初，在雷射發明後不久，雷射聚焦成像與通過使用感測器和數據採集電子裝置測量信號返回時間來計算距離的能力相結合。 它的第一個套用來自氣象學，美國國家大氣研究中心用它來測量雲。1971年阿波羅15號任務期間，當太空人使用雷射高度計繪製月球表面時，公眾意識到光學雷達的準確性和實用性。

儘管大多數人會把“LIDAR”這個詞當作縮寫，其實該術語起源於“light”,“radar”和“portmanteau”。 1963年首次發表的關於雷射雷達的文章清楚地表明：“最終，雷射可以提供遠距離物體的特定波長的靈敏探測器。”同時，它被用於研究月球。牛津英語詞典支持了這個詞源。

光學雷達作為首字母縮寫（“LIDAR”或“LiDAR”）的解釋後的1970年，有人基於以下假設：由於基本術語“雷達”最初是作為“無線電檢測和測距”的縮寫開始的，所以“光學雷達”必須代表“光檢測和測距”或“雷射成像，檢測和測距”。儘管英語不再把“radar”當作縮寫，而且印刷的文字普遍呈現“lidar”這個詞，但在1980年代開始的一些出版物中，“lidar”一詞變成了大寫字母“LIDAR”或“LiDAR”。 還沒有關於大寫字母的共識，反映了光學雷達是否是縮寫詞的不確定性，以及它是否是縮寫，是否應該以小寫形式出現，如“lidar”。 各種出版物將光學雷達稱為“LIDAR”，“LiDAR”，“LIDaR”或“Lidar”。美國地質調查局有時在同一檔案中同時使用“LIDAR”和“lidar”；而紐約時報主要使用“lidar”，路透社等新聞公司可能會使用“Lidar”。

感測器

與檢測物體自然發射的能量的無源感測器相反，光學雷達使用有源感測器，它們發射自己的能量源進行照明。 能量源撞擊物體，物體反射的能量被感測器檢測和測量。 雷射雷達是有源感測器的一個例子，它使用雷射器（通過受激發射輻射的光放大）雷達傳輸光脈衝和帶有靈敏探測器的接收器來測量背散射或反射光。 通過記錄發射和背散射脈衝之間的時間並使用光速計算行進距離來確定與物體的距離。這利用了都卜勒效應。