航空激光雷达技术将出现新突破

DARPA光学相控阵列芯片的研制成功将大大提高激光雷达的响应速度和控制精度。     

微波雷达当媒人

在茫茫太空中,天宫一号和神舟八号神奇相约,顺利交会对接。如果说牛郎和织女要走到一起,需要有根红线。而"神八"飞向"天宫",从相距150千米到400米,这段非常重要的飞行,就缺少不了交会对接微波雷达这位"大媒人",为"天宫""神八"的"胜利之吻"牵起红线。     

利用激光雷达系统跟踪火箭

根据计划人员要求，在美国新墨西哥州沙漠进行的一系列试验对利用天基敏感器为机动导弹发射装置精确定位技术进行了论证。洛斯阿拉莫斯国家实验室计划经理汤姆·迈耶说，该敏感器也可以用于未来美国战区导弹防御系统。该设备使用的技术被称为激光探测和测距，或者叫激光雷达技术。它是用装备了激光器的探测器跟踪飞行中的火箭发动机产生的喷气火舌。激光雷达用激光照射喷气火舌，部分激光被喷气火舌反射回来，利用激光雷达装备的１４英寸望远镜测出反射光，并利用计算机分析望远镜测到的激光，确定喷气火舌的位置。由于火箭产生的喷气火舌比…     

中层顶区钠层化学反应寿命的初步研究

利用本征值和本征矢量的分析方法，对钠层的光化学反应的寿命进行了研究，结果表明，利用该方法计算出的钠原子的化学寿命与传统理论有所不同．从而证明了在中层顶区，钠层的中上部的扰动主要受大气动力学过程的影响，钠层底部主要由光化学控制．这为利用钠层作为示踪剂研究中层顶大气动力学的理论提供了理论依据．     

"云卫星"和"卡里普索"卫星9月份同时发射

2005年9月,德尔他—2火箭将以“一箭双星”的方式发射“云卫星”（Cloudsat）和“卡里普索”（CALIPSO,又译为“云-气溶胶激光雷达和红外开拓者观测卫星”）。前者将改进对云层结构和成分的研究,更好地理解云对气候的影响,     

"地球观测系统"又添两颗重要卫星

经过多次推迟,“地球观测系统”(EOS)中的两颗重要卫星——“云星”和“卡利普索”(CALIPSO,全称为“云-气溶胶激光雷达与红外探路者卫星观测”)终于在4月28日由德尔它2火箭发射升空。它们可对地球的云层和浮质进行新型的三维观测,用以了解全球云层怎样影响地球大气和全球变暖,获得有关云层全球分布和演化的新知识,回答云和浮质如何形成、发展并影响水资源供应、气候、天气和空气质量等问题。     

自研激光雷达三维点云配准技术

为了实现激光雷达点云与图像重建点云的三维空间配准,基于自研三维扫描激光雷达系统,提出了新型的快速多尺度因子（FMSR）点云配准算法,研究了空间点云配准技术。该算法主要包括初始配准和精确配准2个步骤:初始配准使用基于尺度自适应关键点质量（ASKQ）的点云特征提取算法,提取关键点的特征匹配对,求解点云配准初始参数;精确配准利用K-邻近（KNN）算法全局搜索,提升计算效率,多次迭代得到2组点云之间的最优旋转矩阵、最优平移向量和最优尺度因子。仿真和实验结果表明,所提出的算法对空间目标（尺寸为20.30 m×7.85 m×26.56 m）实现空间点云配准,配准精度达到0.194 m,运行时间为16.207 s;与多尺度迭代最近点（S-ICP）算法相比,配准精度提高了0.131 m,运行时间提高了30%。所提出的空间点云配准技术可为场景重建和纹理匹配提供算法基础。      

基于压缩感知理论的合成孔径激光雷达成像算法

合成孔径激光雷达是一种主动式有源激光成像雷达,它具有远高于微波合成孔径雷达的成像分辨率,能够实现对远距离目标的精细成像。由于激光信号的带宽极大,普通的硬件设备难以满足奈奎斯特采样定理的要求。提出一种基于压缩感知理论的合成孔径激光雷达成像算法,该方法利用光外差方法探测回波信号,在此基础上通过对外差信号进行随机采样提取信号中的有效信息,使用正交匹配追踪算法实现对目标高分辨距离像图像的重构,最后结合频率变标算法得到目标的高分辨二维图像。仿真结果表明运用新算法对合成孔径激光雷达的回波信号进行采样,能使用远低于奈奎斯特定理所规定的采样率完成信号采样,并有效压低信号旁瓣,实现对目标的超高分辨成像。
     

一种基于粒子滤波的月球车同时定位与地图创建方法

针对月球探测车位置与姿态的准确估计问题,提出了一种基于RBPF粒子滤波的月球车SLAM方法。该方法基于高速激光雷达对环境地貌的观测,通过激光测距值与所建栅格地图之间的匹配实现。鉴于车体的位置估计仍难以彻底消除累积误差,提出了对于月球车平动速度的估计方法,并通过仿真实验验证了该速度估计方法的正确性。为提高粒子滤波的实时性能,提出所有粒子共同维护一幅地图的处理方法,实验表明该方法在明显提高SLAM实时性的同时,并未对滤波效果产生明显影响。
     

路径积分差分吸收激光雷达反演模型设计与测试

激光雷达作为主动探测手段,能够较好地弥补被动卫星(如OCO-2/3、GOSAT-1/2和Tan Sat等)的不足,实现高精度、全天候和全天时的观测。中国在2022年4月16日成功发射世界首颗基于主动理论探测二氧化碳柱浓度(XCO2)的激光雷达卫星。本文基于前期在秦皇岛的缩比飞行试验数据,围绕优化积分权重函数和优化差分吸收光学厚度两大核心要素,提出了基于光谱能量模型的算法框架。该框架旨在提高基于主动理论的星载激光雷达探测XCO2反演的精度。评估获得光谱能量模型在海上、陆地上的测距精度分别为0.74和6.20 m。论文的工作在10 s滑动平均值下,海洋、城市和山区的平均XCO2值分别为411.07、425.71、417.87 ppm,标准差分别为1.93、0.85、0.96 ppm。综上所述,光谱能量模型对我国发展基于差分吸收激光雷达的二氧化碳浓度算法具有重要的参考意义。