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激光遥感载荷
20世纪60年代,激光遥感载荷开始得到各国研究者的广泛关注。在“阿波罗”15号任务中,使用激光高度计对月球表面进行了三维建模。中国从70年代开始对机载激光高度计展开研究。2007年发射的“嫦娥”1号搭载的激光高度计是中国第一个自行研制的星载激光高度计,该载荷在任务期间共采集了包括月球南北极在内的912万个有效高程数据。
传统的激光遥感载荷主要分为:①激光测距仪。其工作原理主要有两种,第一种与微波雷达相同,通过发射出脉冲激光并测量脉冲的飞行时间来测量与远距离物体之间的距离。由于激光采用的波长远小于微波,因此能形成远小于微波雷达的光束,激光测距仪能够发现最小物体的能力明显强于微波雷达。第二种发射调制的连续激光,通过测量发射和接收的相位差来测量与物体之间的距离。发射调制的连续激光常用于中短距离目标物的测距。测距仪除了测量距离之外,通过扫描目标物体的表面,还可以用来测量物体的形状和大小。②差分吸收激光雷达。采用两束不同波长的激光束,一束的波长位于被监测气体的吸收峰(在线波段);另一束的波长位于目标气体特征吸收峰之间(离线波段)。通过测量在线波段和离线波段返回信号强度的比值,可以测量目标气体的各种物理参数。差分吸收激光雷达常被用于测量大气中气体或气溶胶的温度、密度、压力等物理参数。③多普勒激光雷达。利用外差技术检测目标表面移动所产生的多普勒频移,进而测量目标物的速度。多普勒激光雷达常用于风速、风向的测量,其结果不但可以提高局部地区和整体天气预报的精度,对于航空、航天安全也起到重要的保障作用。除此以外,在激光遥感载荷最新研究方向中还包括多光谱激光雷达、高光谱激光雷达、超光谱激光雷达、合成孔径激光雷达等新体制激光遥感探测仪器。