激光测距仪的应用有哪些?

激光测距仪的应用有哪些?

激光测距仪在航空航天上使用较多，阿波罗15号在登月时带上了一套特别设备——大型角反射器，用来反射从地球发射过来的激光光束，通过记录往返时间来计算地月距离。同时，在航空航天其它领域对激光测距仪也有使用：

1、激光测距在地形的勘察与测绘中的应用在地形的勘察与测绘中的激光测距仪一般称为激光高度计，主要是搭载在飞机或卫星上测量高程数据。例如，“嫦娥一号”与“嫦娥二号”激光高度计是月球探测卫星的主要载荷之一，担任着获取月球表面三维高程数据的科学任务。“嫦娥一号”卫星于2007 年发射，“嫦娥二号”卫星于2010 年发射，其高程数据与CCD立体相机的影像相结合，获得了月球表面的基本地貌，划分构造单元，初步编制了月球地质与构造纲要图。“嫦娥二号”激光高度计除了高程数据外，还获得了月面反射率信息，为后续软着陆提供了参考数据。

2、激光测距在航天器自主着陆中的应用

利用无人探测器着陆到月球、火星或者小行星等目标天体表面进行实地勘探甚至采样返回是人类探索宇宙的一条重要途径，也是未来深空探测活动发展的热点之一。发射卫星或探测器在其他星球表面进行软着陆是进行空间探测的一个重要的方向。

3、激光测距在空间自主交会对接中的应用

空间自主交会对接是一个极其复杂和精密的过程。它包含两部分相互衔接的空间操作：空间交会和空间对接(Rendezous and Docking)。交会过程指两个或两个以上的飞行器在空间轨道上按预定位置和时间相会，作用距离为100km～10m，由远到近需要GPS引导，微波雷达、激光雷达、光学成像敏感器的测量手段，空间对接指两个飞行器在空间轨道上相会后在机械结构上连成一个整体，作用距离为10～0m，主要利用先进视频制导敏感器(AVGS)完成。

空间自主交会对接主要由四个阶段构成：地面引导段、自动寻的段、最后逼近段与对接合拢段。在交会对接过程开始时，追踪航天器和目标航天器的距离比较远，需要地面参与对追踪航天器和目标航天器进行跟踪和测量，在地面测量的支持下，追踪航天器机动飞入其敏感器能够捕获目标航天器的范围内，这时二者距离小于100km，一般是用微波雷达和GPS 共同导航，将追踪航天器引导到距离目标20～30km 的范围内，然后启用空间交会激光雷达进行精确导航定位，从此时到对接一直都要使用空间交会激光雷达作导航，由此可见激光雷达在空间交会对接中起着重要作用。在距离目标100m～200m 时启用光学敏感器，10m 内启用对接敏感器，一直到对接完成。2012 年6月16日至29日，我国成功组织实施天宫一号与神舟九号载人交会对接任务，实现了我国空间交会对接技术的又一重大突破，标志着工程第二步战略目标取得了具有决定性意义的重要进展。飞船入轨后，经地面远距离导引和自主控制飞行，于18日14时14分，在距地面高度343 千米的近圆轨道上，与天宫一号目标飞行器完成自动交会对接，形成组合体。天宫一号与神舟九号载人交会对接任务成功实现了航天员首次手控交会对接、航天员首次进驻交会对接目标飞行器、我国女航天员首次进入太空，以及首次较长时间飞行等新的突破，完成了一系列空间科学实验和技术实验，获取了一大批宝贵的实验数据，为我国载人空间站建设积累了重要经验、创造了有利条件。

4、激光测距在空间碎片探测领域的应用

空间碎片的探测是目前深空激光探测技术的重要应用领域之一。开展空间活动时间较长的美、俄两国，所产生的空间碎片约占总数的90%以上。没人能够数清空间碎片的确切数目。人类目前只能对直径10 厘米以上的碎片进行跟踪监测，这类碎片目前共有一万七千余个，世界上只有美国和俄罗斯有能力对其进行全部监测，美国国家航空航天局为每个碎片都进行了编号。小于1 厘米的碎片据估计有数千万乃至数亿，航天器已经根本无法避免与其相撞，只能通过加强自身的防护能力来应对。为了安全、持续地开发和利用空间资源，必须不断提高对空间碎片的跟踪监视技术，增强对空间碎片环境的分析预测能力，同时寻求控制空间碎片的有效措施。空间碎片监测可以通过地基监测和天基监测两种方式。一般来说，大尺度空间碎片主要依靠地基手段;中小尺度空间碎片探测可以依靠天基手段。天基遥感探测的探测设备包括光学望远镜、微波雷达以及激光雷达等。基于激光测距技术的激光雷达探测系统在空间碎片探测方面具有独特的优点。它采用主动探测方式，不受光照条件限制，波束窄，探测距离远，空间分辨率高，测量精度高。

5、激光测距仪在军事上的应用

战斗机和陆战装备上的光电搜跟系统许多都装备有激光测距仪，可准确知道敌人的距离相应做好防御准备。其中陆战武器如陆战步枪中部分装备有激光测距仪，可知悉敌我距离。伴随着激光测距仪在军事上的应用，人们也在不断研究激光武器侦查系统。

其中，采用红外相机可观察到激光光束，根据激光光束追踪到光源，对激光束进行定位，如图采用红外相机所观察到的激光源的情形：