機載偵查雷達技術論文

　　機載雷達是空中武器系統的重要組成部分,它的技術水平決定了軍用飛機的作戰效能,下面是小編整理了，有興趣的親可以來閱讀一下!

　　篇一

　　機載鐳射雷達測繪技術淺析

　　【摘 要】機載鐳射雷達技術通過將全球定位、慣性導航、鐳射、光學技術這四類先進技術集於一體運用於觀測系統之中，此技術不僅成本投入低，而且使用效率極高。本文簡單介紹了機載鐳射雷達測繪技術的理論概念及其系統構成的功能與原理，針對鐳射雷達測繪技術的資料處理特點展開分析，就其具體應用現狀闡述了雷達測繪技術在目前的主要應用領域，展望鐳射雷達技術的發展趨勢。

　　【關鍵詞】機載鐳射雷達;測繪技術;全球定位;鐳射掃描;空間資料

　　1.機載鐳射雷達測繪技術

　　1.1機載鐳射雷達測繪技術簡介

　　機載鐳射雷達技術一般是將機載鐳射系統安裝于飛機之上，主要用於探測地面的三維座標來生產相應的鐳射雷達資料影像，通過資料處理及相應軟體處理生成相應地面的DEM模型、等值線圖及DOM正射影像圖。其中，機載鐳射雷達測繪技術主要是將鐳射、全球定位、慣性導航、光學技術集於一體運用光學遙感技術進行波段探測，從而可以有效的獲取地面物體所反射能量的大小與物體反射波譜的幅度、頻率與相位，針對所獲取的資料進行及時的處理與定位，進而針對目標物體進行準確的測速與識別。

　　目前，我國主要將機載鐳射雷達測繪技術應用於數字城市規劃、工程建築測量、電力設計勘測選線和線路監測、災害監測與環境監測、林業種植與規劃等領域，為我國的社會發展作出了巨大貢獻。

　　1.2機載鐳射雷達系統

　　1.2.1機載鐳射雷達系統的構成

　　機載鐳射雷達系統的構成部件主要包括：慣性導航系統、全球定位系統、鐳射掃描測距和數碼成像系統等組成。

　　1.2.2機載鐳射雷達系統的功能及原理

　　***1***慣性導航系統，用於測量掃描裝置主光軸的空間姿態引數***ω、?、κ***。

　　***2***基於動態相位差分技術的全球定位系統，用於確定掃描投影中心的空間位置引數***X0，Y0，Z0***。

　　***3***鐳射掃描測距系統，用於測量感測器到被探測目標的距離D;在鐳射雷達系統中，由發射機發出的無線電波射到空中後，一部分經物體或空氣反射後，由雷達的接收系統接收，這部分反射波稱為雷達訊號，反映從反射無線電波的物體到雷達的距離。

　　***4***數碼成像系統，主要用於獲取目標的彩色或紅外影像資訊。

　　2.資料處理

　　2.1確定航跡

　　地面GPS***和機載GPS的測量資料聯合平差來確定飛機的飛行軌跡。

　　2.2鐳射點三維空間座標的計算

　　利用隨機的商用軟體，對機載GPS資料、飛機姿態資料、鐳射測距資料進行聯合平差，得到各測點的三維座標資料，稱之為“鐳射點雲”。

　　2.3鐳射資料的噪聲和異常值剔除

　　由於水體對鐳射的吸收及其他原因，使有些鐳射測距點無明顯的回波訊號以及因電路等原因產生的異常距離值，在處理鐳射測距的原始資料時必須先剔除噪聲和異常值。

　　2.4鐳射資料濾波

　　目前用於機載鐳射掃描資料濾波的方法大部分是基於鐳射資料腳點的高程突變等資訊進行的，主要分為形態學濾波法、移動視窗法、迭代線型最小二乘法、基於地形的坡度濾波等。

　　2.5鐳射資料拼接

　　在機載鐳射雷達系統作業時，可利用同步獲得的影像資訊，根據重疊區域的影像可確定航帶間的系統誤差。此外，為了保證DTM拼接正確，通常採用變係數加權平均法消除航帶間出現的隨機誤差。

　　2.6鐳射資料分類輸出

　　資料分類處理完畢後，一些不必要的資料被剔除，資料量將減小，可以以ASCII或二進位制形式輸出。

　　2.7座標轉換

　　利用POS動態定位所提供的定位結果屬於WGS-84座標系，而我們所需要的空三加密結果應屬於國家規定的另一套座標系或地方座標系，因此必須解決動態定位結果的座標轉換問題，利用地面***座標和座標系間的轉換引數進行轉換，一般採用GPS基線向量網的約束平差。GPS所提供的是以橢球面為基準的大地高程，必須轉換為以大地水準面為基準的正常高，可通過測區內若干已知正常高的控制點擬合建立高程異常模型進行。

　　2.8影像資料的定向和鑲嵌

　　數字影像先進行解壓處理，結合鐳射掃描測量的DTM資料進行定向鑲嵌，形成數字正射影像圖。

　　3.機載鐳射雷達技術的應用現狀

　　3.1數字城市應用

　　隨著科技技術的快速發展，我國的城市化推進工作不斷加快，其中尤以數字化城市建設為重。在進行數字化城市規劃的過程中，必然需要通過運用相應的規劃軟體與技術來有效開展規劃工作。二維規劃技術已無法滿足當前數字化城市的規劃需求，而機載鐳射雷達測繪技術可以有效的實現三維城市形象規劃。

　　其中，機載鐳射雷達測繪技術主要通過將獲取的三維空間資料進行快速的資料處理，對城市進行系統化、全面化、形象化的規劃與模擬，進而可以有效避免由於航高、陰影遮擋等限制因素而導致城市規劃處理出現誤差。由此可見，通過運用機載鐳射雷達測繪技術進行數字城市規劃，不僅可以有效、快速、準確的採集相應的三維空間資料來生成影像，而且可以進行大比例尺地形圖規劃，以高精度、高自動化水平、高效率方式進行必要的資料獲取與測量工作，確保其紋理對映自動化水平以及高效率的房屋建模工作，推進數字化城市的規劃工作。

　　3.2工程建築測量

　　如文中所述，機載鐳射雷達測繪技術具備高精確度，可以為建築工程專案提供高精確度、高實效性的工程測量資料，確保工程專案按期按質完成。其中，將機載鐳射雷達測繪技術應用於建築工程專案施工領域之中，主要是通過應用DEM結合GIS及CAD軟體進行影像與資料蒐集，以便及時篩選最優化的施工方案。由鐳射雷達系統對各方案中的施工組織設計及施工線路、施工位置進行測量，從而為工程專案，例如道路施工工程提供大量有效、準確的地形資料，提供工程施工方案設計的有效性。 　　3.3電力設計勘測選線和線路監測應用

　　機載鐳射雷達測繪技術的應用領域還包括電力企業中的相關工程專案之中，包括電力設計過程中的勘測選線與電力線路的實時監控，結合鐳射雷達測繪技術，可以對電力線路的設計區域中的地形與物體要素進行資料採集，以供線路監測與選線之需，提高電力企業施工的效率與質量水平。

　　3.4災害監測與環境監測

　　根據機載鐳射雷達測繪技術，它可以生成DEM系統，從而可以針對我國社群進行必要的災害控制、監測與環境監測。

　　水文學家可以通過採用鐳射雷達測繪技術，對我國社群的重大自然災害進行監測與防治，包括地震、洪災、泥石流滑坡、風害等，還可以對我國的環境進行實時監控。例如，在降水量大的季節進行洪水範圍預測，以便應急消防救助小組根據災害範圍及災害情況提前設計、組織災害防治方案與救援組織方案，以便將災害的損傷降到最低。其中，在一架固定翼飛機上安裝一臺機載鐳射雷達系統，可以實現在長30公里的區域之內進行維持四小時的實地勘測，為災害監測及環境監測提供了重要的資料資料。

　　3.5林業應用

　　機載鐳射雷達系統在我國林業種植與發展方面***下轉第22頁******上接第20頁***也具有很大貢獻。通過運用鐳射雷達系統，可以提供準確的森林及樹冠下面的資訊資料。通過資料的後期處理，獨立的鐳射返回值可分為植被返回值和地面返回值，根據鐳射雷達資料，針對森林中的林木覆蓋率與覆蓋面積資料進行分析，以便林業管理者掌握樹木的疏密程度，年長樹木的覆蓋面積和年幼樹木的覆蓋面積，從而促進森林管理工作的規範化與高效化，便於管理者針對森林進行巨集觀調控與管理，提高其管理水平與管理質量。

　　4.小結

　　結合上文中所述，隨著科學資訊科技的不斷髮展、改進與成熟，機載鐳射雷達測繪技術也將隨之發展，其應用的領域與深度也將逐漸拓寬、加深。根據當前機載鐳射雷達市場來看，我國在今後的技術研討工作中，將主要集中於開發、利用新的鐳射輻射源、多感測器系統整合和資料融合，通過不斷探索機載鐳射雷達的新體制，力求為我國的社會經濟發展作出更大貢獻。 [科]

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