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激光雷達介紹
工作在紅外和可見光波段的，以激光為工作光束的雷達稱為激光雷達。它由激光發射機、光學接收機、轉zhuan台tai和he信xin息xi處chu理li係xi統tong等deng組zu成cheng，激ji光guang器qi將jiang電dian脈mai衝chong變bian成cheng光guang脈mai衝chong發fa射she出chu去qu，光guang接jie收shou機ji再zai把ba從cong目mu標biao反fan射she回hui來lai的de光guang脈mai衝chong還hai原yuan成cheng電dian脈mai衝chong，送song到dao顯xian示shi器qi。激ji光guang雷lei達da的de作zuo用yong是shi能neng精jing確que測ce量liang目mu標biao位wei置zhi（距離和角度）、運動狀態（速度、振動和姿態）和形狀，探測、識別、分辨和跟蹤目標。激光雷達采用脈衝或連續波2種工作方式，探測方法按照探測的原理不同可以分為米散射、瑞利散射、拉曼散射、布裏淵散射、熒光、多普勒等激光雷達。
大氣激光雷達介紹
daqijiguangleidagumingsiyijiushitongguoshiyongjiguangleidalaishixianduidaqidetance。guowaitongguojiguangleidaduidaqijinxingjiancekaizhandebijiaozao，muqianyijianyouduogejiguangleidaguancezhan，qizhongbaokuoyidalinabulesiguancezhan、美國激光雷達觀測站、印度尼西亞斯馬特拉島觀測站等。其中，美國對空基激光雷達在大氣檢測方麵的應用較為成熟，1994 年9 月，美國利用“發現號”航天飛機搭載激光雷達發射成功，完成了世界上第一次激光雷達空間技術實驗（Lidar Inspace Technology Experience，LITE）；又於2000年(nian)後(hou)發(fa)射(she)了(le)五(wu)顆(ke)搭(da)載(zai)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)儀(yi)器(qi)的(de)衛(wei)星(xing)，為(wei)地(di)球(qiu)科(ke)學(xue)提(ti)供(gong)了(le)大(da)量(liang)的(de)相(xiang)關(guan)數(shu)據(ju)。俄(e)羅(luo)斯(si)研(yan)製(zhi)了(le)一(yi)種(zhong)遠(yuan)距(ju)離(li)地(di)麵(mian)的(de)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)毒(du)氣(qi)報(bao)警(jing)係(xi)統(tong)，這(zhe)一(yi)係(xi)統(tong)是(shi)通(tong)過(guo)對(dui)氣(qi)溶(rong)膠(jiao)的(de)特(te)性(xing)研(yan)究(jiu)獲(huo)得(de)的(de)，通(tong)過(guo)對(dui)化(hua)學(xue)毒(du)劑(ji)的(de)實(shi)時(shi)探(tan)測(ce)，從(cong)而(er)確(que)定(ding)毒(du)劑(ji)氣(qi)溶(rong)膠(jiao)雲(yun)的(de)離(li)地(di)高(gao)度(du)、中心厚度以及斜距離等相關參數，從而為人們提供預警。此外，德國也研製出了一種可發出40 個不同頻率激光的連續波CO2 激光雷達，可識別和探測9~11 μm 波段光譜能量的化學戰劑，可為大氣環境的檢測提供有效的數據。與此同時，國內對激光雷達的應用和研究也在迅猛發展，20 世紀六七十年代，中國科學院大氣物理所在周秀驥院士、呂達仁院士、zhaoyanzengyanjiuyuandengzhuchixiachenggongyanzhichulewoguodiyitaimisanshejiguangleida，tongshikaizhanleyouguanyunheqirongjiaotexingdetancegongzuo。suizhejiguangleidazaidaqijiancefangmianyingyongdebuduanfazhan，muqianwoguoyijingjianli了 12個沙塵(chen)暴(bao)長(chang)期(qi)觀(guan)測(ce)站(zhan)。隨(sui)著(zhe)應(ying)用(yong)的(de)不(bu)斷(duan)擴(kuo)大(da)，國(guo)內(nei)已(yi)有(you)許(xu)多(duo)單(dan)位(wei)開(kai)始(shi)運(yun)用(yong)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)大(da)氣(qi)參(can)數(shu)的(de)探(tan)測(ce)研(yan)究(jiu)，如(ru)安(an)徽(hui)光(guang)學(xue)精(jing)密(mi)機(ji)械(xie)研(yan)究(jiu)所(suo)、中國海洋大學、中國科學技術大學、上海光學精密機械研究所、武漢大學、蘭州大學等。像國內某大氣顆粒物監測激光雷達就采用波長532 nm線偏振激光對大氣顆粒物進行遙感探測。雷達通過對532 nm垂直和水平偏振信號的探測，解析大氣消光係數、退偏振比廓線、邊界層高度、光學厚度等參數，進而可獲取大氣顆粒物時空分布特征、汙染層時空變化、顆粒物輸送和沉降等信息。
激光雷達監測環境大氣的工作原理
激ji光guang器qi發fa射she激ji光guang脈mai衝chong，與yu大da氣qi中zhong的de氣qi溶rong膠jiao及ji各ge種zhong成cheng分fen作zuo用yong後hou產chan生sheng後hou向xiang散san射she信xin號hao，係xi統tong中zhong的de探tan測ce器qi接jie收shou回hui波bo信xin號hao，並bing對dui其qi進jin行xing處chu理li分fen析xi，從cong而er得de到dao所suo需xu的de大da氣qi物wu理li要yao素su，具ju體ti原yuan理li如ru下xia圖tu所suo示shi。
數據采集卡需求
l 采樣率：20MS/s-60MS/s；
l 精度：16bit；
l 通道數：2-4通道；
l 數據需累加平均；
l 支持多次觸發，連續存儲；
l 需持續運行，產品要求穩定可靠
解決方案
激光雷達需要長期實時監測，對采集卡性能穩定性、功耗、同步性能、通道數、信噪比要求都比較高。Spectrum的m2i.49係列采集卡剛好符合激光雷達應用要求，該係列卡采樣率最高能到60MS/s，最多支持8通道同步采集，精度為16bit，相比市麵上大多數12bit或14bit采集卡，能分辨出更細膩的信號，同時，該采集卡自身信噪比水平控製得非常好。這都是Spectrum數據采集卡非常適合大氣激光雷達應用的一個重要原因。
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