中科院廣州電子激光雷達(dá)市場調(diào)查報(bào)告

中科院廣州電子激光雷達(dá)市場調(diào)查報(bào)告激光雷達(dá)市場調(diào)查報(bào)告目錄1.激光雷達(dá)的分類2．國內(nèi)主要的激光雷達(dá)研究單位3.先進(jìn)激光雷達(dá)技術(shù)研究舉例4.目前市場上常用激光雷達(dá)的激光器及其最大發(fā)射頻率5.激光雷達(dá)應(yīng)用領(lǐng)域市場6.國外激光雷達(dá)企業(yè)名錄7.中國激光雷達(dá)企業(yè)名錄1.激光雷達(dá)的分類從實(shí)際工程和應(yīng)用角度來說，激光雷達(dá)的分類方式繁多:按照激光波段來分，有紫外激光雷達(dá)、可見激光雷達(dá)和紅外激光雷達(dá)等。按照激光器的工作介質(zhì)分，有固體激光雷達(dá)、氣體激光雷達(dá)、半導(dǎo)體激光雷達(dá)、二極管泵浦固體激光雷達(dá)等。按照激光發(fā)射波形分，有脈沖激光雷達(dá)、連續(xù)調(diào)制激光雷達(dá)等。按功能用途來分，有激光測距雷達(dá)、激光測速雷達(dá)、激光測角和跟蹤雷達(dá)、激光成像雷達(dá)、大氣探測激光雷達(dá)和生物激光雷達(dá)等。按照激光雷達(dá)的載荷平臺可分為便攜式激光雷達(dá)、地基激光雷達(dá)、車載激光雷達(dá)、機(jī)載激光雷達(dá)、船載激光雷達(dá)、星載激光雷達(dá)和彈載激光雷達(dá)等。按照激光雷達(dá)探測技術(shù)的不同，可以分為直接探測激光雷達(dá)和相干探測激光雷達(dá)兩種類型。按照體制來分，有多普勒激光雷達(dá)、合成孔徑成像激光雷達(dá)、差分吸收激光雷達(dá)、相控陣激光雷達(dá)等。鑒于激光雷達(dá)能全天時(shí)對地觀測，受地面背景、天空背景干擾小，并具有高分辨率和高靈敏度，激光雷達(dá)可以廣泛應(yīng)用在環(huán)境監(jiān)測、海洋探測、森林調(diào)查、地形測繪、深空探測、軍事應(yīng)用等方面。2．國內(nèi)主要的激光雷達(dá)研究單位：中科院安徽光機(jī)所、中科院上海光機(jī)所、中科院武漢物數(shù)所、中科院空間中心、中國海洋大學(xué)、武漢大學(xué)、西安理工大學(xué)、北京理工大學(xué)、中國科技大學(xué)、中國電子科技集團(tuán)、北京遙測技術(shù)研究所等單位。其中，中國海洋大學(xué)較早開始基于高譜分辨激光雷達(dá)的氣溶膠及風(fēng)場探測工作，還為中歐開展的龍計(jì)劃Ⅱ開發(fā)了新型地基激光雷達(dá)。中科院安徽光機(jī)所在激光雷達(dá)設(shè)備研制上積累了多年經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)了多種激光雷達(dá)，取得了很好的應(yīng)用效果。中國科技大學(xué)研發(fā)了米-瑞利-鈉熒光和多普勒測風(fēng)激光雷達(dá)。西安理工大學(xué)發(fā)展了多套不同類型的激光雷達(dá)。中科院上海光機(jī)所和中國電子科技集團(tuán)分別研發(fā)了測風(fēng)激光雷達(dá)系統(tǒng)。北京理工大學(xué)最近也研制了一臺拉曼-米散射激光雷達(dá)進(jìn)行氣溶膠探測。中科院光電研究院還和法國科學(xué)家合作進(jìn)行機(jī)載激光雷達(dá)探測的研究。3.先進(jìn)激光雷達(dá)技術(shù)研究舉例：大氣氣溶膠的探測大氣氣溶膠是指懸浮在大氣中直徑約為100μm以下的液體或固體微粒體系，地面揚(yáng)塵、沙塵暴、林火煙灰、花粉、空氣中的氣態(tài)污染物等，都是對流層氣溶膠的自然源。氣溶膠對氣候變化、云的形成、能見度的改變、大氣微量成分的循環(huán)及人類健康有著重要影響。1.米散射激光雷達(dá)氣溶膠探測的激光雷達(dá)主要是以單波長或多波長(如Nd:YAG激光器1064、532、355nm)米散射激光雷達(dá)為主，技術(shù)比較成熟。歐美及日本等國已實(shí)現(xiàn)商品化，國內(nèi)的中科院大氣所、安徽光機(jī)所、上海光機(jī)所、中國海洋大學(xué)及西安理工大學(xué)等單位也先后開展該項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)。單波長米散射激光雷達(dá)可以用探測大氣氣溶膠的光學(xué)特性，主要有散射系數(shù)，消光系數(shù)，雷達(dá)比。而多波長激光雷達(dá)除了可以得到上述參數(shù)以外還常用于反演氣溶膠的粒譜分布及不同波長的氣溶膠消光系數(shù)，為研究激光在大氣中的傳輸特性，大氣湍流等提供科學(xué)依據(jù)。西安理工大學(xué)研發(fā)的小型米散射激光雷達(dá)，觀察到西安上空氣溶膠及卷云的THI（Time-Height-Indications）時(shí)空分布。該系統(tǒng)采用半導(dǎo)體泵浦的微脈沖激光器的532nm波長，具有對眼安全特性及三維掃描功能，可用于城市氣溶膠及大氣質(zhì)量監(jiān)測、大氣能見度及邊界層高度觀測等。2.高光譜分辨率激光雷達(dá)米散射激光雷達(dá)在反演氣溶膠參數(shù)如消光系數(shù)時(shí)，必須對當(dāng)時(shí)的大氣狀態(tài)等做一些假設(shè)，因而限制了其探測及數(shù)據(jù)反演精度，不利于大氣的精準(zhǔn)探測。高光譜分辨率激光雷達(dá)（HSRL）是在米散射激光雷達(dá)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種高精度氣溶膠探測技術(shù)，也是目前公認(rèn)的與氣溶膠拉曼探測激光雷達(dá)并列的兩種可不需假定、直接探測氣溶膠消光參數(shù)的技術(shù)之一。HSRL的探測原理是利用大氣分子引起的瑞利散射光譜寬度依存大氣溫度，其譜線寬度一般為GHz級，而氣溶膠散射譜寬約等于激勵(lì)激光譜寬，一般為100MHz級，通過使用單頻率脈沖激光器，高光譜分辨率分光器，如干涉儀、原子吸收濾光器或分子吸收濾光器，從大氣散射中分離米散射和瑞利散射光譜。在數(shù)據(jù)反演中借助于同時(shí)獲得的瑞利散射信號，可以不需要假設(shè)大氣粒子消光/散射參數(shù)，直接導(dǎo)出消光系數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)高精度的氣溶膠探測，提高了參量反演的準(zhǔn)確性。大氣溫濕度探測激光雷達(dá)探測大氣溫度分布的主要方法有瑞利散射法密度法，高光譜分辨率瑞利散射法，轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼散射法和差分吸收法等。瑞利散射法密度法主要利用激光雷達(dá)探測大氣分子密度變化，利用大氣方程反演溫度，所以主要用于氣溶膠影響較小的對流層頂部及平流層的大氣溫度探測。而底層對流層范圍內(nèi)的大氣溫度探測，由于受溫度的遙感靈敏度較低及易受地表產(chǎn)生的高密度氣溶膠和白天太陽背景光的影響，底層大氣高精度測溫技術(shù)的研究一直是國際上激光雷達(dá)研究的前沿課題。目前對流層內(nèi)的大氣溫度探測主要是高光譜分辨率瑞利散射法和轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼散射法。激光雷達(dá)探測水汽的主要方法有振動(dòng)拉曼散射激光雷達(dá)，即利用水汽分子和氮?dú)夥肿铀a(chǎn)生的振動(dòng)拉曼散射譜線的強(qiáng)度進(jìn)行水汽密度探測。差分吸收激萊卡和Optech公司采用的是大功率的波長為1064納米的安全等級為IV級（I級是最安全的，II級以上越來越不安全）的Nd-YAG激光器。當(dāng)?shù)涂诊w行時(shí)，就必須增大激光的光斑，并且采用強(qiáng)度衰減器來降低輸出激光的強(qiáng)度。而Riegl公司和TopSys公司采用的是對人和動(dòng)物眼睛安全的波長為1550納米的近紅外激光器。因此無論是低空飛行還是中高空飛行都不需要增大激光的光斑和衰減激光的強(qiáng)度。5.激光雷達(dá)應(yīng)用領(lǐng)域市場1.激光雷達(dá)在軍事領(lǐng)域應(yīng)用的主要方面

（1）戰(zhàn)場偵察

（2）氣體探測

（3）跟蹤及火控

（4）水下探測

（5）電子對抗

2.激光雷達(dá)在測繪領(lǐng)域的應(yīng)用

（1）快速獲取數(shù)字高程模型

（2）基礎(chǔ)測繪的實(shí)施

（3）精密工程測量

（4）數(shù)字城市建設(shè)3.激光雷達(dá)在無人駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用4.激光雷達(dá)在3D打印領(lǐng)域的應(yīng)用

5.激光雷達(dá)在虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的應(yīng)用6.國外激光雷達(dá)企業(yè)名錄1．瑞士Leica公司2．加拿大Optech公司3．奧地利瑞格(Riegl)公司4．美國Trimble公司5．美國Escort公司7.中國激光雷達(dá)企業(yè)名錄1．中國電子科技集團(tuán)公司第二十七研究所2．中國