LIDAR系統(tǒng)包括一個(gè)單束窄帶激光器和一個(gè)接收系統(tǒng)。激光器產(chǎn)生并發(fā)射一束光脈沖，打在物體上并反射回來，最終被接收器所接收。接收器準(zhǔn)確地測(cè)量光脈沖從發(fā)射到被反射回的傳播時(shí)間。因?yàn)楣饷}沖以光速傳播，所以接收器總會(huì)在下一個(gè)脈沖發(fā)出之前收到收到前一個(gè)被反射回的脈沖。鑒于光速是已知的，傳播時(shí)間即可被轉(zhuǎn)換為對(duì)距離的測(cè)量。結(jié)合激光器的高度，激光掃描角度，從GPS得到的激光器的位置和從INS得到的激光發(fā)射方向，就可以準(zhǔn)確地計(jì)算出每一個(gè)地面光斑的坐標(biāo)X，Y，Z。激光束發(fā)射的頻率可以從每秒幾個(gè)脈沖到每秒幾萬個(gè)脈沖。舉例而言，一個(gè)頻率為每秒一萬次脈沖的系統(tǒng)，接收器將會(huì)在一分鐘內(nèi)記錄六十萬個(gè)點(diǎn)。一般而言，LIDAR系統(tǒng)的地面光斑間距在2-4m不等。

激光雷達(dá)是一種工作在從紅外到紫外光譜段的雷達(dá)系統(tǒng)，其原理和構(gòu)造與激光測(cè)距儀極為相似�？茖W(xué)家把利用激光脈沖進(jìn)行探測(cè)的稱為脈沖激光雷達(dá)，把利用連續(xù)波激光束進(jìn)行探測(cè)的稱為連續(xù)波激光雷達(dá)。激光雷達(dá)的作用是能精確測(cè)量目標(biāo)位置（距離和角度）、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（速度、振動(dòng)和姿態(tài)）和形狀，探測(cè)、識(shí)別、分辨和跟蹤目標(biāo)。經(jīng)過多年努力，科學(xué)家們已研制出火控激光雷達(dá)、偵測(cè)激光雷達(dá)、導(dǎo)彈制導(dǎo)激光雷達(dá)、靶場(chǎng)測(cè)量激光雷達(dá)、導(dǎo)航激光雷達(dá)等。

激光雷達(dá)的應(yīng)用

1.直升機(jī)障礙物規(guī)避激光雷達(dá)

目前，激光雷達(dá)在低空飛行直升機(jī)障礙物規(guī)避、化學(xué)/生物戰(zhàn)劑探測(cè)和水下目標(biāo)探測(cè)等方面已進(jìn)入實(shí)用階段，其它軍事應(yīng)用研究亦日趨成熟。

直升機(jī)在進(jìn)行低空巡邏飛行時(shí)，極易與地面小山或建筑物相撞。為此，研制能規(guī)避地面障礙物的直升機(jī)機(jī)載雷達(dá)是人們夢(mèng)寐以求的愿望。目前，這種雷達(dá)已在美國(guó)、德國(guó)和法國(guó)獲得了成功。

美國(guó)研制的直升機(jī)超低空飛行障礙規(guī)避系統(tǒng)，使用固體激光二極管發(fā)射機(jī)和旋轉(zhuǎn)全息掃描器可檢測(cè)直升機(jī)前很寬的空域，地面障礙物信息實(shí)時(shí)顯示在機(jī)載平視顯示器或頭盔顯示器上，為安全飛行起了很大的保障作用。

德國(guó)戴姆勒.奔馳宇航公司研制成功的Hel??las障礙探測(cè)激光雷達(dá)更高一籌，它是一種固體1．54微米成像激光雷達(dá)，視場(chǎng)為32度×32度，能探測(cè)300―500米距離內(nèi)直徑1厘米粗的電線，將裝在新型EC―135和EC―155直升機(jī)上。

法國(guó)達(dá)索電子公司和英國(guó)馬可尼公司聯(lián)合研制的吊艙載CLARA激光雷達(dá)具有多種功能，采用CO2激光器。不但能探測(cè)標(biāo)桿和電纜之類的障礙，還具有地形跟蹤、目標(biāo)測(cè)距和指示、活動(dòng)目標(biāo)指示等功能，適用于飛機(jī)和直升機(jī)。

2.化學(xué)戰(zhàn)劑探測(cè)激光雷達(dá)

傳統(tǒng)的化學(xué)戰(zhàn)劑探測(cè)裝置由士兵肩負(fù)，一邊探測(cè)一邊前進(jìn)，探測(cè)速度慢，且士兵容易中毒。

俄羅斯研制成功的KDKhr―1N遠(yuǎn)距離地面激光毒氣報(bào)警系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)地遠(yuǎn)距離探測(cè)化學(xué)毒劑攻擊，確定毒劑氣溶膠云的斜距、中心厚度、離地高度、中心角坐標(biāo)以及毒劑相關(guān)參數(shù)，并可通過無線電通道或有線線路向部隊(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，比傳統(tǒng)探測(cè)前進(jìn)了一大步。

德國(guó)研制成功的VTB―1型遙測(cè)化學(xué)戰(zhàn)劑傳感器技術(shù)更加先進(jìn)，它使用兩臺(tái)9― 11微米、可在40個(gè)頻率上調(diào)節(jié)的連續(xù)波CO2激光器，利用微分吸收光譜學(xué)原理遙測(cè)化學(xué)戰(zhàn)劑，既安全又準(zhǔn)確。

3.機(jī)載海洋激光雷達(dá)

傳統(tǒng)的水中目標(biāo)探測(cè)裝置是聲納。根據(jù)聲波的發(fā)射和接收方式，聲納可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式，可對(duì)水中目標(biāo)進(jìn)行警戒、搜索、定性和跟蹤。但它體積很大，重量一般在600公斤以上，有的甚至達(dá)幾十噸重。而激光雷達(dá)是利用機(jī)載藍(lán)綠激光器發(fā)射和接收設(shè)備，通過發(fā)射大功率窄脈沖激光，探測(cè)海面下目標(biāo)并進(jìn)行分類，既簡(jiǎn)便，精度又高。

迄今，機(jī)載海洋激光雷達(dá)已發(fā)展了三代產(chǎn)品。20世紀(jì)90年代研制成功的第三代系統(tǒng)以第二代系統(tǒng)為基礎(chǔ)，增加了GPS定位和定高功能，系統(tǒng)與自動(dòng)導(dǎo)航儀接口，實(shí)現(xiàn)了航線和高度的自動(dòng)控制。

4.成像激光雷達(dá)可水下探物

美國(guó)諾斯羅普公司為美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局研制的ALARMS機(jī)載水雷探測(cè)系統(tǒng)，具有自動(dòng)、實(shí)時(shí)檢測(cè)功能和三維定位能力，定位分辨率高，可以24小時(shí)工作，采用卵形掃描方式探測(cè)水下可疑目標(biāo)。

美國(guó)卡曼航天公司研制成功的機(jī)載水下成像激光雷達(dá)，最大特點(diǎn)是可對(duì)水下目標(biāo)成像。由于成像激光雷達(dá)的每個(gè)激光脈沖覆蓋面積大，因此其搜索效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于非成像激光雷達(dá)。另外，成像激光雷達(dá)可以顯示水下目標(biāo)的形狀等特征，更加便于識(shí)別目標(biāo)，這已是成像激光雷達(dá)的一大優(yōu)勢(shì)。