激光与红外

作者：桑宇轩

单位：1.北京理工大学 光电学院,北京 100081；2.近地面探测全国重点实验室,北京 100072；3.信息光子技术工业与信息化部重点实验室,北京 100081；4.中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所,北京 100095；5.华云敏视达雷达有限公司,北京 100094；

关键词：脉冲相干激光雷达;时频分析;小波变换;成像激光雷达

基金：计量与校准技术重点实验室基金项目(No.JLKG2023001B008)；国家自然科学基金项目(No.61627821)资助。

对目标和风场的同步测量是动态环境下实现自主导航和目标跟踪的关键技术。目前的激光雷达可实现风场或目标的单独探测,还未能实现二者的同步测量。针对这一问题,本论文设计并研制了一种可搭载于无人机的小型化全光纤脉冲相干多普勒激光雷达,该系统实现了轻量化设计(195mm×120mm×100mm,重量<3 kg),能够实现三维距离与风速同时测量,可应用于气象监测、自主导航等多个场景。通过采用先进的频谱处理算法提升了信噪比,同时结合联合时频分析方法精确提取距离信息,有效提升了空间分辨率。实验结果表明,该系统通过二维扫描实现了1km范围内目标成像与路径上风场信息的同步探测,并且基于硬目标和风场信息,提高了区域环境态势感知与三维可视化能力。这种小型化多功能激光雷达系统为风场与目标同步探测提供了实用化的解决方案,在低空经济中具有重要应用前景。

来源：2025年第10期

《激光与红外》期刊编辑部

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