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机载 LIDAR系统的原理及结构 机载激光雷达 (LiDAR) 技术，是一种通过位置、距离、角度等观测数据直接 获取对象表面点的三维坐标， 实现地表信息提取和三维场景重建的对地观测技术。 机载激光雷达系统集成了 GPS、IMU、激光扫描仪、数码相机等光谱成像设备。 其中主动传感系统 ( 激光扫描仪 ) 利用返回的脉冲可获取探测目标高分辨率的距 离、坡度、粗糙度和反射率等信息， 而被动光电成像技术 ( 数码相机 ) 可获取探测 目标的数字成像信息，经过地面的信息处理而生成逐个地面采样点的三维坐标， 最后经过综合处理而得到沿一定条带的地面区域三维定位与成像结果， 如高密度 点云数据、 高分辨率数字正射影像 DOM、各种数字地形模型 DTM、表面模型 DSM、 大比例尺地形图 DLG等，并且利用激光 LIDAR 的高密度点云所形成的数字地表模 型经过一定的加工可以制作真正在国土、 规划和城市建设管理、 以及数字城市建 设中可以应用的 3D 电子沙盘。 传统的航空摄影测量制作技术主要依靠空中三角立体测量技术 , 依赖航空摄 影、摄影处理、地面测量 ( 空中三角测量 ) 、立体测量、制图过程的生产模式 , 周 期明显太长 , 已经无法适应当前信息社会的需要。 激光雷达 (Light Detection And Ranging, LiDAR)技术是现代对地观测的必威体育精装版技术之一 , 通过位置、距离、角度等 观测数据直接获取对象表面点三维坐标 , 对地面的探测能力有着强大的优势 , 具 有空间与时间分辨率高、 动态探测范围大、 地面基站布设少、 能够部分穿越树林 遮挡、直接获取真实地表的高精度三维信息等特点 , 是快速获取高精度地形信息 的全新手段。 一、机载 LIDAR系统的原理 机载 LIDAR 系统是一种集激光扫描、 GPS\DGPS和惯性导航系统三种技术于 一体的系统，这三种技术的结合， 可以高度精确地定位激光束打在物体上的光斑。 激光本身具有非常精确的测距能力， 其测距精度可达毫米级。 机载激光雷达系统 包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。 激光器产生并发射一束光脉冲， 打在 物体上并反射回来， 最终被接收器所接受。 从空中的飞行载体上对地面进行测量 的原理是 “双路”时间测量方法。 即只需要记录激光信号从激光器发射到返回的 时间，结合其他数据就可以准确的计算出地面光斑的准确的 X、Y、Z 坐标。 图 1 机载 LiDAR航测原理图 二、机载 LiDAR 结构设计 图 2 机载 LiDAR结构设计 三、机载 LiDAR 系统外观 图 3 机载 LiDAR系统外观（从左到右依次为：低空无人机、中空和高空 LiDAR 系统） 四、机载 LiDAR 系统的特点 1、 主动的测量方式：主动发射激光脉冲，不依赖于太阳光照，通过接收其回波 信号进行三维数据的获取； 2、 高便捷、无控制：与传统航测相比较，地面控制工作大大减少，基本可以不 需要实现埋设控制点进行控制测量， 只需在测区附近地面已知点上安置一个 或几个 GPS基准站即可，可以大大提高作业速度和效率 ； 3、 高精度：数据成果精度很高，根据机载