我国首台机载双模光电测量系统日前在中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研制成功。
该系统采用了独特的设计思路，与国外同类先进系统相比，功能、指标相同，性价比高，适合中国国情，适宜大量普及应用。
据了解，机载光学测量设备对全天候、远距离、大视场 、高精度等技术指标的要求非常苛刻，而双模光电测量系统具有体积小、定向性好、抗干扰能力强、可全天候工作等优点，一直受到各国研究者的关注。
由于双模光电测量系统自身涉及光、机、电综合集成等复杂技术，在机载条件等恶劣环境中的工程实施上有诸多难题，国内一直没有成功应用的先例。
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所经过多年艰苦攻关，突破了多种技术难题，最终研制成功。
关于机载激光测量技术
机载激光雷达(LIDAR)是一个集现代三种尖端技术于一身的空间测量系统。它又分为用于获得地面数字高程模型(DEM)的地形LIDAR系统和已经成熟应用的用于获得水下DEM的海道测量LIDAR系统，这两种系统的共同特点都是利用激光进行探测和测量，这也正是LIDAR一词的英文原译，即:LIght Detection And Ranging - LIDAR。
随着空间数据应用领域的不断扩大，对获取准确可靠空间数据的要求也越来越高。机载激光雷达“LIDAR”作为一种经济可靠的技术也随之孕育而生。目前LIDAR在欧美地区已有十年的成功使用经验，在澳洲也有五年的历史。
从功能上讲，LIDAR是一种集激光，全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术于一身的系统，用于获得数据并生成精确的DEM。这三种技术的结合，可以高度准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距离校正能力，其距离精确度可达几个厘米，而LIDAR系统的精确度除了激光本身因素外，还取决于GPS及惯性测量部件(IMU)等内在因素。随着商用GPS及IMU的发展,通过LIDAR从移动平台上（如在飞机上）获得高精度的数据已经成为可能并被广泛应用。
LIDAR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离散的光脉冲，打在物体上并反射,最终被接收器所接受。接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。因为光脉冲以光速传播，所以接收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。鉴于光速是已知的,传播时间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度,激光扫描角度，从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光始发方向，就可以准确地计算出每一个地面光斑的坐标X、Y、Z。激光束发射的频率可以从每秒几个脉冲到每秒几万个脉冲。例如，频率为每秒一万的脉冲，接收器将会在一分钟内记录六十万个点。一般而言，LIDAR系统的地面光斑间距在2-4米不等。
有些LADAR系统能记录同一脉冲的多次反射。光束可能先打在树冠的顶端，其中的一部继续向下打在更多的树叶或枝干上，有些甚至打在地面上被返回，这样就会有一组多次返回的具有X、Y、Z坐标的点记录。这个技术不仅可以用于获取地面高程，还可以同时获取树高及建筑物的高度等。
鉴于地形地物的不同，激光束的反射特性也不同，例如用于地形测量的激光将不能穿透水面，并且只能记录很少的有关水面的数据。如需要记录海底地形，则应使用不同参数的LIDAR技术。
与上面所讲的地形机载激光雷达相比，海道测量机载激光雷达的使用要早的多。机载LIDAR的海道测量是从六十年代中期发展起来的。最先进可靠的一种设备叫做扫描海道测量机载激光雷达测量(SHOALS)系统。它是一种多用途的海道测量LIDAR系统。
SHOALS系统与地形LIDAR有几个基本的不同，首要区别在于大多数地形LIDAR系统只用单光源(多采用近红外光束)测量物体，而SHOALS系统则用了两种不同波长的激光束对水底进行测量。SHOALS在采用红光(或红外光)测量水面的同时，用蓝绿光穿透水面测量水底。海道测量LIDAR同时发射两束不同波长的激光脉冲射向水面，红光在水面被直射反射回，而蓝绿光在穿透水底后被海底反射回，这两个光束的接收时间差即为水的深度。第二个区别是激光束发射频率的不同。地形LIDAR一般为30KHz以上,而SHOALS系统的频率相当低，多为400Hz。最后一个区别在于两个系统完全不同的能量要求。地形LIDAR系统可以在小型飞机或直升飞机上操作，而SHOALS系统则需要稍大型的飞机提供更多的能量。这是因为SHOALS系统需要更高能量的激光束穿透水层以测量水底。
通常，海道测量LIDAR所能测量的海水深度为50米，此一深度随水质清晰度的不同而变化。因此可探深度对SHOALS系统而言是其水下应用的一个重要限制因素。
机载激光雷达是一种成本效率高的获取空间数据的方法。其绝对精度可在0.1米到0.5米之间。它的优势在于对大范围，沿岸岛礁海区，不可进入地区，植被下层,地面与非地面数据的快速获取。而这正是用其他方法所不能得到的或是在高昂成本下才能获得的。因此LIDAR技术提供了一种方便、快速、节省的空间数据获取方法。
