【中國(guó)儀器網(wǎng) 時(shí)事聚焦】2018年7月27日凌晨對(duì)于全國(guó)各地的天文愛好者來說都是一個(gè)難忘的夜晚，因?yàn)樵谶@天晚上上演一出21世紀(jì)以來持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的月全食與15年一遇的火星大沖。月全食、火星大沖兩項(xiàng)天文奇觀一起上演，我國(guó)多地天空紅月高懸，感覺垂手可得。那么月球到地面的距離到底有多遠(yuǎn)，究竟如何測(cè)量的呢？
在現(xiàn)代地月激光測(cè)距技術(shù)誕生以前，我們的祖先們常用的測(cè)量地月距離的方法有：幾何三角法、視差法、掩星法。直到1962年，美國(guó)和蘇聯(lián)分別開始進(jìn)行地月激光測(cè)距試驗(yàn)，但當(dāng)時(shí)只能測(cè)量月面漫反射回波，測(cè)量精度十分很有限。1969年7月21日美國(guó)阿波羅11號(hào)登月成功,人類次踏上了月球的表面，登月宇航員帶了一個(gè)激光后向反射器陣列，并將其放置在月面預(yù)定位置上。此后，美國(guó)和前蘇聯(lián)先后在月球上面放了5個(gè)可供進(jìn)行激光測(cè)月的角反射器陣列。正是這些月面角反射器陣列的出現(xiàn)，地月激光測(cè)距技術(shù)成為了的地月距離測(cè)量手段。
我國(guó)的衛(wèi)星激光測(cè)距工作始于1972年，至今已經(jīng)歷了從代到第三代的發(fā)展過程。2015年末至2017年初，應(yīng)用天文研究組對(duì)1.2米望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了全面升級(jí)。在此期間，我國(guó)研究人員齊頭并進(jìn)，多次組織研討會(huì)，學(xué)習(xí)國(guó)外成功經(jīng)驗(yàn)。終于于2018年1月22日，云南天文臺(tái)1.2米望遠(yuǎn)鏡測(cè)距系統(tǒng)成功探測(cè)到月面反射器Apollo15的激光回波，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)月球激光測(cè)距從無到有的突破。
激光測(cè)距技術(shù)不僅應(yīng)用于地月測(cè)距，在觀察大陸板塊運(yùn)動(dòng)、改進(jìn)地球重力場(chǎng)和地心引力常數(shù)、確定地球和海洋潮汐變化的規(guī)律、監(jiān)測(cè)空間碎片等方面皆有重要作用，它是現(xiàn)代定位觀測(cè)手段中單點(diǎn)采樣精度高的一種。激光測(cè)距技術(shù)在我國(guó)的軍事和智慧交通領(lǐng)域，已經(jīng)取得了顯著的成就，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
在現(xiàn)代軍事中，激光測(cè)距技術(shù)是激光在軍事上應(yīng)用早和成熟的技術(shù)。自1960年臺(tái)激光器——紅寶石激光器發(fā)明以來，人們便開始了激光測(cè)距的探索。激光測(cè)距技術(shù)因具有測(cè)量度高、測(cè)程遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)、隱蔽性好等優(yōu)點(diǎn)，在常規(guī)兵器中已廣泛使用，正在逐步取代普通光學(xué)測(cè)距手段。
其中，機(jī)載脈沖激光測(cè)距儀可以用來裝備武裝直升機(jī)的導(dǎo)彈指令制導(dǎo)和固定翼飛機(jī)，用于封鎖支援的光電飛行器等，以及用來攔截飛機(jī)和導(dǎo)彈的攻擊。機(jī)載脈沖激光測(cè)距儀具有測(cè)程遠(yuǎn)、測(cè)距精度高、重復(fù)頻率高、束散角小的優(yōu)點(diǎn)。
艦載脈沖激光測(cè)距儀包括水面艦載和潛艇潛望兩大類。水面艦載脈沖激光測(cè)距儀用來裝備常規(guī)火控和對(duì)空防御的海軍艦只，全天候監(jiān)視、跟蹤空中目標(biāo)物；潛艇潛望脈沖激光測(cè)距儀目前采用兩種組合方式，種將激光測(cè)距儀、圖像增強(qiáng)器和熱成像儀裝于其潛望鏡中，而距離顯示器、觸發(fā)按鈕等分別裝于操作手上方或附近。其優(yōu)點(diǎn)是傳輸光路中激光損耗小，但光束飄移，不易捕獲目標(biāo)，第二種將上面三部分均裝在潛望鏡底部，整個(gè)系統(tǒng)的安裝，調(diào)試、拆卸均很方便，但采用這種方法的激光束要通過12m長(zhǎng)的潛望鏡管和15—20塊透鏡，能量損耗較大。
云高激光測(cè)距儀利用脈沖激光測(cè)距儀來測(cè)量云層垂直高度的儀器。這類激光測(cè)距儀主要用來測(cè)量機(jī)場(chǎng)的云層高度，也可用來測(cè)量衛(wèi)星發(fā)射點(diǎn)的云層高度，為飛機(jī)的起降或衛(wèi)星發(fā)射提供安全的氣象數(shù)據(jù)，是現(xiàn)代軍事中不可缺少的儀器。
在物聯(lián)網(wǎng)智能交通領(lǐng)域中，由于激光測(cè)距傳技術(shù)沒有實(shí)質(zhì)性的障礙，不會(huì)阻礙交通的正常運(yùn)行，因此道路安全方面有非常廣泛的應(yīng)用。激光測(cè)距技術(shù)的應(yīng)用方向主要包括：激光測(cè)速傳感器、汽車防撞系統(tǒng)、車流量監(jiān)控、車型描畫、車輛行人違法監(jiān)測(cè)以及其他一些精密監(jiān)控測(cè)量中的應(yīng)用等。
其中，激光測(cè)速儀是激光測(cè)距技術(shù)在交通管理領(lǐng)域中較早的應(yīng)用。激光測(cè)速儀采用激光測(cè)距的原理，對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行兩次有特定時(shí)間間隔的激光測(cè)距，取得在此時(shí)間間隔內(nèi)被測(cè)物體的距離變化，從而得到該被測(cè)物體的移動(dòng)速度。
汽車防撞探測(cè)器也廣泛的應(yīng)用到汽車碰撞預(yù)防系統(tǒng)中，利用激光測(cè)距技術(shù)可以準(zhǔn)確的識(shí)別汽車和前后汽車之間的距離，當(dāng)汽車間距小于預(yù)定安全距離時(shí)，汽車防碰撞系統(tǒng)便對(duì)汽車進(jìn)行緊急剎車，或者對(duì)司機(jī)發(fā)出報(bào)警，大量的減少了道路交通安全事故。
在道路監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，也是激光測(cè)距技術(shù)大顯身手的地方。利用激光光束對(duì)監(jiān)測(cè)的路面進(jìn)行掃描，當(dāng)遇到有車輛、行人違法違規(guī)的行為時(shí)，激光測(cè)距的距離值就會(huì)發(fā)生改變，因此達(dá)到了道路無人監(jiān)控的目的。
實(shí)際上，激光測(cè)距傳感器的運(yùn)用范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不至上述這些，它還被廣泛應(yīng)用于：電力水利、網(wǎng)絡(luò)通訊、環(huán)境保護(hù)、地質(zhì)探測(cè)、警務(wù)消防、建筑爆破、鐵路交通等眾多領(lǐng)域。目前，激光測(cè)距儀器也逐漸朝著小型化、簡(jiǎn)單化、高精度的方向發(fā)展，隨著數(shù)字處理技術(shù)的發(fā)展，激光測(cè)距技術(shù)也將變的更加完善，我們相信，激光測(cè)距技術(shù)將會(huì)改善我們的社會(huì)生活，為我國(guó)的發(fā)展做出更多貢獻(xiàn)。
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