[发明专利]一种星载激光近海岸地形探测激光雷达及探测方法

权利要求书

1.一种星载激光近海岸地形探测激光雷达，其特征在于，该激光雷达包括激光传感器单元和信号处理及控制单元，激光传感器单元包括激光发射装置和回波接收装置，其中，

激光发射装置包括：

激光器，用于在激光器控制器的控制下产生532nm、1064nm双波长激光；

发射光学分光装置，用于对激光器输出的双波长激光波束进行分色，产生5波束的1064nm波长激光波束、1波束的532nm波长激光波束，其中1波束的1064nm波长激光波束作为中心波束与532nm波长激光波束平行发射，用于海底、海表探测和大气偏振探测；其余4波束1064nm波长激光波束作为边缘波束分布于中心波束四周，与中心波束共同用于海浪高度及近海岸陆地地形测量；

回波接收装置包括：

大口径望远镜，用于接收地面激光回波；

中继光学装置，用于对大口径望远镜接收的激光回波实施分视场接收、偏振接收，将激光回波分为532nm大视场通道、532nm小视场平行偏振通道、532nm小视场垂直偏振通道、1064nm中心通道以及4个1064nm边缘探测通道；

多通道光电探测器，用于将中继光学装置接收的回波激光转换为电信号；

信号处理及控制单元包括：

信号调理和探测器控制模块，用于对多通道光电探测器输出的电信号进行调理及分路，并在综合控制器的控制下实现对多通道光电探测器的偏压设置及开关控制；

信号采集处理模块，用于在综合控制器输出的同步脉冲触发下完成对信号调理和探测器控制模块输出的各信号通道的信号采集和处理，并将采集和处理后的激光回波数据、卫星平台输出的定位、时间、载荷姿态数据打包上传到卫星平台；

激光器控制器，用于在综合控制器输出的系统同步信号的同步下，控制激光器的激光发射时间、频率和能量；

综合控制器，用于实施激光雷达各个模块的工作参数配置、系统同步、工作状态监测量的测量和上传、以及与卫星平台的控制指令交互。

2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述激光器为双波长大能量固体激光器，激光器发射的532nm激光单脉冲能量＞550mJ，1064nm激光单脉冲能量大于450mJ，脉冲重复频率≥20Hz。

3.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述发射光学分光装置包括分色镜、532nm扩束镜头、1064nm扩束镜头、衍射分光元件和光轴指向调节监视器，其中，所述分色镜用于对激光器输出的双波长激光波束进行分色，将532nm和1064nm波长的激光分离；所述532nm扩束镜头用于对532nm波长激光波束扩束；所述1064nm扩束镜头用于对1064nm波长激光波束扩束；所述光轴指向调节监视器用于对扩束后的532nm波长激光波束和1064nm波长激光波束的指向进行调节和指向测量；所述衍射分光元件将扩束后的1064nm波长激光波束分为5束，1波束作为中心波束发射方向与532nm波束平行，其余4波束以中心波束为中心正交排列，与中心波束成固定夹角。

4.根据权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，所述532nm扩束镜头将532nm波长激光波束扩束为＜60μrad的发散角；和/或

所述1064nm扩束镜头将1064nm波长激光波束扩束为＜60μrad的发散角；和/或

所述光轴指向调节监视器对扩束后的532nm波长激光波束和1064nm波长激光波束的指向测量精度不低于1.5角秒。

5.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述大口径望远镜的光学口径不小于1m，总接收视场不小于2mrad。