目前市場上銷售的機(jī)載激光雷達(dá)來自多個廠家，有多種品牌和種類。那么，如何從中選擇技術(shù)先進(jìn)、性價比好、故障少又售后服務(wù)完善的設(shè)備呢？
一、機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)生產(chǎn)廠家介紹
目前提供機(jī)載激光雷達(dá)設(shè)備的廠家主要有： 徠卡、 Optech（加拿大）、 IGI、天寶、TopEye和Riegl。
這些廠家的特點(diǎn)是什么呢？
（a） 自己生產(chǎn)機(jī)載激光掃描儀，然后購買其他廠家的GPS/IMU及硬件和軟件，集成機(jī)載激光雷達(dá)。這類廠家有徠卡，Optech（加拿大），Topeye（瑞典）和Riegl（奧地利）。
在這些生產(chǎn)激光掃描儀的廠家中，生產(chǎn)規(guī)模最大的和研究能力最強(qiáng)的是Riegl公司，他向許多廠家提供了一系列產(chǎn)品，如：
LMS-Q系列機(jī)載激光掃描儀：LMS-Q240, LMS-Q280, LMS-Q120i，LMS-Q160(超輕型，防摔型，無人機(jī)專用)等。
新型的具備數(shù)字化全波形數(shù)據(jù)獲取和實時處理能力的VQ系列機(jī)載激光掃描儀：VQ180, VQ280, VQ480，LMS-Q560和VQ680i等。
目前，徠卡只生產(chǎn)一種激光掃描儀，而其他廠家也大多只生產(chǎn)兩款機(jī)載激光掃描儀作為自己的系統(tǒng)集成使用。Optech雖然能夠生產(chǎn)具備數(shù)字化全波形數(shù)據(jù)的激光掃描儀，但不是標(biāo)準(zhǔn)配置，用戶需要另外付費(fèi)。但即便如此，也已經(jīng)落后Riegl公司六年。
這里還要指出的是：徠卡公司在2005年前一直使用的是加拿大Applanix POS系統(tǒng)，由于美國的禁運(yùn)政策，向中國出口的 POS系統(tǒng)都進(jìn)行了許多修改，性能明顯下降，并且伴隨不穩(wěn)定的情況。為了保證激光雷達(dá)性能的可靠性，徠卡在 2004年后測試了許多不同公司（包括Honeywell）的POS系統(tǒng)。在２００５年７月又從加拿大TerraMatics公司（1998年成立）購買了其POS系統(tǒng)的IP（知識產(chǎn)權(quán)），避開北美區(qū)域，由自己（在瑞士）來研發(fā)和委托生產(chǎn)型號為iPAS的POS系統(tǒng)。目前國內(nèi)所銷售的徠卡的ALS５０－ii和６０系統(tǒng)基本都是配置iPAS定位系統(tǒng)。
（b）自己生產(chǎn)IMU和導(dǎo)航及軟件，購買其他廠家的激光掃描儀和其它部件（包括導(dǎo)航），集成機(jī)載激光雷達(dá)。這類廠家有德國的IGI,IMar,加拿大的Applanix（天寶子公司）。
這三家都是老牌的IMU生產(chǎn)廠家，其中IGI和Applanix在中國已經(jīng)銷售了十套以上的IMU系統(tǒng)。在中國使用的配置了IGI（ＩＭＵ）和Riegl機(jī)載激光掃描儀的機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)受到了我國普通用戶和工程業(yè)主的廣泛好評。
目前，配置了IMAR的IMU及Riegl的VQ480激光掃描儀的機(jī)載激光雷達(dá)(用戶:北京超高壓公司)還在驗收階段。
（c） 自身是激光雷達(dá)的項目服務(wù)提供商。通過購買幾乎所有的硬件和軟件，集成機(jī)載激光雷達(dá)。這類廠商往往有自己開發(fā)的激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理軟件，具有一些獨(dú)特的功能。這類廠家有：德國的TopSys（天寶子公司）, 加拿大的Remoete Sensing, 和LSI, 美國的Merrick，F(xiàn)ugro Earthdata Inc. 和Spectra Mapping等。
特別指出以下兩點(diǎn)：
1． 列入（a）和（b）的廠家以生產(chǎn)設(shè)備為主業(yè)，提供系統(tǒng)使用培訓(xùn)。但是在如何處理激光雷達(dá)和數(shù)碼影像數(shù)據(jù)從而獲得數(shù)字高程圖和正射影像圖等方面，缺少經(jīng)驗和相關(guān)技術(shù)人員。后者的培訓(xùn)服務(wù)往往依賴于從軟件商處（如TerraSolid和INPHO）通過付費(fèi)獲取。顯然，如果這些公司的中國代理能夠具備豐富的數(shù)據(jù)處理和工程實施經(jīng)驗，那么整個系統(tǒng)的培訓(xùn)就將非常完善了。目前只有Riegl公司的代理北京富斯德科技有限公司和IGI的代理北京德可達(dá)公司具備這種全面培訓(xùn)的能力。
2． 列入（c）的廠家基本都是使用激光雷達(dá)十年以上具有豐富工程經(jīng)驗的公司，而且他們所自主開發(fā)的激光數(shù)據(jù)處理的軟件在許多方面往往優(yōu)于被廣泛采用的TerraSolid軟件。因此，如果向他們購買設(shè)備并進(jìn)行培訓(xùn)，可以得到良好的效果。但是，他們一般僅僅提供一次的技術(shù)培訓(xùn)，用戶在今后的使用中，主要需要自己去體會和學(xué)習(xí)。
二、機(jī)載激光雷達(dá)性能
機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)主要由2D激光掃描儀、GPS、IMU、數(shù)碼相機(jī)和控制平臺等部分組成。
GPS的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，因此盡管各個廠家設(shè)備采用GPS不一定完全相同，但GPS設(shè)備的性能差別很小,DGPS的誤差也在5cm以內(nèi)（2000米航飛以下）。
（一）ＩＭＵ設(shè)備
雖然機(jī)載激光雷達(dá)的性能主要取決于激光掃描儀，但是，作為確保系統(tǒng)的激光掃描儀和數(shù)碼相機(jī)精確三維定位的IMU的重要性也是毋庸置疑的。即使它不能與激光掃描儀平起平坐，地位也至少是一人之下，萬人之上的。
當(dāng)航飛高度在1000米以上時，對于IMU的要求標(biāo)準(zhǔn)較高，價格也相對昂貴，大約在150萬元左右。目前比較優(yōu)異的的IMU（IGI, Applanix, iMAR, iPAS)技術(shù)參數(shù)表如下所示：
頻率
≥256 Hz
定位精度
0.08 m
俯仰角/翻滾角精度
0.005 deg / 0.005 deg
航向角精度
0.007 deg
漂移（FOG-bias）
0.1 deg/h
對于航高在500米以下的系統(tǒng)，對于IMU的要求可以降低，可供選擇的廠家及設(shè)備較多，價格根據(jù)型號變化，在30萬元到100萬元之間。
IGI的IMU：通過過去八年來的使用，設(shè)備購買方（用戶）和業(yè)主（工程項目的業(yè)主）對德國IGI的IMU的優(yōu)良性能和穩(wěn)定性非常滿意，到目前為止，還沒有發(fā)生過任何的故障和質(zhì)量問題。
Applanix的IMU：由于存在著美國對中國IMU的出口管制問題，所以銷售給中國的標(biāo)有“Applanix”品牌的IMU與銷售給歐美和其它地區(qū)的IMU不同，存在著質(zhì)量上的不確定性。如海監(jiān)總隊的三套、山西通航的一套、星天地的一套等等經(jīng)常出故障。經(jīng)過過去八年來的使用，一些設(shè)備購買方（用戶）和業(yè)主（工程項目的業(yè)主）對Applanix的IMU的性能基本滿意，但還有一些頗有微詞。這也是徠卡公司為什么大量試驗其它公司IMU的原因。
iPAS：徠卡通過購買TerraMatics公司知識產(chǎn)權(quán)委托生產(chǎn)iPAS品牌的IMU，希望逐漸完善自己的設(shè)備生產(chǎn)鏈。然而，TerraMatics公司本身是一個年輕的公司，雖擁有一些獨(dú)特的產(chǎn)品和研發(fā)能力，但由于產(chǎn)品推出時間短，各個部分集成和協(xié)同目前仍然不成熟，所以銷售到中國的、采用該品牌的IMU的徠卡機(jī)載設(shè)備出現(xiàn)問題的幾率比較高。
（二）數(shù)碼相機(jī)設(shè)備
目前所配備的數(shù)碼相機(jī)的種類主要有：哈蘇、祿來、徠卡、和DSS相機(jī)?？傁袼胤謩e為：3900萬、5000萬和6000萬。像素元大小在6～9μm之間。
最近兩年出現(xiàn)的一個新的現(xiàn)象是：有些公司改用更大幅度和更高像素的數(shù)碼相機(jī)：如UCX或DMC或Ａ３系統(tǒng)。今年7月，Optech收購了法國的DiMAC公司，這是一個重大信號，意味著將來的機(jī)載激光雷達(dá)將會配置寬幅數(shù)碼相機(jī)。目前激光雷達(dá)的FOV已經(jīng)60度以上，這將為大幅度的數(shù)碼相機(jī)的匹配掃清最后的障礙。另外一個新情況：在一些中低空項目中，比如多相機(jī)系統(tǒng)和帶狀應(yīng)用中，有時也采用價格低廉、性能優(yōu)異的佳能和尼康相機(jī)。效果同樣很好。
這里提出需要注意的是：數(shù)碼相機(jī)的固定穩(wěn)定性問題。如果相機(jī)的固定不是很穩(wěn)固，經(jīng)過一段時間，影像的測量誤差就會比較大。另外，還要注意相機(jī)的標(biāo)定問題。在過去銷售到日本、美國，搭配了DSS相機(jī)的多臺機(jī)載激光雷達(dá)設(shè)備里曾經(jīng)多次出現(xiàn)了此類問題，也影響了DSS的產(chǎn)品信譽(yù)。
相機(jī)存儲應(yīng)該選用防震性能好的固態(tài)硬盤。擁有至少能夠存儲四個小時采集的影像數(shù)據(jù)的能力。
（三）2D激光掃描儀
我們知道：機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的優(yōu)劣主要取決于2D激光掃描儀的性能。
隨著Riegl公司在2004年首先突破技術(shù)瓶頸，研發(fā)出數(shù)字化全波形技術(shù)，并且推出了該技術(shù)相應(yīng)的機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)LiteMapper5600 (IGI品牌)或CP560（Riegl品牌）,或Harrier560（TopSys品牌)，激光雷達(dá)已經(jīng)開始由模擬信號時代進(jìn)入數(shù)字化信號時代。2006年，Optech也推出了自己的全數(shù)字化激光雷達(dá)系統(tǒng)ALTM3100EA。2009年12月，徠卡聲稱將于2010年的第一季度推出自己的全數(shù)字化激光雷達(dá)系統(tǒng)，但是直到7月，仍然沒有見到產(chǎn)品問世。分析原因應(yīng)該是還有一些技術(shù)問題尚未解決，估計會在第三季度推出。
而截至目前，Riegl公司已經(jīng)全面推出了一系列標(biāo)配的全數(shù)字化激光掃描儀：VQ180(最大航高300米，發(fā)射頻率200,000赫茲), VQ380(最大航高1500米，發(fā)射頻率300,000赫茲)，VQ480(最大航高1000米，發(fā)射頻率200,000赫茲). VQ680(最大航高3200米，發(fā)射頻率400,000赫茲)， LMS-Q560(最大航高2000米，發(fā)射頻率240,000赫茲)，使得為電力巡線、公路和鐵路工程、城市規(guī)劃及大面積數(shù)據(jù)采集需求分別提供了對應(yīng)的產(chǎn)品。
作者預(yù)計：到2011年底，Optech公司所提供的機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)也會將全數(shù)字化功能作為基本配置，而徠卡公司將在2013年跟進(jìn)。
全數(shù)字化激光雷達(dá)的優(yōu)勢：
全數(shù)字化激光雷達(dá)的主要優(yōu)勢表現(xiàn)在以下的項目中：
1．植被覆蓋區(qū)域。在傳統(tǒng)的多次回波（模擬信號技術(shù)）中，第一次回波的信號數(shù)量約占總反射信號的85％，第二次回波數(shù)量占8－10％，第三次回波數(shù)量占3－5％，第四次回波信號基本上非常少。
由于第一次回波信號大多反映的是樹的頂部和中上部，真正能夠穿透植被和灌木叢到達(dá)地面的卻是一部分的第三次回波（或一些第二次回波，對于植被覆蓋度低的區(qū)域），因此對于植被覆蓋度高的區(qū)域，如香港、南京、深圳等地，傳統(tǒng)的模擬信號激光雷達(dá)也是“力不從心”。新型的Riegl激光雷達(dá)系統(tǒng)能夠接收到10次（乃至40次）以上的回波，并且在高程方面的可探測分辨率也從以前的3米大幅提高到了0.3米或更小，因此僅僅百分之幾的透射率也能夠獲取到植被覆蓋度高區(qū)域的地面的地形圖。這無疑對于許多處于云南、貴州、四川、福建、廣東等植被茂密的大山區(qū)域的開發(fā)帶來了喜訊。
而Optech在國內(nèi)銷售的設(shè)備目前均不具備全數(shù)字化功能，其具體的表現(xiàn)目前仍在搜集中。
傳統(tǒng)多波形
數(shù)字化全波形
1D方向物體的相關(guān)信息
分立的點(diǎn)云、無關(guān)聯(lián)
完整的回?fù)埽嗷リP(guān)聯(lián)
測量精度
一般
顯著提高
分辨率
一般
顯著提高
目標(biāo)物表面細(xì)節(jié)表現(xiàn)（如屋頂、植被、城市規(guī)劃等）
一般
顯著提高
在Z方向的最小可測量距離
一般為2-3米
0.3米，lns
植被穿透性
需要有70%的投射
需要＜10的透射
2．城市規(guī)劃和三維建模應(yīng)用。
由于具備全數(shù)字化功能的激光雷達(dá)設(shè)備能夠提供更為精細(xì)的表面細(xì)節(jié)、坡度、紋理、粗糙度和穿透度，其提高的范圍也可達(dá)幾倍到十幾倍。這將為模塊的自動識別和提取、屬性變化的自動識別和提取以及城市三維建模的自動生成和發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。當(dāng)前，由真彩色、高密度的激光點(diǎn)云所構(gòu)成的建筑物、小區(qū)、城市的三維展示已經(jīng)接近了真實場景的效果，可與三維精細(xì)建模的效果一爭高低，并且更逼真、更原始、更準(zhǔn)確。一些國外軟件如英國Pointools的ViewPro軟件已經(jīng)能夠大面積（幾十平方公里）、快速地展示這樣的效果。
尤其要指出的是：在激光雷達(dá)系統(tǒng)的創(chuàng)新方面，Optech公司做了許多很有意義的領(lǐng)先工作；如享有盛名的多脈沖（multi-pulse）,就是由她所首創(chuàng)的。另外，在星際激光雷達(dá)的研發(fā)方面，該公司也進(jìn)行了許多突破性的工作。而在激光掃描儀的創(chuàng)新方面，Riegl公司遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在了其他公司的前面。包括徠卡公司在內(nèi)的其他公司，鮮見可圈可點(diǎn)的創(chuàng)新。
（四）2D激光掃描儀性能補(bǔ)充介紹 ----激光雷達(dá)激光器的掃描方式
目前市場上的脈沖式激光器有四種掃描方式：
1. 振蕩（或叫鐘擺）式（Oscillating Mirror）。
2. 旋轉(zhuǎn)棱鏡式(Rotating Polygon)。
3. 章動（或Palmer）式(Nutating Mirror,or Palmer Scan)。
4. 光纖掃描式(Fiber Switch)。
1． 鐘擺式掃描方式
生產(chǎn)廠家：Optech和徠卡公司。
原理：光直接入射到作鐘擺運(yùn)動的反射平面鏡上，每一個鐘擺周期在地面上生成一個周期性的線性圖案，Zig-Zag型，或稱之為之字型。
鐘擺式掃描時，反射鏡面需要在一秒內(nèi)振蕩N次，同時要不斷地、循環(huán)地從一端開始進(jìn)行啟動，加速、達(dá)到鐘擺的最低點(diǎn)后，減速，直到速度為零，到達(dá)鐘擺的另一端。
因此它的掃描方向是左右兩個方向的。激光點(diǎn)的分布是呈拋物線（或Z）形狀的、非均勻分布的線狀圖。因此，當(dāng)來自數(shù)碼相機(jī)的彩色紋理像元與之匹配時，就會產(chǎn)生較大的偏移和對不準(zhǔn)的情況。因此彩色激光點(diǎn)云的表現(xiàn)用戶滿意度不高。
另外，由于鐘擺運(yùn)動非勻速運(yùn)動的特性，使得掃描速度必須根據(jù)掃描角度的變化而變化：當(dāng)掃描角度大時，掃描速度不能大；當(dāng)掃描角度小時，掃描速度可變大。
經(jīng)過將端角數(shù)據(jù)刪去后所得到的鐘擺激光點(diǎn)云圖如下圖（真實激光點(diǎn)云圖）所示。
優(yōu)點(diǎn)：
· 大的光窗數(shù)值孔徑。
· 較高接收信號比，最高可達(dá)85％（小角度掃描）。
弱點(diǎn)：
· 由于在一個周期內(nèi)，不斷經(jīng)歷加速、減速等步驟，因此，所輸出的激光點(diǎn)密度是不均勻的。這種不均勻性在掃描角度很小（如±20）時，因為過程短，并不顯著；當(dāng)掃描角逐漸增大＞±40時，不均勻性會越來越顯著。
· 由于反射鏡的加速/減速，造成了激光點(diǎn)的排列一般是在鐘擺的兩端密，中間疏。而中間的數(shù)據(jù)卻往往是更受關(guān)注的。由于在鐘擺的兩端，鏡面的擺動速度較低或停止，并掃描兩次，因此所得的數(shù)據(jù)精度差、有誤差，需要在兩端各剔除約±30。
· 由于不斷地變化速度，造成了機(jī)械的磨損，使得IMU的配置發(fā)生了漂移，因此每一次飛行前都需要進(jìn)行“boresight”檢校飛行。
· 消耗更多的功率。
2．旋轉(zhuǎn)棱鏡式掃描
原理：激光入射到連續(xù)旋轉(zhuǎn)的多棱鏡的表面上，經(jīng)反射在地面上形成一條條連續(xù)的、平行的均勻分布的激光點(diǎn)云掃描線，如下圖（真實激光點(diǎn)云圖）所示。激光掃描儀的測量精度高和掃描速度快是它的二大特點(diǎn)。
激光器生產(chǎn)廠家：Riegl。
激光雷達(dá)生產(chǎn)廠家：IGI, TopSys, FliMap, iMAR, Fugro/Chance,Riegl, LSI 和Remote Sensing等。
優(yōu)點(diǎn)：
需要的功率小。
· 棱鏡旋轉(zhuǎn)的角速度恒定，使得激光點(diǎn)的密度均勻，尤其是沿飛機(jī)飛行的方向的線間距完全相同。
· 即使在大的掃描角度下，也可以選擇非常高的掃描速度，從而增加沿飛行方向的激光點(diǎn)云密度，掃描速度能夠隨心所欲地調(diào)整，從而顯著提高激光點(diǎn)云分布的均勻度。
· 測量精度高。
· 由于點(diǎn)云分布均勻、線性，因此所得的激光點(diǎn)云與影像匹配的結(jié)果更準(zhǔn)確，反映的物體表面更真實、準(zhǔn)確。
缺點(diǎn)：
· 使用了對眼睛安全的波長，為了減少色散度，選擇了較小的光窗數(shù)值孔徑，一般為5厘米。
· 因為在光通過每一個多棱鏡的表面時，都會經(jīng)歷一段較短的不能接收光信號的時間，相對低的反射信號接收比。最大信號接收比一般低于70%。
表1 三種主要產(chǎn)品性能對比
Leica ALS60
激光發(fā)射頻率（赫茲）
200,000
167,000
400,000
Riegl的設(shè)備占優(yōu)。Optech 的新型號Pegasus: 400,000Hz.但是，該公司尚未公布其技術(shù)參數(shù)。
具備多波形
Optech 最先引進(jìn)的該技術(shù)，能夠明顯地增加了中、高空飛行所獲取的激光點(diǎn)密度。
最大激光射程（米）
5000
4000
3200（60%反射率）
Riegl的設(shè)備占優(yōu)。
Leica 和Optech使用Class 4的激光器，因此在2600米以下飛行高度時需要啟動信號衰減器來降低激光的強(qiáng)度。
最小激光射程（米）
200
150
30
Riegl的設(shè)備占優(yōu)：
可以以最大掃描角來進(jìn)行許多項目的掃描，而不需要考慮視場角（FOV）的大小變化。
掃描角越大，覆蓋度越寬廣；但是過大，會引起較大的誤差。
最大掃描角FOV（度）
75
50
60
Riegl的設(shè)備占優(yōu)：
可以以最大掃描角來進(jìn)行許多項目的掃描，而不需要考慮視場角（FOV）的大小變化。
掃描角越大，覆蓋度越寬廣；但是過大，會引起較大的誤差。
掃描速度（線/秒）
100 (@150FOV)
50 (@600FOV)
40 (@750FOV)
固定，最大值不可調(diào)
0～70（類似于徠卡，最大值不可調(diào)）
10～200,可調(diào)（@600FOV）
Riegl的設(shè)備占優(yōu)：
可以以最大掃描角來進(jìn)行許多項目的掃描，而不需要考慮視場（FOV）的大小變化。
掃描速度越大，沿飛行方向的點(diǎn)越密；掃描速度越小，沿飛行方向的點(diǎn)越稀疏，但是垂直于飛行方向的點(diǎn)越密。只有Riegl的設(shè)備能夠根據(jù)項目的需要制定出最佳的掃描角／掃描速度的組合。
激光掃描儀最高精度（厘米）
5
5
2
Riegl設(shè)備占優(yōu)。
是否具備全波形數(shù)字化技術(shù)
尚不具備
尚不具備
具備
Riegl設(shè)備占優(yōu)。
是否具備實時數(shù)字化處理全波形技術(shù)
尚不具備
尚不具備
具備
Riegl設(shè)備占優(yōu)。
所得產(chǎn)品（高程和平面）能否滿足1：2000的精度要求？
滿足
滿足
滿足
垂直方向的最小分辨測量距離（米）
3.5
3.5
0.3
Riegl設(shè)備占優(yōu)，得益于全波形數(shù)字化技術(shù)。
所得產(chǎn)品（高程和平面）能否滿足1：1000的精度要求？
滿足（多個超過1000平方公里的大面積測圖成果），并且經(jīng)過許多測繪部門的驗收
缺少使用徠卡和Optech設(shè)備在國內(nèi)所獲成果的例子。
所得產(chǎn)品（高程和平面）能否滿足1：500的精度要求？
滿足（多塊面積測圖成果），并且經(jīng)過許多測繪部門的驗收
設(shè)備在國內(nèi)的維修率和故障率
非常高（一半不能正常使用）
高
≈0 （四年內(nèi)）僅僅一家更換了一個電纜（使用五年），外加一塊芯片。
設(shè)備在國內(nèi)的占有率
第一（13臺）
第三（四臺）
第二（六臺）
在國內(nèi)完成的合格的項目量
不多
不多
多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他兩家。
綜上所述，不難看出，為什么這么多的廠家都使用Riegl的激光掃描儀來集成和銷售機(jī)載激光雷達(dá)。
（五）飛行高度和精度的關(guān)系
我們常常面臨兩難的困境：一方面想飛得高一些，飛得快一些，以便盡快完成項目；但是，飛得高，飛得快，GPS/IMU的誤差大，激光發(fā)射的頻率低，入射到地面的激光點(diǎn)稀疏，激光測距的精度低。
我們遇到的大多數(shù)項目精度要求在1：2000，如果能夠提高到1：500更好。因此，在2008年以前，國內(nèi)設(shè)備的激光發(fā)射的最高頻率為100,000赫茲，飛行高度（AGL: Above Grond Level）大多數(shù)在1000米以下，以保證每平方米有一個激光點(diǎn)，GPS/IMU的誤差在5－10cm之間，影像的分辨率在12cm或更小。近年來，由于具備更高的激光發(fā)射頻率和具備多脈沖技術(shù)的機(jī)載激光雷達(dá)相繼引入我國，飛行的高度可提高到1800米左右。
如果要飛行大面積的精度在1：5000以下的項目，飛行的高度可以設(shè)在3000米以上，甚至更高。但是精度會明顯下降，激光點(diǎn)的密度會大幅減少。如果要飛有植被覆蓋的山區(qū)，入射到地面的激光點(diǎn)的幾率非常小，基本不可取。
（六）技術(shù)數(shù)據(jù)之我見
當(dāng)我們評判各家產(chǎn)品時，習(xí)慣于對比廠家所公布的技術(shù)參數(shù)。由于對西方技術(shù)和上市大企業(yè)的敬畏，往往傾向于相信他們所公布的一切，即使對于許多的參數(shù)持有疑問。
作者常常和朋友包博（著名的國際激光雷達(dá)專家，激光雷達(dá)格式語言LAS的撰寫者）討論某些公司在網(wǎng)上所公布的令人驚奇的高精度參數(shù)，基于我們多年來集成、銷售和使用激光雷達(dá)的經(jīng)驗，我們知道那是不可能的。比如：當(dāng)飛行高度在2000米時，系統(tǒng)的GPS/IMU的誤差在15cm以上，打在地面的激光點(diǎn)的密度2平方米內(nèi)還不到一個點(diǎn)，而有些公司居然聲稱她的精度在10－12cm;包博和我曾經(jīng)多次直接與某公司負(fù)責(zé)激光雷達(dá)部的總經(jīng)理（與我認(rèn)識八年，與包博認(rèn)識十多年）通話，詢問如何能夠得到這樣的精度？得到了一個實實在在的回答：這是理論值，不是測出來的。
同樣可嘆的是，國內(nèi)某單位在招標(biāo)購買機(jī)載激光雷達(dá)設(shè)備時，居然把這樣一個從來得不到的技術(shù)參數(shù)，作為招標(biāo)參數(shù)。這也不能怪他們，因為他們從來沒有用過機(jī)載激光雷達(dá)！聽到的都是銷售人員的片面言辭，而這些銷售人員盡管自己根本搞不清楚，卻也不敢去懷疑自己背后這些大公司的宣傳。
我們再來看一組數(shù)據(jù)：某公司網(wǎng)站上公布的其激光雷達(dá)的發(fā)射頻率是33,000Hz到167,000Hz，其激光掃描的最大射程為4000米。
我們來計算一下：
當(dāng)PRR=33,000Hz時，發(fā)射相鄰兩個激光點(diǎn)之間的時間間隔
△T = 1/PRR = 1/33,000 = 3.03 μS
光速 C = 3x108 米／秒，因此，在此發(fā)射頻率下，激光的最大射程為
D = Cx△T /2 = 4,545米 （理論最高值，對應(yīng)于反射率90％以上，真空中）
由此你可以明白：4000米的最大射程，只是“忽悠”人的，因為，在實際的項目中，地面物體（樓房、道路、樹木、山坡等）的反射率在60％以下，天空中的灰塵、膠體、水分，太陽光等也會對光線阻擋和干擾。在實際做項目時，連3000米的飛行高度也多不可?。]有多少回波信號）。
反過來我們也可推出：如果激光雷達(dá)的最大射程為5000米，那么，它的最低激光發(fā)射頻率為30,000Hz（理論值）。如果它的激光掃描儀的最低發(fā)射頻率是30,000赫茲或33,000赫茲，那么，你就可以認(rèn)定它的最高飛行高度5000米是“理論值”。
機(jī)載激光雷達(dá)的最大射程一定是對應(yīng)物體的某一反射率而言，籠統(tǒng)的講多大是不科學(xué)的。同樣的激光器，在同樣的功率下，同樣的激光發(fā)射頻率下，對應(yīng)于不同的物體，所得到的物體的反射強(qiáng)度是不一樣的，因此最大射程也是不一樣的。
舉一個例子來說明射程數(shù)據(jù)里面的“忽悠度”。成都某單位購買了某外國公司的一個射程1500米的三維激光掃描儀，使用后，發(fā)現(xiàn)最大射程從來沒有超過一半即800米。廠家解釋那個射程是對應(yīng)于反射率90％的物體（如棱鏡，標(biāo)靶等）的，而不是實際的工程情況。這種情況發(fā)生在“幾乎所有”外國廠家在中國的銷售客戶中。廠家聲稱射程300多米（90％反射率），但是在實際應(yīng)用中，在200米的距離上，基本沒有激光點(diǎn)。
注意：我在此應(yīng)用了一個幾乎所有，而不是所有廠家，因為有一個廠家所公布的參數(shù)非?！皩嵲凇保缓八帧?。這個廠家就是奧地利的Riegl公司。
去年，中科院在成都的一個單位，需要購買長距離（≥1000米）的三維激光掃描儀。聲稱：只要實際測量射程能夠滿足1000米，就購買誰的產(chǎn)品。有一個公司的產(chǎn)品聲稱是加強(qiáng)型的三維激光掃描儀，能夠超過1700米，可是，其代理公司在一年中，前后去了昆明和成都五次，一次射程也沒有滿足1000米。而該客戶使用Riegl公司的LMS-Z420i（ 四川一客戶2005年購買，公布射程800米（80％反射率））在北川地震區(qū)的山坡測試，射程卻超1200米；使用Riegl LMS-Z620三維激光掃描儀（公布射程2000米（80％反射率））在北川等山地測試，冒著大雨測試，射程超過1700米，在無雨天氣，測試的射程超過2100米。
對于精度參數(shù)的閱讀，我們也要非常小心。幾乎所有的廠家所給出的精度都不要太期待著你能夠親眼見到。但是對于Riegl和IGI公司所給出的參數(shù)，你不僅可以相信，而且還要比他們說的“更好”！2007年，我們曾經(jīng)使用LiTEMapper 5600對山海關(guān)長城約20平方公里進(jìn)了行高精度的激光掃描和影像拍照,試一試其最高的精度是多少？航飛高度為400米以下， 飛行速度160公里／小時。數(shù)據(jù)結(jié)果非常令人滿意。經(jīng)過北京測繪院和河北省測繪局大量和嚴(yán)格的質(zhì)量檢校，90％的水平精度優(yōu)于12cm，高程精度優(yōu)于10cm。
另外，我們在2008年使用LiteMapper 5600還對天津市區(qū)進(jìn)行了1700多平方公里的激光雷達(dá)飛行，航高700米，飛行速度160公里／小時。所得的水平和高程精度90％滿足1：1000的技術(shù)要求。
注：這兩個地方都是鄰近大海的，而且植被相對不多。
