南京信息工程大學(xué)：打造全天候非視域激光雷達(dá)

“在降雨的時候，雨水會阻擋我們的視線，激光雷達(dá)也一樣，雨水積在雷達(dá)光學(xué)玻璃的表面，導(dǎo)致雷達(dá)性能受限。"夏海云介紹，風(fēng)切變是常見的航空氣象災(zāi)害，嚴(yán)重威脅飛機(jī)起降安全，傳統(tǒng)測風(fēng)激光雷達(dá)由于探測能力有限，難以適應(yīng)各種復(fù)雜惡劣天氣條件下的風(fēng)切變探測，“我們通過江蘇菲沃泰納米科技股份有限公司研制的納米結(jié)構(gòu)，在玻璃上做了一個疏水疏油的材料，讓油污、水滴不會積在鏡片上，激光能夠順利打出去。"

記者了解到，該課題組研制出的30千米全天候非視域多功能激光雷達(dá)位于水平，水平和垂直探測距離分別達(dá)到30公里和7公里，尤其是在降雨、大霧等惡劣天氣下，單機(jī)實現(xiàn)大氣風(fēng)場、降雨、云霧、湍流等多項參數(shù)的高時空分辨率探測。根據(jù)課題組在云南昆明長水機(jī)場連續(xù)9個月的觀測結(jié)果，在降雨條件下，該雷達(dá)10千米以上的探測概率達(dá)到92.79%，有效覆蓋機(jī)場跑道。

值得一提的是，無論是在城市的高樓大廈之間，還是在崎嶇的自然地形中，即使在激光“看不見"“照不到"的情況下，該雷達(dá)也可以借助人工智能技術(shù)建立風(fēng)場反演模型，準(zhǔn)確提供全域的高時空分辨率探測數(shù)據(jù)。

“在外場實驗中，廣州白云機(jī)場由于機(jī)場塔臺、航站樓和圍欄等低空建筑物的遮擋，導(dǎo)致跑道缺乏完整的水平風(fēng)場探測數(shù)據(jù)。在光束阻擋的區(qū)域，我們就通過流體力學(xué)的辦法，去計算高樓等阻擋物后面應(yīng)該是怎樣的，也就是在視線受阻擋別人沒法探測的情況下，在世界上實現(xiàn)了風(fēng)場全區(qū)域的測量和重建。"夏海云說。

此外，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)也是該雷達(dá)的一大特點，未來可根據(jù)實際需求，應(yīng)用于航空氣象、交通氣象、環(huán)保監(jiān)測、應(yīng)急管理等多種場景。夏海云表示，他們采用了單光子靈敏度的探測，所以這款雷達(dá)的發(fā)射功率是低的，只有1.5瓦，發(fā)熱量小，對環(huán)境的適應(yīng)能力也非常穩(wěn)定，“可以在零上60攝氏度至零下40攝氏度的大氣環(huán)境中，進(jìn)行24小時365天不間斷工作。"