南京信息工程大学造出国际领先全天候非视域激光雷达

4月8日，南京信息工程大学大气物理学院教授夏海云研制的30千米全天候非视域多功能激光雷达，在恶劣天气、建筑物阻挡等情况下也可实现精准探测。相关研究成果于近期在国际著名杂志《遥感》《光学快讯》上发表。

“在降雨的时候，雨水会阻挡我们的视线，激光雷达也一样，雨水积在雷达光学玻璃的表面，导致雷达性能受限。”夏海云介绍，风切变是常见的航空气象灾害，严重威胁飞机起降安全，传统测风激光雷达由于探测能力有限，难以适应各种复杂恶劣天气条件下的风切变探测，“我们通过江苏菲沃泰纳米科技股份有限公司研制的纳米结构，在玻璃上做了一个疏水疏油的材料，让油污、水滴不会积在镜片上，激光能够顺利打出去。”

据了解，该课题组最新研制出的30千米全天候非视域多功能激光雷达位于全球领先水平，最大水平和垂直探测距离分别达到30公里和7公里，尤其是在降雨、大雾等恶劣天气下，单机实现大气风场、降雨、云雾、湍流等多项参数的高时空分辨率探测。根据课题组在云南昆明长水机场连续9个月的观测结果，在降雨条件下，该雷达10千米以上的探测概率达到92.79%，有效覆盖机场跑道。

值得一提的是，无论是在城市的高楼大厦之间，还是在崎岖的自然地形中，即使在激光“看不见”“照不到”的情况下，该雷达也可以借助人工智能技术建立风场反演模型，准确提供全域的高时空分辨率探测数据。

“在外场实验中，广州白云机场由于机场塔台、航站楼和围栏等低空建筑物的遮挡，导致跑道缺乏完整的水平风场探测数据。在光束阻挡的区域，我们就通过流体力学的办法，去计算高楼等阻挡物后面应该是怎样的，也就是在视线受阻挡别人没法探测的情况下，在世界上率先实现了风场全区域的测量和重建。”夏海云说。

此外，环境适应能力强也是该雷达的一大特点，未来可根据实际需求，应用于航空气象、交通气象、环保监测、应急管理等多种场景。夏海云表示，他们采用了单光子灵敏度的探测，所以这款雷达的发射功率是世界上最低的，只有1.5瓦，发热量小，对环境的适应能力也非常稳定，“可以在零上60摄氏度至零下40摄氏度的大气环境中，进行24小时365天不间断工作。”