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激光雷达 (光检测和测距) 是一种利用发射激光脉冲的飞行时间来测量仪器和目标之间精确距离的方法 ( Gardner, 1982 ; Sun, 2017 ; Zhou et al., 2017 )。当作为轨道有效载荷时，激光雷达可对表面进行连续测距测量，沿航天器轨道建立地形剖面。只要有合适的轨道和测量节奏，就可以构建整个星球的地形图，精度达到厘米到米，并具有精确的大地测量控制。对月球和火星的轨道激光雷达测量提供了全球地形图，这些图是科学研究和探索工作的基础数据集。通过测量透射和反射的激光脉冲能量，可以确定激光波长下表面的反射率，而不管自然照明条件或表面的热状态如何。从这个角度看，我简要总结了激光雷达在行星科学应用方面的历史，从阿波罗 15 号激光高度计开始，并确定了几种与最紧迫的行星科学问题相关的未来技术和测量概念。我的目的是强调如何以新的方式使用两种基本的激光雷达测量（飞行时间和接收的激光能量）来提供独特的科学测量。我将这个观点限制在行星科学激光雷达研究上，并不关注丰富的地球科学激光雷达任务、地面和机载研究，也不讨论激光雷达在导航和制导目的上的严格使用，因为它越来越多地用于航天器对接、地形相对导航 (TNR) 以及着陆制导和控制。
激光雷达在行星科学中的未来
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