星載大氣激光雷達(dá)是指以衛(wèi)星為搭載平臺(tái)，激光光束從高空直接進(jìn)入大氣層中，用于獲取高品質(zhì)測(cè)量數(shù)據(jù)的激光雷達(dá)。星載大氣激光雷達(dá)可提供二氧化碳濃度、云-氣溶膠、云垂直廓線、航跡旋渦、行星邊界層特性等數(shù)據(jù)，對(duì)預(yù)報(bào)預(yù)警大氣污染、掌握大氣顆粒物形成機(jī)制、提升定量遙感服務(wù)能力等具有重要意義。
激光雷達(dá)是一種利用激光來(lái)實(shí)現(xiàn)精確測(cè)距的傳感器。激光雷達(dá)在氣象、測(cè)繪、自動(dòng)駕駛、虛擬現(xiàn)實(shí)、軍事等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，2023年，我國(guó)激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模約42.3億元。根據(jù)載荷平臺(tái)不同，激光雷達(dá)分為機(jī)載雷達(dá)、星載雷達(dá)、船載激光雷達(dá)、彈載激光雷達(dá)等。星載激光雷達(dá)的軌道高度高，與機(jī)載激光雷達(dá)相比，具有測(cè)量范圍廣泛、觀測(cè)視野廣、時(shí)空分辨率高、全天時(shí)運(yùn)行等優(yōu)勢(shì)。
星載大氣激光雷達(dá)研究起步于上世紀(jì)九十年代初，晚于機(jī)載大氣激光雷達(dá)。全球范圍內(nèi)，美國(guó)是星載大氣激光雷達(dá)領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)者，在其技術(shù)、應(yīng)用、規(guī)模等方面均處于領(lǐng)先水平。美國(guó)于1994年開始通過(guò)星載大氣激光雷達(dá)探測(cè)地球大氣，2006年發(fā)射了攜帶有CALIOP激光雷達(dá)的CALIPSO衛(wèi)星，該載荷是美國(guó)發(fā)射最成功的大氣探測(cè)激光雷達(dá)。
與歐美國(guó)家相比，我國(guó)星載大氣激光雷達(dá)研究起步晚，早期大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)能力缺失。近幾年，隨著國(guó)內(nèi)技術(shù)突破、研究深入，星載大氣激光雷達(dá)才得到發(fā)展。我國(guó)星載激光雷達(dá)研究機(jī)構(gòu)有上海光機(jī)所、中科院遙感所、技物所、中電集團(tuán)27所、武漢大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京空間機(jī)電研究所等。
2022年之前國(guó)內(nèi)無(wú)在軌工作的星載大氣探測(cè)激光雷達(dá)，2022年4月，由中國(guó)科學(xué)院上海光機(jī)所研制的大氣探測(cè)激光雷達(dá)（ACDL）隨DQ-1衛(wèi)星成功發(fā)射。ACDL是國(guó)際首個(gè)星載二氧化碳探測(cè)激光雷達(dá)、首個(gè)高光譜氣溶膠探測(cè)激光雷達(dá)，主要任務(wù)是通過(guò)激光探測(cè)沿衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌跡探測(cè)全球大氣氣溶膠和云的高分辨垂直剖面。
星載大氣激光雷達(dá)具有高精度、高分辨、全天時(shí)、三維成像、高效成圖等優(yōu)勢(shì)，在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境治理、氣候變化研究等領(lǐng)域具有重要作用。我國(guó)星載大氣激光雷達(dá)研制、應(yīng)用起步晚，與美國(guó)相比仍有較大差距，未來(lái)在此方面仍需加大投入和研究的力度。