以下文章来源于武汉大学遥感信息工程学院 ，作者遥感信息工程学院

编者按

遥感信息工程学院60余年辛勤耕耘，始终坚持“着眼于国民经济建设的需要，跟踪世界科学发展的前沿”的发展目标，落实立德树人根本任务，着力培养担当民族复兴大任的时代新人。学院一批师生“心怀国之大者”，在各自的专业领域默默坚守，汇聚成一股强大的遥感力量。学院新媒体中心试图每期选取一个小视角，采访一位话题人物，得以窥见全球顶尖学科、磅礴遥感力量的概貌。本期我们对遥感仪器领域的领军人物毛庆洲老师进行了专访。

坚持创新发展，是实现国家经济增长与科技进步的关键途径。习近平总书记曾强调：“高质量发展要靠创新，我们国家再往前发展也要靠自主创新。”党的二十大报告中明确指出了坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位。在当下，我国某些科技领域仍然面临着“卡脖子”的困境，创新愈发成为我国科技发展乃至全局发展的重中之重。现如今，在先进遥感仪器的研究领域，激光雷达的创新发展已经成为我国的重点任务。我院毛庆洲老师和他带领的团队就是我国在这一领域的领航者。

人物简介

毛庆洲，工学博士，武汉大学遥感信息工程学院教授、博士生导师。主要从事激光雷达装置及应用，3S集成理论与方法，组合导航定位技术、高精度激光测量及点云数据智能处理技术、模式识别与视觉测量技术及其在测绘、公路、铁路及隧道等大型工程检测与测量领域的应用等研究工作。主持国家重大科学仪器开发专项1项，自然科学基金项目和863项目4项，省基金3项及多项横向科研课题。获得国家技术发明二等奖1项，省部级科技奖10余项。获得国家发明等专利授权50余件，获得国家优秀专利奖1项，发表科技论文50余篇（其中SCI 20余篇）。

国产激光雷达的“领航人”

激光雷达，是一种以激光为主要工作媒介，同时借助相关的计算机软件，实现对地物目标进行三维测量的遥感仪器设备。激光雷达的应用场景和应用领域十分广泛：在军事领域，有用于侦察敌情的成像激光雷达、用于水下探测的海洋激光雷达等；在生活中，气象监测、犯罪现场还原，以及近年来兴起的无人驾驶等领域，也少不了激光雷达的身影。可以说，在维护国家安全、支持生产生活的方方面面，激光雷达都扮演着举足轻重的角色。

激光雷达成像图

长期以来，我国高性能遥感测量仪器的研制实力相对薄弱，像激光雷达这样的高精尖遥感仪器长期依赖国外进口；而从国外购买的激光雷达设备价格高昂，给相关的科研工作带来了极大的经济负担。因此，实现激光雷达的全面国产化刻不容缓。总体上看，想要实现激光雷达从研发到生产的自主可控，必须攻克硬件上的技术难题。

毛庆洲老师所带领的团队在激光雷达的相关硬件技术领域深耕二十余年，实现了每分钟12000转高速电机等硬件的量产，极大提升了国产化激光雷达的扫描角度分辨率；同时，通过对核心元器件与技术的持续攻关，毛老师和他的团队还成功攻克了激光信号宽动态接收、波形提取和高分辨率重建、动态高精度测角以及回波多周期探测等激光雷达测量关键技术。

MT-1500系列激光雷达

近年来，西方国家对我国高新技术企业的打压不断升级，国内激光雷达产业也受到严重的技术封锁。毛老师介绍，要解决激光雷达国产化的难题，首先要做到国内相关行业的紧密配合，解决激光雷达的生产问题。只有实现光学、材料、微电子等相关领域的配套发展，才能更好地推动高端测量仪器研制同步发展。其次要突破仪器生产制造的诸多瓶颈，解决目前工业加工中存在的问题，例如材料稳定性的保证、仪器的精密处理以及后续加工制造工艺基础技术的完善等。

毛老师强调，在解决激光雷达生产问题的基础上，国产激光雷达还必须朝仪器性能高端化、仪器体型轻巧化、搭载载体多样化、产品价格平民化等方向发展。此外，毛老师还强调，保证国产激光雷达有能力进行精度更高的测量，是实现其更广泛应用的基础。而想要提高国产激光雷达在大型应用场景中的使用效率，就得增加激光雷达的测量角度，以增大仪器进行摄影测量时的空间范围。谈到这里，毛老师表示，“我觉得我们有责任去实现这种高精尖技术的高度国产化！”这是一个遥感人的责任感，更是一种宏大的家国情怀。

除提高测量精度外，丰富激光雷达的搭载平台也是推广国产激光雷达的重要方式，例如，将激光雷达装载到卫星上，实现对地球表面的大范围遥感探测；将激光雷达搭载到轮船上，实现对水下目标以及海洋地形的探测等。在日常生活中，无人机可以作为激光雷达的主要搭载平台。目前, 我国机载激光雷达技术不断发展，在技术层面上，体现在测量精度的提高、高精度测角能力的增强、回波次数的增加等；在生产应用层面上，体现在仪器体型更轻、性能更高、价格更低、可应用场景更广等。相信在不久的将来，无人机搭载的激光雷达会得到更广泛的应用。

针对激光雷达技术的创新性发展，毛老师指出，当下数字孪生和元宇宙技术十分火热，激光雷达技术可以充当连接现实世界与数字虚拟世界的桥梁，利用激光雷达设备对现实世界进行精确的观测，让计算机中的数据模型能真正地“活”起来。

此外，激光雷达技术在智能制造、智能建造和智能运维等方面也发挥着重要的作用。毛老师及其团队在冬奥会场馆“冰丝带”的建设中所参与的工作，就是激光雷达在智能建造中的应用实例。2020年秋，应国家速滑馆建设单位北京城建集团邀请，毛老师带领团队利用高精度三维激光雷达对制冰排管安装现场进行了全面测量。要打造“最快的冰”，就必须保证制冰管被平整地铺设在场馆内，而在1.2万平方米的场馆中，每隔10厘米就要铺设一根制冰管，如果使用传统的人工检查方法，在一个月的建设时间内完成对这些制冰管位置高低和准温性的检测，无论是从作业的规模还是从精度的控制上来看，都是不可能完成的任务。而通过使用激光雷达等精密遥感测量设备进行检查，不仅能大大提高制冰管检查工作的效率，还能在场馆建设后期实现对混凝土铺设质量的评估，从整体上满足高效率、高质量的场馆建设要求。激光雷达在“冰丝带”建设中的应用，让世界见证了国产激光雷达的强大力量。

“最实在的认可是应用，最好的防守是创新”

毛老师和他的团队一直致力于将科研成果转化为能够解决实际工程与实际问题的方法，老师说，最实在的认可是应用，研究某一领域首先要探寻其应用前景，如果一项研究能够解决我们生产生活中面临的实际问题，那么它就有了值得深究的价值。毛老师举了一个简单的例子，“通过我们写的程序，效率可以得到提升，这就是对我们程序最大的认可，而当程序最后能够被社会认可并被广泛应用来解决实际问题时，就是对我们最大的认可。”

2022年4月，在中国铁建第五勘察设计院的邀请下，毛老师的团队利用自主研发的激光雷达对青藏铁路格拉段沿线进行了三维激光扫描测量，极大地缩短了工期，并且提供了精度更高的铁路沿线三维空间数据。2022年9月，印尼某政府部门需要对一个深度约370米的大峡谷进行地形测量，传统的测量方式风险极大。在对国际无人机激光雷达市场深入调研后，客户最终选择了毛老师团队参与研制的长测程激光雷达系统GS-1350N，很好地完成了这一高难度项目的挑战。无论是在过去还是未来，毛老师会在更多的实践中积极践行“最实在的认可是应用”，将更多的科研成果用于实践。

GS-1350N在500m深度下，树下回波点清晰明显，精度良好

目前，激光雷达正处在发展的黄金时期，应用场景正在逐步突破人们的想象，行业形势风云变幻。对此，毛老师用一句话概括了自己的态度：“最好的防守是创新。”突破与进步每时每刻都在发生，为了保持自己的技术领先，唯一要做和能做的事情就是不停歇的进步，不停歇的创新，不停歇的改变自己和革命自己。“只有这样才能始终保持领先地位，不惧竞争，走在技术和行业的前沿。这也是我们对于现状最朴素的认识。”也正因不断地自我鞭策，不断地被认可，毛老师和他带领的团队才能在科技竞争的浪潮中始终走在最前列。

传承创新之火

在教学中，毛老师希望同学们能够积极发扬创新精神，在实践中思考，在接触新事物时激发创造力。无论是带领学生在“互联网+”大学生创新创业大赛的大舞台上夺得银奖，还是在平时教学中施行深入浅出的启发式教学，都体现出毛老师对学生创新能力培养的重视。“实践是体现创新的最好途径”，毛老师一直这样教导自己的学生。在师生关系方面，毛老师始终将自己与学生看作同龄人，与学生同行，首先保持自己良好和年轻的心态，设身处地了解学生的发展状况。毛老师主张用自己的态度和精神去影响学生而非说教，主动倾听他们的想法而非灌输，在这个过程中找到一个师生之间的平衡点，师生双方在这种过程中都会收获到进步与新的体会。“通过这些过程，每个人的想法认知也会发生改变，才会更好的进步。”毛老师语重心长地说道。

毛老师强调，我们目前的目标和方向就是创新，在不断的探索中创新，在不息的实践中创新，让我们的创新在科学技术的发展和社会生产力的提高上继续做出更多贡献。

结语

二十年来，毛庆洲老师和他的团队一直奋斗在国产激光雷达研制与应用的前线，做出了卓越贡献。在未来，毛老师仍将深耕于激光雷达的研究领域，不断进行创新突破，致力于提升我国激光雷达深度与速度。同时，毛老师也会将创新之火传承给越来越多的青年学子，培养出更多能为国家发展担当大任的栋梁之材。创新新征程，建功新时代，毛老师和他的团队一直在奋进。

本文转载自微信公众号武汉大学遥感信息工程学院

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