6月27日，山東省科學技術獎勵大會舉行，青島鐳測創(chuàng)芯科技有限公司（以下簡稱“鐳測創(chuàng)芯”）的“高光譜分辨率激光遙感技術裝備研發(fā)與應用”項目，獲得山東省科學技術發(fā)明一等獎。該技術通過激光雷達實現對大氣海洋的三維遙感探測，類似于為大氣“做CT”。目前該公司的相關技術及設備已經達到國際領先水平。

鐳測創(chuàng)芯激光雷達設備在風電領域，做風功率預測。

給大氣做CT

在位于嶗山區(qū)的鐳測創(chuàng)芯大樓樓頂上，布放著許多臺白色設備，設備頂部有一個轉動的伺服掃描頭，工作人員介紹，該設備就是三維掃描型測風激光雷達，通過三維掃描，設備正實時獲取空間三維風場的風速風向等信息。

“過去我們只能做地面或者點上的測量，通過激光雷達遙感設備，可以遙測某一區(qū)域內的空間信息。它能實現高分辨率、實時和立體的探測，相較于傳統微波雷達，其波長更短，分辨率更高，能夠探測大氣風場、溫室氣體、溫度、濕度以及氣溶膠等要素，被形象地比喻為給環(huán)境氣象做CT?！敝袊Ｑ蟠髮W海洋技術學院教授、鐳測創(chuàng)芯董事長吳松華介紹，這臺公司自主研制的測風激光雷達，相當于把看不見摸不著的風，變成可視化、三維立體的風，能為民航等部門提供重要數據。

青藏高原上，鐳測創(chuàng)芯激光雷達設備組成了全國乃至全球最高海拔、最大規(guī)模的風場及通量觀測激光雷達立體監(jiān)測網。

“現在膠東國際機場就布放著我們的設備，它每天都在默默為機組安全提供保障?！眳撬扇A說，氣流的變化對飛機的起降至關重要。過去風切變預警都是靠地面監(jiān)測后再利用算法反推進行的，但并不精準，風是突變的，在飛機起降過程中，隨時都有可能發(fā)生風速風向的改變，所以需要獲取精準的風切變數據。

激光雷達技術能精準根據航班、機型、環(huán)境等信息，動態(tài)捕捉到飛機尾渦的位置、強度等數據，把周邊十幾公里半徑、幾公里高空以下三維風場信息通過掃描精準監(jiān)測。

吳松華提到，還有一個問題，如果把所有數據都測出來，但它不一定都是航空飛行所需要的，那就造成虛警。所以，我們的設備，還配備了一套精密軟件，硬件軟件一體化，能實現信息快速迭代，迅速提升預報的準確性和實用性。

吳松華介紹，這套設備包含了激光發(fā)射、接收、光電轉換等模塊，以及配套的算法、軟件等，解決了全鏈條技術創(chuàng)新，用更高功率的激光器測得更遠、更精準，設備配套的算法、軟件可以將獲得的物理信息變成可被利用的數據。“實現了實驗室中精密測量儀器的產業(yè)化應用?！眳撬扇A說。

青藏高原上，鐳測創(chuàng)芯激光雷達設備組成了全國乃至全球最高海拔、最大規(guī)模的風場及通量觀測激光雷達立體監(jiān)測網。

從“跟跑”到“并跑”

“這項技術最早由中國海洋大學在20世紀90年代中期開始研究，通過長時間研發(fā)迭代，走出實驗室，目前在風電、氣象、航空中廣泛應用，賦能防災減災和更精細化的天氣預報?！眳撬扇A介紹。

1998年，以劉智深教授為首的中國海洋大學團隊完成了碘分子吸收池在激光多普勒測風中的應用，成功研制出我國首臺直接探測多普勒測風激光雷達。

但在激光雷達技術研發(fā)過程中，團隊面臨諸多難題。最初依賴進口光源，但遇到技術瓶頸、溝通障礙、觀測成本昂貴且性能不佳等問題。

在這種情況下，創(chuàng)業(yè)初期的團隊還面臨資金緊張的難題。當時幾位創(chuàng)始人自掏腰包，籌集了400萬元啟動資金。但在之后數百萬元的經費投入中，他們的啟動資金很快就捉襟見肘。

吳松華介紹，在政府平臺、天使投資及央企等多元化投資支持下，企業(yè)渡過難關并快速發(fā)展，最終擁有數千平方米的研發(fā)、生產場地。

在政策支持下，團隊通過自主攻關，逐步掌握了核心光源技術，研發(fā)出適應自身需求的特種光纖。2007年，團隊成功研制了我國首臺車載多普勒測風激光雷達。

在海上風電，鐳測創(chuàng)芯激光雷達設備進行風資源前期勘測。

“產學研結合是關鍵，學校的支持和企業(yè)邏輯的研發(fā)迭代促進了技術進步?！眳撬扇A說，在這個過程中，中國海洋大學科研經費主要用于基礎研究，給予了重要支持。企業(yè)作為創(chuàng)新主體，承擔了將科研成果轉化為實際產品的任務，通過市場驅動、整合，最終實現了0到1的跨越。這一過程中，企業(yè)的創(chuàng)新與高校創(chuàng)新互相補充，共同推動科研成果向產業(yè)應用的轉化。

隨著技術的進步，該公司不斷得到認可。在2019年國慶閱兵活動中，團隊利用一臺雷達實現了10米空間分辨率的風場觀測，覆蓋閱兵區(qū)域，為飛行管理和煙花表演提供了重要數據支持。吳松華介紹，該技術通過激光雷達的遙感能力，結合AI模型，能夠在一個區(qū)域內生成高精度的預測場，且因其微弱的激光不會產生電磁輻射，避免了對其他通訊的干擾。這項工作因其創(chuàng)新性獲得了閱兵指揮部的表彰。

現在在遙遠的青藏高原上，鐳測創(chuàng)芯的多臺激光雷達設備每天都在常態(tài)化運行，他們組成了全國乃至全球最高海拔、最大規(guī)模的風場及通量觀測激光雷達立體監(jiān)測網，提升了科研人員在大氣風場結構、大氣邊界層結構、區(qū)域湍流、氣溶膠特征等領域的數據獲取及分析能力，為青藏高原地區(qū)的大氣環(huán)流分析、數值預報模型優(yōu)化、氣象氣候學研究等提供重要的裝備和數據支撐。

此外，激光雷達在風能資源勘測、氣象環(huán)境監(jiān)測方面也有頗多應用。在風電領域，通過基于激光雷達的風機智慧控制，可以提高發(fā)電量；在氣象環(huán)境領域，能監(jiān)測風速、溫度、濕度等基本要素，以及PM2.5、溫室氣體和臭氧等指標。

“與國際最先進技術相比，我們已經實現了從‘跟跑’到‘并跑’的跨越?！眳撬扇A說，目前公司技術已經達到國際領先水平，去年公司產值已經突破4億，在國內處于前列。

（半島全媒體記者 王麗平）