星載大氣激光雷達是指以衛(wèi)星為搭載平臺，激光光束從高空直接進入大氣層中，用于獲取高品質(zhì)測量數(shù)據(jù)的激光雷達。星載大氣激光雷達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)，對預報預警大氣污染、掌握大氣顆粒物形成機制、提升定量遙感服務(wù)能力等具有重要意義。
激光雷達是一種利用激光來實現(xiàn)精確測距的傳感器。激光雷達在氣象、測繪、自動駕駛、虛擬現(xiàn)實、軍事等領(lǐng)域應用廣泛，2023年，我國激光雷達市場規(guī)模約42.3億元。根據(jù)載荷平臺不同，激光雷達分為機載雷達、星載雷達、船載激光雷達、彈載激光雷達等。星載激光雷達的軌道高度高，與機載激光雷達相比，具有測量范圍廣泛、觀測視野廣、時空分辨率高、全天時運行等優(yōu)勢。
星載大氣激光雷達研究起步于上世紀九十年代初，晚于機載大氣激光雷達。全球范圍內(nèi)，美國是星載大氣激光雷達領(lǐng)域領(lǐng)導者，在其技術(shù)、應用、規(guī)模等方面均處于領(lǐng)先水平。美國于1994年開始通過星載大氣激光雷達探測地球大氣，2006年發(fā)射了攜帶有CALIOP激光雷達的CALIPSO衛(wèi)星，該載荷是美國發(fā)射最成功的大氣探測激光雷達。
與歐美國家相比，我國星載大氣激光雷達研究起步晚，早期大氣環(huán)境監(jiān)測能力缺失。近幾年，隨著國內(nèi)技術(shù)突破、研究深入，星載大氣激光雷達才得到發(fā)展。我國星載激光雷達研究機構(gòu)有上海光機所、中科院遙感所、技物所、中電集團27所、武漢大學、哈爾濱工業(yè)大學、北京空間機電研究所等。
2022年之前國內(nèi)無在軌工作的星載大氣探測激光雷達，2022年4月，由中國科學院上海光機所研制的大氣探測激光雷達（ACDL）隨DQ-1衛(wèi)星成功發(fā)射。ACDL是國際首個星載二氧化碳探測激光雷達、首個高光譜氣溶膠探測激光雷達，主要任務(wù)是通過激光探測沿衛(wèi)星運動軌跡探測全球大氣氣溶膠和云的高分辨垂直剖面。
星載大氣激光雷達具有高精度、高分辨、全天時、三維成像、高效成圖等優(yōu)勢，在大氣環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境治理、氣候變化研究等領(lǐng)域具有重要作用。我國星載大氣激光雷達研制、應用起步晚，與美國相比仍有較大差距，未來在此方面仍需加大投入和研究的力度。