激光雷達是壹種發射激光束來探測目標位置和速度的雷達系統。在工作原理上，它與微波雷達並無本質區別:它向目標發射探測信號(激光束)，然後將接收到的從目標反射回來的信號(目標回波)與發射信號進行比較，經過適當的處理，就可以獲得目標的相關信息，如目標距離、方位、高度、速度、姿態甚至形狀等參數，從而對飛機、導彈等目標進行探測、跟蹤和識別。
工作在紅外和可見光波段，以激光為工作光束的雷達稱為激光雷達。它由激光發射器、光接收器、轉臺和信息處理系統等組成。激光器將電脈沖轉換成光脈沖並發射出去，光接收器將目標反射的光脈沖轉換成電脈沖並發送給顯示器。
二、激光雷達的特點
與普通微波雷達相比，激光雷達使用激光束，工作頻率遠高於微波，因此帶來很多特點，主要包括:
(1)高分辨率
激光雷達可以獲得極高的角度、距離和速度分辨率。通常角分辨率不小於0.1馬德，也就是說，在3km的距離上能分辨出兩個相距0.3m的目標(這是微波雷達無論如何也做不到的)，並能同時跟蹤多個目標；距離分辨率可達0.lm；速度分辨率可以達到10m/s以內，距離和速度的高分辨率意味著距離多普勒成像技術可以獲得目標的清晰圖像。高分辨率是激光雷達最顯著的優勢，它的大部分應用都是基於此。
(2)隱蔽性好，抗主動幹擾能力強。
激光直線傳播，方向性好，光束非常窄，只能在其傳播路徑上接收，敵人很難攔截。而且激光雷達的發射系統(發射望遠鏡)口徑很小，接收區域狹窄，所以有意發射的激光幹擾信號進入接收機的概率極低。此外，與微波雷達容易受到自然界廣泛存在的電磁波影響的情況不同，自然界中能夠幹擾激光雷達的信號源並不多，因此激光雷達具有很強的抗主動幹擾能力，適合在日益復雜和激烈的信息戰環境中工作。
(3)良好的低空探測性能
由於各種地面回波的影響，微波雷達在低空有壹定面積的盲區(不可探測區)。對於激光雷達來說，只有被照射的目標會反射，完全沒有地物回波的影響，所以可以工作在“零高度”，低空探測性能比微波雷達強很多。
(4)體積小，重量輕
通常，普通微波雷達體積龐大，整個系統質量數噸，光學天線口徑幾米甚至幾十米。激光雷達要輕得多，也靈巧得多。發射望遠鏡的口徑壹般只有幾厘米，整個系統的最小質量只有幾十公斤。安裝和拆卸都非常簡單。而且激光雷達的結構相對簡單，易於維護，操作方便，價格低廉。
激光雷達的缺點
首先，工作受天氣和氛圍影響很大。壹般情況下，激光在晴朗天氣下衰減小，傳播距離遠。在暴雨、濃煙、濃霧等惡劣天氣下，衰減急劇增加，傳播距離受到很大影響。比如工作波長為10.6μm的co2激光器，在所有激光器中大氣傳輸性能更好，在惡劣天氣下的衰減是晴天的6倍。在晴天時，地面或低空使用的co2激光雷達的範圍為10-20km，但在惡劣天氣下，它會縮小到10-20k m內。而且大氣環流會使激光束產生畸變和抖動，直接影響激光雷達的測量精度。
其次，由於激光雷達的波束極窄，在空間搜索目標非常困難，直接影響了對非合作目標的攔截概率和探測效率，只能在小範圍內搜索捕獲目標，因此激光雷達很少直接用於戰場進行目標探測和搜索。
第三，軍事應用
激光掃描法不僅是軍事上獲取三維地理信息的主要方式，而且通過這種方式獲取的數據廣泛應用於資源勘探、城市規劃、農業開發、水利工程、土地利用、環境監測、交通通信、防震減災、國家重點建設工程等領域，為國民經濟、社會發展和科學研究提供了極其重要的原始資料，取得了顯著的經濟效益，顯示出良好的應用前景。與傳統測量方法相比，低空機載激光雷達地面三維數據獲取方法具有野外成本和後處理成本低的優點。目前，用戶迫切需要低成本、高密度、高速度、高精度的數字高程數據或數字地表數據，而機載激光雷達技術正好滿足了這壹需求，因此成為各種測量應用中的熱門高新技術。
快速獲取高精度數字高程數據或數字地表數據是機載激光雷達技術在諸多領域廣泛應用的前提。因此，研究機載激光雷達數據的精度具有重要的理論價值和現實意義。在此背景下，國內外學者對提高機載激光雷達數據的精度做了大量的研究。
由於飛行作業是激光雷達航空測繪的第壹道工序，為後續的室內數據處理提供了直接的初始數據。根據測量誤差原理和制定“規範”的基本原則，要求上壹工序結果所包含的誤差對下壹工序的影響最小。因此，研究機載激光雷達作業過程，優化作業方案設計，對提高數據質量具有重要意義。