A Lidar (lézerradar) egy olyan radarrendszer, amely lézersugarat bocsát ki a célpont helyzetének és sebességének érzékelésére. Működési elve, hogy egy érzékelő jelet (lézersugarat) küld a célpontra, majd a vett jelet (cél visszhang) összehasonlítja a továbbított jellel, és megfelelő feldolgozás után releváns információkat kaphat a célpontról, mint például a céltávolság, azimut, magasság, sebesség, helyzet, egyenletes alak és egyéb paraméterek a repülőgépek, rakéták és egyéb célpontok észlelése, nyomon követése és azonosítása érdekében. Lézeradóból, optikai vevőből, lemezjátszóból és információfeldolgozó rendszerből áll. A lézer az elektromos impulzusokat fényimpulzusokká alakítja és bocsátja ki. Az optikai vevő ezután visszaállítja a céltárgyról visszavert fényimpulzusokat elektromos impulzusokká, és elküldi a kijelzőre. A LiDAR egy olyan rendszer, amely három technológiát integrál: lézert, globális helymeghatározó rendszert és inerciális navigációs rendszert, adatgyűjtésre és pontos DEM generálására szolgál. E három technológia kombinációja nagy pontossággal tudja meghatározni a tárgyat eltaláló lézersugár pontját. Tovább oszlik az egyre érettebb terep LiDAR rendszerre a földi digitális magasságmodellek készítésére és a kiforrott hidrológiai LIDAR rendszerre a víz alatti DEM előállítására. A két rendszer közös jellemzője a lézerek észlelése és mérése. Ez egyben a LiDAR szó eredeti angol fordítása is, nevezetesen: Light Detection And Ranging, rövidítve LiDAR. Maga a lézer nagyon precíz hatótávolság-határozási képességgel rendelkezik, és a mérési pontossága elérheti a több centimétert is. A LIDAR rendszer pontossága magán a lézeren kívül olyan belső tényezőktől is függ, mint a lézer, a GPS és a tehetetlenségi mérőegység (IMU) szinkronizálása. . A kereskedelmi GPS és az IMU fejlődésével lehetővé vált és széles körben elterjedt a mobilplatformokról (például repülőgépekről) a LIDAR segítségével nagy pontosságú adatok beszerzése. A LIDAR rendszer egysugaras keskeny sávú lézert és vevőrendszert tartalmaz. A lézer fényimpulzust generál és bocsát ki, eltalálja a tárgyat és visszaveri azt, végül a vevő fogadja. A vevő pontosan méri a fényimpulzus terjedési idejét a kibocsátástól a visszaverődésig. Mivel a fényimpulzusok fénysebességgel haladnak, a vevő mindig megkapja a visszavert impulzust a következő impulzus előtt. Tekintettel arra, hogy a fény sebessége ismert, az utazási idő átszámítható távolságméréssé. A lézer magasságát, a lézeres pásztázási szöget, a GPS-ből kapott lézer helyzetét és az INS-ből kapott lézerkibocsátás irányát kombinálva pontosan kiszámítható az egyes talajfoltok X, Y, Z koordinátái. A lézersugár kibocsátásának gyakorisága másodpercenként néhány impulzustól több tízezer impulzusig terjedhet. Például egy másodpercenként 10 000 impulzus frekvenciájú rendszernél a vevő egy perc alatt 600 000 pontot rögzít. Általánosságban elmondható, hogy a LIDAR rendszer talajfolttávolsága 2-4 m között van. [3] A lidar működési elve nagyon hasonló a radarhoz. A lézert jelforrásként használva a lézer által kibocsátott impulzuslézer fákba, utakra, hidakra és a földön lévő épületekre ütközik, szóródást okozva, és a fényhullámok egy része visszaverődik a lidar vételére. A készüléken a lézeres hatótávolság elve szerint megkapjuk a lézerradar és a célpont távolságát. Az impulzuslézer folyamatosan pásztázza a célobjektumot, hogy megkapja a célobjektum összes célpontjának adatait. Az adatokkal végzett képfeldolgozás után pontos háromdimenziós képek készíthetők. A lidar legalapvetőbb működési elve megegyezik a rádióradaréval, vagyis a radaradó rendszer jelet küld, amit a célpont visszaver és a fogadó rendszer összegyűjt, és meghatározza a cél távolságát. a visszavert fény futási idejének mérésével. Ami a céltárgy sugárirányú sebességét illeti, ez meghatározható a visszavert fény Doppler-frekvencia-eltolódásával, vagy mérhető két vagy több távolság mérésével és a változás sebességének kiszámításával, hogy megkapjuk a sebességet. Ez és ez a közvetlen észlelő radarok alapelve is. működési elve A Lidar előnyei A hagyományos mikrohullámú radarhoz képest, mivel lézersugarat használ, a lidar működési frekvenciája sokkal magasabb, mint a mikrohullámú, így számos előnnyel jár, főként: (1) Nagy felbontású A Lidar rendkívül nagy szög, távolság és sebesség felbontást képes elérni. Általában a szögfelbontás nem kisebb, mint 0,1 mard, ami azt jelenti, hogy képes megkülönböztetni két egymástól 0,3 m távolságra lévő célpontot 3 km távolságban (ez a mikrohullámú radarnál semmi esetre sem lehetséges), és egyszerre több célpontot is képes követni; a tartomány felbontása legfeljebb 0,lm lehet; sebesség felbontása elérheti a 10 m/s-ot. A távolság és a sebesség nagy felbontása azt jelenti, hogy a távolság-Doppler képalkotó technológia segítségével tiszta képet kaphatunk a célpontról. A nagy felbontás a lidar legjelentősebb előnye, és az alkalmazások többsége erre épül. (2) Jó elrejtés és erős anti-aktív interferencia képesség A lézer egyenes vonalban terjed, jó irányíthatósággal rendelkezik, a sugár nagyon keskeny. Csak a terjedési útján lehet fogadni. Ezért az ellenség nagyon nehezen tudja elfogni. A lézerradar kilövőrendszere (átvivő teleszkóp) kis rekesznyílású, a vehető terület szűk, tehát szándékosan indul. Rendkívül kicsi annak a valószínűsége, hogy a lézerzavaró jel bejut a vevőegységbe; ráadásul a mikrohullámú radarral ellentétben, amely érzékeny a természetben széles körben előforduló elektromágneses hullámokra, a természetben nem sok olyan jelforrás van, amely zavarhatja a lézerradart, így a lézerradar antiaktív Az interferencia képessége nagyon erős, alkalmas az egyre bonyolultabb és intenzívebb információs hadviselési környezetben való munkavégzésre. (3) Jó kis magasságú észlelési teljesítmény A mikrohullámú radarban a különböző földi objektumok visszhangjainak hatására kis magasságban van egy bizonyos vakterület (nem észlelhető terület). A lidar esetében csak a megvilágított célpont tükröződik, és nincs hatása a földi objektum visszhangjának, így "nulla magasságban" tud működni, és az alacsony magasság észlelési teljesítménye sokkal erősebb, mint a mikrohullámú radaré. (4) Kis méret és könnyű súly Általában a hagyományos mikrohullámú radar térfogata hatalmas, az egész rendszer tömegét tonnában rögzítik, és az optikai antenna átmérője elérheti a több métert vagy akár a tíz métert is. A lidar sokkal könnyebb és ügyesebb. Az indító távcső átmérője általában csak centiméteres, az egész rendszer tömege pedig mindössze tíz kilogramm. Könnyen fel- és szétszerelhető. Ezenkívül a lidar szerkezete viszonylag egyszerű, a karbantartás kényelmes, a kezelés egyszerű és az ár alacsony. A lidar hátrányai Először is, a munkát nagyban befolyásolja az időjárás és a légkör. Általában a lézer csillapítása tiszta időben kicsi, és a terjedési távolság viszonylag hosszú. Rossz időben, például heves esőben, sűrű füstben és ködben a csillapítás meredeken növekszik, és nagymértékben befolyásolja a terjedési távolságot. Például a 10,6 μm üzemi hullámhosszú co2 lézer jobb légköri átviteli teljesítménnyel rendelkezik az összes lézer közül, és a csillapítás rossz időben hatszorosa a napsütéses napokon tapasztalhatónak. A talajon vagy alacsony magasságban használt co2 lidar hatótávolsága napsütéses napon 10-20 km, rossz időben 1 km alá csökken. Ezenkívül a légköri cirkuláció a lézersugár torzulását és vibrálását is okozza, ami közvetlenül befolyásolja a lidar mérési pontosságát. Másodszor, a lidar rendkívül keskeny nyalábja miatt nagyon nehéz célokat keresni az űrben, ami közvetlenül befolyásolja a nem együttműködő célpontok elfogásának valószínűségét és észlelési hatékonyságát. Csak kis tartományban tud célokat keresni és elfogni. Ezért a lidar kevésbé független és közvetlen. A csatatéren célfelderítésre és -keresésre használják.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
