Професионално знаење

Ласерски радар

2021-09-23
Лидар (ласерски радар) е радарски систем кој емитува ласерски зрак за да ја открие позицијата и брзината на целта. Нејзиниот принцип на работа е да испрати сигнал за детекција (ласерски зрак) до целта, а потоа да го спореди примениот сигнал (целно ехо) што се рефлектира од целта со пренесениот сигнал и по соодветна обработка, можете да добиете релевантни информации за целта, како што се Целното растојание, азимут, надморска височина, брзина, став, дури и форма и други параметри, за да се детектираат, следат и идентификуваат авиони, проектили и други цели. Се состои од ласерски предавател, оптички приемник, грамофон и систем за обработка на информации. Ласерот ги претвора електричните импулси во светлосни импулси и ги емитува. Оптичкиот приемник потоа ги враќа светлосните импулси рефлектирани од целта до електричните импулси и ги испраќа на екранот.
LiDAR е систем кој интегрира три технологии: ласер, систем за глобално позиционирање и систем за инерцијална навигација, кои се користат за добивање податоци и генерирање точни DEM. Комбинацијата на овие три технологии може да го лоцира местото на ласерскиот зрак кој удира во објектот со голема точност. Понатаму, тој е поделен на позрелиот теренски систем LiDAR за добивање на копнени дигитални висински модели и зрелиот хидролошки систем LIDAR за добивање подводен DEM. Заедничка карактеристика на овие два системи е употребата на ласери за откривање и мерење. Ова е исто така оригиналниот англиски превод на зборот LiDAR, имено: LEHT Detection And Ranging, скратено како LiDAR.
Самиот ласер има многу прецизна способност за опсег, а неговата прецизност на опсег може да достигне неколку сантиметри. Покрај самиот ласер, точноста на системот LIDAR зависи и од внатрешните фактори како што се синхронизацијата на ласерот, GPS и инерцијалната мерна единица (IMU). . Со развојот на комерцијални GPS и IMU, стана возможно и широко се користи за добивање податоци со висока прецизност од мобилни платформи (како на пример во авиони) преку LIDAR.
Системот ЛИДАР вклучува ласер со тесен појас со еден зрак и систем за примање. Ласерот генерира и емитува светлосен пулс, го погодува објектот и го рефлектира назад, и конечно го прима приемникот. Приемникот точно го мери времето на ширење на светлосниот пулс од емисија до рефлексија. Бидејќи светлосните импулси се движат со брзина на светлината, приемникот секогаш го прима рефлектираниот пулс пред следниот импулс. Имајќи предвид дека брзината на светлината е позната, времето на патување може да се претвори во мерење на растојание. Комбинирајќи ја висината на ласерот, аголот на ласерско скенирање, позицијата на ласерот добиена од GPS и насоката на ласерската емисија добиена од INS, координатите X, Y, Z на секоја земјена точка може точно да се пресметаат. Фреквенцијата на емисија на ласерски зрак може да се движи од неколку импулси во секунда до десетици илјади импулси во секунда. На пример, систем со фреквенција од 10.000 импулси во секунда, приемникот ќе сними 600.000 поени за една минута. Општо земено, растојанието помеѓу земјените точки на системот LIDAR се движи од 2-4 m. [3]
Принципот на работа на лидарот е многу сличен на оној на радарот. Користејќи го ласерот како извор на сигнал, импулсниот ласер што го емитува ласерот удира во дрвја, патишта, мостови и згради на земјата, предизвикувајќи расејување, а дел од светлосните бранови ќе се рефлектираат до приемот на лидарот. На уредот, според принципот на ласерско досегнување, се добива растојание од ласерскиот радар до целната точка. Импулсниот ласер континуирано го скенира целниот објект за да ги добие податоците за сите целни точки на целниот објект. По обработката на слики со овие податоци, може да се добијат точни тридимензионални слики.
Најосновниот принцип на работа на лидарот е ист како оној на радио радарот, односно се испраќа сигнал од радарскиот преносен систем, кој се рефлектира од целта и се собира од системот за примање, а се одредува растојанието на целта. со мерење на времето на работа на рефлектираната светлина. Што се однесува до радијалната брзина на целта, таа може да се одреди со доплерово фреквентно поместување на рефлектираната светлина или може да се мери со мерење на две или повеќе растојанија и пресметување на брзината на промена за да се добие брзината. Ова е и е исто така основниот принцип на радарите за директно откривање. принцип на работа
Предности на Lidar
Во споредба со обичните микробранови радари, бидејќи користи ласерски зрак, работната фреквенција на лидарот е многу повисока од онаа на микробрановата печка, па затоа носи многу предности, главно:
(1) Висока резолуција
Lidar може да добие исклучително висок агол, растојание и резолуција за брзина. Обично аголната резолуција не е помала од 0,1 мард, што значи дека може да разликува две цели на оддалеченост од 0,3 метри на оддалеченост од 3 км (тоа е невозможно за микробранови радари во секој случај), и може да следи повеќе цели во исто време; резолуцијата на опсегот може да биде до 0,lm; резолуцијата на брзината може да достигне до 10 m/s. Високата резолуција на растојанието и брзината значи дека технологијата за снимање на далечина-доплер може да се користи за да се добие јасна слика на целта. Високата резолуција е најзначајната предност на lidar, и повеќето од неговите апликации се базираат на тоа.
(2) Добро прикривање и силна антиактивна способност за пречки
Ласерот се шири во права линија, има добра насоченост, а зракот е многу тесен. Може да се прими само на нејзиниот пат на ширење. Затоа, на непријателот му е многу тешко да го пресретне. Системот за лансирање на ласерскиот радар (преносен телескоп) има мала бленда, а областа за примање е тесна, па затоа е намерно лансиран. Веројатноста дека сигналот за заглавување на ласерот ќе влезе во ресиверот е исклучително мала; освен тоа, за разлика од микробрановиот радар, кој е подложен на електромагнетни бранови кои постојат широко во природата, нема многу извори на сигнал кои можат да пречат на ласерскиот радар во природата, така што ласерскиот радар е антиактивен. Способноста за пречки е многу силна, погоден за работа во сè посложена и интензивна средина за информациско војување.
(3) Добри перформанси за откривање на мала надморска височина
Поради влијанието на различните ехо од копнените објекти во микробрановите радари, постои одредена област на слепа област (незабележлива област) на мала надморска височина. За лидарот, само осветлената цел ќе се рефлектира и нема влијание на ехото на земјените објекти, така што може да работи на „нулта надморска височина“, а перформансите за откривање на ниска надморска височина се многу посилни од оние на микробрановите радари.
(4) Мала големина и мала тежина
Општо земено, обемот на обичните микробранови радари е огромен, масата на целиот систем е снимена во тони, а дијаметарот на оптичката антена може да достигне неколку метри, па дури и десетици метри. Лидарот е многу полесен и повешт. Дијаметарот на лансирачкиот телескоп е генерално само на ниво од сантиметар, а масата на целиот систем е само десетици килограми. Лесно се поставува и расклопува. Покрај тоа, структурата на лидарот е релативно едноставна, одржувањето е практично, работата е лесна, а цената е ниска.
Недостатоци на лидарот
Пред се, на работата многу влијаат временските услови и атмосферата. Општо земено, слабеењето на ласерот е мало при ведро време, а растојанието на ширење е релативно долго. Во лоши временски услови, како што се силен дожд, густ чад и магла, слабеењето нагло се зголемува и растојанието на ширење е значително засегнато. На пример, ласерот co2 со работна бранова должина од 10,6 μ¼ m има подобри перформанси на атмосферски пренос меѓу сите ласери, а слабеењето при лоши временски услови е 6 пати повеќе од сончевите денови. Опсегот на ко2 лидар што се користи на земја или на мала надморска височина е 10-20 км на сончев ден, додека е намален на помалку од 1 км при лоши временски услови. Згора на тоа, атмосферската циркулација ќе предизвика и искривување и нервоза на ласерскиот зрак, што директно влијае на точноста на мерењето на лидарот.
Второ, поради екстремно тесниот зрак на лидар, многу е тешко да се бараат цели во вселената, што директно влијае на веројатноста за пресретнување и ефикасноста на откривање на некооперативни цели. Може да пребарува и фаќа цели само во мал опсег. Затоа, лидарот е помалку независен и директен. Се користи на бојното поле за откривање и пребарување на цели.
X
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
Reject Accept