Lidar (Laser Radar) este un sistem radar care emite un fascicul laser pentru a detecta poziția și viteza unei ținte. Principiul său de funcționare este de a trimite un semnal de detectare (razul laser) către țintă și apoi de a compara semnalul primit (ecou țintă) reflectat de țintă cu semnalul transmis și, după o procesare adecvată, puteți obține informații relevante despre țintă, cum ar fi distanța țintă, azimutul, altitudinea, viteza, atitudinea, chiar forma și alți parametri, astfel încât să detecteze, să urmărească și să identifice aeronave, rachete și alte ținte. Este alcătuit dintr-un transmițător laser, un receptor optic, o placă turnantă și un sistem de procesare a informațiilor. Laserul convertește impulsurile electrice în impulsuri de lumină și le emite. Receptorul optic restabilește apoi impulsurile de lumină reflectate de la țintă în impulsuri electrice și le trimite pe afișaj. LiDAR este un sistem care integrează trei tehnologii: laser, sistem de poziționare globală și sistem de navigație inerțial, utilizat pentru obținerea de date și generarea DEM precisă. Combinația acestor trei tehnologii poate localiza cu mare precizie punctul razului laser care lovește obiectul. Este împărțit în continuare în sistemul LiDAR de teren din ce în ce mai matur pentru obținerea modelelor digitale de elevație la sol și în sistemul LIDAR hidrologic matur pentru obținerea DEM subacvatic. Caracteristica comună a acestor două sisteme este utilizarea laserelor pentru detectare și măsurare. Aceasta este și traducerea originală în limba engleză a cuvântului LiDAR, și anume: Light Detection And Ranging, prescurtat ca LiDAR. Laserul însuși are o capacitate de distanță foarte precisă, iar acuratețea acestuia poate ajunge la câțiva centimetri. Pe lângă laserul în sine, acuratețea sistemului LIDAR depinde și de factori interni, cum ar fi sincronizarea laserului, GPS și unitatea de măsură inerțială (IMU). . Odată cu dezvoltarea GPS-ului comercial și IMU, a devenit posibil și utilizat pe scară largă pentru a obține date de înaltă precizie de pe platforme mobile (cum ar fi pe avioane) prin LIDAR. Sistemul LIDAR include un laser cu bandă îngustă cu un singur fascicul și un sistem de recepție. Laserul generează și emite un impuls de lumină, lovește obiectul și îl reflectă înapoi și în cele din urmă este primit de receptor. Receptorul măsoară cu precizie timpul de propagare a impulsului luminii de la emisie la reflexie. Deoarece impulsurile de lumină călătoresc cu viteza luminii, receptorul primește întotdeauna impulsul reflectat înainte de următorul impuls. Având în vedere că viteza luminii este cunoscută, timpul de călătorie poate fi convertit într-o măsurătoare a distanței. Combinând înălțimea laserului, unghiul de scanare laser, poziția laserului obținut din GPS și direcția de emisie laser obținută de la INS, coordonatele X, Y, Z ale fiecărui punct de la sol pot fi calculate cu precizie. Frecvența de emisie a fasciculului laser poate varia de la câteva impulsuri pe secundă la zeci de mii de impulsuri pe secundă. De exemplu, un sistem cu o frecvență de 10.000 de impulsuri pe secundă, receptorul va înregistra 600.000 de puncte într-un minut. În general, distanța dintre punctele la sol a sistemului LIDAR variază de la 2 la 4 m. [3] Principiul de funcționare al lidarului este foarte asemănător cu cel al radarului. Folosind laserul ca sursă de semnal, laserul pulsat emis de laser lovește copacii, drumurile, podurile și clădirile de pe pământ, provocând împrăștiere, iar o parte din undele de lumină vor fi reflectate la recepția lidarului. Pe dispozitiv, conform principiului distanței laser, se obține distanța de la radarul laser până la punctul țintă. Laserul cu impulsuri scanează continuu obiectul țintă pentru a obține datele tuturor punctelor țintă de pe obiectul țintă. După procesarea imaginilor cu aceste date, pot fi obținute imagini tridimensionale precise. Principiul de lucru cel mai de bază al lidar este același cu cel al radarului radio, adică un semnal este trimis de sistemul de transmisie radar, care este reflectat de țintă și colectat de sistemul de recepție, iar distanța țintei este determinată prin măsurarea timpului de funcţionare a luminii reflectate. În ceea ce privește viteza radială a țintei, aceasta poate fi determinată de deplasarea de frecvență Doppler a luminii reflectate sau poate fi măsurată prin măsurarea a două sau mai multe distanțe și calculul ratei de schimbare pentru a obține viteza. Acesta este și este, de asemenea, principiul de bază al radarelor cu detecție directă. Principiul de funcționare Avantajele Lidar În comparație cu radarul obișnuit cu microunde, deoarece folosește un fascicul laser, frecvența de funcționare a lidarului este mult mai mare decât cea a cuptorului cu microunde, deci aduce multe avantaje, în principal: (1) Rezoluție înaltă Lidar poate obține o rezoluție extrem de mare în unghi, distanță și viteză. De obicei, rezoluția unghiulară nu este mai mică de 0,1 mard, ceea ce înseamnă că poate distinge două ținte la 0,3 m distanță la o distanță de 3 km (acest lucru este imposibil pentru radarul cu microunde în orice caz) și poate urmări mai multe ținte în același timp; rezoluția intervalului poate fi de până la 0.lm; rezoluția vitezei poate ajunge la 10 m/s. Rezoluția mare a distanței și vitezei înseamnă că tehnologia de imagistică Doppler la distanță poate fi utilizată pentru a obține o imagine clară a țintei. Rezoluția înaltă este cel mai semnificativ avantaj al lidar și majoritatea aplicațiilor sale se bazează pe acesta. (2) Ascundere bună și capacitate puternică de interferență anti-activă Laserul se propagă în linie dreaptă, are o directivitate bună, iar fasciculul este foarte îngust. Poate fi primit doar pe calea sa de propagare. Prin urmare, este foarte greu pentru inamicul să intercepteze. Sistemul de lansare al radarului laser (telescopul emițător) are o deschidere mică, iar zona receptivă este îngustă, deci este lansat intenționat. Probabilitatea ca semnalul de bruiaj laser să intre în receptor este extrem de scăzută; în plus, spre deosebire de radarul cu microunde, care este susceptibil la undele electromagnetice care există pe scară largă în natură, nu există multe surse de semnal care pot interfera cu radarul laser în natură, astfel încât radarul laser este antiactiv. Capacitatea de interferență este foarte puternică, potrivit pentru lucrul în mediul din ce în ce mai complex și mai intens de război informațional. (3) Performanță bună de detectare la altitudine joasă Datorită influenței diferitelor ecouri ale obiectelor de la sol în radarul cu microunde, există o anumită zonă de zonă oarbă (zonă nedetectabilă) la altitudine joasă. Pentru lidar, doar ținta iluminată se va reflecta și nu există niciun impact al ecoului obiectului de la sol, astfel încât poate funcționa la „altitudine zero”, iar performanța de detectare la altitudine joasă este mult mai puternică decât cea a radarului cu microunde. (4) Dimensiuni mici și greutate redusă În general, volumul radarului obișnuit cu microunde este uriaș, masa întregului sistem este înregistrată în tone, iar diametrul antenei optice poate ajunge la câțiva metri sau chiar zeci de metri. Lidarul este mult mai ușor și mai îndemânatic. Diametrul telescopului de lansare este, în general, la nivelul unui centimetru, iar masa întregului sistem este de numai zeci de kilograme. Este ușor de instalat și dezasamblat. Mai mult, structura lidarului este relativ simplă, întreținerea este convenabilă, operarea este ușoară, iar prețul este mic. Dezavantajele lidarului În primul rând, munca este foarte afectată de vreme și atmosferă. În general, atenuarea laserului este mică pe vreme senină, iar distanța de propagare este relativ mare. Pe vreme rea, cum ar fi ploi abundente, fum dens și ceață, atenuarea crește brusc, iar distanța de propagare este foarte afectată. De exemplu, laserul co2 cu o lungime de undă de lucru de 10,6μm are performanța de transmisie atmosferică mai bună dintre toate laserele, iar atenuarea pe vreme rea este de 6 ori mai mare decât în zilele însorite. Intervalul de co2 lidar folosit la sol sau la altitudine joasă este de 10-20 km într-o zi însorită, în timp ce se reduce la mai puțin de 1 km pe vreme rea. Mai mult decât atât, circulația atmosferică va provoca, de asemenea, distorsionarea și agitația fasciculului laser, ceea ce afectează în mod direct precizia de măsurare a lidarului. În al doilea rând, din cauza fasciculului extrem de îngust al lidarului, este foarte dificil să cauți ținte în spațiu, ceea ce afectează direct probabilitatea de interceptare și eficiența detectării țintelor necooperante. Poate căuta și captura ținte doar într-un interval mic. Prin urmare, lidarul este mai puțin independent și mai puțin direct. Folosit pe câmpul de luptă pentru detectarea și căutarea țintelor.
Drepturi de autor @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - Module de fibră optică din China, producători de lasere cuplate cu fibră, furnizori de componente laser Toate drepturile rezervate.
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
