Lidar (Laser Radar) to system radarowy, który emituje wiązkę laserową do wykrywania pozycji i prędkości celu. Jego zasadą działania jest wysłanie sygnału detekcji (wiązki lasera) do celu, a następnie porównanie odebranego sygnału (echa celu) odbitego od celu z sygnałem nadawanym i po odpowiednim przetworzeniu można uzyskać odpowiednie informacje o celu, takie jak odległość celu, azymut, wysokość, prędkość, położenie, nawet kształt i inne parametry, aby wykrywać, śledzić i identyfikować samoloty, pociski i inne cele. Składa się z nadajnika laserowego, odbiornika optycznego, gramofonu oraz systemu przetwarzania informacji. Laser zamienia impulsy elektryczne na impulsy świetlne i emituje je. Odbiornik optyczny przekształca następnie impulsy świetlne odbite od celu w impulsy elektryczne i wysyła je do wyświetlacza. LiDAR to system integrujący trzy technologie: laserową, globalnego systemu pozycjonowania i nawigacji inercyjnej, służący do pozyskiwania danych i generowania dokładnego DEM. Połączenie tych trzech technologii pozwala z dużą dokładnością zlokalizować punkt wiązki laserowej uderzającej w obiekt. Dzieli się on dalej na coraz bardziej dojrzały terenowy system LiDAR do pozyskiwania naziemnych cyfrowych modeli elewacji oraz dojrzały hydrologiczny system LIDAR do pozyskiwania podwodnego DEM. Wspólną cechą tych dwóch systemów jest zastosowanie laserów do wykrywania i pomiaru. Jest to również oryginalne angielskie tłumaczenie słowa LiDAR, a mianowicie: LIight Detection And Ranging, w skrócie LiDAR. Sam laser ma bardzo precyzyjną zdolność pozycjonowania, a jego dokładność może sięgać kilku centymetrów. Oprócz samego lasera dokładność systemu LIDAR zależy również od czynników wewnętrznych, takich jak synchronizacja lasera, GPS i inercyjna jednostka pomiarowa (IMU). . Wraz z rozwojem komercyjnego GPS i IMU stało się możliwe i szeroko stosowane pozyskiwanie precyzyjnych danych z platform mobilnych (takich jak samoloty) za pośrednictwem LIDAR. System LIDAR obejmuje jednowiązkowy laser wąskopasmowy oraz system odbiorczy. Laser generuje i emituje impuls świetlny, uderza w obiekt i odbija go z powrotem, a na koniec zostaje odebrany przez odbiornik. Odbiornik dokładnie mierzy czas propagacji impulsu świetlnego od emisji do odbicia. Ponieważ impulsy świetlne przemieszczają się z prędkością światła, odbiornik zawsze odbiera impuls odbity przed impulsem następnym. Biorąc pod uwagę, że prędkość światła jest znana, czas podróży można przeliczyć na pomiar odległości. Łącząc wysokość lasera, kąt skanowania laserowego, położenie lasera uzyskane z GPS oraz kierunek emisji lasera uzyskany z INS, można dokładnie obliczyć współrzędne X, Y, Z każdego punktu naziemnego. Częstotliwość emisji wiązki laserowej może wahać się od kilku impulsów na sekundę do kilkudziesięciu tysięcy impulsów na sekundę. Np. system o częstotliwości 10 000 impulsów na sekundę, odbiornik zarejestruje 600 000 punktów w ciągu jednej minuty. Ogólnie rzecz biorąc, rozstaw punktów gruntowych systemu LIDAR waha się od 2-4m. [3] Zasada działania lidaru jest bardzo podobna do działania radaru. Wykorzystując laser jako źródło sygnału, impulsowy laser emitowany przez laser uderza w drzewa, drogi, mosty i budynki na ziemi, powodując rozproszenie, a część fal świetlnych zostanie odbita w kierunku odbioru lidaru. Na urządzeniu, zgodnie z zasadą dalmierza laserowego, uzyskuje się odległość od radaru laserowego do punktu celu. Laser impulsowy w sposób ciągły skanuje obiekt docelowy, aby uzyskać dane wszystkich punktów docelowych na obiekcie docelowym. Po przetworzeniu obrazu przy użyciu tych danych można uzyskać dokładne obrazy trójwymiarowe. Najbardziej podstawowa zasada działania lidaru jest taka sama jak w przypadku radaru radiowego, to znaczy sygnał jest wysyłany przez system nadawczy radaru, który jest odbijany przez cel i zbierany przez system odbiorczy, a następnie określana jest odległość do celu mierząc czas działania odbitego światła. Jeśli chodzi o prędkość promieniową celu, można ją określić na podstawie przesunięcia częstotliwości Dopplera odbitego światła lub można ją zmierzyć, mierząc dwie lub więcej odległości i obliczając szybkość zmian w celu uzyskania prędkości. To jest i jest również podstawowa zasada działania radarów z bezpośrednim wykrywaniem. zasada działania Zalety Lidaru W porównaniu ze zwykłym radarem mikrofalowym, ponieważ wykorzystuje wiązkę laserową, częstotliwość pracy lidaru jest znacznie wyższa niż mikrofalowego, co ma wiele zalet, głównie: (1) Wysoka rozdzielczość Lidar może uzyskać niezwykle wysoką rozdzielczość kąta, odległości i prędkości. Zwykle rozdzielczość kątowa jest nie mniejsza niż 0,1 mard, co oznacza, że może rozróżnić dwa cele oddalone od siebie o 0,3 m w odległości 3 km (w każdym przypadku jest to niemożliwe dla radaru mikrofalowego) i może jednocześnie śledzić wiele celów; rozdzielczość zakresu może wynosić do 0,1 lm; rozdzielczość prędkości może osiągnąć w granicach 10 m/s. Wysoka rozdzielczość odległości i prędkości oznacza, że technologia obrazowania dopplerowskiego odległości może być wykorzystana do uzyskania wyraźnego obrazu celu. Wysoka rozdzielczość to najważniejsza zaleta lidaru i na tym opiera się większość jego zastosowań. (2) Dobre ukrycie i silna zdolność do antyaktywnej interferencji; Laser rozchodzi się w linii prostej, ma dobrą kierunkowość, a wiązka jest bardzo wąska. Można go otrzymać tylko na jego ścieżce propagacji. Dlatego wrogowi bardzo trudno jest przechwycić. System wystrzeliwania radaru laserowego (teleskop nadawczy) ma małą aperturę, a obszar odbierany jest wąski, więc jest celowo wystrzeliwany. Prawdopodobieństwo, że sygnał zagłuszania lasera dostanie się do odbiornika, jest bardzo niskie; ponadto, w przeciwieństwie do radaru mikrofalowego, który jest podatny na fale elektromagnetyczne, które występują powszechnie w przyrodzie, nie ma wielu źródeł sygnału, które mogą zakłócać radar laserowy w przyrodzie, dlatego radar laserowy jest antyaktywny. Zdolność do interferencji jest bardzo silna, nadaje się do pracy w coraz bardziej złożonym i intensywnym środowisku wojny informacyjnej. (3) Dobra wydajność wykrywania na małej wysokości Ze względu na wpływ różnych ech obiektów naziemnych w radarze mikrofalowym istnieje pewien obszar martwego obszaru (obszar niewykrywalny) na małej wysokości. W przypadku lidaru odbija się tylko oświetlony cel i nie ma wpływu echa obiektu naziemnego, więc może działać na „wysokości zerowej”, a skuteczność wykrywania na małej wysokości jest znacznie silniejsza niż w przypadku radaru mikrofalowego. (4) Mały rozmiar i niewielka waga Generalnie objętość zwykłego radaru mikrofalowego jest ogromna, masa całego systemu jest mierzona w tonach, a średnica anteny optycznej może sięgać kilku, a nawet kilkudziesięciu metrów. Lidar jest znacznie lżejszy i bardziej zręczny. Średnica wystrzeliwanej lunety to na ogół zaledwie centymetr, a masa całego układu to zaledwie kilkadziesiąt kilogramów. Jest łatwy w montażu i demontażu. Co więcej, konstrukcja lidara jest stosunkowo prosta, konserwacja wygodna, obsługa łatwa, a cena niska. Wady lidar Przede wszystkim na pracę duży wpływ ma pogoda i atmosfera. Generalnie, przy dobrej pogodzie tłumienie lasera jest niewielkie, a odległość propagacji jest stosunkowo duża. Przy złej pogodzie, takiej jak ulewny deszcz, gęsty dym i mgła, tłumienie gwałtownie wzrasta, co ma duży wpływ na odległość propagacji. Na przykład laser co2 o roboczej długości fali 10,6μm ma lepszą transmisję atmosferyczną spośród wszystkich laserów, a tłumienie przy złej pogodzie jest 6 razy większe niż w słoneczne dni. Zasięg lidaru co2 używanego na ziemi lub na małej wysokości wynosi 10-20 km w słoneczny dzień, natomiast w przypadku złej pogody jest zmniejszony do mniej niż 1 km. Ponadto cyrkulacja atmosferyczna spowoduje również zniekształcenie i drgania wiązki laserowej, co bezpośrednio wpływa na dokładność pomiaru lidaru. Po drugie, ze względu na wyjątkowo wąską wiązkę lidaru bardzo trudno jest wyszukiwać cele w kosmosie, co bezpośrednio wpływa na prawdopodobieństwo przechwycenia i skuteczność wykrywania celów niewspółpracujących. Może wyszukiwać i przechwytywać cele tylko w niewielkiej odległości. Dlatego lidar jest mniej niezależny i bezpośredni. Używany na polu bitwy do wykrywania i wyszukiwania celów.
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
