Lidar (Laser Radar) er et radarsystem som sender ut en laserstråle for å oppdage posisjonen og hastigheten til et mål. Arbeidsprinsippet er å sende et deteksjonssignal (laserstråle) til målet, og deretter sammenligne det mottatte signalet (målekko) som reflekteres fra målet med det overførte signalet, og etter riktig behandling kan du få relevant informasjon om målet, slik som målavstand, asimut, høyde, hastighet, holdning, jevn form og andre parametere, for å oppdage, spore og identifisere fly, missiler og andre mål. Den består av en lasersender, en optisk mottaker, en platespiller og et informasjonsbehandlingssystem. Laseren konverterer elektriske pulser til lyspulser og sender dem ut. Den optiske mottakeren gjenoppretter deretter lyspulsene som reflekteres fra målet til elektriske pulser og sender dem til skjermen. LiDAR er et system som integrerer tre teknologier: laser, globalt posisjoneringssystem og treghetsnavigasjonssystem, som brukes til å innhente data og generere nøyaktig DEM. Kombinasjonen av disse tre teknologiene kan lokalisere punktet av laserstrålen som treffer objektet med høy nøyaktighet. Det er videre delt inn i det stadig mer modne terrenget LiDAR-systemet for å oppnå digitale høydemodeller på bakken og det modne hydrologiske LIDAR-systemet for å oppnå undervanns DEM. Fellestrekket til disse to systemene er bruken av lasere for deteksjon og måling. Dette er også den originale engelske oversettelsen av ordet LiDAR, nemlig: LIght Detection And Ranging, forkortet til LiDAR. Selve laseren har en svært presis avstandsevne, og avstandsnøyaktigheten kan nå flere centimeter. I tillegg til selve laseren, avhenger nøyaktigheten til LIDAR-systemet også av interne faktorer som synkronisering av laser, GPS og treghetsmålingsenhet (IMU). . Med utviklingen av kommersiell GPS og IMU har det blitt mulig og mye brukt å innhente høypresisjonsdata fra mobile plattformer (som på fly) gjennom LIDAR. LIDAR-systemet inkluderer en enkeltstråle smalbåndslaser og et mottakssystem. Laseren genererer og sender ut en lyspuls, treffer objektet og reflekterer det tilbake, og blir til slutt mottatt av mottakeren. Mottakeren måler nøyaktig forplantningstiden til lyspulsen fra emisjon til refleksjon. Fordi lyspulser beveger seg med lysets hastighet, mottar mottakeren alltid den reflekterte pulsen før neste puls. Gitt at lysets hastighet er kjent, kan reisetiden konverteres til en avstandsmåling. Ved å kombinere høyden på laseren, laserskannevinkelen, posisjonen til laseren hentet fra GPS og retningen for laserutslipp fra INS, kan koordinatene X, Y, Z for hvert bakkepunkt beregnes nøyaktig. Frekvensen av laserstråleemisjon kan variere fra noen få pulser per sekund til titusenvis av pulser per sekund. For eksempel, et system med en frekvens på 10 000 pulser per sekund, vil mottakeren registrere 600 000 poeng på ett minutt. Generelt sett varierer bakkeavstanden til LIDAR-systemet fra 2-4m. [3] Arbeidsprinsippet til lidar er veldig likt det for radar. Ved å bruke laser som signalkilde, treffer den pulserende laseren som sendes ut av laseren trær, veier, broer og bygninger på bakken, og forårsaker spredning, og en del av lysbølgene vil bli reflektert til mottaket av lidaren. På enheten, i henhold til prinsippet om laseravstand, oppnås avstanden fra laserradaren til målpunktet. Pulslaseren skanner kontinuerlig målobjektet for å få data fra alle målpunkter på målobjektet. Etter bildebehandling med disse dataene kan nøyaktige tredimensjonale bilder oppnås. Det mest grunnleggende arbeidsprinsippet for lidar er det samme som for radioradar, det vil si at et signal sendes av radaroverføringssystemet, som reflekteres av målet og samles opp av mottakssystemet, og avstanden til målet bestemmes ved å måle kjøretiden til det reflekterte lyset. Når det gjelder den radielle hastigheten til målet, kan den bestemmes av Doppler-frekvensforskyvningen til det reflekterte lyset, eller den kan måles ved å måle to eller flere avstander og beregne endringshastigheten for å oppnå hastigheten. Dette er og er også det grunnleggende prinsippet for direktedeteksjonsradarer. arbeidsprinsipp Fordeler med Lidar Sammenlignet med vanlig mikrobølgeradar, fordi den bruker en laserstråle, er driftsfrekvensen til lidar mye høyere enn for mikrobølger, så det gir mange fordeler, hovedsakelig: (1) Høy oppløsning Lidar kan oppnå ekstremt høy vinkel-, avstands- og hastighetsoppløsning. Vanligvis er vinkeloppløsningen ikke mindre enn 0,1mard, noe som betyr at den kan skille to mål 0,3m fra hverandre på en avstand på 3km (dette er i alle fall umulig for mikrobølgeradar), og kan spore flere mål samtidig; rekkeviddeoppløsningen kan være opptil 0.lm; hastighetsoppløsningen kan nå innenfor 10m/s. Den høye oppløsningen av avstand og hastighet betyr at avstands-Doppler-bildeteknologi kan brukes for å få et klart bilde av målet. Høy oppløsning er den viktigste fordelen med lidar, og de fleste av applikasjonene er basert på dette. (2) God skjul og sterk anti-aktiv interferensevne Laseren forplanter seg i en rett linje, har god retningsevne, og strålen er veldig smal. Den kan bare mottas på forplantningsbanen. Derfor er det veldig vanskelig for fienden å avskjære. Laserradarens oppskytingssystem (sendeteleskop) har en liten blenderåpning, og mottaksområdet er smalt, så det skytes opp med vilje. Sannsynligheten for at laserjamming-signalet kommer inn i mottakeren er ekstremt lav; i tillegg, i motsetning til mikrobølgeradar, som er mottakelig for elektromagnetiske bølger som finnes mye i naturen, er det ikke mange signalkilder som kan forstyrre laserradaren i naturen, så laserradaren er antiaktiv. Interferensevnen er veldig sterk, egnet for arbeid i det stadig mer komplekse og intense informasjonskrigføringsmiljøet. (3) God deteksjonsytelse i lav høyde På grunn av påvirkningen av ulike bakkeobjektekkoer i mikrobølgeradar, er det et visst område med blindt område (uoppdagbart område) i lav høyde. For lidar vil bare det opplyste målet reflektere, og det er ingen innvirkning fra bakkeobjektekko, så det kan fungere i "null høyde", og ytelsen for lav høydedeteksjon er mye sterkere enn mikrobølgeradaren. (4) Liten størrelse og lett vekt Vanligvis er volumet til vanlig mikrobølgeradar enormt, massen til hele systemet er registrert i tonn, og diameteren på den optiske antennen kan nå flere meter eller til og med titalls meter. Lidaren er mye lettere og mer fingernem. Diameteren på utskytingsteleskopet er vanligvis bare centimeter-nivå, og massen til hele systemet er bare titalls kilo. Det er enkelt å sette opp og demontere. Dessuten er strukturen til lidaren relativt enkel, vedlikeholdet er praktisk, operasjonen er enkel og prisen er lav. Ulemper med lidar For det første er arbeidet sterkt preget av vær og atmosfære. Generelt er dempningen av laser liten i klart vær, og forplantningsavstanden er relativt lang. I dårlig vær som kraftig regn, tett røyk og tåke øker dempningen kraftig og forplantningsavstanden påvirkes sterkt. For eksempel har co2-laseren med en arbeidsbølgelengde på 10,6μm den bedre atmosfæriske overføringsytelsen blant alle lasere, og dempningen i dårlig vær er 6 ganger høyere enn solfylte dager. Rekkevidden til co2 lidar brukt på bakken eller i lav høyde er 10-20 km på en solrik dag, mens den reduseres til mindre enn 1 km ved dårlig vær. Dessuten vil den atmosfæriske sirkulasjonen også føre til at laserstrålen blir forvrengt og jitter, noe som direkte påvirker målenøyaktigheten til lidaren. For det andre, på grunn av den ekstremt smale strålen til lidar, er det veldig vanskelig å søke etter mål i rommet, noe som direkte påvirker sannsynligheten for avskjæring og deteksjonseffektivitet for ikke-samarbeidende mål. Den kan bare søke og fange mål i en liten rekkevidde. Derfor er lidar mindre uavhengig og direkte. Brukes på slagmarken for måldeteksjon og søk.
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
