Lidar (Laser Radar) er et radarsystem, der udsender en laserstråle for at registrere et måls position og hastighed. Dens arbejdsprincip er at sende et detekteringssignal (laserstråle) til målet og derefter sammenligne det modtagne signal (målekko) reflekteret fra målet med det transmitterede signal, og efter korrekt behandling kan du få relevant information om målet, såsom målafstand, azimut, højde, hastighed, attitude, selv form og andre parametre, for at detektere, spore og identificere fly, missiler og andre mål. Den består af en lasersender, en optisk modtager, en pladespiller og et informationsbehandlingssystem. Laseren omdanner elektriske impulser til lysimpulser og udsender dem. Den optiske modtager genopretter derefter lysimpulserne, der reflekteres fra målet, til elektriske impulser og sender dem til displayet. LiDAR er et system, der integrerer tre teknologier: laser, globalt positioneringssystem og inertinavigationssystem, der bruges til at indhente data og generere nøjagtig DEM. Kombinationen af disse tre teknologier kan lokalisere stedet for laserstrålen, der rammer objektet med høj nøjagtighed. Det er yderligere opdelt i det stadig mere modne terræn LiDAR-system til opnåelse af digitale jordhøjdemodeller og det modne hydrologiske LIDAR-system til at opnå undervands-DEM. Det fælles træk ved disse to systemer er brugen af lasere til detektion og måling. Dette er også den originale engelske oversættelse af ordet LiDAR, nemlig: LIght Detection And Ranging, forkortet til LiDAR. Selve laseren har en meget præcis afstandsevne, og dens afstandsnøjagtighed kan nå flere centimeter. Udover selve laseren afhænger LIDAR-systemets nøjagtighed også af de interne faktorer som synkroniseringen af laseren, GPS og inertimåleenheden (IMU). . Med udviklingen af kommerciel GPS og IMU er det blevet muligt og meget brugt at indhente højpræcisionsdata fra mobile platforme (såsom på fly) gennem LIDAR. LIDAR-systemet inkluderer en enkeltstråle smalbåndslaser og et modtagesystem. Laseren genererer og udsender en lysimpuls, rammer objektet og reflekterer det tilbage og modtages til sidst af modtageren. Modtageren måler nøjagtigt lysimpulsens udbredelsestid fra emission til refleksion. Fordi lysimpulser rejser med lysets hastighed, modtager modtageren altid den reflekterede impuls før den næste impuls. Da lysets hastighed er kendt, kan rejsetiden konverteres til en måling af afstand. Ved at kombinere laserens højde, laserscanningsvinklen, positionen af laseren opnået fra GPS og laseremissionsretningen opnået fra INS, kan koordinaterne X, Y, Z for hvert jordpunkt beregnes nøjagtigt. Frekvensen af laserstråleudsendelse kan variere fra nogle få impulser pr. sekund til titusindvis af impulser pr. sekund. For eksempel, et system med en frekvens på 10.000 pulser i sekundet, vil modtageren optage 600.000 punkter på et minut. Generelt kan man sige, at afstanden mellem jorden og LIDAR-systemet er 2-4m. [3] Funktionsprincippet for lidar ligner meget radarens. Ved at bruge laser som signalkilde rammer den pulserende laser, der udsendes af laseren, træer, veje, broer og bygninger på jorden, hvilket forårsager spredning, og en del af lysbølgerne vil blive reflekteret til modtagelsen af lidaren. På enheden, ifølge princippet om laserafstand, opnås afstanden fra laserradaren til målpunktet. Pulslaseren scanner kontinuerligt målobjektet for at opnå data for alle målpunkter på målobjektet. Efter billedbehandling med disse data kan der opnås nøjagtige tredimensionelle billeder. Det mest grundlæggende arbejdsprincip for lidar er det samme som for radioradar, det vil sige, at et signal sendes af radartransmissionssystemet, som reflekteres af målet og opsamles af det modtagende system, og målets afstand bestemmes ved at måle det reflekterede lyss køretid. Hvad angår målets radiale hastighed, kan den bestemmes af Doppler-frekvensforskydningen af det reflekterede lys, eller den kan måles ved at måle to eller flere afstande og beregne ændringshastigheden for at opnå hastigheden. Dette er og er også det grundlæggende princip for direkte detektionsradarer. arbejdsprincip Fordele ved Lidar Sammenlignet med almindelig mikrobølgeradar, fordi den bruger en laserstråle, er driftsfrekvensen for lidar meget højere end mikrobølgens, så det giver mange fordele, hovedsageligt: (1) Høj opløsning Lidar kan opnå ekstrem høj vinkel, afstand og hastighedsopløsning. Normalt er vinkelopløsningen ikke mindre end 0,1 mard, hvilket betyder, at den kan skelne mellem to mål 0,3 m fra hinanden i en afstand på 3 km (dette er under alle omstændigheder umuligt for mikrobølgeradar), og kan spore flere mål på samme tid; rækkeviddeopløsningen kan være op til 0.lm; hastighedsopløsning kan nå inden for 10m/s. Den høje opløsning af afstand og hastighed betyder, at afstand-Doppler billedteknologi kan bruges til at opnå et klart billede af målet. Høj opløsning er den væsentligste fordel ved lidar, og de fleste af dens applikationer er baseret på dette. (2) God tilsløring og stærk anti-aktiv interferensevne Laseren forplanter sig i en lige linje, har god retningsbestemmelse, og strålen er meget smal. Den kan kun modtages på dens udbredelsesvej. Derfor er det meget svært for fjenden at opsnappe. Laserradarens affyringssystem (sendeteleskop) har en lille blænde, og det modtagelige område er smalt, så det opsendes med vilje. Sandsynligheden for, at laserjamming-signalet kommer ind i modtageren, er ekstremt lav; derudover, i modsætning til mikrobølgeradar, som er modtagelig for elektromagnetiske bølger, der findes vidt omkring i naturen, er der ikke mange signalkilder, der kan forstyrre laserradaren i naturen, så laserradaren er antiaktiv. Interferensevnen er meget stærk, velegnet til at arbejde i det stadig mere komplekse og intense informationskrigsmiljø. (3) God detekteringsydelse i lav højde På grund af påvirkningen af forskellige jordobjektekkoer i mikrobølgeradar er der et vist område med blindt område (uopdagbart område) i lav højde. For lidar vil kun det oplyste mål reflektere, og der er ingen indvirkning af jordobjektekko, så det kan arbejde i "nul højde", og detekteringsydelsen i lav højde er meget stærkere end mikrobølgeradarens. (4) Lille størrelse og let vægt Generelt er volumen af almindelig mikrobølgeradar enorm, massen af hele systemet registreres i tons, og diameteren af den optiske antenne kan nå flere meter eller endda titusinder. Lidaren er meget lettere og mere fingernem. Diameteren af affyringsteleskopet er generelt kun centimeter-niveau, og massen af hele systemet er kun ti kilo. Det er nemt at sætte op og skille ad. Desuden er strukturen af lidar relativt enkel, vedligeholdelsen er bekvem, betjeningen er nem, og prisen er lav. Ulemper ved lidar Først og fremmest er arbejdet i høj grad påvirket af vejret og atmosfæren. Generelt er dæmpningen af laser lille i klart vejr, og udbredelsesafstanden er relativt lang. I dårligt vejr som kraftig regn, tæt røg og tåge øges dæmpningen kraftigt, og udbredelsesafstanden påvirkes kraftigt. For eksempel har co2-laseren med en arbejdsbølgelængde på 10,6μm den bedre atmosfæriske transmissionsydelse blandt alle lasere, og dæmpningen i dårligt vejr er 6 gange så stor som solskinsdage. Rækkevidden af co2 lidar brugt på jorden eller i lav højde er 10-20 km på en solskinsdag, mens den reduceres til mindre end 1 km ved dårligt vejr. Desuden vil den atmosfæriske cirkulation også få laserstrålen til at blive forvrænget og jitter, hvilket direkte påvirker lidarens målenøjagtighed. For det andet, på grund af den ekstremt smalle stråle af lidar, er det meget vanskeligt at søge efter mål i rummet, hvilket direkte påvirker sandsynligheden for aflytning og detektionseffektivitet af ikke-samarbejdsvillige mål. Den kan kun søge og fange mål inden for en lille rækkevidde. Derfor er lidar mindre uafhængig og direkte. Bruges på slagmarken til måldetektion og -søgning.
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
