Lidar (Laser Radar) är ett radarsystem som sänder ut en laserstråle för att detektera ett måls position och hastighet. Dess arbetsprincip är att skicka en detekteringssignal (laserstråle) till målet och sedan jämföra den mottagna signalen (måleko) som reflekteras från målet med den sända signalen, och efter korrekt bearbetning kan du få relevant information om målet, såsom målavstånd, azimut, höjd, hastighet, attityd, jämn form och andra parametrar, för att upptäcka, spåra och identifiera flygplan, missiler och andra mål. Den består av en lasersändare, en optisk mottagare, en skivspelare och ett informationsbehandlingssystem. Lasern omvandlar elektriska pulser till ljuspulser och avger dem. Den optiska mottagaren återställer sedan ljuspulserna som reflekteras från målet till elektriska pulser och skickar dem till displayen. LiDAR är ett system som integrerar tre teknologier: laser, globalt positioneringssystem och tröghetsnavigeringssystem, som används för att erhålla data och generera korrekt DEM. Kombinationen av dessa tre teknologier kan lokalisera platsen för laserstrålen som träffar föremålet med hög noggrannhet. Det är vidare uppdelat i det allt mer mogna LiDAR-systemet för terräng för att erhålla digitala höjdmodeller på marken och det mogna hydrologiska LIDAR-systemet för att erhålla DEM under vatten. Gemensamt för dessa två system är användningen av lasrar för detektering och mätning. Detta är också den ursprungliga engelska översättningen av ordet LiDAR, nämligen: LIght Detection And Ranging, förkortat LiDAR. Själva lasern har en mycket exakt avståndsförmåga, och dess avståndsnoggrannhet kan nå flera centimeter. Utöver själva lasern beror noggrannheten hos LIDAR-systemet också på de interna faktorerna som synkroniseringen av lasern, GPS och tröghetsmätenheten (IMU). . Med utvecklingen av kommersiell GPS och IMU har det blivit möjligt och allmänt använt att få högprecisionsdata från mobila plattformar (som på flygplan) genom LIDAR. LIDAR-systemet inkluderar en enkelstrålad smalbandslaser och ett mottagningssystem. Lasern genererar och avger en ljuspuls, träffar föremålet och reflekterar det tillbaka och tas slutligen emot av mottagaren. Mottagaren mäter noggrant utbredningstiden för ljuspulsen från emission till reflektion. Eftersom ljuspulser färdas med ljusets hastighet, tar mottagaren alltid emot den reflekterade pulsen före nästa puls. Med tanke på att ljusets hastighet är känd kan restid omvandlas till ett avståndsmått. Genom att kombinera laserns höjd, laseravsökningsvinkeln, positionen för lasern som erhålls från GPS och riktningen för laseremission som erhålls från INS, kan koordinaterna X, Y, Z för varje markpunkt beräknas exakt. Frekvensen av laserstråleutsändning kan variera från några få pulser per sekund till tiotusentals pulser per sekund. Till exempel, ett system med en frekvens på 10 000 pulser per sekund, kommer mottagaren att spela in 600 000 punkter på en minut. Generellt sett sträcker sig markavståndet för LIDAR-systemet från 2-4m. [3] Funktionsprincipen för lidar är mycket lik den för radar. Med laser som signalkälla träffar den pulsade lasern som sänds ut av lasern träd, vägar, broar och byggnader på marken, vilket orsakar spridning och en del av ljusvågorna kommer att reflekteras till mottagningen av lidar. På enheten, enligt principen om laseravstånd, erhålls avståndet från laserradarn till målpunkten. Pulslasern skannar kontinuerligt målobjektet för att erhålla data för alla målpunkter på målobjektet. Efter bildbehandling med dessa data kan noggranna tredimensionella bilder erhållas. Den mest grundläggande arbetsprincipen för lidar är densamma som för radioradar, det vill säga en signal sänds av radarsändningssystemet, som reflekteras av målet och samlas in av det mottagande systemet, och målets avstånd bestäms genom att mäta det reflekterade ljusets gångtid. När det gäller målets radiella hastighet kan den bestämmas av dopplerfrekvensförskjutningen av det reflekterade ljuset, eller så kan den mätas genom att mäta två eller flera avstånd och beräkna förändringshastigheten för att erhålla hastigheten. Detta är och är också grundprincipen för direktdetekteringsradar. arbetsprincip Fördelar med Lidar Jämfört med vanlig mikrovågsradar, eftersom den använder en laserstråle, är driftfrekvensen för lidar mycket högre än den för mikrovågsugn, så det ger många fördelar, främst: (1) Hög upplösning Lidar kan få extremt hög vinkel-, avstånds- och hastighetsupplösning. Vanligtvis är vinkelupplösningen inte mindre än 0,1 mars, vilket betyder att den kan skilja två mål 0,3 m från varandra på ett avstånd av 3 km (detta är omöjligt för mikrovågsradar i alla fall), och kan spåra flera mål samtidigt; intervallupplösningen kan vara upp till 0.lm; hastighetsupplösningen kan nå inom 10m/s. Den höga upplösningen av avstånd och hastighet gör att avstånds-Doppler-bildteknik kan användas för att få en tydlig bild av målet. Hög upplösning är den viktigaste fördelen med lidar, och de flesta av dess applikationer är baserade på detta. (2) Bra döljande och stark antiaktiv interferensförmåga Lasern fortplantar sig i en rak linje, har god riktning och strålen är mycket smal. Den kan bara tas emot på dess utbredningsväg. Därför är det mycket svårt för fienden att fånga upp. Laserradarns uppskjutningssystem (sändarteleskop) har en liten bländare, och det mottagningsbara området är smalt, så det skjuts upp avsiktligt. Sannolikheten att laserstörningssignalen kommer in i mottagaren är extremt låg; dessutom, till skillnad från mikrovågsradar, som är känslig för elektromagnetiska vågor som finns brett i naturen, finns det inte många signalkällor som kan störa laserradarn i naturen, så laserradarn är antiaktiv. Störningsförmågan är mycket stark, lämplig för att arbeta i den allt mer komplexa och intensiva informationskrigföringsmiljön. (3) Bra detekteringsprestanda på låg höjd På grund av påverkan av olika markobjektekon i mikrovågsradar finns det ett visst område med blinda område (ej detekterbart område) på låg höjd. För lidar kommer endast det upplysta målet att reflektera, och det finns ingen påverkan av markobjekteko, så det kan fungera på "noll höjd", och detekteringsprestandan på låg höjd är mycket starkare än den för mikrovågsradar. (4) Liten storlek och lätt vikt Generellt är volymen av vanlig mikrovågsradar enorm, massan av hela systemet registreras i ton, och diametern på den optiska antennen kan nå flera meter eller till och med tiotals meter. Lidaren är mycket lättare och mer fingerfärdig. Diametern på uppskjutningsteleskopet är i allmänhet bara på centimeternivå, och hela systemets massa är bara tiotals kilo. Det är lätt att sätta upp och demontera. Dessutom är strukturen på lidaren relativt enkel, underhållet är bekvämt, driften är enkel och priset är lågt. Nackdelar med lidar För det första påverkas arbetet mycket av väder och atmosfär. I allmänhet är dämpningen av laser liten i klart väder, och utbredningsavståndet är relativt långt. Vid dåligt väder som kraftigt regn, tät rök och dimma ökar dämpningen kraftigt och utbredningsavståndet påverkas kraftigt. Till exempel har co2-lasern med en arbetsvåglängd på 10,6μm bättre atmosfärisk överföringsprestanda bland alla lasrar, och dämpningen i dåligt väder är 6 gånger så stor som soliga dagar. Räckvidden för co2 lidar som används på marken eller på låg höjd är 10-20 km på en solig dag, medan den reduceras till mindre än 1 km vid dåligt väder. Dessutom kommer den atmosfäriska cirkulationen också att orsaka att laserstrålen förvrängs och darras, vilket direkt påverkar mätnoggrannheten hos lidar. För det andra, på grund av den extremt smala lidarstrålen, är det mycket svårt att söka efter mål i rymden, vilket direkt påverkar sannolikheten för avlyssning och detekteringseffektivitet för icke-samarbetande mål. Den kan bara söka och fånga mål inom ett litet avstånd. Därför är lidar mindre oberoende och direkt. Används på slagfältet för måldetektion och sökning.
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
