Lidar (Laser Radar) je radarski sistem, ki oddaja laserski žarek za zaznavanje položaja in hitrosti cilja. Njegovo načelo delovanja je pošiljanje detekcijskega signala (laserskega žarka) na tarčo, nato pa primerjanje prejetega signala (ciljni odmev), ki se odbije od cilja, s posredovanim signalom in po pravilni obdelavi lahko pridobite ustrezne informacije o cilju, kot so ciljna razdalja, azimut, višina, hitrost, položaj, enakomerna oblika in drugi parametri za odkrivanje, sledenje in prepoznavanje zrakoplovov, raket in drugih ciljev. Sestavljen je iz laserskega oddajnika, optičnega sprejemnika, gramofona in sistema za obdelavo informacij. Laser pretvori električne impulze v svetlobne impulze in jih oddaja. Optični sprejemnik nato obnovi svetlobne impulze, ki se odbijajo od tarče, v električne impulze in jih pošlje na zaslon. LiDAR je sistem, ki združuje tri tehnologije: laser, sistem za globalno pozicioniranje in inercialni navigacijski sistem, ki se uporablja za pridobivanje podatkov in ustvarjanje natančnih DEM. Kombinacija teh treh tehnologij lahko z visoko natančnostjo locira mesto laserskega žarka, ki zadene predmet. Nadalje je razdeljen na vse bolj zrel terenski sistem LiDAR za pridobivanje zemeljskih digitalnih modelov višin in zrel hidrološki LIDAR sistem za pridobivanje podvodnih DEM. Skupna značilnost teh dveh sistemov je uporaba laserjev za odkrivanje in merjenje. To je tudi izvirni angleški prevod besede LiDAR, in sicer: LIght Detection And Ranging, skrajšano kot LiDAR. Sam laser ima zelo natančno razdaljno sposobnost, njegova natančnost razdalje pa lahko doseže nekaj centimetrov. Poleg samega laserja je natančnost sistema LIDAR odvisna tudi od notranjih dejavnikov, kot so sinhronizacija laserja, GPS in inercialna merilna enota (IMU). . Z razvojem komercialnega GPS-a in IMU je postalo mogoče in se široko uporabljalo za pridobivanje visoko natančnih podatkov iz mobilnih platform (kot je na letalih) prek LIDAR-ja. Sistem LIDAR vključuje ozkopasovni laser z enim žarkom in sprejemni sistem. Laser generira in odda svetlobni impulz, zadene predmet in ga odbije nazaj, na koncu pa ga sprejemnik sprejme. Sprejemnik natančno meri čas širjenja svetlobnega impulza od emisije do odboja. Ker svetlobni impulzi potujejo s svetlobno hitrostjo, sprejemnik vedno prejme odbit impulz pred naslednjim impulzom. Glede na to, da je hitrost svetlobe znana, lahko potovalni čas pretvorimo v meritev razdalje. S kombinacijo višine laserja, kota laserskega skeniranja, položaja laserja, pridobljenega iz GPS-a, in smeri laserske emisije, pridobljene iz INS, je mogoče natančno izračunati koordinate X, Y, Z vsake talne točke. Frekvenca oddajanja laserskega žarka se lahko giblje od nekaj impulzov na sekundo do deset tisoč impulzov na sekundo. Na primer, sistem s frekvenco 10.000 impulzov na sekundo bo sprejemnik zabeležil 600.000 točk v eni minuti. Na splošno je razdalja med tlemi sistema LIDAR med 2-4 m. [3] Načelo delovanja lidarja je zelo podobno kot pri radarju. Z uporabo laserja kot vira signala pulzni laser, ki ga oddaja laser, zadene drevesa, ceste, mostove in zgradbe na tleh, kar povzroči razpršitev, del svetlobnih valov pa se bo odbil do sprejema lidarja. Na napravi se po principu laserskega rangiranja pridobi razdalja od laserskega radarja do ciljne točke. Impulzni laser neprekinjeno skenira ciljni objekt, da pridobi podatke o vseh ciljnih točkah na ciljnem objektu. Po obdelavi slike s temi podatki je mogoče dobiti natančne tridimenzionalne slike. Najosnovnejši princip delovanja lidarja je enak kot pri radijskem radarju, to je, da radarski oddajni sistem pošlje signal, ki ga odbije cilj in ga zbere sprejemni sistem, pri čemer se določi razdalja do cilja. z merjenjem časa delovanja odbite svetlobe. Kar zadeva radialno hitrost tarče, jo lahko določimo z Dopplerjevim frekvenčnim premikom odbite svetlobe ali pa jo izmerimo z merjenjem dveh ali več razdalj in izračunom stopnje spremembe, da dobimo hitrost. To je in je tudi osnovno načelo radarjev z neposrednim zaznavanjem. načelo delovanja Prednosti Lidarja V primerjavi z običajnim mikrovalovnim radarjem, ker uporablja laserski žarek, je delovna frekvenca lidarja veliko višja od frekvence mikrovalovne pečice, zato prinaša številne prednosti, predvsem: (1) Visoka ločljivost Lidar lahko doseže izjemno visoko ločljivost kota, razdalje in hitrosti. Običajno kotna ločljivost ni manjša od 0,1mard, kar pomeni, da lahko loči dve tarči na razdalji 0,3m narazen na razdalji 3km (to je pri mikrovalovnem radarju v vsakem primeru nemogoče) in lahko sledi več ciljem hkrati; ločljivost razpona je lahko do 0.lm; ločljivost hitrosti lahko doseže 10 m/s. Visoka ločljivost razdalje in hitrosti pomeni, da je mogoče uporabiti tehnologijo dopplerjevega slikanja na daljavo za pridobitev jasne slike cilja. Visoka ločljivost je najpomembnejša prednost lidarja in večina njegovih aplikacij temelji na tem. (2) Dobro prikrivanje in močna antiaktivna motnja Laser se širi v ravni črti, ima dobro usmerjenost in žarek je zelo ozek. Sprejeti ga je mogoče le na poti širjenja. Zato je sovražniku zelo težko prestreči. Sistem za izstrelitev laserskega radarja (oddajni teleskop) ima majhno odprtino, sprejemno območje pa je ozko, zato se izstreli namerno. Verjetnost, da signal za motenje laserja pride v sprejemnik, je izjemno majhna; poleg tega, za razliko od mikrovalovnega radarja, ki je dovzeten za elektromagnetne valove, ki so razširjeni v naravi, v naravi ni veliko virov signalov, ki bi lahko motili laserski radar, zato je laserski radar antiaktiven. Možnost motenja je zelo močna, primeren za delo v vse bolj kompleksnem in intenzivnem okolju informacijskega bojevanja. (3) Dobra zmogljivost zaznavanja na nizki nadmorski višini Zaradi vpliva različnih odmevov zemeljskih objektov v mikrovalovnem radarju obstaja določeno območje slepega območja (nezaznavno območje) na nizki nadmorski višini. Pri lidarju bo odsevala samo osvetljena tarča in ni vpliva odmeva zemeljskega predmeta, zato lahko deluje na "ničelni višini", zmogljivost zaznavanja na nizki nadmorski višini pa je veliko močnejša kot pri mikrovalovnem radarju. (4) Majhna velikost in majhna teža Na splošno je prostornina navadnega mikrovalovnega radarja ogromna, masa celotnega sistema je zabeležena v tonah, premer optične antene pa lahko doseže nekaj metrov ali celo desetine metrov. Lidar je veliko lažji in spretnejši. Premer izstrelitvenega teleskopa je praviloma le centimeter, masa celotnega sistema pa le desetine kilogramov. Je enostaven za namestitev in razstavljanje. Poleg tega je struktura lidarja razmeroma enostavna, vzdrževanje priročno, upravljanje enostavno in cena nizka. Slabosti lidarja Najprej na delo močno vplivata vreme in vzdušje. Na splošno je slabljenje laserja v jasnem vremenu majhno, razdalja širjenja pa je razmeroma dolga. V slabem vremenu, kot so močan dež, gost dim in megla, se slabljenje močno poveča in močno vpliva na razdaljo širjenja. Na primer, CO2 laser z delovno valovno dolžino 10,6 μm ima boljšo atmosfersko prenosno zmogljivost med vsemi laserji, slabljenje v slabem vremenu pa je 6-krat večje od sončnih dni. Doseg co2 lidarja, ki se uporablja na tleh ali na nizki nadmorski višini, je 10-20 km ob sončnem dnevu, medtem ko se ob slabem vremenu zmanjša na manj kot 1 km. Poleg tega bo atmosferska cirkulacija povzročila tudi popačenje in tresenje laserskega žarka, kar neposredno vpliva na merilno natančnost lidarja. Drugič, zaradi izjemno ozkega snopa lidarja je zelo težko iskati tarče v vesolju, kar neposredno vpliva na verjetnost prestrezanja in učinkovitosti odkrivanja nesodelujočih ciljev. Lahko išče in zajame cilje le v majhnem razponu. Zato je lidar manj neodvisen in neposreden. Uporablja se na bojišču za odkrivanje in iskanje ciljev.
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
