Лідар (Лазерний радар) — це радарна система, яка випромінює лазерний промінь для визначення положення та швидкості цілі. Його принцип роботи полягає в тому, щоб відправити сигнал виявлення (лазерний промінь) до цілі, а потім порівняти отриманий сигнал (ехо від цілі), відбитий від цілі, з переданим сигналом, і після належної обробки ви можете отримати відповідну інформацію про ціль, такі як відстань до цілі, азимут, висота, швидкість, положення, навіть форма та інші параметри, щоб виявляти, відстежувати та ідентифікувати літаки, ракети та інші цілі. Він складається з лазерного передавача, оптичного приймача, вертушки та системи обробки інформації. Лазер перетворює електричні імпульси в світлові і випромінює їх. Потім оптичний приймач відновлює світлові імпульси, відбиті від цілі, до електричних і надсилає їх на дисплей. LiDAR – це система, яка об’єднує три технології: лазер, систему глобального позиціонування та інерціальну навігаційну систему, які використовуються для отримання даних та генерування точних ЦМР. Комбінація цих трьох технологій дозволяє з високою точністю визначити місце падіння лазерного променя. Далі він поділяється на систему LiDAR, яка стає все більш зрілою для отримання наземних цифрових моделей висот, і зрілу гідрологічну систему LIDAR для отримання підводної ЦМР. Спільною рисою цих двох систем є використання лазерів для виявлення та вимірювання. Це також оригінальний англійський переклад слова LiDAR, а саме: LIght Detection And Ranging, скорочено LiDAR. Сам лазер має дуже точну дальність, а його точність дальності може досягати кількох сантиметрів. Крім самого лазера, точність системи LIDAR також залежить від внутрішніх факторів, таких як синхронізація лазера, GPS та інерційного вимірювального блоку (IMU). . З розвитком комерційних GPS і IMU стало можливим і широко використовується отримання високоточних даних з мобільних платформ (наприклад, на літаках) за допомогою LIDAR. Система ЛІДАР включає однопроменевий вузькосмуговий лазер і приймальну систему. Лазер генерує і випромінює світловий імпульс, вдаряє об'єкт і відбиває його назад, і, нарешті, приймається приймачем. Приймач точно вимірює час поширення світлового імпульсу від випромінювання до відбиття. Оскільки світлові імпульси поширюються зі швидкістю світла, приймач завжди отримує відбитий імпульс перед наступним імпульсом. Враховуючи, що швидкість світла відома, час у дорозі можна перетворити на вимірювання відстані. Комбінуючи висоту лазера, кут лазерного сканування, положення лазера, отримане з GPS, і напрям лазерного випромінювання, отримане з INS, можна точно розрахувати координати X, Y, Z кожної наземної плями. Частота випромінювання лазерного променя може коливатися від кількох імпульсів в секунду до десятків тисяч імпульсів в секунду. Наприклад, система з частотою 10 000 імпульсів в секунду приймач запише 600 000 точок за одну хвилину. Взагалі кажучи, відстань між ґрунтовими плямами системи LIDAR коливається від 2-4 м. [3] Принцип роботи лідара дуже схожий на принцип роботи радара. Використовуючи лазер як джерело сигналу, імпульсний лазер, що випромінюється лазером, вражає дерева, дороги, мости та будівлі на землі, викликаючи розсіювання, і частина світлових хвиль буде відображатися на прийомі Лідара. На приладі за принципом лазерної дальності виходить відстань від лазерного радара до точки цілі. Імпульсний лазер безперервно сканує цільовий об’єкт, щоб отримати дані про всі цільові точки на цільовому об’єкті. Після обробки зображень з цими даними можна отримати точні тривимірні зображення. Основний принцип роботи лідара такий же, як і радіолокаційного радара, тобто радіолокаційною системою передачі сигнал відправляється, який відбивається від цілі та збирається системою прийому, а також визначається відстань до цілі. шляхом вимірювання часу роботи відбитого світла. Що стосується радіальної швидкості цілі, то її можна визначити за доплерівським зсувом частоти відбитого світла або виміряти, вимірявши дві чи більше відстаней і обчисливши швидкість зміни для отримання швидкості. Це і є основним принципом радарів прямого виявлення. принцип роботи Переваги Лідара У порівнянні зі звичайним мікрохвильовим радаром, оскільки він використовує лазерний промінь, робоча частота лідара набагато вища, ніж у мікрохвильового, тому він дає багато переваг, зокрема: (1) Висока роздільна здатність Лідар може отримати надзвичайно високий кут, відстань та роздільну здатність швидкості. Зазвичай кутова роздільна здатність становить не менше 0,1 мард, що означає, що він може розрізняти дві цілі на відстані 0,3 м один від одного на відстані 3 км (це в жодному разі неможливо для мікрохвильового радара), а також може відстежувати декілька цілей одночасно; роздільна здатність діапазону може бути до 0.lm; Роздільна здатність швидкості може досягати в межах 10 м/с. Висока роздільна здатність відстані та швидкості означає, що технологію дистанційного доплерівського зображення можна використовувати для отримання чіткого зображення цілі. Висока роздільна здатність є найважливішою перевагою lidar, і більшість його застосувань засновані на цьому. (2) Хороше приховування та потужна антиактивна перешкода Лазер поширюється прямолінійно, має хорошу спрямованість, а промінь дуже вузький. Його можна отримати лише на шляху його поширення. Тому противнику дуже важко перехопити. Система запуску лазерного радара (передавальний телескоп) має малу апертуру, а зона прийому вузька, тому її запускають навмисно. Імовірність того, що сигнал лазерної глушіння потрапить в приймач, надзвичайно низька; крім того, на відміну від мікрохвильового радара, який сприйнятливий до електромагнітних хвиль, які широко існують у природі, в природі не так багато джерел сигналу, які можуть заважати лазерному радару, тому лазерний радар є антиактивним. Здатність перешкод дуже сильна, підходить для роботи в умовах дедалі складнішої та інтенсивної інформаційної війни. (3) Хороші характеристики виявлення на малій висоті Через вплив відлуння різних наземних об’єктів у мікрохвильовому радарі на малій висоті виникає певна область сліпої зони (невиявленої зони). Для лідара відбиватиме лише освітлена ціль, а відлуння від наземного об’єкта не впливає, тому він може працювати на «нульовій висоті», а ефективність виявлення на малій висоті набагато вищі, ніж у мікрохвильового радара. (4) Невеликий розмір і мала вага Як правило, обсяг звичайного НВЧ-радару величезний, маса всієї системи записується в тоннах, а діаметр оптичної антени може досягати кількох метрів або навіть десятків метрів. Лідар набагато легший і спритніший. Діаметр стартового телескопа, як правило, всього сантиметрового рівня, а маса всієї системи всього десятки кілограмів. Його легко встановити та розібрати. Крім того, структура лідара відносно проста, обслуговування зручне, експлуатація проста, а ціна низька. Недоліки лідара Перш за все, на роботу сильно впливає погода та атмосфера. Як правило, ослаблення лазера невелике в ясну погоду, а відстань поширення є відносно великою. У погану погоду, як-от сильний дощ, густий дим і туман, загасання різко збільшується, і відстань поширення сильно впливає. Наприклад, СО2-лазер з робочою довжиною хвилі 10,6¼м має кращу продуктивність передачі атмосфери серед усіх лазерів, а ослаблення в погану погоду в 6 разів більше, ніж у сонячні дні. Дальність дії CO2-лідара, що використовується на землі або на малій висоті, становить 10-20 км у сонячний день, тоді як у погану погоду вона зменшується до менш ніж 1 км. Крім того, циркуляція атмосфери також призведе до спотворення і тремтіння лазерного променя, що безпосередньо впливає на точність вимірювання лідара. По-друге, через надзвичайно вузький пучок лідара дуже важко шукати цілі в космосі, що безпосередньо впливає на ймовірність перехоплення та ефективності виявлення некооперативних цілей. Він може шукати та захоплювати цілі лише на невеликій відстані. Тому лідар менш незалежний і безпосередній. Використовується на полі бою для виявлення та пошуку цілей.
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
