Lidar (Laser Radar) je radarový systém, ktorý vysiela laserový lúč na zistenie polohy a rýchlosti cieľa. Princíp jeho fungovania spočíva v odoslaní detekčného signálu (laserového lúča) do cieľa a následného porovnania prijatého signálu (cieľovej ozveny) odrazeného od cieľa s vysielaným signálom a po správnom spracovaní môžete získať relevantné informácie o cieli. ako je vzdialenosť cieľa, azimut, nadmorská výška, rýchlosť, poloha, dokonca aj tvar a ďalšie parametre, aby bolo možné odhaliť, sledovať a identifikovať lietadlá, rakety a iné ciele. Pozostáva z laserového vysielača, optického prijímača, otočného taniera a systému spracovania informácií. Laser premieňa elektrické impulzy na svetelné impulzy a vyžaruje ich. Optický prijímač potom obnoví svetelné impulzy odrazené od cieľa na elektrické impulzy a odošle ich na displej. LiDAR je systém, ktorý integruje tri technológie: laser, globálny polohovací systém a inerciálny navigačný systém, ktorý sa používa na získavanie údajov a generovanie presného DEM. Kombinácia týchto troch technológií dokáže s vysokou presnosťou lokalizovať miesto dopadu laserového lúča na objekt. Ďalej sa delí na čoraz vyspelejší terénny systém LiDAR na získavanie pozemných digitálnych výškových modelov a vyspelý hydrologický systém LIDAR na získavanie podvodného DEM. Spoločným znakom týchto dvoch systémov je použitie laserov na detekciu a meranie. Toto je aj pôvodný anglický preklad slova LiDAR, a to: LIght Detection And Ranging, skrátene LiDAR. Samotný laser má veľmi presnú meraciu schopnosť a jeho presnosť merania môže dosahovať niekoľko centimetrov. Presnosť systému LIDAR závisí okrem samotného lasera aj od vnútorných faktorov, akými sú synchronizácia lasera, GPS a inerciálna meracia jednotka (IMU). . S rozvojom komerčného GPS a IMU sa stalo možné a široko používané získavanie vysoko presných údajov z mobilných platforiem (napríklad v lietadlách) prostredníctvom LIDAR. Systém LIDAR obsahuje jednolúčový úzkopásmový laser a prijímací systém. Laser generuje a vyžaruje svetelný impulz, zasiahne objekt a odráža ho späť a nakoniec ho prijme prijímač. Prijímač presne meria čas šírenia svetelného impulzu od emisie po odraz. Pretože svetelné impulzy sa pohybujú rýchlosťou svetla, prijímač vždy prijme odrazený impulz pred ďalším impulzom. Vzhľadom na to, že rýchlosť svetla je známa, čas cesty možno previesť na meranie vzdialenosti. Kombináciou výšky lasera, uhla skenovania lasera, polohy lasera získanej z GPS a smeru laserovej emisie získaného z INS možno presne vypočítať súradnice X, Y, Z každého bodu na zemi. Frekvencia vyžarovania laserového lúča sa môže pohybovať od niekoľkých impulzov za sekundu až po desiatky tisíc impulzov za sekundu. Napríklad systém s frekvenciou 10 000 impulzov za sekundu zaznamená prijímač 600 000 bodov za jednu minútu. Vo všeobecnosti sa vzdialenosť medzi zemnými bodmi systému LIDAR pohybuje od 2 do 4 m. [3] Princíp činnosti lidaru je veľmi podobný ako pri radare. Použitím lasera ako zdroja signálu zasiahne pulzný laser vyžarovaný laserom stromy, cesty, mosty a budovy na zemi, čo spôsobí rozptyl a časť svetelných vĺn sa odrazí na prijímač lidaru. Na zariadení sa podľa princípu laserového určovania vzdialenosti získava vzdialenosť od laserového radaru k cieľovému bodu. Pulzný laser nepretržite skenuje cieľový objekt, aby získal údaje o všetkých cieľových bodoch na cieľovom objekte. Po spracovaní obrázkov s týmito údajmi je možné získať presné trojrozmerné obrázky. Najzákladnejší pracovný princíp lidaru je rovnaký ako pri rádiovom radare, to znamená, že signál vysielaný radarovým vysielacím systémom, ktorý sa odráža od cieľa a zbiera sa prijímacím systémom, a určuje sa vzdialenosť cieľa. meraním doby chodu odrazeného svetla. Pokiaľ ide o radiálnu rýchlosť cieľa, možno ju určiť pomocou Dopplerovho frekvenčného posunu odrazeného svetla alebo ju možno merať meraním dvoch alebo viacerých vzdialeností a výpočtom rýchlosti zmeny na získanie rýchlosti. Toto je a je aj základným princípom radarov priamej detekcie. pracovný princíp Výhody Lidaru V porovnaní s bežným mikrovlnným radarom, pretože používa laserový lúč, je prevádzková frekvencia lidaru oveľa vyššia ako mikrovlnná, takže prináša mnoho výhod, najmä: (1) Vysoké rozlíšenie Lidar dokáže dosiahnuť extrémne vysoké rozlíšenie uhla, vzdialenosti a rýchlosti. Zvyčajne uhlové rozlíšenie nie je menšie ako 0,1 mard, čo znamená, že dokáže rozlíšiť dva ciele vzdialené od seba 0,3 m vo vzdialenosti 3 km (to je v žiadnom prípade nemožné pre mikrovlnný radar) a môže sledovať viacero cieľov súčasne; rozlíšenie rozsahu môže byť až 0,lm; rozlíšenie rýchlosti môže dosiahnuť do 10 m/s. Vysoké rozlíšenie vzdialenosti a rýchlosti znamená, že technológiu diaľkového Dopplerovho zobrazovania možno použiť na získanie jasného obrazu cieľa. Vysoké rozlíšenie je najvýznamnejšou výhodou lidaru a na tom je založená väčšina jeho aplikácií. (2) Dobré skrytie a silná schopnosť proti aktívnemu rušeniu Laser sa šíri priamočiaro, má dobrú smerovosť a lúč je veľmi úzky. Môže byť prijímaný iba na svojej ceste šírenia. Preto je pre nepriateľa veľmi ťažké zachytiť. Spúšťací systém laserového radaru (vysielací ďalekohľad) má malú apertúru a oblasť príjmu je úzka, takže sa spúšťa zámerne. Pravdepodobnosť, že laserový rušiaci signál vstúpi do prijímača, je extrémne nízka; okrem toho, na rozdiel od mikrovlnného radaru, ktorý je citlivý na elektromagnetické vlny, ktoré sa v prírode bežne vyskytujú, v prírode nie je veľa zdrojov signálu, ktoré by mohli rušiť laserový radar, takže laserový radar je antiaktívny Schopnosť rušenia je veľmi silná, vhodné pre prácu v čoraz zložitejšom a intenzívnejšom prostredí informačnej vojny. (3) Dobrý výkon detekcie nízkej nadmorskej výšky Vplyvom rôznych ozvien pozemných objektov v mikrovlnnom radare existuje určitá oblasť slepej oblasti (nedetekovateľná oblasť) v nízkej nadmorskej výške. V prípade lidaru sa odrazí iba osvetlený cieľ a nedochádza k žiadnemu dopadu ozveny pozemného objektu, takže môže pracovať v „nulovej výške“ a výkon detekcie v malej výške je oveľa silnejší ako u mikrovlnného radaru. (4) Malá veľkosť a nízka hmotnosť Vo všeobecnosti je objem bežného mikrovlnného radaru obrovský, hmotnosť celého systému sa zaznamenáva v tonách a priemer optickej antény môže dosiahnuť niekoľko metrov alebo dokonca desiatky metrov. Lidar je oveľa ľahší a obratnejší. Priemer odpaľovacieho teleskopu je vo všeobecnosti len centimetre a hmotnosť celého systému je len desiatky kilogramov. Dá sa ľahko nastaviť a rozobrať. Štruktúra lidaru je navyše pomerne jednoduchá, údržba pohodlná, obsluha jednoduchá a cena nízka. Nevýhody lidaru V prvom rade prácu veľmi ovplyvňuje počasie a atmosféra. Vo všeobecnosti je útlm lasera za jasného počasia malý a vzdialenosť šírenia je relatívne dlhá. V zlom počasí, ako je silný dážď, hustý dym a hmla, sa útlm prudko zvyšuje a vzdialenosť šírenia je značne ovplyvnená. Napríklad CO2 laser s pracovnou vlnovou dĺžkou 10,6 μ m má lepší výkon pri atmosférickom prenose spomedzi všetkých laserov a útlm v zlom počasí je 6-krát vyšší ako v slnečných dňoch. Dosah CO2 lidaru používaného na zemi alebo v nízkej nadmorskej výške je 10-20 km za slnečného dňa, zatiaľ čo pri zlom počasí je znížený na menej ako 1 km. Atmosférická cirkulácia navyše spôsobí skreslenie a chvenie laserového lúča, čo priamo ovplyvňuje presnosť merania lidaru. Po druhé, kvôli extrémne úzkemu lúču lidaru je veľmi ťažké hľadať ciele vo vesmíre, čo priamo ovplyvňuje pravdepodobnosť zachytenia a účinnosť detekcie nespolupracujúcich cieľov. Dokáže vyhľadávať a zachytávať ciele len v malom rozsahu. Preto je lidar menej nezávislý a priamy. Používa sa na bojisku na detekciu a vyhľadávanie cieľov.
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
