Лидар (лазерный радар) — это радиолокационная система, которая излучает лазерный луч для определения положения и скорости цели. Его принцип работы заключается в отправке сигнала обнаружения (лазерного луча) на цель, а затем сравнение полученного сигнала (эхо-сигнала цели), отраженного от цели, с переданным сигналом, и после надлежащей обработки можно получить соответствующую информацию о цели, такие как расстояние до цели, азимут, высота, скорость, отношение, даже форма и другие параметры, чтобы обнаруживать, отслеживать и идентифицировать самолеты, ракеты и другие цели. Он состоит из лазерного передатчика, оптического приемника, поворотного стола и системы обработки информации. Лазер преобразует электрические импульсы в световые импульсы и испускает их. Затем оптический приемник восстанавливает световые импульсы, отраженные от цели, в электрические импульсы и отправляет их на дисплей. LiDAR — это система, объединяющая три технологии: лазер, глобальную систему позиционирования и инерциальную навигационную систему, используемую для получения данных и создания точной ЦМР. Комбинация этих трех технологий позволяет с высокой точностью определить место попадания лазерного луча в объект. Кроме того, он делится на все более совершенную систему LiDAR на местности для получения наземных цифровых моделей рельефа и зрелую гидрологическую систему LIDAR для получения подводной ЦМР. Общей чертой этих двух систем является использование лазеров для обнаружения и измерения. Это также оригинальный английский перевод слова LiDAR, а именно: Light Detection And Ranging, сокращенно LiDAR. Сам лазер имеет очень точную дальномерность, и точность его дальнометрии может достигать нескольких сантиметров. Помимо самого лазера, точность системы LIDAR также зависит от внутренних факторов, таких как синхронизация лазера, GPS и инерциального измерительного блока (IMU). . С развитием коммерческих GPS и IMU стало возможным и широко используется для получения высокоточных данных с мобильных платформ (например, на самолетах) через LIDAR. Система LIDAR включает в себя однолучевой узкополосный лазер и приемную систему. Лазер генерирует и испускает световой импульс, попадает на объект и отражает его обратно, и, наконец, принимается приемником. Приемник точно измеряет время распространения светового импульса от излучения до отражения. Поскольку световые импульсы распространяются со скоростью света, приемник всегда получает отраженный импульс до следующего импульса. Учитывая, что скорость света известна, время в пути можно преобразовать в измерение расстояния. Комбинируя высоту лазера, угол лазерного сканирования, положение лазера, полученное из GPS, и направление лазерного излучения, полученное из INS, можно точно рассчитать координаты X, Y, Z каждой точки на земле. Частота излучения лазерного луча может составлять от нескольких импульсов в секунду до десятков тысяч импульсов в секунду. Например, в системе с частотой 10 000 импульсов в секунду приемник запишет 600 000 точек за одну минуту. Вообще говоря, расстояние между точками на земле системы LIDAR колеблется от 2 до 4 м. [3] Принцип работы лидара очень похож на принцип работы радара. Используя лазер в качестве источника сигнала, импульсный лазер, излучаемый лазером, бьет по деревьям, дорогам, мостам и зданиям на земле, вызывая рассеяние, а часть световых волн будет отражаться к приемному устройству лидара. На приборе по принципу лазерной локации получают расстояние от лазерного радара до точки цели. Импульсный лазер непрерывно сканирует целевой объект, чтобы получить данные обо всех целевых точках на целевом объекте. После обработки изображений с этими данными можно получить точные трехмерные изображения. Самый основной принцип работы лидара такой же, как и у радиолокатора, то есть сигнал отправляется передающей системой радара, который отражается целью и собирается принимающей системой, и определяется расстояние до цели. путем измерения времени работы отраженного света. Что касается радиальной скорости цели, то ее можно определить по доплеровскому смещению частоты отраженного света или ее можно измерить путем измерения двух или более расстояний и расчета скорости изменения для получения скорости. Это и есть основной принцип радаров прямого обнаружения. Принцип работы Преимущества лидара По сравнению с обычным микроволновым радаром, поскольку он использует лазерный луч, рабочая частота лидара намного выше, чем у микроволнового, поэтому он дает много преимуществ, в основном: (1) Высокое разрешение Лидар может получить чрезвычайно высокое разрешение по углу, расстоянию и скорости. Обычно угловое разрешение не менее 0,1 мард, что означает, что он может различать две цели на расстоянии 0,3 м друг от друга на расстоянии 3 км (это невозможно для СВЧ-радара в любом случае), и может отслеживать несколько целей одновременно; разрешение диапазона может быть до 0.lm; разрешение скорости может достигать в пределах 10 м/с. Высокое разрешение по расстоянию и скорости означает, что технология дистанционной доплеровской визуализации может использоваться для получения четкого изображения цели. Высокое разрешение является самым значительным преимуществом лидара, и на этом основано большинство его приложений. (2) Хорошая маскировка и сильная способность к противодействию активным помехам Лазер распространяется прямолинейно, имеет хорошую направленность и очень узкий луч. Его можно получить только на пути его распространения. Поэтому противнику очень сложно перехватить. Система запуска лазерного радара (передающий телескоп) имеет небольшую апертуру, а зона приема узкая, поэтому он запускается преднамеренно. Вероятность того, что сигнал лазерной помехи попадет в приемник, крайне мала; кроме того, в отличие от микроволнового радара, который восприимчив к электромагнитным волнам, широко существующим в природе, в природе не так много источников сигнала, которые могут мешать лазерному радару, поэтому лазерный радар является антиактивным. Способность к помехам очень сильна, подходит для работы во все более сложных и интенсивных условиях информационной войны. (3) Хорошая производительность обнаружения на малой высоте Из-за влияния различных эхо-сигналов от наземных объектов в микроволновом радаре существует определенная зона слепой зоны (необнаруживаемая зона) на малой высоте. Для лидара будет отражаться только освещенная цель, и эхо-сигнал наземного объекта не влияет, поэтому он может работать на «нулевой высоте», а эффективность обнаружения на малой высоте намного выше, чем у микроволнового радара. (4) Малый размер и легкий вес Вообще объем обычного микроволнового радара огромен, масса всей системы измеряется тоннами, а диаметр оптической антенны может достигать нескольких метров и даже десятков метров. Лидар намного легче и ловчее. Диаметр запускающего телескопа обычно всего лишь сантиметр, а масса всей системы всего несколько десятков килограммов. Его легко установить и разобрать. Кроме того, конструкция лидара относительно проста, обслуживание удобно, эксплуатация проста, а цена невысока. Недостатки лидара Прежде всего, на работу сильно влияет погода и атмосфера. Как правило, затухание лазера в ясную погоду невелико, а расстояние распространения относительно большое. В плохую погоду, такую как сильный дождь, густой дым и туман, затухание резко возрастает, что сильно влияет на дальность распространения. Например, СО2-лазер с рабочей длиной волны 10,6 мкм имеет лучшие характеристики пропускания через атмосферу среди всех лазеров, а затухание в плохую погоду в 6 раз больше, чем в солнечные дни. Дальность действия co2-лидара, используемого на земле или на малой высоте, составляет 10-20 км в солнечный день, а в плохую погоду она снижается до менее 1 км. Кроме того, атмосферная циркуляция также будет вызывать искажение и дрожание лазерного луча, что напрямую влияет на точность измерений лидара. Во-вторых, из-за крайне узкого луча лидара очень сложно осуществлять поиск целей в пространстве, что напрямую влияет на вероятность перехвата и эффективность обнаружения несговорчивых целей. Он может искать и захватывать цели только в небольшом диапазоне. Поэтому лидар менее независим и прямолинеен. Используется на поле боя для обнаружения и поиска целей.
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
