Peşəkar Bilik

Lazer radar

2021-09-23
Lidar (Lazer Radar) hədəfin mövqeyini və sürətini müəyyən etmək üçün lazer şüası yayan radar sistemidir. Onun iş prinsipi hədəfə aşkarlama siqnalını (lazer şüası) göndərmək və sonra hədəfdən əks olunan qəbul edilmiş siqnalı (hədəf əks-sədasını) ötürülən siqnalla müqayisə etmək və lazımi emaldan sonra hədəf haqqında müvafiq məlumatları əldə etmək, Təyyarələri, raketləri və digər hədəfləri aşkar etmək, izləmək və müəyyən etmək üçün hədəf məsafəsi, azimut, hündürlük, sürət, münasibət, hətta forma və digər parametrlər kimi. O, lazer ötürücüdən, optik qəbuledicidən, dönər masadan və məlumat emal sistemindən ibarətdir. Lazer elektrik impulslarını işıq impulslarına çevirir və onları yayır. Daha sonra optik qəbuledici hədəfdən əks olunan işıq impulslarını elektrik impulslarına qaytarır və onları ekrana göndərir.
LiDAR üç texnologiyanı birləşdirən sistemdir: lazer, qlobal yerləşdirmə sistemi və inertial naviqasiya sistemi, məlumatların əldə edilməsi və dəqiq DEM yaratmaq üçün istifadə olunur. Bu üç texnologiyanın birləşməsi lazer şüasının obyektə dəydiyi nöqtəni yüksək dəqiqliklə müəyyən edə bilir. O, daha sonra yerüstü rəqəmsal yüksəklik modellərini əldə etmək üçün getdikcə yetkinləşən ərazi LiDAR sisteminə və sualtı DEM əldə etmək üçün yetkin hidroloji LIDAR sisteminə bölünür. Bu iki sistemin ümumi xüsusiyyəti aşkarlama və ölçmə üçün lazerlərin istifadəsidir. Bu, həm də LiDAR sözünün ingiliscə orijinal tərcüməsidir, yəni: LIGHT Detection And Ranging, qısaldılmış LiDAR.
Lazerin özü çox dəqiq diapazon qabiliyyətinə malikdir və onun diapazonunun dəqiqliyi bir neçə santimetrə çata bilər. Lazerin özündən əlavə, LIDAR sisteminin dəqiqliyi lazerin sinxronizasiyası, GPS və inertial ölçü vahidi (IMU) kimi daxili amillərdən də asılıdır. . Kommersiya GPS və IMU-nun inkişafı ilə LIDAR vasitəsilə mobil platformalardan (məsələn, təyyarələrdə) yüksək dəqiqlikli məlumatların əldə edilməsi mümkün olmuşdur və geniş şəkildə istifadə edilmişdir.
LIDAR sisteminə tək şüalı dar zolaqlı lazer və qəbuledici sistem daxildir. Lazer işıq impulsunu yaradır və buraxır, obyektə dəyir və onu geri əks etdirir və nəhayət qəbuledici tərəfindən qəbul edilir. Qəbuledici işıq impulsunun emissiyadan əks olunmasına qədər yayılma müddətini dəqiq ölçür. İşıq impulsları işıq sürəti ilə hərəkət etdiyi üçün qəbuledici həmişə əks olunan nəbzi növbəti impulsdan əvvəl alır. İşığın sürətinin məlum olduğunu nəzərə alsaq, səyahət vaxtı məsafənin ölçülməsinə çevrilə bilər. Lazerin hündürlüyünü, lazerin skan etmə bucağını, GPS-dən alınan lazerin mövqeyini və INS-dən əldə edilən lazer emissiyasının istiqamətini birləşdirərək, hər bir yer nöqtəsinin X, Y, Z koordinatlarını dəqiq hesablamaq olar. Lazer şüasının emissiyasının tezliyi saniyədə bir neçə impulsdan on minlərlə pulsa qədər dəyişə bilər. Məsələn, saniyədə 10.000 impuls tezliyi olan bir sistem, qəbuledici bir dəqiqə ərzində 600.000 nöqtəni qeyd edəcəkdir. Ümumiyyətlə, LIDAR sisteminin yer səthi məsafəsi 2-4 m arasında dəyişir. [3]
Lidarın iş prinsipi radarla çox oxşardır. Siqnal mənbəyi kimi lazerdən istifadə edərək, lazerin buraxdığı impulslu lazer yerdəki ağaclara, yollara, körpülərə və binalara dəyərək səpələnməyə səbəb olur və işıq dalğalarının bir hissəsi lidarın qəbuluna əks olunacaq. Cihazda lazer diapazonu prinsipinə əsasən lazer radarından hədəf nöqtəsinə qədər olan məsafə əldə edilir. Nəbz lazeri hədəf obyektdəki bütün hədəf nöqtələrinin məlumatlarını əldə etmək üçün hədəf obyekti davamlı olaraq skan edir. Bu məlumatlarla təsvirin işlənməsindən sonra Dəqiq üçölçülü şəkillər əldə edilə bilər.
Lidarın ən əsas iş prinsipi radio radarla eynidir, yəni hədəf tərəfindən əks olunan və qəbuledici sistem tərəfindən toplanan radar ötürücü sistemi tərəfindən siqnal göndərilir və hədəfin məsafəsi müəyyən edilir. əks olunan işığın işləmə müddətini ölçməklə. Hədəfin radial sürətinə gəldikdə isə, əks olunan işığın Doppler tezliyinin sürüşməsi ilə müəyyən edilə bilər və ya iki və ya daha çox məsafənin ölçülməsi və sürəti əldə etmək üçün dəyişmə sürətinin hesablanması ilə ölçülə bilər. Bu birbaşa aşkarlama radarlarının əsas prinsipidir və eyni zamandadır. iş prinsipi
Lidarın üstünlükləri
Adi mikrodalğalı radarla müqayisədə, lazer şüasından istifadə etdiyi üçün lidarın işləmə tezliyi mikrodalğalı sobadan xeyli yüksəkdir, ona görə də bir çox üstünlüklər gətirir, əsasən:
(1) Yüksək qətnamə
Lidar son dərəcə yüksək bucaq, məsafə və sürət həllini əldə edə bilir. Adətən bucaq ayırdetmə qabiliyyəti 0,1 marddan az deyil, bu o deməkdir ki, o, 3 km məsafədə 0,3 m məsafədə olan iki hədəfi ayırd edə bilir (mikrodalğalı radar üçün bu, heç bir halda mümkün deyil) və eyni zamanda bir neçə hədəfi izləyə bilir; diapazonun ayırdetmə qabiliyyəti 0.lm-ə qədər ola bilər; sürət həlli 10 m/s-ə çata bilər. Məsafə və sürətin yüksək ayırdetmə qabiliyyəti o deməkdir ki, məsafə-Doppler görüntüləmə texnologiyası hədəfin aydın görüntüsünü əldə etmək üçün istifadə edilə bilər. Yüksək qətnamə lidarın ən əhəmiyyətli üstünlüyüdür və tətbiqlərinin əksəriyyəti buna əsaslanır.
(2) Yaxşı gizlətmə və güclü anti-aktiv müdaxilə qabiliyyəti
Lazer düz bir xətt üzrə yayılır, yaxşı istiqamətləndiriciliyə malikdir və şüa çox dardır. Yalnız onun yayılma yolunda qəbul edilə bilər. Ona görə də düşmənin qarşısını almaq çox çətindir. Lazer radarının işə salma sistemi (ötürücü teleskop) kiçik diyaframa malikdir və qəbul sahəsi dardır, ona görə də qəsdən buraxılır. Lazer tıxanma siqnalının qəbulediciyə daxil olma ehtimalı olduqca aşağıdır; Bundan əlavə, təbiətdə geniş yayılmış elektromaqnit dalğalarına həssas olan mikrodalğalı radardan fərqli olaraq, təbiətdə lazer radarına müdaxilə edə biləcək çoxlu siqnal mənbələri yoxdur, buna görə də lazer radarı anti-aktivdir. Müdaxilə qabiliyyəti çox güclüdür, getdikcə daha mürəkkəb və intensiv informasiya müharibəsi mühitində işləmək üçün uyğundur.
(3) Yaxşı aşağı hündürlükdə aşkarlama performansı
Mikrodalğalı radarda müxtəlif yer cisimlərinin əks-sədalarının təsiri ilə aşağı hündürlükdə müəyyən kor sahə (təsdiq edilməyən sahə) var. Lidar üçün yalnız işıqlandırılmış hədəf əks olunacaq və yer obyektinin əks-sədasının təsiri yoxdur, buna görə də o, "sıfır hündürlükdə" işləyə bilər və aşağı hündürlükdə aşkarlama performansı mikrodalğalı radardan daha güclüdür.
(4) Kiçik ölçü və yüngül çəki
Ümumiyyətlə, adi mikrodalğalı radarın həcmi böyükdür, bütün sistemin kütləsi tonlarla qeydə alınır və optik antenanın diametri bir neçə metr, hətta onlarla metrə çata bilər. Lidar daha yüngül və daha çevikdir. Buraxılan teleskopun diametri ümumiyyətlə yalnız santimetr səviyyəsindədir və bütün sistemin kütləsi yalnız onlarla kiloqramdır. Quraşdırmaq və sökmək asandır. Üstəlik, lidarın quruluşu nisbətən sadədir, baxımı rahatdır, istismarı asandır və qiyməti aşağıdır.
Lidarın mənfi cəhətləri
İlk növbədə, işə hava və atmosfer çox təsir edir. Ümumiyyətlə, aydın havada lazerin zəifləməsi kiçikdir və yayılma məsafəsi nisbətən uzundur. Güclü yağış, sıx tüstü və duman kimi pis havalarda zəifləmə kəskin şəkildə artır və yayılma məsafəsi böyük təsir göstərir. Məsələn, 10,6μm işçi dalğa uzunluğuna malik CO2 lazeri bütün lazerlər arasında daha yaxşı atmosfer ötürmə performansına malikdir və pis havada zəifləmə günəşli günlərə nisbətən 6 dəfədir. Yerdə və ya aşağı hündürlükdə istifadə edilən CO2 lidarının diapazonu günəşli gündə 10-20 km, pis hava şəraitində isə 1 km-dən az olur. Üstəlik, atmosfer sirkulyasiyası da lazer şüasının təhrif edilməsinə və titrəməsinə səbəb olacaq ki, bu da lidarın ölçmə dəqiqliyinə birbaşa təsir göstərir.
İkincisi, lidarın son dərəcə dar şüası səbəbindən kosmosda hədəfləri axtarmaq çox çətindir ki, bu da əməkdaşlıq etməyən hədəflərin tutulma ehtimalına və aşkarlanmasının səmərəliliyinə birbaşa təsir göstərir. O, yalnız kiçik diapazonda hədəfləri axtarıb tuta bilir. Buna görə də, lidar daha az müstəqil və birbaşadır. Hədəfin aşkarlanması və axtarışı üçün döyüş meydanında istifadə olunur.
X
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
Reject Accept