Стручно знање

Ласер Радар

2021-09-23
Лидар (Ласер Радар) је радарски систем који емитује ласерски зрак за откривање положаја и брзине циља. Његов принцип рада је да пошаље сигнал детекције (ласерски сноп) до циља, а затим упореди примљени сигнал (ехо циља) који се рефлектује од мете са емитованим сигналом и након одговарајуће обраде можете добити релевантне информације о мети, као што су раздаљина мете, азимут, висина, брзина, став, чак и облик и други параметри, како би се открили, пратили и идентификовали авиони, пројектили и други циљеви. Састоји се од ласерског предајника, оптичког пријемника, грамофона и система за обраду информација. Ласер претвара електричне импулсе у светлосне и емитује их. Оптички пријемник затим враћа светлосне импулсе рефлектоване од мете у електричне импулсе и шаље их на дисплеј.
ЛиДАР је систем који интегрише три технологије: ласер, систем глобалног позиционирања и инерцијални навигациони систем, који се користи за добијање података и генерисање тачних ДЕМ. Комбинација ове три технологије може са великом прецизношћу лоцирати место удара ласерског зрака у објекат. Даље је подељен на све зрелији теренски ЛиДАР систем за добијање земаљских дигиталних модела елевације и зрели хидролошки ЛИДАР систем за добијање подводних ДЕМ. Заједничка карактеристика ова два система је употреба ласера ​​за детекцију и мерење. Ово је такође оригинални енглески превод речи ЛиДАР, односно: ЛИгхт Детецтион Анд Рангинг, скраћено ЛиДАР.
Сам ласер има веома прецизну способност домета, а његова прецизност домета може достићи неколико центиметара. Поред самог ласера, тачност ЛИДАР система зависи и од унутрашњих фактора као што су синхронизација ласера, ГПС и инерцијална мерна јединица (ИМУ). . Са развојем комерцијалног ГПС-а и ИМУ-а, постало је могуће и широко се користи за добијање података високе прецизности са мобилних платформи (као што су авиони) преко ЛИДАР-а.
ЛИДАР систем укључује једносмјерни ускопојасни ласер и систем за пријем. Ласер генерише и емитује светлосни импулс, удара у објекат и одбија га назад, а на крају га прима пријемник. Пријемник прецизно мери време простирања светлосног импулса од емисије до рефлексије. Пошто светлосни импулси путују брзином светлости, пријемник увек прима рефлектовани импулс пре следећег импулса. С обзиром да је брзина светлости позната, време путовања се може претворити у мерење удаљености. Комбиновањем висине ласера, угла ласерског скенирања, положаја ласера ​​добијеног од ГПС-а и правца ласерске емисије добијеног од ИНС-а, координате Кс, И, З сваке тачке на земљи могу се прецизно израчунати. Фреквенција емисије ласерског зрака може се кретати од неколико импулса у секунди до десетина хиљада импулса у секунди. На пример, систем са фреквенцијом од 10.000 импулса у секунди, пријемник ће снимити 600.000 тачака у једном минуту. Уопштено говорећи, размак између тачака на земљи ЛИДАР система креће се од 2-4м. [3]
Принцип рада лидара је веома сличан раду радара. Користећи ласер као извор сигнала, пулсни ласер који емитује ласер погађа дрвеће, путеве, мостове и зграде на тлу, изазивајући расејање, а део светлосних таласа ће се рефлектовати на пријем лидара. На уређају се по принципу ласерског рангирања добија растојање од ласерског радара до циљне тачке. Пулсни ласер континуирано скенира циљни објекат да би добио податке о свим циљним тачкама на циљном објекту. Након обраде слике са овим подацима, могу се добити прецизне тродимензионалне слике.
Најосновнији принцип рада лидара је исти као и радио радара, односно радарски предајни систем шаље сигнал, који се рефлектује од циља и прикупља од пријемног система, а удаљеност мете се одређује. мерењем времена рада рефлектоване светлости. Што се тиче радијалне брзине мете, она се може одредити доплеровим померањем фреквенције рефлектоване светлости, или се може мерити мерењем две или више удаљености и израчунавањем брзине промене да би се добила брзина. Ово је и такође је основни принцип радара за директну детекцију. принцип рада
Предности Лидара
У поређењу са обичним микроталасним радаром, јер користи ласерски сноп, радна фреквенција лидара је много већа од микроталасне, тако да доноси многе предности, углавном:
(1) Висока резолуција
Лидар може да добије изузетно високу резолуцију угла, удаљености и брзине. Обично угаона резолуција није мања од 0,1мард, што значи да може да разликује две мете на удаљености од 0,3м на удаљености од 3км (ово је немогуће за микроталасни радар у сваком случају), и може да прати више циљева у исто време; резолуција опсега може бити до 0.лм; резолуција брзине може досећи унутар 10м/с. Висока резолуција удаљености и брзине значи да се технологија доплер снимања на даљину може користити за добијање јасне слике мете. Висока резолуција је најзначајнија предност лидара и већина његових апликација се заснива на томе.
(2) Добро прикривање и јака антиактивна способност ометања
Ласер се шири праволинијски, има добру усмереност, а сноп је веома узак. Може се примити само на свом путу ширења. Због тога је непријатељу веома тешко да га пресретне. Лансирни систем ласерског радара (предајни телескоп) има мали отвор, а подручје примања је уско, па се намерно лансира. Вероватноћа да сигнал ометања ласера ​​уђе у пријемник је изузетно мала; поред тога, за разлику од микроталасног радара, који је подложан електромагнетним таласима који постоје широко у природи, нема много извора сигнала који могу ометати ласерски радар у природи, тако да је ласерски радар антиактиван. Способност ометања је веома јака, погодан за рад у све сложенијем и интензивнијем окружењу информационог ратовања.
(3) Добре перформансе детекције на малим висинама
Због утицаја различитих одјека земаљских објеката у микроталасном радару, на малој надморској висини постоји одређена област слепог подручја (недетектована област). За лидар, само осветљена мета ће се рефлектовати, и нема утицаја еха земаљских објеката, тако да може да ради на „нултој висини“, а перформансе детекције на малим висинама су много јаче од микроталасног радара.
(4) Мала величина и мала тежина
Генерално, запремина обичног микроталасног радара је огромна, маса целог система се бележи у тонама, а пречник оптичке антене може да достигне неколико метара или чак десетине метара. Лидар је много лакши и спретнији. Пречник лансирног телескопа је углавном само центиметарски, а маса целог система је само десетине килограма. Лако се поставља и раставља. Штавише, структура лидара је релативно једноставна, одржавање је згодно, рад је лак, а цена је ниска.
Недостаци лидара
Пре свега, на рад у великој мери утичу време и атмосфера. Генерално, слабљење ласера ​​је мало по ведром времену, а удаљеност простирања је релативно велика. У лошим временским условима као што су јака киша, густ дим и магла, слабљење се нагло повећава, а удаљеност ширења је у великој мери погођена. На пример, цо2 ласер са радном таласном дужином од 10,6 И¼м има боље перформансе атмосферског преноса међу свим ласерима, а слабљење у лошем времену је 6 пута веће од сунчаних дана. Домет цо2 лидара који се користи на тлу или на малој надморској висини је 10-20 км по сунчаном дану, док се по лошем времену смањује на мање од 1 км. Штавише, атмосферска циркулација ће такође узроковати изобличење и подрхтавање ласерског зрака, што директно утиче на тачност мерења лидара.
Друго, због изузетно уског снопа лидара, веома је тешко тражити циљеве у свемиру, што директно утиче на вероватноћу пресретања и ефикасност детекције некооперативних циљева. Може само да тражи и ухвати мете у малом домету. Стога је лидар мање независан и непосредан. Користи се на бојном пољу за откривање и претрагу циљева.
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