Lidar (Laser Radar) is een radarsysteem dat een laserstraal uitzendt om de positie en snelheid van een doel te detecteren. Het werkingsprincipe is om een detectiesignaal (laserstraal) naar het doel te sturen en vervolgens het ontvangen signaal (doelecho) dat door het doel wordt gereflecteerd te vergelijken met het verzonden signaal, en na de juiste verwerking kunt u relevante informatie over het doel verkrijgen, zoals doelafstand, azimut, hoogte, snelheid, houding, zelfs vorm en andere parameters, om vliegtuigen, raketten en andere doelen te detecteren, volgen en identificeren. Het bestaat uit een laserzender, een optische ontvanger, een draaitafel en een informatieverwerkingssysteem. De laser zet elektrische pulsen om in lichtpulsen en zendt deze uit. De optische ontvanger herstelt vervolgens de door het doel gereflecteerde lichtpulsen in elektrische pulsen en stuurt deze naar het display. LiDAR is een systeem dat drie technologieën integreert: laser, wereldwijd positioneringssysteem en traagheidsnavigatiesysteem, dat wordt gebruikt om gegevens te verkrijgen en nauwkeurige DEM te genereren. De combinatie van deze drie technologieën kan de plek van de laserstraal die het object raakt, met hoge nauwkeurigheid lokaliseren. Het is verder onderverdeeld in het steeds volwassener wordende terrein LiDAR-systeem voor het verkrijgen van digitale hoogtemodellen op de grond en het volwassen hydrologische LIDAR-systeem voor het verkrijgen van DEM onder water. Het gemeenschappelijke kenmerk van deze twee systemen is het gebruik van lasers voor detectie en meting. Dit is tevens de originele Engelse vertaling van het woord LiDAR, namelijk: LIght Detection And Ranging, afgekort als LiDAR. De laser zelf heeft een zeer nauwkeurig bereik en de nauwkeurigheid kan enkele centimeters bereiken. Naast de laser zelf, hangt de nauwkeurigheid van het LIDAR-systeem ook af van de interne factoren zoals de synchronisatie van de laser, GPS en traagheidsmeeteenheid (IMU). . Met de ontwikkeling van commerciële GPS en IMU is het mogelijk geworden en op grote schaal gebruikt om via LIDAR zeer nauwkeurige gegevens van mobiele platforms (zoals in vliegtuigen) te verkrijgen. Het LIDAR-systeem omvat een enkelstraals smalbandlaser en een ontvangstsysteem. De laser genereert en zendt een lichtpuls uit, raakt het object en reflecteert het terug, en wordt uiteindelijk ontvangen door de ontvanger. De ontvanger meet nauwkeurig de voortplantingstijd van de lichtpuls van emissie tot reflectie. Omdat lichtpulsen met de snelheid van het licht reizen, ontvangt de ontvanger altijd de gereflecteerde puls vóór de volgende puls. Aangezien de lichtsnelheid bekend is, kan de reistijd worden omgerekend naar een afstandsmeting. Door de hoogte van de laser, de laserscanhoek, de positie van de laser verkregen van GPS en de richting van de laseremissie verkregen van INS te combineren, kunnen de coördinaten X, Y, Z van elke grondspot nauwkeurig worden berekend. De frequentie van de laserstraalemissie kan variëren van enkele pulsen per seconde tot tienduizenden pulsen per seconde. Bijvoorbeeld, een systeem met een frequentie van 10.000 pulsen per seconde, zal de ontvanger in één minuut 600.000 punten opnemen. Over het algemeen varieert de afstand tussen de grondspots van het LIDAR-systeem van 2-4 m. [3] Het werkingsprincipe van lidar lijkt erg op dat van radar. Door laser als signaalbron te gebruiken, raakt de gepulseerde laser die door de laser wordt uitgezonden bomen, wegen, bruggen en gebouwen op de grond, waardoor verstrooiing wordt veroorzaakt, en een deel van de lichtgolven zal worden gereflecteerd naar de ontvangst van de lidar. Op het apparaat wordt volgens het principe van laserbereik de afstand van de laserradar tot het richtpunt verkregen. De pulslaser scant continu het doelobject om de gegevens van alle richtpunten op het doelobject te verkrijgen. Na beeldverwerking met deze gegevens kunnen nauwkeurige driedimensionale afbeeldingen worden verkregen. Het meest basale werkingsprincipe van lidar is hetzelfde als dat van radioradar, dat wil zeggen, een signaal wordt verzonden door het radarzendsysteem, dat wordt gereflecteerd door het doel en verzameld door het ontvangende systeem, en de afstand van het doel wordt bepaald door de looptijd van het gereflecteerde licht te meten. De radiale snelheid van het doel kan worden bepaald door de Doppler-frequentieverschuiving van het gereflecteerde licht, of het kan worden gemeten door twee of meer afstanden te meten en de veranderingssnelheid te berekenen om de snelheid te verkrijgen. Dit is en is ook het basisprincipe van directe detectieradars. werkend principe Voordelen van Lidar In vergelijking met gewone microgolfradar, omdat het een laserstraal gebruikt, is de werkfrequentie van lidar veel hoger dan die van magnetron, dus het biedt veel voordelen, voornamelijk: (1) Hoge resolutie Lidar kan extreem hoge resoluties op het gebied van hoek, afstand en snelheid verkrijgen. Gewoonlijk is de hoekresolutie niet minder dan 0,1 mard, wat betekent dat het twee doelen kan onderscheiden van 0,3 m van elkaar op een afstand van 3 km (dit is in ieder geval onmogelijk voor microgolfradar), en meerdere doelen tegelijkertijd kan volgen; de bereikresolutie kan tot 0,1 lm zijn; snelheid resolutie kan bereiken binnen 10 m/s. De hoge resolutie van afstand en snelheid betekent dat afstand-Doppler-beeldvormingstechnologie kan worden gebruikt om een duidelijk beeld van het doel te verkrijgen. Hoge resolutie is het belangrijkste voordeel van lidar en de meeste toepassingen zijn hierop gebaseerd. (2) Goede verhulling en sterk anti-actief interferentievermogen; De laser plant zich in een rechte lijn voort, heeft een goede gerichtheid en de straal is erg smal. Het kan alleen worden ontvangen op zijn voortplantingspad. Daarom is het erg moeilijk voor de vijand om te onderscheppen. Het lanceersysteem van de laserradar (zendtelescoop) heeft een kleine opening en het te ontvangen gebied is smal, dus het wordt opzettelijk gelanceerd. De kans dat het laserstoringssignaal de ontvanger binnenkomt, is extreem laag; bovendien zijn er, in tegenstelling tot microgolfradar, die gevoelig is voor elektromagnetische golven die veel in de natuur voorkomen, niet veel signaalbronnen die de laserradar in de natuur kunnen verstoren, dus de laserradar is anti-actief. Het interferentievermogen is erg sterk, geschikt voor het werken in de steeds complexere en intensere informatieoorlogsomgeving. (3) Goede detectieprestaties op lage hoogte Vanwege de invloed van verschillende echo's van grondobjecten in microgolfradar, is er op lage hoogte een bepaald blind gebied (niet-detecteerbaar gebied). Voor lidar zal alleen het verlichte doel reflecteren, en er is geen impact van de echo van grondobjecten, dus het kan werken op "nul hoogte", en de detectieprestaties op lage hoogte zijn veel sterker dan die van microgolfradar. (4) Klein formaat en lichtgewicht Over het algemeen is het volume van gewone microgolfradar enorm, de massa van het hele systeem wordt geregistreerd in tonnen en de diameter van de optische antenne kan enkele meters of zelfs tientallen meters bereiken. De lidar is veel lichter en handiger. De diameter van de lanceringstelescoop is over het algemeen slechts centimeter-niveau, en de massa van het hele systeem is slechts tientallen kilogrammen. Het is gemakkelijk op te zetten en te demonteren. Bovendien is de structuur van de lidar relatief eenvoudig, het onderhoud is handig, de bediening is eenvoudig en de prijs is laag. Nadelen van lidar Allereerst wordt het werk sterk beïnvloed door het weer en de sfeer. Over het algemeen is de verzwakking van de laser bij helder weer klein en is de voortplantingsafstand relatief lang. Bij slecht weer zoals hevige regen, dichte rook en mist neemt de demping sterk toe en wordt de voortplantingsafstand sterk beïnvloed. De co2-laser met een werkgolflengte van 10,6 m heeft bijvoorbeeld de betere atmosferische transmissieprestaties van alle lasers en de demping bij slecht weer is 6 keer die van zonnige dagen. Het bereik van co2-lidar dat op de grond of op lage hoogte wordt gebruikt, is 10-20 km op een zonnige dag, terwijl het bij slecht weer wordt teruggebracht tot minder dan 1 km. Bovendien zal de atmosferische circulatie er ook voor zorgen dat de laserstraal vervormd en gejitterd wordt, wat direct van invloed is op de meetnauwkeurigheid van de lidar. Ten tweede is het vanwege de extreem smalle bundel lidar erg moeilijk om doelen in de ruimte te zoeken, wat direct van invloed is op de waarschijnlijkheid van onderschepping en detectie-efficiëntie van niet-coöperatieve doelen. Het kan alleen doelen in een klein bereik zoeken en vangen. Lidar is daardoor minder onafhankelijk en direct. Gebruikt op het slagveld voor doeldetectie en zoeken.
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
