Lidar (Laser Radar) – нысананың орнын және жылдамдығын анықтау үшін лазер сәулесін шығаратын радар жүйесі. Оның жұмыс принципі – нысанаға анықтау сигналын (лазер сәулесін) жіберу, содан кейін нысанадан шағылысқан қабылданған сигналды (нысана жаңғырығы) жіберілген сигналмен салыстыру және дұрыс өңдеуден кейін нысана туралы тиісті ақпаратты алуға болады, Ұшақтарды, зымырандарды және басқа нысандарды анықтау, қадағалау және анықтау үшін мақсатты қашықтық, азимут, биіктік, жылдамдық, қатынас, біркелкі пішін және басқа параметрлер сияқты. Ол лазерлік таратқыштан, оптикалық қабылдағыштан, айналмалы платформадан және ақпаратты өңдеу жүйесінен тұрады. Лазер электр импульстерін жарық импульстарына айналдырады және оларды шығарады. Одан кейін оптикалық қабылдағыш нысанадан шағылған жарық импульстарын электрлік импульстарға қайтарады және оларды дисплейге жібереді. LiDAR үш технологияны біріктіретін жүйе: лазерлік, жаһандық позициялау жүйесі және инерциялық навигация жүйесі, деректерді алу және дәл DEM құру үшін қолданылады. Осы үш технологияның үйлесімі лазер сәулесінің объектіге тиген нүктесін жоғары дәлдікпен таба алады. Ол одан әрі жердегі сандық биіктік үлгілерін алу үшін барған сайын жетілген рельефтік LiDAR жүйесіне және су астындағы DEM алу үшін жетілген гидрологиялық LIDAR жүйесіне бөлінеді. Бұл екі жүйенің ортақ ерекшелігі - анықтау және өлшеу үшін лазерлерді пайдалану. Бұл сондай-ақ LiDAR сөзінің ағылшын тіліндегі түпнұсқа аудармасы, атап айтқанда: Light Detection and Ranging, LiDAR ретінде қысқартылған. Лазердің өзі өте дәл диапазонға ие және оның диапазонының дәлдігі бірнеше сантиметрге жетуі мүмкін. Лазердің өзінен басқа, LIDAR жүйесінің дәлдігі лазердің синхрондауы, GPS және инерциялық өлшем бірлігі (IMU) сияқты ішкі факторларға да байланысты. . Коммерциялық GPS және IMU дамуымен мобильді платформалардан (мысалы, ұшақтардағы) LIDAR арқылы жоғары дәлдіктегі деректерді алу мүмкін болды және кеңінен қолданылады. LIDAR жүйесі бір сәулелі тар жолақты лазерді және қабылдау жүйесін қамтиды. Лазер жарық импульсін жасайды және шығарады, нысанға соғылып, оны кері шағылыстырады және ақырында қабылдағышқа түседі. Қабылдағыш сәулеленуден шағылысуға дейінгі жарық импульсінің таралу уақытын дәл өлшейді. Жарық импульстары жарық жылдамдығымен таралатындықтан, қабылдағыш әрқашан келесі импульске дейін шағылған импульсті алады. Жарық жылдамдығы белгілі екенін ескере отырып, жол жүру уақытын қашықтық өлшеміне айналдыруға болады. Лазердің биіктігін, лазерлік сканерлеу бұрышын, GPS-тен алынған лазердің орнын және INS-тен алынған лазерлік сәуле шығару бағытын біріктіре отырып, әрбір жердегі нүктенің X, Y, Z координаттарын дәл есептеуге болады. Лазер сәулесінің сәулелену жиілігі секундына бірнеше импульстен секундына ондаған мың импульске дейін болуы мүмкін. Мысалы, секундына 10 000 импульс жиілігі бар жүйе, қабылдағыш бір минут ішінде 600 000 нүктені жазады. Жалпы айтқанда, LIDAR жүйесінің жер бетіндегі аралығы 2-4 м аралығында болады. [3] Лидардың жұмыс принципі радарға өте ұқсас. Сигнал көзі ретінде лазерді пайдалана отырып, лазер шығаратын импульстік лазер жердегі ағаштарға, жолдарға, көпірлерге және ғимараттарға соғылып, шашырауды тудырады және жарық толқындарының бір бөлігі лидар қабылдауына шағылысады. Құрылғыда лазерлік диапазон принципіне сәйкес лазерлік радардан мақсатты нүктеге дейінгі қашықтық алынады. Импульстік лазер мақсатты нысандағы барлық мақсатты нүктелердің деректерін алу үшін мақсатты нысанды үздіксіз сканерлейді. Осы деректермен кескінді өңдеуден кейін дәл үш өлшемді кескіндерді алуға болады. Лидардың ең негізгі жұмыс принципі радиорадармен бірдей, яғни радиолокациялық тарату жүйесі арқылы сигнал жіберіледі, оны нысана көрсетеді және қабылдау жүйесі жинайды және нысананың қашықтығы анықталады. шағылған жарықтың жұмыс уақытын өлшеу арқылы. Нысананың радиалды жылдамдығына келетін болсақ, ол шағылған жарықтың Доплер жиілігінің ығысуымен анықталуы мүмкін немесе екі немесе одан да көп қашықтықты өлшеу және жылдамдықты алу үшін өзгеру жылдамдығын есептеу арқылы өлшенуі мүмкін. Бұл тікелей анықтау радарларының негізгі принципі болып табылады және болып табылады. жұмыс принципі Лидар артықшылықтары Кәдімгі микротолқынды радармен салыстырғанда, ол лазер сәулесін пайдаланатындықтан, лидардың жұмыс жиілігі микротолқынды пешке қарағанда әлдеқайда жоғары, сондықтан ол көптеген артықшылықтар әкеледі, негізінен: (1) Жоғары ажыратымдылық Lidar өте жоғары бұрышты, қашықтықты және жылдамдықты ажырата алады. Әдетте бұрыштық рұқсат 0,1 мардтан кем емес, яғни ол 3 км қашықтықтағы екі нысананы 0,3 м қашықтықта ажырата алады (бұл кез келген жағдайда микротолқынды радар үшін мүмкін емес) және бір уақытта бірнеше нысананы қадағалай алады; диапазон ажыратымдылығы 0,lm дейін болуы мүмкін; жылдамдық рұқсаты 10 м/с шегінде жетуі мүмкін. Қашықтық пен жылдамдықтың жоғары ажыратымдылығы нысанның анық бейнесін алу үшін қашықтық-доплерлік бейнелеу технологиясын қолдануға болатындығын білдіреді. Жоғары ажыратымдылық лидардың ең маңызды артықшылығы болып табылады және оның қосымшаларының көпшілігі осыған негізделген. (2) Жақсы жасыру және күшті антиактивті кедергі қабілеті Лазер түзу сызықта таралады, жақсы бағытталады, ал сәуле өте тар. Оны тек таралу жолында ғана қабылдауға болады. Сондықтан жаудың жолын кесу өте қиын. Лазерлік радардың ұшыру жүйесінің (таратқыш телескоптың) саңылауы шағын, ал қабылданатын аймағы тар, сондықтан ол әдейі іске қосылады. Лазерлік кептеліс сигналының қабылдағышқа түсу ықтималдығы өте төмен; Сонымен қатар, табиғатта кең таралған электромагниттік толқындарға сезімтал микротолқынды радардан айырмашылығы, табиғатта лазерлік радарға кедергі келтіретін сигнал көздері көп емес, сондықтан лазерлік радар антиактивті. Кедергілеу қабілеті өте күшті, барған сайын күрделі және қарқынды ақпараттық соғыс ортасында жұмыс істеу үшін қолайлы. (3) Төмен биіктікте анықтаудың жақсы өнімділігі Микротолқынды радардағы әртүрлі жер үсті объектілерінің жаңғырықтарының әсерінен төмен биіктікте соқыр аймақтың белгілі бір аймағы (анықталмайтын аймақ) пайда болады. Лидар үшін тек жарықтандырылған нысана шағылысады және жердегі объект эхосының әсері болмайды, сондықтан ол «нөлдік биіктікте» жұмыс істей алады, ал төмен биіктікте анықтау өнімділігі микротолқынды радарға қарағанда әлдеқайда күшті. (4) Шағын өлшем және жеңіл салмақ Жалпы алғанда, қарапайым микротолқынды радардың көлемі өте үлкен, бүкіл жүйенің массасы тоннамен жазылған, ал оптикалық антеннаның диаметрі бірнеше метрге, тіпті ондаған метрге жетуі мүмкін. Лидар әлдеқайда жеңіл және епті. Іске қосу телескопының диаметрі әдетте тек сантиметр деңгейінде, ал бүкіл жүйенің массасы тек ондаған килограммды құрайды. Оны орнату және бөлшектеу оңай. Оның үстіне лидардың құрылымы салыстырмалы түрде қарапайым, техникалық қызмет көрсету ыңғайлы, жұмыс істеу оңай, бағасы төмен. Лидардың кемшіліктері Ең алдымен жұмысқа ауа-райы мен атмосфера қатты әсер етеді. Әдетте, таза ауа-райында лазердің әлсіреуі аз, ал таралу қашықтығы салыстырмалы түрде ұзақ. Қатты жаңбыр, қою түтін және тұман сияқты қолайсыз ауа-райында әлсіреу күрт артады және таралу қашықтығы қатты әсер етеді. Мысалы, жұмыс толқын ұзындығы 10,6μm болатын co2 лазері барлық лазерлер арасында жақсырақ атмосфералық өткізгіштік өнімділікке ие және қолайсыз ауа-райында әлсіреу шуақты күндерден 6 есе жоғары. Жерде немесе төмен биіктікте қолданылатын co2 лидарларының диапазоны шуақты күнде 10-20 км құрайды, ал қолайсыз ауа-райында 1 км-ге дейін азаяды. Сонымен қатар, атмосфералық циркуляция лазер сәулесінің бұрмалануына және дірілдеуіне әкеледі, бұл лидардың өлшеу дәлдігіне тікелей әсер етеді. Екіншіден, лидардың өте тар сәулесінің арқасында ғарышта нысаналарды іздеу өте қиын, бұл бірлескен емес нысаналарды ұстап алу және табу тиімділігіне тікелей әсер етеді. Ол тек шағын диапазондағы мақсаттарды іздей және түсіре алады. Сондықтан лидар аз тәуелсіз және тікелей. Ұрыс даласында нысананы анықтау және іздеу үшін қолданылады.
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
