雷射雷達資料獲取相關知識點總結

2021-07-02 22:21:47 字數 2827 閱讀 1158

雷射雷達定義:

工作在紅外和可見光波段的,以雷射為工作光束的雷達稱為雷射雷達。它由雷射發射機、光學接收機、轉台和

資訊處理系統

等組成,雷射器將電

脈衝變成光脈衝發射出去,光接收機再把從目標

反射回來的光脈衝還原成電脈衝,送到顯示器。

雷射雷達是以發射雷射束探測目標的位置、速度等特徵量的雷達系統。從工作原理上講,與微波雷達沒有根本的區別:向目標發射探測訊號(雷射束),然後將接收到的從目標反射回來的訊號(目標回波)與發射訊號進行比較,作適當處理後,就可獲得目標的有關資訊,如目標距離、方位、高度、速度、姿態、甚至形狀等引數,從而對飛機、飛彈等目標進行探測、跟蹤和識別。

lidar(light detection and ranging),是

雷射探測

及測距系統的簡稱,另外也稱laser radar

或ladar

(laser detection and ranging)。

一百年以來,

立體攝影測量(stereophotogrammetry

利用立體像對建立立體模型進行的攝影測量)

仍然是獲取地面三維資料最精確和最可靠的技術,是國家基本

比例尺地形圖

測繪的重要技術。

空中三角測量是立體攝影測量中,根據少量的野外控制點,在室內進行控制點加密,求得加密點的高程和平面位置的測量方法。其主要目的是為缺少野外

控制點的地區測圖提供

絕對定向

的控制點。

lidar系統包括乙個單束窄帶雷射器和乙個接收系統。雷射器產生並發射一束光脈衝,打在物體上並反射回來,最終被接收器所接收。接收器準確地測量光脈衝從發射到被反射回的傳播時間。因為光脈衝以光速傳播,所以接收器總會在下乙個脈衝發出之前收到前乙個被反射回的脈衝。鑑於光速是已知的,傳播時間即可被轉換為對距離的測量。結合雷射器的高度,雷射掃瞄角度,從gps得到的雷射器的位置和從ins得到的雷射發射方向,就可以準確地計算出每乙個地面光斑的座標x,y,z。雷射束發射的頻率可以從每秒幾個脈衝到每秒幾萬個脈衝。舉例而言,乙個頻率為每秒一萬次脈衝的系統,接收器將會在一分鐘內記錄六十萬個點。一般而言,lidar系統的地面光斑間距在2-4m不等。

回波,是指通過不同於正常路徑的其他途徑而到達給定點上的訊號。

微波雷達,微波是波長很短的無線電波,微波的方向性很好,速度等於光速。微波遇到車輛立即被反射回來,再被雷達測速計接收。這樣一來一回,不過幾十萬分之一秒的時間,數碼管上就會顯示出所測車輛的車速。雷達或微波乃是類似廣播傳送器所發出的電波,只不過頻率較高出許多。當人物或物體在微波的 感應範圍內移動時,便會啟動感應器。

雷射雷達的特點

與普通微波雷達相比,雷射雷達由於使用的是雷射束,工作頻率較微波高了許多,因此帶來了很多特點,主要有:

(1)解析度高

雷射雷達可以獲得極高的角度、距離和速度解析度。通常角解析度不低於0.1mard也就是說可以分辨3km距離上相距0.3m的兩個目標(這是微波雷達無論如何也辦不到的),並可同時跟蹤多個目標;距離解析度可達0.lm;速度解析度能達到10m/s以內。距離和速度解析度高,意味著可以利用距離——多譜勒成像技術來獲得目標的清晰影象。解析度高,是雷射雷達的最顯著的優點,其多數應用都是基於此。

(2)隱蔽性好、抗有源干擾能力強

雷射直線傳播、方向性好、光束非常窄,只有在其傳播路徑上才能接收到,因此敵方截獲非常困難,且雷射雷達的發射系統(發射望遠鏡)口徑很小,可接收區域窄,有意發射的雷射干擾訊號進入接收機的概率極低;另外,與微波雷達易受自然界廣泛存在的電磁波影響的情況不同,自然界中能對雷射雷達起干擾作用的訊號源不多,因此雷射雷達抗有源干擾的能力很強,適於工作在日益複雜和激烈的資訊戰環境中。

(3)低空探測效能好

微波雷達由於存在各種地物回波的影響,低空存在有一定區域的盲區(無法探測的區域)。而對於雷射雷達來說,只有被照射的目標才會產生反射,完全不存在地物回波的影響,因此可以"零高度"工作,低空探測效能較微波雷達強了許多。

(4)體積小、質量輕

通常普通微波雷達的體積龐大,整套系統質量數以噸記,光天線口徑就達幾公尺甚至幾十公尺。而雷射雷達就要輕便、靈巧得多,發射望遠鏡的口徑一般只有厘公尺級,整套系統的質量最小的只有幾十公斤,架設、拆收都很簡便。而且雷射雷達的結構相對簡單,維修方便,操縱容易,**也較低。

雷射雷達的缺點

首先,工作時受天氣和大氣影響大。雷射一般在晴朗的天氣裡衰減較小,傳播距離較遠。而在大雨、濃煙、濃霧等壞天氣裡,衰減急劇加大,傳播距離大受影響。如工作波長為10.6μm的co2雷射,是所有雷射中大氣傳輸效能較好的,在壞天氣的衰減是晴天的6倍。地面或低空使用的co2雷射雷達的作用距離,晴天為10—20km,而壞天氣則降至1 km以內。而且,大氣環流還會使雷射光束發生畸變、抖動,直接影響雷射雷達的測量精度。

其次,由於雷射雷達的波束極窄,在空間搜尋目標非常困難,直接影響對非合作目標的截獲概率和探測效率,只能在較小的範圍內搜尋、捕獲目標,因而雷射雷達較少單獨直接應用於戰場進行目標探測和搜尋。

波束

是指由衛星天線發射出來的電磁波在地球表面上形成的形狀(比如說像手電筒向黑暗處射出的光束。)

其他:波束

是指由衛星天線發射出來的電磁波在地球表面上形成的形狀(比如說像手電筒向黑暗處射出的光束。)

***在進行低空巡邏飛行時,極易與地面小山或建築物相撞。為此,研製能規避地面障礙物的***機載雷達是人們夢寐以求的願望。目前,這種雷達已在美國、德國和法國獲得了成功。

——jk.

波束是指由衛星天線發射出來的電磁波在地球表面上形成的形狀(比如說像手電筒向黑暗處射出的光束。)

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