Lidar (Lazer Radar), bir hedefin konumunu ve hızını tespit etmek için lazer ışını yayan bir radar sistemidir. Çalışma prensibi, hedefe bir algılama sinyali (lazer ışını) göndermek ve daha sonra hedeften yansıyan alınan sinyali (hedef yankı) iletilen sinyal ile karşılaştırmak ve uygun işlemden sonra hedef hakkında ilgili bilgileri elde etmektir, Uçak, füze ve diğer hedefleri tespit etmek, izlemek ve tanımlamak için hedef mesafesi, azimut, irtifa, hız, tutum, hatta şekil ve diğer parametreler gibi. Bir lazer vericisi, bir optik alıcı, bir döner tabla ve bir bilgi işleme sisteminden oluşur. Lazer, elektrik darbelerini ışık darbelerine dönüştürür ve yayar. Optik alıcı daha sonra hedeften yansıyan ışık darbelerini elektrik darbelerine geri yükler ve ekrana gönderir. LiDAR, veri elde etmek ve doğru DEM oluşturmak için kullanılan lazer, küresel konumlandırma sistemi ve atalet navigasyon sistemi olmak üzere üç teknolojiyi birleştiren bir sistemdir. Bu üç teknolojinin kombinasyonu, nesneye çarpan lazer ışınının noktasını yüksek doğrulukla bulabilir. Ayrıca, zemin sayısal yükseklik modelleri elde etmek için giderek olgunlaşan arazi LiDAR sistemi ve sualtı DEM elde etmek için olgun hidrolojik LIDAR sistemine bölünmüştür. Bu iki sistemin ortak özelliği, algılama ve ölçüm için lazerlerin kullanılmasıdır. Bu aynı zamanda LiDAR kelimesinin orijinal İngilizce çevirisidir, yani: Light Detection And Ranging, LiDAR olarak kısaltılmıştır. Lazerin kendisinin çok hassas bir menzil yeteneği vardır ve menzil hassasiyeti birkaç santimetreye ulaşabilir. Lazerin kendisine ek olarak, LIDAR sisteminin doğruluğu, lazerin senkronizasyonu, GPS ve atalet ölçüm birimi (IMU) gibi dahili faktörlere de bağlıdır. . Ticari GPS ve IMU'nun gelişmesiyle birlikte, mobil platformlardan (uçaklar gibi) yüksek hassasiyetli verilerin LIDAR aracılığıyla elde edilmesi mümkün ve yaygın olarak kullanılmaktadır. LIDAR sistemi, tek ışınlı bir dar bant lazer ve bir alıcı sistem içerir. Lazer bir ışık darbesi üretir ve yayar, nesneye çarpar ve onu geri yansıtır ve sonunda alıcı tarafından alınır. Alıcı, ışık darbesinin emisyondan yansımaya yayılma süresini doğru bir şekilde ölçer. Işık darbeleri ışık hızında hareket ettiğinden, alıcı her zaman bir sonraki darbeden önce yansıyan darbeyi alır. Işık hızının bilindiği göz önüne alındığında, seyahat süresi bir mesafe ölçümüne dönüştürülebilir. Lazerin yüksekliği, lazer tarama açısı, GPS'den elde edilen lazerin konumu ve INS'den elde edilen lazer emisyonunun yönü birleştirilerek, her bir yer noktasının X, Y, Z koordinatları doğru bir şekilde hesaplanabilir. Lazer ışını emisyonunun frekansı, saniyede birkaç darbeden saniyede on binlerce darbeye kadar değişebilir. Örneğin, saniyede 10.000 darbe frekansına sahip bir sistem, alıcı bir dakikada 600.000 nokta kaydedecektir. Genel olarak konuşursak, LIDAR sisteminin yer noktası aralığı 2-4m arasında değişir. [3] Lidarın çalışma prensibi radarınkine çok benzer. Sinyal kaynağı olarak lazer kullanıldığında, lazer tarafından yayılan darbeli lazer yerdeki ağaçlara, yollara, köprülere ve binalara çarparak saçılmaya neden olur ve ışık dalgalarının bir kısmı lidarın alıcısına yansır. Cihaz üzerinde lazer menzil prensibine göre lazer radarından hedef noktasına olan mesafe elde edilir. Darbeli lazer, hedef nesne üzerindeki tüm hedef noktaların verilerini elde etmek için hedef nesneyi sürekli olarak tarar. Bu verilerle görüntüleme işlemi yapıldıktan sonra doğru üç boyutlu görüntüler elde edilebilir. Lidarın en temel çalışma prensibi radyo radarı ile aynıdır yani radar verici sistem tarafından hedefe yansıtılan ve alıcı sistem tarafından toplanan bir sinyal gönderilir ve hedefin mesafesi belirlenir. yansıyan ışığın çalışma süresini ölçerek. Hedefin radyal hızı ise, yansıyan ışığın Doppler frekans kayması ile belirlenebilir veya hızı elde etmek için iki veya daha fazla mesafe ölçülerek ve değişim hızı hesaplanarak ölçülebilir. Bu, doğrudan tespit radarlarının temel ilkesidir ve aynı zamandadır. çalışma prensibi Lidar'ın Avantajları Sıradan mikrodalga radarla karşılaştırıldığında, bir lazer ışını kullandığından, lidarın çalışma frekansı mikrodalgadan çok daha yüksektir, bu nedenle birçok avantajı beraberinde getirir, özellikle: (1) Yüksek çözünürlük Lidar son derece yüksek açı, mesafe ve hız çözünürlüğü elde edebilir. Genellikle açısal çözünürlük 0,1 mard'dan az değildir, yani 3 km mesafedeki 0,3 m aralıklı iki hedefi ayırt edebilir (bu her durumda mikrodalga radar için imkansızdır) ve aynı anda birden fazla hedefi izleyebilir; aralık çözünürlüğü 0,lm'ye kadar olabilir; hız çözünürlüğü 10m/s içinde ulaşabilir. Mesafe ve hızın yüksek çözünürlüğü, hedefin net bir görüntüsünü elde etmek için mesafe-Doppler görüntüleme teknolojisinin kullanılabileceği anlamına gelir. Yüksek çözünürlük lidar'ın en önemli avantajıdır ve uygulamalarının çoğu buna dayanmaktadır. (2) İyi gizleme ve güçlü anti-aktif girişim yeteneği Lazer düz bir çizgide yayılır, iyi bir yönlülüğe sahiptir ve ışın çok dardır. Yalnızca yayılma yolunda alınabilir. Bu nedenle, düşmanın müdahale etmesi çok zordur. Lazer radarın fırlatma sistemi (verici teleskop) küçük bir açıklığa sahiptir ve alınabilir alan dardır, bu nedenle kasıtlı olarak fırlatılır. Lazer sıkışma sinyalinin alıcıya girme olasılığı son derece düşüktür; ayrıca doğada yaygın olarak bulunan elektromanyetik dalgalara karşı hassas olan mikrodalga radarın aksine, doğada lazer radara müdahale edebilecek çok fazla sinyal kaynağı bulunmadığından lazer radar anti-aktiftir Girişim yeteneği çok güçlüdür, giderek daha karmaşık ve yoğun bilgi savaşı ortamında çalışmak için uygundur. (3) İyi alçak irtifa algılama performansı Mikrodalga radardaki çeşitli yer nesnesi yankılarının etkisi nedeniyle, düşük irtifada belirli bir kör alan (tespit edilemeyen alan) vardır. Lidar için, yalnızca aydınlatılmış hedef yansıyacaktır ve yer nesnesi yankısının etkisi yoktur, bu nedenle "sıfır irtifa" da çalışabilir ve düşük irtifa algılama performansı mikrodalga radardan çok daha güçlüdür. (4) Küçük boy ve hafif Genel olarak, sıradan mikrodalga radarın hacmi çok büyüktür, tüm sistemin kütlesi ton olarak kaydedilir ve optik antenin çapı birkaç metreye, hatta onlarca metreye ulaşabilir. Lidar çok daha hafif ve daha hünerli. Fırlatma teleskopunun çapı genellikle sadece santimetre seviyesindedir ve tüm sistemin kütlesi sadece onlarca kilogramdır. Kurulumu ve sökülmesi kolaydır. Ayrıca, lidarın yapısı nispeten basittir, bakımı uygundur, çalışması kolaydır ve fiyatı düşüktür. lidarın dezavantajları Her şeyden önce, çalışma hava ve atmosferden büyük ölçüde etkilenir. Genel olarak, açık havada lazerin zayıflaması küçüktür ve yayılma mesafesi nispeten uzundur. Şiddetli yağmur, yoğun duman ve sis gibi kötü havalarda, zayıflama keskin bir şekilde artar ve yayılma mesafesi büyük ölçüde etkilenir. Örneğin, 10.6μm çalışma dalga boyuna sahip CO2 lazer, tüm lazerler arasında daha iyi atmosferik iletim performansına sahiptir ve kötü havalarda zayıflama, güneşli günlerin 6 katıdır. Yerde veya alçak irtifada kullanılan CO2 lidarının menzili güneşli bir günde 10-20 km iken, kötü havalarda 1 km'nin altına düşmektedir. Ayrıca, atmosferik sirkülasyon da lazer ışınının bozulmasına ve titremesine neden olur, bu da lidarın ölçüm doğruluğunu doğrudan etkiler. İkincisi, son derece dar lidar ışını nedeniyle, uzayda hedefleri aramak çok zordur, bu da müdahale olasılığını ve işbirlikçi olmayan hedeflerin tespit verimliliğini doğrudan etkiler. Sadece küçük bir aralıktaki hedefleri arayabilir ve yakalayabilir. Bu nedenle, lidar daha az bağımsız ve doğrudandır. Savaş alanında hedef tespiti ve arama için kullanılır.
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
