Лидар (лазерный радар) - это радиолокационная система, которая излучает лазерный луч для определения положения и скорости цели. Его принцип работы состоит в том, чтобы послать сигнал обнаружения (лазерный луч) к цели, а затем сравнить полученный сигнал (эхо цели), отраженный от цели, с переданным сигналом, и после надлежащей обработки вы можете получить соответствующую информацию о цели, такие как расстояние до цели, азимут, высота, скорость, положение, ровная форма и другие параметры, чтобы обнаруживать, отслеживать и идентифицировать самолеты, ракеты и другие цели. Он состоит из лазерного передатчика, оптического приемника, поворотного стола и системы обработки информации. Лазер преобразует электрические импульсы в световые импульсы и излучает их. Затем оптический приемник преобразует световые импульсы, отраженные от цели, в электрические импульсы и отправляет их на дисплей.

LiDAR - это система, объединяющая три технологии: лазер, систему глобального позиционирования и инерциальную навигационную систему, используемую для получения данных и создания точной матрицы высот. Комбинация этих трех технологий позволяет с высокой точностью определить место попадания лазерного луча на объект. Кроме того, он подразделяется на все более развитую систему LiDAR для получения цифровых моделей рельефа местности и зрелую гидрологическую систему LIDAR для получения подводной DEM. Общей чертой этих двух систем является использование лазеров для обнаружения и измерения. Это также оригинальный английский перевод слова LiDAR, а именно: LIght Detection And Ranging, сокращенно LiDAR.

Сам лазер имеет очень точную дальномерную способность, и его точность измерения дальности может достигать нескольких сантиметров. Помимо самого лазера, точность системы LIDAR также зависит от внутренних факторов, таких как синхронизация лазера, GPS и инерциального измерительного блока (IMU). . С развитием коммерческих GPS и IMU стало возможным и широко используется получение высокоточных данных с мобильных платформ (например, на самолетах) через LIDAR.

Система LIDAR включает однолучевой узкополосный лазер и приемную систему. Лазер генерирует и излучает световой импульс, ударяет по объекту, отражает его обратно и, наконец, принимает приемник. Приемник точно измеряет время распространения светового импульса от излучения до отражения. Поскольку световые импульсы распространяются со скоростью света, приемник всегда принимает отраженный импульс перед следующим импульсом. Учитывая, что скорость света известна, время путешествия можно преобразовать в измерение расстояния. Комбинируя высоту лазера, угол сканирования лазера, положение лазера, полученное от GPS, и направление лазерного излучения, полученное от INS, можно точно вычислить координаты X, Y, Z каждого пятна на земле. Частота излучения лазерного луча может варьироваться от нескольких импульсов в секунду до десятков тысяч импульсов в секунду. Например, в системе с частотой 10 000 импульсов в секунду приемник будет записывать 600 000 точек за одну минуту. Вообще говоря, расстояние между точками заземления системы LIDAR составляет 2-4 метра. [3]

Принцип работы лидара очень похож на принцип работы радара. Используя лазер в качестве источника сигнала, импульсный лазер, излучаемый лазером, поражает деревья, дороги, мосты и здания на земле, вызывая рассеяние, и часть световых волн будет отражаться на приемник лидара. На приборе по принципу лазерной локации получается расстояние от лазерного радара до целевой точки. Импульсный лазер непрерывно сканирует целевой объект, чтобы получить данные обо всех целевых точках на целевом объекте. После обработки изображений с этими данными можно получить точные трехмерные изображения.

Основной принцип работы лидара такой же, как и у радиолокационного радара, то есть передающей системой радара посылается сигнал, который отражается от цели и собирается принимающей системой, и определяется расстояние до цели. измеряя время прохождения отраженного света. Что касается радиальной скорости цели, она может быть определена по доплеровскому сдвигу частоты отраженного света или может быть измерена путем измерения двух или более расстояний и вычисления скорости изменения для получения скорости. Это и есть основной принцип работы радаров прямого обнаружения. Принцип работы

Преимущества лидара

По сравнению с обычным микроволновым радаром, поскольку он использует лазерный луч, рабочая частота лидара намного выше, чем у микроволнового, поэтому он дает много преимуществ, в основном: