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藍綠激光雷達

發布時間: 2021-03-21 21:36:03

激光雷達系統的主要用途

直升機障礙物規避激光雷達
目前,激光雷達在低空飛行直升機障礙物規避、化學/生物戰劑探測和水下目標探測等方面已進入實用階段,其它軍事應用研究亦日趨成熟。
直升機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直升機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。
美國研製的直升機超低空飛行障礙規避系統,使用固體激光二極體發射機和旋轉全息掃描器可檢測直升機前很寬的空域,地面障礙物信息實時顯示在機載平視顯示器或頭盔顯示器上,為安全飛行起了很大的保障作用。
德國戴姆勒.賓士宇航公司研製成功的Hel??las障礙探測激光雷達更高一籌,它是一種固體1.54微米成像激光雷達,視場為32度×32度,能探測300―500米距離內直徑1厘米粗的電線,將裝在新型EC―135和EC―155直升機上。
法國達索電子公司和英國馬可尼公司聯合研製的吊艙載CLARA激光雷達具有多種功能,採用CO2激光器。不但能探測標桿和電纜之類的障礙,還具有地形跟蹤、目標測距和指示、活動目標指示等功能,適用於飛機和直升機。
化學戰劑探測激光雷達
傳統的化學戰劑探測裝置由士兵肩負,一邊探測一邊前進,探測速度慢,且士兵容易中毒。
俄羅斯研製成功的KDKhr―1N遠距離地面激光毒氣報警系統,可以實時地遠距離探測化學毒劑攻擊,確定毒劑氣溶膠雲的斜距、中心厚度、離地高度、中心角坐標以及毒劑相關參數,並可通過無線電通道或有線線路向部隊自動控制系統發出報警信號,比傳統探測前進了一大步。
德國研製成功的VTB―1型遙測化學戰劑感測器技術更加先進,它使用兩台9― 11微米、可在40個頻率上調節的連續波CO2激光器,利用微分吸收光譜學原理遙測化學戰劑,既安全又准確。
機載海洋激光雷達
傳統的水中目標探測裝置是聲納。根據聲波的發射和接收方式,聲納可分為主動式和被動式,可對水中目標進行警戒、搜索、定性和跟蹤。但它體積很大,重量一般在600公斤以上,有的甚至達幾十噸重。而激光雷達是利用機載藍綠激光器發射和接收設備,通過發射大功率窄脈沖激光,探測海面下目標並進行分類,既簡便,精度又高。
迄今,機載海洋激光雷達已發展了三代產品。20世紀90年代研製成功的第三代系統以第二代系統為基礎,增加了GPS定位和定高功能,系統與自動導航儀介面,實現了航線和高度的自動控制。
成像激光雷達可水下探物
美國諾斯羅普公司為美國國防高級研究計劃局研製的ALARMS機載水雷探測系統,具有自動、實時檢測功能和三維定位能力,定位解析度高,可以24小時工作,採用卵形掃描方式探測水下可疑目標。
美國卡曼航天公司研製成功的機載水下成像激光雷達,最大特點是可對水下目標成像。由於成像激光雷達的每個激光脈沖覆蓋面積大,因此其搜索效率遠遠高於非成像激光雷達。另外,成像激光雷達可以顯示水下目標的形狀等特徵,更加便於識別目標,這已是成像激光雷達的一大優勢。

❷ 激光雷達的機載海洋激光雷達

傳統的水中目標探測裝置是聲納。根據聲波的發射和接收方式,聲納可分為主動式和被動式,可對水中目標進行警戒、搜索、定性和跟蹤。但它體積很大,重量一般在600公斤以上,有的甚至達幾十噸重。而激光雷達是利用機載藍綠激光器發射和接收設備,通過發射大功率窄脈沖激光,探測海面下目標並進行分類,既簡便,精度又高。
迄今,機載海洋激光雷達已發展了三代產品。20世紀90年代研製成功的第三代系統以第二代系統為基礎,增加了GPS定位和定高功能,系統與自動導航儀介面,實現了航線和高度的自動控制。

❸ 什麼是激光雷達

激光雷達指利用激光器作為輻射源的新型雷達。主要用於導彈和火箭初始段的跟蹤、測量、衛星精密定軌、飛機和巡航導彈低仰量角跟蹤測量,以及大氣的溫度、濕度、風速、能見度等氣象參數的測量等。激光雷達的主要特點是:方向性好,測角、測距精度高,不受地面雜波干擾,體積小,重量輕,多普勒測速靈敏度高,對等離子體的穿透能力強。藍綠激光雷達還可用於探測水下目標等。由於激光雷達所輻射的激光在大氣中衰減比較大,所以常用來製成監測大氣特性的氣象雷達。軍用激光雷達與紅外、電視等光電裝備結合,組成地面、艦載和機載的火力控制系統,亦可用於導彈的制導裝置。

❹ 激光雷達有多大的用處

激光雷達是一種工作在從紅外到紫外光譜段的雷達系統,其原理和構造與激光測距儀極為相似。科學家把利用激光脈沖進行探測的稱為脈沖激光雷達,把利用連續波激光束進行探測的稱為連續波激光雷達。激光雷達的作用是能精確測量目標位置(距離和角度)、運動狀態(速度、振動和姿態)和形狀,探測、識別、分辨和跟蹤目標。經過多年努力,科學家們已研製出火控激光雷達、偵測激光雷達、導彈制導激光雷達、靶場測量激光雷達、導航激光雷達等。
直升機障礙物規避激光雷達
目前,激光雷達在低空飛行直升機障礙物規避、化學/生物戰劑探測和水下目標探測等方面已進入實用階段,其它軍事應用研究亦日趨成熟。 直升機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直升機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。 美國研製的直升機超低空飛行障礙規避系統,使用固體激光二極體發射機和旋轉全息掃描器可檢測直升機前很寬的空域,地面障礙物信息實時顯示在機載平視顯示器或頭盔顯示器上,為安全飛行起了很大的保障作用。 德國戴姆勒。賓士宇航公司研製成功的Hel??las障礙探測激光雷達更高一籌,它是一種固體1.54微米成像激光雷達,視場為32度×32度,能探測300―500米距離內直徑1厘米粗的電線,將裝在新型EC―135和EC―155直升機上。 法國達索電子公司和英國馬可尼公司聯合研製的吊艙載CLARA激光雷達具有多種功能,採用CO2激光器。不但能探測標桿和電纜之類的障礙,還具有地形跟蹤、目標測距和指示、活動目標指示等功能,適用於飛機和直升機。
化學戰劑探測激光雷達
傳統的化學戰劑探測裝置由士兵肩負,一邊探測一邊前進,探測速度慢,且士兵容易中毒。 俄羅斯研製成功的KDKhr―1N遠距離地面激光毒氣報警系統,可以實時地遠距離探測化學毒劑攻擊,確定毒劑氣溶膠雲的斜距、中心厚度、離地高度、中心角坐標以及毒劑相關參數,並可通過無線電通道或有線線路向部隊自動控制系統發出報警信號,比傳統探測前進了一大步。 德國研製成功的VTB―1型遙測化學戰劑感測器技術更加先進,它使用兩台9― 11微米、可在40個頻率上調節的連續波CO2激光器,利用微分吸收光譜學原理遙測化學戰劑,既安全又准確。
機載海洋激光雷達
傳統的水中目標探測裝置是聲納。根據聲波的發射和接收方式,聲納可分為主動式和被動式,可對水中目標進行警戒、搜索、定性和跟蹤。但它體積很大,重量一般在600公斤以上,有的甚至達幾十噸重。而激光雷達是利用機載藍綠激光器發射和接收設備,通過發射大功率窄脈沖激光,探測海面下目標並進行分類,既簡便,精度又高。 迄今,機載海洋激光雷達已發展了三代產品。20世紀90年代研製成功的第三代系統以第二代系統為基礎,增加了GPS定位和定高功能,系統與自動導航儀介面,實現了航線和高度的自動控制。
成像激光雷達可水下探物
美國諾斯羅普公司為美國國防高級研究計劃局研製的ALARMS機載水雷探測系統,具有自動、實時檢測功能和三維定位能力,定位解析度高,可以24小時工作,採用卵形掃描方式探測水下可疑目標。 美國卡曼航天公司研製成功的機載水下成像激光雷達,最大特點是可對水下目標成像。由於成像激光雷達的每個激光脈沖覆蓋面積大,因此其搜索效率遠遠高於非成像激光雷達。另外,成像激光雷達可以顯示水下目標的形狀等特徵,更加便於識別目標,這已是成像激光雷達的一大優勢。

❺ 我國子午線激光雷達的創建有什麼重要意義

激光掃描方法不僅是軍內獲取三維地理信息的主要途徑,而且通過該途徑獲取的數據成果也被廣泛應用於資源勘探、城市規劃、農業開發、水利工程、土地利用、環境監測、交通通訊、防震減災及國家重點建設項目等方面,為國民經濟、社會發展和科學研究提供了極為重要的原始資料,並取得了顯著的經濟效益,展示出良好的應用前景。低機載LIDAR地面三維數據獲取方法與傳統的測量方法相比,具有生產數據外業成本低及後處理成本的優點。目前,廣大用戶急需低成本、高密集、快速度、高精度的數字高程數據或數字表面數據,機載LIDAR技術正好滿足這個需求,因而它成為各種測量應用中深受歡迎的一個高新技術。

傳統的水中目標探測裝置是聲納。根據聲波的發射和接收方式,聲納可分為主動式和被動式,可對水中目標進行警戒、搜索、定性和跟蹤。但它體積很大,重量一般在600公斤以上,有的甚至達幾十噸重。而激光雷達是利用機載藍綠激光器發射和接收設備,通過發射大功率窄脈沖激光,探測海面下目標並進行分類,既簡便,精度又高。

❻ 怎麼評估激光雷達計算力 如fps

激光雷達是以激光為光源,通過探測激光與被探測無相互作用的光波信號來遙感測量的.使用振動拉曼技術進行測量的激光雷達技術即為拉曼激光雷達,主要用於大氣遙感測量。拉曼激光雷達屬於遙感技術的一種。激光雷達作為一種主動遙感探測技術和工具已有近50 年的歷史,目前廣泛用於地球科學和氣象學、物理學和天文學、生物學與生態保持、軍事等領域。其中,傳統意義上的激光雷達主要用於陸地植被監測、激光大氣傳輸、精細氣象探測、全球氣候預測、海洋環境監測等。隨著激光器技術、精細分光技術、光電檢測技術和計算機控制技術的飛速發展,激光雷達在遙感探測的高度、空間解析度、時間上的連續監測和測量精度等方面具有獨到的優勢。
激光雷達是以發射激光束探測目標的位置、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:向目標發射探測信號(激光束),然後將接收到的從目標反射回來的信號(目標回波)與發射信號進行比較,作適當處理後,就可獲得目標的有關信息,如目標距離、方位、高度、速度、姿態、甚至形狀等參數,從而對飛機、導彈等目標進行探測、跟蹤和識別。 根據探測技術的不同,激光雷達可以分為直接探測型和相幹探測型兩種。而按照不同功能,則可分為跟蹤雷達、運動目標指示雷達、流速測量雷達、風剪切探測雷達、目標識別雷達、成像雷達及振動感測雷達。
激光雷達與無線電雷達的工作原理基本相同,且依賴於所採用的探測技術。其中直接探測型激光雷達的基本結構與激光測距機頗為相近。工作時,由發射系統發送一個信號,經目標反射後被接收系統收集,通過測量激光信號往返傳播的時間而確定目標的距離。至於目標的徑向速度,則可以由反射光的多普勒頻移來確定,也可以測量兩個或多個距離,並計算其變化率而求得速度。
相幹探測型激光雷達又有單穩與雙穩之分,在所謂單穩系統中,發送與接收信號共用一個光學孔徑,並由發送-接收開關隔離。而雙穩系統則包括兩個光學孔徑,分別供發送與接收信號使用,發送-接收開關自然不再需要,其餘部分與單穩系統相同。
激光雷達是激光技術與雷達技術相結合的產物 。由發射機 、天線 、接收機 、跟蹤架及信息處理等部分組成。發射機是各種形式的激光器,如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導體激光器及波長可調諧的固體激光器等;天線是光學望遠鏡;接收機採用各種形式的光電探測器,如光電倍增管、半導體光電二極體、雪崩光電二極體、紅外和可見光多元探測器件等。激光雷達採用脈沖或連續波2種工作方式,探測方法分直接探測與外差探測。
氣象雷達是專門用於大氣探測的雷達。屬於主動式微波大氣遙感設備。與無線電探空儀配套使用的高空風測風雷達,只是一種對位移氣球定位的專門設備,一般不算作此類雷達。氣象雷達是用於警戒和預報中、小尺度天氣系統(如台風和暴雨雲系)的主要探測工具之一工作在30~3000兆赫頻段的氣象多普勒雷達。一般具有很高的探測靈敏度。因探測高度范圍可達1~100公里,所以又稱為中層-平流層-對流層雷達 (MST radar)。它主要用於探測晴空大氣的風、大氣湍流和大氣穩定度等大氣動力學參數的鉛直分布
美國國防部最初對激光雷達的興趣與對微波雷達的相似,即側重於對目標的監視、捕獲、跟蹤、毀傷評(SATKA)和導航。然而,由於微波雷達足以完成大部分毀傷評估和導航任務,因而導致軍用激光雷達計劃集中於前者不能很好完成的少量任務上,例如高精度毀傷評估,極精確的導航修正及高解析度成像。軍事上常常希望飛機低空飛行,但飛機飛行的最低高度受到機上感測器探測小型障礙物能力的限制。且不說阻塞氣球線這樣的對抗設施,在60米以下,各種動力線,高壓線鐵塔,桅桿、天線拉線這樣的小障礙物也有明顯的危險性。現有的飛機感測器,從人眼到雷達,均難以事先發現這些危險物,這種情況,在夜間和惡劣天氣條件下尤其突出。而掃描型激光雷達因其具有高的角解析度,故能實時形成這些障礙物有效的影像,提供適當的預警。
激光雷達在軍事上可用於對各種飛行目標軌跡的測量 。如對導彈和火箭初始段的跟蹤與測量,對飛機和巡航導彈的低仰角跟蹤測量 ,對衛星的精密定軌等 。激光雷達與紅外、電視等光電設備相結合,組成地面、艦載和機載的火力控制系統,對目標進行搜索、識別、跟蹤和測量。由於激光雷達可以獲取目標的三維圖像及速度信息,有利於識別隱身目標。激光 雷達可以對大氣進行監測 ,遙測大氣中的污染和毒劑,還可測量大氣的溫度、濕度、風速、能見度及雲層高度。
海用激光雷達對水中目標進行警戒、搜索、定性和跟蹤的傳統方式,是採用體大而重的一般在600千克至幾十噸重的聲納。自從發展了海洋激光雷達,即機載藍綠激光器發射和接收設備後,海洋水下目標探測既簡單方便,又准確無誤。尤其是20世紀90 年代以後研製成功的第三代激光雷達上,增加了GPS定位、定高功能,實現了航線和高度的自動控制。如美國諾斯羅普公司研製的「ALARMS」機載水雷探測激光雷達,可24小時工作,能准確測得水下水雷等可疑目標。美國卡曼航天公司研製的水下成像激光雷達,更具優勢,可以顯示水下目標的形狀等特徵,准確捕獲目標,以便採取應急措施,確保航行安全。
此外,激光雷達還可以廣泛用於對抗電子戰、反輻射導彈、超低空突防、導彈與炮彈制導以及陸地掃雷等。

❼ 激光感測器和激光雷達的區別

激光感測器
laser transcer
利用激光技術進行測量的感測器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光感測器是新型測量儀表,它的優點是能實現無接觸遠距離測量,速度快,精度高,量程大,抗光、電干擾能力強等。
激光和激光器 激光是20世紀60年代出現的最重大的科學技術成就之一。它發展迅速,已廣泛應用於國防、生產、醫學和非電測量等各方面。激光與普通光不同,需要用激光器產生。激光器的工作物質,在正常狀態下,多數原子處於穩定的低能級E1,在適當頻率的外界光線的作用下,處於低能級的原子吸收光子能量受激發而躍遷到高能級E2。光子能量E=E2-E1=hv,式中h為普朗克常數,v為光子頻率。反之,在頻率為v的光的誘發下,處於能級 E2的原子會躍遷到低能級釋放能量而發光,稱為受激輻射。激光器首先使工作物質的原子反常地多數處於高能級(即粒子數反轉分布),就能使受激輻射過程占優勢,從而使頻率為v的誘發光得到增強,並可通過平行的反射鏡形成雪崩式的放大作用而產生強大的受激輻射光,簡稱激光。激光具有3個重要特性:①高方向性(即高定向性,光速發散角小),激光束在幾公里外的擴展范圍不過幾厘米;②高單色性,激光的頻率寬度比普通光小10倍以上;③高亮度,利用激光束會聚最高可產生達幾百萬度的溫度。激光器按工作物質可分為 4種。①固體激光器:它的工作物質是固體。常用的有紅寶石激光器、摻釹的釔鋁石榴石激光器 (即YAG激光器)和釹玻璃激光器等。它們的結構大致相同,特點是小而堅固、功率高,釹玻璃激光器是目前脈沖輸出功率最高的器件,已達到數十兆瓦。②氣體激光器:它的工作物質為氣體。現已有各種氣體原子、離子、金屬蒸氣、氣體分子激光器。常用的有二氧化碳激光器、氦氖激光器和一氧化碳激光器,其形狀如普通放電管,特點是輸出穩定,單色性好,壽命長,但功率較小,轉換效率較低。③液體激光器:它又可分為螯合物激光器、無機液體激光器和有機染料激光器,其中最重要的是有機染料激光器,它的最大特點是波長連續可調。④半導體激光器:它是較年輕的一種激光器,其中較成熟的是砷化鎵激光器。特點是效率高、體積小、重量輕、結構簡單,適宜於在飛機、軍艦、坦克上以及步兵隨身攜帶。可製成測距儀和瞄準器。但輸出功率較小、定向性較差、受環境溫度影響較大。
激光測距感測器(ZCCJ-A)產品詳細參數- 量程達到200米!是目前市場同類產品的2倍!
- 測距精度小於+/-1.5毫米!
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量程:0.05-200米
精度:小於+/-1.5毫米
連續測量:有
水平泡:有
激光類型:635納米,二級安全
防水防塵:IP54
溫度范圍 操作:-10到+50度
存放:-30到+70度
外形尺寸:120 X 65 X 28毫米
重量:320克 帶標准數據232介面
電源:5v-9v
xiangqong ;www.zc600.com/ceju/0429202008.html
[編輯本段]感測器市場前景預測
咨詢公司INTECHNOCONSULTING的感測器市場報告顯示,2008年全球感測器市場容量為506億美元,預計2010年全球感測器市場可達600億美元以上。調查顯示,東歐、亞太區和加拿大成為感測器市場增長最快的地區,而美國、德國、日本依舊是感測器市場分布最大的地區。就世界范圍而言,感測器市場上增長最快的依舊是汽車市場,占第二位的是過程式控制制市場,看好通訊市場前景。
一些感測器市場比如壓力感測器、溫度感測器、流量感測器、水平感測器已表現出成熟市場的特徵。流量感測器、壓力感測器、溫度感測器的市場規模最大,分別佔到整個感測器市場的21%、19%和14%。感測器市場的主要增長來自於無線感測器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems,微機電系統)感測器、生物感測器等新興感測器。其中,無線感測器在2007-2010年復合年增長率預計會超過25%。
目前,全球的感測器市場在不斷變化的創新之中呈現出快速增長的趨勢。有關專家指出,感測器領域的主要技術將在現有基礎上予以延伸和提高,各國將競相加速新一代感測器的開發和產業化,競爭也將日益激烈。新技術的發展將重新定義未來的感測器市場,比如無線感測器、光纖感測器、智能感測器和金屬氧化感測器等新型感測器的出現與市場份額的擴大。

激光雷達
LiDAR(LightLaser Deteetion and Ranging),是激光探測及測距系統的簡稱。
用激光器作為輻射源的雷達。激光雷達是激光技術與雷達技術相結合的產物 。由發射機 、天線 、接收機 、跟蹤架及信息處理等部分組成。發射機是各種形式的激光器,如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導體激光器及波長可調諧的固體激光器等;天線是光學望遠鏡;接收機採用各種形式的光電探測器,如光電倍增管、半導體光電二極體、雪崩光電二極體、紅外和可見光多元探測器件等。激光雷達採用脈沖或連續波2種工作方式,探測方法分直接探測與外差探測。
[編輯本段]激光雷達的歷史
自從1839年由Daguerre和Niepce拍攝第一張像片以來,利用像片製作像片平面圖(X、Y)技術一直沿用至今。到了1901年荷蘭人Fourcade發明了攝影測量的立體觀測技術,使得從二維像片可以獲取地面三維數據(X、Y、Z)成為可能。一百年以來,立體攝影測量仍然是獲取地面三維數據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。
隨著科學技術的發展和計算機及高新技術的廣泛應用,數字立體攝影測量也逐漸發展和成熟起來,並且相應的軟體和數字立體攝影測量工作站已在生產部門普及。但是攝影測量的工作流程基本上沒有太大的變化,如航空攝影-攝影處理-地面測量(空中三角測量)-立體測量-制圖(DLG、DTM、GIS及其他)的模式基本沒有大的變化。這種生產模式的周期太長,以致於不適應當前信息社會的需要,也不能滿足「數字地球」對測繪的要求。
LIDAR測繪技術空載激光掃瞄技術的發展,源自1970年,美國航天局(NASA)的研發。因全球定位系統(Global PositioningSystem、GPS)及慣性導航系統(InertialInertiNavigation System、INS)的發展,使精確的即時定位及姿態付諸實現。德國Stuttgart大學於1988到1993年間將激光掃描技術與即時定位定姿系統結合,形成空載激光掃描儀(Ackermann-19)。之後,空載激光掃瞄器隨即發展相當快速,約從1995年開始商業化,目前已有10多家廠商生產空載激光掃瞄器,可選擇的型號超過30種(Baltsavias-1999)。研發空載激光掃瞄器的原始目的是觀測多重反射(multiple echoes)的觀測值,測出地表及樹頂的高度模型。由於其高度自動化及精確的觀測成果用空載激光掃瞄器為主要的DTM生產工具。
激光掃描方法不僅是軍內獲取三維地理信息的主要途徑,而且通過該途徑獲取的數據成果也被廣泛應用於資源勘探、城市規劃、農業開發、水利工程、土地利用、環境監測、交通通訊、防震減災及國家重點建設項目等方面,為國民經濟、社會發展和科學研究提供了極為重要的原始資料,並取得了顯著的經濟效益,展示出良好的應用前景。低機載LIDAR地面三維數據獲取方法與傳統的測量方法相比,具有生產數據外業成本低及後處理成本的優點。目前,廣大用戶急需低成本、高密集、快速度、高精度的數字高程數據或數字表面數據,機載LIDAR技術正好滿足這個需求,因而它成為各種測量應用中深受歡迎的一個高新技術。
快速獲取高精度的數字高程數據或數字表面數據是機載LIDAR技術在許多領域的廣泛應用的前提,因此,開展機載LIDAR數據精度的研究具有非常重要的理論價值和現實意義。在這一背景下,國內外學者對提高機載LIDAR數據精度做了大量研究。
由於飛行作業是激光雷達航測成圖的第一道工序,它為後續內業數據處理提供直接起算數據。按照測量誤差原理和制定「規范」的基本原則,都要求前一工序的成果所包含的誤差,對後一工序的影響應為最小。因此,通過研究機載激光雷達作業流程,優化設計作業方案來提高數據質量,是非常有意義的。
[編輯本段]LiDAR的基本原理
LIDAR是一種集激光,全球定位系統(GPS)和慣性導航系統(INS)三種技術與一身的系統,用於獲得數據並生成精確的DEM。這三種技術的結合,可以高度准確地定位激光束打在物體上的光斑。它又分為目前日臻成熟的用於獲得地面數字高程模型(DEM)的地形LIDAR系統和已經成熟應用的用於獲得水下DEM的水文LIDAR系統,這兩種系統的共同特點都是利用激光進行探測和測量,這也正是LIDAR一詞的英文原譯,即:LIght Detection And Ranging - LIDAR。
激光本身具有非常精確的測距能力,其測距精度可達幾個厘米,而LIDAR系統的精確度除了激光本身因素,還取決於激光、GPS及慣性測量單元(IMU)三者同步等內在因素。隨著商用GPS及IMU的發展,通過LIDAR從移動平台上(如在飛機上)獲得高精度的數據已經成為可能並被廣泛應用。
LIDAR系統包括一個單束窄帶激光器和一個接收系統。激光器產生並發射一束光脈沖,打在物體上並反射回來,最終被接收器所接收。接收器准確地測量光脈沖從發射到被反射回的傳播時間。因為光脈沖以光速傳播,所以接收器總會在下一個脈沖發出之前收到收到前一個被反射回的脈沖。鑒於光速是已知的,傳播時間即可被轉換為對距離的測量。結合激光器的高度,激光掃描角度,從GPS得到的激光器的位置和從INS得到的激光發射方向,就可以准確地計算出每一個地面光斑的座標X,Y,Z。激光束發射的頻率可以從每秒幾個脈沖到每秒幾萬個脈沖。舉例而言,一個頻率為每秒一萬次脈沖的系統,接收器將會在一分鍾內記錄六十萬個點。一般而言,LIDAR系統的地面光斑間距在2-4m不等。
[編輯本段]激光雷達的妙用
激光雷達是一種工作在從紅外到紫外光譜段的雷達系統,其原理和構造與激光測距儀極為相似。科學家把利用激光脈沖進行探測的稱為脈沖激光雷達,把利用連續波激光束進行探測的稱為連續波激光雷達。激光雷達的作用是能精確測量目標位置(距離和角度)、運動狀態(速度、振動和姿態)和形狀,探測、識別、分辨和跟蹤目標。經過多年努力,科學家們已研製出火控激光雷達、偵測激光雷達、導彈制導激光雷達、靶場測量激光雷達、導航激光雷達等。
直升機障礙物規避激光雷達
目前,激光雷達在低空飛行直升機障礙物規避、化學/生物戰劑探測和水下目標探測等方面已進入實用階段,其它軍事應用研究亦日趨成熟。
直升機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直升機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。
美國研製的直升機超低空飛行障礙規避系統,使用固體激光二極體發射機和旋轉全息掃描器可檢測直升機前很寬的空域,地面障礙物信息實時顯示在機載平視顯示器或頭盔顯示器上,為安全飛行起了很大的保障作用。
德國戴姆勒.賓士宇航公司研製成功的Hel??las障礙探測激光雷達更高一籌,它是一種固體1.54微米成像激光雷達,視場為32度×32度,能探測300―500米距離內直徑1厘米粗的電線,將裝在新型EC―135和EC―155直升機上。
法國達索電子公司和英國馬可尼公司聯合研製的吊艙載CLARA激光雷達具有多種功能,採用CO2激光器。不但能探測標桿和電纜之類的障礙,還具有地形跟蹤、目標測距和指示、活動目標指示等功能,適用於飛機和直升機。
化學戰劑探測激光雷達
傳統的化學戰劑探測裝置由士兵肩負,一邊探測一邊前進,探測速度慢,且士兵容易中毒。
俄羅斯研製成功的KDKhr―1N遠距離地面激光毒氣報警系統,可以實時地遠距離探測化學毒劑攻擊,確定毒劑氣溶膠雲的斜距、中心厚度、離地高度、中心角坐標以及毒劑相關參數,並可通過無線電通道或有線線路向部隊自動控制系統發出報警信號,比傳統探測前進了一大步。
德國研製成功的VTB―1型遙測化學戰劑感測器技術更加先進,它使用兩台9― 11微米、可在40個頻率上調節的連續波CO2激光器,利用微分吸收光譜學原理遙測化學戰劑,既安全又准確。
機載海洋激光雷達
傳統的水中目標探測裝置是聲納。根據聲波的發射和接收方式,聲納可分為主動式和被動式,可對水中目標進行警戒、搜索、定性和跟蹤。但它體積很大,重量一般在600公斤以上,有的甚至達幾十噸重。而激光雷達是利用機載藍綠激光器發射和接收設備,通過發射大功率窄脈沖激光,探測海面下目標並進行分類,既簡便,精度又高。
迄今,機載海洋激光雷達已發展了三代產品。20世紀90年代研製成功的第三代系統以第二代系統為基礎,增加了GPS定位和定高功能,系統與自動導航儀介面,實現了航線和高度的自動控制。
成像激光雷達可水下探物
美國諾斯羅普公司為美國國防高級研究計劃局研製的ALARMS機載水雷探測系統,具有自動、實時檢測功能和三維定位能力,定位解析度高,可以24小時工作,採用卵形掃描方式探測水下可疑目標。
美國卡曼航天公司研製成功的機載水下成像激光雷達,最大特點是可對水下目標成像。由於成像激光雷達的每個激光脈沖覆蓋面積大,因此其搜索效率遠遠高於非成像激光雷達。另外,成像激光雷達可以顯示水下目標的形狀等特徵,更加便於識別目標,這已是成像激光雷達的一大優勢。

❽ 近五年的藍綠激光雷達

激光雷達指利用激光器作為輻射源的新型雷達。主要用於導彈和火箭初始段的跟蹤、回測量、衛星精密定軌、飛機答和巡航導彈低仰量角跟蹤測量,以及大氣的溫度、濕度、風速、能見度等氣象參數的測量等。激光雷達的主要特點是:方向性好,測角、測距精度高,不受地面雜波干擾,體積小,重量輕,多普勒測速靈敏度高,對等離子體的穿透能力強。藍綠激光雷達還可用於探測水下目標等。由於激光雷達所輻射的激光在大氣中衰減比較大,所以常用來製成監測大氣特性的氣象雷達。軍用激光雷達與紅外、電視等光電裝備結合,組成地面、艦載和機載的火力控制系統,亦可用於導彈的制導裝置。

❾ 機載海洋激光雷達有什麼功能

傳統的水中目標探測裝置是聲納。根據聲波的發射和接收方式,聲納可分為主動式和被動式,可對水中目標進行警戒、搜索、定性和跟蹤。但它體積很大,重量一般在600公斤以上,有的甚至達幾十噸重。而激光雷達是利用機載藍綠激光器發射和接收設備,通過發射大功率窄脈沖激光,探測海面下目標並進行分類,既簡便,精度又高。

迄今,機載海洋激光雷達已發展了三代產品。20世紀90年代研製成功的第三代系統以第二代系統為基礎,增加了GPS定位和定高功能,系統與自動導航儀介面,實現了航線和高度的自動控制。

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