Lidar (Laser Radar) هو نظام رادار يصدر شعاع ليزر لاكتشاف موضع الهدف وسرعته. مبدأ عملها هو إرسال إشارة كشف (شعاع ليزر) إلى الهدف ، ثم مقارنة الإشارة المستلمة (صدى الهدف) المنعكسة من الهدف مع الإشارة المرسلة ، وبعد المعالجة المناسبة ، يمكنك الحصول على المعلومات ذات الصلة بالهدف ، مثل مسافة الهدف ، والسمت ، والارتفاع ، والسرعة ، والموقف ، وحتى الشكل والمعلمات الأخرى ، وذلك لاكتشاف وتتبع وتحديد الطائرات والصواريخ والأهداف الأخرى. وهو يتألف من جهاز إرسال ليزر ، وجهاز استقبال بصري ، ومنضدة دوارة ، ونظام معالجة المعلومات. يحول الليزر النبضات الكهربائية إلى نبضات ضوئية ويصدرها. يعيد المستقبل البصري نبضات الضوء المنعكسة من الهدف إلى النبضات الكهربائية ويرسلها إلى الشاشة. LiDAR هو نظام يدمج ثلاث تقنيات: الليزر ونظام تحديد المواقع العالمي ونظام الملاحة بالقصور الذاتي ، ويستخدم للحصول على البيانات وإنشاء DEM دقيق. يمكن للجمع بين هذه التقنيات الثلاثة تحديد مكان إصابة شعاع الليزر بالجسم بدقة عالية. وهي مقسمة كذلك إلى نظام تضاريس LiDAR الناضج بشكل متزايد للحصول على نماذج ارتفاع رقمية للأرض ونظام LIDAR الهيدرولوجي الناضج للحصول على DEM تحت الماء. السمة المشتركة بين هذين النظامين هي استخدام الليزر للكشف والقياس. هذه أيضًا هي الترجمة الإنجليزية الأصلية لكلمة LiDAR ، وهي: LIght Detection And Ranging ، والمختصرة باسم LiDAR. يمتلك الليزر نفسه قدرة تحديد نطاق دقيقة للغاية ، ويمكن أن تصل دقة تحديد النطاق إلى عدة سنتيمترات. بالإضافة إلى الليزر نفسه ، تعتمد دقة نظام LIDAR أيضًا على العوامل الداخلية مثل تزامن الليزر و GPS ووحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU). . مع تطوير نظام GPS التجاري و IMU ، أصبح من الممكن واستخدامه على نطاق واسع للحصول على بيانات عالية الدقة من منصات متنقلة (مثل الطائرات) من خلال LIDAR. يشتمل نظام LIDAR على ليزر ضيق النطاق أحادي الحزمة ونظام استقبال. يولد الليزر نبضًا ضوئيًا ويصدره ، ويصطدم بالجسم ويعكسه مرة أخرى ، ويتم استقباله أخيرًا بواسطة جهاز الاستقبال. يقيس المستقبل بدقة وقت انتشار نبضة الضوء من الانبعاث إلى الانعكاس. نظرًا لأن نبضات الضوء تنتقل بسرعة الضوء ، فإن جهاز الاستقبال يتلقى دائمًا النبض المنعكس قبل النبضة التالية. بالنظر إلى أن سرعة الضوء معروفة ، يمكن تحويل وقت السفر إلى قياس للمسافة. من خلال الجمع بين ارتفاع الليزر وزاوية المسح بالليزر وموقع الليزر الذي تم الحصول عليه من GPS واتجاه انبعاث الليزر الذي تم الحصول عليه من INS ، يمكن حساب الإحداثيات X و Y و Z لكل بقعة أرضية بدقة. يمكن أن يتراوح تواتر انبعاث شعاع الليزر من بضع نبضات في الثانية إلى عشرات الآلاف من النبضات في الثانية. على سبيل المثال ، نظام بتردد 10000 نبضة في الثانية ، سيسجل جهاز الاستقبال 600000 نقطة في دقيقة واحدة. بشكل عام ، يتراوح تباعد بقعة الأرض لنظام LIDAR من 2 إلى 4 م. [3] مبدأ عمل الليدار مشابه جدًا لمبدأ عمل الرادار. باستخدام الليزر كمصدر للإشارة ، يضرب الليزر النبضي المنبعث من الليزر الأشجار والطرق والجسور والمباني على الأرض ، مما يتسبب في تشتت ، وسينعكس جزء من موجات الضوء على استقبال الليدار. على الجهاز ، وفقًا لمبدأ تحديد المدى بالليزر ، يتم الحصول على المسافة من رادار الليزر إلى نقطة الهدف. يقوم الليزر النبضي بمسح الكائن المستهدف باستمرار للحصول على بيانات جميع النقاط المستهدفة على الكائن المستهدف. بعد معالجة التصوير بهذه البيانات ، يمكن الحصول على صور دقيقة ثلاثية الأبعاد. إن أبسط مبدأ عمل ليدار هو نفس مبدأ الرادار الراديوي ، أي أنه يتم إرسال إشارة بواسطة نظام إرسال الرادار ، والذي ينعكس على الهدف ويجمعه نظام الاستقبال ، ويتم تحديد مسافة الهدف عن طريق قياس وقت تشغيل الضوء المنعكس. أما بالنسبة للسرعة الشعاعية للهدف ، فيمكن تحديدها من خلال انزياح تردد دوبلر للضوء المنعكس ، أو يمكن قياسها بقياس مسافتين أو أكثر وحساب معدل التغيير للحصول على السرعة. هذا هو وهو أيضًا المبدأ الأساسي لرادارات الكشف المباشر. مبدأ العمل مزايا الليدار بالمقارنة مع رادار الميكروويف العادي ، لأنه يستخدم شعاع ليزر ، فإن تردد تشغيل الليدار أعلى بكثير من تردد الميكروويف ، لذلك فهو يوفر العديد من المزايا ، بشكل أساسي: (1) دقة عالية يمكن لـ Lidar الحصول على دقة زاوية ومسافة وسرعة عالية للغاية. عادة لا تقل الدقة الزاوية عن 0.1mard ، مما يعني أنه يمكن التمييز بين هدفين بمسافة 0.3 متر على مسافة 3 كيلومترات (وهذا مستحيل لرادار الميكروويف في أي حال) ، ويمكنه تتبع أهداف متعددة في نفس الوقت ؛ يمكن أن تصل دقة النطاق إلى 0.lm ؛ يمكن أن تصل دقة السرعة في غضون 10 م / ث. تعني الدقة العالية للمسافة والسرعة أنه يمكن استخدام تقنية التصوير عن بعد بالدوبلر للحصول على صورة واضحة للهدف. الدقة العالية هي أهم ميزة لـ lidar ، وتعتمد معظم تطبيقاتها على هذا. (2) إخفاء جيد وقدرة قوية ضد التدخل النشط ينتشر الليزر في خط مستقيم ، وله اتجاهية جيدة ، والشعاع ضيق للغاية. لا يمكن استقباله إلا على مسار انتشاره. لذلك ، من الصعب جدًا على العدو اعتراضه. يحتوي نظام إطلاق رادار الليزر (تلسكوب الإرسال) على فتحة صغيرة ، ومنطقة الاستقبال ضيقة ، لذلك يتم إطلاقه عن قصد. احتمال دخول إشارة التشويش بالليزر إلى جهاز الاستقبال منخفض للغاية ؛ بالإضافة إلى ذلك ، على عكس رادار الميكروويف ، الذي يتأثر بالموجات الكهرومغناطيسية الموجودة بكثرة في الطبيعة ، لا توجد العديد من مصادر الإشارة التي يمكن أن تتداخل مع رادار الليزر في الطبيعة ، لذا فإن رادار الليزر مضاد للنشاط ، وقدرة التداخل قوية جدًا ، مناسبة للعمل في بيئة حرب المعلومات المعقدة والمكثفة بشكل متزايد. (3) أداء جيد للكشف عن الارتفاعات المنخفضة نظرًا لتأثير أصداء الأجسام الأرضية المختلفة في رادار الميكروويف ، توجد منطقة معينة من المنطقة العمياء (منطقة غير قابلة للكشف) على ارتفاع منخفض. بالنسبة لليدار ، فإن الهدف المضيء فقط هو الذي سينعكس ، ولا يوجد تأثير لصدى الجسم الأرضي ، لذلك يمكن أن يعمل على "ارتفاع صفري" ، وأداء الكشف على ارتفاعات منخفضة أقوى بكثير من أداء رادار الميكروويف. (4) صغيرة الحجم وخفيفة الوزن بشكل عام ، حجم رادار الميكروويف العادي ضخم ، وكتلة النظام بأكمله مسجلة بالأطنان ، ويمكن أن يصل قطر الهوائي البصري إلى عدة أمتار أو حتى عشرات الأمتار. الليدار أخف وزنا وأكثر براعة. يبلغ قطر تلسكوب الإطلاق عمومًا مستوى سنتيمترًا فقط ، وكتلة النظام بأكمله لا تزيد عن عشرات الكيلوجرامات. من السهل تركيبها وتفكيكها. علاوة على ذلك ، فإن هيكل الليدار بسيط نسبيًا ، والصيانة مريحة ، والعملية سهلة ، والسعر منخفض. عيوب الليدار بادئ ذي بدء ، يتأثر العمل بشكل كبير بالطقس والجو. بشكل عام ، يكون التوهين بالليزر صغيرًا في الطقس الصافي ، ومسافة الانتشار طويلة نسبيًا. في الأحوال الجوية السيئة مثل الأمطار الغزيرة والدخان الكثيف والضباب ، يزداد التوهين بشكل حاد وتتأثر مسافة الانتشار بشكل كبير. على سبيل المثال ، يتمتع ليزر ثاني أكسيد الكربون بطول موجة عمل يبلغ 10.6 ميكرومتر بأداء نقل أفضل في الغلاف الجوي بين جميع أنواع الليزر ، والتوهين في الأحوال الجوية السيئة هو 6 مرات مقارنة بالأيام المشمسة. يتراوح مدى استخدام ليدار ثاني أكسيد الكربون على الأرض أو على ارتفاع منخفض من 10 إلى 20 كيلومترًا في يوم مشمس ، بينما ينخفض إلى أقل من كيلومتر واحد في الأحوال الجوية السيئة. علاوة على ذلك ، سيؤدي الدوران في الغلاف الجوي أيضًا إلى تشوه شعاع الليزر وارتعاشه ، مما يؤثر بشكل مباشر على دقة قياس الليدار. ثانيًا ، نظرًا للشعاع الضيق جدًا لليدار ، من الصعب جدًا البحث عن أهداف في الفضاء ، مما يؤثر بشكل مباشر على احتمالية اعتراض وكفاءة الكشف عن الأهداف غير المتعاونة. يمكنه فقط البحث والتقاط الأهداف في نطاق صغير. لذلك ، فإن الليدار أقل استقلالية ومباشرة. تستخدم في ساحة المعركة لاكتشاف الهدف والبحث.
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
