व्यावसायिक ज्ञान

लेजर रडार

2021-09-23
Lidar (लेजर रडार) एक रडार प्रणाली हो जसले लक्ष्यको स्थिति र गति पत्ता लगाउन लेजर किरण उत्सर्जन गर्दछ। यसको कार्य सिद्धान्त लक्ष्यमा पत्ता लगाउने संकेत (लेजर बीम) पठाउनु हो, र त्यसपछि प्राप्त संकेत (लक्ष्य प्रतिध्वनि) लाई प्रसारित संकेत संग लक्ष्यबाट प्रतिबिम्बित तुलना गर्नुहोस्, र उचित प्रशोधन पछि, तपाइँ लक्ष्य बारे सान्दर्भिक जानकारी प्राप्त गर्न सक्नुहुन्छ, जस्तै लक्ष्य दूरी, अजीमुथ, उचाई, गति, मनोवृत्ति, आकार र अन्य मापदण्डहरू, ताकि विमान, मिसाइल र अन्य लक्ष्यहरू पत्ता लगाउन, ट्र्याक गर्न र पहिचान गर्न। यसमा लेजर ट्रान्समिटर, अप्टिकल रिसीभर, टर्नटेबल र सूचना प्रशोधन प्रणाली समावेश हुन्छ। लेजरले विद्युतीय दालहरूलाई हल्का पल्समा रूपान्तरण गर्छ र उत्सर्जन गर्छ। त्यसपछि अप्टिकल रिसीभरले लक्ष्यबाट विद्युतीय पल्समा परावर्तित प्रकाश पल्सहरूलाई पुनर्स्थापना गर्छ र तिनीहरूलाई प्रदर्शनमा पठाउँछ।
LiDAR एउटा प्रणाली हो जसले तीनवटा प्रविधिहरू एकीकृत गर्दछ: लेजर, ग्लोबल पोजिसनिङ सिस्टम र इनर्टियल नेभिगेसन प्रणाली, डाटा प्राप्त गर्न र सही DEM उत्पन्न गर्न प्रयोग गरिन्छ। यी तीन प्रविधिको संयोजनले लेजर किरणले वस्तुलाई उच्च सटीकतामा ठोक्ने ठाउँ पत्ता लगाउन सक्छ। यसलाई ग्राउन्ड डिजिटल एलिभेसन मोडेलहरू प्राप्त गर्नको लागि बढ्दो परिपक्व भू-भाग LiDAR प्रणाली र पानीमुनि DEM प्राप्त गर्न परिपक्व हाइड्रोलोजिकल LIDAR प्रणालीमा विभाजन गरिएको छ। यी दुई प्रणालीहरूको साझा विशेषता पत्ता लगाउन र मापनको लागि लेजरहरूको प्रयोग हो। यो LiDAR शब्दको मौलिक अंग्रेजी अनुवाद पनि हो, अर्थात्: लाइट डिटेक्शन र रेंजिङ, संक्षिप्त रूपमा LiDAR।
लेजर आफैमा एक धेरै सटीक दायरा क्षमता छ, र यसको दायरा शुद्धता धेरै सेन्टिमिटर पुग्न सक्छ। लेजर आफैंको अतिरिक्त, LIDAR प्रणालीको शुद्धता लेजर, GPS र inertial मापन एकाइ (IMU) को सिङ्क्रोनाइजेसन जस्ता आन्तरिक कारकहरूमा पनि निर्भर गर्दछ। । व्यावसायिक GPS र IMU को विकास संग, यो LIDAR मार्फत मोबाइल प्लेटफर्महरू (जस्तै हवाइजहाजहरूमा) बाट उच्च परिशुद्धता डाटा प्राप्त गर्न सम्भव र व्यापक रूपमा प्रयोग भएको छ।
LIDAR प्रणालीमा एकल-बीम न्यारोब्यान्ड लेजर र प्राप्त गर्ने प्रणाली समावेश छ। लेजरले प्रकाश पल्स उत्पन्न गर्दछ र उत्सर्जन गर्दछ, वस्तुलाई हिट गर्दछ र यसलाई फिर्ता प्रतिबिम्बित गर्दछ, र अन्तमा रिसीभर द्वारा प्राप्त हुन्छ। रिसीभरले प्रकाश पल्सको उत्सर्जन देखि प्रतिबिम्बको प्रसार समय सही रूपमा मापन गर्दछ। किनभने प्रकाश पल्सहरू प्रकाशको गतिमा यात्रा गर्छन्, रिसीभरले सधैं अर्को पल्स अघि प्रतिबिम्बित पल्स प्राप्त गर्दछ। प्रकाशको गति थाहा भएमा, यात्रा समयलाई दूरीको मापनमा रूपान्तरण गर्न सकिन्छ। लेजरको उचाइ, लेजर स्क्यानिङ कोण, GPS बाट प्राप्त लेजरको स्थिति र INS बाट प्राप्त लेजर उत्सर्जनको दिशालाई मिलाएर प्रत्येक ग्राउन्ड स्पटको निर्देशांक X, Y, Z सही रूपमा गणना गर्न सकिन्छ। लेजर बीम उत्सर्जनको फ्रिक्वेन्सी प्रति सेकेन्ड केही दालहरू प्रति सेकेन्ड हजारौं पल्ससम्म हुन सक्छ। उदाहरण को लागी, प्रति सेकेन्ड 10,000 पल्स को आवृत्ति संग एक प्रणाली, रिसीभर एक मिनेट मा 600,000 अंक रेकर्ड हुनेछ। सामान्यतया, LIDAR प्रणालीको ग्राउन्ड स्पेस स्पेसिङ 2-4 मिटर सम्म हुन्छ। [३]
लिडरको कार्य सिद्धान्त रडारसँग धेरै मिल्दोजुल्दो छ। लेजरलाई संकेत स्रोतको रूपमा प्रयोग गर्दै, लेजरले उत्सर्जित पल्स लेजरले जमिनमा रहेका रूखहरू, सडकहरू, पुलहरू र भवनहरूलाई प्रहार गर्दछ, जसले छरपस्ट निम्त्याउँछ, र प्रकाश छालहरूको अंश लिडर प्राप्त गर्न प्रतिबिम्बित हुनेछ। यन्त्रमा, लेजर दायरा को सिद्धान्त अनुसार, लेजर रडार देखि लक्ष्य बिन्दु को दूरी प्राप्त गरिन्छ। पल्स लेजरले लक्ष्य वस्तुमा सबै लक्ष्य बिन्दुहरूको डाटा प्राप्त गर्न लक्ष्य वस्तुलाई निरन्तर स्क्यान गर्दछ। यस डेटाको साथ इमेजिङ प्रशोधन पछि, सटीक त्रि-आयामी छविहरू प्राप्त गर्न सकिन्छ।
लिडरको सबैभन्दा आधारभूत कार्य सिद्धान्त रेडियो रडारको जस्तै हो, त्यो हो, रडार ट्रान्समिटिङ प्रणालीद्वारा सिग्नल पठाइन्छ, जुन लक्ष्यबाट प्रतिबिम्बित हुन्छ र प्राप्त गर्ने प्रणालीद्वारा सङ्कलन गरिन्छ, र लक्ष्यको दूरी निर्धारण गरिन्छ। परावर्तित प्रकाशको चल्ने समय नाप्दै। लक्ष्यको रेडियल वेगको लागि, यसलाई परावर्तित प्रकाशको डप्लर फ्रिक्वेन्सी शिफ्टद्वारा निर्धारण गर्न सकिन्छ, वा यसलाई दुई वा बढी दूरीहरू मापन गरेर र वेग प्राप्त गर्न परिवर्तनको दर गणना गरेर मापन गर्न सकिन्छ। यो प्रत्यक्ष पत्ता लगाउने रडारहरूको आधारभूत सिद्धान्त हो र हो। काम गर्ने सिद्धान्त
Lidar को लाभ
साधारण माइक्रोवेभ रडारको तुलनामा, किनभने यसले लेजर बीम प्रयोग गर्दछ, लिडरको अपरेटिङ फ्रिक्वेन्सी माइक्रोवेभको भन्दा धेरै उच्च छ, त्यसैले यसले धेरै फाइदाहरू ल्याउँछ, मुख्य रूपमा:
(1) उच्च संकल्प
Lidar अत्यन्त उच्च कोण, दूरी र गति संकल्प प्राप्त गर्न सक्नुहुन्छ। सामान्यतया कोणीय रिजोल्युसन ०.१ मार्ड भन्दा कम हुँदैन, जसको मतलब यो हो कि यसले 3 किलोमिटरको दूरीमा दुईवटा लक्ष्यहरू ०.३ मिटरको दूरीमा छुट्याउन सक्छ (यो कुनै पनि अवस्थामा माइक्रोवेभ रडारको लागि असम्भव छ), र एकै समयमा धेरै लक्ष्यहरू ट्र्याक गर्न सक्छ; दायरा रिजोल्युसन 0.lm सम्म हुन सक्छ; गति संकल्प 10m/s भित्र पुग्न सक्छ। दूरी र वेगको उच्च रिजोल्युसन भनेको दूरी-डप्लर इमेजिङ प्रविधि लक्ष्यको स्पष्ट छवि प्राप्त गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। उच्च रिजोलुसन लिडरको सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण फाइदा हो, र यसको अधिकांश अनुप्रयोगहरू यसमा आधारित छन्।
(2) राम्रो लुकाउने र बलियो विरोधी सक्रिय हस्तक्षेप क्षमता
लेजर एक सीधा रेखा मा प्रचार, राम्रो निर्देशन छ, र बीम धेरै साँघुरो छ। यो केवल यसको प्रचार मार्ग मा प्राप्त गर्न सकिन्छ। त्यसैले, दुश्मनलाई रोक्न धेरै गाह्रो छ। लेजर रडारको प्रक्षेपण प्रणाली (ट्रान्समिटिङ टेलिस्कोप) मा सानो एपर्चर छ, र प्राप्य क्षेत्र साँघुरो छ, त्यसैले यो जानाजानी सुरु गरिएको हो। सम्भाव्यता कि लेजर जामिङ सिग्नल रिसीभरमा प्रवेश गर्दछ धेरै कम छ; थप रूपमा, माइक्रोवेभ रडारको विपरीत, जुन प्रकृतिमा व्यापक रूपमा अवस्थित विद्युत चुम्बकीय तरंगहरूको लागि संवेदनशील छ, त्यहाँ धेरै सङ्केत स्रोतहरू छैनन् जसले प्रकृतिमा लेजर रडारमा हस्तक्षेप गर्न सक्छ, त्यसैले लेजर रडार विरोधी सक्रिय हस्तक्षेप क्षमता धेरै बलियो छ, बढ्दो जटिल र गहन सूचना युद्ध वातावरणमा काम गर्नको लागि उपयुक्त।
(3) राम्रो कम-उचाई पत्ता लगाउने प्रदर्शन
माइक्रोवेभ राडारमा विभिन्न ग्राउन्ड वस्तु प्रतिध्वनिको प्रभावले गर्दा कम उचाइमा अन्धो क्षेत्र (पहिचान गर्न नसकिने क्षेत्र) को निश्चित क्षेत्र हुन्छ। lidar को लागि, केवल प्रबुद्ध लक्ष्य प्रतिबिम्बित हुनेछ, र त्यहाँ जमिन वस्तु प्रतिध्वनि को कुनै प्रभाव छैन, त्यसैले यो "शून्य उचाई" मा काम गर्न सक्छ, र कम उचाइ पत्ता लगाउने कार्यसम्पादन माइक्रोवेभ राडार भन्दा धेरै बलियो छ।
(4) सानो आकार र हल्का वजन
सामान्यतया, साधारण माइक्रोवेभ रडारको मात्रा ठूलो हुन्छ, सम्पूर्ण प्रणालीको द्रव्यमान टनमा रेकर्ड गरिएको हुन्छ, र अप्टिकल एन्टेनाको व्यास धेरै मिटर वा दशौं मिटरसम्म पुग्न सक्छ। लिडर धेरै हल्का र अधिक कुशल छ। प्रक्षेपण टेलिस्कोपको व्यास सामान्यतया सेन्टिमिटर-स्तर मात्र हुन्छ, र सम्पूर्ण प्रणालीको द्रव्यमान मात्र दस किलोग्राम हुन्छ। यो सेट अप र अलग गर्न सजिलो छ। यसबाहेक, lidar को संरचना अपेक्षाकृत सरल छ, रखरखाव सुविधाजनक छ, सञ्चालन सजिलो छ, र मूल्य कम छ।
लिडरको बेफाइदाहरू
सबै भन्दा पहिले, काम धेरै मौसम र वातावरण द्वारा प्रभावित छ। सामान्यतया, स्पष्ट मौसममा लेजरको क्षीणता सानो हुन्छ, र प्रसार दूरी अपेक्षाकृत लामो हुन्छ। भारी वर्षा, बाक्लो धुवाँ र कुहिरो जस्ता खराब मौसममा, क्षीणता तीव्र रूपमा बढ्छ र प्रसार दूरी धेरै प्रभावित हुन्छ। उदाहरण को लागी, 10.6μm को कार्य तरंग लम्बाइ संग co2 लेजर सबै लेजरहरु को बीच राम्रो वायुमण्डलीय प्रसारण प्रदर्शन छ, र खराब मौसम मा क्षीणन घाम दिन को 6 गुणा छ। जमिनमा वा कम उचाइमा प्रयोग हुने Co2 lidar को दायरा घमाइलो दिनमा 10-20km हुन्छ, जबकि खराब मौसममा यसलाई 1 किमी भन्दा कममा घटाइन्छ। यसबाहेक, वायुमण्डलीय परिसंचरणले लेजर बीमलाई विकृत र चकित पार्छ, जसले लिडरको मापन शुद्धतालाई प्रत्यक्ष असर गर्छ।
दोस्रो, लिडरको अत्यन्त साँघुरो किरणको कारण, अन्तरिक्षमा लक्ष्यहरू खोज्न धेरै गाह्रो छ, जसले गैर-सहकारी लक्ष्यहरूको अवरोध र पत्ता लगाउने क्षमतालाई प्रत्यक्ष रूपमा असर गर्छ। यसले सानो दायरामा मात्र लक्ष्यहरू खोज्न र क्याप्चर गर्न सक्छ। त्यसैले, लिडर कम स्वतन्त्र र प्रत्यक्ष छ। लक्ष्य पत्ता लगाउन र खोजको लागि युद्धको मैदानमा प्रयोग गरिन्छ।
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
Reject Accept