激光雷達具備獨特的優(yōu)點,如極高的距離分辨率和角分辨率、速度分辨率高、測速范圍廣、能獲得目標的多種圖像、抗干擾能力強、比微波雷達的體積和重量小等。這使得激光雷達能精確測量目標位置(距離和角度)、運動狀態(tài)(速度、振動和姿態(tài))和形狀,探測、識別、分辨和跟蹤目標。
k{fTqKS%h 2d%j6D 自1961年科學(xué)家提出激光雷達的設(shè)想,歷經(jīng) 40余年,激光雷達技術(shù)從最簡單的激光測距技術(shù)開始,逐步發(fā)展了激光跟蹤、激光測速、激光掃描
成像、激光多普勒成像等技術(shù),進而研發(fā)出不同用途的激光雷達,如精密跟蹤激光雷達、偵測激光雷達、偵毒激光雷達、靶場測量激光雷達、火控激光雷達、導(dǎo)彈制導(dǎo)激光雷達、氣象激光雷達、水下激光雷達、導(dǎo)航激光雷達等。激光雷達已成為一類具有多種功能的
系統(tǒng)。目前,激光雷達在低空飛行直升機障礙物規(guī)避、化學(xué)和生物戰(zhàn)劑探測和水下目標探測等軍事領(lǐng)域方面已進入實用階段,其它軍事應(yīng)用研究亦日趨成熟。它在工業(yè)和自然科學(xué)領(lǐng)域的作用也日益顯現(xiàn)出來。
auzrM4<tz Q"2t: 微波雷達接收的信號大多數(shù)情況下為目標物的反射信號,而激光雷達可以接收反射信號,也可以接收彈性散射信號,如瑞利散射( Rayleigh scattering) 、米散射( Mie scattering) 信號、共振散射信號( resonancescattering) 、熒光信號( fluorescence) 及拉曼散射信號( Raman scattering) 。
0H|U9 $M `%A
激光雷達三維成像 h"b;e2 m%mA0r
激光雷達系統(tǒng)主要由激光發(fā)射部分(脈沖
激光器)、
光子接收部分(
望遠鏡)、光子檢測采集部分(后續(xù)光路系統(tǒng)和信號檢測采集系統(tǒng))三個基本部分組成。激光器向空中發(fā)射激光脈沖,該激光脈沖在向上傳播的過程中不斷與大氣中原子分子發(fā)生相互作用,一旦該脈沖進入望遠鏡的視場,則相互作用產(chǎn)生的回波將被望遠鏡接收,該信號經(jīng)過檢測和處理后即可得到激光雷達回波信號。
{|{}]B 1Tn0$+$.4 軍事領(lǐng)域應(yīng)用 H*SEzVb 8UAbTqB- 偵察用成像激光雷達
%&D,|Yl6 N{lj"C]L 激光雷達分辨率高,可以采集三維數(shù)據(jù),如方位角-俯仰角-距離、距離-速度-強度,并將數(shù)據(jù)以圖像的形式顯示,獲得輻射幾何分布圖像、距離選通圖像、速度圖像等,有潛力成為重要的偵察手段。
<4caG2~q 7.-g=Rcz 美國雷錫昂公司研制的ILR100激光雷達,安裝在高性能飛機和無人機上,在待偵察地區(qū)的上空以120~460m的高度飛行,用GaAs激光進行行掃描。獲得的影像可實時顯示在飛機上的陰極射線管顯示器上,或通過數(shù)據(jù)鏈路發(fā)送至地面站。1992年,美國海軍執(zhí)行了“輻射亡命徒”先期技術(shù)演示計劃,演示用激光雷達遠距離非合作識別空中和地面目標。該演示計劃使用的CO2激光雷達在P-3C試驗機上進行了飛行試驗,可以利用目標表面的變化、距離剖面、高分辨率紅外成像和三維激光雷達成像,識別目標。同時,針對美國海軍陸戰(zhàn)隊的戰(zhàn)備需求,桑迪亞國家實驗室和Burns公司分別提出了手持激光雷達的設(shè)計方案。這種設(shè)備能由一名海軍陸戰(zhàn)隊隊員攜帶,重量在2.3~3.2kg之間,可以安裝在三腳架上;系統(tǒng)能自聚焦,能在低光照條件下工作;采集的影像足夠清晰,能分辨遠距離的車輛和近距離的人員。
?zypF 5a
pt`^4} 直升機障礙物規(guī)避激光雷達
uydy[n\ `vkNp8| 直升機在進行低空巡邏飛行時,極易與地面小山或建筑物相撞。美國研制的直升機超低空飛行障礙規(guī)避系統(tǒng),使用固體激光二極管發(fā)射機和旋轉(zhuǎn)全息掃描器可檢測直升機前很寬的空域,地面障礙物信息實時顯示在機載平視顯示器或頭盔顯示器上,為安全飛行起了很大的保障作用。德國戴姆勒.奔馳宇航公司研制成功的障礙探測激光雷達更高一籌,它是一種固體1.54微米成像激光雷達,視場為32度×32度,能探測300―500米距離內(nèi)直徑1厘米粗的電線,將裝在新型EC―135和EC―155直升機上。 法國達索電子公司和英國馬可尼公司聯(lián)合研制的吊艙載CLARA激光雷達采用了CO2激光器。不但能探測標桿和電纜之類的障礙,還具有地形跟蹤、目標測距和指示、活動目標指示等功能,適用于飛機和直升機。
[gZz'q&[) 化學(xué)戰(zhàn)劑探測激光雷達
1-HL#y*7$ z0XH`H|~ 傳統(tǒng)的化學(xué)戰(zhàn)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。 俄羅斯研制成功的KDKhr―1N遠距離地面激光毒氣報警系統(tǒng),可以實時地遠距離探測化學(xué)毒劑攻擊,確定毒劑氣溶膠云的斜距、中心厚度、離地高度、中心角坐標以及毒劑相關(guān)
參數(shù),并可通過無線電通道或有線線路向部隊自動控制系統(tǒng)發(fā)出報警信號,比傳統(tǒng)探測前進了一大步。德國研制成功VTB―1型遙測化學(xué)戰(zhàn)劑
傳感器技術(shù)更加先進,它使用兩臺9― 11微米、可在40個頻率上調(diào)節(jié)的連續(xù)波CO2激光器,利用微分吸收
光譜學(xué)原理遙測化學(xué)戰(zhàn)劑,既安全又準確。
urJ>dw?FI H,/|pP. 機載海洋激光雷達
"K.Xo
三江|
玉田县|
社旗县|
嘉善县|
桓台县|
东宁县|
同心县|
定兴县|
威海市|
梧州市|
涞水县|
太原市|
嘉善县|
虎林市|
乐安县|
封开县|
焉耆|
五大连池市|
尚志市|
通化县|
通道|
大埔县|
西乌珠穆沁旗|
长葛市|
太仆寺旗|
靖安县|
临漳县|
武强县|
大兴区|
新疆|
平和县|
左权县|
峨眉山市|
新余市|
宿迁市|
五峰|
苍南县|
绥滨县|
涟源市|
嘉荫县|
南皮县|