व्यावसायिक ज्ञान

लेसर रडार

2021-09-23
लिडर (लेझर रडार) ही एक रडार प्रणाली आहे जी लक्ष्याची स्थिती आणि गती शोधण्यासाठी लेसर बीम उत्सर्जित करते. लक्ष्याकडे डिटेक्शन सिग्नल (लेझर बीम) पाठवणे आणि नंतर लक्ष्यातून परावर्तित झालेल्या प्राप्त सिग्नलची (लक्ष्य प्रतिध्वनी) प्रसारित सिग्नलशी तुलना करणे आणि योग्य प्रक्रिया केल्यानंतर, आपण लक्ष्याबद्दल संबंधित माहिती मिळवू शकता, हे त्याचे कार्य तत्त्व आहे. जसे की लक्ष्य अंतर, दिग्गज, उंची, वेग, वृत्ती, अगदी आकार आणि इतर मापदंड, ज्यामुळे विमान, क्षेपणास्त्रे आणि इतर लक्ष्ये शोधणे, ट्रॅक करणे आणि ओळखणे. यात लेसर ट्रान्समीटर, ऑप्टिकल रिसीव्हर, टर्नटेबल आणि माहिती प्रक्रिया प्रणाली असते. लेसर विजेच्या डाळींना हलक्या डाळींमध्ये रूपांतरित करते आणि ते उत्सर्जित करते. ऑप्टिकल रिसीव्हर नंतर लक्ष्यापासून परावर्तित होणारी प्रकाश डाळी पुनर्संचयित करतो आणि त्या डिस्प्लेवर पाठवतो.
LiDAR ही एक प्रणाली आहे जी तीन तंत्रज्ञाने एकत्रित करते: लेसर, ग्लोबल पोझिशनिंग सिस्टम आणि जडत्व नेव्हिगेशन सिस्टम, डेटा प्राप्त करण्यासाठी आणि अचूक DEM तयार करण्यासाठी वापरली जाते. या तीन तंत्रज्ञानाच्या संयोगाने लेसर बीमची जागा उच्च अचूकतेने शोधता येते. ग्राउंड डिजिटल एलिव्हेशन मॉडेल्स मिळविण्यासाठी वाढत्या परिपक्व भूप्रदेश LiDAR प्रणाली आणि पाण्याखालील DEM प्राप्त करण्यासाठी परिपक्व हायड्रोलॉजिकल LIDAR प्रणालीमध्ये ते पुढे विभागले गेले आहे. या दोन प्रणालींचे सामान्य वैशिष्ट्य म्हणजे शोध आणि मापनासाठी लेसरचा वापर. हे LiDAR या शब्दाचे मूळ इंग्रजी भाषांतर देखील आहे, म्हणजे: LIight Detection And Ranging, ज्याला LiDAR असे संक्षेप आहे.
लेसरमध्ये स्वतःच एक अतिशय अचूक श्रेणी क्षमता आहे आणि त्याची श्रेणी अचूकता अनेक सेंटीमीटरपर्यंत पोहोचू शकते. स्वतः लेसर व्यतिरिक्त, LIDAR प्रणालीची अचूकता लेसर, GPS आणि इनर्शियल मापन युनिट (IMU) चे सिंक्रोनाइझेशन यांसारख्या अंतर्गत घटकांवर देखील अवलंबून असते. . व्यावसायिक GPS आणि IMU च्या विकासामुळे, LIDAR द्वारे मोबाइल प्लॅटफॉर्मवरून (जसे की विमानांवर) उच्च-सुस्पष्टता डेटा प्राप्त करणे शक्य झाले आहे आणि मोठ्या प्रमाणावर वापरले गेले आहे.
LIDAR प्रणालीमध्ये सिंगल-बीम नॅरोबँड लेसर आणि रिसीव्हिंग सिस्टीम समाविष्ट आहे. लेसर हलकी नाडी निर्माण करतो आणि उत्सर्जित करतो, ऑब्जेक्टवर आदळतो आणि परत परावर्तित करतो आणि शेवटी रिसीव्हरद्वारे प्राप्त होतो. रिसीव्हर प्रकाश नाडीच्या उत्सर्जनापासून परावर्तनापर्यंतचा प्रसार वेळ अचूकपणे मोजतो. प्रकाशाच्या नाडी प्रकाशाच्या वेगाने प्रवास करत असल्याने, प्राप्तकर्त्याला नेहमी पुढील नाडीच्या आधी परावर्तित नाडी प्राप्त होते. प्रकाशाचा वेग ज्ञात आहे हे लक्षात घेता, प्रवासाचा वेळ अंतराच्या मोजमापात रूपांतरित केला जाऊ शकतो. लेसरची उंची, लेसर स्कॅनिंग अँगल, GPS वरून मिळालेल्या लेसरची स्थिती आणि INS मधून मिळालेल्या लेसर उत्सर्जनाची दिशा एकत्र करून, प्रत्येक ग्राउंड स्पॉटचे निर्देशांक X, Y, Z अचूकपणे काढता येतात. लेसर किरण उत्सर्जनाची वारंवारता प्रति सेकंद काही डाळींपासून ते प्रति सेकंद हजारो डाळींपर्यंत असू शकते. उदाहरणार्थ, प्रति सेकंद 10,000 पल्सची वारंवारता असलेली प्रणाली, प्राप्तकर्ता एका मिनिटात 600,000 पॉइंट्स रेकॉर्ड करेल. साधारणपणे बोलायचे झाल्यास, LIDAR प्रणालीचे ग्राउंड स्पॉट स्पेसिंग 2-4m पर्यंत असते. [३]
लिडरचे कार्य तत्त्व रडारसारखेच आहे. सिग्नल स्रोत म्हणून लेसरचा वापर करून, लेसरद्वारे उत्सर्जित होणारा स्पंदित लेसर झाडे, रस्ते, पूल आणि इमारतींना जमिनीवर आदळतो, ज्यामुळे विखुरले जाते आणि प्रकाश लहरींचा काही भाग लिडरच्या प्राप्तीवर परावर्तित होईल. डिव्हाइसवर, लेसर श्रेणीच्या तत्त्वानुसार, लेसर रडारपासून लक्ष्य बिंदूपर्यंतचे अंतर प्राप्त केले जाते. पल्स लेसर लक्ष्य ऑब्जेक्टवर सर्व लक्ष्य बिंदूंचा डेटा प्राप्त करण्यासाठी लक्ष्य ऑब्जेक्टचे सतत स्कॅन करते. या डेटासह इमेजिंग प्रक्रिया केल्यानंतर, अचूक त्रिमितीय प्रतिमा मिळवता येतात.
लिडरचे सर्वात मूलभूत कार्य तत्त्व रेडिओ रडार सारखेच आहे, म्हणजे, रडार ट्रान्समिटिंग सिस्टमद्वारे सिग्नल पाठविला जातो, जो लक्ष्याद्वारे परावर्तित होतो आणि प्राप्त प्रणालीद्वारे गोळा केला जातो आणि लक्ष्याचे अंतर निर्धारित केले जाते. परावर्तित प्रकाशाचा चालू वेळ मोजून. लक्ष्याच्या रेडियल वेगाबद्दल, ते परावर्तित प्रकाशाच्या डॉपलर फ्रिक्वेंसी शिफ्टद्वारे निर्धारित केले जाऊ शकते किंवा ते दोन किंवा अधिक अंतर मोजून आणि वेग मिळविण्यासाठी बदलाचा दर मोजून मोजले जाऊ शकते. हे डायरेक्ट डिटेक्शन रडारचे मूळ तत्व आहे आणि आहे. कार्य तत्त्व
लिडरचे फायदे
सामान्य मायक्रोवेव्ह रडारशी तुलना करता, कारण ते लेसर बीम वापरते, लिडरची ऑपरेटिंग वारंवारता मायक्रोवेव्हच्या तुलनेत खूप जास्त आहे, म्हणून ते बरेच फायदे आणते, मुख्यतः:
(1) उच्च रिझोल्यूशन
लिडर अत्यंत उच्च कोन, अंतर आणि गती रिझोल्यूशन प्राप्त करू शकते. सहसा कोनीय रिझोल्यूशन 0.1mard पेक्षा कमी नसते, याचा अर्थ ते 3 किमी अंतरावर 0.3m अंतरावर असलेल्या दोन लक्ष्यांमध्ये फरक करू शकते (कोणत्याही परिस्थितीत मायक्रोवेव्ह रडारसाठी हे अशक्य आहे), आणि एकाच वेळी अनेक लक्ष्यांचा मागोवा घेऊ शकतो; श्रेणी रिझोल्यूशन 0.lm पर्यंत असू शकते; गती रिझोल्यूशन 10m/s आत पोहोचू शकते. अंतर आणि वेगाचे उच्च रिझोल्यूशन म्हणजे अंतर-डॉपलर इमेजिंग तंत्रज्ञानाचा वापर लक्ष्याची स्पष्ट प्रतिमा मिळविण्यासाठी केला जाऊ शकतो. उच्च रिझोल्यूशन हा लिडरचा सर्वात महत्वाचा फायदा आहे आणि त्याचे बहुतेक अनुप्रयोग यावर आधारित आहेत.
(2) चांगले लपविण्याची आणि मजबूत विरोधी सक्रिय हस्तक्षेप क्षमता
लेसर सरळ रेषेत प्रसारित होतो, चांगली डायरेक्टिव्हिटी आहे आणि बीम खूपच अरुंद आहे. हे केवळ त्याच्या प्रसाराच्या मार्गावर प्राप्त केले जाऊ शकते. त्यामुळे शत्रूला रोखणे फार कठीण आहे. लेसर रडारच्या प्रक्षेपण प्रणाली (ट्रान्समिटिंग टेलिस्कोप) मध्ये एक लहान छिद्र आहे, आणि प्राप्त करण्यायोग्य क्षेत्र अरुंद आहे, म्हणून ते हेतुपुरस्सर लॉन्च केले गेले आहे. लेसर जॅमिंग सिग्नल रिसीव्हरमध्ये प्रवेश करण्याची संभाव्यता अत्यंत कमी आहे; याव्यतिरिक्त, मायक्रोवेव्ह रडारच्या विपरीत, जे निसर्गात मोठ्या प्रमाणावर अस्तित्वात असलेल्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींना संवेदनाक्षम आहे, निसर्गातील लेसर रडारमध्ये हस्तक्षेप करू शकणारे बरेच सिग्नल स्त्रोत नाहीत, त्यामुळे लेसर रडार विरोधी सक्रिय आहे आणि हस्तक्षेप क्षमता खूप मजबूत आहे, वाढत्या जटिल आणि तीव्र माहिती युद्ध वातावरणात काम करण्यासाठी योग्य.
(3) कमी-उंची शोधण्याची चांगली कामगिरी
मायक्रोवेव्ह रडारमधील विविध ग्राउंड ऑब्जेक्ट इकोच्या प्रभावामुळे, कमी उंचीवर अंध क्षेत्राचे एक विशिष्ट क्षेत्र (अनडिटेक्टेबल क्षेत्र) आहे. लिडारसाठी, केवळ प्रकाशित लक्ष्य प्रतिबिंबित करेल, आणि ग्राउंड ऑब्जेक्ट इकोचा कोणताही प्रभाव नाही, त्यामुळे ते "शून्य उंचीवर" कार्य करू शकते आणि कमी-उंची शोधण्याची कार्यक्षमता मायक्रोवेव्ह रडारपेक्षा खूप मजबूत आहे.
(4) लहान आकार आणि हलके वजन
सामान्यतः, सामान्य मायक्रोवेव्ह रडारची मात्रा खूप मोठी असते, संपूर्ण प्रणालीचे वस्तुमान टनांमध्ये रेकॉर्ड केले जाते आणि ऑप्टिकल अँटेनाचा व्यास अनेक मीटर किंवा दहापट मीटरपर्यंत पोहोचू शकतो. लिडर खूपच हलका आणि अधिक कुशल आहे. लॉन्चिंग टेलिस्कोपचा व्यास सामान्यतः फक्त सेंटीमीटर-पातळीचा असतो आणि संपूर्ण प्रणालीचे वस्तुमान केवळ दहा किलोग्रॅम असते. ते सेट करणे आणि वेगळे करणे सोपे आहे. शिवाय, लिडरची रचना तुलनेने सोपी आहे, देखभाल सोयीस्कर आहे, ऑपरेशन सोपे आहे आणि किंमत कमी आहे.
लिडरचे तोटे
सर्व प्रथम, हवामान आणि वातावरणामुळे काम मोठ्या प्रमाणात प्रभावित होते. सामान्यतः, स्वच्छ हवामानात लेसरचे क्षीणन कमी असते आणि प्रसाराचे अंतर तुलनेने लांब असते. मुसळधार पाऊस, दाट धूर आणि धुके यांसारख्या खराब हवामानात क्षीणता झपाट्याने वाढते आणि प्रसाराचे अंतर मोठ्या प्रमाणावर प्रभावित होते. उदाहरणार्थ, 10.6μm च्या कार्यरत तरंगलांबी असलेल्या co2 लेसरमध्ये सर्व लेसरमध्ये वातावरणातील प्रसारणाची कार्यक्षमता चांगली असते आणि खराब हवामानातील क्षीणता सनी दिवसांच्या तुलनेत 6 पट असते. जमिनीवर किंवा कमी उंचीवर वापरल्या जाणार्‍या CO2 लिडारची श्रेणी सूर्यप्रकाशाच्या दिवशी 10-20km असते, तर खराब हवामानात ती 1 किमीपेक्षा कमी केली जाते. शिवाय, वातावरणातील अभिसरणामुळे लेसर बीम विकृत आणि विकृत होईल, ज्यामुळे लिडरच्या मापन अचूकतेवर थेट परिणाम होतो.
दुसरे म्हणजे, लिडरच्या अत्यंत अरुंद बीममुळे, अंतराळात लक्ष्य शोधणे खूप कठीण आहे, जे असहकारी लक्ष्यांच्या व्यत्यय आणि शोधण्याच्या कार्यक्षमतेवर थेट परिणाम करते. हे फक्त लहान श्रेणीतील लक्ष्य शोधू आणि कॅप्चर करू शकते. म्हणून, लिडर कमी स्वतंत्र आणि थेट आहे. लक्ष्य शोधण्यासाठी आणि शोधासाठी युद्धभूमीत वापरले जाते.
X
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