వృత్తిపరమైన జ్ఞానం

లేజర్ రాడార్

2021-09-23
లిడార్ (లేజర్ రాడార్) అనేది రాడార్ వ్యవస్థ, ఇది లక్ష్యం యొక్క స్థానం మరియు వేగాన్ని గుర్తించడానికి లేజర్ పుంజంను విడుదల చేస్తుంది. లక్ష్యానికి డిటెక్షన్ సిగ్నల్ (లేజర్ పుంజం) పంపడం దీని పని సూత్రం, ఆపై లక్ష్యం నుండి ప్రతిబింబించే అందుకున్న సిగ్నల్ (టార్గెట్ ఎకో)ని ప్రసారం చేసిన సిగ్నల్‌తో సరిపోల్చండి మరియు సరైన ప్రాసెసింగ్ తర్వాత, మీరు లక్ష్యం గురించి సంబంధిత సమాచారాన్ని పొందవచ్చు, విమానాలు, క్షిపణులు మరియు ఇతర లక్ష్యాలను గుర్తించడం, ట్రాక్ చేయడం మరియు గుర్తించడం వంటి లక్ష్య దూరం, అజిముత్, ఎత్తు, వేగం, వైఖరి, సరి ఆకారం మరియు ఇతర పారామితులు వంటివి. ఇది లేజర్ ట్రాన్స్‌మిటర్, ఆప్టికల్ రిసీవర్, టర్న్ టేబుల్ మరియు ఇన్ఫర్మేషన్ ప్రాసెసింగ్ సిస్టమ్‌ను కలిగి ఉంటుంది. లేజర్ ఎలక్ట్రికల్ పల్స్‌ని లైట్ పల్స్‌గా మారుస్తుంది మరియు వాటిని విడుదల చేస్తుంది. ఆప్టికల్ రిసీవర్ లక్ష్యం నుండి ప్రతిబింబించే లైట్ పల్స్‌ని ఎలక్ట్రికల్ పల్స్‌కి పునరుద్ధరిస్తుంది మరియు వాటిని డిస్ప్లేకి పంపుతుంది.
LiDAR అనేది మూడు సాంకేతికతలను అనుసంధానించే వ్యవస్థ: లేజర్, గ్లోబల్ పొజిషనింగ్ సిస్టమ్ మరియు ఇనర్షియల్ నావిగేషన్ సిస్టమ్, డేటాను పొందేందుకు మరియు ఖచ్చితమైన DEMని రూపొందించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ మూడు సాంకేతికతల కలయిక వలన వస్తువును తాకిన లేజర్ పుంజం యొక్క ప్రదేశాన్ని అధిక ఖచ్చితత్వంతో గుర్తించవచ్చు. ఇది గ్రౌండ్ డిజిటల్ ఎలివేషన్ మోడల్‌లను పొందడం కోసం పెరుగుతున్న పరిపక్వ భూభాగ LiDAR వ్యవస్థగా మరియు నీటి అడుగున DEMని పొందడం కోసం పరిపక్వ హైడ్రోలాజికల్ LIDAR వ్యవస్థగా విభజించబడింది. ఈ రెండు వ్యవస్థల యొక్క సాధారణ లక్షణం గుర్తించడం మరియు కొలత కోసం లేజర్‌లను ఉపయోగించడం. ఇది LiDAR అనే పదం యొక్క అసలు ఆంగ్ల అనువాదం, అవి: లైట్ డిటెక్షన్ అండ్ రేంజింగ్, LiDAR అని సంక్షిప్తీకరించబడింది.
లేజర్ చాలా ఖచ్చితమైన పరిధి సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు దాని శ్రేణి ఖచ్చితత్వం అనేక సెంటీమీటర్లకు చేరుకుంటుంది. లేజర్‌తో పాటు, LIDAR వ్యవస్థ యొక్క ఖచ్చితత్వం కూడా లేజర్, GPS మరియు జడత్వ కొలత యూనిట్ (IMU) యొక్క సమకాలీకరణ వంటి అంతర్గత కారకాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. . వాణిజ్య GPS మరియు IMU అభివృద్ధితో, LIDAR ద్వారా మొబైల్ ప్లాట్‌ఫారమ్‌ల (విమానాలలో వంటివి) నుండి అధిక-ఖచ్చితమైన డేటాను పొందడం సాధ్యమైంది మరియు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడింది.
LIDAR సిస్టమ్‌లో సింగిల్-బీమ్ నారోబ్యాండ్ లేజర్ మరియు రిసీవింగ్ సిస్టమ్ ఉన్నాయి. లేజర్ కాంతి పల్స్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు విడుదల చేస్తుంది, వస్తువును తాకి తిరిగి ప్రతిబింబిస్తుంది మరియు చివరకు రిసీవర్ ద్వారా అందుకుంటుంది. రిసీవర్ ఉద్గారం నుండి ప్రతిబింబం వరకు కాంతి పల్స్ యొక్క ప్రచార సమయాన్ని ఖచ్చితంగా కొలుస్తుంది. కాంతి పప్పులు కాంతి వేగంతో ప్రయాణిస్తున్నందున, రిసీవర్ ఎల్లప్పుడూ తదుపరి పల్స్‌కు ముందు ప్రతిబింబించే పల్స్‌ను స్వీకరిస్తుంది. కాంతి వేగం తెలిసినందున, ప్రయాణ సమయాన్ని దూరం యొక్క కొలతగా మార్చవచ్చు. లేజర్ యొక్క ఎత్తు, లేజర్ స్కానింగ్ కోణం, GPS నుండి పొందిన లేజర్ స్థానం మరియు INS నుండి పొందిన లేజర్ ఉద్గార దిశను కలిపి, ప్రతి గ్రౌండ్ స్పాట్ యొక్క కోఆర్డినేట్‌లు X, Y, Zలను ఖచ్చితంగా లెక్కించవచ్చు. లేజర్ పుంజం ఉద్గారాల ఫ్రీక్వెన్సీ సెకనుకు కొన్ని పప్పుల నుండి సెకనుకు పదివేల పప్పుల వరకు ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, సెకనుకు 10,000 పప్పుల ఫ్రీక్వెన్సీ కలిగిన సిస్టమ్, రిసీవర్ ఒక నిమిషంలో 600,000 పాయింట్లను రికార్డ్ చేస్తుంది. సాధారణంగా చెప్పాలంటే, LIDAR సిస్టమ్ యొక్క గ్రౌండ్ స్పాట్ స్పేసింగ్ 2-4m వరకు ఉంటుంది. [3]
లిడార్ యొక్క పని సూత్రం రాడార్ మాదిరిగానే ఉంటుంది. లేజర్‌ను సిగ్నల్ సోర్స్‌గా ఉపయోగించి, లేజర్ ద్వారా విడుదలయ్యే పల్సెడ్ లేజర్ నేలపై ఉన్న చెట్లు, రోడ్లు, వంతెనలు మరియు భవనాలను తాకి, చెదరగొట్టడానికి కారణమవుతుంది మరియు కాంతి తరంగాలలో కొంత భాగం లిడార్ స్వీకరించడానికి ప్రతిబింబిస్తుంది. పరికరంలో, లేజర్ శ్రేణి సూత్రం ప్రకారం, లేజర్ రాడార్ నుండి లక్ష్య బిందువుకు దూరం పొందబడుతుంది. లక్ష్య వస్తువుపై అన్ని లక్ష్య పాయింట్ల డేటాను పొందేందుకు పల్స్ లేజర్ లక్ష్య వస్తువును నిరంతరం స్కాన్ చేస్తుంది. ఈ డేటాతో ఇమేజింగ్ ప్రాసెసింగ్ తర్వాత, ఖచ్చితమైన త్రిమితీయ చిత్రాలను పొందవచ్చు.
లిడార్ యొక్క అత్యంత ప్రాథమిక పని సూత్రం రేడియో రాడార్ మాదిరిగానే ఉంటుంది, అనగా, రాడార్ ట్రాన్స్మిటింగ్ సిస్టమ్ ద్వారా సిగ్నల్ పంపబడుతుంది, ఇది లక్ష్యం ద్వారా ప్రతిబింబిస్తుంది మరియు స్వీకరించే వ్యవస్థ ద్వారా సేకరించబడుతుంది మరియు లక్ష్యం యొక్క దూరం నిర్ణయించబడుతుంది. ప్రతిబింబించే కాంతి యొక్క నడుస్తున్న సమయాన్ని కొలవడం ద్వారా. లక్ష్యం యొక్క రేడియల్ వేగానికి సంబంధించి, ఇది ప్రతిబింబించే కాంతి యొక్క డాప్లర్ ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది లేదా రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ దూరాలను కొలవడం మరియు వేగాన్ని పొందేందుకు మార్పు రేటును లెక్కించడం ద్వారా దీనిని కొలవవచ్చు. ఇది ప్రత్యక్ష గుర్తింపు రాడార్‌ల ప్రాథమిక సూత్రం కూడా. పని సూత్రం
లిడార్ యొక్క ప్రయోజనాలు
సాధారణ మైక్రోవేవ్ రాడార్‌తో పోలిస్తే, ఇది లేజర్ బీమ్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, మైక్రోవేవ్ కంటే లిడార్ యొక్క ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి ఇది చాలా ప్రయోజనాలను తెస్తుంది, ప్రధానంగా:
(1) అధిక రిజల్యూషన్
లిడార్ చాలా ఎక్కువ కోణం, దూరం మరియు వేగం రిజల్యూషన్‌ను పొందవచ్చు. సాధారణంగా కోణీయ రిజల్యూషన్ 0.1మార్డ్ కంటే తక్కువ కాదు, అంటే ఇది 3కి.మీ దూరంలో 0.3మీటర్ల దూరంలో ఉన్న రెండు లక్ష్యాలను వేరు చేయగలదు (ఇది మైక్రోవేవ్ రాడార్‌కు ఏ సందర్భంలోనైనా అసాధ్యం), మరియు అదే సమయంలో బహుళ లక్ష్యాలను ట్రాక్ చేయగలదు; పరిధి రిజల్యూషన్ 0.lm వరకు ఉంటుంది; స్పీడ్ రిజల్యూషన్ 10మీ/సెలోపు చేరుకోవచ్చు. దూరం మరియు వేగం యొక్క అధిక రిజల్యూషన్ అంటే లక్ష్యం యొక్క స్పష్టమైన చిత్రాన్ని పొందేందుకు దూరం-డాప్లర్ ఇమేజింగ్ సాంకేతికతను ఉపయోగించవచ్చు. అధిక రిజల్యూషన్ అనేది లైడార్ యొక్క అత్యంత ముఖ్యమైన ప్రయోజనం, మరియు దాని యొక్క చాలా అప్లికేషన్లు దీనిపై ఆధారపడి ఉంటాయి.
(2) మంచి దాచడం మరియు బలమైన యాంటీ-యాక్టివ్ జోక్యం సామర్థ్యం
లేజర్ సరళ రేఖలో ప్రచారం చేస్తుంది, మంచి డైరెక్టివిటీని కలిగి ఉంటుంది మరియు పుంజం చాలా ఇరుకైనది. ఇది దాని ప్రచార మార్గంలో మాత్రమే స్వీకరించబడుతుంది. అందువల్ల, శత్రువులను అడ్డుకోవడం చాలా కష్టం. లేజర్ రాడార్ యొక్క ప్రయోగ వ్యవస్థ (ట్రాన్స్మిటింగ్ టెలిస్కోప్) ఒక చిన్న ద్వారం కలిగి ఉంటుంది మరియు స్వీకరించదగిన ప్రాంతం ఇరుకైనది, కాబట్టి ఇది ఉద్దేశపూర్వకంగా ప్రారంభించబడింది. లేజర్ జామింగ్ సిగ్నల్ రిసీవర్‌లోకి ప్రవేశించే సంభావ్యత చాలా తక్కువగా ఉంటుంది; అదనంగా, మైక్రోవేవ్ రాడార్ వలె కాకుండా, ప్రకృతిలో విస్తృతంగా ఉన్న విద్యుదయస్కాంత తరంగాలకు అవకాశం ఉంది, ప్రకృతిలో లేజర్ రాడార్‌తో జోక్యం చేసుకునే అనేక సిగ్నల్ మూలాలు లేవు, కాబట్టి లేజర్ రాడార్ యాంటీ-యాక్టివ్‌గా ఉంటుంది జోక్యం సామర్థ్యం చాలా బలంగా ఉంది, పెరుగుతున్న సంక్లిష్టమైన మరియు తీవ్రమైన సమాచార యుద్ధ వాతావరణంలో పని చేయడానికి అనుకూలం.
(3) మంచి తక్కువ ఎత్తులో గుర్తింపు పనితీరు
మైక్రోవేవ్ రాడార్‌లో వివిధ గ్రౌండ్ ఆబ్జెక్ట్ ప్రతిధ్వనుల ప్రభావం కారణంగా, తక్కువ ఎత్తులో కొంత అంధ ప్రాంతం (గుర్తించలేని ప్రాంతం) ఉంటుంది. లిడార్ కోసం, ప్రకాశించే లక్ష్యం మాత్రమే ప్రతిబింబిస్తుంది మరియు గ్రౌండ్ ఆబ్జెక్ట్ ఎకో ప్రభావం ఉండదు, కాబట్టి ఇది "సున్నా ఎత్తు" వద్ద పని చేస్తుంది మరియు తక్కువ ఎత్తులో గుర్తించే పనితీరు మైక్రోవేవ్ రాడార్ కంటే చాలా బలంగా ఉంటుంది.
(4) చిన్న పరిమాణం మరియు తక్కువ బరువు
సాధారణంగా, సాధారణ మైక్రోవేవ్ రాడార్ యొక్క వాల్యూమ్ భారీగా ఉంటుంది, మొత్తం వ్యవస్థ యొక్క ద్రవ్యరాశి టన్నులలో నమోదు చేయబడుతుంది మరియు ఆప్టికల్ యాంటెన్నా యొక్క వ్యాసం అనేక మీటర్లు లేదా పదుల మీటర్లకు చేరుకుంటుంది. లిడార్ చాలా తేలికైనది మరియు మరింత నైపుణ్యం కలిగి ఉంటుంది. లాంచింగ్ టెలిస్కోప్ యొక్క వ్యాసం సాధారణంగా సెంటీమీటర్-స్థాయి మాత్రమే, మరియు మొత్తం వ్యవస్థ యొక్క ద్రవ్యరాశి పదుల కిలోగ్రాములు మాత్రమే. సెటప్ చేయడం మరియు విడదీయడం సులభం. అంతేకాకుండా, లిడార్ యొక్క నిర్మాణం సాపేక్షంగా సులభం, నిర్వహణ సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది, ఆపరేషన్ సులభం మరియు ధర తక్కువగా ఉంటుంది.
లిడార్ యొక్క ప్రతికూలతలు
అన్నింటిలో మొదటిది, వాతావరణం మరియు వాతావరణం ద్వారా పని బాగా ప్రభావితమవుతుంది. సాధారణంగా, స్పష్టమైన వాతావరణంలో లేజర్ యొక్క అటెన్యుయేషన్ తక్కువగా ఉంటుంది మరియు ప్రచారం దూరం చాలా పొడవుగా ఉంటుంది. భారీ వర్షం, దట్టమైన పొగ మరియు పొగమంచు వంటి చెడు వాతావరణంలో, క్షీణత తీవ్రంగా పెరుగుతుంది మరియు ప్రచారం దూరం బాగా ప్రభావితమవుతుంది. ఉదాహరణకు, 10.6μm పని తరంగదైర్ఘ్యం కలిగిన co2 లేజర్ అన్ని లేజర్‌లలో మెరుగైన వాతావరణ ప్రసార పనితీరును కలిగి ఉంది మరియు చెడు వాతావరణంలో అటెన్యూయేషన్ ఎండ రోజుల కంటే 6 రెట్లు ఎక్కువ. నేలపై లేదా తక్కువ ఎత్తులో ఉపయోగించే co2 లైడార్ పరిధి ఎండ రోజున 10-20km ఉంటుంది, చెడు వాతావరణంలో 1 km కంటే తక్కువకు తగ్గించబడుతుంది. అంతేకాకుండా, వాతావరణ ప్రసరణ కూడా లేజర్ పుంజం వక్రీకరించబడటానికి మరియు గందరగోళానికి కారణమవుతుంది, ఇది లిడార్ యొక్క కొలత ఖచ్చితత్వాన్ని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది.
రెండవది, లిడార్ యొక్క అత్యంత ఇరుకైన పుంజం కారణంగా, అంతరిక్షంలో లక్ష్యాలను శోధించడం చాలా కష్టం, ఇది సహకారేతర లక్ష్యాలను అడ్డగించే మరియు గుర్తించే సామర్థ్యాన్ని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది. ఇది చిన్న పరిధిలో మాత్రమే లక్ష్యాలను శోధించగలదు మరియు సంగ్రహించగలదు. అందువల్ల, లిడార్ తక్కువ స్వతంత్రంగా మరియు ప్రత్యక్షంగా ఉంటుంది. లక్ష్యాన్ని గుర్తించడం మరియు శోధన కోసం యుద్ధభూమిలో ఉపయోగించబడుతుంది.
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