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文檔簡(jiǎn)介

激光雷達(dá)技術(shù)(1)基本知識(shí)、應(yīng)用前景、發(fā)展概況哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院王春暉課

內(nèi)

容緒論基本知識(shí)、應(yīng)用前景、發(fā)展概況激光雷達(dá)基本理論雷達(dá)方程、探測(cè)方式、傳輸特性、天線特性等激光成像雷達(dá)工作原理、設(shè)計(jì)方法、典型舉例激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)工作原理、設(shè)計(jì)方法、典型舉例激光差分吸收雷達(dá)工作原理、設(shè)計(jì)方法、典型舉例信號(hào)處理方法微弱信號(hào)檢測(cè)、數(shù)字化處理與算法數(shù)據(jù)處理方法數(shù)據(jù)反演、顯示學(xué)時(shí)安排:20,1~5周一、基本知識(shí)一

識(shí)激光雷達(dá)的概念及內(nèi)涵“雷達(dá)”(RADAR-RadioDetectionAndRanging)。傳統(tǒng)的雷達(dá)是以微波和毫米波作為載波的雷達(dá),大約出現(xiàn)1935年左右。最早公開(kāi)報(bào)道提出激光雷達(dá)的概念是:1967年美國(guó)國(guó)際電話和電報(bào)公司提出的,主要用于航天飛行器交會(huì)對(duì)接,并研制出原理樣機(jī);1978年美國(guó)國(guó)家航天局馬歇爾航天中心研制成CO2相干激光雷達(dá).激光雷達(dá)(LADAR-LaserDetectionAndRanging)是以激光作為載波的雷達(dá),以光電探測(cè)器為接收器件,以光學(xué)望遠(yuǎn)鏡為天線的雷達(dá)。一

識(shí)早期,人們還叫過(guò)光雷達(dá)(LIDAR-LightDetectionAndRanging),這里所謂的光實(shí)際上是指激光。現(xiàn)在,普遍采用LADAR這個(gè)術(shù)語(yǔ),以區(qū)別于原始而低級(jí)的LIDAR。

以后世界上陸續(xù)提出并實(shí)現(xiàn):激光多普勒雷達(dá)、激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)、激光成像雷達(dá)、激光差分吸收雷達(dá)、拉曼散射激光雷達(dá)、微脈沖激光雷達(dá)、激光合成孔徑雷達(dá)、激光相控陣?yán)走_(dá)等。一

識(shí)激光雷達(dá)與微波雷達(dá)的異同激光雷達(dá)是以激光器為輻射源的雷達(dá),它是在微波雷達(dá)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,兩者在工作原理和結(jié)構(gòu)上有許多相似之處工作頻率由無(wú)線電頻段改變成了光頻段,雷達(dá)具體結(jié)構(gòu)、目標(biāo)和背景特性上發(fā)生了變化。微波天線由光學(xué)望遠(yuǎn)鏡代替;接收通道中微波雷達(dá)可以直接用射頻器件對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行放大、混頻和檢波等處理,激光雷達(dá)則必須用光電探測(cè)器將光頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后進(jìn)行處理。信號(hào)處理,激光雷達(dá)基本上沿用了微波雷達(dá)中的成熟技術(shù)。雷達(dá)種類宏觀評(píng)價(jià)綜合性能微波雷達(dá)毫米波雷達(dá)激光雷達(dá)跟蹤測(cè)量精度下中上作用距離上中下目標(biāo)搜索和捕獲能力上中下目標(biāo)識(shí)別能力下中上全天候工作能力上中下抗電子干擾能力下中上抗反輻射導(dǎo)彈能力下中上抗隱身目標(biāo)能力下中上低仰角跟蹤能力下中上低截獲概率能力下中上多目標(biāo)探測(cè)和跟蹤能力上中下技術(shù)成熟程度上中下表1-1各種頻段雷達(dá)綜合性能的宏觀比較一

識(shí)一

識(shí)激光雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)工作頻率非常高,較微波高3~4個(gè)數(shù)量級(jí)。激光作為雷達(dá)輻射源探測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)時(shí)多普勒頻率非常高,因而速度分辨率極高。工作頻率處于電子干擾頻譜和微波隱身有效頻率之外,有利于對(duì)抗電子干擾和反隱身。有效的絕對(duì)帶寬很寬,能產(chǎn)生極窄的脈沖(納秒至飛秒量級(jí)),以實(shí)現(xiàn)高精度(可達(dá)厘米量級(jí))測(cè)距。一

識(shí)能量高度集中。用很小的準(zhǔn)直孔徑(10cm左右)即可獲得很高的天線增益和極窄的波束(1mrad左右),而且無(wú)旁瓣,因而可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)角(優(yōu)于0.1mrad)、單站定位、低仰角跟蹤和高分辨率三維成像,且不易被敵方截獲,自身隱蔽性強(qiáng)。單色性和相干性好。氣體激光器的譜線寬度可達(dá)10-3~10-4nm,而且頻率穩(wěn)定度能做得很高,可實(shí)現(xiàn)高靈敏度外差接收。

識(shí)激光雷達(dá)的基本構(gòu)成激光器。激光器是激光雷達(dá)的核心器件。激光器種類很多,性能各異,究竟選擇哪種激光器作為雷達(dá)輻射源,往往要對(duì)各種因素加以綜合考慮,其中包括:波長(zhǎng)、大氣傳輸特性、功率、信號(hào)形式、功率要求、平臺(tái)限制(體積、重量和功耗)、對(duì)人眼安全程度、可靠性、成本和技術(shù)成熟程度等。從目前實(shí)際應(yīng)用來(lái)看,Nd:YAG固體激光器、CO2氣體激光器和GaAlAs半導(dǎo)體二極管激光器、光纖激光器等最具有代表性。

識(shí)光電探測(cè)器。適合于激光雷達(dá)用的光電探測(cè)器主要有PIN光電二極管、硅雪崩二極管(SiAPD)、光電導(dǎo)型碲鎘汞(HgCdTe)探測(cè)器和光伏型碲鎘汞探測(cè)器光學(xué)天線透射式望遠(yuǎn)鏡(開(kāi)普勒、伽利略)反射式望遠(yuǎn)鏡(牛頓式、卡塞哥倫)收發(fā)合置光學(xué)天線收發(fā)分置光學(xué)天線自由空間光路全光纖光路波片(四分之一、二分之一)分束鏡、合束鏡、布魯斯特窗片一

識(shí)光學(xué)掃描器。多面體掃描器,利用多面體(6-12面)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)掃描,優(yōu)點(diǎn)是掃描線性好、精度高,缺點(diǎn)是體積大、價(jià)格高;檢流計(jì)式振鏡掃描器,掃描角15;聲子偏轉(zhuǎn)器,利用聲光效應(yīng)使入射光線產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)光掃描,聲光偏轉(zhuǎn)器的掃描角不大,一般在3左右壓電掃描器,利用逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生擺動(dòng)的新型掃描器;全息光柵掃描器。光學(xué)相位掃描MEMS掃描器一

識(shí)激光雷達(dá)的基本體制同微波雷達(dá)一樣,可以依據(jù)信號(hào)形式、探測(cè)方式和測(cè)量原理等對(duì)激光雷達(dá)體制進(jìn)行分類。按不同信號(hào)形式:

①脈沖

②連續(xù)波

③每一類中又有不同的信號(hào)波形。按不同探測(cè)方式:

①直接探測(cè)(能量探測(cè));

②相干探測(cè)(外差探測(cè))一

識(shí)按不同功能:

①跟蹤雷達(dá)(測(cè)距和測(cè)角);

②測(cè)速雷達(dá)(測(cè)量多普勒信息);

③動(dòng)目標(biāo)指示雷達(dá)(目標(biāo)的多普勒信息);

④成像雷達(dá)(測(cè)量目標(biāo)不同部位的反射強(qiáng)度和距離等信號(hào));

⑤差分吸收雷達(dá)(目標(biāo)介質(zhì)對(duì)特定頻率光的吸收強(qiáng)度)等。

用微波相控陣原理的激光相控陣?yán)走_(dá)利用微波合成孔徑原理的激光合成孔徑雷達(dá)。一

識(shí)激光雷達(dá)的應(yīng)用跟蹤成像制導(dǎo)三維視覺(jué)系統(tǒng)測(cè)風(fēng)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)主動(dòng)遙感一

識(shí)研究?jī)?nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)激光器技術(shù)探測(cè)器及探測(cè)技術(shù)大氣傳輸特性激光雷達(dá)理論信號(hào)處理技術(shù)數(shù)據(jù)處理技術(shù)控制技術(shù)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與加工技術(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)與加工技術(shù)二、應(yīng)用前景二

應(yīng)用前景偵察用成像激光雷達(dá)障礙回避激光雷達(dá)大氣監(jiān)測(cè)激光雷達(dá)制導(dǎo)激光雷達(dá)化學(xué)/生物戰(zhàn)劑探測(cè)激光雷達(dá)水下探測(cè)激光雷達(dá)空間監(jiān)視激光雷達(dá)機(jī)器人三維視覺(jué)系統(tǒng)其他軍用激光雷達(dá)彈道導(dǎo)彈防御激光雷達(dá)靶場(chǎng)測(cè)量激光雷達(dá)振動(dòng)遙測(cè)激光雷達(dá)多光譜激光雷達(dá)三、發(fā)展概況火

達(dá)“火池”(Firepond)激光雷達(dá),是由美國(guó)麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室(MIT)于60年代末研制的。70年代初,林肯實(shí)驗(yàn)室演示了火池雷達(dá)精確跟蹤衛(wèi)星的能力。80年代末的火池激光雷達(dá),采用一臺(tái)高穩(wěn)定CO2激光器作為信號(hào)源,經(jīng)一臺(tái)窄帶CO2激光放大器放大,其頻率則由單邊帶調(diào)制器調(diào)制??讖綖?.2m的望遠(yuǎn)鏡發(fā)射接收。氬離子激光與上述雷達(dá)波束復(fù)合,用于對(duì)目標(biāo)進(jìn)行角度跟蹤,而雷達(dá)波束的功能則是收集距離――多普勒影像,實(shí)時(shí)處理并加以顯示。火

達(dá)火

達(dá)美國(guó)戰(zhàn)略防御局和麻省理工學(xué)院于1990年3月用上述裝置對(duì)一枚從弗吉尼亞大西洋海岸發(fā)射的探空火箭進(jìn)行了跟蹤實(shí)驗(yàn)。在二級(jí)點(diǎn)火后6分鐘,火箭進(jìn)入亞軌道,即爬升階段,并拋出其有效負(fù)載,即一個(gè)形狀和大小均類似于彈道導(dǎo)彈再入飛行器的可充氣氣球。目標(biāo)最初由L波段跟蹤雷達(dá)和X波段成像雷達(dá)進(jìn)行跟蹤。并將這些雷達(dá)取得的數(shù)據(jù)交給火池激光雷達(dá),后者成功地獲得了距離約800千米處目標(biāo)的圖像。激

達(dá)激光成像雷達(dá)

激光雷達(dá)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(qiáng)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。掃描激光成像雷達(dá)

非掃描激光成像雷達(dá)激

達(dá)激光成像雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn):分辨率高,具有很高的角度、距離、速度和圖像分辨率,因而能探測(cè)飛行路徑中截面積小的障礙物如電線、電線桿等;能使巡航導(dǎo)彈具有地形跟隨和障礙物回避的能力,有利于低空入侵,特別是在夜晚和壞氣象的條件下。圖像穩(wěn)定。激光雷達(dá)圖像所記錄的是目標(biāo)的三維本性,不受晝夜、季節(jié)、氣候、溫度、照度變化以及各種干擾的影響。根據(jù)穩(wěn)定的激光雷達(dá)三維圖像所預(yù)測(cè)的目標(biāo)特征和所發(fā)展的目標(biāo)識(shí)別算法軟件,真實(shí)、準(zhǔn)確和可靠,使導(dǎo)引頭能以極低的虛警率可靠地自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)。激

達(dá)能提供目標(biāo)的三維圖像,同時(shí)提供目標(biāo)的距離和速度數(shù)據(jù)。這一特點(diǎn)能使導(dǎo)引頭全方位識(shí)別目標(biāo),特別是一些形狀大同小異的目標(biāo),還能在實(shí)戰(zhàn)中選擇最佳的角度接近目標(biāo)。激光成像雷達(dá)的應(yīng)用:巡航導(dǎo)彈、航空導(dǎo)彈、靈巧彈藥等精確制導(dǎo)。隱蔽物偵察移動(dòng)機(jī)器人等三維視覺(jué)系統(tǒng)航路導(dǎo)引,精確末制導(dǎo)地形跟隨和障礙物回避目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別和敵我識(shí)別目標(biāo)上瞄準(zhǔn)點(diǎn)的選擇

達(dá)CMAG研究計(jì)劃1977年美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局和美國(guó)空軍航空系統(tǒng)部開(kāi)展了“巡航導(dǎo)彈先進(jìn)制導(dǎo)技術(shù)”(CMAG)的預(yù)研計(jì)劃。1990年研究多功能CO2成像激光雷達(dá)在戰(zhàn)略或戰(zhàn)術(shù)巡航導(dǎo)彈上應(yīng)用的可行性,進(jìn)一步發(fā)展了兩個(gè)CO2成像激光雷達(dá)導(dǎo)引頭。1988年在指定的巡航導(dǎo)彈彈體上進(jìn)行主要制導(dǎo)功能的飛行試驗(yàn)。1989年完成制導(dǎo)功能飛行試驗(yàn),至此低空巡航導(dǎo)彈用的巡航導(dǎo)彈先進(jìn)制導(dǎo)技術(shù)(CMAG)預(yù)研計(jì)劃結(jié)束。CMAG計(jì)劃的預(yù)研成果已應(yīng)用在空中發(fā)射的先進(jìn)戰(zhàn)略巡航導(dǎo)彈AGM-129上,可使AGM-129導(dǎo)彈命中目標(biāo)的徑向偏差概率提高到3米,比原來(lái)巡航導(dǎo)彈的30米提高了很多。AGM-129A實(shí)物照片激

達(dá)ATLAS研究計(jì)劃在CMAG計(jì)劃基礎(chǔ)上,90年代初美國(guó)空軍和海軍制定了“先進(jìn)技術(shù)激光雷達(dá)導(dǎo)引頭”(ATLAS)的研究計(jì)劃。計(jì)劃由美國(guó)空軍賴特實(shí)驗(yàn)室主持,預(yù)計(jì)90年代末進(jìn)入裝備應(yīng)用。1991年11月,美國(guó)通用動(dòng)力公司和休斯公司研制成ATLAS’CO2成像激光雷達(dá)制導(dǎo)系統(tǒng)。1992吊艙式結(jié)構(gòu)的ATLAS’CO2成像激光雷達(dá)系統(tǒng)吊掛在試驗(yàn)飛機(jī)上完成了第一階段的飛行試驗(yàn)。激

達(dá)1993年又吊掛在美國(guó)空軍的F-15飛機(jī)上進(jìn)行了第二階段的高速飛行試驗(yàn),獲得高分辨率的彩色編碼三維距離圖像,很好地滿足了航路導(dǎo)引和末段制導(dǎo)的要求。激

達(dá)F15E掛飛實(shí)驗(yàn)照片激

達(dá)美國(guó)海軍“輻射亡命徒”先期技術(shù)演示計(jì)劃1992年,用激光雷達(dá)遠(yuǎn)距離非合作識(shí)別空中和地面目標(biāo)。采用CO2激光成像雷達(dá),由海軍空戰(zhàn)中心設(shè)計(jì),組裝在PackTack吊艙中。CO2激光器輸出功率100W、光束發(fā)散度100mrad發(fā)射機(jī)和接收機(jī)共用一個(gè)孔徑和分辨率4mrad的靈活的光束控制反射鏡。在P-3C試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了飛行試驗(yàn),可以利用目標(biāo)表面的變化、距離剖面、高分辨率紅外成像和三維激光雷達(dá)圖像,識(shí)別目標(biāo)。激

達(dá)美國(guó)雷錫昂公司研制的ILR100激光雷達(dá),激光器采用GaAs半導(dǎo)體激光器,成像方式為二維掃描安裝在高性能飛機(jī)和無(wú)人機(jī)上,在待偵察地區(qū)的上空以120~460m的高度飛行獲得的影像可實(shí)時(shí)顯示在飛機(jī)上的陰極射線管顯示器上,或通過(guò)數(shù)據(jù)鏈路發(fā)送至地面站。激

達(dá)洛克希德·馬丁·沃爾特公司的低成本自主攻擊系統(tǒng)該系統(tǒng)是攻擊地面目標(biāo)的小型有翼制導(dǎo)子導(dǎo)彈,是這種陸軍-空軍聯(lián)合發(fā)展的子導(dǎo)彈,慣性/GPS裝置和激光雷達(dá)尋的器為基礎(chǔ)的制導(dǎo)系統(tǒng),可由AGM-130導(dǎo)彈、AGM-154導(dǎo)彈、多管火箭炮系統(tǒng)火箭彈、陸軍戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈系統(tǒng)和SUU-64戰(zhàn)術(shù)彈藥撒布器投放。激光雷達(dá)尋的器搜索范圍370×900m,獲取目標(biāo)三維影像,分辨率15cm,確保準(zhǔn)確地識(shí)別目標(biāo)。激

達(dá)激

達(dá)激

達(dá)激

達(dá)條紋管激光成像雷達(dá)2000年美國(guó)空軍實(shí)驗(yàn)室和美國(guó)國(guó)家海洋管理(NOAA)提出條紋管成象激光雷達(dá)(StreakTubeImagingLIDAR,STIL)激

達(dá)Jigsaw計(jì)劃2000~2003年美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署(DARPA)實(shí)施了高精度激光3D成像雷達(dá)研究計(jì)劃(即Jigsaw計(jì)劃)對(duì)地面?zhèn)窝b物下的目標(biāo)進(jìn)行探測(cè):收集數(shù)據(jù)的空載平臺(tái)的飛行速度和高度要接近未來(lái)UAV的水平;要求在100米高空以上的數(shù)據(jù)采集和傳輸;對(duì)地面的探測(cè)范圍可以達(dá)到20平方米;飛機(jī)的速度是每秒25-35米,并全天工作。MIT林肯實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)出一種3232Si-GM/APD焦平面探測(cè)器,且集成高速數(shù)字式CMOS計(jì)時(shí)電路,室溫下單光子探測(cè)效率大于20%。MIT林肯實(shí)驗(yàn)室研制的Jigsaw非掃描焦平面激光成像光學(xué)頭2003年6月該Jigsaw系統(tǒng)裝在UH-1直升機(jī)上進(jìn)行了飛行實(shí)驗(yàn)隱蔽在樹(shù)林中帶偽裝網(wǎng)的坦克目標(biāo)飛行實(shí)驗(yàn)中獲取的坦克目標(biāo)的偽彩色3D激光雷達(dá)圖像處理過(guò)程顯示激

達(dá)直升機(jī)障礙回避激光成像雷達(dá)直升機(jī)激光雷達(dá)系統(tǒng)用于探測(cè)電話線、動(dòng)力線之類的障礙Fibertek公司直升機(jī)激光雷達(dá)系統(tǒng)由傳感器吊艙和電子裝置組成使用二極管泵浦1.54m固體激光器器。吊艙中安裝激光發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、掃描器和支持系統(tǒng)。電子裝置由計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)和視頻記錄器、定時(shí)電子系統(tǒng)、功率調(diào)節(jié)器、制冷系統(tǒng)和控制面板組成。該激光雷達(dá)系統(tǒng)安裝在UH-1H直升機(jī)上。激

達(dá)德國(guó)戴姆勒-奔馳宇航公司按照聯(lián)邦防衛(wèi)技術(shù)和采辦辦公室的合同,研制了Hellas障礙探測(cè)激光雷達(dá)。該激光雷達(dá)是1.54m成像激光雷達(dá),視場(chǎng)為3232,能探測(cè)距離300~500m的、直徑1cm以上的電線和其他障礙物(取決于角度和能見(jiàn)度)。1999年1月德國(guó)聯(lián)邦邊防軍為新型EC-135和EC-155直升機(jī)訂購(gòu)25部Hellas障礙探測(cè)激光雷達(dá)。激

達(dá)激光成像雷達(dá)發(fā)展歷程及趨勢(shì)CO2氣體激光器YAG固體激光器半導(dǎo)體激光器光纖激光器

激光器

成像方式光電探測(cè)器掃描

閃爍式合成孔徑

相控陣

單元

線陣

焦平面條紋相機(jī)大

監(jiān)

測(cè)

達(dá)大氣監(jiān)測(cè)激光雷達(dá)

通過(guò)測(cè)量大氣中自然出現(xiàn)的少量顆粒的后向散射,可以檢測(cè)風(fēng)速、探測(cè)紊流、實(shí)時(shí)測(cè)量風(fēng)場(chǎng)等。在高空投擲炸彈和其它兵器時(shí)遇到的一個(gè)問(wèn)題是,風(fēng)干擾向下的彈道。美國(guó)空軍嘗試使用的主要辦法是,利用增加的尾部裝置進(jìn)行慣性或GPS制導(dǎo),修正飛行路線。但這增加了投擲的各種武器的成本。利用機(jī)載激光雷達(dá)實(shí)時(shí)提供投擲區(qū)風(fēng)場(chǎng)的信息,以便通過(guò)調(diào)整投擲點(diǎn),來(lái)補(bǔ)償風(fēng)的影響。大

監(jiān)

測(cè)

達(dá)空軍賴特實(shí)驗(yàn)室委托相干技術(shù)公司研制激光雷達(dá)。第一臺(tái)激光雷達(dá)采用閃光燈泵浦激光器,脈沖能量50mJ,脈沖重復(fù)頻率7Hz,安裝在C-141飛機(jī)上試驗(yàn)。第二臺(tái)激光雷達(dá)采用二極管泵浦激光器,脈沖能量3.5mJ,脈沖重復(fù)頻率200Hz,重913kg,體積3.26m3。大

監(jiān)

測(cè)

達(dá)第三臺(tái)為人眼安全的Tm(YAG激光雷達(dá)。該激光雷達(dá)工作波長(zhǎng)2021.84nm,激光脈沖能量12mJ,激光脈沖持續(xù)時(shí)間650ns,脈沖重復(fù)頻率100Hz,重272kg,體積1.27m3。激光雷達(dá)由發(fā)射接收機(jī)、信號(hào)處理裝置、環(huán)境控制裝置、光學(xué)掃描器、慣性導(dǎo)航裝置和電源組成,安裝在C-130飛機(jī)的改裝的油箱鼻錐內(nèi)的支架上。掃描器使激光束沿橢圓形路線(20o×30o)掃描。橢圓的中心的俯仰角可根據(jù)飛行條件控制在固定位置。該俯仰角的范圍為-3o~37o。激光雷達(dá)與飛機(jī)航空電子系統(tǒng)、顯示器、用戶界面接口。1995年開(kāi)始使用C-141飛機(jī)進(jìn)行第一臺(tái)激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)的飛行試驗(yàn),隨后C-130飛機(jī)上實(shí)驗(yàn)飛行第二和第三臺(tái)激光雷達(dá)。據(jù)稱,作戰(zhàn)使用型激光雷達(dá)需要將硬件小型化,可使空投精度提高2倍以上。大

監(jiān)

測(cè)

達(dá)美國(guó)航天局的“先進(jìn)的飛行中測(cè)量用機(jī)載相干激光雷達(dá)”,飛機(jī)后微爆風(fēng)切變和尾流,給與其相遇的飛機(jī)造成危險(xiǎn)。英國(guó)國(guó)防鑒定與研究局(DARA)的研究人員研制的激光雷達(dá),能測(cè)量在飛機(jī)后微爆風(fēng)切變和尾流速度。將這種激光雷達(dá)置于跑道上進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),就可以提高安全性,增加飛機(jī)的通過(guò)量。B-2“幽靈”轟炸機(jī)攜帶的激光雷達(dá)的與眾不同的任務(wù)是,檢測(cè)飛機(jī)后的空氣,檢查有無(wú)暴露這種隱形轟炸機(jī)的凝結(jié)尾流。該激光雷達(dá)駕駛員報(bào)警系統(tǒng)使用Ophir公司的低截獲概率激光發(fā)射機(jī)和激光接收機(jī),探測(cè)突然出現(xiàn)的凝結(jié)尾流,向乘員報(bào)警。大

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測(cè)

達(dá)1.06m(YAG)相干激光多普勒測(cè)風(fēng)雷達(dá)1993年CLAWS(CoherentAtmosphericWindSounder)計(jì)劃,已裝備肯尼迪航天中心CLAWS相干激光多普勒測(cè)風(fēng)雷達(dá)CLAWS相干激光多普勒測(cè)風(fēng)雷達(dá)技術(shù)參數(shù)技術(shù)指標(biāo)波長(zhǎng)(m)1.06脈沖能量(mJ)1000脈沖寬度(ns)8脈沖重復(fù)頻率(Hz)10掃描器/望遠(yuǎn)鏡(mm)200距離分辨率徑向速度精度(m/s)1最遠(yuǎn)作用距離(km)27大

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測(cè)

達(dá)2m相干激光多普勒測(cè)風(fēng)雷達(dá)1990年美國(guó)相干技術(shù)公司(CTI)研制出世界上第一臺(tái)2m相干激光多普勒測(cè)風(fēng)雷達(dá)TODWL(TwinOtterDopplerWindLidar)GWOLF(GroundbasedwindObservingLidarFacility)VALIDAR(ValidationLIDAR)WinTraceJEM-CDL(JapaneseExperimentModule-ChherentDopplerLidar)TODWL相干激光多普勒測(cè)風(fēng)雷達(dá)技術(shù)參數(shù)技術(shù)指標(biāo)波長(zhǎng)(m)2.05脈沖能量(mJ)2~3脈沖寬度(ns)500脈沖重復(fù)頻率(Hz)200掃描器/望遠(yuǎn)鏡(mm)100距離分辨率(m)徑向速度精度(m/s)1GWOLF相干激光多普勒測(cè)風(fēng)雷達(dá)技術(shù)參數(shù)技術(shù)指標(biāo)波長(zhǎng)(m)2.05(人眼安全)脈沖能量(mJ)2-3脈沖重復(fù)頻率(Hz)500掃描器/望遠(yuǎn)鏡雙軸(±120;±30)/10cm孔徑距離分辨率(m)0.5視線測(cè)量精確性(m/s)0.05風(fēng)速分量精確性(m/s)0.1,采用30度VAD和LADSA氣溶膠后向散射閾值靈敏度10km,~10-8m-1sr-1

通常不敏感距離(

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