激光雷达的优点
与普通微波雷达相比,激光雷达由于使用的是激光束,工作频率较微波高了许多,因此带来了很多优点,主要有:
(1)分辨率高
激光雷达可以获得极高的角度、距离和速度分辨率。通常角分辨率不低于01mard也就是说可以分辨3km距离上相距03m的两个目标(这是微波雷达无论如何也办不到的),并可同时跟踪多个目标;距离分辨率可达0lm;速度分辨率能达到10m/s以内。距离和速度分辨率高,意味着可以利用距离——多谱勒成像技术来获得目标的清晰图像。分辨率高,是激光雷达的最显著的优点,其多数应用都是基于此。
(2)隐蔽性好、抗有源干扰能力强
激光直线传播、方向性好、光束非常窄,只有在其传播路径上才能接收到,因此敌方截获非常困难,且激光雷达的发射系统(发射望远镜)口径很小,可接收区域窄,有意发射的激光干扰信号进入接收机的概率极低;另外,与微波雷达易受自然界广泛存在的电磁波影响的情况不同,自然界中能对激光雷达起干扰作用的信号源不多,因此激光雷达抗有源干扰的能力很强,适于工作在日益复杂和激烈的信息战环境中。
(3)低空探测性能好
微波雷达由于存在各种地物回波的影响,低空存在有一定区域的盲区(无法探测的区域)。而对于激光雷达来说,只有被照射的目标才会产生反射,完全不存在地物回波的影响,因此可以"零高度"工作,低空探测性能较微波雷达强了许多。
(4)体积小、质量轻
通常普通微波雷达的体积庞大,整套系统质量数以吨记,光天线口径就达几米甚至几十米。而激光雷达就要轻便、灵巧得多,发射望远镜的口径一般只有厘米级,整套系统的质量最小的只有几十公斤,架设、拆收都很简便。而且激光雷达的结构相对简单,维修方便,操纵容易,价格也较低。
激光雷达的缺点
首先,工作时受天气和大气影响大。激光一般在晴朗的天气里衰减较小,传播距离较远。而在大雨、浓烟、浓雾等坏天气里,衰减急剧加大,传播距离大受影响。如工作波长为106μm的co2激光,是所有激光中大气传输性能较好的,在坏天气的衰减是晴天的6倍。地面或低空使用的co2激光雷达的作用距离,晴天为10—20km,而坏天气则降至1 km以内。而且,大气环流还会使激光光束发生畸变、抖动,直接影响激光雷达的测量精度。
其次,由于激光雷达的波束极窄,在空间搜索目标非常困难,直接影响对非合作目标的截获概率和探测效率,只能在较小的范围内搜索、捕获目标,因而激光雷达较少单独直接应用于战场进行目标探测和搜索。
需要适配DJIGO4app。
对大疆无人机的链接,需要通过DJIGO4app进行,如果你的车机能够下载安装该软件,可以试一下能够进行连接。
如果不能够进行的话,建议使用手机进行连接,延后利用手机的导航来使用。
SR-71式无人机登场
在现代航空科技领域,无人机的应用越来越广泛,其中高速无人机更是备受关注。我们将探索一款高速无人机的设计奥秘,它的发动机布置方式类似于SR-71,进气道也异常方正。
这款高速无人机的外形设计独具匠心,尖锐的机头可以最大限度地劈开空气,降低空气阻力,从而达到更高的飞行速度。而其发动机独立于机身设计,则是为了在高空稀薄的气流环境下,保证发动机进气量充足,以维持无人机的高速飞行状态。
关于这款高速无人机的进气道设计,我们可以发现与其它航空器有所不同。绝大多数将发动机外置的航空器进气道是圆形的,因为发动机本身也是圆形的,采用圆形进气道有利于发动机均匀的吸气,防止因进气畸变而影响发动机的运行。但是这款高速无人机的进气道却非常方正,这是为什么呢?
我们可以从其发动机外置的设计中得到答案。如前所述,高速无人机需要大量进气,但进气道又不能过于拥挤,否则就会导致进气畸变影响发动机运行。因此,设计师们采用了方正进气道来达到最佳的进气效果,同时避免了进气道过于拥挤的问题。而且,方正进气道的设计也可以在激波之后将气流更好地导入发动机进气口,使发动机工作环境更加稳定。
通过对这款高速无人机的外形设计分析,我们可以看到设计师们在保证高速飞行性能的同时,充分考虑了发动机进气量充足、进气畸变等问题。这也为未来高速无人机的设计提供了有益的经验和启示。
这款高速无人机的设计奥秘在于其尖锐的机头、发动机外置、以及方正的进气道设计。相信未来的航空科技领域会有更多类似的高速无人机诞生,将会给我们带来更多的惊喜和想象空间。
除了外形设计的独特之处,这款高速无人机还有很多其他的技术创新。例如,在制造材料上采用了高强度的复合材料,使得整个无人机的重量更轻、强度更大,进一步提高了飞行性能和机动性能。
另外,这款高速无人机还采用了先进的自主导航和控制技术。无人机可以通过激光雷达和红外传感器等多种传感器感知周围环境,实时调整航线和高度,同时在高速飞行的情况下还可以进行快速反应和机动,保证了无人机的安全和可靠性。
这款高速无人机的应用也非常广泛。在军事领域,它可以用于侦察、监视和打击敌方目标等任务,实现远距离作战和情报收集。在民用领域,它可以用于航空摄影、地质勘探、天气预报等领域,为我们的生产和生活带来更多的便利。
总之,这款高速无人机的设计和技术创新为我们展示了现代航空科技的最新成果。无论是在军事还是民用领域,高速无人机的应用前景都非常广阔。我们期待未来能够看到更多这样的高速无人机的诞生,为我们带来更多的科技惊喜和变革。
激光雷达的原理是基于大气对激光的散射、吸收、消光和闪烁等物理过程,通过接收后向散射信号来反演大气参数,如气溶胶光学参数、大气温度、风场廓线,以及水汽和大气痕量气体的时空分布等。激光雷达是传统雷达技术和现代激光技术相结合的产物。其工作原理与微波雷达或无线电雷达类似,即由发射系统发射一个信号,与目标发生相互作用,返回的信号被接收系统收集并处理,获得所需的目标信息。与普通雷达不同的是,激光雷达的发射信号是激光,与普通雷达发射的无线电波乃至毫米波、微波相比,波长要短得多,这就使得激光雷达对微小的气溶胶粒子和大气分子更敏感,适用于大气探测。此外,普通雷达接收的大多为硬目标的反射信号,而用于大气探测的激光雷达所接收的信号随着激光技术、光学加工工艺、光电探测技术和数据采集技术的发展,激光雷达在探测距离、探测精度、时空分辨率、自动连续观测等方面显示出卓越的探测能力。激光雷达的发展趋势:
(1) 功能多样化
随着激光雷达的发展,其测量范围已从最初的利用米散射信号探测大气气溶胶分布,发展为可用于温度、风场、气体成分等多领域的探测。通过利用多通道探测,可实现一台激光雷达系统同时探测水汽混合比和气溶胶参数等多种大气参数[31]。多波长激光雷达可测量气溶胶在多个波长上的消光系数和后向散射系数,进而反演出气溶胶的复折射率和粒子谱分布[32]。
(2) 平台多样化
地基单点固定式激光雷达的长期观测十分必要,对于研究和统计分析一些重要大气成分的变化规律具有重要价值。但将激光雷达搭载在多种移动式平台上,更能发挥出激光雷达的作用。车载式激光雷达,具有高度的机动性,转移观测场地更加便捷[33],便于应对突发事件的探测需要。机载式激光雷达可以进行较大范围的移动观测,并且便于对云层进行实验探测[34]。船载式激光雷达可以在海洋上空观测,它们在一些地区性乃至全球性大气辐射和大气环境研究,以及多种仪器的对比实验中发挥了重要作用[35]。星载激光雷达能够进行全球范围内重要大气参数的主动遥感。米散射气溶胶激光雷达、二氧化碳差分吸收激光雷达、多普勒测风激光雷达等将在不久的未来应用于全球卫星遥感观测[36]。
(3) 组网观测
随着大气辐射和环境科学研究国际间合作的需要,建立激光雷达观测网十分必要。通过统一测量和数据处理的方法和标准,进行长期观测。研究气溶胶的长期变化特征和不同类型的气溶胶在某区域内的分布情况,以及气溶胶的输送路径和机制,及其物理、化学特性在输送过程中的变化。一些国际合作研究计划,如全球平流层变化观测网(NDSC)[37]、气溶胶特征实验(ACE-I、II)[38, 39]等均使用多个激光雷达布网,对一些重要的大气成分的空间分布进行观测。欧洲激光雷达观测网(EARLINET)[40]包括了欧洲不同国家21个地面激光雷达观测站;亚洲激光雷达观测网(AD-Net)[41]对亚洲大陆沙尘气溶胶的光学特性及其远距离输送过程进行联合观测;拉丁美洲激光雷达观测网[42]则开展了对热带和南半球低纬度地区重要大气成份的合作观测。
(4) 商品化
激光雷达能够监测多种重要大气成分和参量的时空分布,具有测量距离远、时空分辨率高、探测成本低、和能够连续自动观测的特点,具备其它探测方式无法替代的作用,在气象观测、大气环境监测和风场测量等民用领域日益受到重视,因此其应用市场广阔。目前,单波长米散射激光雷达、探测污染气体的差分吸收激光雷达,及测风激光雷达已经成功实现商品化。例如,美国SESI公司研制的微脉冲激光雷达系列,德国ELIGHT公司开发的车载式测污激光雷达,法国LEOSPHERE公司推出的Windcube测风激光雷达,以及美国ORCA和加拿大OPTECH公司开发的激光雷达系列产品。在国内,近年来中科院安徽光机所研制的车载式测污激光雷达AML-1、微脉冲激光雷达MPL-A1和便携式偏振-米散射激光雷达PML等,都已经开始从实验室研究阶段向商业化产品研制开发进行转变。
在西藏墨脱发现了最高的树木,测量最高树木时也非常有难度,按常规的办法是不可能的。采用的是激光雷达技术进行测绘,然后运用遥感的方法测量, 期间运用了无人机激光雷达,也运用了携带背包激光雷达测量方法。
西藏墨脱发现树王,采用激光雷达进行扫描测量。西藏是很多人都向往的地方,因为这里海拔最高,在西藏墨脱发现了中国最高的树木,被称为不丹松的树王,这棵树王高达768米。这么高的树怎么能准确测量它的高度?科研人员也是想尽了办法,运用了无人机技术,运用了激光雷达技术。科研人员经历了千辛万苦,终于找到这棵最高的树,而且这里的地理环境非常复杂,天气情况也很复杂。大家终于克服了困难,搞到了第一手的资料,真是可喜可贺,为我们呈现了树王的真实数据。
先采用遥感的方法测量大树。想要掌握这颗不单松树王的真实尺寸,就需要认真地进行测量,拿出非常准确的数据。做科学研究来不得半点虚假,想要测量这棵树王的真实高度,就得亲自到达那里,这么高的不丹松该怎么测量?团队成员运用了遥感的方法进行测量。运用遥感技术,这也是团队的大胆实践,在遥感技术的运用过程中,首先使用了激光雷达技术来进行测量。激光雷达属于遥感技术,它的测量非常准确,非常快速,也非常直接。
科研人员还携带了背包激光雷达进行测量工作。想要测量树王的真实高度,就得深入森林腹地。科研人员亲自携带着背包激光雷达进入了森林腹地,通过背包激光雷达和无人机激光雷达一起合作,最后得出了准确的数据。在测量的过程中遇到了很多意想不到的困难,因为树王身处在森林腹地,这里的地理环境非常复杂,想要无人机激光雷达测量的准确做好定位,就得把周围的障碍物全部清理掉。科研人员为此付出了很多的辛苦,做每一项科学研究都不是一件容易的事,让我们向这些科研人员致敬。
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