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海洋激光雷达的应用(激光雷达 应用)

来源:www.ascsdubai.com   时间:2023-06-30 05:26   点击:237  编辑:jing 手机版

1. 激光雷达 应用

激光雷达是现在比较热门的一个行业,这种技术的实现难度也比较高,在隧道方面的应用前景也是十分广阔的。

2. 激光雷达应用领域

激光雷达属于物料学科,雷达发出的是电磁波,是属于物理领域,主要专业是雷达工程,电磁波两类专业,机械、电子工程、电磁波专业、通信专业也可以从事与雷达相关的工作。

熟悉雷达系统构成和工作原理,能够从事雷达维修、维护、调试等方面的工作;会使用常用的测试仪器,掌握工作相关的技术标准;良好的英语能力,能够读懂雷达相关专业英文资料;有参与大型雷达项目或雷达分系统(雷达发射机、频综)设计者优先考虑;工作积极认真,思路清晰,具备良好的人际沟通能力和团队协作意识,具备较好的抗压性。

3. 海洋雷达前景

因为价格高。相控阵雷达也可以应用在民用领域,例如气象、水利、航空管制等方面,但相较于常规雷达,其价格高昂,目前尚未得到大规模应用,但应用案例正在不断增多,未来随着其技术日益成熟、成本不断下降,民用领域需求有望不断增长,但在较长一段时间内,军事领域仍将是其主要应用市场

4. 海洋激光雷达的应用领域

雷达卫星是由雷达测高计、雷达散射计和合成孔径雷达组成的。它们和地面上使用的雷达相似,是通过无线电波测定目标位置和有关参数的,因而可不受地域、天气条件的限制,能在各种天气条件下昼夜对地面大范围地区长期探测、监视和侦察,获得时效性强的信息。

雷达测高计主要用于大地测量和海洋观测,可测量卫星对海面的平均高度,从而获得地球基本形状、扁率和重力场分布等参数。雷达散射计是一种用来测量海面或地面散射回波信号功率的雷达,它所测定的散射系数主要决定于被测表面粗糙度。因海风影响海面的粗糙度,故散射计可间接测定风速和估计方向。合成孔径雷达是利用雷达与目标的相对运动,把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合一较大的等效天线孔径的雷达。它的特点是分辨率很高,能全天候工作。雷达卫星可观测海底地貌的起伏和发现潜水艇。

近日,美国气象数据公司宣布,该公司计划发射数十颗雷达卫星,为全球各地的天气预报提供实时的气象观测数据,以提升天气预测和预报能力。

众所周知,如今大家熟悉的气象卫星都是被动探测的可见光和红外遥感卫星,在光学气象卫星已经大显身手的时代,为什么还要专门研制雷达卫星呢?

光学遥感有缺陷

目前在世界各国研制的对地遥感卫星中,光学遥感卫星是主要分支,且气象卫星全都采用光学遥感技术,这种卫星发展到今天,最高分辨率可达到0.1米。

光学卫星拍摄的上海陆家嘴

世界各国部署在天上的这些“眼睛”,让人们可以从太空对地面一览无余。航天遥感具有观测范围广、观测成本低和观测数据多等优势,极大地扩展了人类对地球的了解。但是,光学遥感卫星也有很多显而易见的劣势,所有的光学遥感卫星都是被动工作方式,成像严重受光线条件影响。

以常见的对地遥感成像卫星为例,无论是云、雾、霾、雨、雪等不良气象,还是黑夜环境下,它都心有余而力不足。换句话说,光学遥感卫星即使性能很先进,也容易受到大气尤其是气象条件的影响,无法做到全天候、全时段工作。

面对光学遥感卫星的不足,科研人员早有应对之策。雷达在第二次世界大战前就已经出现,并在二战中得到了快速发展。上世纪50年代,合成孔径雷达技术(SAR)被提出并研制成功。简单地说,它是主动发送雷达波来探测目标,同时通过小孔径天线的不断移动,再叠加处理接收信号的振幅和相位,将这个小孔径天线虚拟为一个很大孔径的天线,从而实现高精度的对地遥感。

合成孔径雷达在航空遥感方面得到了应用,不久后就上天成为航天遥感的新秀。这种雷达卫星具有全天候、全天时的遥感数据获取能力,有效地弥补了光学遥感卫星的不足,并在航天和国防领域得到了广泛应用。

雷达卫星可全天候工作

雷达卫星具有很多光学卫星不具备的优越能力,突出表现在无论云、雾、雨、雪等天气,它都能穿透大气稳定成像,保持全天时和全天候的遥感能力,而且夜间成像同样是拿手好戏,这些优势让它很快成为航天遥感领域的顶梁柱之一。

雷达卫星拍摄的北京南站,分辨率为0.5米

雷达卫星的优势不止于全天候作战,相比光学遥感卫星,雷达卫星的雷达波能穿透土壤和植被,换句话说,就是可以探测地下目标。雷达遥感在不同的波段下,对土壤穿透的深度不一样,通过不同波段的SAR雷达卫星遥感,还可以反演地表土壤特征。

另外,雷达卫星的雷达波波段和光学卫星的可见光或红外相去甚远,可以反映不同层面的遥感信息。同时,雷达图像可以更好地反映出地面的含水量、含盐量,以及地面物体的外形和纹理特征,结合光学遥感的数据,能更好地描述被遥感探测的目标。

此外,SAR雷达成像的分辨率取决于合成孔径大小,卫星成像分辨率和轨道高度无关,而光学遥感的分辨率和轨道高度成反比,高度越大分辨率越低。雷达卫星还有不同波束的工作模式,成像更为灵活,提供了更丰富的分辨能力。

因此,相比可见光和红外波段的传统光学遥感卫星,雷达遥感卫星具有无可替代的优势,在航天遥感中发挥着重要作用。当然,雷达遥感卫星的工作波段长,X波段SAR卫星的分辨率只有0.3米左右,其他常用波段分辨率更低,两种卫星结合使用效果更佳。

雷达遥感卫星在气象领域也开始得到应用。传统气象观测是光学气象卫星和地面气象雷达结合使用。虽然卫星提供了大范围的光学观测能力,但分辨率太低且无法探测内部情况;地面气象雷达的覆盖面积有限,但可以穿透云层对各种天气系统的内部结构进行探测和识别。例如,美国GPM卫星携带了双频降雨雷达,能在观测降雨量的同时,对台风和暴雨进行可靠监测。

雷达卫星前途广阔

虽然雷达卫星已经得到广泛应用,但它的发展方兴未艾,在未来将得到更加广泛的发展和应用。

雷达卫星在技术上也在不断进步,基于雷达波波段极为宽广的特征,SAR雷达技术的重要趋势是充分利用地面物体的电磁特征和雷达波频率的关系,利用不同频率的电磁波对目标进行探测,以便得到更加丰富的信息,这可以形象地称为雷达遥感高光谱技术。

另外,雷达遥感的不同极化方式同样会带来不同的遥感影像,有利于更充分地完成目标探测。如今,SAR雷达技术还发展出干涉技术,各种不同的干涉方式都可以进一步探测地面目标的高程或速度信息,解决传统SAR雷达卫星的不足。同时,SAR雷达技术的波束成像模式也在进一步发展,为用户提供更丰富的遥感目标信息。

光学遥感卫星在向微小卫星、卫星编队和遥感星座方向发展,雷达卫星同样如此。为缩短对特定区域的重访周期,也就是提高时间分辨率,使用多颗雷达卫星星座组网,可以显著提高覆盖密度和缩短重访周期。

此外,多颗卫星编队协同工作,也是雷达卫星发展的重要方向。SAR雷达技术是单颗卫星雷达天线虚拟为大天线,而多颗卫星在轨道上组成特定形状,构成一颗虚拟卫星和虚拟大天线,能以更低的成本提供同等功能和性能,替代大型雷达遥感卫星。

美国气象数据公司的新一代雷达卫星,就是雷达卫星发展的代表。他们计划在2022年下半年发射首颗卫星,随后发射数十颗小型雷达卫星组成的气象卫星星座。

雷达卫星拍摄的美国五角大楼

该公司表示,虽然地面气象雷达为各国提供降雨和云层结构的信息,但覆盖范围限制了它的预报能力,天基雷达卫星重访周期较长,同样限制了它的作用,而该公司的小型雷达气象卫星星座,有望提供1小时重防一次的能力,将为准确预测全世界各地的天气提供准确和及时的气象信息。

5. 船用激光雷达

一、按下PWR键,绿灯亮,3分钟后出现STAND BY,按下TX/STBY键,雷达开始工作;再按TX/STBY可停止发射,设备在预备状态。

二、调整SEA、RAIN、GAIN和BRILL钮,选择RANGE量程,调节TURN钮至物标清晰出现在荧光屏上;SEA、RAIN和TURN分别有手动和自动,但是雨雪和海浪不能同时自动。

三、捕捉物标,按下ACQ MANUAL键,移动光标到物标上,按下左键,物标被捕捉。最多可捕捉50个物标。

四、读取物标数据,按下TGT DATA键,将光标移动到物标上,按下左键,物标数据被读取。

五、取消物标,按下ACQ/CANCEL键,将光标移动到物标上,按下左键,物标被取消。

六、设置方位线、距离圈,按下EBL和VRM键,荧光屏出现方位线、距离圈,旋转EBL 和VRM钮,设置方位和距离。

七、按下AZI/MODE键,进行真北、真运动、相对运动等选择。

八、按下PL键改变发射脉冲宽度。

九、按下TRUE/REL、VECT/TIME键进行真矢量和相对矢量选择。

十、按下TM/RM键,进行真运动和相对运动选择。

十一、按下OFF/CENT键进行偏心显示。

十二、按下MENU键有9个子菜单,

1.IR,按下此键抑制同频干扰(如附近有SART信号应关闭此键)。

6. 海洋激光雷达的前景

超声波雷达市场份额在2022年将有所增长。原因是随着5G和物联网技术的普及,智能化生产和无人驾驶领域的发展越来越快,超声波雷达作为无线探测技术的重要手段之一,将被广泛应用于自动驾驶汽车、机器人、智能安防、智能家居等领域。随着市场的扩大和客户需求的增长,超声波雷达的市场份额将会逐渐增加。此外,近年来超声波雷达技术发展迅速,产品结构更加成熟,性能更加稳定,价格也更加亲民,这也将有利于市场份额的增长。因此,相信在2022年,超声波雷达市场份额将稳步增长,并持续保持良好发展态势。

7. 海洋激光雷达的应用有哪些

雷达型传感器主要有以下几种:微波雷达传感器、毫米波雷达传感器以及激光雷达传感器。雷达型传感器是基于电磁波原理的,根据不同的频段可以分为不同类型。微波雷达主要用于军事、民防、交通运输等领域,毫米波雷达主要用于医疗、安检、气象预警等领域,而激光雷达主要用于自动驾驶、3D重建等领域。随着技术的发展,雷达型传感器在各个领域的应用也越来越广泛。例如,微波雷达传感器可以用于海洋石油勘探、风云卫星监测等,而激光雷达传感器不仅可以实现精准测距,还可以被用于无人机抗干扰等领域。因此,随着各种传感器技术的发展,雷达型传感器将发挥越来越大的作用。

8. 海洋激光雷达的应用范围

普通雷达与激光雷达的区别在于工作原理和应用场景不同。明确普通雷达和激光雷达在工作原理和应用场景上存在明显差异。解释普通雷达是利用电磁波,通过对回波信号进行判断,得到物体的位置、距离、速度等信息。而激光雷达则是利用激光束,扫描目标物体,通过对激光反射回来的信息进行解算,得到目标物体的位置、距离、速度等信息。普通雷达主要应用于气象、航空、海洋等领域,广泛用于飞机雷达、船用雷达、地面雷达等。而激光雷达则主要应用于测绘、自动驾驶等领域,如自动驾驶车辆、工业机器人等。因为激光雷达精度较高,可以在低光条件下进行测量,更适合于高精度、长距离测量。

9. 海上激光雷达

雷达是由发射机、接收机、天线(协波振子),电源及操控显示系统组成

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