激光雷达在军事中的应用
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激光雷达在海上边防中的船只识别应用近年来,随着科技的不断发展,激光雷达作为一种高精度、高分辨率的探测技术,被广泛应用于海上边防领域。
其在船只识别方面的应用,为海上边防工作提供了更为可靠和高效的手段。
一直以来,海上边防对于船只的识别与监测一直是一项重要任务。
传统的船只识别方式主要依靠人工观察和雷达技术,然而由于人工观察的主观性和雷达技术的限制,往往无法满足边防工作的需求。
而激光雷达作为一种主动式探测方式,能够通过发送激光束并接收目标回波数据,实现对船只的高精度识别。
激光雷达在船只识别中的应用主要体现在以下几个方面。
首先,激光雷达可以实现对船只的三维定位和目标检测。
通过将激光束发射到船只上并接收回波数据,系统可以计算出船只的准确位置和形态,实现对船只的精准追踪和识别。
其次,激光雷达还可以实现对船只的尺寸、速度等参数的测量。
例如,通过分析激光束发射到船只上的回波数据,可以获得船只的长度、宽度等信息,进而判断其类型和用途。
同时,激光雷达还可以通过计算回波数据的多普勒频移,得到船只的速度信息,为边防工作提供更多实时数据支持。
最后,激光雷达还可以应用于船只的行为识别和目标跟踪。
通过分析船只在海上的运动轨迹和行为特征,可以对其进行智能识别和预警,从而有效提升边防工作的准确性和效率。
然而,在实际应用中,激光雷达在海上边防中的船只识别也存在一定的挑战和限制。
首先,激光雷达的工作性能受到天气条件和海洋环境的影响。
例如,在恶劣的天气下或海洋波浪较大的情况下,激光束可能无法正常穿透和接收目标回波,影响识别效果。
其次,激光雷达在长距离识别方面还有一定的技术难题。
由于激光束的传播特性,其在远距离处的分辨率和能量损耗会逐渐增大,限制了激光雷达对远距离船只的准确识别能力。
因此,未来的研究可以集中在改进激光雷达的工作性能和技术,提高其在海上边防中的应用效果。
总的来说,激光雷达在海上边防中的船只识别应用具有广阔的前景和重要的意义。
激光雷达系统基础知识单选题100道及答案解析1. 激光雷达系统利用()来测量距离。
A. 电磁波B. 超声波C. 激光D. 红外线答案:C解析:激光雷达系统是利用激光来测量距离的。
2. 激光雷达的工作原理主要基于()。
A. 光的折射B. 光的反射C. 光的衍射D. 光的干涉答案:B解析:激光雷达通过发射激光并接收反射回来的激光来工作,主要基于光的反射原理。
3. 以下哪种不是激光雷达系统的应用领域()?A. 自动驾驶B. 气象监测C. 医学成像D. 量子物理研究答案:D解析:量子物理研究通常不直接使用激光雷达系统,而自动驾驶、气象监测和医学成像中会用到激光雷达。
4. 激光雷达系统的精度主要取决于()。
A. 激光波长B. 激光频率C. 激光脉冲宽度D. 接收系统灵敏度答案:C解析:激光脉冲宽度越窄,测量精度通常越高。
5. 激光雷达系统中用于发射激光的部件是()。
A. 激光器B. 探测器C. 放大器D. 滤波器答案:A解析:激光器负责发射激光。
6. 以下哪种激光雷达类型测量速度最快()?A. 固态激光雷达B. 机械旋转式激光雷达C. 混合式激光雷达D. 难以确定答案:B解析:机械旋转式激光雷达可以在短时间内扫描较大的范围,测量速度相对较快。
7. 激光雷达系统的分辨率与以下哪个因素无关()?A. 激光束发散角B. 扫描频率C. 激光功率D. 目标距离答案:C解析:激光功率主要影响探测距离和信号强度,与分辨率关系不大。
8. 激光雷达系统在大气环境监测中可以测量()。
A. 风速B. 湿度C. 气压D. 以上都可以答案:D解析:激光雷达可以通过不同的技术手段测量风速、湿度、气压等大气参数。
9. 以下哪种技术可以提高激光雷达系统的抗干扰能力()?A. 编码调制B. 增加激光功率C. 提高接收灵敏度D. 扩大扫描范围答案:A解析:编码调制可以使激光雷达系统具有更好的抗干扰性能。
10. 激光雷达系统的最大探测距离主要受()限制。
文献综述激光在军事武器中的应用研究2016年6月2日目录摘要 (1)1.绪论 (2)1.1引言 (2)1.2激光技术发展历程 (2)1.3激光技术在军事领域的应用的研究现状 (3)2.激光的基本特性 (4)2.1激光的概念 (4)2.2激光的特点 (4)2.3激光的产生 (5)3.激光技术在军事领域的应用 (6)3.1激光武器的分类 (6)3.2已装备的激光技术军事运用 (8)3.3激光武器的特点及局限 (12)展望 (13)参考文献 (14)激光在军事武器中的应用研究摘要随着人类文明和科技不断发展与进步,越来越多的科技被运用,许多技术被运用到军事领域上来,研制了许多的军事武器,高技术武器装备的研究更是带动了科技的不断进步,尤其是激光技术进步。
激光技术是人类20世纪60年代的重大科学技术成就之一,激光具有高亮度、高方向性、高单色性及相干性好的特点,尤其在现代军事的观测、监视、通信及武器系统方面的应用发挥了巨大作用。
现代军事侦察技术特别是卫星、遥感技术的发展,地球上空有千余颗各类侦察卫星和通信卫星,对世界各国进行着全方位、全频谱、全时、全维的侦察和探测。
激光技术用于军事,不仅可以提高现有常规武器的命中率,而且可为军队提供新型战术武器,从而大大增强军队在现代战争中的作战能力,其应用有激光雷达、激光测距、定向能激光武器、激光制导、激光通信、航空航天、电子对抗等方面,受到各大军事强国的重视,成为军事技术最活跃的一个领域。
关键词:激光技术,激光测量,激光通信,激光制导,激光武器1.绪论1.1引言随着高技术武器装备的问世并运用于局部战争,高技术局部战争便应运而生,并经历着由低级向高级的发展过程。
高技术局部战争以其鲜明的特征,标志着战争这个古老而又年轻的社会现象发展到了一个崭新的阶段。
第二次世界大战以来,由于霸权主义的争夺而导致的局部战争和武装冲突连绵不断,在新技术革命大潮的冲击下,科学技术得到了飞速发展。
军事高技术的兴起,使军队的武器装备发生了质的飞跃,一件件新式武器装备诞生了,一件件旧式武器装备被淘汰了。
军用转民用技术案例军用技术的转化是一种将军事技术应用于民用领域的转变过程。
这种转变旨在促进科技的发展和创新,并为民众提供更多便利和安全的服务。
下面列举了十个军用技术转民用的案例,以展示这种技术转化的应用和影响。
1. 全球定位系统(GPS):GPS最初是为军事目的而开发的,用于导航和定位。
如今,GPS已经广泛应用于民用领域,如汽车导航、航空航海、物流配送等。
2. 红外线热成像技术:红外线热成像技术最初用于军事侦察和夜视设备。
现在,它被广泛应用于民用领域,如安防监控、能源检测、医学诊断等。
3. 无人机技术:无人机最初是为军事侦察和攻击而设计的。
如今,无人机已经应用于民用领域,如航拍摄影、农业植保、物流配送等。
4. 硬盘加密技术:硬盘加密技术最初是为军事通信和数据保护而研发的。
现在,它被广泛应用于民用领域,如个人电脑、移动设备等,保护用户的数据安全。
5. 防弹材料:防弹材料最初是为军事防护而研制的,用于制作防弹衣、防弹车等。
如今,防弹材料已经在民用领域被应用于警用装备、安全防护等。
6. 人工智能技术:人工智能技术最初是为军事情报和决策支持而研发的。
现在,人工智能技术被广泛应用于民用领域,如智能家居、智能机器人、语音识别等。
7. 激光雷达技术:激光雷达技术最初是为军事侦察和目标识别而开发的。
如今,激光雷达技术已经应用于民用领域,如自动驾驶、测绘勘察等。
8. 生物识别技术:生物识别技术最初用于军事安全和身份认证。
现在,生物识别技术已经在民用领域得到广泛应用,如指纹识别、面部识别、虹膜识别等。
9. 太阳能充电技术:太阳能充电技术最初用于军事野外通信和能源供应。
如今,太阳能充电技术已经广泛应用于民用领域,如移动电源、太阳能充电器等。
10. 高效节能技术:高效节能技术最初用于军用设备和战斗机制的开发。
现在,这些技术已经应用于民用领域,如节能家电、能源管理系统等。
以上是十个军用技术转民用的案例,这些转化不仅促进了科技的发展和创新,也为民众提供了更多便利和安全的服务。
激光雷达原理
激光雷达原理指的是利用激光发射和接收的物理原理,来实现物体位置、速度等信息的测量。
它是一种激光测距技术,可以用来测量物体间的距离、速度和其他物理参数。
此外,激光雷达可以用来测量固体物体的表面曲率和形状,并作为激光跟踪服务,来实现航迹跟踪和预测。
激光雷达原理是军事和工程领域的重要技术,它可以用来测量高速对象的位置、速度和其他物理参数,并提供实时数据。
激光雷达原理的基本原理是发射一束激光,然后将发射的激光反射回接收机,接收机根据反射的激光信号来测量目标的距离和速度。
为了实现这一过程,接收机的电路必须具备一定的性能,如灵敏度、噪声抵抗性等。
激光雷达技术将光电学、电子技术以及物理学等技术相结合,可以实现高精度的测量。
它可以用于高速运动物体的测量,以及在恶劣环境中获取信息,如水下、重力场等。
激光雷达原理是物理学中激光技术的重要应用,它属于一种光学技术,包括激光发射、激光接收、数据处理和解码等几个环节。
发射端可以发射极短的激光脉冲,激光脉冲可以传输到目标物体,然后目标物体反射回接收端。
接收端可以接收所反射的激光脉冲信号,根据信号强度计算目标物体的距离和速度。
激光雷达是一种先进的技术,可以实现快速准确的物体位置、速度测量等信息。
由于其能够精确、快速地测量高速运动物体的位置、
速度,激光雷达技术在军事、航空航天、高科技通信、环境监测等领域都有广泛的应用。
总而言之,激光雷达原理是一种被大量应用的光技术,它可以实现物体的位置、速度等信息的准确测量,在军事、航空航天、高科技通信和环境监测等领域都得到广泛使用。
激光在军事上的应用摘要:激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。
根据作战用途的不同,激光武器可分为战术激光武器和战略激光武器两大类。
武器系统主要由激光器和跟踪、瞄准、发射装置等部分组成,目前通常采用的激光器有化学激光器、固体激光器、CO2激光器等。
激光武器具有攻击速度快、转向灵活、可实现精确打击、不受电磁干扰等优点,但也存在易受天气和环境影响等弱点。
激光武器已有30多年的发展历史,其关键技术也已取得突破,美国、俄罗斯、法国、以色列等国都成功进行了各种激光打靶试验。
目前低能激光武器已经投入使用,主要用于干扰和致盲较近距离的光电传感器,以及攻击人眼和一些增强型观测设备;高能激光武器主要采用化学激光器,按照现有的水平,今后5—10年内可望在地面和空中平台上部署使用,用于战术防空、战区反导和反卫星作战等。
正文:在这学期学过《无处不在的激光》之后,我对激光有了更加深刻的了解,被它“无处不在”的特性所震撼,更增加了我学习与激光有光知识的动力与兴趣。
以下,我将通过我收集到的知识谈谈激光的有关特性及它在军事上的应用。
激光的最初中文名叫做“镭射”、“莱塞”,是它的英文名称LASER的音译,是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词的头一个字母组成的缩写词。
意思是“受激辐射的光放大”。
什么叫做“受激辐射”?它基于伟大的科学家爱因斯坦在1916年提出了的一套全新的理论。
这一理论是说在组成物质的原子中,有不同数量的粒子(电子)分布在不同的能级上,在高能级上的粒子受到某种光子的激发,会从高能级跳到(跃迁)到低能级上,这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光,而且在某种状态下,能出现一个弱光激发出一个强光的现象。
这就叫做“受激辐射的光放大”,简称激光。
激光主要有四大特性:激光高亮度、高方向性、高单色性和高相干性。
简述激光雷达的工作原理激光雷达是一种利用激光技术进行测量和感知的设备,它的工作原理是通过发射和接收激光束来获取目标物体的位置和距离信息。
激光雷达主要由激光源、发射器、接收器、光电探测器、信号处理器等组成。
工作时,激光源会发射出一束激光束,该激光束经过发射器的调节后,会以一定的频率和方向扫描周围环境。
当激光束遇到目标物体时,会发生反射和散射。
一部分光会被目标物体吸收,一部分光会被目标物体反射回来。
接收器会接收到这些反射回来的光,并将其转化为电信号,然后传送到光电探测器中进行处理。
光电探测器会将接收到的电信号转化为数字信号,通过信号处理器进行进一步处理。
处理器会根据信号的时间、强度等参数来计算出目标物体的位置和距离信息。
利用这些信息,可以构建出目标物体的三维模型,并进行跟踪和识别。
激光雷达的工作原理基于光的特性和测量原理。
激光束的传播速度是已知的,通过测量从发射到接收的时间差,可以计算出激光束传播的距离。
而激光束的强度衰减与距离的平方成反比关系,通过测量激光束的强度,可以推算出目标物体的距离。
激光雷达的工作原理具有很高的精度和准确性。
由于激光束是一束平行光,因此在传播过程中几乎不会发生衍射和散射现象,可以准确地探测目标物体的位置和距离。
同时,激光雷达具有较高的测量频率,可以实时地获取目标物体的位置和运动信息。
激光雷达在许多领域有着广泛的应用。
在自动驾驶领域,激光雷达可以实时地感知周围环境,帮助车辆进行导航和避障,保证行驶的安全性。
在工业领域,激光雷达可以用于测量和检测,帮助工程师进行精确的定位和测绘。
在军事领域,激光雷达可以用于目标识别和侦察,提供重要的情报支持。
总结来说,激光雷达是一种利用激光技术进行测量和感知的设备。
它通过发射和接收激光束来获取目标物体的位置和距离信息。
激光雷达具有高精度、高准确性和高测量频率的特点,广泛应用于自动驾驶、工业测量和军事侦察等领域。
光电子学在军事领域中的应用随着科技的不断发展,光电子学在军事领域中的应用变得越来越广泛。
光电子学是一门研究光、电子和光电子材料的学科,它的应用包括激光雷达、红外夜视、光电子仪器等。
在军事领域中,光电子技术被广泛应用于侦察、导航、通信、武器控制等方面,为军队的战斗力提升做出了巨大贡献。
一、侦察光电子技术在军事领域中最重要的应用之一就是侦察。
在侦察中,军队需要利用各种传感器获取敌情信息。
利用光电传感器可以获取目标的光学、红外、紫外等信号,并将其转化为数字信号,以便进行分析。
在侦察任务中,光学传感器可以用于观察目标、判断目标运动轨迹及计算大小;红外传感器可以用于探测目标的红外辐射,进而确定目标位置;紫外传感器则可用于探测目标辐射并分析化学成分。
利用这些传感器,军队可以获取更准确的目标信息,从而为军事行动做出更好的决策。
二、导航光电子技术在军事导航中也发挥了重要作用。
在军队行动中,导航对于成功的军事行动非常重要。
光电导航技术包括激光导航、GPS导航等,其中激光导航是最具前瞻性的导航技术。
激光导航的技术原理是通过激光束探测目标,并利用激光反弹产生的光信号来进行导航和定位,因其高精度、高安全性和高灵敏度等优点,被广泛应用于导弹、舰艇、飞机等军事系统上。
光电子导航系统的应用可以在极端环境下进行精确导航和定位,提高了军队的作战能力。
三、通信在实施军事行动时,通信是军队行动的命脉,而光电子技术又在通信中发挥了巨大作用。
在现代通信中,光纤通信已成为最重要的通信形式之一。
光纤通信的主要优点是信号传输距离远、抗干扰性强、带宽大、信号传输速率高,而且还有良好的加密性和隐蔽性。
光纤通信在军事通信中的应用可大大提高通信质量和速度,保证了军队的整体作战能力。
四、武器控制光电子技术在军事领域中的应用还包括武器的控制和制导。
利用光电子技术可以制造出精确的武器系统,能够实现一定程度的智能化控制。
激光制导武器、红外导引武器、雷达制导武器等,为军队提供了可靠的攻击手段,提高了军队的作战能力和战斗力。
激光的特性及应用激光(laser)是一种高度聚焦的、单色性和相干性极高的光束。
它具有独特的特性,因此在各个领域有广泛的应用。
本文将介绍激光的特性以及一些常见的激光应用。
一、激光的特性1. 高度聚焦:激光束可以被聚焦到极小的直径,因此可以实现高精度和高分辨率的操作。
这种属性使激光在医疗、材料加工和通信领域得到广泛应用。
2. 单色性:激光是单色光,即它的频率非常纯净。
这使得激光在光谱分析、光学传感器和高精度测量中具有重要作用。
3. 相干性:激光的光波是相干的,即光的波峰和波谷保持稳定的相对位置。
这种特性使激光在干涉测量、全息术和激光雷达等领域得到广泛应用。
4. 高能量密度:激光具有高能量密度,可以在很小的空间范围内提供大量的能量。
这使得激光在切割、焊接和打孔等材料加工过程中非常有效。
二、激光的应用1. 医疗领域:激光在医疗领域有着广泛的应用。
例如,激光手术可以实现精确的组织切割和病变去除,减少手术风险和恢复时间。
激光还可以用于激光治疗中的照射,用于促进伤口愈合和病症治疗。
2. 通信领域:激光在光纤通信中起到关键作用。
激光作为信息传输的光源,可以提供高速、高带宽的数据传输。
此外,激光器还可以用于激光雷达系统,提供高分辨率和远距离测量。
3. 制造业:激光在制造业中有广泛应用。
例如,激光切割机可以用于精确切割金属和非金属材料,激光焊接机可以实现高质量的焊接工艺,激光打标机可以在产品上进行纹理、标记和刻字。
4. 科学研究:激光在科学研究中也扮演重要角色。
例如,激光光谱学被广泛应用于化学和物理领域的分析和研究。
激光还可以用于量子物理实验、原子和分子物理学研究等领域。
5. 军事应用:激光在军事领域有着重要的应用。
激光器可以作为导引系统用于精确制导导弹和飞行器。
激光还可以用于激光武器系统,具有远射程、高精度和强杀伤力等特点。
综上所述,激光作为一种特殊的光束,具有高度聚焦、单色性、相干性和高能量密度等特性。
这些特性使得激光在医疗、通信、制造和科学研究等领域都得到了广泛应用。
机载激光雷达系统组成讲解机载激光雷达系统由激光发射器、激光接收器、数据处理器、导航系统等组成。
它是一种利用激光技术进行远距离探测和测量的设备,广泛应用于航空、地质勘探、测绘、军事等领域。
激光雷达是一种主动式遥感技术,利用激光束对目标进行扫描和测量。
激光发射器通过发射脉冲激光束,激光束经过大气层后与目标相互作用,一部分激光束被目标反射回来,被激光接收器接收到。
激光接收器将接收到的激光信号转换成电信号,并通过数据处理器进行处理和解析,得到目标的距离、速度、方位等信息。
机载激光雷达系统具有许多优点。
首先,它能够实现高精度的测量。
激光束的波长短,可以实现毫米级的测量精度,尤其适用于需要高精度测量的应用领域。
其次,机载激光雷达系统具有较长的探测距离。
激光束在大气层中传播的衰减较小,因此可以实现远距离的目标探测。
再次,机载激光雷达系统具有高测量速度。
激光束的传播速度非常快,可以实现高速目标的测量和探测。
此外,机载激光雷达系统还具有对地形和目标的三维测量能力,可以获取目标的高程、坐标和形状等信息。
在航空领域,机载激光雷达系统被广泛应用于飞行安全监测和地形测绘。
通过激光雷达系统,可以对航空器周围的地形、建筑物和障碍物进行高精度的三维测量,为飞行员提供准确的导航和避障信息,提高飞行安全性。
此外,机载激光雷达系统还可以用于地理信息系统(GIS)的建设,通过对地表地貌的测量,实现地理信息的采集和更新。
在地质勘探和测绘领域,机载激光雷达系统被应用于地形测绘和地质灾害监测。
通过激光雷达系统,可以获取地表的高程和形状信息,为地质勘探和地质灾害监测提供准确的数据支持。
此外,机载激光雷达系统还可以用于海洋测量和海洋资源勘探,通过对海洋表面的反射激光进行测量,可以获取海洋的波浪、潮汐和海流等信息。
在军事领域,机载激光雷达系统被广泛应用于目标探测和情报获取。
通过激光雷达系统,可以实现对地面、海面和空中目标的探测和跟踪,为军事侦察和目标打击提供准确的数据支持。
激光雷达基础知识单选题100道及答案解析1. 激光雷达的工作原理主要基于()A. 电磁波反射B. 声波反射C. 激光反射D. 红外线反射答案:C解析:激光雷达是利用激光进行反射来工作的。
2. 激光雷达在以下哪个领域应用广泛()A. 医疗B. 通信C. 自动驾驶D. 农业答案:C解析:自动驾驶中,激光雷达常用于环境感知和障碍物检测。
3. 激光雷达的测量精度主要取决于()A. 激光波长B. 激光功率C. 扫描频率D. 接收灵敏度答案:A解析:激光波长对测量精度有重要影响。
4. 以下哪种环境因素对激光雷达的性能影响较大()A. 温度B. 湿度C. 风速D. 灰尘答案:D解析:灰尘会干扰激光的反射和接收,影响性能。
5. 激光雷达的最大探测距离通常受到()限制A. 激光能量B. 接收器件灵敏度C. 大气衰减D. 以上都是答案:D解析:激光能量、接收器件灵敏度和大气衰减都会限制最大探测距离。
6. 相比传统雷达,激光雷达的优点在于()A. 分辨率高B. 探测距离远C. 成本低D. 不受天气影响答案:A解析:激光雷达具有更高的分辨率。
7. 激光雷达的扫描方式不包括()A. 机械扫描B. 电子扫描C. 混合扫描D. 声波扫描答案:D解析:激光雷达扫描方式没有声波扫描。
8. 激光雷达的核心部件是()A. 激光发射器B. 接收探测器C. 信号处理器D. 以上都是答案:D解析:激光发射器、接收探测器和信号处理器都是核心部件。
9. 为提高激光雷达的测量速度,可以()A. 增加激光脉冲频率B. 降低激光波长C. 减少扫描角度D. 降低接收灵敏度答案:A解析:增加激光脉冲频率能提高测量速度。
10. 激光雷达在测绘领域能够()A. 绘制地形图B. 监测地质灾害C. 测量建筑物高度D. 以上都是答案:D解析:在测绘领域,激光雷达可实现以上多种功能。
11. 以下不是激光雷达数据处理方法的是()A. 滤波B. 聚类C. 压缩D. 加密答案:D解析:加密不是常见的激光雷达数据处理方法。
浅谈激光技术的军事应用作者:李冬妹来源:《文存阅刊》2020年第19期摘要:本文通过激光知识在军事中的应用实例,解释基础理论在军事技术发展过程中所发挥的作用。
用通俗易懂的语言对激光知识及其在军事方面的应用进行了科普性的阐释。
关键词:受激輻射;光放大;激光器;军事;武器正如恩格斯所说,一旦将科学技术发展用于军事技术上,会引起作战方式的变革。
激光技术的发展不但为国防上提供了更为先进的武器装备,更重要的是引起军事思想的深刻变革。
一、激光及其产生爱因斯坦将光和原子相互作用归结为三个基本过程,自发辐射、受激吸收、受激辐射。
普通光源发光是自发辐射。
原子吸收了外界的能量后从低能态跃迁到高能态,正所谓平平淡淡才是真,脚踏实地的感觉是最好的,高能态是不稳定的,因此一瞬间就会自发地跃迁到低能态上,同时把能量以光的形式释放出来(发射光子)。
激光的发光机理和普通光源不同,是受激辐射。
在自发辐射前,原子受到能量为两个能级能量差的外来光子的刺激作用就可能从高能态跃迁到低能态,同时发射一个和外来光子完全一样的光子,就如同克隆一样,这就是受激辐射的过程。
激光发射原理的特殊性决定了激光具有普通光所不具有的特点:单色性好、相干性好、方向性好、能量集中。
(1)单色性好光的颜色是由频率或波长决定的,颜色不同本质上是波长或频率不同。
波长或频率范围越小,颜色越纯,单色性越强。
激光频率或波长范围很小,成为世界上最好的单色光。
(2)相干性好普通光满足一定条件才会发生干涉现象,产生激光的过程决定了激光容易发生干涉现象。
全息照相就是利用这一特点。
(3)方向性好普通光射向四面八方,根本谈不上方向性。
普通光方向性最好的要数探照灯了,假定光强足够大,照到月球上光斑6000公里以上。
激光从地球传播到月球,光斑不过两公里。
人们利用这一特点准确地测出了地球到月球的距离。
(4)亮度高激光亮度比太阳高出百亿倍,这样高的亮度是普通光无法比拟的。
激光是现代最亮的光源,迄今为止,唯有氢弹爆炸瞬间的强烈闪光才能与之相比。
激光武器的原理及应用1. 激光武器的概述激光武器是一种利用激光技术进行攻击和防御的高科技武器。
激光武器的工作原理是利用激光束高强度聚焦、高能量浓缩的特性,将激光能量转化为热能或机械能,实现对目标的破坏。
激光武器具有射程远、精度高、反应速度快、无惯性等特点,因此在军事、安保、工业等领域具有广泛的应用。
2. 激光武器的原理激光武器的工作原理主要包括激光产生、激光放大、激光聚焦和激光照射四个过程。
2.1 激光产生激光产生是激光武器的核心过程,其基本原理是利用能级跃迁和光的受激辐射。
通过将电能、化学能或核能转化为光能,使得原子或分子内部能量差激发到临界点,达到激光发射的能量要求。
2.2 激光放大激光放大是为了增大激光的功率和强度,常用的方式是通过将激光束依次通过多个增益介质进行多次的受激辐射过程,使激光的光子数增倍,从而实现激光功率的放大。
2.3 激光聚焦激光聚焦是将激光束的能量集中到一个小区域内,以实现对目标的精确破坏。
常用的方法包括利用透镜或反射镜将激光束聚焦到目标上,使得激光能量密度达到足够高,从而实现破坏目标的目的。
2.4 激光照射激光照射是将聚焦后的激光束照射到目标上,使其受到破坏。
激光武器的照射方式可以是连续激光照射,也可以是脉冲激光照射,根据具体的应用需求进行选择。
3. 激光武器的应用领域激光武器具有许多优势,因此在多个领域有着广泛的应用。
3.1 军事领域激光武器在军事领域中被广泛应用于空军、海军和地面部队。
激光导弹、激光炮等激光武器可以有效地摧毁敌方战机、导弹和火炮等目标,提高军事作战的效率和成功率。
3.2 安全与防御领域激光武器在安全与防御领域中可以用于激光雷达、激光干扰装置、激光监控系统等设备的制造,实现对目标的远距离监测、干扰和保护,提供有效的安全保障。
3.3 工业领域激光武器在工业领域中应用广泛,如激光切割、激光焊接、激光打标等。
激光切割可以对不同材料进行高精度、高效率的切割,激光焊接可以实现材料的高质量焊接,激光打标可以实现产品的标识和追溯,提高生产效率和质量。
第4期 2007年12月 电光系统
Electronic and Electro—optical Systems NO.4
Dec.2Oo7
远程激光雷达的发展和应用 倪树新 中国电子科技集团公司第二十七研究所,郑州45O015 摘要:论述远程激光雷达在现代战争中的地位和作用,分析影响激光雷达作用距离的各种因素和提高作 用距离的技术途径,介绍防空防天反导远程激光雷达研究工作的现状和发展前景。 关键词:激光雷达;远距离;应用前景 中图分类号:TN958.98 文献标识码:A
1引言 激光雷达以其极高的时域、空域、频域分辨率 和抗干扰能力在火力控制、精确制导、目标识别、 飞行器测控等军事应用领域得到广泛应用。但由 于大气环境的制约和激光雷达技术发展水平的限 制,这些战术应用激光雷达对非合作目标作用距 离通常在几十公里范围内。随着新一代防空、防 天、反导武器系统和作战体系的发展,作战对象由 对地攻击战斗机和近程导弹扩展到对远程奔袭作 战飞机、巡航导弹、远程弹道导弹和空间轨道目 标。作为远程目标预警探测、监视、跟踪、识别传 感器系统重要组成部分的激光雷达,其探测距离 和目标识别能力也将延伸至数百公里,这无疑对 激光雷达提出严峻的挑战。发展用于防空、防天、 反导目标探测、识别的远程激光雷达成为航天大 国构建一体化防空、防天、反导信息系统的重要研 究课题。未来,陆基、空基和天基远程激光探测将 和雷达探测、光电成像探测、电子辐射源探测等探 测手段共同构成一体化防空、防天、反导信息系统 的信息感知网络。 2提高激光雷达作用距离的技术途 4-'r禾斤【¨ 激光雷达作用距离由如下雷达距离方程表示: 4KPsTo zrl,)(州 )(孚)(1) 或转换并简化为: R4 oC—P.—T.— ̄F D一2 (2) P, 。 。。 其中:P :发射功率;P :接收机最小可接收功率 (接收机灵敏度); :大气双向透过率;尺:目标 距离; :收发光学系统总效率;,:目标的雷达截 面积;D:接收机孑L径直径;tp:波束发散角。 图1 防空、防天、反导信息支持系统组成结构 由(2)式可知:激光雷达作用距离的4次方 与其发射机发射功率(P )、大气双向透过率 ( )、收发光学系统总效率( )、目标的雷达截 面积(厂)和接收机孔径直径的平方(上)2)成正 比,与接收机最小可接收功率(P )和发射波束 发散角的平方( )成反比。从原理上讲,只要尽 量增大激光雷达发射机功率和接收机孑L径直径, 提高接收机灵敏度,减小发射波束发散角即可增 大激光雷达的作用距离。 然而,在实际工程设计中,只片面地、孤立地 考虑这些影响作用距离的因素是远远不够的,因
激光对抗中的告警和欺骗干扰技术激光对抗中的告警和欺骗干扰技术近年来,激光对抗技术在军事领域得到广泛应用。
激光武器的出现使得现代战争的模式发生了巨大变化。
然而,随之而来的问题是,攻击方和防御方都在不断努力提升自己的技术,不仅企图通过告警技术实时获取信息,还试图通过欺骗与干扰技术伪装自己。
本文将重点介绍激光对抗中的告警和欺骗干扰技术。
告警技术是指在激光作用下,通过检测到来的激光,实时获取并分析相关信息,以便在最短时间内做出相应反应的技术手段。
激光的传播速度极快,因此告警技术的时效性非常重要。
目前,告警技术主要分为两大类:被动告警和主动告警。
被动告警技术是指其工作基础是激光武器发射出的激光束对目标表面或烟云的散射。
例如,激光警告仪(LWD)就是一种常见的被动告警设备。
它通过接收到的激光束的强度和频率来判断激光武器的种类和距离,以便采取相应的防御措施。
此外,还有红外探测设备和摄像机等工具可以被动地告警。
虽然被动告警技术可以实时获取信息,但其受到环境条件的限制,例如目标表面的反射率或气候条件等。
因此,主动告警技术应运而生。
主动告警技术是指通过对激光武器进行扫描,发射相应的传感激光束,以检测是否存在激光武器的技术。
这种方式可以避免环境条件的影响,提高告警的准确性。
目前,主动告警技术主要包括激光雷达和主动光束反射器等。
激光雷达可以发射脉冲激光并接收反射激光,通过分析不同反射激光的强度和频率,确定激光武器的类型和距离。
而主动光束反射器则是通过反射特定频率的激光束,与激光武器发射的激光叠加在一起,进而使其无法正确锁定目标。
在激光对抗中,除了告警技术外,欺骗干扰技术也是非常重要的。
欺骗干扰技术是指通过模拟新目标、干扰敌方探测设备或改变自身特征等方式,使敌方无法准确锁定目标或降低攻击精度。
目前,欺骗干扰技术主要分为两大类:主动干扰和被动干扰。
主动干扰技术是指使用电磁波等信号源主动干扰敌方激光探测设备的技术。
例如,使用干扰激光发射器或红外干扰弹等设备,通过发射强烈的、与激光波长相同或相近的激光束,干扰敌方激光跟踪系统,使其无法准确锁定目标。
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
第1篇一、引言随着科技的飞速发展,激光雷达(LiDAR)技术在自动驾驶、测绘、机器人、无人机等领域的应用越来越广泛。
激光雷达通过发射激光脉冲,测量光与物体之间的距离,进而获取目标物体的三维信息。
本文将详细介绍激光雷达全套解决方案,包括激光雷达的工作原理、分类、关键技术、应用领域以及未来发展前景。
二、激光雷达工作原理激光雷达利用激光发射和接收系统,测量光与物体之间的距离。
其基本原理如下:1. 激光发射:激光雷达发射器发射一束激光脉冲,脉冲的光能量在短时间内集中,具有较高的强度。
2. 光传播:激光脉冲在空气中传播,遇到物体时发生反射。
3. 光接收:激光雷达接收器接收反射回来的光信号。
4. 时间测量:激光雷达测量发射激光脉冲到接收反射光信号所需的时间,根据光速和测量时间,计算出激光脉冲与物体之间的距离。
5. 数据处理:将测量到的距离信息进行处理,生成目标物体的三维点云数据。
三、激光雷达分类根据激光雷达的工作原理和应用场景,可分为以下几类:1. 激光雷达按波长分类:(1)短波激光雷达:波长在1064nm以下,如355nm、532nm等,主要用于军事、工业等领域。
(2)长波激光雷达:波长在1064nm以上,如1550nm等,主要用于汽车、无人机等领域。
2. 激光雷达按测量距离分类:(1)短距离激光雷达:测量距离在100m以内,如汽车前向激光雷达。
(2)中距离激光雷达:测量距离在100-500m之间,如无人机激光雷达。
(3)长距离激光雷达:测量距离在500m以上,如测绘激光雷达。
3. 激光雷达按扫描方式分类:(1)机械扫描激光雷达:通过旋转或摆动镜片等机械部件,改变激光束的扫描方向。
(2)相位激光雷达:通过测量光波相位差,实现激光束的扫描。
(3)固态激光雷达:采用半导体激光器,无需机械部件,具有体积小、功耗低等优点。
四、激光雷达关键技术1. 激光器技术:激光器是激光雷达的核心部件,其性能直接影响激光雷达的性能。
激光雷达在军事中的应用 摘要:本文简要介绍激光雷达的特点、激光雷达探测的基本物理原理及其在军事领域的应用现状. Laser rader’s character was briefly introduced in this essay.Besides,its elementary physical fundamental was also introduced as well al its use from military field. 关键词:激光雷达;探测;军事应用 1引言 激光雷达是现代激光技术与传统雷达技术相结合的产物,由发射机 、天线 、接收机 、跟踪架及信息处理等部分组成。发射机是各种形式的激光器,如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器半导体激光器及波长可调谐的固体激光器等;天线是光学望远镜;接收机采用各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式即为直接探测和外差探测。它像传统的微波雷达一样,由雷达向目标发射波束,然后接收目标反射回来的信号,并将其与发射信号对比,获得目标的距离、速度以及姿态等参数.但是它又不同于传统的微波雷达,它发射的不是微波束,而是激光束,使激光雷达具有不同于普通微波雷达的特点. 根据激光器的不同,激光雷达可工作在红外光谱、可见光谱和紫外光谱的波段上.相对于工作在米波至毫米波波段的微波雷达而言,激光雷达的工作波长短,是微波雷达的万分之一到千分之一,根据光学仪器的分辨率与波长成反比的原理,利用激光雷达可以获得极高的角分辨率和距离分辨率,通常角分辨率不低于0.1mrad ,距离分辨率可达0.1m , 利用多普勒效应可以获得10m / s 以内的速度分辨率.这些指标是一般微波雷达难以达到的,因此激光雷达可获得比微波雷达清晰得多的目标图像。 激光束的方向性好、能量集中,在20km 外,其光束也只有茶杯口大小,因而敌方难以截获,而且激光束的抗电磁干扰能力强,难以受到敌方有源干扰的影响. 由于各种地物回波影响,因而在低空存在微波雷达无法探测的盲区.而对于激光雷达,只有被激光照射的目标才能产生反射,不存在低空地物回波的影响,所以激光雷达的低空探测性能好. 激光雷达体积小、重量轻,有的整套激光雷达系统的重量仅几十千克.例如为了适应海军陆战队的需要,美国桑迪亚国家实验室和伯恩斯公司都提出了手持激光雷达的设计方案.相对于重达数吨、乃至数十吨的微波雷达而言,激光雷达的机动性能显然要好得多. 任何事物都是一分为二的,激光雷达也有自身的缺陷.激光光束窄、方向性好,虽然表现出能量集中的优点,但不宜用作战场监视雷达搜索大空域.而且激光的传输受环境影响大,尤其是在雨、雪、雾的天气,激光在传输过程中的衰减更大.当然,激光在大气层外传输时不易衰减,有其得天独厚的优势.经过几十年的努力,科学家们趋利避害,已研制出多种类型的军用激光雷达. 激光雷达在军事上可用于对各种飞行目标轨迹的测量。如对导弹对卫星的精密定轨等。激光雷达与红外、电视等光电设备相结合,组成地面、舰载和机载的火力控制系统对目标进行搜索、识别、跟踪和测量。由于激光雷达可以获取目标的三维图像及速度信息,有利于识别隐身目标。激光雷达可以对大气进行监测,遥测大气中的污染和毒剂,还可测量大气的温度、湿度、风速、能见度及云层高度。用激激光器作为辐射源的雷达。
2. 用干战场侦察的激光雷达 众所周知,普通的成像技术(如电视摄像、航空摄影及红外成像等)获得的场景图像都是反映被摄区域辐射强度几何分布的图像,而激光雷达可以通过采集方位角一俯冲角一距离一速度一强度等三维数据,再将这些数据以图像的形式显示出来,从而可产生极高分辨率的辐射强度几何图像、距离图像、速度图像等,因而它提供了普通成像技术所不能提供的信息. 例如美国桑迪亚国家实验库研制的一种激光雷达,激光器功率为120MW ,显示屏幕的像素为64 X 64 元,视场内物体的图像可显示在屏幕上,每秒钟更新4 次,并用不同颜色和灰度显示物体的相对距离.这种激光雷达能对运动的装甲车辆产生实时图像,图像分辨率足以识别车辆型号. 美国雷西昂公司研制的ILR100 型砷化稼激光雷达,可安装在高性能飞机和无人机上,当飞机在120m~460m 高空飞行时,获得的影像可实时显示在驾驶舱内的显示器上,或通过数据链路发送到地面站.
3. 用于大气探测的激光雷达 现代战场的侦察不能局限于人、兵器和建筑物的测量,因为天气环境对战场也很重要,例如风力、风向、温度等都会对导弹、飞机等产生影响,尤其是核化生武器的使用更会污染战场环境.利用激光雷达则可以进行某些微波雷达所不能完成的侦测工作,其主要原理是:通过射向大气中的激光与大气中的气溶胶(如烟尘、粉末等)及大气分子的作用,产生散射,探测器接收散射波并经分析、处理,可以检测大气的湿、温、风、压等基本参数,探测紊流,实时测量风扬起乃至大气中的生物战剂. 为了测得某一物理量,可根据相关物理学原理采用某一类型的激光雷达.例如,由物理学原理可知,对于同一波长的照射光,粒子直径不同,散射情况也不同.当大气中气溶胶粒子直径与照射的激光波长为同一数量级时,可以得到较强的散射信号.根据激光雷达接收到的散射信号的强度可以分析低空大气乃至同温层中气溶胶粒子的直径及密度,并可由此推得大气的能见度,以至对云团、黄沙等进行分析. 又例如,物理学知识告诉我们,大气分子在光作用下会发生极化,极化率的大小与分子的热运动(即大气温度)有关,同时极化率的不同又引起媒质折射率的不同,使大气中光学均匀性受到破坏,从而发生光的喇曼散射.因此,温度不同,喇曼散射情况不同,由喇曼散射雷达可以分析大气温度. 还例如,由于物体与雷达之间有相对运动时会产生多普勒频移现象,因此,根据发射后接收的回波频率相对于发射波频率改变的大小,可由多普勒雷达确定风速的大小.再如,若将激光雷达技术与光谱分析技术相结合,可进行战场化学毒剂的侦测,因为每种化学毒剂分子都具有特定的吸收光谱.利用差分吸收激光雷达交替发出不同波长的光,根据接收到的各种不同波长光的散射信号强度,通过对比、分析某一波长的光波在大气中的衰减情况,就可确定大气中是否含有吸收这一波长的毒剂以及相应的浓度.其实在测得某一物理量的同时,有时也可推得其他物理量. 目前激光雷达能测得的水平风速精度小于lm / S ,水平风向精度小于50 .据称,美国将激光雷达装置在C-141 飞机上,使空投精度提高2倍以上.B-2 隐身轰炸机利用机上的激光雷达来探测机尾是否出现凝结尾流,以便向驾驶员发出报警信号.俄罗斯研制成功的一种远距离地面激光毒气报警系统,可以实时地远距离探测化学毒剂,确定毒剂气溶胶云的斜距、中心厚度、离地面高度等相关参数,并通过无线电向己方部队发出报警信号.德国研制的一种连续波CO2激光器,能发出40 个不同频率的激光波,根据吸收光谱学的原理可探测和识别9µm~11µm波段光谱能量的化学战剂.
4. 用于跟踪及火控的激光雷达 自20 世纪70 年代末,激光雷达开始用于坦克、火炮、舰艇和飞机的火控系统,尤其是激光自动跟踪雷达,以其精确测距、精确测速、精确跟踪的优点,获得军事家们的青睐. 根据不同的需要可以有精度更高的不同类型的激光跟踪雷达.例如美国白沙导弹靶场的CO2激光雷达系统,能同时进行成像和距离的跟踪测量.可在大角度范围内以高跟踪修正速率跟踪单个目标,也可在多个目标之间重新确定目标. 美国空军在毛伊岛空间监视站利用特克斯特朗公司制造的激光雷达进行了试验,不仅探测到距离达24km 的直升机,而且确定了直升机旋翼桨叶的数目和长度、旋翼的间距和转速一些发达国家已制定了利用激光雷达对轨道上的卫星进行高精度位置和速度跟踪,并提供空间飞行器的尺寸、形状和方位信息的研究计划. 例如美国“火池”激光雷达采用1.2m 直径的巨型发/收望远镜、使用平均发射功率为千瓦级的连续波CO2气体激光器,工作波长为10.6µm ,采用外差探测方式,作用距离为1000km ,跟踪精度达1µrad .在一次试验中,“火池”获得了从800km 外发的亚轨道探测火箭和充气的再人飞行器诱饵的靶场多普勒图像. 但从目前情况看,若利用地面激光雷达进行空间监视,即对卫星进行精密跟踪、测量或用于洲际弹道导弹防御,由于目标识别距离在1000km 以上,所以激光雷达系统庞大复杂、造价昂贵.因此,人们正探讨利用激光雷达与被动红外系统相结合的方法进行弹道的估算工作.
5. 用于水下探测的激光雷达 人们过去认为高频电磁波不能穿透海水,所以声纳是传统的水中目标探测装置, 根据声波的反射和接收对目标进行搜索、定位、测速,但声纳体积大,重量一般在600kg 以上,有的甚至重达数十吨.经过长期研究,人们发现波长为0.46µm~0.53 µm 的蓝绿激光能穿透几百到几千米的海水. 1981 年,美国在圣地亚哥附近海域12km 高度的水面上空与水下300m 深处的潜艇间成功地进行了蓝绿激光通信试验,这不仅打开了水上与水下联络的激光通道,也使激光的水下探测成为现实.利用激光雷达探测水中目标,是利用激光器发射大功率窄脉冲蓝绿激光,并接收反射的回波来探测水下目标的方位、速度等参数,既简便,精度又高.它具有足够的空间分辨率来分辨目标的尺寸和形状. 例如美国卡曼航空航天公司研制的用于探测水雷的“魔灯”激光雷达,能迅速探测水中目标,并自动实施目标分类和定位.1991 年海湾战争期间,“魔灯”激光雷达机被部署到海湾地区,成功地发现了水雷和水雷锚链.目前“魔灯”激光雷达已装备在海军航空兵的直升机上.美国诺斯罗普公司研制的机载水雷探测系统具有自动、实时检测功能和三维定位能力,定位分辨率高,可以24 小时工作。 瑞典也研制了“手电筒”机载激光雷达,继而还研制了“鹰眼”激光雷达.从目前研制的情况看,机载水下成像激光雷达由于激光脉冲覆盖面积大,其搜索效率远远高于非成像激光雷达,而且可以显示水下目标的形状和特征,便于识别目标.因此,水下成像激光雷达更受到军事家们的重视,还被用作军事领域的海洋测绘工具.
6. 用于其他方面的激光雷达 激光雷达还可广泛地应用于武器鉴定、指挥引导、障碍回避等许多方面.例如,在导弹发射初始段和目标低飞时,由于仰角太小,一般的微波雷达不易探测,而用普通的光学测量设备又不能实时输出数据,即使给出,数据精度也不够,因此,仅利用微波雷达不易进行弹丸的全程鉴定,激光雷达能在一定程度上弥补这方面的不足,可用于导弹发射初始段和低飞目标的测量、目标姿态的测定、再入目标和测量与识别. 美国研制的靶场测量激光雷达(PATS)曾成功地跟踪了70mm 火箭弹和105mm 炮弹的飞行全过程.据称,利用9~10 台PATS “接力”测量巡航导弹运行的全过程,测量精度可达10cm ,测角精度可达0.02mrad ,作用距离为100m ~4 000m . 直升机在进行低空巡逻飞行时极易与地面小山或建筑物相撞.美、德、法等国研制了用于地面障碍物回避的激光雷达.例如,美国研制的直升机超低空飞行障碍系统,使用固体激光二极管发射机和旋转全息扫描器,可将直升机前方的地面障碍物信息实时显示在机载平视显示器和头盔显示器上,以保障安全飞行.德国研制了一种固体1.54µm 成像激光雷达,视场为32ox32o 。装在直升机上能探测300m~500m 距离内直径1cm 粗的电线.英、法联合研制的“克莱拉”激光雷达是一种吊舱载的采用CO2激光器的雷达,安装在飞机和直升机上不仅能探测标杆和电缆之类的障碍,还具有地形跟踪、目标测距和指示活动目标等功能. 综上所述,由于激光雷达独特的物理性能,在军事领域有着广阔的应用前景.但是,由于激光自身传输中的缺陷、大功率激光器的研制及其相应配套光电设施和技术的限制,目前激光雷达还有许多有待改进的不尽人意之处.我们相信,随着科学技术的发展,激光雷达在未来的军事领域中将会放出更亮丽的奇光异彩.