高速公路雷达探测的资料分析133页PPT

高精度测距技术
总结词
随着雷达技术的不断进步，高精度测 距技术已成为雷达测距领域的重要发 展方向。
详细描述
高精度测距技术通过采用先进的信号 处理算法和接收机技术，提高了雷达 的测距精度和分辨率，能够更准确地 测量目标距离和位置信息。
实时测距技术
总结词
实时测距技术是雷达测距领域的 另一重要发展趋势，它能够实现 快速、实时的目标距离测量。
集等方面。
车辆防撞雷达测距系统
车辆防撞雷达测距系统是一种利用雷达技术来测量车辆间距离和速度的 系统，旨在预防和减少交通事故的发生。
车辆防撞雷达测距系统通常安装在车辆的前部或后部，能够实时监测周 围的车辆和障碍物，并发出警告或自动采取制动等措施来避免碰撞。
车辆防撞雷达测距系统提高了道路交通的安全性和效率，减少了因车辆 碰撞造成的人员伤亡和经济损失。
缺点
测距速度较慢，对信号源的稳定性要求高。
频率捷变测距技术
原理
01
通过改变发射信号的频率来测量距离。
优点
02
抗干扰能力强，精度高。
缺点
03
技术难度较大，成本较高。
04
雷达测距误差分析
系统误差
01
02
03
定义
系统误差是由测量系统的 固有因素引起的，具有重 复性和可预测性。
来源
系统误差通常来源于测量 设备的缺陷、环境条件的 波动以及测量方法的局限 性。
雷达测距的原理
雷达测距的基本原理是电磁波的传播 速度等于光速，通过测量电磁波从发 射到接收的时间差，可以计算出目标 距离。
雷达测距的精度取决于电磁波的波长 、发射功率、接收灵敏度和系统噪声 等因素。
雷达测距的应用场景

2．超折射(又称过折射)
• 与上述发生次折射的情况相反，即当气温随高 度升高而降低的速度比正常情况下变慢，或相对 湿度随高度升高而减小时，则会发生超折射现象。 此时，雷达波束向下弯曲而会传播到更远的地方， 雷达的探测距离较之正常折射时要远。
• 超折射经常发生在热带及非常炎热的大
陆附近，如红海、亚丁湾等海域。在平 相对湿度为60％（不随高度变化）。
产 生 折 射 ， 在 标 准 大 气 次折射一般发生在极区及非常寒冷的大陆附近，当大陆上空的冷空气移向温暖的海面上空时，即出现“上冷下热”和“上湿下干”的
情况。
折射条件下能辐射到的
地平范围，比上述二者
都要大些，即雷达地平
标准大气折射条件
• 1.在海平面上大气压力为1013hpa，高度 每升高305m，即降低36hpa；
3．大气波导现象
• 当超折射现象特别严重时，会形成大气波导状传播，即雷达波被 大气折射向海面，再由海面反射至大气，再由大气折射向海面， 如此往复，犹如在波导中传播一样，故又称之为“表面波导”现 象，在这种情况下。雷达的探测距离将大大增加，在雷达屏上产 生二次扫描假回波。
• 2.在海平面上的温度为15℃，高度每升高 305m，即降低2 ℃ ；
• 3.相对湿度为60％（不随高度变化）。
在标准大气折射条件下,船用雷
达的“最大探测距离Rmax
• 式中：H1—雷达天线(高出水面)的高度(m)；
•
H2——物标(高出水面)的高度(m)。
异常折射
• 1．次折射(又称欠折射或负折射)
往复，犹如在波导中传播一样，故又称之为“表面波导”现象，在这种情况下。 此时，雷达波束向下弯曲而会传播到更远的地方，雷达的探测距离较之正常折射时要远。 对于一个眼高h(m)的测者来说，若不考虑大气折射时，测者所能看到的地平范围即几何地平DG 1．次折射(又称欠折射或负折射) 雷达第一节最大探测距离及其影响因素 雷达波通过大气时也要产生折射，在标准大气折射条件下能辐射到的地平范围，比上述二者都要大些，即雷达地平

采用模数转换技术来减少计数量化误差是一种有效的方法
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其他测速技术
双光束测速技术
双光束短距离红外机动车激光测速仪, 采用905 nm波长的 脉冲激光, 脉冲重复率可高达4000 Hz, 实际测量距离一般为30 m 以内, 测速范围为20~ 250 km/h, 测速误差为! 1 km/h。由于被测 车辆的测量区域距离机动车激光测速仪最大仅为30 m, 能够在 保证足够测速准确度的前提下, 确保抓拍的同一性, 从而避免误 拍误判,
vr
=
c 2 f0
N T
C, f0 均为已知量，只要测得N和T就可以得到车辆的径向分速度 Vr，再根据V和Vr的关系,式(4)，V=Vr就可以求出车辆速度V
v= vr
cos
（4）
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交通测速仪系统工作框图
发射激光
车辆
光电传感器 接收
转换电路
系统结构
图像显示 超速抓拍 信号处理
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对于多谱勒频率fd的测量，一般采用测频法，即给定一段时间T作为 标准时基，测在标准时基T内通过的多谱勒信号的脉冲个数，其示 意图如图1所示。
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若在标准时基T内测得有N个脉冲，则多谱勒频率fd为：fd=N／T(图1 中fd的信号为经整形后的多谱勒信号)。将fd=N／T代入(3)式得：
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工作原理
v 目标
vr
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激光测速仪 激光测速仪工作原理图
多普勒效应
f0 ' f0
1 vr c
1 vr c
一般情况下Vr<<C，公式化简为
f0 '
f0
1+

影响因素
雷达测速系统的抗干扰能力受到多种因素的影响，包括系 统本身的抗干扰设计、工作频段的选择、信号处理算法的 优化等。
技术指标
雷达测速系统的抗干扰能力通常以“信噪比”和“误码率 ”等参数来衡量，具体数值需要根据系统设计和应用场景 而定。
04 雷达测速系统的优缺点分析
雷达测速系统的优点
A
实时性高
、测距、流量监测等，提高系统的使用效率和便利性。
02
智能化
借助AI人工智能技术，雷达测速系统将向智能化方向发展，实现自动识
别、自动跟踪、自动报警等功能，提高系统的自动化和智能化水平。
03
定制化
针对不同应用场景和客户需求，雷达测速系统将向定制化方向发展，提
供更加灵活、多样化的产品选择和服务。
谢谢聆听
雷达测速系统概述课 件
目录
• 雷达测速系统简介 • 雷达测速系统的工作原理 • 雷达测速系统的性能指标 • 雷达测速系统的优缺点分析 • 雷达测速系统的未来发展
01 雷达测速系统简介
雷达测速系统的定义
雷达测速系统的定义
雷达测速系统是一种利用雷达技术来测量物体速度的设备。它通过向目标发射 电磁波，并分析反射回来的电磁波，计算出目标的运动速度。
技术指标
雷达测速系统的速度测量范围通 常以“速度分辨率”和“最大速 度测量值”来表示，具体数值需 要根据系统设计和应用场景而定
。
雷达测速系统的抗干扰能力
抗干扰能力
雷达测速系统的抗干扰能力是指其在实际应用中抵御各种 干扰因素的能力。在复杂的电磁环境中，抗干扰能力是衡 量雷达测速系统性能的重要指标之一。
雷达测速系统的原理
雷达测速系统利用多普勒效应原理，当发射的电磁波遇到运动目标时，反射回 来的电磁波会因为目标运动产生频移，通过测量频移可以计算出目标的运动速 度。

的射频信号进行下变频以转化为视频信号（即中心频率等
于0）。正交解调接收机即可完成这样的下变频处理：
sm(t) = s(t) exp(-j2 f0t) 可见，正交解调处理将信号的中心频率降低了 f0 。
|s( f )|
s(t)
sm(t)
正交解 调前
exp(-j2 f0t)
0 |sm( f )|
f0
f
正交解
基本原理
发射系统 接收系统
目标
将雷达的接收信号与发射信号进行比较，就可 以获得目标的位置、速度、形状等信息，根据这些 信息，雷达进而可以完成对目标的检测、跟踪、识 别等任务。
基本原理
发射信号：
Tp
t
Tr
雷达发射周期性脉冲，记脉冲宽度为 Tp，重复周期为 Tr，雷达峰值功率（即脉冲期间的平均功率）为Pt，雷达 平均功率（即周期内的平均功率）为Pav，工作比（即脉冲 宽度与重复周期之比）为D。显然有：
SNR = Ps / Pn 显然SNR越高，目标回波就越显著，就越有利于信号分析。
发射功率
不考虑各种损耗，影响目标回波峰值功率Ps的因素有：
雷达发射峰值功率Pt、目标的雷达截面积（RCS） 、目
标与雷达的相对距离R。它们之间存在关系：
Ps= Pt /R4 是与雷达系统及环境有关的常数。若 过小或R过大，则
Tp
t
响应的 3dB宽度称为雷 达距离分辨率，它表征 了雷达将相邻目标区分 开的能力。若接收机没 有脉冲压缩，可用发射
与雷达相距r的目标回波相对于发射脉冲 脉宽Tp近似距离分辨率；
的延时 = 2r / c，c为电磁波的传播速度。 若有脉冲压缩，分辨率
那么，与雷达的相对距离差为r的两个

光纤
端
机 光纤收发器
端
机 光纤收发器
端
机 光纤收发器
端
机 光纤收发器
端
机 光纤收发器
光
光
光
光
光
前端主要设备示意图
接入中心管理平台
主机 光纤收发器
补光灯 雷达测速仪 图像采集单元
智能交通管理平台结构关系图
数据接口服务
数据中转站
视频录像服务
磁盘阵列
应急备份服务器
数据中心服务器
数据库务器
WEB数据管理客户端
超速抓拍系统安装效果图
桥西系统安装效果图
桥东系统安装效果图
湖北鄂东长江公路大桥大桥 雷达测速超速预警系统技术方案 雷达测速超速预警系统技术方案 预警系统
一．系统概述
• 当前，因机动车辆超速引发的交通事故不断上升，由于车速快，司机对路 面情况、前方车辆、行人等各种情况的反应时间短，同时由于车速快而导 致在发生紧急情况时制动距离短，轻者造成追尾，车辆受到损坏；重者导 致人身伤亡，给社会和家庭带来重大损失和痛苦。 据统计，交通事故中有90％以上是由于超速而引起的。利用现代高新技术， 建设一套超速检测自动记录系统，及时发现超速，并对驾驶员进行批评、 教育和经济处罚是减少超速违法行为、维护道路安全的重要途径。 雷达测速根据多普勒频移的物理现象，通过接收被测移动物体反射波的频 移量与被测物体的运动速度的对应关系来测速，具有易于发现目标、测速 准确、测速距离远、技术成熟、价格合理的优点，是目前应用较为广泛的 测速方式。
角色2
权限2 …… 权限n
…… 角色n
用户日志 用户日志
五、系统工作流程 系统工作流程
车辆检测（测速）
图像采集及抓拍

雷达测速显示方式
数字显示
以数字形式显示车辆的速度。
图形显示
使用图形或图表来展示速度 信息。
语言提示
通过语音提示向驾驶员传达 车速信息。
发射和接收雷达信号的重要部件。 显示车辆的测速结果的设备。
控制单元
用于控制雷达系统操作和参数设 置的中心处理装置。
雷达测速所使用的雷达频率带
X频段
K频段 KA频段
用于长距离（超过1千米）测速，但对小型目标 不敏感。
常用于测速范围在200至1000米之间的道路。
用于短距离（不到200米）和高速道路的测速。
雷达测速系统的类型
移动式雷达测速仪
便携并可用于移动的测速仪 器，常用于现场执法和交通 监控。
固定式雷达测速仪
安装在道路上的测速设备， 常用于长期的交通监测和违 法行为执法。
移动-固定双模雷 达测速仪
可灵活切换为移动或固定模 式的多功能测速仪器，适用 于不同场景。
雷达测速系统的组成部分
雷达天线
速度显示器
雷达测速系统概述
本课程将介绍雷达测速系统的基本原理、类型、组成部分、使用的雷达频率 带以及其优缺点。同时，还将提到雷达测速仪的准确性、校准、显示方式、 高级功能和应用领域。
雷达测速的基本原理
雷达测速利用雷达系统发射和接收回波的时间差来计算车辆的速度。这种非接触式测速方法在交通管理和执法 中广泛应用。
雷达测速的优缺点
1 优点
非接触式测速、远距离范围、高度准确和可靠性。
2 缺点
对多车道测速挑战较大、可能受到环境因素影响。
雷达测速系统的准确性
1
高精度
通过精确的测速原理和先进的算法，可提供准确的结果。

受条件影响

雷达测距要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利

地质构造分析
利用探地雷达可以获取地质构造信息，如断裂带、节理等，有助 于评估地质稳定性和工程安全性。
矿产资源探测
探地雷达能够探测地下一定深度的矿产资源分布情况，为地质找 矿提供重要手段。
地热资源评价
通过探地雷达的探测，可以了解地下热储层的分布和厚度，为地 热资源的开发利用提供科学依据。
探地雷达在道路检测中的应用
• 探地雷达概述 • 探地雷达技术基础 • 探地雷达设备与操作 • 探地雷达数据处理与分析 • 探地雷达应用实例 • 探地雷达的发展趋势与挑战 • 参考文献
探地雷达的定 义 01 02
探地雷达的工作原理
探地雷达通过发射天线向地下 发射电磁波，电磁波在地下传 播过程中遇到不同介质时会产 生反射和折射。
当电磁波遇到地下目标物或地 质界面时，会反射回地面，被 接收天线接收。
接收到的信号经过处理和分析， 可以推断出地下目标物的位置、 形状和深度等信息。
探地雷达的优缺点
优点
缺点
电磁波传播基础
电磁波的波动特性
电磁波的传播速度 电磁波的极化
电磁波反射与折射
01
02
电磁波的反射
电磁波的折射
03 反射与折射定律
地下目标物的特征提取
地下目标物的特征提取是探地雷达的关键问题之一。解决 方法包括采用高分辨率成像技术、模式识别等技术。
大规模数据处理
探地雷达采集的数据量较大，需要高效的数据处理方法和 工具。解决方法包括采用云计算、大数据处理等技术。
参考文献
张荣
王书涛 林慧
路面结构检测 路面破损检测 地下管线探测
探地雷达技术的发展趋势
高频化
。
宽频带
高精度定位 自动化与智能化

非导电介质，满足
1的条件，对应于σ很小或
f、
ε很大，此时
1
c
v
r r
对于非磁性介质，μr=1
v c
r
式中 c 为真空中电磁波传播速度， c 0.3m/ns; r 为相对介电常数。上式表明
对大多数非导电、非磁性介质来说，其电磁波传播速度 v 主要取决于介质的相对 介电常数。
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2．当
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瑞典RAMAC系列
X3M型
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匹配天线
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非屏蔽天线200型
非屏蔽天线100型 屏蔽天线100型
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意大利RIS系列
RIS-2K/0型 （单道）
RIS-2K/ME型（多 道）
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500MHz
电子部22所 LTD系列
25MHz
500M
900M
50MH z
28
1.4 工程雷达主要技术性能
1.4.1 雷达分辨率
• 分辨率又称分辨能力，是指将两个距离很近
的异常体区分开来的能力，也指能清楚识别
的最小目标的大小。工程雷达探测的目标体，
如地质分层、路面分层、空洞，管道，都是
具有长、宽、高的三维立体，有横向延展度
和垂向延展度。因此，判别分辨率就有横向
分辨率和垂直分辨率两种，两者既有不同又
18
2. 天线类型
按频率划分为低频、中频、高频天线；按结构划分 为非屏蔽、屏蔽天线；按电性参数划分为偶极子天 线、反射器偶极子天线、喇叭天线。
80MHz以下为低频天线，通常采用非屏蔽式半波偶极 子杆状天线，无反射器．偶极子天线一半的长度为 λ/4 ，用于较深目标的探测；