Содержание

Лазерный дальномер ADA Cosmo MINI А00410 — цена, отзывы, характеристики, 2 видео, фото

Виктор

05.11.2021

Можно Дим и работать на улице в солнечную погоду?

ВсеИнструменты

08.11.2021

Здравствуйте, Виктор! Можно.

Игорь Ч.

30.10.2021

Подскажите пожалуйста, лазер зеленый или красный???

ВсеИнструменты

31.10.2021

Здравствуйте, Игорь Ч.! Красный лазер.

Rufat Ismailov

10.06.2020

Подскажите, есть ли возможность фиксировать минимальное/максимальное расстояние? Имеется кривой балкон, нужно понять самое узкое и самое широкое место.

ВсеИнструменты

11.06.2020

Здравствуйте! Весь функционал описан в инструкции: https://www.vseinstrumenti.ru/instruction/ada-cosmo-mini-a00410-736462.pdf

Антон

21.01.2020

Здравствуйте прибор с поверкой?

ВсеИнструменты

22.01.2020

Здравствуйте, Антон! В ТХ указано: Поверка нет

Собиржон

20.

08.2020

Чехол есть в комплекте?

ВсеИнструменты

21.08.2020

Здравствуйте, Собиржон! Комплектация * Дальномер; 2 батарейки; Инструкция; Упаковка: блистер. Наличие чехла производитель не указал.

Алексей

09.01.2020

Как поменять ft на мм.

ВсеИнструменты

10.01.2020

Здравствуйте, Алексей! Выбор единиц измерения (ft/m) На выключенном приборе нажмите и удерживайте более 10 секунд клавишу включения(1) до звукового сигнала. Выбранные единицы измерения (ft/m) отобразятся на дисплее. При последующем включении, если менять единицы измерения не планируется, при включении не нажимайте на клавишу включения более 10 секунд.

Никита

14.06.2019

У меня прибор полностью разряжает батарейки примерно за месяц просто при хранении. Опасаюсь на долго его оставлять без использования, боюсь что батарейки вытекут и испортят прибор. Так и должно быть или это брак?

ВсеИнструменты

17. 06.2019

Здравствуйте, Никита! При хранении в выключенном состоянии он не должен разряжать батарейки.

Ильин Сергей

12.09.2020

У меня то же самое происходит с влагомером древесины АДА, высаживает крону за 3 дня в выключенном состоянии.

Евгений

09.04.2019

диагональ высчитывает

ВсеИнструменты

10.04.2019

Здравствуйте, Евгений! Данная модель диагональ не вычисляет.

Андрей

22.03.2019

подскажите есть ли на нем функция суммирования измерений??

ВсеИнструменты

22.03.2019

Здравствуйте, Андрей! Такой функции нет.

Валерий Николаевич

04.11.2018

Какова дальность измерения ADA Cosmo MINI А00410

ВсеИнструменты

06.11.2018

Здравствуйте, Валерий Николаевич! Дальность измерения с/без отражателем, м -/0.05-30

Андрей Пальчиков

15.08.2018

Добрый день! подскажите, в чем отличие этой модели от Cosmo mini 40

ВсеИнструменты

15. 08.2018

Здравствуйте, Андрей Пальчиков! Разница состоит в дизайне, погрешности измерений и дальности.

лазерный или ультразвуковой? — Обзоры

Если вы разберетесь с тем, как работает дальномер, то вам будет проще ориентироваться в приборах представленных моделей. Обратите внимание на то, что наиболее точный показатель обеспечат устройства с короткими импульсами. Дальность измеряется тремя способами:

  • Импульсный.
  • Фазовый.
  • Смешанный (фазово-импульсный).

Большинство инструментов работают по принципу импульсного излучения. Расстояние фиксируется путем отражения светового потока, который достигает поверхности. В этот момент автоматически запускается счетчик, который и замеряет расстояние и скорость прохождения. После возвращения импульса останавливается счетчик.

Ультразвуковой дальномер — одни из первых появившихся на рынке измерительных строительных приборов, но так и не с умевшие завоевать признание у строителей. Относится он к активным дальномерам, у которых расстояние вычисляется на основании времени и скорости прохождения сигнала от источника сигнала до объекта и обратно до приёмника сигнала, т.е. от прибора до препятствия и обратно до дальномера.

Приобретение ультразвукового дальномера довольно сомнительное решение, так как такой инструмент имеет много минусов, один из которых низкая точность, и чем больше расстояние, тем выше погрешность. В основном точность у них указывается в процентах, к примеру +/- 0,5% от результата.
Второй жирный минус заключается в том, что звуковой сигнал распространяется не сконцентрированным пучком, а с большим рассеиванием в разные стороны от центра.

Лазерный дальномер — точный прибор, востребованный как профессиональными строителями, так и домашними мастерами. По сравнению с ультразвуковыми, лазерные рулетки имеют массу преимуществ по точности и функционалу.

Оптический дальномер относится к пассивному виду, в строительных приборах применяется в оптических нивелирах, теодолитах и другом оборудовании. Здесь он также называется нитяной дальномер, так как расстояние вычисляется благодаря оптике и сетке нитей.

Лазерные дальномеры бывают не только строительными с дисплеем, на котором выводится результат измерений, но и монокулярными, это дальномеры для охоты. Такие приборы быстро высчитывают расстояние до цели на дистанции до 2000 метров, а результаты выводятся прямо в окуляре.

Сейчас на рынке представлено огромное количество различных моделей лазерных измерителей расстояний от разных производителей.

Как работает лазерный дальномер: его применение

Если вы знаете, как функционирует приспособление, то вы сможете использовать его с наивысшей эффективностью. Главная сфера применения — строительство объектов, а именно выполнение следующих заданий. Замер и вычисление площади территории. Функция передачи данных через подключенные электронные компьютерные устройства при помощи ультразвукового сигнала. При помощи луча осуществляется измерения прочих строительных пунктов. Поняв, как работает лазерный дальномер, вы также сможете применять его во время охоты и прочих действий, направленных на определение вида и уровня объекта.

Характеристика лазерного дальномера

Основной измерительный прибор называют рулеткой из-за своих функциональных особенностей. Девайсу свойственны также следующие характеристики: хорошая степень защиты от механических воздействий. Сохранение нужного вида и состояния при эксплуатации во время дождя, ветра и снега. Вы сможете измерять постройку и использовать его при низких температурах. Внимание, к приборам часто прилагаются дополнительные аксессуары. Например, штатив (представлен в большом и миниатюрном варианте), батарейки, элементы питания.

В магазине Территория Инструмента большой выбор лазерных дальномеров по доступным ценам.

Лазерный дальномер с функцией уклономера ADA COSMO 100 А00412

Лазерный дальномер ADA COSMO 100 даже при ярком солнечном свете в простой и быстрой форме поможет измерить длину и расстояние до недоступной точки и произвести расчёты по теореме Пифагора, отмерить одинаковые отрезки или вычислить площадь и объем. Помимо этого, с помощью лазерной рулетки вы можете производить сложение и вычитание.

Профессиональный дальномер обладает рабочей дистанцией до 100 м и точностью до ±1,5 мм. Лазерная рулетка ADA COSMO 100 со встроенным измерителем угла наклона и визиром станет эффективным решением при проведение любых строительных расчетов.

Особенности лазерного дальномера ADA COSMO 100

  • Многофункциональная позиционная скоба.
  • Длительный период работы без замены батарей.
  • Яркий дисплей.
  • Встроенный таймер.
  • Прочный корпус.

Многофункциональная позиционная скоба поможет в удобной форме проводить измерения от углов и щелей. Электронная рулетка автоматически распознает положение скобы и проводит измерения. Это гарантирует более точные измерения от труднодоступных мест.

ADA COSMO 100 работает от двух батареек типа AAA на 1,5 В. Функция энергосбережения автоматически отключает питание прибора после 180 с бездействия.

Это позволяет более рационально расходовать ресурс заряда прибора.

Контрастный трехстрочный дисплей в сочетании с яркой подсветка позволяет одинаково эффективно считывать показания как при дневном свете, так и при работе в темных помещениях.

Встроенный таймер дает возможность выполнять измерения с задержкой. Пауза помогает избежать смещения лазерной точки и повышает результативность измерений из неудобного положения, а также при замерах больших расстояний.

Корпус электронного дальномера выполнен из ударопрочного пластика с мягкими резиновыми вставками. Он уверенно выдерживает падения на твердую поверхность, не подвержен воздействию воды и пыли. А удобная выпуклая форма его кнопок позволяет использовать измеритель даже в перчатках.

Получить больше информации, ответов на интересующие вас вопросы, подробнее узнать об особенности модели и купить Лазерный дальномер с функцией уклономера ADA COSMO 100, артикул: A00412 по выгодной цене вы можете в нашем розничном зале или интернет магазине Ada-Rus.

ru

Лазерный дальномер – выбираем лучшее устройство

Перед тем, как обзавестись новым инструментом, стоит убедиться в том, что прибор полностью удовлетворит Ваши потребности. Лазерный дальномер не является исключением.

Несмотря на относительную простоту электронной рулетки запутаться в предложении довольно легко. Изобилие функций, конструктивных особенностей и различие характеристик приведет в замешательство любого.

Какой же дальномер выбрать? Разберемся по порядку, коснувшись каждой важной черты лазерного инструмента.


Максимальное и минимальное расстояние

Максимальное расстояние измерений – именно этот параметр стоит определить в первую очередь:
  • до 20 метров
    – достаточное расстояние для применения аппарата внутри домов и квартир;
  • от 20 до 40 метров – оптимальный выбор для работы в помещениях большой площади;
  • от 40 метров и более – такие модели используются на открытом воздухе и в сооружениях с огромным внутренним пространством (спортивные стадионы, промышленные склады, производственные ангары и т. д.)


Для измерительных приборов с расстоянием более 100 м не лишним будет использовать штатив с возможностью крепления и дополнительные аксессуары. Многие лазерные дальномеры с максимальным расстоянием более 100 м обычно оснащаются мощным видоискателем.

Минимальное расстояние будет важно для тех, кто использует прибор для измерения небольших расстояний. Хороший дальномер всегда справится с этой задачей. Но встречаются и такие модели, в которых отраженный луч на малых расстояниях не попадает в приемник.

Точность и задержка в измерении

Для получения достоверных данных важными параметрами будут точность лазерного дальномера и задержка в измерении. Большинство доступных моделей обладают погрешностью до 3 мм.

Значение превышает 3 мм? Задумайтесь – окупится ли такая экономия? Чем меньше погрешность, тем лучше. Оптимальный вариант – модели с точностью от 1 до 2 мм. Лазерные дальномеры FUBAG обладают погрешностью до 2 мм, чего вполне достаточно для большинства видов измерений.

Существуют охотничьи лазерные дальномеры, в которых точность не имеет такого значения. В них погрешность доходит до 1 м.

Что же касается времени измерений, то оно должно быть минимальным. Лучше всего если данные получены менее чем за 1 секунду.


Длина волны – красный или зеленый луч?

Параметр длины волны определяет цвет лазерного луча:
  • 635-650 нм – красный луч
  • 535-550 нм – зеленый луч

Важно! Длина волны, а соответственно и цвет луча, никак не сказываются на погрешности измерений.

Основное отличие зеленый лучше виден при ярком освещении, чем красный. Однако в окружении чаще встречается зеленый цвет, что делает точку хуже различимой. Именно поэтому дальномеры с красным лучом больше востребованы, к тому же они дешевле «зеленых» аналогов.


Степень защиты и условия эксплуатации

Для нормальной работы любой электронный инструмент должен быть устойчив к окружающим условиям. Именно поэтому при выборе лазерного дальномера нельзя избегать вниманием такие параметры как степень защиты и диапазон рабочих температур.

Маркировка IP AB указывает на степень защиты аппарата (здесь A – защита от твердых частиц, Y – устойчивость к влаге). Разобраться поможет таблица:


Степень защиты лазерных дальномеров FUBAG — IP 54. Инструменты абсолютно устойчивы к воздействию пыли и брызг.

Что же касается диапазона, то подбирать его стоит с учетом деятельности. Работаете в помещениях круглый год – вам нет необходимости переплачивать за инструмент, который работает при отрицательных температурах.


Функционал инструмента – что выбрать для работы

  • Трекинг (максимальное и минимальное расстояние). Включение функции активирует режим измерения крайних значений. Удобство заключается в том, что при трекинге проще всего определить диагональ комнаты (максимум) и перпендикуляр (минимум).

  • Разметка равных расстояний. Настройка пригодится для посадки деревьев в саду, установки столбиков для ограды и других задач.
  • Выбор точки отсчета. Измерения проводятся от задней и передней торцевой стороны или от выдвинутого упора (при его наличии).

  • Дисплей и автоматическая подсветка. Чаще всего можно встретить монохромный дисплей устройства. Его более чем достаточно для визуализации полученных измерений и работы с данными. Хорошим дополнением является подсветка, которая позволит работать даже в условиях плохой освещенности.

  • Автоматическая функция отключения лазера/экрана. От количества заряда электронного инструмента зависит время работы. Его экономия позволит существенно увеличить эффективность использования прибора.

Особую важность в современных лазерных дальномерах представляют вычислительные функции.


Вычислительные функции:

1. Сложение/Вычитание.
2. Расчет площади.
3. Расчет объема.

4. Вычисления по теореме Пифагора.


Косвенное измерение величин позволит определить расстояния в труднодоступных местах, даже при наличии препятствий. Лазерный дальномер LASEX 40 способен выполнять вычисления по теореме 4-мя способами.

5. Сумма нескольких площадей.

6. Измерение трапеции.

7. Подсчет углов наклона линий и плоскостей (такие дальномеры оснащены электронным уровнем (угломером)).

Дополнение к функционалу, которое будет полезно всем: от строителей до ландшафтных дизайнеров.

Отличным подспорьем в работе с вычислениями станет модуль памяти. Он предусматривает специальные ячейки, в которых хранятся полученные данные. С его помощью удобно проводить множество измерений, а также суммировать или вычитать полученные результаты.


Конструкция и дополнительные элементы

Конструкция прибора должна быть эргономичной. Удобство использования – залог продуктивности. Хорошим считается аппарат, который не скользит в руке, благодаря рельефной части корпуса. Лазерный уровень должен легко умещаться в руке и не вызывать дискомфорта при долгих измерениях.

Что же касается дополнительных элементов, то здесь могут быть:
  • Пузырьковый уровень
  • Разъем под штатив
  • Упорные скобы или штыри
  • Отверстие для ремешка

Отверстие для ремешка присутствует у многих лазерных рулеток. Ремешок с такими приборами идет в комплекте и позволяет обезопасить инструмент от случайных падений.


Желательно, чтобы дальномер был оснащен пузырьковым уровнем для повышения точности измерения.


Упорные скобы или штыри – дополнительное удобство для измерения диагоналей. Благодаря этим элементам у дальномера есть еще одна точка отсчета. Однако современные приборы способны не менее эффективно измерять диагонали другими способами.

Что же касается разъема под штатив, то в большинстве случаев для лазерных уровней до 60 м в нем нет необходимости. А вот «рулеткам» с максимальной длиной измерения более 100 м, он, скорее всего, понадобится.

Используйте полученные знания, чтобы сложить впечатление об идеальном устройстве под Ваши запросы. Экономия на ненужных функциях, высоких характеристиках и дополнительных элементах позволит вам выбрать лучший лазерный дальномер, который станет достойным пополнением вашего инструментария.

Получите 10 самых читаемых статей + подарок!   

*

Подписаться

Лазерный дальномер РЕСАНТА ДЛ-60 в Москве

Описание:

Лазерный дальномер РЕСАНТА ДЛ-60 используется для определения расстояний при сборке мебели, строительстве и ремонте. Заменяя традиционное оборудование для измерений, например, рулетку, дальномер позволяет получить более точный результат. На больших расстояниях точность прибора составляет несколько миллиметров. Возможна работа на открытом пространстве. В помещении с низким уровнем освещенности и чистым теплым воздухом прибор обеспечивает идеальную точность замеров. Кроме того, это незаменимый инструмент для работы в труднодоступных местах, таких как колодцы и шахты.

Особенности:
— Диапазон измерений от 50 см до 60 м.
— Точность измерений до 2 мм.
— 3 батарейки типа ААА 1,5В.
— Есть подсветка.

Преимущества:
— Установка точки отсчета измерений. Можно производить измерения от нижней части прибора, верхней части или с позиции винта штатива.
— Резьба для крепления к штативу 1/4 дюйма (подходит к большинству штативов для фото и видео оборудования).
— Установка единиц измерения. Информация может выдаваться в метрах, дюймах, десятичных и дробных футах.
— Можно сохранять до 20 значений в памяти устройства.
— Автоматическое вычисление площади, объема, третьей стороны прямоугольного треугольника.

Основные характеристики:

brend4 diapazon_izmereniya_m1 dlina_volny_nm element_pitaniya garantiya4 klass_lazera komplektatsiya4 moshchnost_izlucheniya naimenshaya_ispolzuemaya_edinitsa_izmereniya optimalnaya_rabochaya_temperatura packingSize shtrikhkod_ean_134 strana_proizvodstva5 tochnost_izmereniya_mm vstroennaya_pamyat weight _avtomaticheskoe_otklyuchenie_lazer_ _avtomaticheskoe_otklyuchenie_ustroystvo_
Бренд Ресанта
Диапазон измерения, м 0,05-60
Длина волны, нм 620-670
Элемент питания 2×ААА 1. 5V
Гарантия 1 год
Класс лазера 2
Комплектация Устройство — 1 шт.
Сумка для переноски — 1 шт.
Паспорт (руководство) — 1 шт.
Мощность излучения
Наименьшая используемая единица измерения 1 мм
Оптимальная рабочая температура От 0 до + 40, С°
Габариты упаковки 0. 18 × 0.04 × 0.13 м
Штрихкод EAN-13 4606059018858
Страна производства Китай
Точность измерения, мм ±2
Встроенная память 20 значений
Вес, кг 0. 7 кг
Автоматическое отключение: —  лазер 30 секунд
Автоматическое отключение: —  устройство 3 минуты
Посмотреть все характеристики

Характеристики:

Диапазон измерения, м 0,05-60
Мощность излучения
Элемент питания 2×ААА 1. 5V
Оптимальная рабочая температура От 0 до + 40, С°
Длина волны, нм 620-670
Точность измерения, мм ±2
Наименьшая используемая единица измерения 1 мм
Класс лазера 2
Автоматическое отключение: —  лазер 30 секунд
Автоматическое отключение: —  устройство 3 минуты
Встроенная память 20 значений
Бренд Ресанта
Страна производства Китай
Гарантия 1 год
Комплектация Устройство — 1 шт.
Сумка для переноски — 1 шт.
Паспорт (руководство) — 1 шт.
Штрихкод EAN-13 4606059018858
Вес, кг 0. 7 кг
Габариты упаковки 0.18 × 0.04 × 0.13 м

Категории: Лазерные дальномеры Измерительное оборудование Ресанта

Лазерный дальномер Fluke 414D 4106830

  414D 419D 424D
Измерение расстояния
Номинальная погрешность измерения[1] ± 2,0 мм[3] ± 1,0 мм [3]
Максимальная погрешность измерения[2] ± 3,0 мм[3] ± 2,0 мм[3]
Расстояние до отражающей пластины Leica GZM26 50 м/ 165 футов 80 м/ 260 футов 100 м/ 330 футов
Типовая дальность [1] 40 м/ 130 футов 80 м/ 260 футов 80 м/ 260 футов
Дальность в неблагоприятных условиях[4] 35 м/ 115 футов 60 м/ 195 футов 60 м/ 195 футов
Наименьшая отображаемая единица измерения 1 мм / 1/16 дюйма 6 /30 / 60 мм (10 / 50 / 100 м)
∅ лазерного пятна на расстоянии 6 /30 / 60 мм (10 / 50 / 100 м) 6 /30 / 60 мм (10 / 50 / 100 м)
Измерение наклона
Погрешность измерения по лазерному лучу[5] Нет Нет ± 0,2°
Погрешность измерения по корпусу прибора[5] Нет Нет ± 0,2°
Диапазон Нет Нет 360°
Общие сведения
Класс лазера 2
Тип лазера 635 нм, < 1 мВт
Класс защиты IP40 IP54
Автоматическое выключение лазера через 90 секунд
Автоматическое отключение питания по истечении 180 секунд
Тип AAA, 2 x 1,5 В NEDA 24A/IEC LR03 До 3 000 измерений До 5 000 измерений
Размеры (В X Ш X Д) 116 мм (Д) 53 мм (Ш) 33 мм (Г) 127 мм (Д) 56 мм (Ш) 33 мм (Г) 127 мм (Д) 56 мм (Ш) 33 мм (Г)
Вес (с батареями) 113 г. 153 г. 158 г.
Диапазон температур: Температура хранения от -25 °C до +70°C (от -13 °F до +158 °F) от 0 °C до +40 °C (от 32 °F до +104 °F) от -25 °C до +70°C (от -13 °F до +158 °F) от -10 °C до +50 °C (от 14 °F до +122 °F)
Цикл калибровки Не применимо Не применимо Наклон и компас
Максимальная высота 3000 м 3000 м 3000 м
Допустимая относительная влажность 85% при температуре от 20°F до 120°F ( от -7°C до 50°C) 85% при температуре от 20°F до 120°F ( от -7°C до 50°C) 85% при температуре от 20°F до 120°F ( от -7°C до 50°C)
Безопасность Стандарт IEC № 61010-1:2001 EN60825-1:2007 (Класс II)
Электромагнитная совместимость EN 55022:2010 EN 61000-4-3:2010 EN 61000-4-8:2010
[1] Соответствует при 100 % отражающей способности цели (белая окрашенная стена), низком фоновом освещении, 25 °C. [2] Соответствует при 10-500 % отражающей способности цели, высоком фоновом освещении, диапазоне температур от -10 °C до +50 °C. [3] Погрешности соблюдаются в диапазоне от 0,05 м до 10 м с уровнем точности 95 %. Максимальная погрешность может увеличиваться на 0,1 мм/м на расстояниях от 10 м до 30 м и на 0,15 мм/м на расстояниях свыше 30 м. [4] Соответствует при 100 % отражающей способности цели и фоновом освещении от 10 000 до 30 000 люкс. [5] После калибровки пользователем. Дополнительное относительное угловое отклонение ± 0,01° на градус до ± 45° в каждом квадранте. При комнатной температуре. Для всего диапазона рабочих температур максимальное отклонение возрастает на ± 0,1°.

Разработка мобильного лазерного дальномера | Аксоним

Мобильный лазерный дальномер подключается к телефону жесткой структурой. Данное устройство функционирует как единая система через Bluetooth.

Теперь на экран телефона выводится видоискатель и вся его мощность готова к работе с любыми дистанционными данными вживую. Возможности безграничны.


Подробно о решении:

Современная оптика развивается стремительными темпами. Еще 30 лет назад оптические приборы для людей имели сравнительно небольшие показатели увеличения, да и функционал их был серьезно ограничен. В наше время техника шагнула далеко вперед. Например, в строительной и в военной отрасли используются новые лазерные дальномеры. Оптика такого типа делает измерение расстояний гораздо более удобным, и обеспечивает точность с минимальной погрешностью.

Однако не все дальномеры лазерные могут соответствовать требованиям строителей, военных или охотников. Некоторые из них не обладают достаточным функционалом, другие – не обеспечивают соответствующей точности. Если вам нужен прибор под специфические требования, дальномер лазерный лучше разработать с нуля или усовершенствовать одну из имеющихся моделей. Компания Axonim осуществляет разработку оптики и других устройств и инструментов под заказ. Мы гарантируем высокое качество исполнения и реализацию всех необходимых технических решений.

Что такое лазерный дальномер?

Лазерный дальномер – это прибор, который позволяет быстро и качественно производить измерение расстояний. Особенно он актуален для строителей. При современных темпах и требованиях к качеству строительных работ специалистам необходимо обеспечить максимальную точность измерений. Лазерный дальномер позволяет измерять расстояния с минимальной погрешностью, благодаря чему он и получил распространение в строительстве.

Также важен лазерный дальномер для охоты. Охотнику необходимо быстро определить расстояние до цели. Устройства позволяют определить расстояние не только в статике, но и в динамике.

У лазерного дальномера есть несколько важных преимуществ, в том числе:

  • высокая точность измерений – есть возможность разработать прибор с погрешностью не более 1 мм;
  • компактность – современный дальномер имеет размеры не больше обычного мобильного телефона;
  • возможность синхронизации с различными устройствами – приборы могут работать со смартфонами, работающими на Android.
  • низкая стоимость – при разработке лазерного дальномера цена может быть вполне доступной.

В современных реалиях лазерные дальномеры обеспечивают простое и быстрое решение задач строителей, и делают охоту более удобной и продуктивной.

Как работает устройство

Также важно понимать, как работает лазерный дальномер. Современные устройства не требуют помощников, провести измерения вы можете самостоятельно. На приборе есть специальный лазер, который испускает направленный пучок света в нужную вам точку. Вам необходимо навести устройство на место, до которого нужно определить расстояние. Специальная кнопка на дальномере позволяет зафиксировать измеренное значение. Принцип работы лазерного дальномера может незначительно отличаться, в зависимости от модели.

Результаты измерения также отображаются по-разному, в зависимости от функционала модели вашего устройства. Отображение может происходить на встроенном экране, либо же вы можете использовать лазерный дальномер с блютуз. В таком случае прибор синхронизируется с гаджетом, и результаты измерений отображаются на экране вашего смартфона. Также есть возможность сохранить все необходимые измерения во встроенной памяти дальномера или в мобильном приложении.

Устройство позволяет сэкономить от 50% до 75% времени для проведения измерений. Это особенно важно, если вам нужно провести большое количество замеров, например, при проектировании или строительстве многоэтажного здания. Также, лазер позволяет проводить измерения даже в тех местах, куда сложно добраться с обычной рулеткой. Например, в глубоких канавах или в зданиях с высокими потолками.

Какие характеристики стоит учесть при выборе лазерного дальномера?

Выбирая такие устройства, необходимо четко понимать, для каких целей они нужны. К примеру, для охоты в первую очередь необходима дальность. Если же вас интересуют приборы для строительства, здесь важен функционал.

Перед тем как купить лазерный дальномер, необходимо обратить внимание на следующие характеристики:

  • Дальность. Дальномер лазерный для охоты может определять расстояние до 400 метров. Для строительных приборов, как правило, достаточно и 50-60 метров.
  • Функционал. Нужно убедиться, что прибор соответствует вашим требованиям. Например, имеет собственное мобильное приложение, обеспечивает гибкую настройку, позволяет сохранять результаты измерений и т.д.
  • Точность. Лазерные дальномеры военного назначения могут иметь некоторую погрешность. Для строителей используются более точные устройства.

Кроме того, важна эргономика. Устройство должно комфортно лежать в руке, нельзя допустить чтобы оно был скользким или слишком тяжелым. Неплохо, если есть возможность установки дальномера на специальный штатив.

Разработка лазерного дальномера

Разработка лазерных дальномеров позволяет вам получить следующие преимущества:

  • Создать прибор, который будет обладать необходимым функционалом;
  • Получить устройство с более высокой дальностью и точностью измерения;
  • Разработать гаджет с инновационными идеями, который будет востребован на рынке, и позволит вам заработать на продаже лазерных дальномеров.

Компания Axonim предлагает клиентам разработку лазерных дальномеров и других оптических приборов в Минске. Специалисты нашей компании обладают высокой квалификацией и готовы реализовать любую вашу задумку.

Как проходит разработка лазерных дальномеров в Axonim

Компания Axonim выполняет полную разработку лазерных дальномеров под ключ. Обратившись к нам, вы получите техническую документацию и опытный образец прибора, прошедшего все необходимые тесты.

Разработка техники в нашей компании включает в себя несколько этапов.

  • Оценочный этап. Он предназначен для формирования общего представления о требуемой технической системе на основании представленных Заказчиком технических требований (далее ТТ) с обозначенной основной функцией, которую должна выполнять техническая система (далее ТС).
  • Подготовительный этап. Сотрудники Axonim осуществляют разработку и согласование технического задания с клиентом, а также календарный план разработки, и готовят методику приемки-сдачи образцов или документов.
  • Операционный этап. Инженеры нашей компании осуществляют разработку технических систем, выбирают методы тестирования устройства, готовят необходимую документацию по разработке.
  • Аппаратная часть лазерного дальномера. Специалисты нашей компании проводят подбор деталей для будущего устройства, конструируют печатные платы, заказывают электронные и оптические компоненты.
  • Разработка программной части. Мы готовим необходимое программное обеспечение, как для устройства, так и для гаджетов, к которым они подключаются. Например, изготавливая лазерный дальномер для Андроид, мы разрабатываем ПО для дальномера, мобильное приложение для смартфонов, а также прописываем алгоритмы синхронизации и передачи данных.
  • Изготовление опытного образца. Axonim производит полное 3D-моделирование лазерного дальномера, а также выполняет сборку устройства. Проводится монтаж всех компонентов, печатных плат, установка прибора в корпус.
  • Тестирование. Специалисты нашей компании выполняют полное тестирование дальномеров, в соответствии с предписанной программой. Мы проверяем работоспособность устройства, функционал прибора, возможности для синхронизации, соответствие прибора требованиям заказчика.

После того как все этапы разработки и тестирования завершены, опытный образец передается заказчику в соответствии с договором.

Почему стоит доверить разработку Axonim?

Компания Axonim осуществляет разработку электроники и программного обеспечения с 2011 года. В нашем штате работают специалисты, имеющие огромный опыт работы с лазерными дальномерами и другими оптическим приборами. Обратившись к нам, вы получите всю необходимую техническую документацию и полностью рабочий, протестированный образец.

Также Axonim осуществляет подготовку документации для серийного выпуска. Мы адаптируем документы под требования производства, подробно прописываем методы тестирования, характеристики компонентов и операционной системы, особенности сборки. Вы получаете полный пакет документов, который позволяет наладить массовое производство прибора на предприятии.

Axonim работает в Беларуси, но оказывает услуги и для компаний из России, стран СНГ, Европы, Азии, Соединенных Штатов. Работы осуществляются на основании договора, в котором четко прописываются все детали сотрудничества. Мы гарантируем соблюдение сроков разработки, а также выполняем работы в рамках определенного заказчиком бюджета. Axonim – это проектирование и создание техники любой сложности, в соответствии с вашими требованиями.

Контрактная разработка электроники на заказ, pcb design company: +7 495280-79-00

Лазерные измерительные инструменты для расчета диапазона | Инженерное снабжение

Лазерные дальномеры используются охотниками, лучниками и игроками в гольф. Эти лазерные измерительные инструменты важны для легкого расчета расстояния, что может пригодиться, если вы стреляете из пистолета или ставите его на поле. Эта информация может повлиять на то, как вы целитесь или как вы замахиваетесь, что может увеличить ваши шансы на получение желаемого результата. Но как эти измерительные инструменты выполняют свои задачи? Знание того, как работает лазерный дальномер, может не только помочь вам найти правильную модель, но и получить максимальную отдачу от них.

Лазерная технология и расходимость луча


Лазер представляет собой луч света, который был сконцентрирован в определенной точке, и он использует специальный процесс усиления для создания остро сфокусированного луча. Лазер можно использовать для резки объектов, проведения хирургических операций, а также для точного измерения и сбора данных. Это также самая важная часть дальномера, потому что, когда вы нажимаете кнопку, инфракрасный свет направляется к вашей цели и мгновенно отражается обратно на устройство.Дальномер измеряет количество времени, которое требуется лазерному лучу, чтобы отразиться и вернуться, которое он использует для расчета расстояния до объекта.

Еще одна вещь, которая делает лазеры такими эффективными, это так называемая «расходимость луча», которая является мерой того, насколько лазерный луч сфокусирован на дальномере. Если вы когда-нибудь замечали, как распространяется луч фонарика по мере удаления от источника, вы поймете, как работает расхождение луча. По мере распространения лазерный луч начинает реагировать на большее количество объектов.Если вы хотите, чтобы он сфокусировался только на определенной точке, вы не хотите, чтобы он слишком сильно расходился. Но если вы выслеживаете большое животное с близкого расстояния, это может быть не так уж важно. С другой стороны, охота на более мелкую дичь потребует более точных лазерных измерительных инструментов для получения точных показаний. Как правило, более плотный луч будет иметь больший радиус действия.

Что видит лазерный дальномер


Как только вы нажмете на кнопку, она направит к вашей цели серию лазеров, которые отражаются от всего, что находится внутри прицела.Процесс происходит мгновенно, поэтому вы можете получить показания расстояния в тот момент, когда активируете его. В то время как некоторые дальномеры будут вычислять только ближайший объект, другие лазерные измерительные инструменты того же типа будут учитывать наибольший всплеск показаний, когда вы приближаетесь к определенной цели. Некоторые будут смотреть на самый дальний объект в поле зрения, в то время как другие имеют встроенные функции, которые будут игнорировать любую кисть, которая находится между вами и целью. Каждый из этих измерительных инструментов будет интерпретировать данные немного по-разному.Поэтому, если вы думаете о покупке каких-либо лазерных измерительных рулеток, дальномеров или любых других типов лазерных измерительных устройств, вам нужно подумать о том, подойдут ли их характеристики.

Если вы ищете лучший выбор лазерных измерительных рулеток, лазерных дальномеров или других лазерных измерительных инструментов, обязательно посмотрите, что доступно в Engineering Supply. Мы уверены, что вы сможете найти то, что удовлетворит ваши потребности.

Другие статьи о лазерах

историческая перспектива — с востока на запад

1.

Введение

Лазерный радар (также называемый ладаром для лазерного обнаружения и дальности, лидаром для обнаружения света и дальности или опдаром для оптического обнаружения и дальности) начал большую часть своего развития в начале 1960-х годов, вскоре после изобретения лазера. До изобретения лазера были некоторые более ранние разработки лидаров, но лазер стал реальным инструментом. Лазерный радар стал относительно недорогим и надежным и имеет очень богатую феноменологию, что делает лазерный радар конкурентоспособным по сравнению с альтернативными сенсорными технологиями, такими как пассивные электрооптические датчики или микроволновый радар.Лазерный радар начал работать в видимой области (рубиновый лазер), а затем появился в ближней инфракрасной области (Nd:YAG-лазеры) до теплового инфракрасного (CO2-лазер). Многие лазерные радары в настоящее время разрабатываются в безопасном для глаз коротковолновом инфракрасном диапазоне (∼1,5  мкм).

Развитие лазерных радаров сопровождалось многочисленными публикациями, в результате которых появились новые журналы, новые профессиональные встречи, симпозиумы и конференции, такие как «Технологии и приложения лазерных радаров», проводимые SPIE в рамках симпозиума по оборонным и коммерческим датчикам, который включает специальные курсы по лазерной локации для участников. 1 Лазерная локация стала темой новых фундаментальных книг 2 5 и докладов, 6 , а также предметом, преподаваемым в университетах. 7 Появились новые технологии, основанные на принципах лазерной локации, такие как оптическая когерентная томография (ОКТ) и цифровая голография. Диапазон большинства применений лазерных радаров составляет от микрометров 8 до десятков километров.

Появились обзоры истории развития лазерных радаров, касающиеся Европы, 9 США, 10 бывшего Советского Союза (БСС), 11 , 12 Японии, 13 и 0 Японии. 14 Этот документ объединяет и обновляет эти истории. Мы ограничили наши примеры выборкой методов и приложений лазерных радаров вместо того, чтобы пытаться охватить всю область. Осветить всемирную историю технологии лазерных радаров за более чем 50 лет остается сложной организационной задачей.

2.

Лазерные радары и указатели прямого обнаружения

2.1.

Первые шаги дальномеров

Лазерный дальномер — простейший вид лазерного радара.Он использует один детектор для определения дальности до цели на основе времени прохождения лазерного импульса туда и обратно до объекта и от него. Поскольку мы знаем скорость света, мы можем рассчитать расстояние. Идея использовать короткие импульсы света для измерения расстояния принадлежит Лебедеву. 15 Короткие импульсы обеспечивают отличное разрешение по дальности. В прототипе использовался специально разработанный интерференционный модулятор для получения коротких импульсов света в 1936 году. Измерялась дальность до 3,5 км с точностью от 2 до 3 м.В 1963–1964 годах лазерные дальномеры были разработаны с использованием рубина и арсенида галлия в той же лаборатории, которую Лебедев использовал в 1930-х годах, в Государственном оптическом институте имени Вавилова (ГОИ) в Ленинграде (ныне Санкт-Петербург).

Дальномер, бесконтактный взрыватель и наведение оружия были первыми военными лазерными системами в конце 1960-х и начале 1970-х годов. Первые рубиновые лазеры были дорогими, малоэффективными и небезопасными для глаз. Позже стали доступны короткоимпульсные, высокоэнергетические и сильно коллимированные монохроматические лучи, поскольку лазеры с модуляцией добротности произвели революцию в возможностях лазерных радаров.

В Швеции лазерные исследования с рубиновым лазером начались в Шведском институте оборонных исследований (FOI) в 1961 году. Пионерами в отрасли были ASEA и LM Ericsson. В 1968 году Эрикссон поставила шведской береговой артиллерии лазерные дальномеры для оперативного использования. Bofors разработала лазерные дальномеры для пехотной пушечной машины IKV 91 и для системы BOFI в сотрудничестве с Hughes Aircraft. Позже ASEA разработала облачные высотомеры для гражданского и военного рынков. В начале 1970-х годов компания Bofors разработала успешную зенитно-ракетную лучевую систему наведения RBS 70, которая позже была модифицирована в RBS 90 и продавалась по всему миру. Первая в мире ракета «земля-воздух» с лазерным лучом, SAM, поступившая на вооружение, была разработана в Bofors и содержала лазерное зондирование. В конце 1970-х годов Эрикссон разработал лазерный бесконтактный взрыватель для ракеты Sidewinder. Эрикссон также разработал систему лазерного слежения, но это лазерное приложение вскоре уступило место видеотрекерам.

В Норвегии Норвежское оборонное научно-исследовательское учреждение передало свои знания компании Simrad Optronics, которая прославилась своим лазерным дальномером, встроенным в портативный бинокль.Совсем недавно компания разработала семейство дальномеров для определения местоположения целей и управления огнем.

Компания Royal Signals and Radar Establishment (RSRE) в Соединенном Королевстве стала пионером в разработке военных лазеров. Отличный обзор первых лазерных дальномеров был опубликован Forrester и Hulme. 16 Утверждают, что рубиновый танковый лазерный прицел LF-2 был первой в мире лазерной системой, запущенной в массовое производство. Он был разработан в первую очередь для использования с основным боевым танком «Чифтен» британской армии, но широко использовался и на других танках, таких как ОБТ «Виккерс», «Центурион», «Скорпион» и его производных «Чифтен».Первоначальным используемым оборудованием был рубиновый лазер с переключателем добротности с вращающейся призмой, хотя в более поздней версии использовался YAG с пассивной модуляцией добротности (LF-11).

В 1968 году компания Ferranti (теперь Leonardo Finmeccanica) разработала первую в мире полностью стабилизированную лазерную систему, включающую лазерный дальномер Nd:YAG и маркирующую целеуказатель. Маркирующая ГСН представляет собой устройство на самолете, которое захватывает цель, обозначенную лазером. Это оборудование входило в состав систем наведения вооружения самолетов «Ягуар», «Харриер» и «Торнадо».Мощность лазерного передатчика 1,06 мкм генерировалась Nd:YAG-лазером с электрооптической модуляцией добротности, способным работать с частотой повторения 10 или 20 Гц.

Один из первых советских лазерных дальномеров БД-1 (рис. 1) был описан в более поздней публикации SPIE. 17 Другим примером является КТД 2-2. Технология лазерных дальномеров и лазерных целеуказателей представлена ​​многочисленными операционными приборами, описанными в более поздней публикации. 18 Устанавливаются на самолеты СУ и МИГ, а также вертолеты (см.2). Во Франции компания Thales Research and Technology поставила французским официальным службам лазерный дальномер Nd: YAG в 1967 году. Лазерный дальномер был установлен на танке AMX 13 для полевых испытаний. 19 В 1970-х годах Томсон и Сайлас разработали систему освещения воздушных целей, которая продемонстрировала возможность использования на одноместном истребителе, а позже она была преобразована в модуль наведения ATLIS.

Рис. 1

Примеры ранних разработок лазерных дальномеров (LRF).(а) испытательное оборудование для первого Ericsson LRF (1965 г.), (b) LRF для шведской береговой артиллерии (1968 г. ), (c) ручной Simrad LP-7, (d) LRF KTD 2-2 (Полюс, СССР), (д) LRF BD-1 (Институт № 801, СССР) и (f) Ferranti CO2 TEA LRF.

Рис. 2

Примеры советских/российских лазерных дальномеров-целеуказателей: (а) дальномер-целеуказатель Самшит-50 для вертолета Ка-52, (б) оптико-электронная система 31Э-МК для Су-30 истребитель, (c) серия «Шквал» для Су-25Т, Су-25ТМ/Су-39 и Ка-50, и (d) гондола «Сапсан-Э» для полетов МиГ и Су класса «воздух-поверхность».

Германия также разработала лазерные дальномеры и целеуказатели на основе лазера Nd: YAG от Carl Zeiss и Eltro. Военные лазерные исследования проводились ФГАН-ФфО. Многие из их ранних публикаций были посвящены распространению лазеров в атмосфере. 20

2.2.

Дальномер дальнего действия

Первый лазерный дальномер до Луны был сделан Линкольнской лабораторией Массачусетского технологического института (MIT/LL) в 1962 году с использованием рубинового лазера мощностью 50  Дж/импульс. Затем в 1969 году в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, была проведена точная лазерная дальность до Луны. В нем использовался ретрорефлектор, установленный на Луне астронавтами Аполлона-11. Направляя лазерные импульсы на отражатель с Земли, ученые смогли определить расстояние до этой точки на Луне с точностью около 3 см. Дополнительные пакеты ретрорефлекторов были высажены НАСА на поверхность Луны во время миссий «Аполлон-14» и «Аполлон-15». Ретрорефлекторы французского производства были мягко приземлены на поверхность Луны советскими спускаемыми аппаратами. 21

Комплект ретрорефлекторов также использовался в японском проекте ретрорефлекторов в космосе (RIS), установленном на спутнике ADEOS (Национальное агентство космического развития Японии, в настоящее время: Японское агентство аэрокосмических исследований) и запущенном в августе 1996 года.Ретрорефлектор имел изогнутую зеркальную поверхность для компенсации аберрации скорости из-за движения спутника. Наземная приемопередающая система использовала CO2-лазер атмосферного давления с поперечным возбуждением (TEA) и детектор HgCdTe с высокоточным телескопом слежения диаметром 1,5 м в Лаборатории исследований связи (теперь именуемой Национальным институтом информационных и коммуникационных технологий). ) в Кокубунджи, Токио. Спектры поглощения атмосферного озона были успешно измерены в 10-мкм диапазоне длин волн по отражению от РИС. 22

В СССР дальние измерения с помощью лазеров были начаты в 1962 г. ОКБ «Вымпел» совместно с Физическим институтом им. Лебедева. Его первые эксперименты в 1967 году позволили провести лазерную дальнометрию самолета Ту-134, оснащенного оптическими ретрорефлекторами. 9 Десять лет спустя в Сары-Шагане был испытан гигантский лазерный радар ЛЭ-1, главной задачей которого была противоракетная оборона. Он отслеживал спутник «Молния» и измерял расстояние до него без световозвращателя.

БСС ЛЭ-1 имел многоканальный передатчик (49×4) и многоканальный приемник с массивом из 196 фотоумножителей с регулируемым диапазоном, каждый из которых имел свою оптическую систему. Переключатель выполнен в виде блока из четырех оптических клиньев, вращающихся с частотой 80 Гц. Многолучевое управление ЛЭ-1 осуществлялось с помощью быстрого двумерного сканера, состоящего из двух зеркал, приводимых в движение шаговыми двигателями. Зеркала сохраняли стабильность луча во время циклов передачи-приема. Каждый лазер состоял из задающего генератора/усилителя мощности с идентичными рубиновыми кристаллами и электронно-оптическим переключателем KDP.Энергия выходного импульса составляла 1 Дж, частота повторения импульсов (ЧПИ) каждого лазера составляла 10 Гц, а длительность импульса составляла 30 нс. Оптический поезд разработан ЦКБ «Геофизика» совместно с Оптическим институтом имени Вавилова. Телескоп Кассегрена с апертурой главного зеркала 1,2 м и полем зрения 21 угловая минута обеспечивает сопровождение цели в верхней полусфере. Он был разработан и изготовлен компанией ЛОМО. Телескоп ведет операцию с угловой скоростью до 5  град/с и угловым ускорением до 1.5  град/с2 с динамической ошибкой 5′. Аберрация скорости компенсируется наклоном зеркала. Лазерный радар ЛЭ-1 мог обнаруживать цель площадью 1 кв. м на расстоянии 400 км.

2.3.

Лазерные высотомеры

Измерение времени пролета является краеугольным камнем лазерных радиолокационных высотомеров. Лазерный высотомер лунного орбитального аппарата (LOLA), созданный НАСА США, был разработан для определения характеристик мест посадки и обеспечения точной глобальной геодезической сетки на Луне. 23 Основным измерением LOLA является топография поверхности.Прибор обеспечивает дополнительные измерения наклона поверхности, шероховатости и коэффициента отражения. LOLA — это многолучевой лазерный высотомер, работающий на длине волны 1064,4 нм с частотой повторения импульсов 28 Гц. Единственный лазерный луч разделяется дифракционным оптическим элементом на пять выходных лучей (рис. 3(a)], каждый из которых имеет расходимость 100 мрад и освещает пятно диаметром 5 м с картографической орбиты, в результате чего общая частота дискретизации лунной поверхности составляет 140  измерений/с. Обратнорассеянные импульсы обнаруживаются приемником, который отображает пятиточечную структуру на отдельных оптических волокнах, каждое из которых передает полученный сигнал на отдельный кремниевый лавинный фотодиод (APD). Пример лунных профилей показан на рис. 3(b).

Рис. 3

(a) Лазерный высотомер лунного орбитального аппарата: пять выходных лучей, (b) лунные профили и (c) топографическая карта Луны.

Лазерные пятна образуют перекрестный рисунок на лунной поверхности, при этом каждый луч разделен на угол 500 мрад и повернут на 26 градусов вокруг оси надира по отношению к вектору поступательной скорости космического корабля. Образец образца позволяет вычислить уклоны поверхности в диапазоне азимутов. Топографическая карта Луны показана на рис.3(с).

Чтобы повысить чувствительность лазерного радара для автомобильного применения, Inoue et al. 24 от Toyota использовала волоконные усилители как для передатчика, так и для приемника, разработав прибор с сенсорной головкой размером 2  см2. Передающая оптическая система состоит из импульсного волоконного лазера. Пиковая выходная мощность составляет 10 кВт, а ширина импульса — 4 нс. Диаметр сканирующего зеркала составляет 10 мм. Волоконно-оптический усилитель имеет промежуточный изолятор и полосовой фильтр для подавления спонтанного излучения и повышения эффективности преобразования и коэффициента шума. 25 Резонансная частота сканирующего зеркала 100 Гц, угол сканирования 40 град.

Институт космонавтики и астронавтики (ISAS), Япония, разработал различные лазерные высотомеры для использования в космосе и астронавтике. На рисунке 4 показаны некоторые детали миссии Хаябуса с использованием лидара Хаябуса, запущенного в 2005 году. 26 , 27 снятое тепловизором, и рис.4(b) показана летная модель ISAS. Он работает на длине волны 1064 нм при 8 мДж, 1 Гц, апертуре 12,5 см, весе 3,7 кг, 24  см×23  см×25  см). На рис. 4(c) показана относительная высота, измеренная лазерным радаром Hayabusa. Он имеет разрешение по дальности ±1  м. Точное измерение высоты астероида было первым в мире. Лазерный радар Hayabusa-2 был запущен в 2015 году для нацеливания на сближающийся с Землей астероид под названием 1999 Ju3.

Рис. 4

Миссия «Хаябуса» с использованием лидара Хаябуса. (а) изображение астероида «Итокава», сделанное устройством формирования изображений, (б) летная модель и (в) относительная высота и горизонтальное расстояние, измеренные лидаром Хаябуса.

2.4.

Лазерные целеуказатели

Первый лазерный целеуказатель показан на рис. 5(a). Это часть серии бомб с лазерным наведением Paveway [Рис. 5(б)]. С момента своего создания в 1968 году Paveway произвел революцию в тактических боях «воздух-земля». 8 Эти полуактивные боеприпасы с лазерным наведением, которые наводятся на отраженную энергию, направленную от цели, не только резко сокращают количество боеприпасов, необходимых для поражения цели, но также обладают точностью, надежностью и экономичностью, ранее недостижимыми при использовании обычного оружия.Силы НАТО успешно использовали Paveway во время операции «Лис пустыни» и последующего патрулирования бесполетных зон над Ираком из-за его высокой точности и снижения вероятности побочного ущерба. Paveway III — это третье поколение, обеспечивающее оптимальную эксплуатационную гибкость за счет использования адаптивного цифрового автопилота, большого поля обзора и высокочувствительной системы самонаведения. Он адаптируется к условиям выброса, летит по соответствующему среднему курсу и обеспечивает формирование траектории для повышения эффективности боеголовки.При использовании совместно с проникающими боеголовками BLU-109 или BLU-113 Paveway оптимизирует не только траекторию и угол удара, но и угол атаки.

Рис. 5

(а) Первый лазерный целеуказатель (1969 г.) и (б) первая бомба с лазерным наведением.

2.5.

Лазерные дальномеры и целеуказатели как компоненты системы

После начальной разработки рубиновых и Nd:YAG лазерных дальномеров и целеуказателей возникли вопросы о совместимости дальномеров с FLIR в диапазоне от 8 до 12   мкм, а также проблема безопасности для глаз.Требовалось измерить дальность любой цели, которую может различить тепловизор, включая, например, способность проникать сквозь туман и дым. Эти соображения привели к разработке импульсных дальномеров на основе импульсного СО2-ТЕА-лазера. Прототип дальномера CO2 TEA был разработан RSRE и Ferranti. 28

Однако дальномер CO2 TEA не имел успеха. Лишь очень немногие заработали из-за ряда проблем; среди них «проблема мокрой цели», означающая потерю дальности от мокрой цели из-за низкой отражательной способности на 10.6  мкм, необходимость охлаждаемых детекторов, дорогая оптика и проблемы со сроком службы лазера. Вскоре основное внимание в военных лазерных дальномерах было сосредоточено вокруг длины волны 1,5     мкм с использованием генератора оптических параметров с комбинационным смещением или технологии газа высокого давления, сдвинув Nd: YAG с 1,06 до 1,55   мкм. В других схемах использовалось эрбиевое стекло или другие материалы. Начиная с эффективного Nd:YAG-лазера в качестве источника накачки, концепция многофункциональных лазеров развивалась. 29 Идея заключалась в том, чтобы объединить 1. Обнаружение/обозначение дальности 06 мкм с лазерным радаром, лазерным глушением, идентификацией поля боя «свой-чужой» и другими функциями в компактной системе, сосредоточенной вокруг одного передатчика. На рис. 6 показаны примеры систем, разработанных в бывшем СССР, включающих в себя лазерные дальномеры и целеуказатели.

Рис. 6

БСС Электрооптические системы с лазерными радарами. (а) один из двух палубных приборов лазерной радиолокационной системы ВМФ (Квант, Киев), (б) многоканальный КМ с лазерной радиолокационной системой наблюдения и управления огнем (Квант, Киев) и (в) прецизионная дальнометрия и угловое измерение система (Алтайский оптико-лазерный центр).

2.6.

Некогерентное измерение ветра

Измерения профиля ветра на малых высотах с помощью некогерентного лазерного дальномера были продемонстрированы с использованием простой системы слежения за воздушными шарами с небольшими (диаметром 0,25 м) легкими воздушными шарами. 30 Эксперименты с траекториями воздушных шаров показывают, что лазерное определение дальности (±0,5  м) в сочетании с измерениями азимута и угла места является простой, точной и недорогой альтернативой другим методам профилирования ветра. Для увеличения максимальной дальности обнаружения до 2200 м к аэростатам прикрепили ретрорефлекторную ленту.Отслеживание в ночное время облегчалось маломощными светодиодами (СИД).

Другой пример некогерентного доплеровского измерения ветра продемонстрирован в статье Liu et al. 31 Лю из Океанического университета Циндао, Китай, а некоторые из его сотрудников работают в Исследовательском центре НАСА в Лэнгли, Хэмптон, Вирджиния. Схема лидарного передатчика, приемника и регулятора частоты показана на рис. 7. Задающий генератор системы представляет собой одномодовый перестраиваемый Nd:YAG-лазер с непрерывной волной (CW) с двухволновой диодной накачкой.Выход на длине волны 1064 нм используется для затравки импульсного лазера Continuum Powerlite 7000 Nd: YAG. Выходной сигнал затравочного лазера с длиной волны 532 нм направляется на йодный фильтр (ячейка 1) для контроля и фиксации частоты затравочного лазера. При такой настройке точность частоты поддерживается в пределах 0,2 МГц, что соответствует погрешности измерения ветра 5,0  см/с.

Рис. 7

Схематическая диаграмма импульсного лазерного передатчика Nd:YAG с модуляцией добротности. 26

Мобильный доплеровский лидар прямого обнаружения с рэлеевским рассеянием (рис.8) был разработан Университетом науки и технологий Китая 32 , 33 для измерения полей ветра в диапазоне от 15 до 70 км с разрешением по высоте 0,2 км ниже 40 км и 1 км выше. Эта несканирующая система работает на безопасной для глаз длине волны 354,7 нм с использованием Nd:YAG-лазера с утроенной частотой 50 Гц. В качестве частотного дискриминатора для определения скорости ветра используется тройной канал, два из которых являются обоюдоострыми каналами, расположенными на крыльях спектра термически уширенного молекулярного обратного рассеяния, а третий фиксирует частоту уходящего лазера на пересечении -точки обоюдоострых каналов. 34 Сканирующая система может обнаруживать горизонтальный ветер в четырех направлениях (север, юг, восток, запад) путем сканирования излучающей-приемной системы.

Рис. 8

Перспективный вид двух лидаров. 28

3.

Когерентные лазерные радары

3.1.

Бортовые приборы

Когерентные лазерные радары используют свойства пространственной и временной когерентности лазерного излучения. Смешивая полученный сигнал с оптическим гетеродином, можно измерить полное поле, включая информацию о фазе и амплитуде, по сравнению с прямым обнаружением, когда мы измеряем только амплитуду (интенсивность) обратного лазерного сигнала.Типичным применением когерентного лазерного радара является измерение скорости, потому что, измеряя фазу, мы можем напрямую измерить доплеровский сдвиг частоты.

Бортовые когерентные лазерные радары использовались для получения изображения земли, предупреждения о препятствиях, слежения за местностью, а также для измерения ветра, включая измерения обратного рассеяния. CLARA была французско-британской системой, разработанной для измерений твердых целей (кабели, поверхность земли и т. д.). 35 Это оборудование последовало за успешными испытаниями «лазерной системы обнаружения препятствий и кабеля» с импульсным CO2-лазером, разработанной совместно двумя группами в бывшем GEC Marconi.В другом проекте, Société française d’équipements pour la navigation aérienne во Франции, был продемонстрирован частотно-модулированный лазерный радар CW (FMCW) для слежения за местностью и уклонения от нее боевых самолетов. 36 Бортовой лидар LATAS, разработанный RSRE, в основном использовался для измерения истинной скорости воздуха и измерения обратного атмосферного рассеяния на 10,6   мкм, но также продемонстрировал визуализацию интенсивности естественной местности и искусственных объектов. 37

Другими приложениями, использующими когерентный лазерный радар, были точная навигация к назначенной посадочной площадке на Земле или к внеземным объектам, а также сближение и стыковка с орбитальным космическим кораблем, требующие точной информации об относительной скорости и высоте транспортного средства. Доплеровский лидар был разработан НАСА в рамках проекта ALHAT. 38 Данные лидарной точности вектора скорости позволили навигационной системе постоянно обновлять траекторию движения корабля к месту посадки.

На рис. 9 показана конфигурация полностью оптоволоконного лидара. Его форма волны генерируется волоконным лазером с очень узкой шириной линии, модулируется по частоте и направляется по одномодовому волокну на мощный волоконный усилитель. Выход оптоволоконного усилителя разделяется на три составляющие для распределения мощности по трем оптическим каналам, соответствующим составляющим вектора скорости (рис.10).

Рис. 9

Конфигурация системы доплеровского лидара.

Рис. 10

Единичные векторы, описывающие геометрию датчика.

3.2.

Измерение атмосферного ветра

Измерение ветра является ценным приложением для когерентных лазерных радаров. 39 Измерения включают в себя различные наземные программы, такие как локальное измерение поля ветра и исследование вихревого следа на аэродромах (рис. 11). Бортовые системы используются для измерения истинной воздушной скорости, погрешности давления, предупреждения о сдвиге ветра и сбора обратного атмосферного рассеяния над Северной и Южной Атлантикой.В 1990-х годах Европейская космическая энергетика поддержала космический лидар ветра в программе Atmospheric Laser Doppler Instrument. Новаторские работы по ветровому лидару в Европе были выполнены в RSRE (Соединенное Королевство), DLR (Германия) и в Laboratoire de Meteorologie Dynamique, Ecole Polytechnique (Франция). Для обзора первых когерентных лазерных радаров в Европе мы ссылаемся на статью Vaughan et al. 40 В книге Киллинджера и Мурадяна (редакторы) есть несколько статей, посвященных первым когерентным лазерным радарам в США. 41

Рис. 11

Датчики ветра: (a) оптический датчик турбулентности воздуха NASA (2  мкм, 1 мДж, 1 кГц, апертура 5 см, охладитель), (b) предупреждение о турбулентности NASA ACLAIM (2  мкм, 8 до 10 мДж, 100 Гц, апертура 10 см, охладитель) и (c) MAG-1A WindTracer (2   мкм, 2 мДж, 500 Гц, апертура 10 см, теплообменник).

Когерентный доплеровский лидар (CDL) оказался полезным инструментом для определения атмосферного ветра с земли, воздуха или из космоса. CDL наблюдают большие объемы атмосферы с высоким пространственным и временным разрешением, что делает эти данные важными для многих приложений.

Первый CDL был описан Huffaker et al. 42 для обнаружения вихревого следа в 1970 году с использованием непрерывного CO2-лазера с длиной волны 10,6 мкм. В конце 1990-х годов компания Mitsubishi Electric коммерциализировала безопасные для глаз компактные оптоволоконные лидары и ветровые лидары среднего радиуса действия (8 км) (рис. 12), разработав высокомощный волоконный усилитель из Er, Yb:стекла мощностью 3,3 кВт. выходная мощность, ширина 580 нс и частота повторения 4 кГц. 43 Также с помощью этого усилителя был реализован ветровой лидар сверхдальнего действия, превышающий 30 км, с разрешением по дальности 300 м. 44 Цельноволоконный CDL был также разработан на основе новой концепции автоматического регулирования параметров, адаптирующегося к атмосферным условиям. Эти системы использовались в различных промышленных приложениях, таких как метеорологический мониторинг, ветровая съемка для производства ветровой энергии и безопасности полетов и так далее.

Рис. 12

(a) CDL, (b) отображаемые диаграммы шума сигнала и доплеровской скорости, (c) полностью волоконная доплеровская лидарная система и (d) ее блок отображения данных.

В конце 1990-х и начале 2000-х Coherent Technologies, Inc.(CTI) возглавила разработку датчиков ветра при спонсорской поддержке ВВС и НАСА. CTI также разработала коммерческие продукты, такие как датчик ветра. Несколько систем WindTracer были развернуты в аэропортах и ​​исследовательских центрах для мониторинга сдвига ветра в районе аэропорта и для изучения вихревых следов за самолетами.

Другим применением этой технологии в последнее время стал мониторинг ветра для платформ, производящих энергию ветра. Эти блоки размещаются на башне и следят за ветром и турбулентностью для лучшей работы ветрогенераторов. Halo Photonics в Соединенном Королевстве и Leosphere во Франции предлагают эти устройства на коммерческой основе.

ВВС США заинтересованы в обнаружении ветра для десантирования, артиллерийского корабля и сброса тупых бомб. Летная версия баллистического ветра была запущена в почти прототипе C-130 Pod System. Это было 15  фут3 и 1000 фунтов. В нем использовался твердотельный лазер мощностью 15 мДж и длиной волны 2 мкм.

3.3.

Добавление определения дальности к измерениям скорости

Когерентные лазерные радары могут использовать методы, аналогичные микроволновым радарам, для объединения определения дальности с доплеровским зондированием.Одна из концепций использует принцип сигнала FMCW. Примером может служить дальномер, разработанный в RSRE и описанный Hulme et al. 45 Выходная мощность лазера составляет несколько ватт. Он модулируется акустооптическим модулятором, генерирующим «чирп»-импульсы, характерные для микроволновых радаров. Другие примеры приведены в работах. 4647.–48. В FOI были разработаны системы 49 , 50 с использованием сигналов FMCW от CO2 и полупроводниковых лазеров.

3.4.

Виброметрия

Одним из привлекательных применений когерентного лазерного радара является виброметрия, основанная на эффекте Доплера. Дистанционные бесконтактные измерения открывают потенциал для использования в гражданских и военных приборах. Виброметры обычно работают на 1,5, 2 или 10,6 мкм. Для получения вибрационной информации с пространственным разрешением используются сканирующие и многолучевые лазерные виброметры. Справочник 51 посвящен приложениям в области обороны и безопасности, таким как классификация и идентификация целей, включая замаскированные или частично скрытые цели, а также обнаружение заглубленных наземных мин, с некоторыми примерами гражданских приложений средней дальности.Спектр вибрации цели был получен как важная и надежная характеристика, необходимая для целей классификации и идентификации. Маленькая мишень на рис. 13(а) представляет собой обычную черную резиновую лодку с подвесным двигателем. Размер лодки ∼4×2×2  м3. Дальность действия составляла ∼1  км. Диаграмма в середине отображает частотный спектр. Частоты вибрации исходят из разных частей мишени. Справа — соответствующая спектрограмма за 5 с.

Рис. 13

Измерение вибрации с резиновой лодки.(а) видимое изображение с отмеченным лазерным лучом, (б) частотный спектр скорости и (в) частотный спектр во времени.

На основе спектрограммного подхода были получены вибрационные сигнатуры со спутника LACE в ходе наземных лазерных радиолокационных измерений с использованием когерентного CO2-лазера. 52 54 Спутник был оборудован германиевыми ретрорефлекторами ИК-излучения на выдвижных/убирающихся стрелах для улучшения измерений вибрации стрелы на орбите с помощью наземного ИК-лазерного радара.Данные были получены во время и после одного из маневров (втягивание стрелы). Они указывали на наличие сложной нестационарной модовой структуры. Спектры мощности вибраций показаны в доплеровском формате интенсивность-время на рис. 14(b). Здесь спектры мощности выровнены и отображены по вертикальной оси времени. Горизонтальная ось соответствует доплеровской частоте (т. е. скорости).

Рис. 14

(a) Спутник LACE. Относительная вибрация измерялась между германиевым ретрорефлектором, расположенным на корпусе спутника, и ретрорефлектором, расположенным на конце штанги ретрорефлектора.(b) Допплеровское представление интенсивности во времени для данных, выровненных по пиковому возврату.

Помимо CO2-лазеров на длине волны 10,6  мкм, в качестве лазерных виброметров успешно используется ряд твердотельных лазерных источников на основе неодима на длине волны 1,06  мкм, полупроводников или эрбиевого волокна на длине волны 1,5  мкм и гольмия на длине волны 2,1  мкм. Однако часто бывают условия окружающей среды, связанные с плохой видимостью, турбулентностью или высокой влажностью, когда желательно работать в среднем ИК-диапазоне для повышения производительности системы. Такие условия нередки на малых высотах и ​​в морской среде. Когерентные лазерные радиолокационные системы в среднем ИК-диапазоне могут иметь преимущества в условиях малой высоты, поскольку они менее чувствительны к рассеянию, турбулентности и влажности, которые могут повлиять на системы с более короткими или более длинными волнами. Моностатический когерентный лазерный радар на длине волны 3,6  мкм на основе одночастотного параметрического генератора оптического излучения описан в [11]. 55. Он работал на коротких дистанциях на открытом воздухе, используя в качестве целей два разных стационарных грузовика с работающими двигателями.Система обеспечила микродоплеровские измерения, которые были обработаны для получения спектров поверхностных колебаний стационарных, но работающих грузовиков.

Для получения пространственного распределения колебаний на поверхности исследуемого объекта можно использовать сканирующий виброметр. Сканирующие лазерные виброметры позволяют анализировать конструкцию с очень высоким пространственным разрешением, не изменяя ее динамическое поведение, сокращая время испытаний, если требуется большое количество точек измерения. Задача бортовых измерений исследовалась с помощью сканирующего лазерного доплеровского виброметра для измерения вибраций внутри макета кабины Agusta A109MKII. 56 Вся просматриваемая площадь составляла 430×315  мм2. В тестах сканирования использовалась сетка 30×20. Сравнение также проводилось с виброграммами, измеренными при размещении виброметра вне макета. На рис. 15 представлены результаты испытаний на разных резонансах. Все они относятся к мгновенной амплитуде составляющей скорости на определенной частоте, ортогональной поверхности, с полосой пропускания ±10  Гц для частот до 1000 Гц и ±30  Гц для частот до 5000 Гц. Также было исследовано определение вибрации для обнаружения заглубленных мин. 57

Рис. 15

Резонансные частоты вибрации, зарегистрированные в кабине макета вертолета.

4.

Экологические лазерные радары (лидары)

4.1.

Ранние шаги

Параллельно с военным лазерным зондированием, исследовательское сообщество лазерных радаров начало искать применение в зондировании атмосферы и океана. Например, лазерные радиолокационные наблюдения мезосферы были сделаны с помощью рубинового лазера еще в 1963 году Фиокко и Смуллином. 58 О пространственном распределении аэрозолей в тропосфере сообщили Collis et al. 59 В США было изучено вертикальное распределение водяного пара 60 с использованием рубинового лазера с температурной перестройкой; это был первый эксперимент с использованием лидара дифференциального поглощения (DIAL). В Японии впервые был разработан лазерный радар на рассеянии Ми с использованием самодельного рубинового лазера с модуляцией добротности. Основные соотношения рассеяния, поглощения и видимости были проанализированы в 1968 г. Inaba et al. 61 в Университете Тохоку. В бывшем СССР температуру атмосферы изучали Аршинов и др. 62 Лазерное зондирование профиля влажности атмосферы исследовано Зуевым и соавт. 63 Примеры лидарных систем 64 , 65 показаны на рис.  16. стратосферный аэрозоль и вулканическое облако, профиль стратосферного озона, тропосферный аэрозоль (включая плотность дымового шлейфа, коэффициент ослабления аэрозоля, атмосферную турбулентность), слой натрия и рэлеевское рассеяние в средней атмосфере, температуру морской воды, нефтяные пятна на поверхности моря и т. д. на.Были также проведены многочисленные теоретические исследования. Svanberg 67 приводит множество примеров раннего лазерного радиолокационного мониторинга загрязняющих веществ. Атмосферные и океанские лазерные радары включают в себя все виды лазеров и детекторов в зависимости от цели лазерного радара. Возможными целями могут быть датчики аэрозолей или газов или океанов, такие как профилирование дна или воды (мутность, планктон и т. д.). Ограниченный объем статьи не позволяет нам углубиться в разработку лидаров атмосферы и океана.Вместо этого мы обращаемся к учебникам и обзорам для дальнейшего чтения. 68 , 69 Можно сослаться на две другие книги, посвященные распространению лазерного излучения в водной среде. 70 , 71 Исследования экологических лазерных радаров в странах бывшего СССР привели к созданию основополагающих монографий о распространении лазерного излучения в атмосфере Татарского 72 и Зуева. 73 За ними последовали другие монографии томской научной школы. 74 , 75 В книге для метеорологов обсуждались практические вопросы, связанные с приложениями в метеорологии. 76 Достижения CW FM технологий описаны в книге Агишева. 77

Рис. 16

Лидары для исследования атмосферы: (а) полностью волоконный когерентный многофункциональный лазерный радар непрерывного действия для измерения дальности, скорости, вибрации и ветра на 1,55  мкм (FOI, 2000), (б) лидар автоматический система дистанционного мониторинга загрязнения атмосферного воздуха на крупных промышленных территориях (бывший Институт точного приборостроения, Москва) и (в) многофункциональная лидарная система (корпорация «Астрофизика», Москва).

4.2.

Многоволновые лидары

Penn State University 78 , 79 добились значительных успехов в области рамановского лазерного радара. Они позволили измерить оптические и метеорологические свойства атмосферы, основанные на колебательном и вращательном энергетическом состоянии молекулярных частиц, таких как водяной пар и озон, температура, оптическое ослабление, оптическое обратное рассеяние, многоволновое ослабление, отношение поглощения/обратного рассеяния, аэрозольные слои и образование/рассеивание облаков (рис.17). Метод углового рассеяния расширяет информацию, измеряя фазовую функцию рассеяния для аэрозолей, включая коэффициент поляризации фазовой функции рассеяния, числовую плотность в зависимости от размера, распределение по размерам, идентификацию многокомпонентных аэрозолей, показатель преломления и т. д. Мультистатический аэрозольный лазерный радар и мультистатический лазерный радар с несколькими длинами волн являются хорошими кандидатами для проспективных исследований.

Рис. 17

(а) Лидар в Университете штата Пенсильвания и (б и в) динамика температуры и поглощения.

4.3.

Лазерное радиолокационное зондирование в Китае

Изучение явлений желтой песчаной бури было одним из практических применений лазерного радара рассеяния Ми в Китае для мониторинга переноса пыли, профилей коэффициента ослабления аэрозолей, регионального переноса загрязнителей воздуха и городского смешанного слоя. . 80 82 Кроме того, Аньхойский институт оптики и точной механики (AIOFM) присоединился к национальным и международным проектам по лидарному мониторингу атмосферы. 83 , 84 Эти проекты включают лидарное наблюдение за азиатской пылью NETwork, 85 Эолийская пыль, эксперимент по изучению воздействия на климат и т. д. Был реализован двухволновой поляризационный лазерный радар Ми, 86 и 12-летнее наблюдение Сообщалось об аэрозоле в Хэфэй. 87

Первый лазерный радар на рассеянии Ми был реализован для измерения стратосферного аэрозоля в 1980-х годах в Институте физики атмосферы (ИФА). В Пекине осуществлялся мониторинг усиления стратосферного аэрозоля вулканами Эль-Чичон (1982 г.) и Пинатубо (1991 г.).В начале 1990-х годов AIOFM начала разработку лидара рассеяния Ми на основе лазера Nd: YAG. Большое количество профильных данных вулканического облака Пинатубо было получено в Хэфэй и Пекине. 88

В 1992 году IAP разработал многоволновой лазерный радар для наблюдения за стратосферным озоном и аэрозолями, а также за высотными облаками. В лазерном радаре использовались эксимерный XeCl-лазер и Nd:YAG-лазер, телескоп диаметром 1 м и многоканальный детектор. Nd:YAG-лазер имел выходную мощность 1 Дж, 300 мДж и 150 мДж при длинах волн 1064, 532 и 355 нм соответственно.Частота повторения импульсов составляла 10 Гц. Эксимерный лазер имел выходную мощность 140 мДж на длине волны 308 нм, а частота повторения импульсов составляла 100 Гц. 89 В 1994 году AIOFM также разработала лазерный радар, использующий вторую и третью гармоники Nd:YAG, и эксимерный лазер для мониторинга профиля стратосферного озона. 90 DIAL для загрязняющих газов, таких как SO2, O3, NO2, был разработан в AIOFM. 91 , 92 Газовые ячейки Ch5 и D2 накачивались четвертой гармоникой Nd:YAG.

Вибрационно-вращательный рамановский лазерный радар был разработан в Сианьском технологическом университете. 93 Принципиальная схема вибрационно-вращательного рамановского лазерного радара представлена ​​на рис. 18. В системе в качестве источника света используется импульсный Nd:YAG-лазер, работающий на частоте утроенной длины волны 354,7 нм с частотой повторения 20 Гц. скоростью и выходной энергией 250 мДж при длительности импульса 9 нс. Отраженные сигналы собираются с помощью 600-мм ньютоновского телескопа, а затем соединяются с многомодовым оптическим волокном и направляются в спектроскопический бокс. Лазерный радар использовался для измерения профилей соотношения компонентов смеси водяного пара с помощью комбинационного рассеяния, а также коэффициента ослабления аэрозоля с помощью рассеяния Ми. 94 , 95 Высокая точность температурных профилей достигается на высоте до 25 км. 96 Эффективное измерение водяного пара в атмосфере может быть достигнуто на высоте до 16 км. 97 Примеры профилей экстинкции и температуры приведены на рис. 18.

Рис. 18

(а) Вибрационно-вращательная система рамановского лидара, разработанная в Сианьском технологическом университете, и (б) профили экстинкции и температуры.

Рис.19

(а) лидарные системы раннего рамановского рассеяния: в обсерватории Университета Тохоку и (б) мобильный сканирующий рамановский лидар.

Первый натриевый лазерный радар для средней атмосферы в Китае был разработан в 1996 году в Уханьском институте физики и математики. 98 Лидар Рэлея и натрия был разработан Уханьским университетом. 99 Лазерный радар работает на длинах волн 532 и 589 нм и обнаруживает рэлеевское обратное рассеяние, рамановский сигнал N2 и h3O и флуоресценцию натрия.Подобные натриевые лазерные радары также были разработаны в Университете науки и технологии Китая, 100 и Уханьском университете. 101 Уханьский университет разработал железный лидар Больцмана для измерения температуры мезопаузы. 102 Национальный центр космических наук разработал натриевый флуоресцентный доплеровский лидар для наблюдения за температурой и ветром. 103 В настоящее время для наблюдения за средней атмосферой работают пять лазерных радаров (в Ухане, Хэфэе, Циндао, Пекине и Хайнане).

4.4.

Лазерное радиолокационное зондирование в Японии

В Японии Inaba и Kobayashi 104 из Университета Тохоку предложили лазерный радар с комбинационным рассеянием для определения загрязнения воздуха над промышленными районами Японии. Лазерные радары комбинационного рассеяния показаны на рис. 19. Для лазерного радара комбинационного рассеяния был разработан азотный молекулярный лазер с ультрафиолетовым излучением на длине волны 337,1 нм. Молекулярно-колебательные спектры комбинационного рассеяния света CO2, O2, N2 и h3O наблюдались в чистом воздухе, и впервые было показано, что основные молекулы воздуха могут быть обнаружены отдельно.Также в выхлопных газах автомобилей в воздухе были идентифицированы различные молекулы, такие как O3, CO, Ch5, жидкий и парообразный h3O. После этого эксперимента Nakahara et al. разработали мобильную сканирующую рамановскую лазерную радарную систему. 105 в Mitsubishi Electric Co. Ltd. с использованием луча второй гармоники Nd:YAG-лазера на длине волны 532 нм. Было показано, что молекулы SO2 в шлейфе сточных вод дымовой трубы обнаруживаются с чувствительностью к концентрации 1000 частей на миллион на наклонном расстоянии 220 м. Рамановский лазерный радар также использовался для определения влажности с помощью спектроскопического обнаружения комбинационного рассеяния водяного пара и постепенно был расширен для определения коэффициентов ослабления атмосферных аэрозолей путем одновременного измерения спектров Ми и спектров комбинационного рассеяния азота.

После демонстрации высокой чувствительности лазерного радара с резонансным рассеянием в 1969 году 106 было разработано несколько лидаров с резонансным рассеянием Na (натрия), о которых сообщалось Aruga et al. 107 в Университете Тохоку и Nagasawa et al. 108 в Университете Кюсю.

Стратосферный озон был измерен Uchino et al. 109 в Университете Кюсю в 1978 году с использованием XeCl-лазера с разрядной накачкой на длине волны 308 нм на основе метода дифференциального поглощения.В 1988 г. НИИ метеорологии разработал мобильный лазерный радар для одновременного измерения озона, температуры и аэрозолей в стратосфере. 110 Они использовали три линии Стокса (276, 287 и 299 нм) вынужденного комбинационного рассеяния от ячейки с углекислым газом, накачиваемой Nd:YAG-лазером (266 нм). 111 Национальный институт экологических исследований (NIES) также разработал такой же тип DIAL для озона.

Для выяснения механизмов потери озона в полярной стратосфере, известной как «озоновая дыра», был разработан эксимерный XeF-лазер с энергией в импульсе 200 мДж и частотой повторения 80 Гц на длинах волн 351 и 353 нм. Он был использован в 1986 году для наблюдения за молекулярной плотностью и температурой в диапазоне высот средней атмосферы Т. Шибата и соавт. в университете Кюсю. 112

Для изучения потенциала рассеяния Ми в 1979 году в Национальном институте экологических исследований NIES в Японии был построен большой сканирующий лазерный радар с энергией импульса 400 мДж на длине волны 532 нм и частотой повторения 25 Гц. (Рис. 20). Лазерный радар использовался в различных исследованиях по рассеянию Ми для измерения структуры пограничного слоя атмосферы, распределения аэрозолей и оптических характеристик. 115

Рис. 20

Большая сканирующая лидарная система (NIES): (а) схематическая диаграмма, (б) фотография лидара и (в) структура фронта морского бриза.

5.

Лазерные радары с визуализацией

5.1.

Early Laser Radar Imaging

Лазерные радары с визуализацией обычно генерируют трехмерное облако точек области путем измерения дальности и времени прохождения лазерных сигналов в большом количестве положений по азимуту и ​​углу места. Для измерения дальности при большом количестве угловых положений изначально использовались сканеры.Совсем недавно стали доступны массивы детекторов, позволяющие получать изображения со вспышкой. При визуализации со вспышкой массивы детекторов используются для одновременного получения данных о дальности в нескольких угловых точках. Лазерные радары с визуализацией могут получать отражательную способность, спектральные параметры, поляризацию, доплеровский сдвиг и трехмерные данные. Эта широта данных является причиной того, что мы ссылаемся на богатую феноменологию лазерного радара. Военные и охранные приложения включают в себя распознавание целей, определение местоположения цели, выбор точки прицеливания, отслеживание и наведение оружия.Военный лазерный радар для получения изображений вызвал интерес в 1970-х и 1980-х годах. Важный вклад был сделан MIT/LL. 116 Инфракрасный бортовой радар (IRAR) Испытательный стенд MIT/LL был в первую очередь экспериментальной системой распознавания целей. радар, который перевозился либо на грузовике, либо на борту самолета.

Примеры изображений из MIT/LL показаны на рис.21. Слева — изображение моста, полученное с помощью лазерного радара IRAR CO2 (10,59  мкм), в котором диапазон до каждого элемента изображения закодирован цветом. Данные, собранные в исходном наклонном виде, преобразуются в вид сверху, как показано на вставке. Эта возможность вращения является одним из преимуществ трехмерной визуализации. Этот вид может быть полезен для ГСН, использующих для наведения особенности местности. Затем доплеровское изображение скорости было получено с помощью перевозимого на грузовике радара с CO2-лазером. Доплеровский сдвиг каждого из ~16 000   пикселей изображения был извлечен процессором поверхностных акустических волн с частотой кадров 1 Гц.Скорость отображается в цвете. Способность обнаруживать движущиеся части транспортного средства обеспечивает мощное средство для выделения целей из помех. Следующее изображение, полученное с помощью лазерного радара на основе GaAs (0,85  мкм), представляет собой изображение танка, скрытого за маскировочной сеткой, в виде «угол-угол-дальность». Лазерный радар использует высокоточный синусоидальный амплитудно-модулированный сигнал при наблюдении за танком в сценарии, направленном вниз. Камуфляжная сеть была легко удалена из изображения, чтобы оставить изображение танка под фонарём. Крайнее правое изображение представляет собой доплеровское изображение спутника LAGEOS, полученное с помощью широкополосного радара с лазером на углекислом газе.Это изображение было сделано с полосой пропускания 1 ГГц. Доплеровское разрешение по скорости составляет ∼30  см/с. Цвет на изображении представляет относительную амплитуду сигнала.

Рис. 21

Изображения, полученные с помощью лазерных радиолокационных систем MIT/LL: (a) CO2-лазерно-радарные изображения моста, (b) доплеровское скоростное изображение UH-1, (c) лазерно-радарное изображение танк, скрытый маскировочной сеткой, и (d) дально-доплеровское изображение спутника LAGEOS, полученное широкополосным лазерным радаром CO2 в Файрпонде.

Первые радары лазерной визуализации были созданы компанией Raytheon. 118 , 119 Одним из примеров был тройной лазерный радар, содержащий волноводный лазер CO2 мощностью 15 Вт и гальванометрический сканер, телевизор и ИК-камеру InSb. Эта система использовалась в многочисленных кампаниях по оценке технологии создания изображений с помощью лазерных радаров. Параллельно с когерентными лазерными радарами сканирующие лазерные радары прямого обнаружения стали более интересными из-за несколько лучших характеристик записи интенсивности (меньше проблем со спеклами), а также лучшей точности и разрешения по дальности.Примером сканирования лазерных радаров прямого обнаружения в США в начале 1990-х годов был лазерный радар Hercules Defense Electronic Systems, 120 , который работал на длинах волн 1,047 и 1,319 мкм Nd: YLF. Сообщалось, что переход 1,319 мкм дает примерно на 6–8 дБ меньшую пиковую мощность, чем переход 1,047 мкм, но дает преимущество в виде значительно улучшенных характеристик безопасности для глаз. Другим примером является система лазерного радара Fibertek Helicopter (HLR), 121 , которая была разработана в первую очередь для отслеживания рельефа местности и обхода проволочных препятствий. Система HLR генерирует безопасное для глаз излучение с длиной волны 1,54 мкм с помощью передатчика Nd:YLF и оптического генератора KTP. Лазер Nd:YLF генерирует импульсы длительностью 5 нс с частотой повторения импульсов до 15 кГц. Средняя мощность на длине волны 1,54  мкм составляла ∼1,0  Вт.

Ранние работы по созданию лазерных радаров в Европе включали когерентные системы CO2 во Франции 122 и Швеции. 123 125 На рисунке 22 показан пример многофункциональной радарной системы с когерентным лазером на CO2, разработанной в 1980-х годах в FOI. В этой системе был построен импульсный лазерный радар с программируемым передатчиком для изучения комбинированных возможностей доплеровского и дальномерного изображений.Исследован новый метод 126 для сегментации местности на основе данных о дальности. В основе подхода лежало моделирование значений дальности, полученных по горизонтальным и вертикальным разверткам, как кусочно-постоянного (или линейного) сигнала в случайном шуме.

Рис. 22

Диапазон и скорость визуализации с импульсным CO2-лазером (FOI). (а) ТВ-изображение скрытого резервуара, (б) ТВ-изображение с наложением изображения дальности от когерентного лазерного радара на СО2 и (в) «доплеровские пиксели», наложенные на ТВ-изображение.

5.2.

Программы формирования изображений с контролируемым диапазоном

Программы получения двухмерных изображений с контролируемым диапазоном появились в 1990-х годах. В ВВС США была программа под названием ERASER. 8 Идея заключалась в том, чтобы использовать лазерный целеуказатель уже на самолете для увеличения дальности распознавания. Целеуказатель имеет более короткую длину волны, чем тепловизор, и может обеспечить лучшее угловое разрешение с ограничением дифракции и более длинный диапазон идентификации, чем тепловизионная камера. Лазерная система также обеспечивает собственное освещение, поэтому она не так подвержена изменениям времени суток, как, например, пересечение в тепловизионном изображении. Изображение со стробированием по дальности также дает очень хорошую контрастность фона цели, особенно если цель видна в режиме силуэта.

Исследование, проведенное армией США, начатое ВВС США, инициировало закрытую работу по двумерной визуализации, а также провело моделирование и тестирование прототипа оборудования. 127 Производительность систем с стробированием по дальности ограничена параметрами сенсора, а также спеклами, вызванными целью и атмосферой, отклонением луча и танцем изображения, 128 , 129 , поскольку двумерные формирователи изображений обычно прямое обнаружение спеклов, которые можно уменьшить, используя более широкую полосу пропускания лазера для усреднения спеклов.Дробовой шум, близкий к пределу диапазона, ограничивает качество изображения. Интеграция кадра в кадр часто используется для уменьшения эффекта мерцания и целевых спеклов, и в этом случае становятся важными пляски изображения и время атмосферной когерентности. Трехмерные изображения с разрешением по диапазону могут быть реконструированы из серии изображений со скользящим стробированием. 130

Активная двумерная визуализация с закрытым входом была изучена в основных оборонных исследовательских лабораториях. Недавно на SPIE был опубликован обзор изображений с контролируемым диапазоном в FOI, включая моделирование производительности. 131 Работа включала в себя системы с диодным лазерным стробированием, системы с длиной волны 532 нм и, недавно, безопасный для глаз 1,5  мкм с использованием технологии трубок Intevac. В более поздних публикациях 132 FOI и IOSB опубликовали результаты своих исследований как моно-, так и бистатических конфигураций с системами с регулируемым диапазоном 1,5 мкм. Примеры приложений с ограниченным диапазоном для морской среды включают идентификацию малых надводных судов 133 135 и водолазов. Просмотр со стробированием для подводной съемки был протестирован в течение длительного времени 136 138 и недавно использовался со стробированием по дальности с субсантиметровой точностью. 139 Исследованы системы сканирования для обнаружения подводных объектов перед кораблями. 140

5.3.

Трехмерные лазерные радары

Разработка трехмерных импульсных лазерных радаров с информацией об интенсивности и дальности в каждом пикселе, полученной от одного светового импульса, способствовала исследованию матричных детекторов в фокальной плоскости. Массивы APD на основе HdCdTe представляют большой интерес и разрабатываются несколькими группами, такими как Raytheon, 141 DRS, Sofradir/Leti, 142 и Selex. 143 Помимо линейных решеток ЛФД большое внимание уделяется детекторам счета фотонов гейгеровских ЛФД (GMAPD). Массачусетский технологический институт/LL стал пионером в разработке GMAPD для таких программ лазерных радаров, как Jigsaw. 144 , 145 Трехмерные лазерные радары Jigsaw позволяют видеть сквозь щели в камуфляже и между листьями в растительности. Массачусетский технологический институт / LL разработал лазерный радар, который создавал трехмерные изображения с высоким разрешением с использованием коротких лазерных импульсов и матрицы GMAPD 32 × 32 в фокальной плоскости с независимыми цифровыми схемами подсчета времени полета в каждом пикселе. 146 , 147 На рис. 23 показан пример результатов Jigsaw. Цель под деревьями можно увидеть после «обрезки дальности» сгенерированного трехмерного облака точек с лазерного радара.

В 2010 году для игровых приставок было продемонстрировано новое применение трехмерного лазерного радара. Это был Kinect первого поколения, датчик движения, в котором расстояние определялось по принципу триангуляции. В 2012 году была выпущена версия Kinect для Windows, основанная на принципе времени прохождения.Его датчики измеряют синхронизированную разность фаз между излучаемым и принимаемым сигналами. Ближний инфракрасный свет от светодиодов модулируется синусоидальной (или любой другой периодической) функцией. Каждый пиксель датчика измеряет количество света, отраженного сценой, четыре раза через равные промежутки времени для каждого периода, что позволяет параллельно измерять его фазу. Этот метод фазовой демодуляции широко известен как выборка «четырех сегментов» и позволяет вычислить расстояние до объекта. В качестве сенсора используется CMOS-чип, состоящий из так называемых интеллектуальных пикселей, каждый из которых измеряет отдельное расстояние до наблюдаемой сцены.Количество пикселей в изображениях составляет 176×144 в камерах Swissranger SR3000 и SR4000 и 204×204 в камере PMD CamCube. Для дальнейшего чтения мы рекомендуем посмотреть Ref. 148.

Рис. 23

Пример данных от Лобзика, обнаруживающего танк-мишень под деревьями.

Протыкание листвы также изучалось в других лабораториях. Грёнвалл и соавт. 149 предложил последовательный подход к обнаружению и распознаванию искусственных объектов в естественной лесной среде с использованием данных трехмерных лазерных датчиков.Армбрустер 150 обсуждает использование изображений дальности для примеров, взятых из области обхода препятствий вертолетом, обнаружения объектов в приложениях наблюдения, распознавания объектов на большом расстоянии, отслеживания нескольких объектов и повторной идентификации объектов в последовательностях изображений дальности. Он утверждает, что характеристики автоматического распознавания целей (ATR) объектов, обнаруженных трехмерными лазерными радарами, могут превосходить не только двухмерные ATR, но и возможности человеческого зрения.

Другой американской программой была программа SPI 3-D 151 , направленная на «разработку и демонстрацию способности обеспечивать точную геолокацию наземных целей в сочетании с трехмерными изображениями высокого разрешения на полезных расстояниях».Эти двойные возможности были обеспечены с помощью пакета датчиков, состоящего из коммерчески доступных компонентов. Он был способен обеспечить «точность оптического качества на расстоянии радиолокационного зазора» и имел способность преодолевать ограниченное затемнение от воздействия оружия и проникать сквозь умеренную листву.

5.4.

Визуализация для наведения оружия

Лазерные радары с визуализацией могут расширить возможности наведения лазерного оружия в полуактивном или лучевом режиме. Недостатком является повышенная сложность наличия лазера в составе ГСН.Сканирующие лазерные радары интенсивно изучались в Соединенных Штатах для применения в ракетах. Обнаружение целей и самонаведение также изучались для ГСН «воздух-воздух» и в космосе для программы СОИ. Самые большие инвестиции в технологию лазерной радиолокационной ГСН были сделаны для ГСН «воздух-земля». Недорогая автономная система нападения (LOCAAS) была демонстрационной программой 152 , управляемой ВВС (Эглин, Флорида). Программа LOCAAS AFRL была прекращена в середине 2006 года, но производство не было запущено.ГСН была основана на сканирующем лазерном радаре, генерирующем трехмерные изображения целей со встроенными в систему ATR и выбором точки прицеливания. Барражирующая ударная ракета 153 была проектом в рамках Передовой боевой системы США, основанным на технологии лазерного радара, разработанной для LOCAAS. В статье Andressen et al. 154 дает некоторое представление об этой технологии.

5.5.

Применения для обхода препятствий

В Европе интерес к технологии лазерной радиолокационной ГСН с визуализацией был более ограниченным по сравнению с Соединенными Штатами.Одним из примеров оперативной системы обхода препятствий для вертолетов является немецкая система Hellas 155 , разработанная EADS. Система Hellas была разработана для своевременного предупреждения пилотов о препятствиях и обнаружения тонких проводов на расстоянии до 1 км от платформы. Он также имеет систему восстановления после отключения питания. Во время взлета и посадки вертолеты могут столкнуться с серьезными проблемами с затемнением или затемнением в пыльных, песчаных и заснеженных районах, поскольку поток лопастей несущего винта создает облака пыли вокруг вертолета.С помощью лазерного радара пилоту предоставляется дополненное усиленное синтетическое видение зоны приземления с окружающей обстановкой на основе данных изображения дальности, а также альтиметрической и инерциальной опорной информации.

Другие лазерные радарные системы обхода препятствий были разработаны в Израиле и США. Трехмерное лазерное радиолокационное изображение имеет потенциал для многих других приложений, включая робототехнику, визуализацию местности, дополненное зрение, разведку и так далее. Были предложены и реализованы различные типы трехмерных лазерных датчиков. 156 158 Для минимизации передаваемой энергии Mitsubishi Electric Corporation предложила импульсный трехмерный лазерный датчик с двухмерным сканированием передающего луча и безсканирующим приемником. 159 Конфигурация системы показана на рис. 24. Лазер представляет собой импульсный волоконный лазер с длиной волны 1,5 мкм, энергией импульса 2  мкДж и длительностью 10 нс. Диаметр луча коллимированного луча составляет около 1 мм. Диаметр апертуры приемной оптики составляет 15 мм. FOV приемника составляет около 6×6  град.Процессор сигналов генерирует изображение интенсивности, изображение диапазона и, следовательно, трехмерное изображение путем объединения информации об угле для каждого пикселя. Чтобы система могла получать правильные трехмерные изображения, обработка включает в себя флаг обнаружения пика, указывающий, распознает ли детектор диапазона и интенсивности принятый сигнал или нет.

Рис. 24

Системы предотвращения препятствий (Mitsubishi Electric Corporation).

5.6.

Лазерные радары с флэш-памятью

Большая часть исследований в области лазерных радаров с визуализацией сегодня сосредоточена на флэш-изображениях.Пока эта технология основана в основном на двумерных изображениях с контролируемым диапазоном. Приложение в основном ориентировано на наведение, то есть на распознавание целей на больших расстояниях, чем может обеспечить взаимодействующая ИК-камера, что позволяет увеличить дистанцию ​​​​дистанции для выстрела из оружия. Другими приложениями для флэш-изображений являются системы угроз и наблюдения / картографирования, сочетающие технологию трехмерной фокальной плоскости и сканирование (см. Упомянутую выше систему Jigsaw).

На рисунке 25 показан бортовой лазерный радар с импульсной вспышкой, разработанный компанией Northrop Grumman Aerospace Systems. 160 Система «flash» имела массив пикселей 128 × 128   со схемой считывания и интегрирования (ROIC), способной сохранять изображение каждые 0,5 нс. ROIC захватывает 20 изображений с интервальной съемкой для каждого импульса. Это может обеспечить профиль по дальности в каждом угловом положении. Эти временные изображения затем используются для расчета оценок дальности целевой области. Он использовал ламповую накачку Nd:YAG OPO с длиной волны 1,57  мкм, мощностью 50 мДж на импульс, шириной импульса 6,7 нс и частотой кадров 30 Гц. В каждом местоположении 2-D пикселя у нас есть 20 измерений позиций диапазона, разделенных 2.2 нс в диапазоне.

Рис. 25

Бортовой импульсный лазерный радар, разработанный компанией Northrop Grumman Aerospace Systems: (а) общий вид и (б) принципиальное объяснение.

Процессинг для просмотра с лазерным стробированием был разработан TNO Defence, Security and Safety (Нидерланды), 161 на основе устройства просмотра с лазерным стробированием Intevac Livar 4000 (рис.  26). Использовался безопасный для глаз лазер с длиной волны 1,5   мкм и камера EBCMOS для стробированного просмотра (минимальное смещение ворот: 1,0 м, минимальная ширина ворот: 20 м).

Рис.26

Просмотр с лазерной селекции с использованием системы просмотра Intevac Livar 4000 с лазерной селекции.

Рис. 27

Слева: принципы работы радара SAL. Справа: обработанные данные SAL, наблюдение за грузовиком сквозь листву. На этом изображении объединена информация из четырех отдельных видов (Northrop Grumman).

Рис. 28

Пример сбора трехмерных городских данных с использованием лидара в режиме Гейгера. С веб-страницы Harris Corporation.

Рис. 29

Пример лидарной батиметрической системы (Hawk Eye III от Leica Geosystems).Цвет от зеленого до синего указывает на глубину воды.

5.7.

Лазерные радары с синтезированной апертурой

Радары с синтезированной апертурой (SAR) — это зрелая область, которая была разработана для восстановления микроволновых изображений высокого разрешения с использованием антенн разумного размера. Их принцип основан на накоплении полевой информации по мере движения радара относительно цели. В этом случае становится доступной информация о полном поле на большой площади плоскости зрачка. Для микроволнового радара информация о поле в плоскости зрачка позволяет моделировать синтетическую апертуру длиной в километры в одном направлении.Поскольку информация о поле содержит как фазу, так и интенсивность, мы можем преобразовать Фурье это изображение в плоскости большого зрачка, чтобы создать изображение с высоким угловым разрешением в измерении с длинной синтетической апертурой. Если SAR имеет широкую полосу пропускания, он также может обеспечить высокое разрешение по дальности. Таким образом, SAR может обеспечить высокое угловое разрешение в одном измерении и высокое разрешение по дальности во втором измерении, обеспечивая изображение с высоким разрешением. Таким образом, метод РСА применим при относительном поперечном движении между РЛС и целью, при этом улучшение разрешающей способности достигается за счет увеличения эффективного размера апертуры в направлении движения. SAR работают в микроволновом и миллиметровом диапазоне длин волн и широко используются для улучшения пространственного разрешения в дальней зоне по сравнению с обычными радарами с ограничением дифракции. Поскольку микроволновые радары имеют ограниченное разрешение реального луча, был большой стимул для разработки SAR; длина волны микроволн также относительно велика, что позволяет компенсировать движение до доли длины волны.

Этот метод был распространен на оптические/инфракрасные длины волн с помощью CO2-лазеров, 162 , 163 и Nd:YAG-лазеров. 164 , 165 Поскольку разница в длинах волн синтетических апертур может быть намного меньше на оптических длинах волн, компенсация движения должна по-прежнему компенсировать любые фазовые изменения, превышающие долю длины волны. Если ваша длина волны составляет 3 см, как в SAR, вы должны компенсировать изменения до <3  мм. Если ваша длина волны составляет 10  мкм, вам нужно будет компенсировать изменения <1  мкм, а для лазерного радара с длиной волны 1 мкм вам нужно будет компенсировать изменения <0. 1  мкм. После этих первоначальных исследований лидара с синтезированной апертурой и лазера с синтезированной апертурой (SAL) технико-экономические исследования продолжались без перерыва. 166 168 Высокая разрешающая способность SAL может быть использована в качестве преимущества не только для приложений дальнего действия (например, космическая съемка), но и для коротких расстояний, если требуется очень высокое угловое разрешение. Примеры изображений SAL с высоким разрешением показаны на рис.  27. Поскольку фокусировкой SAL можно управлять, регулируя предполагаемый диапазон в фильтре сжатия импульсов, можно отображать цели с изменениями диапазона без ухудшения разрешения вдоль пути.Примером такого ближнего применения является контроль качества продукции, когда объект имеет переменный рельеф поверхности.

6.

Картографические лазерные радары

6.1.

Картографирование местности

Сканирующие лазерные радиолокационные системы хорошо зарекомендовали себя для картографирования местности и зондирования глубины. Гражданский рынок лидирует в этой области последние 20 лет. Как космические, так и бортовые лазерные радарные системы, а также наземные лазерные радары были разработаны несколькими разными поставщиками.Большое количество публикаций и приложений, а также быстрое развитие аппаратных средств свидетельствуют о большом интересе к этой технологии. Книга, в которой содержится хороший обзор методов топографического лазерного сканирования, была опубликована Шаном и Тотом. 169

Многие военные приложения совпадают с гражданскими. Основное различие заключается в том, как данные обрабатываются и используются. Военные системы часто имеют более высокую потребность в охвате территории, скорости и / или пространственном разрешении, и им, возможно, придется работать на больших высотах и ​​в ночное время, а также быть более скрытными.Военным картографическим системам также может потребоваться многофункциональность. Тактическое картографирование можно сочетать с возможностями наблюдения и целеуказания. Существует также растущая тенденция к тому, чтобы военные лазерные радарные системы работали с беспилотных платформ [таких как беспилотные наземные транспортные средства (UGV), например, автономный автомобиль; беспилотный летательный аппарат (БПЛА), широко известный как «дрон», автономный подводный аппарат для работы под водой), подчеркивающий потребность в малых размерах, весе и энергопотреблении.

Воздушные картографические системы большой площади с использованием обычного сканирования и линейных APD были разработаны несколькими компаниями (Optech/Teledyne, Riegl, Leica).Они могут летать на высоте от 5 до 6 км и иметь частоту повторения импульсов до 1 МГц. Последние тенденции заключаются в том, чтобы сделать системы небольшими и компактными, а также объединить лазерное сканирование с цифровыми и гиперспектральными камерами. Примером компактной системы является Dragon Eye, разработанная AHAB 170 в Швеции (теперь Leica GeoSystems). Он имеет лазерную ЧПИ до 1 МГц и работает на высоте до 15 600 м. Головка датчика весит 37 кг, а блок управления — 53 кг.

Технология подсчета фотонов GMAPD позволяет еще быстрее собирать данные.Это связано с военными разработками ВВС США и DARPA. Утверждается, что датчик, предлагаемый Harris Corporation 171 , позволяет картографировать большую площадь, чем это было возможно до сих пор, и собирать данные в 10 раз быстрее и с в 10 раз более высоким разрешением, чем с датчиками линейного лидара. Датчик Харриса представляет собой импульсный лазерный радар, использующий большую матрицу фокальной плоскости GMAPD. На рис. 28 показаны изображения с этого лазерного радара для трехмерного картографирования.

Лазерные сканеры используются на UGV для навигации и обхода препятствий.Наиболее массовая демонстрация успеха лазерных сканеров была для UGV112, где лазерные сканеры были ключевыми датчиками. Системы от Teledyne Optech 172 и Velodyne Lidar 173 являются примерами коммерческих лазерных радаров для картографирования дорог со многими потенциальными военными приложениями (например, создание синтетических сред, обнаружение самодельных взрывных устройств и т. д.). Говорят, что точность составляет порядка сантиметров на максимальной дальности от 100 до 250 м.Скорость измерения составляет от 1 до 2 миллионов точек в секунду. Это обеспечивает расстояние между точками 6 см на расстоянии 10 м для скорости транспортного средства 43  км/ч.

Автомобильный лазерный радар становится очень важным датчиком для беспилотных автомобилей. Это может быть первое широко распространенное коммерческое применение технологии лазерного радара. Это заставит технологию быть маленькой и компактной по цене в несколько сотен долларов за лазерный радар.

6.2.

Лазерная батиметрия

Бортовая лазерная батиметрия или гидрография — это метод измерения глубины относительно мелких прибрежных вод. 174 Типичные области применения включают батиметрические исследования федеральных судоходных каналов, крупных прибрежных районов, портов и гаваней, проекты по защите берегов, например, пристани и волнорезы, коралловые рифы, пляжи, береговые линии и места захоронения земснарядов. 175 , 176 Топографическая съемка над водной поверхностью может проводиться одновременно. Данные могут быть получены для моделирования штормовых нагонов и для мониторинга песка в качестве местного ресурса. В обзорном документе 177 философия проектирования аппаратного и программного обеспечения обсуждается в соответствии с критическими соображениями проектирования и историей развития бортовой лидарной батиметрии.На рис. 29 показан пример батиметрического лазерного радара.

Примеры стран, которые разработали и используют лазерную радиолокационную батиметрию, включают США, Австралию, Швецию, Канаду и Россию. В 1990-х годах системы начали работать в Австралии (LADS 178 ), США (SHOALS 179 ) и Швеции (Hawk Eye 180 ). Практический диапазон глубин для картирования дна составляет около 3 глубин по Секки, то есть от 5 до 40 м в прибрежных водах.

7.

Лазерные микрорадары

7.

1.

Оптическая когерентная томография

Метод, получивший название ОКТ 181 , представляет собой комбинацию времяпролетных измерений и интерферометрии. Это было реализовано с помощью интерферометра Майкельсона путем замены одного из зеркал на исследуемый объект (рис. 30). Используется источник света с короткой длиной когерентности; поэтому более правильным термином будет оптическая низкокогерентная томография. Опорное зеркало, расположенное в плоскости R, и плоскость объекта отображаются на детекторе, который сфокусирован на плоскости R’.Плоскости R и R’ находятся на одинаковом расстоянии от источника света.

Рис. 30

(а) базовая установка оптического микрорадара, (б) 3-D реконструкция изображения монеты и (в) томограммы глазного дна.

На изображение объекта накладывается опорная волна. Интерференцию можно наблюдать локально, когда пути света от эталона и объекта примерно равны. Измерение основано на помехах. Из-за малой длины когерентности интерференция происходит только в пределах тех спеклов, которые соответствуют поверхностным элементам, близким к плоскости R’. Эти области обнаруживаются и сохраняются, пока объект медленно перемещается по оси z. Точно так же эталонное зеркало может быть подвижным, когда объект неподвижен. Пример профиля, восстановленного по этой методике с использованием дополнительного (x,y) сканирования, представлен на рис. 31, на котором изображена монета.

Рис. 31

Поместив в качестве объекта исследования человеческий глаз в плоскости R′, перемещая плоскость R в осевом направлении z, можно получить профиль обратного рассеяния от тканей и поверхностей глаза.При сканировании в направлениях x-y можно реконструировать трехмерное изображение [Рис. 30(с)]. За последние десятилетия появились сотни публикаций, сообщающих о многочисленных модификациях ОКТ и применениях в различных областях, особенно в медицине: строение глаза, трехмерная визуализация сосудов, кровоток в сосудах, причем не только в офтальмологии, но и в медицине. также в сердечно-сосудистых исследованиях, черепной васкуляризации и так далее. В нашей короткой статье нет места для охвата всех вариантов ОКТ и его применения, поэтому мы обращаемся к читателям в книгах энциклопедического толка. 182 184

7.2.

Капиллярная велосиметрия

Для демонстрации применения ОКТ-капиллярной велосиметрии в исследованиях сосудов головного мозга, in vivo визуализация коры головного мозга крыс использовалась ОКТ-микроскопом с длиной волны 1310 нм/Фурье-областью. 185 Источник света состоял из двух суперлюминесцентных диодов, обеспечивающих спектральную полосу пропускания 170 нм. Аксиальное (по глубине) и поперечное разрешение составляло 3,6   мкм в ткани, полная ширина на половине максимума, а скорость визуализации составляла 47 000 осевых сканирований в секунду (17.время экспозиции 3 мкс), достигнутое с помощью камеры линейного сканирования InGaAs. Капиллярную велосиметрию и ее визуализацию проводили во время гиперкапнической провокации у крыс. Пример такой визуализации приведен на рис. 31.

Был введен еще один томографический метод, основанный на лазерном спекл-контрасте 186 , который позволяет реконструировать трехмерное распределение кровотока в глубоких тканях. В экспериментальной установке для исследования образца используется лазерный диод непрерывного действия с регулируемой температурой (785 нм, 90 мВт).Пара гальвоуправляемых зеркал используется для сканирования точечного лазерного источника. Источник света фокусируется на нижней части образца, а полученные спекл-структуры отображаются сверху с помощью монохромной КМОП-камеры со временем экспозиции 1 мс. Поле зрения по горизонтали составляет около 4 см, диаметр пикселя – 3×10-4  см. Лазер устанавливали в каждом положении в течение 0,5 с для получения 35 изображений интенсивности. Пример трехмерного графика реконструированной скорости потока для исходной скорости 3.18  см/с показано на рис. 32.

Рис. 32

Срезы распределения скорости потока.

7.3.

Зондирование волнового фронта

В ответ на развитие методов коррекции зрения Molebny et al. в 1996–1998 годах разработал три типа приборов для измерения неоднородности рефракции человеческого глаза: однолучевое прямое обнаружение трассировки лучей, 187 двухлучевое когерентное трассирование лучей, 188 и зондирование Гартмана-Шака с голографической матрицей линз. 189 Однолучевая лучевая аберрометрия основана на принципе лазерного радара: лазерный луч проецируется в глаз параллельно оптической оси, а позиционно-чувствительный детектор измеряет положение проекции луча на сетчатке. Лицензия была передана компании Tracey Technologies, штат Техас, США, и теперь прибор iTrace находится в массовом производстве как один из лучших клинических аберрометров (рис. 33).

Рис. 33

(a) аберрометр трассировки лучей iTrace и (b) отображаемые данные.

В 1999 году Navarro и Moreno-Barriuso 190 опубликовали свои результаты по трассировке лазерных лучей, основанные на электромеханическом сканировании, с неутешительными выводами — трассировка лучей не подходит для исследований глаза вживую, поскольку для одного измерения требуется несколько секунд. В iTrace выходная мощность непрерывного лазерного диода составляет около 1 мВт, а продолжительность проецирования в одной точке составляет 1 мс или меньше. Акустооптический дефлектор переключает положение луча с переходным временем <10  мкс. Пример отображаемых данных представлен на рис.33.

8.

Призрачные лазерные радары

Призрачный лидар — это модальность, требующая сравнения информации из двух каналов (например, изображения с когерентным освещением, такие как голография или ОКТ). Идея состоит в том, чтобы восстановить изображение с высоким разрешением, используя фазовый поиск. Он был описан в 1990 году. 191 Массив точечных детекторов измеряет интенсивность оптического поля в плоскости большой апертуры [Рис. 34(а)]. Светоделитель после малоапертурного телескопа позволяет одновременно регистрировать интенсивность в двух плоскостях: обычной фокальной, где существует дифракционно-ограниченное изображение объекта, и фурье-образ его малоапертурной плоскости.Рисунок 34(b) представляет собой блок-схему, показывающую, как эти три измерения интенсивности используются для извлечения фазы по большой апертуре и восстановления изображения с высоким разрешением.

Рис. 34

(a) Принцип восстановления фазы с использованием изображения с низким разрешением, (b) реконструкция изображения с высоким разрешением на основе измерений интенсивности и (c) архитектура фантомного изображения.

Термин «фантомное изображение», который был придуман вскоре после первых экспериментов, подчеркивает тот факт, что ни один из каналов сам по себе не является достаточным для получения целевого изображения.Только сопоставив два фототока, вы получите достаточно сигнала для создания изображения. В связи с интенсивным поиском теоретиками наилучшего решения призрачное изображение было названо «темой с вариациями». 192

Сообщалось о многих экспериментах с фантомными изображениями, как для пропускания 193 196 , так и для отражения вдали. 197 199 Эксперименты показывают, что два коррелированных оптических луча проходят разные пути и падают на два пространственно разнесенных фотодетектора: один луч взаимодействует с мишенью, а затем освещает однопиксельный детектор, не обеспечивающий пространственного разрешения (опорный канал), тогда как другой луч проходит независимый путь и попадает на сканирующий детектор-обскуру или камеру высокого разрешения (сигнальный канал) без какого-либо взаимодействия с целью. Изображение получается путем корреляции выходных фототоков этих фотодетекторов [рис. 34(с) показан пример архитектуры для случая передачи изображения].

Последующая теоретическая работа была посвящена влиянию атмосферной турбулентности 200 и турбулентности в сочетании с лазерным спеклом 201 на характеристики фантомных изображений. Эти исследования и связанная с ними экспериментальная работа 177 определили условия, при которых пространственное разрешение фантомных изображений становится ограниченным турбулентностью, а не дифракцией.

Обычный лазерный радар, освещающий поле зрения, имеет предел турбулентности пространственного разрешения, определяемый длиной атмосферной когерентности во входном зрачке приемника. С другой стороны, фантомный формирователь изображений для той же среды имеет предел турбулентности пространственного разрешения, установленный длиной атмосферной когерентности в выходном зрачке структурированного осветителя. 178 Таким образом, для бистатической конфигурации, когда длина атмосферной когерентности в выходном зрачке передатчика значительно больше, чем во входном зрачке приемника, фантомный формирователь изображений будет давать лучшее пространственное разрешение, ограниченное турбулентностью, чем обычный лазерный радар.

9.

Заключение

Лазерные радары прошли множество стадий развития с момента первых попыток использования лазеров для измерения дальности, что привело к широкому военному применению для определения дальности и наведения оружия, особенно лазерного целеуказания, разновидности бистатического лазерного радара. . Дальнейшие исследования привели к разработке систем лазерной визуализации, основанных на 2-D стробированном просмотре, а затем на 3-D визуализации, которая находится в процессе внедрения. Интенсивно разрабатываются системы визуализации, включая более высокое разрешение по дальности и перекрестному диапазону, однофотонные чувствительные матрицы, мультиспектральные или широкоспектральные излучающие лазеры для множества новых возможностей, таких как лучшее проникновение в погоду, возможности смотреть сквозь растительность, сквозь плотные среды, для распознавания целей. и другие приложения.

Что касается гражданского и двойного назначения, то мы обнаружили, что экологические лазерные радары хорошо зарекомендовали себя в исследованиях дистанционного зондирования атмосферы и океана, в то время как лазерные радары для трехмерного картографирования достигли рабочего состояния, с трехмерным картографированием больших территорий в многие страны. Лазеры становятся все более эффективными, становятся меньше и дешевле для потенциального использования в автомобилях или беспилотных транспортных средствах. Использование лазеров в беспилотных автомобилях, вероятно, станет первым широко распространенным коммерческим применением лазерного радара.Это значительно уменьшит размер, вес и стоимость лазерных радаров. Это также позволит широко использовать лазерные радары в беспилотных летательных аппаратах, поскольку они все чаще используются в коммерческих и военных целях.

Лазерная радарная технология находит широкое применение в медицине. Одним из примеров является оптическая низкокогерентная томография, возникшая на основе лидарной интерференционной рефлектометрии с ее широким применением в офтальмологии для исследования глаза с трехмерной реконструкцией его структур, для трехмерного эндоскопического исследования сосудов, усиленного допплерографией 3- Д велосиметрия.Другим прекрасным примером является картирование рефракции человеческого глаза, называемое аберрометрией.

Новые технологии и методы, которые следует изучить в лазерных радиолокационных системах, включают многоапертурные и синтетические апертуры, бистатическую работу, многоволновые или широкоспектральные излучающие лазеры, подсчет фотонов и передовые квантовые методы, а также комбинированные пассивные и активные системы, а также сочетание микроволнового и лазерного излучения. радары. Мы ожидаем, что использование когерентного лазерного радара будет расширяться по мере того, как люди будут находить дополнительные методы использования полных полевых данных, включая информацию о фазе.Что касается компонентов, мы предвидим эффективные универсальные лазерные источники, компактные твердотельные лазерные сканеры для немеханического управления лучом и формирования луча, чувствительные и большие массивы в фокальной плоскости для прямого и когерентного обнаружения, которые будут сочетаться с эффективным оборудованием и алгоритмами для обработки лазерного радара. информацию и высокие скорости передачи данных.

Сравнение достижений в области технологий лазерной локации, разработанных за последние 50 лет по всему миру, показывает всепроникающую привлекательность технологии лазерной локации и ее приложений.

Список литературы

2.

В. В. Молебный, Оптические радиолокационные системы: основы функциональных схем, 183 Машиностроение, Москва (1981). Google ученый

3.

М. С. Малашин, Р. П. Каминский, Ю. Б. Борисов, Основы проектирования лазерных радиолокационных систем, Высшая школа, 208, Москва (1983). Google ученый

4.

И. Н. Матвеев и др., Лазерная радиолокационная техника, 272 Машиностроение, Москва (1984).Google ученый

5. 

П. Ф. Макманамон, Полевое руководство по лидару, 168 SPIE Press, Беллингем, Вашингтон. (2015). Google ученый

6.

П. Ф. Макманамон, Лазерный радар. Прогресс и возможности в области активного электрооптического зондирования, The National Academys Press, Вашингтон, округ Колумбия. (2014). Google ученый

7.

В. В. Молебный, Оптический радар, 183 Kiev University Press, Киев (1981). Google ученый

13.

Т. Кобаяши, « Обзор технологии лазерного дистанционного зондирования для промышленного применения », Промышленное применение лазерного дистанционного зондирования, 3 –15 Bentham Science Publication, Шарджа, Объединенные Арабские Эмираты (2011). Google ученый

14. 

Х. Ху и Дж. Цю, « Обзор лидарных исследований в Китае », Rev. Laser Eng., 3 (2), 85 –88 (1995). РЕКЕДА 0387-0200 Google Scholar

15.

Лебедева А.А., « Вестник оптики », Рождественский опт. соц. Бюлл., 145 11 –15 (2014). Google ученый

17.

В. П. Пономаренко, А. М. Филачев, Инфракрасные методы и электрооптика в России: история 1946–2006 гг., SPIE, Bellingham (2007). Google ученый

18. 

Оружие и технологии в России. XXI век », Электрооптические системы и лазерные технологии, Москва, Оружие и Технологии, 11 720 (2005).Google ученый

20. 

Х. Райдт и Д. Х. Хён, « Мгновенное распределение интенсивности сфокусированного лазерного луча на 0,63  мкм и 10,6  мкм, распространяющегося через атмосферу , заявл. Опт., 14 2747 –2749 (1975). http://dx.doi.org/10.1364/AO.14.002747 APOPAI 0003-6935 Google Scholar

21. 

Кокурин Ю.Л., Курбасов В.В., Лобанов В.Ф., « Лазерная дальнометрия световозвращателя, установленного на «Луноход-1» (на русском языке) , Квантовая Электроника, 5 138 (1971).Google ученый

22. 

Н. Сугимото и др., « Эксперимент по поглощению лазера на длинном пути Земля-спутник-Земля с использованием ретрорефлектора в космосе (RIS) на усовершенствованном спутнике наблюдения Земли (ADEOS) », Дж. опт. A: Чистый Appl. Опт., 1 201 –209 (1999). http://dx.doi.org/10.1088/1464-4258/1/2/015 Академия Google

25. 

С. Ямасита и Т. Окоши, « Улучшение характеристик и оптимизация оптоволоконного усилителя с промежуточным изолятором », Технология фотоники IEEE.Лет., 4 (11), 1276 –1278 (1992). http://dx.doi.org/10.1109/68.166967 IPTLEL 1041-1135 Google Scholar

31.

З. Лю и др., « Измерение атмосферного ветра на малых высотах по комбинированному обратному рассеянию Ми и Рэлея с помощью доплеровского лидара с йодным фильтром ,» заявл. Опт., 41 7079 –7086 (2002). http://dx.doi.org/10.1364/AO.41.007079 APOPAI 0003-6935 Google Scholar

33. 

Н.Ся и др., » Измерение температуры в стратосфере с помощью сканирующего интерферометра Фабри-Перо для извлечения информации о ветре с мобильного доплеровского лидара Рэлея «, Опц. Экспресс, 22 21776 –21789 (2014). http://dx.doi.org/10.1364/OE.22.021775 OPEXFF 1094-4087 Google Scholar

35. 

Н. Мартин, Р. Ганини и К. Шазель, « CLARA-A Франко-британская разработка бортового лазерного радара », в проц.7-я конф. по когерентному лазерному радару, приложениям и технологиям, (1993). Google ученый

39. 

S. W. Henderson et al., « Ветровой лидар », Лазерное дистанционное зондирование, 469 –722 CRC Тейлор и Фрэнсис, Бока-Ратон, Флорида (2005). Google ученый

41.

Оптический и лазерный радар дистанционного зондирования, 318 –381 Springer, Берлин, Гейдельберг (1983). Google ученый

43.

Т. Сакимура и др., « 1,5-мкм лазерный усилитель с высоким коэффициентом усиления и высокой мощностью, использующий планарный волновод Er, Yb:стекло для когерентного доплеровского лидара , в проц. Клео, 114 (2012). Google ученый

44. 

С. Камеяма и др., « Разработка когерентного доплеровского лидара для измерения ветра в Mitsubishi Electric Corporation с конца 1990-х по 2013 год », в рефератах междунар. Конференция по когерентным лазерным радарам, (2013).Google ученый

49. 

И. Ренхорн, Б. Броберг и К. Вильхельмссон, « Когерентный лазерный радар на основе полупроводниковой технологии », в проц. Клео, (1994). Google ученый

50. 

C. J. Karlsson et al., « Полностью оптоволоконный многофункциональный когерентный лазерный радар непрерывного действия с длиной волны 1,55   мкм для измерения дальности, скорости, вибрации и ветра », заявл. Опт., 39 3716 –3726 (2000).http://dx.doi.org/10.1364/AO.39.003716 APOPAI 0003-6935 Google Scholar

54.

А. Л. Качелмиер и К. И. Шульц, « Лазерный датчик вибрации », Лаборатория Линкольна. Дж., 8 (1), 3 –28 (1995). LLJOEJ 0896-4130 Академия Google

60. 

Р. М. Шотланд, « Определение вертикального профиля атмосферных газов с помощью наземного оптического радара », в проц.Третий симп. по дистанционному зондированию окружающей среды (1964 г.), (1965). Google ученый

61.

Х. Инаба и др., « Фундаментальное исследование эксплуатационных характеристик лазерной радиолокационной системы с использованием представления A-scope », Электрон. коммун. Япон., 51-Б 36 –52 (1968). Google ученый

62. 

Аршинов Ю.Ф., Бобровников С.М., Сапожников С.В., « О методике лидарного измерения температуры атмосферы по соотношению сигналов чисто вращательных спектров N2 и O2 », Журнал Прикладной Спектроскопии, 32 (4), 725 –731 (1980).Google ученый

63.

Зуев В.Е., Макушкин Ю.С., Матричев В. Н., « Лазерное зондирование профиля влажности атмосферы », Доклады АН СССР, 257 (6), 1338 г. –1342 (1981). Google ученый

64. 

Оружие и технологии в России. XXI век, 720 Оружие и Технологии, Москва (2005). Google ученый

67.

Сванберг, Атомная и молекулярная спектроскопия: основные аспекты и приложения, Springer, Берлин (2004).Google ученый

68.

Лазерный мониторинг атмосферы, Шпрингер, Берлин (1976). Google ученый

69. 

Т. Фудзи и Т. Фукучи, Laser Remote Sensing, CRC Press, Бока-Ратон, Флорида (2005). Google ученый

70.

А. П. Иванов, Оптика рассеивающих сред, 592 Наука и техника, Минск (1969). Google ученый

71.

А. П. Иванов, Физические основы гидрооптики, 504 Наука и техника, Минск (1975).Google ученый

72.

В. И. Татарский, Распространение волн в турбулентной атмосфере, 548 Наука, Москва (1967). Google ученый

73.

В. Е. Зуев, Распространение лазерного излучения в атмосфере, 287 Радио и Связь, Москва (1981). Google ученый

74.

А. С. Гурвич и др., Лазерное излучение в турбулентной атмосфере, Новосибирск, 277 Наука. (1976). Google ученый

75.

В. А. Банах, В. Л. Миронов, Распространение излучения лазерных радаров в турбулентной атмосфере, 174 Наука, Новосибирск (1986). Google ученый

76.

В. М. Захаров, О. К. Костко, Метеорологические лазерные радары, 221 Гидрометеоиздат, Ленинград (1977). Google ученый

77.

Агишев Р.Р. Лидарный мониторинг атмосферы, ул. Физматгиз, 314, Москва (2009). Google ученый

80.

В. Хэ и Дж. Мао, « Наблюдение за смешанным городским слоем в Пекине с использованием микроимпульсного лидара (на китайском языке) », Акта Метеорол. Синица, 63 374 –384 (2005). Google ученый

81.

Q. Он и др., « Исследование эволюции и динамики глубины слоя смешения в городской атмосфере на основе лидарных данных и численного моделирования », Подбородок. Дж. Атмос. наук, 30 293 (2006). Google ученый

83.

С. Юань, С. Ю и Дж. Чжоу, « Лидарные наблюдения нижнего слоя атмосферы в Хэфэй (на китайском языке) », Подбородок. Дж. Атмос. наук, 29 387 –395 (2005). Google ученый

88. 

Дж. Чжоу, Х. Ху и З. Гун, « Лидарные наблюдения облака горы Пинатубо над Хэфэй ,» Подбородок. науч. Бул., 38 (16), 1373 г. –1376 (1993). CSBUEF 1001-6538 Академия Google

89.

Дж. Цю и др., в реферате доклада 17-й Международной конференции по лазерным радарам (ILRC), 119 –122 (1994). Google ученый

90. 

Х. Ху, « Лидарная активность в Китае », в реферате доклада 17-й ILRC, (1994). Google ученый

91.

С. Ху и др., « Лидар дифференциального поглощения для измерений SO2 в окружающей среде (на китайском языке) », Подбородок. Дж. Лазер, 31 1121 –1126 (2004).ЖЖИДО 0258-7025 Google Scholar

92.

С. Ху и др., « Новый лидар с дифференциальным поглощением для измерений NO2 с использованием метода комбинационного сдвига », Подбородок. Опц. Летт., 1 435 –437 (2003). CJOEE3 1671-7694 Академия Google

102.

Ф. Йи и др., « Одновременные наблюдения спорадических слоев Fe и Na с помощью двух близко расположенных резонансных флуоресцентных лидаров в Ухане (30,5 ° с.ш., 114,4 ° в.д.), Китай , Дж.Геофиз. Рез., 112 Д04303 (2007). http://dx.doi.org/10.1029/2006JD007413 JGREA2 0148-0227 Академия Google

107. 

Т. Аруга и др., « Лазерное радиолокационное наблюдение слоя натрия в верхних слоях атмосферы », Сообщить об Ионосе. Космический рез. Япония, 28 65 –68 (1974). Google ученый

115. 

Х. Накане и Ю. Сасано, « Структура фронта морского бриза, обнаруженная с помощью сканирующего лидарного наблюдения ,» Дж.метеорол. соц. Япония, 64 787 –792 (1986). JMSJAU 0026-1165 Академия Google

116. 

А. Б. Гешвендтнер и В. Э. Кейхер, « Разработка когерентного лазерного радара в лаборатории Линкольна », Лаборатория Линкольна. Дж., 12 лет (2), 383 –396 (2000). LLJOEJ 0896-4130 Академия Google

117.

Дж. Г. Верли и Р. Л. Деланой, « Модельная система автоматического распознавания целей (ATR) для наземных и бортовых лазерных радаров переднего обзора (LASER RADAR) », проц.ИИЭР, 84 (2), 126 –163 (1996). http://dx.doi.org/10.1109/5.482226 IEEPAD 0018-9219 Академия Google

118.

А. В. Джелалян, Laser Radar Systems, Artech House, Бостон (1992). Google ученый

123. 

C. J. Karlsson et al., « Полностью оптоволоконный многофункциональный когерентный лазерный радар непрерывного действия с длиной волны 1,55   мкм для измерения дальности, скорости, вибрации и ветра », заявл. Опт., 39 3716 –3726 (2000).http://dx.doi.org/10.1364/AO.39.003716 APOPAI 0003-6935 Google Scholar

135. 

Д. О. Шнайдер и Р. Исраэль, « Улучшение активного ночного видения для заполнения пробела в дистанционном зондировании », проц. SPIE, 7482 748203 (2009). PSISDG 0277-786X Академия Google

142. 

Э. де Борниол и др., « Матрица фокальной плоскости APD на основе HgCdTe для активной двухмерной и трехмерной визуализации: первые результаты на демонстрационном образце с разрешением 320 × 256 и шагом 30     мкм , проц.СПАЙ, 7660 76603D (2010). http://dx.doi.org/10.1117/12.850689 PSISDG 0277-786X Академия Google

146.  

Р. М. Марино и В. Р. Дэвис, « Jigsaw: трехмерная лазерная радарная система, проникающая сквозь листву », Лаборатория Линкольна. Дж., 15 23 –36 (2005). LLJOEJ 0896-4130 Академия Google

147. 

П. Чо и др., « Трехмерная лазерная радиолокационная визуализация в режиме реального времени », Лаборатория Линкольна. Дж., 16 лет (1), 147 –164 (2006).LLJOEJ 0896-4130 Академия Google

148. 

« Динамическое 3D-изображение », в проц. мастерской DAGM в Йене, 177 (2009). Google ученый

169. 

Дж. Шан и С. К. Тот, Топографическая лазерная локация и сканирование — принципы и обработка, CRC Press, Бока-Ратон, Флорида (2009). Google ученый

176. 

A. G. Cunningham et al., « Лазерная батиметрия на мелководье: достижения и применение », в проц.Международная океанология, 277 –288 (1998). Google ученый

177. 

G. C. Guenther et al., « Соблюдение точности бортовой лидарной батиметрии ,» в проц. EARSeL-SIG-Мастерская ЛИДАР, (2000). Google ученый

178. 

Р. Нэрн, « Лазерный бортовой эхолот ВМС Австралии, первый год эксплуатации », Междунар. Гидро. Преподобный Монако, 71 год (1), 109 –119 (1994).Google ученый

179. 

У. Дж. Лилликроп, Дж. Л. Айриш и Л. Э. Парсон, « Система SHALS: три года работы с бортовой лидарной батиметрией — опыт, возможности и технологические достижения », Морских Технологий, 38 (6), 17 –26 (1997). SATAD 0093-3651 Академия Google

180. 

О. Стейнвалл и К. Коппари, Лидарное зондирование глубины — обзор шведской деятельности и перспективы на будущее, 2 –25 SPIE, Беллингем (1996).Google ученый

182.

Справочник по оптической когерентной томографии, 509 Marcel Dekker, Inc. , Базель (2002). Google ученый

183.

Ф. Дрекслер и Дж. Г. Фудзимото, Оптическая когерентная томография. Технологии и приложения, 2 571 2-е изд. Springer, Швейцария (2015). Google ученый

184. 

A. Girach и R.C. Sergott, Оптическая когерентная томография, 148 Springer, Швейцария (2016). Google ученый

192.

Дж. Х. Шапиро, « Изображение призрака: тема с вариациями », в проц. Оптика изображений и приложений, (2015). Google ученый

Биография

Василий Молебный получил степень кандидата технических наук в 1965 г. и степень доктора наук в области оптических радаров в 1991 г. Профессор оптики Киевского национального университета. Он изобретатель аберрометрии с трассировкой лучей. В сферу его интересов входят прецизионные лазерные радарные системы и измерения волнового фронта.Имеет более 300 публикаций. Он является членом Академии технологических наук и Оптического общества Украины. Он получил национальную премию России и премию академика Глушкова. До 2001 года он был вице-президентом НИИ «Квант» и главным конструктором лазерных комплексов.

Пол Макманамон — президент компании Exciting Technology и технический директор LOCI Дейтонского университета. Он руководил исследованием лазерных радаров в Национальной академии наук и сопредседателем проекта «Оптика и фотоника, основные технологии для нашей страны».Он является членом SPIE, IEEE, OSA, AFRL, DEP, MSS и AIAA. Он является президентом SPIE в 2006 году. До мая 2008 года он был главным научным сотрудником управления датчиков AFRL и отвечал за технологии обнаружения, распознавания, CM и боевых технологий AFRL. В 2006 году он был удостоен почетного президентского звания.

Ове Стейнвалл получил степень магистра в Упсале в 1969 году и докторскую степень в Технологическом институте Чалмерса в 1974 году. С 1969 года он работает в Национальном исследовательском центре обороны (FOI). .Он является директором по исследованиям в области лазерных систем. Он является адъюнкт-профессором Технологического института Чалмерса. Его деятельность связана с лазерным КМ, лазерными радарами и лазерной связью в свободном пространстве. У него 110 статей и 300 отчетов. Он является членом SPIE, старшим членом OSA, Шведского оптического общества и Королевской академии военных наук. Он получил три национальные награды и награды НАТО. Он является председателем многочисленных лазерных конференций.

Такао Кобаяши окончил Университет Тохоку в Сендае в 1966 году.Он получил степень DEng в Университете Тохоку в 1977 году. Он является научным сотрудником Тохоку с 1967 года. С 1981 года он является профессором Университета Фукуи. Он является почетным профессором в 2007 году. Он является приглашенным исследователем в Йельском университете, США, с 1978 по 1979 год. Его исследования включают лазерное дистанционное зондирование (лидар), твердотельный лазер и фотонику. Он был членом многочисленных научных, оценочных и программных комитетов в области лазерного зондирования. Он является председателем Японского общества лазерных радаров (LRSJ) и приглашенным исследователем RIKEN.

Weibiao Chen получил докторскую степень в Океаническом университете Китая в 1997 году. Он поступил в Шанхайский институт оптики и точной механики в 2000 году. Он работал в области лазерного дистанционного зондирования атмосферы и океанографии и лазерной связи. Он является директором Лаборатории космической лазерной связи и лидара в 2008 году и заместителем директора SIOM в 2009 году. Его команда разработала бортовую лазерную батиметрию, первый китайский космический исследователь Луны и работает над космическим атмосферным лидаром.Он является членом Китайского оптического общества. Является автором и соавтором около 70 научных работ.

Лазерный дальномер TruPulse 200L

Лазерный дальномер TruPulse 200L

Магазин не будет работать корректно в случае, если куки отключены.

Вероятно, в вашем браузере отключен JavaScript. Для наилучшего взаимодействия с нашим сайтом обязательно включите Javascript в своем браузере.

TruPulse 200L был разработан для проведения профессиональных измерений по доступной цене. Этот универсальный портативный лазер измеряет гораздо больше, чем просто расстояние и угол. TruPulse 200L использует передовую технологию TruTargeting и встроенные функции премиум-класса для получения надежных результатов, которым доверяют настоящие профессионалы.

Новое и улучшенное!

  • На 50 % точнее
  • Более высокое разрешение диапазона
  • Более доступный
  • 2 года ограниченной гарантии

Лучшее соотношение цены и качества

  • Недорогой профессиональный лазер со встроенными функциями расчета горизонтального расстояния, высоты и недостающей линии 2D
  • Дальность действия до 1750 м (5740 футов) до неотражающих целей
  • Достижение ± 0. Точность на расстоянии 5 м (1,6 фута)
    БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА!
    Применить код FREETRUE в КОРЗИНЕ (не в кассе)

Измеряет расстояние по склону и угол наклона, а также вычисляет расстояние по горизонтали, расстояние по вертикали, высоту и значения отсутствующих линий 2D. TruPulse 200L стоит меньше, чем высококачественные развлекательные дальномеры, и обладает способностью давать профессиональные результаты.Воспользуйтесь расширенными режимами наведения LTI (самый близкий, самый дальний, непрерывный и фильтр) и технологией TruTargeting, чтобы точно знать, какой уровень точности достигается.

Технология TruTargeting

  • Просматривайте все значения данных прямо в осциллографе и мгновенно получайте отзывы о точности измерений
  • Выберите один из четырех режимов наведения, чтобы точно измерить желаемую цель

Простое управление

  • Используйте простые для понимания графические символы, чтобы узнать, что означает каждое отображаемое вычисление
  • Навигация по режимам наведения с помощью значков, которые обычно можно увидеть в камерах

Идеальное применение:
Строительство: просвет крана, высота, уклоны
Коммунальные службы: высота антенны, 2D-пролет, просветы
Лесное хозяйство: высота деревьев, буферные зоны, просветы между рядами

Единицы измерения: футов/ярдов/метров

2 года ограниченной гарантии


Режимы наведения:
Ближайший: различает ближние и дальние объекты и определяет ближайшую цель
Самый дальний: различает ближние и дальние объекты и определяет самую удаленную цель
Непрерывный: обеспечивает постоянное обновление при съемке нескольких целей распознавание только хорошо отражающей цели


Лазерные дальномеры | Приложения | OLED-дисплей | Tohoku Pioneer Corporation

Лазерные дальномеры | Приложения | OLED-дисплей | Корпорация Пионеров Тохоку | Корпорация Пионер

Пожалуйста, включите JavaScript в настройках вашего браузера при просмотре этого сайта.

Лазерные дальномеры

«Я хочу как-то узнать точное расстояние до зелени…»
Лазерный дальномер играет полезную роль в такой сцене с гольфом.
Ниже приведены примеры OLED-дисплеев, используемых для лазерных дальномеров.

Сколько метров до грина?

При втором ударе после удара с ти
какой клуб мне следует использовать следующим?

Самая важная информация в таком деле
это «оставшееся расстояние».

Лазерный дальномер — предмет первой необходимости
на поле для гольфа, на которое вы идете впервые.

Прозрачный OLED-экран в видоискателе

Прозрачный OLED-экран в видоискателе

Когда смотришь в видоискатель
лазерного дальномера,
Жидкокристаллический дисплей (ЖК) с монохромным
в основном используется.

Однако прозрачный OLED-дисплей делает его
можно сделать цветную презентацию.

Сравнение LCD и OLED

Жидкокристаллический дисплей (ЖКД)

Тексты, выдаваемые ЖК-дисплеем в видоискателе
черные.

В пейзаже, как на фото выше,
отображаемая информация смешивается с
фон.
Было бы трудно
для определения точного расстояния.

OLED-дисплей

Тексты, выдаваемые ЖК-дисплеем в видоискателе
черные.

В пейзаже, как на фото выше,
отображаемая информация смешивается с
фон.
Было бы трудно
для определения точного расстояния.

OLED с несколькими цветами хорошо виден
в отличие от монохромных текстов.

OLED-дисплеи Tohoku Pioneer производят многоцветные дисплеи без использования цветового фильтра RGB, потому что он использует технология осаждения. Кроме того,
в полной мере используя технические знания
оптическая схема, есть возможность сделать схему разводки а неизлучающие сегменты менее заметны.

Он прост в использовании и менее утомительный благодаря
. четкое отображение в видоискателе.

  • Корпоративная информация
  • Динамики
  • OLED-дисплей
  • Экологическая деятельность
  • Свяжитесь с нами

Приемники лазерного дальномера | Аналоговые модули

 

Лазерные дальномерные приемники серии 750 предназначены для лазерных дальномеров, в которых требуется высокая чувствительность и быстрое восстановление.Гибридные версии разработаны в соответствии с требованиями MIL-STD-883D. Либо кремниевый лавинный фотодиод (APD), либо PIN-фотодиод InGaAs, либо APD доступны для обнаружения длин волн 1,064 мкм или 1,55 мкм. Также доступны различные приемники для работы с шириной импульса от 0,5 нс до 30 нс на полувысоте.

Спецификации

(в формате PDF) доступны для моделей, перечисленных ниже.

958-03.1
753A InGaAs PIN 300 мкм 1.от 06 до 1,7 мкм 100 нВт 6 нс 1/R² до 2 км +12
71477 754 INGAAS PIN 300 мкм от 1,06 до 1,7 мкм 50 NW 28 NS 28 NS 1 / R ² до 2 км +12
755 755 Ingaas APD 200 мкм от 1,06 до 1,7 мкм 8 NW 28 NS 1 / R ² до 2 км +12,> 100
755A-03 InGaAs APD 80 мкм 1. от 06 до 1,7 мкм 3 нВт 20 нс 29 дБ +5, 70 В тип.
755A-03.1 INGAAS APD 80 мкм от 1,06 до 1,7 мкм 1,5 NW 20 NS 25 дБ +5, 70 В типичный
755A-04.1 INGAAS APD 200 мкм от 1,06 до 1,7 мкм 3 NW 20 NS 28 дБ +5, 70 В типичный
755A-04 InGaAs APD 200 мкм 1.от 06 до 1,7 мкм 5 нВт 20 нс 28 дБ +5, 70 В тип.
71477 756 Si APD 0,8 мм 0,8 мм от 0,40 до 1,1 мкм 3 NW 28 NS 1 / R ² до 2 км +12,> +450
71477 757-02 Ingaas APD 300 мкм от 1,06 до 1,7 мкм 100 NW 6 NS 1 / R ² до 2 км ± 12
757-03 ЛФД InGaAs 80 мкм 1. от 06 до 1,7 мкм 18 нВт 6 нс 1/R² до 2 км ±12, >200
757-04 Ingaas APD 200 мкм от 1,06 до 1,7 мкм 30 NW 6 NS 1 / R ² до 2 км ± 12,> 200
758-03.1 Ingaas APD 80 мкм 1,06 до 1,7 мкм 3NW 6 NS 1 / R ² до 2 км / внешний ± 12,> 100
758-04.1 InGaAs APD 200 мкм от 1,06 до 1,7 мкм 6 нВт 6 нс 1/R² до 2 км/внешний

2
758A-03.1 INGAAS APD 80 мкм 80 мкм 1,06 до 1,7 мкм 3 NW 6 NS 1 / R ² до 2 км / внешний ± 12,> 100
758A-04.1 INGAAS APD 200 мкМ от 1,06 до 1,7 мкм 4 NW 6 NS 1 / R ² до 2 км / внешний ± 12,> 100
758B-04. 1 InGaAs APD 200 мкм от 1,06 до 1,7 мкм 6 нВт 6 нс 1/R² до 2 км/внешний

2
759A INGAAS PIN 300 мкм 300 мкМ 1,06 до 1,7 мкм 33 NW 20 NS 1 / R ² до 1 км 5 ± 0.25

Примечания по применению доступны для большинства моделей. Свяжитесь с нами, чтобы запросить копию этих документов, контролируемых ITAR.
Технические характеристики могут быть изменены без предварительного уведомления.

В случае, если эти товары будут переданы «иностранному лицу», как это определено в 22 CFR 120.16, либо за пределами, либо в пределах Соединенных Штатов, требуется подтвержденная лицензия Государственного департамента США.

СРАВНЕНИЕ ДАЛЬНОМЕРА

ВВЕДЕНИЕ Дальномер
используется для измерения расстояния в различных приложениях для различных потребностей в ресурсах в США. S. Лесная служба Министерства сельского хозяйства (USDA). В продаже имеется множество различных типов дальномеров, и в последнее время в технологии дальномеров были достигнуты успехи.

Стоимость дальномеров варьируется от 60 до 12 000 долларов. Производительность варьируется так же, как и стоимость. Важными факторами при оценке производительности являются диапазон, точность, простота использования в полевых условиях, размер и вес.

Требуемая точность зависит от приложения или выполняемой задачи.Типичные приложения включают определение расстояния до окружающих деревьев от центра участка, определение расстояний от одной фиксированной точки до другой, как при обходе, и расчет высоты деревьев. Кроме того, дальномеры могут использоваться для определения объема конкретного дерева или лесонасаждений. Текущая тенденция в Лесной службе Министерства сельского хозяйства США и других агентствах состоит в том, чтобы использовать больше продаж измерения деревьев с единовременными выплатами. Следовательно, крайне важно, чтобы объемы, указанные в контрактах, были очень точными.

Некоторые дальномеры очень точные, легкие и компактные. Другие тяжелые и громоздкие. Размер и вес снаряжения, переносимого в полевом жилете, учитываются при ходьбе на большие расстояния или по пересеченной местности.

ЦЕЛЬ
Этот тест предназначен для оценки работы различных дальномерных устройств.Были сопоставлены диапазон, точность, размер и вес этих устройств. Рабочие-испытатели были опрошены, чтобы узнать их мнение о простоте использования. Были запрошены комментарии о том, какое влияние на показания оказали погодные или другие полевые условия. Были отмечены дополнительные особенности производительности. Цель проекта заключалась в предоставлении информации на местах о работе различных лазерных, ультразвуковых и других современных дальномерных устройств. Существует потенциал для значительной экономии средств для полевого персонала, использующего эту информацию при выборе подходящего дальномера для приложения.

ДАЛЬНОМЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Ультразвуковой
Ультразвуковые дальномеры используют широкополосный частотный преобразователь, испускающий узкие пучки звуковых волн, которые отражаются от объекта. Обратный сигнал улавливается переносным приемником. На точность влияют положение приемника, внешние звуковые волны и шум.Шум, создаваемый ветром в деревьях или кустах, ручьями, дождем, разговорами экипажа, дорожным движением или щебетанием птиц, может повлиять на показания. При измерении горизонтального расстояния критическое значение имеет наклон или горизонтальное положение приемника. Исходящий широкополосный сигнал будет рассеиваться, увеличивая погрешность, если преобразователь не расположен максимально близко к горизонтали.

Оптический
Оптические дальномеры обычно используют метод совпадения для определения расстояния; который использует серию линз и зеркал для создания двойного изображения. Двойные изображения на зеркалах сближаются вращением циферблата до тех пор, пока оба изображения не сольются в одно. Циферблат имеет индикатор расстояния. Когда два изображения сливаются, расстояние до цели считывается непосредственно с циферблата.

Лазер
Импульсные лазеры определяют расстояние, измеряя количество времени, необходимое импульсу инфракрасного света для перемещения к цели и обратно. Скорость света постоянна, поэтому это количество времени прямо пропорционально расстоянию.Для каждого выстрела отправляется и возвращается много импульсов, что повышает точность вычисляемого значения. Лазерные приборы имеют узкую полосу пропускания и требуют от оператора определенной точности прицеливания. Точность и максимальная дальность действия некоторых лазерных инструментов зависят от отражательной способности цели. На некоторые лазерные инструменты влияет уровень заряда батарей.

КРИТЕРИИ ВЫБОРА ДАЛЬНОМЕРА
Было определено, что дальномеры, выбранные для тестирования, представляют большинство коммерчески доступных дальномеров. Кроме того, тестовые устройства дальномеров были проверены на соответствие определенным минимальным критериям, подходящим для текущих типичных приложений. Минимальные критерии для этого теста включали размер, вес, стоимость менее 4000 долларов и отсутствие необходимости размещения отражающей мишени для получения измерения. Тестовые устройства были собраны и откалиброваны в соответствии с рекомендациями производителей.

ОПИСАНИЕ ПРИБОРОВ
Все диапазоны, перечисленные в следующих описаниях продуктов, указаны производителем.

Сонин 60 (рис. 1)

  • Работает как ультразвуковое устройство с диапазоном действия от 1 до 60 футов
  • Измеряет единицы измерения размером от 1 дюйма
  • Вычисляет площади и объемы; складывает и вычитает те же
  • Оснащен режимом измерения при ходьбе и ограниченным хранилищем данных
  • Возможность преобразования единиц измерения из футов в дюймы, метров в сантиметры и дека-футов в ярды
  • Оснащен футляром для переноски
  • Требуется 9-вольтовая батарея
  • Оснащен автоматическим выключателем

Рисунок 1Дальномер Sonin 60.

Power Disto (рис. 2)

  • Работает как лазерное устройство с дальностью действия от 1 до 90 футов без использования отражающей мишени и от 1 до 300 футов с мишенью
  • Измеряет единицы измерения размером от 0,001 фута.
  • Вычисляет площади и объемы; складывает и вычитает те же
  • Обеспечивает хранение и поиск данных
  • Возможность преобразования футов в метры
  • Оснащен футляром для переноски
  • Требуются специальные никель-кадмиевые батареи
  • Оснащен индикатором низкого заряда батареи и автоматическим отключением
  • Включает зарядное устройство с адаптером для зарядки автомобильного аккумулятора
  • Защита от дождя в соответствии со стандартами IP 52 и IEC 529
  • На одной зарядке можно выполнить около 400 измерений при времени зарядки 1 час

Рис. 2. Дальномер Power Disto.

ДМЭ 70 (рис. 3)

  • Лазерное устройство с радиусом действия от 10 до 225 футов
  • Единицы измерения размером от 1 ярда
  • Возможность преобразования размеров из ярдов в метры
  • Оснащен футляром для переноски
  • Требуется 9-вольтовая батарея
  • Оснащен индикатором низкого заряда батареи и автоматическим отключением
  • Оснащен световыми и звуковыми индикаторами для захвата цели

Рисунок 3DME 70 дальномер.

Lytespeed 400 (рис. 4)

  • Работает на расстоянии 400 ярдов без использования отражающей мишени и до 999 ярдов с мишенью
  • Единицы измерения размером от 1 ярда (0,9 м)
  • Возможность преобразования размеров из ярдов в метры
  • Оснащен сумкой для переноски и ремнями
  • Требуется 9-вольтовая батарея
  • Оснащен индикатором низкого заряда батареи и автоматическим отключением
  • Водонепроницаемость и ударопрочность
  • Работает как лазерно-инфракрасное устройство с монокуляром для определения местоположения цели
  • Разработан с датчиком качества цели для сканирования целей, которые могут быть трудными для захвата, и для поиска наиболее отражающей точки
  • Разработан с функцией режима дождя, которая позволяет проводить измерения при слабом дожде в диапазоне от 65 до 400 ярдов
  • Оснащен фильтром режима «Кисть», который позволяет наводить на объект сквозь светлую кисть в диапазоне от 115 до 400 ярдов

Рис. 4. Дальномер Lytespeed 400.

Импульс 200 (рис. 5)

  • Работает как лазерное устройство с дальностью действия до 1640 футов с использованием отражающей мишени
  • Измеряет единицы измерения размером от 0,01 фута
  • Вычисляет высоту, горизонтальное, вертикальное и наклонное расстояния, суммарное и разностное расстояния, а также угол наклона.
  • Оснащен функцией хранения и извлечения данных через последовательный интерфейс с использованием порта RS-232, доступ к которому осуществляется с помощью 4-контактного кабеля LEMO к 9-контактному кабелю DB или 4-контактного кабеля LEMO к 10-контактному кабелю HP 200/48.
  • Предназначен для запуска имеющегося программного обеспечения для сбора данных, включая LTI Map, LTI Face Profiler и Traverse Handheld
  • Интерфейсы
  • , доступные для картографических систем GPS, включают Ashtech Reliance, Trimble Pathfinder и CMT MC-PS
  • .
  • Возможность преобразования измерений из футов в метры и градусов в грады в проценты уклона
  • Оснащен футляром для переноски, ручным ремнем и зажимом для ремня
  • Требуются две батарейки AA для питания до 20 часов непрерывной работы
  • Оснащен индикаторами низкого заряда батареи и напряжения батареи, а также несколькими индикаторами состояния ошибки
  • Оснащен автоматическим выключателем
  • Предназначен для работы с дополнительным механическим компасом и монтировкой, моноподом, штативом и креплением
  • Оснащен режимом фильтра для съемки сквозь листву
  • Водонепроницаемость по IP 67 и NEMA 6
  • Позволяет выравнивать и калибровать датчик наклона и повторно выравнивать прицел пользователем
  • Легко трансформируется для использования левой или правой рукой

Рис. 5. Дальномер Импульс 200.

Laser Atlanta Advantage (рис. 6)

  • Работает как лазерное устройство с дальностью действия от 5 до 32 000 футов с использованием отражающей мишени.
  • Измеряет единицы измерения размером от 0,1 фута
  • Вычисляет расстояние недостающей линии, вписанные, прямоугольные и прямоугольные области на основе двух или более точек
  • Возможность хранения и извлечения данных через настраиваемый порт RS-232 и карты PCMCIA Type II SRAM
  • Предназначен для совместимости с программным обеспечением GPS, Pen Computer и Data Logger
  • Возможность преобразования измерений из футов в метры
  • Оснащен водонепроницаемым футляром для переноски
  • Требуются 6-вольтовые никель-кадмиевые батареи
  • Оснащен дополнительным аккумулятором
  • Предназначен для каждого аккумуляторного блока, обеспечивающего питание в течение 5 часов непрерывной работы
  • Требуется время зарядки от 10 до 12 часов
  • Оснащен индикатором низкого заряда батареи и автоматическим отключением
  • Включает зарядное устройство и адаптер для зарядки автомобильного аккумулятора
  • Содержит встроенный цифровой компас/инклинометр в версии C/I
  • Оснащен компасом, который представляет собой привязной магнитометр
  • Предназначен для опционального моноскопа 8X для дистанционного наблюдения, монопода и штатива для крепления

Рисунок 6Лазерный дальномер Atlanta Advantage.

Swarovski Optik RF-1 (рис. 7)

  • Работает как лазерное устройство с дальностью действия от 22 до 1100 ярдов без использования отражающей мишени
  • Единицы измерения размером от 1 ярда
  • Оснащен защитной крышкой объектива и футляром для переноски
  • Требуется шесть батареек AA
  • Каждая батарея рассчитана на 2000 измерений
  • Оснащен индикатором низкого заряда батареи
  • Оснащен монокуляром с 6-кратным увеличением, встроенным телескопом 6 на 24 дюйма с возможностью фокусировки

Рисунок 7Дальномер Swarovski Optik RF-1.

Диапазон 400 (рис. 8)

  • Работает как оптическое устройство, использующее метод совпадения для определения расстояния в диапазоне от 20 до 400 ярдов
  • Измеряет наименьшие единицы измерения от 0,5 до 1 ярда на циферблатном индикаторе
  • Доступен с дополнительным футляром для переноски
  • Батарея не требуется
  • Включает монокуляр с 3-кратным увеличением для помощи в обнаружении цели
  • Позволяет пользователю выполнять настройку изображения при калибровке

Рис. 8. Дальномер Ranging 400.

ПРОВЕРКА ДАЛЬНОМЕРА
Тестирование проводилось в округе рейнджеров Маунт Лысый Национального леса Анхелес. Для всех устройств использовалась одна и та же цель, поэтому измерения можно было сравнить со статистической достоверностью. Флажок размещался на мишени при диаметре груди на высоте 4 фута 8 дюймов.

Инфракрасный дальномер с электронным измерением расстояния (EDM) был назначен в качестве эталонного устройства, используемого для измерения истинного расстояния (т.д., стандартное измерение). Команда профессиональных геодезистов использовала EDM для измерения всех точек данных от цели вперед и назад. Дальность действия составляла 500 футов. Все устройства были протестированы с шагом 10 футов, до 100 футов, а затем с шагом 25 футов до 110 процентов максимального номинального диапазона производителя или 500 футов, в зависимости от того, что больше.

Для участия в испытаниях были выбраны три оператора одинакового роста. Два оператора имели опыт измерения наклонного расстояния.

СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
Точность означает абсолютную близость к истине. Напротив, прецизионность означает степень воспроизводимости измерений. Диапазон процентных различий является показателем точности. Результаты обработки данных представлены в таблице 1.

Погрешность в процентах
Погрешность в процентах — это спецификация погрешности, которая может быть достигнута при доверительном уровне 95 %.Предполагается, что данные здесь не были аномалией 1 из 20 или реже, и что тестовые измерения следуют нормальному распределению со средним значением, равным стандартному измерению. Судя по этим результатам, наименьшему стандарту погрешности соответствует Laser Atlanta Advantage, за которым следует Impulse 200.

Процент смещения
Процентная погрешность указывает, постоянно ли инструмент завышает или занижает значения. Смещение можно использовать в качестве поправочного коэффициента для измеренных значений для получения истинного значения. Этот поправочный коэффициент индивидуален для каждого инструмента и может варьироваться в зависимости от диапазона измеренных значений. Значения процентной погрешности в таблице 1 были усреднены по всему диапазону значений. Судя по этим результатам, наименьшему стандарту смещения соответствует Laser Atlanta Advantage, за которым следует Impulse 200.

Разница в процентах
Рассчитаны процентные различия между стандартным измерением и измерением тестового устройства.Чем меньше диапазон процентной разницы, тем лучше. Наименьший диапазон процентных различий соответствует модели Impulse 200, за которой следует Laser Atlanta Advantage.

Таблица 1. Результаты сокращения данных дальномера.
  Сонин 60 Power Disto ДМЭ 70 Лайтспид 400 Импульс 200 Laser Atlanta Advtg. Оптика Swarovski RF-1 Диапазон 400

Погрешность в процентах
Оператор 1 11,62 0,36 4,32 1,43 0,35 0,21 1,22 3,28
Оператор 2 9.76 1,36 4,55 1,47 0,43 0,20 1,15 3,65
Оператор 3 11.11 0,73 3.01 1,51 0,31 0,19 1,40 4. 59
Все операторы 10,83 0,82 4,00 1,47 0,36 0,20 1,26 3,74
Процент смещения
Оператор 1 -11.59 0,12 -4.16 1.11 -0,32 -0,06 -1,15 3,58
Оператор 2 -11.11 1,35 -4,48 1,13 -0,42 0,01 -1,00 -3,93
Оператор 3 -11. 11 1,17 -2,72 1,21 -0,26 -0,01 -1,14 -5,80
Все операторы -11.30 0,88 -3,79 1,15 -0,34 -0,02 -1.14 -2,16
Диапазон процентных различий для всех операторов
Минимум -13,0 -0,63 -8,9 -1,03 -0,95 -0,88 -3,79 -40
Максимум -7. 7 1,67 -1,0 5,98 0,30 0,94 0,68 13
Общий диапазон 5,3 2,30 7,9 7.01 1,25 1,82 4,47 53

ОБСУЖДЕНИЕ
Рассчитаны процентные различия между стандартным измерением и измерением тестового устройства.Чем меньше диапазон процентной разницы, тем лучше. Наименьший диапазон процентных различий соответствует модели Impulse 200, за которой следует Laser Atlanta Advantage.

Минимальная разница в измеренных значениях, процентной неточности, процентной погрешности и процентной разнице между неопытными и опытными операторами.

Для всех операторов использовалась одна и та же цель — сегмент рынка коры. При тестировании не использовались отражающие мишени.Поверхность, цвет, размер и форма коры влияют на отражательную способность и дальность действия. Все показания были сняты на одной высоте и на одной и той же поверхности дерева. Дополнительные моноскопы для дальнего обзора не использовались, только встроенные моноскопы. Для монтажа не использовались ни моноподы, ни штативы. Условия испытаний были одинаковыми для всех операторов.

В соответствии с рекомендациями производителей лазерных дальномеров все испытания проводились со свежими батареями для каждого оператора, чтобы избежать изменения производительности, вызванного выходом из строя батареи.Операторы отметили, что дальномеры гораздо легче носить с собой в течение рабочего дня, используя шейный ремень или плечевой хомут. Некоторые дальномеры не предоставили ни того, ни другого. И шейные ремни, и плечевые хомуты легко доступны в продаже и легко адаптируются к дальномерам, используемым в этом исследовании.

Руководства пользователя поставлялись со всеми дальномерами и были доступны всем операторам перед тестированием. Всем операторам также были даны краткие устные инструкции.

Пробовали стрелять сквозь светлую, среднюю и густую листву тестовыми дальномерами.Сквозь кусты можно было стрелять только дальномерами с фильтром и то ограниченно.

В дополнение к проверке точности, каждого оператора попросили субъективно оценить приборы по шкале от 1 до 8, где 1 означает наивысшую оценку. Оценки указаны в таблице 2.

Таблица 2 Рейтинг операторов испытательных приборов.
  Цели Легко найти Простота использования Надежные показания Легко учиться Лучше, чем логарифмическая лента или съемочная цепочка Общий рейтинг

Сонин 60 8 5 8 7 7 7
Power Disto 6 1 6 5 6 6
DME 70 5 3 5 1 5 5
Лайтспид 400 2 5 3 3 2 4
Импульс 200 3 3 1 5 1 1
Laser Atlanta Advtg 4 2 1 4 2 1
Оптика Swarovski RF-1 1 5 4 2 2 3
Диапазон 400 7 8 7 8 7 8
Операторов-испытателей попросили дать комментарии относительно дальномеров сразу после завершения испытаний. Их комментарии указаны в таблице 3.
Таблица 3. Комментарии операторов к тестовым устройствам дальномера сразу после тестирования.
Дальномер Плюсы Минусы
Сонин 60 Легко помещается в карман жилета.
Недорогой
Измеряет только короткие расстояния. Нужно выстрелить
абсолютно вровень с деревом, чтобы получить хорошее чтение.
Power Disto Помещается в задний карман жилета. Меры только для коротких дистанций.
должен стрелять абсолютно вровень с деревом. Не подходит для использования вне помещений
. Дорого.
DME 70 Очень маленький. Стреляет быстро. Звуковой сигнал
полезен. Недорого
Не защищен от атмосферных воздействий. Нет пластикового корпуса. Измерения только в ярдах
и метрах.Не увеличивает цель. Трудно использовать
в перчатках.
Лайтспид 400 Увеличивает цель. Чтение внутри вьювера
. Шейный ремешок. Мягкий резиновый глазок
для комфорта и снимается, если
носит очки. Недорогой.
Измерения только в ярдах и метрах. Трудно нажать кнопку
в перчатках.
Импульс 200 Легкая цель. Быстрый выстрел.Левша или правша
использование. Ручной ремешок.
Неудобно работать. Не выглядит атмосферостойким.
Больше возможностей и сложнее. Для своего веса он
должен иметь шейный ремень для удобства транспортировки.
не увеличивает, поэтому цель плохо видна на дальних дистанциях.
Laser Atlanta Advantage Быстро снимает наклон и горизонтальное расстояние
. Легко переключается между футами/
ярдов/метров. Имеет карту данных; адаптер регистратора данных
; аккумуляторная батарея
в ручке; резервная батарея
Очень тяжелый и громоздкий.Не то, чтобы я хотел бы путешествовать с
на большие расстояния. Показания
для зрителя менее точны (1 фут), чем показания
на лицевой стороне прибора (0,1 фута).
Для записи показаний вручную оператор должен смотреть на поверхность прибора
.
Оптика Swarovski RF-1 Увеличивает цель. Простота в эксплуатации. Только одна кнопка
. Чтение внутри зрителя.
Шейный ремень. Легко помещается в карман жилета Cruiser
.
Измеряет с шагом в 2 ярда и должен найти
, где значения изменяются между четными ярдами, чтобы определить
измерение в 1 ярд (0,9 м). Чувствуется торопливость.
Дорого.
Диапазон 400 Нет батарей. Недорогой. Трудно сфокусироваться. Требуется больше времени для использования. Окуляр из жесткого пластика.
Малый окуляр. Трудно работать.

В таблице 4 представлено сравнение по ассортименту, цене, весу и размеру.
Таблица 4. Сравнение диапазона, цены, веса и размера измерительных приборов.
  Дальность действия
отмечена при тестировании
(футы)
(м)
Цена

($)

Вес
вкл. батареи
(фунты)
(кг)
Размер

(дюймы)
(мм)

Сонин 60 от 5 до 15
(1. от 5 до 4,6)
70 0,4
(0,2)
5,6 на 2,7 на 1
(142 на 69 на 25)
Power Disto от 10 до 60
(от 3 до 18)
1 795 1,8
(0,8)
9,3 на 4 на 2,2
(236 на 102 на 56)
DME 70 от 10 до 250
(от 3 до 76)
290 0.6
(0,3)
5 на 1,75 на 4
(127 на 45 на 102)
Лайтспид 400 от 60 до 500*
(от 18 до 152)
260 1,0
(0,5)
6 на 2,5 на 5
(152 на 64 на 127)
Импульс 200 от 10 до 500*
(от 3 до 152)
2900 2,2
(1. 0)
6 на 2,5 на 5
(152 на 64 на 127)
Laser Atlanta Advantage от 10 до 500*
(от 3 до 152)
3000 4,4
(2,0)
10 на 3 на 11
(254 на 76 на 279)
Оптика Swarovski RF-1 от 60 до 500*
(от 18 до 152)
3300 2,4
(1.1)
5,9 на 4,7 на 2,4
(150 на 119 на 61)
Диапазон 400 от 60 до 500*
(от 18 до 152)
70 1,3
(0,6)
10,5 на 2 на 4
(267 на 51 на 102)
Примечание* = дальномер был измерен на максимальном испытательном расстоянии. Расстояние/точность за пределами максимального диапазона теста
, вплоть до максимального диапазона производителя не тестировались.См. описания инструментов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Этот отчет включает информацию об описаниях дальномеров, процентной неточности, процентной погрешности, комментариях пользователей, пользовательских рейтингах, стоимости, весе и размере. Пользователь в полевых условиях обладает глубокими знаниями о том, что требуется для выполнения работы. Следовательно, с помощью этой базы знаний и результатов этого сравнительного исследования пользователь может определить лучший инструмент для работы.

ПРОИЗВОДИТЕЛИ
DME 70

6 DME 70
DME Golf
3180 Red Hill Avenue
3180 Mesa, CA
7144327100
70002


Laser Technology Incorporated
7070 Южный Путь Tucson
Englewood, Co 80112
3036499710

Лазерный Atlanta Advantage
лазер Atlanta Optics, включенные
2827 Peterson Place
Norcross, GA 30071
7704463866

Bushnell Sports Optics Worldwide
9200 Cody
Overland Park, KS 66214-3259

23400

Power Disto
Leica Incorited
BAC отдел
3155 MedLoc Bridge Road
Norcross, GA 30071
8003679453

Ranging 400



Маршруты 5 & 20
East Bloomfield, NY 14443
7166576161

Sonin 60
Sonin Incorporated
670 белых равнин Роуд
Скарсдейл, Нью-Йорк 10583

50202

Swarovski Optik RF-1
Swarovski Optik
4023 City View
Сан-Антонио, Техас 78228
8006353890

БЛАГОДАРНОСТИ
Этот отчет является результатом усилий многих сотрудников Лесной службы Министерства сельского хозяйства США, за которые мы выражаем особую благодарность:

Джиму Ландраму
Специалисту по измерениям
Национальный лес Анджелеса

Клифф Джонсон
Профессиональный землеустроитель
Специалист по недвижимости
Национальный лес Анджелеса

HAL SEYDED
Управляющая вегетация Руководитель группы
Сан Бернардино Национальный лес

Thomas Threlkeld (на пенсии)
Специалист по измерению
регион 1

BRIAN WAGNER
Специалист по измерению
регион 1

Ben Lowman
Leader
Missoula Technology и Центр развития

Билл Карр
Член Совета директоров
Laser Technology Incorporated

GPS и лазерный дальномер — Precision Pro Golf

1. Непревзойденная точность

     Лазерные дальномеры намного точнее, большинство из них дает вам правильное измерение в пределах ярда, некоторые даже утверждают, что точность составляет 1/2 или даже 1/10 ярда. Это может облегчить ваш разум, когда вы выбираете клюшку, зная, что флаг на самом деле находится в 126 ярдах, а не в 118 ярдах. По точности лучше лазерного дальномера не бывает.

2. Программирование не требуется

     В отличие от GPS-дальномера, лазерный дальномер может работать на любом курсе (или в любой точке мира), поскольку он фокусируется на цели для получения измерения, а не полагается на предварительно запрограммированные карты курса.Это означает, что вам не нужно беспокоиться о том, есть ли у вашего дальномера соответствующие данные карты, просто упакуйте его и перейдите по ссылкам. Кроме того, с помощью лазерного дальномера, такого как NX7 Pro, вы также можете проверить расстояние до бункеров, водных преград, деревьев или практически чего-либо еще, наведя на него дальномер.

Еще одним преимуществом многих лазерных дальномеров является функция захвата цели, которая позволяет лазеру фиксироваться на объекте и считывать точное расстояние до указанного объекта. Это гарантирует, что вы получаете измерение до флага, а не деревьев за грином, что позволяет вам видеть точное расстояние, которое вам нужно, а не только центр грина.Все это чрезвычайно полезно, особенно на грине странной формы.

3. Никакой суеты, никакой суеты

     Лазерные дальномеры хороши не только тем, что они более точны, но и, как правило, проще в обслуживании и требуют меньше хлопот и хлопот, чем устройства GPS. Во-первых, GPS-дальномеры требуют, чтобы вы заряжали их между раундами, в то время как лазерный дальномер использует сменную батарею (см. нашу пожизненную гарантию замены батареи), поэтому вам никогда не придется покидать вашу сумку.Лазерные устройства также никогда не нуждаются в частых обновлениях и загрузках, которые требуются, если вы хотите получить максимальную отдачу от дальномера GPS.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.