Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Июля 2015 в 08:57, курсовая работа
Для определения расстояния до цели в России долгое время применялись дальномерные шкалы на оптических прицелах. Однако этот способ при всей своей простоте не является достаточно точным и надежным. Кроме того, наблюдателю необходим ориентир с заранее известными размерами, что является невыполнимым условием, например, в чистом поле.
Выходом из положения стали портативные лазерные дальномеры.
Лазерные дальномеры-высотомеры созданы на базе полупроводникового импульсного лазера и предназначены для измерения расстояния до естественных объектов и определения профиля подстилающей поверхности с высокой точностью и разрешающей способностью, выдают точные сведения о расстоянии до поверхности воды, суши, устанавливаются на любые летательные средства.
Для определения высоты полета самолетов разработаны лазерные высотомеры импульсного действия серий LD 90-3 и LD 90-3-F, параметры которых таковы: интервал измерений высот 1-1900 м, точность определения высоты при h<100 м- ± - 25 мм, при h> 500 м - ± 0,9 м.Лазерный дальномер серии LD90-31 K обладает адаптивным режимом измерений , при котором скорость выдачи данных изменяется в зависимости от высоты полета: при h> 1350 м выдача данных о высоте производится через 1-3 с, при малых h - через 0,1 с.
Лазерный высотомер, хотя и смонтированный как часть картографической системы фотокамер, в действительности — самостоятельный прибор. Он работает в двух различных режимах. Когда работает картографическая фотокамера, высотомер включается синхронно относительно среднего момента времени каждой экспозиции фотокамеры. Для этой цели при достартовой калибровке оптическая ось высотомера была сделана параллельной оси объектива фотокамеры. Высотомер может также работать независимо. В этом случае он включается каждые 20 сек.
Высотомер определяет расстояние от космического корабля до поверхности при помощи измерения промежутка времени, необходимого для того, чтобы лазерный импульс, посланный к поверхности Луны, отразился от нее и был зарегистрирован прибором. Умножив этот промежуток времени на скорость света, мы получим полный путь луча лазера, равный удвоенному расстоянию от высотомера до поверхности Луны.
При получении сигнала от картографической камеры (для одновременной работы с ней) или от системы отсчета времени космического корабля (для самостоятельной работы) включается луч лазера и индикатор дальности определяет искомое расстояние. Измеренная величина затем посылается в картографическую камеру для занесения на фотопленку и в систему сбора данных космического корабля для регистрации на магнитофонную ленту.
Данные, включающие температуры, измеряемые высоты и другие параметры, передаются также в Центр управления полетом. Лазерные высотомеры, обеспечивают построение топографии ландшафта продуктами высокой точности, порядка 50-100cм, в зависимости от наклона.
Топографические данные поверхности океана содержат информацию, которая имеет существенные практические применения в таких областях как изучение всемирной погоды и образцов климата, контроль развития береговой линии и защита рыбной ловли в океане. Циркуляция в океане имеет критическую важность в системе климата Земли. Океанские потоки транспортируют существенное количество энергии от тропиков к полюсам, что ведет к регулированию климата в высоких широтах. Таким образом, знание циркуляции в океане является самым важным в понимании глобального климата. Циркуляция может быть определена из топографии поверхности океана, которая может быть измерена, используя спутниковые альтиметры. Однако, высотомеры только обеспечат геостратифицированную часть океанских потоков, если геоид не известен более точно, в этом случае возможно измерить крупный масштаб постоянных океанских потоков.
Высотомеры на полярных спутниках обеспечивают информацию относительно существенной высоты волны с глобальным покрытием и хорошей точностью, но горизонтальное/временное покрытие ограниченно. Информация относительно 2-D спектра волны обеспечивается с хорошей точностью, но ограниченным горизонтальным/временным разрешением. Могут точно делать изменения в океанских волнах и ветрах, включая длину волны и направление фронтов, независимо от облачности, тумана или темноты, обеспечит данные относительно морского поверхностного ветра и спектра волны, требуемого для анализа нефтяного пятна и для изучений прибрежного топография-воздух-море взаимодействия.
Информация от радиолокационных высотомеров ограничена данными относительно существенной высоты волны.
Учитывая значение информации относительно изменений в континентальных ледяных покровах, развиты две миссии, посвященные их изучению:
- обеспечивание измерения с революционной точностью относительно высоты ледяных щитов и структуры возвышенностей поверхности земли.
- обеспечивание для глубинных районов ледяного покрова, краев ледяного покрова, для морского льда и другой топографии, с тремя способами действия:
Традиционное, ограниченное ритмом, функционирование для глубинных районов ледяного покрова (и океаны если необходимо);
Для морского льда функционирование с синтезированной апертурой;
Синтетическое, апертура / интерферометрия, двухканальное функционирование для краев ледяного покрова.
Высотомеры обеспечивают полезные данные относительно топографии ледяного покрова. В то время как многие имеют высокое вертикальное разрешение. Их ограниченное горизонтальное разрешение означает, что наблюдения по более ровным, почти горизонтальным частям ледяных покровов, имеют самую большую ценность.
Задача измерения расстояний возникает в огромном количестве случаев на строительных площадках, в обследовательских задачах, при изысканиях, при укладке и установке различного оборудования. Расстояния могут быть измерены непосредственно рулетками, но во многих случаях это бывает невозможно по причинам недоступности объекта измерений, наличию различных препятствий. Также использование простой рулетки связанно с привлечением второго исполнителя и относительно большим временем измерений. Сделать измерения более легкими и быстрыми, вместе с тем сохранив точность, позволяют широко используемые лазерные дальномеры (высотомеры). Применение лазеров в дальномерах связанно с их уникальными свойствами. Высочайшая направленность и когерентность лазерного луча делают возможным выполнять измерения до диффузных целей с высокой точностью. Различные функциональные возможности этих приборов хорошо характеризуют области применения дальномеров (высотомеров) и позволяют подобрать для себя наиболее подходящий вариант.
1. Федоров Б. Ф. “Лазерные приборы и системы летательных аппаратов “Машиностроение 1988 г.
2. Лазеры в авиации (под ред. Сидорина В. М.) Воениздат 1982 г
3. Орлов В. А. Лазеры в военной технике Воениздат 1986 г.
4. http://www.binoculars.ru/
5. http://www.laserbuild.ru
6. http://www.kalibr.ru