Лазерные импульсные альтиметры

ЛА предназначены для измерения топографии поверхности Земли, луны и т.д. В основу ЛА положен принцип ИЛД(измерение расстояния до поверхности через t ₃).

Вертикальное (высотное) разрешение определяется длительностью лазерного импульса и точностью счетчиков импульсов (смотри ИЛД). При этом вертикальное разрешение в современных ЛА не превышает 1м, даже с орбитальных высот, когда Л А установлен на искусственном спутнике Земли с орбитой 800км. Измеряется не только дальность, но и снимается топография в двух направлениях. Горизонтальное разрешение зависит от размера пятна лазерного пучка на поверхности, а также от расстояния между последовательными импульсами. Угол расходимости лазерного пучка и высота носителя, на котором установлен ЛА, определяют размер пятна. А частота повторения и скорость носителя определяют расстояние между последовательными импульсами. С помощью ЛА с непосредственным измерением дальности можно получить информацию о структуре исследуемой поверхности. Структура: распределение по высоте и наклону можно определить используя быстродействующий анализатор формы отраженного эхо сигнала.

Анализ этой формы с помощью быстродействующих анализаторов формы. Для измерения профиля АЦП = 1 ГГц, а информация о распределении отраженного сигнала расширяется в 1 не. Средне квадратичное уширение характеризует измерение поверхности.

В ЛА каждый лазерный импульс позволяет проводить горизонтальные и вертикальные разрешения прибора.

Первые ЛА были использованы в программе Apollo. В этих ЛА использовался рубиновый лазер с накачкой лампы вспышки в режиме Q - модуляции. Т.е. это классическая схема твердотельного лазера. В последние годы был достигнут большой прогресс в исследованиях суши, атмосферы, искусственных спутников Земли.

На основе ЛА данных получены профили и карты топографии поверхности: глубин прибрежных вод, лесных массивов, топография ледникового покрова и волн в океане.

В значительной мере расширение лазерных альтиметров связано с достижением в технике твердотельных лазеров. В качестве генератора накачки использовался полупроводниковый лазер.

Структурная схема лазерного альтиметра:

Расширитель - задание диаметра пятна на поверхности. Излучение на основной волне (λ = 1,06 мкм). Для уменьшения уровня помех - пространственная фильтрация, временное стробирование. Влияние солнца для уменьшения фоновой помехи. Кремневый лавинный фотодиод, рабочая поверхность 0,82 мкм. В случае удвоения частоты (λ = 0,57 мкм) в качестве ФЭД используется ФЭУ.

Передающий (лазер, телескоп) и приемный (телескоп, ПФ, объект, КЛФД) устанавливаются на одной платформе для жесткости и дъюсировки. Совмещение узлов зрения передающей приемной частей с помощью двухосной карданной подвески, на которой только одно поворотное зеркало. При исследовании поверхности необходимо обеспечить привязку к координатам цели, информацию астронавигации. С помощью системы Глонас.

Счетчик шум - для определения порога n₀. Блок счета времени - аналог ИВИ ЛД.

Параметры	ИСЗ на орбите	ИСЗ на орбите	Самолет высота	Самолет ЛИА с
	до 800 км	100 км	12 км	выс.разреш. 1км
1. Энергия в				0,02
импульсе, МВт
2. Частота
повторения, Гц
З.Расст. до
поверхности, км
4.Размер лаз.	75-150	300-600	3-7	0,3-0,5
пятна
5. Диаметр	0,5	0,25	0,25-0,38	0,35
приемн.телес. м
б.Угол поля	0,5		2,5
зрения

Дата добавления: 2014-01-11