激光測距儀的應(yīng)用有哪些?
- 發(fā)布時間:2022-12-08
- 發(fā)布者: 北斗星空
- 來源: 原創(chuàng)
- 閱讀量:
激光測距儀在航空航天上使用較多,阿波羅15號在登月時帶上了一套特別設(shè)備——大型角反射器,用來反射從地球發(fā)射過來的激光光束,通過記錄往返時間來計(jì)算地月距離。同時,在航空航天其它領(lǐng)域?qū)す鉁y距儀也有使用:
1、激光測距在地形的勘察與測繪中的應(yīng)用在地形的勘察與測繪中的激光測距儀一般稱為激光高度計(jì),主要是搭載在飛機(jī)或衛(wèi)星上測量高程數(shù)據(jù)。例如,“嫦娥一號”與“嫦娥二號”激光高度計(jì)是月球探測衛(wèi)星的主要載荷之一,擔(dān)任著獲取月球表面三維高程數(shù)據(jù)的科學(xué)任務(wù)。“嫦娥一號”衛(wèi)星于2007 年發(fā)射,“嫦娥二號”衛(wèi)星于2010 年發(fā)射,其高程數(shù)據(jù)與CCD立體相機(jī)的影像相結(jié)合,獲得了月球表面的基本地貌,劃分構(gòu)造單元,初步編制了月球地質(zhì)與構(gòu)造綱要圖。“嫦娥二號”激光高度計(jì)除了高程數(shù)據(jù)外,還獲得了月面反射率信息,為后續(xù)軟著陸提供了參考數(shù)據(jù)。
2、激光測距儀在航天器自主著陸中的應(yīng)用
利用無人探測器著陸到月球、火星或者小行星等目標(biāo)天體表面進(jìn)行實(shí)地勘探甚至采樣返回是人類探索宇宙的一條重要途徑,也是未來深空探測活動發(fā)展的熱點(diǎn)之一。發(fā)射衛(wèi)星或探測器在其他星球表面進(jìn)行軟著陸是進(jìn)行空間探測的一個重要的方向。
3、激光測距儀在空間自主交會對接中的應(yīng)用
空間自主交會對接是一個極其復(fù)雜和精密的過程。它包含兩部分相互銜接的空間操作:空間交會和空間對接(Rendezous and Docking)。交會過程指兩個或兩個以上的飛行器在空間軌道上按預(yù)定位置和時間相會,作用距離為100km~10m,由遠(yuǎn)到近需要GPS引導(dǎo),微波雷達(dá)、激光雷達(dá)、光學(xué)成像敏感器的測量手段,空間對接指兩個飛行器在空間軌道上相會后在機(jī)械結(jié)構(gòu)上連成一個整體,作用距離為10~0m,主要利用先進(jìn)視頻制導(dǎo)敏感器(AVGS)完成。
空間自主交會對接主要由四個階段構(gòu)成:地面引導(dǎo)段、自動尋的段、最后逼近段與對接合攏段。在交會對接過程開始時,追蹤航天器和目標(biāo)航天器的距離比較遠(yuǎn),需要地面參與對追蹤航天器和目標(biāo)航天器進(jìn)行跟蹤和測量,在地面測量的支持下,追蹤航天器機(jī)動飛入其敏感器能夠捕獲目標(biāo)航天器的范圍內(nèi),這時二者距離小于100km,一般是用微波雷達(dá)和GPS 共同導(dǎo)航,將追蹤航天器引導(dǎo)到距離目標(biāo)20~30km 的范圍內(nèi),然后啟用空間交會激光雷達(dá)進(jìn)行精確導(dǎo)航定位,從此時到對接一直都要使用空間交會激光雷達(dá)作導(dǎo)航,由此可見激光雷達(dá)在空間交會對接中起著重要作用。在距離目標(biāo)100m~200m 時啟用光學(xué)敏感器,10m 內(nèi)啟用對接敏感器,一直到對接完成。2012 年6月16日至29日,我國成功組織實(shí)施天宮一號與神舟九號載人交會對接任務(wù),實(shí)現(xiàn)了我國空間交會對接技術(shù)的又一重大突破,標(biāo)志著工程第二步戰(zhàn)略目標(biāo)取得了具有決定性意義的重要進(jìn)展。飛船入軌后,經(jīng)地面遠(yuǎn)距離導(dǎo)引和自主控制飛行,于18日14時14分,在距地面高度343 千米的近圓軌道上,與天宮一號目標(biāo)飛行器完成自動交會對接,形成組合體。天宮一號與神舟九號載人交會對接任務(wù)成功實(shí)現(xiàn)了航天員首次手控交會對接、航天員首次進(jìn)駐交會對接目標(biāo)飛行器、我國女航天員首次進(jìn)入太空,以及首次較長時間飛行等新的突破,完成了一系列空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)實(shí)驗(yàn),獲取了一大批寶貴的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),為我國載人空間站建設(shè)積累了重要經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)造了有利條件。
4、激光測距儀在空間碎片探測領(lǐng)域的應(yīng)用
空間碎片的探測是目前深空激光探測技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一。開展空間活動時間較長的美、俄兩國,所產(chǎn)生的空間碎片約占總數(shù)的90%以上。沒人能夠數(shù)清空間碎片的確切數(shù)目。人類目前只能對直徑10 厘米以上的碎片進(jìn)行跟蹤監(jiān)測,這類碎片目前共有一萬七千余個,世界上只有美國和俄羅斯有能力對其進(jìn)行全部監(jiān)測,美國國家航空航天局為每個碎片都進(jìn)行了編號。小于1 厘米的碎片據(jù)估計(jì)有數(shù)千萬乃至數(shù)億,航天器已經(jīng)根本無法避免與其相撞,只能通過加強(qiáng)自身的防護(hù)能力來應(yīng)對。為了安全、持續(xù)地開發(fā)和利用空間資源,必須不斷提高對空間碎片的跟蹤監(jiān)視技術(shù),增強(qiáng)對空間碎片環(huán)境的分析預(yù)測能力,同時尋求控制空間碎片的有效措施。空間碎片監(jiān)測可以通過地基監(jiān)測和天基監(jiān)測兩種方式。一般來說,大尺度空間碎片主要依靠地基手段;中小尺度空間碎片探測可以依靠天基手段。天基遙感探測的探測設(shè)備包括光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、微波雷達(dá)以及激光雷達(dá)等。基于激光測距技術(shù)的激光雷達(dá)探測系統(tǒng)在空間碎片探測方面具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。它采用主動探測方式,不受光照條件限制,波束窄,探測距離遠(yuǎn),空間分辨率高,測量精度高。
5、激光測距儀在軍事上的應(yīng)用
戰(zhàn)斗機(jī)和陸戰(zhàn)裝備上的光電搜跟系統(tǒng)許多都裝備有激光測距儀,可準(zhǔn)確知道敵人的距離相應(yīng)做好防御準(zhǔn)備。其中陸戰(zhàn)武器如陸戰(zhàn)步槍中部分裝備有激光測距儀,可知悉敵我距離。伴隨著激光測距儀在軍事上的應(yīng)用,人們也在不斷研究激光武器偵查系統(tǒng)。
以上就是北斗整理分享的關(guān)于激光測距儀的應(yīng)用,希望可以幫助到大家了解這方面的應(yīng)用。想了解更多相關(guān)資訊,歡迎持續(xù)關(guān)注。