機載偵查雷達技術論文(2)
機載偵查雷達技術論文
機載偵查雷達技術論文篇二
機載激光雷達測量技術在公路勘測中的應用
摘要:
交通運輸行業(yè)的發(fā)展直接影響著我國經濟的發(fā)展，是促進經濟發(fā)展的主要因素。我們目前的公路鋪設規(guī)模越來越大，相應的公路勘測的工作也越來越重要。本文主要從機載激光雷達測量技術的工作原理、工作步驟設置、技術特性這三個方面結合起來探究了該項技術在公路勘測中的應用。
關鍵詞： 機載激光雷達測量技術;工作原理;技術特性;應用范圍
中圖分類號：P258 文獻標識碼：A
1 引言
由于社會經濟水平的不斷提高，公路的交通量在不斷增加，如今有很多的公路現(xiàn)在的路寬早已難以達到順暢通行的條件，同時，還有超載等嚴重損壞路基的現(xiàn)象存在，使得公路的通行量有所減少。所以，我們一方面要新建公路，另一方面，拓寬公路路面也是很重要的改進通行量的手段。除此之外，我國的高速公路在逐步延伸至山區(qū)、高原等地方，這明顯對公路的勘測工作提出了更高的要求。但是原來的勘測手段已經難以保證公路勘測工作的精度、速度，所以這也是機載激光雷達測量技術得以產生與發(fā)展的原因。
機載激光雷達技術(英文縮寫LIDAR)是一項新興技術，國外已經研究并發(fā)展了近三十年。早前，我國的一些研究人員也對機載激光雷達測量技術進行了一些研究，同時開發(fā)了部分機械設備用于實踐。機載激光雷達測量技術可以說是能夠解決我國目前公路勘測工作任務的一項重要保障，我們有必要去進一步探究這項技術在公路勘測當中的應用。
2 機載激光雷達測量技術的工作原理及工作步驟
機載激光雷達測量遙感技術是將激光測量距離技術、電子技術、高精度動態(tài)載體形態(tài)測定技術以及高精度的GPS動態(tài)差分定位技術科學的結合在一起。以上幾項技術的快速發(fā)展是機載激光雷達測量技術得以發(fā)展的動力之源。通俗一點來說，機載激光雷達測量技術是由慣性導航體系以及GPS 動態(tài)差分定位來明確所處的地點，之后對公路的施工地點情況進行測量，測量的數(shù)據(jù)經過分析整合后，完成地貌資料收集工作。
2.1 工作原理
機載激光雷達測量技術的工作原理是：第一，激光脈沖信號，經激光脈沖二極管出發(fā),通過棱鏡,轉向目的地,反射得到的信號經探測器收到,由記錄設備記下來，同時轉換為可以直接認識、判別的數(shù)據(jù)資料,經過相關軟件分析之后，得出實體模型。如果空間內存在有個一向量T，它的模是T，方向是(x，y，z)，如果可以測量出這個向量的起點O的坐標(Xt，Yt，Z t)，那么這個向量另一端點S的坐標(X，Y，Z)就能夠確定下來，且是唯一的。就該體系而言，起點O是遙感器光學系統(tǒng)的投影中心，起點坐標(Xt，Yt，Z t)能夠運用GPS 高精度動態(tài)差分定位技術來測量出來，現(xiàn)在，GPS動態(tài)差分技術以及慣性導航體系已經不在是遙不可及的，經過對機載激光雷達測量技術所涉及到的全部的技術可能產生的偏差進行系統(tǒng)的分析、處理，那么得到極其準確的數(shù)據(jù)資料就不再是不可能。
2.2 工作步驟設置
機載激光雷達測量的的工作步驟設置如下：在飛機起飛進行工作之前，我們需要先做好仔細的飛行計劃設置，主要有：飛行路線、航帶之間的重合程度、飛機飛多高、多快等方面。除此之前，還需要實施飛行之前的參數(shù)檢查、測量，之后依據(jù)規(guī)定的航線飛行，測量工作完成后，需要對得到的參數(shù)進行校對、審核。在做好野外飛行工作之后，能夠取得兩組數(shù)據(jù)資料：飛機地點以及姿態(tài)信息、時點掃描角的激光長度所得數(shù)據(jù)。如果精確度小于一分米，姿態(tài)精確度小于 0.02度，那么能夠算出激光落腳點在地平面坐標系當中的比較準確的三維立體坐標。
3機載激光雷達測量技術的主要工作特性
第一點：工作速度快。機載激光雷達測量技術可以對大范圍目標空間實體數(shù)據(jù)迅
速取得。當我們運用機載激光雷達測量技術收集目標空間信息的時候,
對實體平面三維數(shù)據(jù)實時測量確定,能夠運用到智能化監(jiān)控系統(tǒng)。
第二點：不需要接觸目標物。機載激光雷達測量體系取得實體的矢量化立體信息,
能夠運用完全的不接觸的形式對目標物實施測量工作,可以一次性做好
從目標物到三維點云信息的工作,切實實行高速原形實體重新構造。可以
處理工作人員不能夠到達的地點、危險地段、柔性目標和要保護目標物
等情況之下的掃描測繪任務。
第三點：穿透性。由于激光是有穿透性的,所以對于目標的不同層面的幾何數(shù)據(jù)
經過機載激光雷達測量系統(tǒng)所取得的樣本帶你可以清楚的描繪。
第四點：密度高、精確度高。機載激光雷達測量技術對于目標表面特點可以用高
密度、高精確度的形式取得。以精密的傳感技術為基礎,智能化三維式
收集目標物的表面構造以及立體式構造的三維集群信息，同時由點的
數(shù)據(jù)逐步形成點云，大大縮減了人工技術產生的誤差。
第五點：及時、直觀、主動性。機載激光雷達測量體系經管勘測自己發(fā)出的激光
脈沖信號同時收反射信號來描繪目標物樣貌。該項體系的測量工作不受
時間以及空間的影響，同時誤差較小。
第六點：智能化、數(shù)字化。該項體系的測繪采用全數(shù)字形式，能夠直接取得數(shù)字
長度信息,穩(wěn)定性高、容易被智能化形式描繪出來。
4機載激光雷達測量技術在公路勘測中的主要應用范圍
4.1 繪制數(shù)字正射影像圖以及數(shù)字地貌圖
經過對機載激光雷達測量得到的點云信息以及相關信息的整理、分析之后，就能夠繪制出數(shù)字地貌圖以及數(shù)字正射影像圖。數(shù)字地貌圖的比例一般是一比兩千，數(shù)字正射影像圖精確度一般是會超過20厘米，達到了公路勘測工作的可操作性探究、基礎設計以及施工圖繪制等各個工序的所需的條件。與此同時，數(shù)字正射影像圖描繪出了走廊一帶的直觀圖像，和其他遙感測繪資料以及地理資料的結合之后，就能夠實施公路探查、地質狀況較差的路段探查、公路遙感選擇線路等工序，很大程度上提高了以往的公路勘測選擇路線工作的效率，也對工作質量水平的提高有所幫助。就目前的公路勘測這一塊來說，數(shù)字數(shù)字正射影像圖以及地貌圖的繪制主要由攝影測量技術負責。
4.2 繪制數(shù)字地面模型
數(shù)字地面模型(英文縮寫DTM)在公路勘測工作當中主要是運用于為公路的測繪工作提供縱、橫斷面的信息資料以及給立體公路輔助規(guī)劃提供基本的地理資料。繪制數(shù)字地面模型主要應用到三個方面的數(shù)據(jù)信息來源：攝影測量、數(shù)字式地貌圖以及野外實際測量。數(shù)字式地貌圖因為會有地貌原圖精確度的影響以及掃描工作誤差的存在，使得精確度及工作效率難以滿足當代公路勘測工作的需求，對工作質量難以有所保證。野外實地測量肯定是精確度相對較高的一種勘測方式，然而因為要考慮到它的測量速度確實有些慢，尤其是到了重丘或者山地等地貌起伏較大的施工點，這種方法也就不再是首先推崇的。攝影測量的方法不論是在供給帶狀地貌圖還是數(shù)字地面模型是當下勘測工作的重點，它的精確度以及工作效率都有所保證，滿足目前的勘測工作要求。然而，該測量技術依然有著自身難以掩飾的缺陷。它不僅是在天氣惡劣的時候不能進行，而且如果地貌的植被覆蓋較為秘籍或者地形破碎的話，它的工作效率和質量將會大打折扣。機載激光雷達測量技術的研發(fā)，可以較好地處理攝影測量技術的不足，然而因為它的研發(fā)時間相對短暫，在價格方面比較高，真正的推廣工作還是有著難度的。
結語
就目前的機載激光雷達數(shù)據(jù)測量技術來說，還是一項新興技術，仍然存在部分需要改進的地方，在公路勘測方面的應用有待于進一步推廣。就當前的繪制數(shù)字正射影像圖以及數(shù)字地貌圖以及數(shù)字地面模型這兩點應用來說，還是會因為價格等方面的因素受到制約，但是這也難掩其優(yōu)良的特性，我們有理由相信該項技術的應用前景將會是非常光明的。
參考文獻：
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