雷达工程（精选12篇）
雷达工程 篇1
无锡华信雷达工程有限责任公司创建于1985年,是生产全系列卫星接收、卫星通信和全频段微波技侦天线的专业公司,公司座落于无锡惠山西麓,南临太湖,北靠长江,交通条件得天独厚。
公司是国家信息产业部首批定点企业、国家军工产品名录单位企业和江苏省高新技术企业,并通过了ISO9001-2008质量保证体系认证和GJB9001A-2001军标体系认证。目前公司已发展成集科研、制造、销售于一体的高新技术企业,拥有自营进出口权。
目前,工厂占地面积40亩,车间总面积20,000平方米,办公楼5000平方米。我们拥有多条卫星天线生产线、先进的测量仪器和大型的天线测试场地。
地址:江苏无锡市惠山区钱桥镇经济开发区金山路11号
电话:0510-83202017,83201667,83205491
传真:0510-83210721
Http://www.hxantenna.com
E-mail:saledept@hxantenna.com
我们公司提供全系列商用和军用卫星天线。口径从0.6到16米不等。有用于广播、电视、远程教育的卫星接收天线,以及DTH天线;也有用于通信的VSAT站和中大口径通信天线。天线波段涵盖了L,S,C,X,Ku和Ka波段。与此同时,我们也提供天线控制器、除冰、微波元器件等设备,并提供工程设计、安装和调试服务。
我们的VSAT天线通过了Asiasat,APT,China Satcom,Sinosat,China Orient公司的型号入网认证,中等口径和大口径的通信天线也通过了Intelsat,Eutelsat的现场入网认证。
性能优越、价格合理、用户至上、服务周到一直是我公司与用户双赢的有力保证;品质可靠是我们对用户永远的承诺。
雷达工程 篇2
审核工作
发布时间： 2011-08-30 07:57:29来源： 市财政局浏览次数：3401字号：大 中 小
多年来，我市对市政道路工程检测一直采用传统的钻孔取芯法进行。此种方法对路面面层具有一定的破坏性，而且由于所选取的面层具有很大的随机性，在道路工程、隐蔽工程施工中存在的偷工减料、虚假签证等现象，给财政投资审核工作带来很大难度。
为减少上述现象的发生，确保工程结算审核科学合理、高效精确，避免财政资金不合理支出，从今年4月份开始，市财政投资审核中心在市财政局创新理财思路指导下，转变工作方法，创新工作思维，在市政道路工程审核上由依靠传统方法转向依靠科技手段，会同市工程质量监督站等相关部门，组成课题研究小组，采用“探地雷达”技术对我市市政道路面层厚度开展无损检测实验，根据雷达探测到的数据进行审核测定。经过4个半月的大量实验，这项技术在我市工程审核工作中已初步显示了科学与实用价值，据了解，目前我省其他市在道路工程审核工作中还未采用此项技术。
雷达工程 篇3
【关键词】激光雷达；工程测绘；应用 随着上世纪80年代激光机技术的突破，推进了激光技术的进一步发展。激光雷达采取与激光测距器类似的原理和构造进行研制，其工作在由红外到紫外光谱段的探测系统中。由于激光雷达的不断改进，其重复频率快、峰值功率高、体积小、波长范围广，目前已在工程测绘的多个领域得以应用。
1.激光雷达测绘技术概述
激光雷达是在光频波段工作的雷达，且与微波雷达的工作原理相近，利用光频波段的电磁波向目标地点发射探测信号，然后再将接收到的同波信号和发射信号进行比较，进而得知目标的方位、距离、高度等具体位置，以及其运动状态信息，以实现对目标的跟踪、探测和识别。激光测距机是简化的激光雷达形式，在激光测距技术的基础上，实现方位配置、测量俯仰状态、自动跟踪激光目标等，以此构成完整的目标探测与跟踪激光雷达。一般情况下，激光雷达由激光接收机、激光发射机、伺服控制系统、信息处理系统、操控显示终端组成，且激光雷达可根据不同方法进行分类：如果按照发射波形与数据处理的方式，可分为连续波激光雷达、脉冲激光雷达、脉冲压缩激光雷达、脉冲多普激光雷达、动目标显示激光雷达及成像激光雷达等；如果按照安装的平台划分，则分为机载激光雷达、地面激光雷达、航大激光雷达以及舰载激光雷达等；根据完成的不同任务，分为靶场测量激光雷达、火控激光雷达、障碍物回避激光雷达、导弹制导激光雷达、飞机着舰引导激光雷达。
在实际应用中，激光雷达可以单独使用，也可与微波雷达、红外电视、可见光电视、微光电视等组合使用，让系统既能搜索到远距离目标，也可实现目标精密跟踪，在当前工程测绘中应用广泛。
2.激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用
2.1础测绘
在基础测绘中，包含数字正射影像、数字线划地图以及数字栅格地图。对于数字正射影像与数字线划地图来说，其生产离不开高精度三维信息的技术支持。例如，数字正射影像就是在精确的地形信息基础上，实现数字微分纠正而获得。由于数字摄影测量工作的程序较复杂，对设计要求与技术路线也非常严格，同时对生产人员提出更高的技能要求。而机载激光雷达技术所提供的地面三维坐标，则可以满足高精度影像微分纠正的要求，让数字正射影像生产更加容易，并不需要数字摄影测量平台，极大降低成本，在一般遥感图像处理系统中就可以实现规模化生产。另外，高精度的激光点云数据，可直观反映地物、植被等三维信息，充分利用这些资源，实现更加精准的判读与测量，提高数据的采集效率与质量。
2.2精密工程的测量
很多精密工程的测量，都涉及到测量目标的采集，并获得三维坐标信息或者三维物体模型，例如在水文测量、建筑测量、沉降测量、电力选线、文物考古、变形测量等行业中。地面激光雷达和机载激光雷达就是解决这类问题的有效方法。利用数码相片获得纹理信息，并与构筑物模型实现叠加，以构建三维模型，可有效实现对景观的规划分析、物体保护、形变测量、规划决策等。例如激光雷达技术在铁路设计、公路设计中提供的高精度地面高程模型，可便于线路的设计与施工方法精确计算。在电力线路设计过程中，利用激光雷达技术的成果数据可以对整个线路有所了解，包括公共区域内的地物、地形等要素；在电路线维护或抢修时，根据电力线路中的激光雷达数据点，以及对应地面裸露点的高程，计算出任意位置线路距离地面的高度，方便维护与抢修；另外，在树木的密集区内，也可利用激光雷达估算出需要砍伐树木的面积与木材量。
2.3数字矿山的构建
数字矿山的建立既满足环境友好型、经济节约型社会需要，也对促进矿山可持续发展具有重要作用。近年来，我国矿业及矿业城市遇到了生存与发展的困境，而矿山生态环境、资源枯竭等问题严重，矿山系统内的功能受到局限，矿山的人力、物力、财力都有所影响。
若想解决这些问题，必须加强对数字矿山的重视。利用激光雷达数据滤波迅速提取矿区内的相关数据，建立起三维虚拟地面模型，并确定建筑物的合理区域，提取建筑物的顶面信息，以重建建筑物模型。建筑物的模型和地面的分层组合建模、匹配融合等，实现塌陷区的生态环境与经济评价，对由于沉陷造成的土地侵蚀与裂缝进行分析，调查沉陷区的建筑物破坏情况，以及检测滑坡地质灾害等。
2.4电力传输与管道布图
在直升机平台上工作的激光雷达系统，最适用于测量传输线路。由于直升机可以沿着电力线或者管道传输的走廊飞行，比固定翼飞机节约成本，并且直升机可以随时根据需要调整高度和速度，以获得更为精准的数据。如果在激光雷达应用平台中同时使用录像机、数字相机及其他传感设备，既可实现激光雷达测量，也可同步进行线路检查及制图工作。
2.5森林工业的应用
机载激光雷达系统最早应用的商业领域即森林工业，由于森林业发展与国土管理都需要森林及其树冠下端地形的准确数据，而传统技术中很难获得树高及树的密度的精确信息。机载激光雷达与卫星成像不同，当利用这种技术勘测树冠下的地形时，还可同时获得树的高度。在对数据的后处理中，独立的激光返回值可分为地面返回值与植被返回值两部分，并以此计算出更多林业相关信息，如树高、材质、树冠覆盖以及生态环境等，这些都是传统摄影测量或者地面测量无法获得的信息内容。
2.6规划城市建设
自从进入21世纪，数字电视已成为各地力争构建的信息化目标。空间信息则成为数字城市的基础平台与框架，也是规划城市建设的重要内容。通过激光雷达测绘技术的应用，可以获得高精度、高分辨率的数字正射影像与数字地面模型，为城市规划与发展提供宝贵的空间信息资源，也是构建数字城市的重要技术支持。
另外，若想构建数字城市，还需要满足可测量、真三维、高精度等要求，具有真实效果的城市三维模型是管理城市的虚拟平台。如果应用传统技术，若想实现城市三维建模，工艺比较复杂，且工作量大、工作效率低，最终效果不理想，对数字城市的服务深度与宽度有所影响。如果利用激光雷达测绘技术，对地面建筑物进行空中激光扫描或者地面多角度激光扫描，则可迅速获得高精度、高密度的三维点坐标，再加上软件的后期处理，即实现点云数据的模型构建与纹理映射，全方位构建城市三维模型，对数字城市建设的基础数据持续性、历史性提供保障。
由上可见，激光雷达测绘技术将成为未来工程测绘的发展方向，具备更多的优势。通过激光雷达测绘技术与其他测量技术的配合使用，将提高工程测绘的效率与质量。但是目前我国在激光雷达的数据处理方面技术尚不成熟，仍需进一步深入研究。
【参考文献】
[1]朱筱茵.基于激光雷达的数字化精密测量技术研究[J].长春理工大学：光学工程，2010.
昌北雷达站防雷改造工程浅析 篇4
民航江西空管分局昌北雷达站于1999年建成并开始运行, 地处南昌昌北国际机场附近空旷位置, 是周围环境的制高点, 在雷暴天气时比较容易遭受雷击。昌北ALENIA雷达在土建时已考虑到设备防雷的需求, 其防雷工程在十几年的设备运行中也起到了较好的防雷作用。但经历15年的风吹雨淋, 其室外部分老化严重, 室外线槽固定横担及波导管屏蔽桥架等严重腐烂, 已破坏其屏蔽作用;另由于机房内不断新增设备, 机房内信号线、电源线走线越来越复杂, 雷击时容易形成感应雷;而且由于机场扩建, 台站本身的电磁环境也在发生着变化, 原防雷设施已达不到防雷的标准。近年来, 昌北ALENIA雷达多次遭受雷击, 具体统计如表一所示, 不断威胁到我局安全生产的雷达信号保障。
从表一中可以看出, 近年来, 雷击事故频有发生, 已不是偶然现象。说明台站防雷系统已存在缺陷, 且除一次室外单元雷击故障以外, 其余均为室内单元故障。这说明设备主建筑机房防雷、信号线防雷、机房屏蔽等电位接地等防雷均有可能存在一定的缺陷, 急需整改。
2 雷达站系统防雷工程
雷达站防雷工程是个系统工程, 主要分为外部防护和内部防护两大部分。外部防雷主要目的是拦截、泻放雷电流, 为台站建筑群构建一个“防护罩”。一般做法是在天线塔及建筑屋顶安装接闪器拦截雷闪, 接闪器相互连接, 并通过避雷带就近连接至引下线;在油机房及设备机房楼顶铺设避雷带形成屏蔽网格, 辅以建筑物内主钢筋作为雷电流泻流系统, 在各层主钢筋之间用横向钢筋焊接, 形成法拉第笼;引下线应沿建筑物四周均匀或对称分布, 并与接闪系统及接地系统有效连接, 使接闪器接闪的雷电流快速对地散流, 减少地电位间由于地电位的不同而造成反击, 形成综合的防直击雷和初级屏蔽保护系统。
内部防雷主要是通过截流、屏蔽、等电位连接、分流、接地等措施, 均衡系统电位, 限制过电压幅值。首先要将从室外引入有风险的线路与室内线路隔离;然后通过合理布线将各类信号线与电源线分槽布设, 防雷引下线应远离各类线缆, 防雷器的进线与出线应分开, 减少二次雷电的线间耦合及平时的线间干扰;再通过安装各类浪涌保护器来减少浪涌过电压对设备造成损坏;最后将带电的金属物体通过SPD接地, 不带电的较大件金属物体直接接地, 实现各导电的金属物体之间等电位, 防止互相之间因电位差而发生闪络及事故扩大。
综合采用以上措施并使用分区分级保护的方法进行阻击, 可以逐级将雷电流降低, 最终控制在设备能承受的电压范围之内。
3 昌北雷达站防雷改造
本次防雷改造工程主要由福建国智计算机系统工程有限公司负责实施, 包括室外线槽更换与改造、设备机房主体楼避雷带改造、台站地网改造及机房内主要信号线、电源线防雷改造等工作。与此同时, 雷达保障室及技保部其他相关科室负责对机房内线路按照规范重新进行铺设。力求全方位检测原防雷系统存在的缺陷并进行整改。
3.1 天线防雷
雷达天线塔原有防雷系统为:塔顶装有4条玻璃钢避雷针, 天线避雷针引下线有4条铜排及4条均压环, 接入天线塔底地网。信号线及电源线均通过金属屏蔽线槽引接至设备机房。
天线防雷是整个防雷系统重要的一环, 通过排查发现金属屏蔽线槽多处腐烂, 已无屏蔽效果;且天线塔底地网工程已不完整。遂更换部分线槽并涂好防锈漆, 天线避雷针4条引下线接于新增接地网, 如图一所示。
3.2 主体建筑防雷
油机房及雷达站主楼按照二类防雷标准, 原防雷措施为在屋面装设避雷带, 在屋顶四角设有四条引下线。
近几年来, 楼内机房照明灯被雷击过2次, 分析其可能的原因有:屋面避雷带分布不合理, 避雷带引下线没有起到安全可靠泄流作用, 机房照明灯可能与屋面钢筋绝缘不良所以才会造成其他地方照明灯不会被雷击, 而机房照明灯2次被比较大范围的雷击。另外, 屋面避雷带按照现行规范应有10×10米或12×8米的屏蔽网格, 其引下线间距平均跨度不应大于12米, 现有避雷带与现行规范不符。
施工时对屋面进行清理, 将多余的避雷针及线路移除, 并在机房建筑物增加5条明设避雷带引下线。另外, 测试发现油机房接地电阻与机房接地电阻不等, 而电源线中的PE线又相连接, 这样容易由于地电位不等造成雷电反击。施工时将两地网连接形成综合接地装置, 距雷达机房3米处重新铺设地网, 经实测, 地网的阻值为3.68欧。
3.3 机房及天线塔工艺接地线
雷达信号传输波导管从天线塔下来在二楼处通过桥架进入设备机房。通过之前的雷击案例, 怀疑有部分雷电通过波导管进入机房内部。施工时将原天线塔侧的机房接地线改为波导管进入机房前的第三点接地。在机房大门侧边增加一条接地线, 材料为BV50mm2铜线, 连接处采用热熔焊接。在光缆进入建筑物的桥架处增加一条接地线, 作为光缆金属加强筋及通信电缆屏蔽层接地, 材料为BV50mm2铜线, 连接处采用热熔焊接。从接地网至塔顶增加安装一条25×3紫铜排, 作为波导管及电缆线屏蔽层三点接地, 紫铜排需3处以上与天线塔通长金属构架 (钢筋) 连接。
3.4 电源与信号防雷
原供电单元各级均装有电源SPD, 且合乎标准。由于出现过雷击造成照明灯烧坏, 为防止某处照明线路被雷击后事故的扩大, 此次改造时在机房照明配电箱处安装一SPD。
信号防雷是此次改造的重点, 近年来出现故障最多的就是雷达信号输出端RHP。当发生雷电感应时, 会有部分雷电流通过网络线路等信号线路导入, 对机房内的设备产生信号干扰及损坏。为避免线路上发生耦合现象以及线路之间产生互感电流, 我们先对机房内线缆进行了整理, 电源线缆和信号线缆均采用金属屏蔽线槽架设, 并将线槽金属两端做接地处理。信号线缆和电源线缆须分槽布线, 且相距30公分以上。信号线缆均采用带屏蔽层的芯线, 并在信号线缆两端就近接地。对一些重要设备输入输出端安装SPD, 在雷达标准数据输出的RS232接口两端加装信号防雷器, 并在传输设备的语音线架上对每一路话音和控制信号加装防雷子, 传输设备连接至机场的光纤走地槽并做埋地处理。在天线塔顶2路编码器9针接口串接SPD 2个, 接地线接新增塔顶等电位排。在机房2路编码器采用裁断方法串接组合式防雷箱 (电源、信号) , SPD模块可带电拔插, SPD接入或退出不会影响设备的正常运行。在PHP1、RHP2至传输机柜设备的4条线路两端串接25针SPD8个, 型号为TD9/11。
3.5 机房屏蔽等电位接地
机房按照Mn方式等电位接地, 原机架接地线为BVR16mm2铜线、机框接地线为BVR6mm2铜线。此次改造在光缆进入建筑物的界面增加30×3×300接地排。进入机房的所有光缆其金属加强筋及金属挡潮层、通信电缆的屏蔽层、VHF天线的外皮均需屏蔽接地。机房内重要线路屏蔽线两端接地、线槽需两端接地。
此次防雷改造工程于2014年12月份完成。通过统计近四年来昌北雷达站所经历的雷雨天气次数及所遭受雷击事故的次数可以看出, 此次防雷改造之后对雷达设备起到了很好的防雷保护作用, 如图二、三所示。
4 结束语
雷电并不可怕, 只要了解其特性, 针对特殊的环境采取对应的防雷措施做好防范;在实际设备运行维护中, 值班员增强责任心, 如遇雷雨天气, 时刻注意天气变化和设备运行情况, 并随时与气象部门联系, 了解雷暴动态。只要加强巡视和检测, 一定能将雷暴损失降到最低, 不仅保障了正常安全生产, 更能为国家挽回巨额财产损失。
参考文献
[1]GB50057-94.建筑物防雷设计规范[S].2000.
[2]MHT4020-2006.民用航空通信导航监视设施防雷技术规范[S].2006
[3]蔡辉.雷达站的防雷保护[J].科技资讯, 2010, (09) :34.
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[6]杨国雄, 李文飞, 邓庆祥.深圳机场二次雷达站防雷地网整改工程设计分析[J].气象研究与应用, 2015, 36 (02) :120-122.
[7]陈远流.新一代天气雷达站的防雷设计[J].福建建设科技, 2006, (01) :56-57.
雷达工程 篇5
微信雷达加朋友怎么用？
1、打开微信，点击“+”然后点击右上角的“添加好友”按钮，
2、2台设备同时进入后，找到“雷达加好友”按钮点击进入。
3、通过声波就能搜索彼到此的信号了，在搜索到彼此时，会在手机屏幕上显示。
PS：距离不能太远
同志雷达 真的存在 篇6
研究人员把一组男人和女人的脸部照片处理成没有化妆、眼镜、文身等线索的黑白“裸照”，让参与者观察每张照片的时间只有50毫秒，然后将每一张脸归类为同性恋或异性恋。实验的结果说明了人是如何从脸部分辨性取向的：脸部的某些部位(比如嘴巴周围)，以及脸部个体部分之间的相对位置关系等都会影响到Gaydar的判断。
而之所以选用“裸照”，是因为添加越多的东西，越容易在判断时增加相互矛盾的信息。由于社会因素，一些人总是会更主动地去判断，或者根据特征更有经验地做出这些判断。另一个比较有意思的研究结果是，Gaydar错将直男归为男同志的机会(43％)要大于错将直女归为女同志的机会(36％)。就是说，一张直男的脸，哪怕稍稍有那么一点阴柔的特质，也可能被误认为同性恋；一张直女的脸，即便有浓烈的阳刚之气，仍旧可能被视为异性恋。
要提醒你：虽然些人Gaydar的判断准确率能达到80％，但别太相信你的“同志雷达”，毕竟Gaydar的平均准确度只有60％。
关于性爱，你该知道
1胖男人的床上运动更持久
有研究表明，男人越胖就越不可能遭遇早泄，其做爱时间平均能够达到7.3分钟。
2阴茎真的可能被折断
虽然阴茎中没有骨头，但它勃起的时候一种叫做阴茎白膜的组织可能被撕裂，医生把这种严重的损伤称为“阴茎断裂”。
3七年之痒真的存在
在为期7年之后，有些人不满足于他们的伴侣或者婚姻，产生移情别恋的冲动。来自美国的人口调查数据显示，第一次婚姻以离婚告终的平均时间是7、9年。
4人们会主动避开诱惑
虽然有“七年之痒”的存在，但是另一项心理学家做过的研究结果表明，对于不是单身的人来说，当能够取代伴侣的诱惑出现时，潜意识里会有一种厌恶的感觉，让男人和女人都会主动地避开自己的注意力。
5男人射精可能让自己马上得病
紧随射精而至的不只有快感，还有发烧、流鼻涕、全身乏力等症状?这是人类史上最悲催的“性高潮后病情综合征”。患病的原因可能是男人对自己的精液过敏，而开着门做爱可能是有效的治疗方案。
工程机械倒车雷达安装与使用刍议 篇7
1 倒车雷达的概念
倒车雷达，即倒车防撞雷达，由超声波传感器（俗称探头）、控制器和显示器（或蜂鸣器）等部分组成。倒车雷达的开发设计原理是借助仿生学，模仿蝙蝠在黑夜里高速飞行的机理。其主要载体是探头，探头视野方位是水平120度和垂直70度，纵横搜寻周围目标。
2 倒车雷达作用
利用超声波原理，倒车时由探头发出超声波，超声波探寻出障碍物再反弹回来，在此过程中，根据反弹时间和频率，有效计算出车体后展和侧移的空间距离大小，计算精确度的大小与仪器实际的产品设计有关。它的功用就在于协助司机发现低于保险杠且后视窗口不能看到的物体，加进声控装置发出声响，从而扩大了司机的视野并减少车辆操作的多余性，它最大的优势就是填补了驾驶人的视线死角，能以最直观、最便捷的方式，通过显示器将有关信息直接传达给驾驶人；而且在设计上，通过连接机理，当挂入倒挡时，倒车雷达便自动运行开始工作，其驾驶的安全性和操作性得以大大提升。因此，安装倒车雷达对安全驾驶和安全操作起着非常之大的作用，同时也带来极大的便利。
3 倒车雷达的购买
3.1 数量：
探头的数量决定了探头的视野覆盖范围。根据车辆的实际情况进行有效的配置，不见得越多越好。工程机械车辆一般后视的角度变化大，现场的实际环境调控能力比较低，司机把握程度较差，我们可采用多数量的探头来弥补这一缺陷。市场上有多种产品可供选购，有2、3、4、6、8等数量的配置，数量的多寡，一般根据要求或者自身驾驶的能力来选择。
3.2 功能：
科学技术的不断应用，使得越来越多的产品正走向多元化发展的道路，就其倒车雷达而言这几年技术与功能也得到了有效的提升，类型多样化使得倒车雷达市场有着非常多的选择性。倒车雷达有LCD显示的、声音提示类、方位指示、语音提示、探头自动检测等等，选择产品，我们最大的目的，就是功能，功能的完备性是使用的前提，这是购买使用我们要考核的一个最基本的方向。
3.3 质量：
任何产品在市场上能经受住考验，最重要的当然离不开产品自身的质量；对于倒车雷达的选择上，我们可以在各种媒体去搜寻各类产品的讨论，或者询问使用过产品的人士多方了解产品的质量，以加强在选择时的多样性，在功能不缺失的情况，质优价廉当然是我们的首选；这里也要说明一点，产品的售后服务也是重要的一方面，我们建议保质期要稍微长一点。
3.4 性能：
性能有很多指标的考核，主要是探测范围、准确性、以及仪器显示的稳定性和显示的速度。探测范围指标一般控制在0.4至1.5米间；准确性是指显示仪器的分辨率，分辨率越高越好；稳定性是指障碍物反射能力较差的情况下，是否能正常显示的问题，实际误差一般在3公分以下。速度是指显示的速度，迟缓的显示速度会造成驾驶者的误判。我们可以选择多种不同的型号进行相应的测试考评，直到达成心里所需求的目标。
4 倒车雷达的安装
安装倒车雷达，根据自身的需求和购买产品的要求来实施的。以下我们介绍两种最常用的安装方法，以供大家参考：
4.1 粘附式安装：
这种方式最大的好处就是不用在车体上开口打洞，只要将产品照车体的某个位置粘贴好就行。这种倒车雷达一般安装在尾灯或行李箱门边。具体的安装方法是：（1）橡胶圈套在探头上（2）确定探头安装位置；（3）将探头沿垂直方向贴合；（4）将双面贴加热撕去面纸（5）将闪光指示灯安装在易被视线捕捉的仪表台上；（6）安装控制盒；（7）将蜂鸣器安装在后风挡玻璃前上；（8）将探头屏蔽以起到美观的效果。
4.2 开孔式安装：
必须在车体上打孔安装，位置要选择恰当，探头安装在汽车尾部或保险杠上，其他流程均与上面粘附式安装相同。
4.3 注意事项：
安装我们要注意几个方面：
安装高度：车前高度、车后高度，可根据视线要求尽量的协调使用，具体数据可参考说明书使用；探头由于长期裸露在外，清洁工作很重要，必须要经常擦洗；探头相当于眼睛的功效，要尽量防止有异物附着在探头上，以避免影响效果和数据；极端天气要注意探头上的情况，天冷时注意探头的头窗不要有冰；前后探头有着不同的设计机理和运作方式，不能交叉互换以免造成数据的不准确；探头要注意安装的方向，一般是朝上安装，若有其他需求，可注意说明书的说明；探头最好不要安装在金属部件上，由于金属部件对车体的震动没有缓冲，会造成随车体振动而发生误报、错判；安装数量：数量我们上面讲过，根据实际的使用情况和自身驾驶的技术来确定。工程机械车辆由于车头较长或车头倾斜较严重，实际操作情况复杂多变，很多状况比较难以目测到，司机操作疑惑。在这种情况下，就可以加多探头的数量，以确保视角以及感应能力的完备性；安装位置：倒车雷达的安装位置多半在仪表台或后视镜上。安装位置的选择以安全的角度来讲，必须保证仪器使用时，驾驶者能够清晰把握；如果安装在不起眼的位置，显然对司机视线的扑捉不利，这样也间接造成后视雷达功能的丧失。
5. 雷达测试测评程序
5.1 距离测试：
可将任意物体放置在在探头的正后方，再由驾驶人进行由远到近倒车测试，并据此来判断仪器的鉴别能力；物体不要太大是要注意的一个方面。
5.2 障碍物方位测试：
将多个物体分别放置在前后左右的位置，由驾驶人缓慢倒车做测试；看看仪器显示是否和实际一样。
5.3 死角测试：
将物体放在偏远不易观察的角度，由驾驶人测试倒车雷达是否能发现。
结语
工程机械车辆面临复杂的周围环境和地理环境，而且车辆运作的不确定风险也在加剧，所以，从自身的角度考虑安全问题，建议一定要安装倒车雷达。以确保安全系数的提高。根据车辆的实际功能和运作方式，选择好倒车雷达的产品，发挥其应有的功能。
参考文献
[1]王艳秋, 冯云庚.浅谈倒车雷达工作原理[J].汽车电器.2011 (3) .
机载激光雷达在工程侦察中的应用 篇8
激光雷达扫描得到的数据作为未来侦察信息的重要来源之一, 在主要军事强国得到了大量的应用。它具有侦察数据量大、战场信息数据采集快的优点。然而这些数据并不能直接为我们服务, 对于如何处理这些庞大的数据, 进而满足作战需求就显得尤为重要。通过激光扫描数据处理实现战场目标侦察数字化, 增强战场监控能力和快速获取战场数据信息, 为工程保障提供可靠战场信息有着重大的意义。本文重点介绍了机载激光扫描数据处理的一般方法, 结合战场数据需求对其在工程侦察的应用进行了展望。
1 数据处理
一般来说, 对于机载激光原始数据的处理过程分为数据前处理与数据后处理, 具体说来, 包括POS数据解算、激光脚点三维坐标计算、激光点云数据预处理、数据滤波与分类、数字高程模型DEM生成、正射影像制作、建筑物三维重建以及地物提取等过程。数据处理流程如图1所示。
2 数据前处理
机载激光扫描数据采集得到的原始数据包括:
(1) 原始激光点云数据, 由激光扫描仪采集得到;
(2) 原始数码影像数据, 由数码相机拍摄采集得到;
(3) 惯性导航仪 (IMU) 数据;
(4) 机载GPS数据;
(5) 地面基站GPS数据。
原始激光数据仅包含每个激光的发射角、测量距离、发射率等信息, 原始数码影像也只是普通的数码影像, 都没有坐标、姿态等空间信息。只有在经过数据前处理 (也称为数据预处理) 后, 才完成激光和影像数据的“大地定向”, 只有空间坐标和姿态等信息。
原始激光点云数据的大地定向包括数据定位和定向两大内容, 需要用到机载GPS观测数据、地面基站的GPS观测数据、IMU记录的姿态数据和系统参数 (IMU, 激光扫描仪、相机之间的相对位置及姿态参数) 等。
2.1 激光点云数据定位
机载三维激光扫描在采集数据的过程中, GPS天线同步记录的坐标信息会受到对流层延迟误差、电离层延迟误差卫星星历误差及多路径效应等误差的影响要消除或减小这些误差的影响, 才能提高定位精度。
消除上述误差通常采用的方法有两种:一种为精密单点定位;一种为双差分定位。
精密单点定位又称为绝对定位, 即利用GPS卫星和用户接收机之间的为距观测值, 确定测站在WGS84坐标系中的位置。使用精密单点定位方法时精密星历和钟差文件是必需的, 可以直接从网站上进行免费下载。使用单点定位最大的优势是不用布设地面基站, 这样就可以节省许多人力、物力, 但单点定位的精度劣于差分定位精度, 在精度要求不高的情况下可以使用。
DGPS双差分定位可以保证比较高的定位精度, 该方法是在地面布设基准站, 与机载GPS装置进行同步观测, 用基准站测定具有空间相关性的误差或其对测量定位结果的影响, 供机载GPS装置改正其观测值或定位结果。
基站布设的多少和位置根据测区大小、地形及数据精度要求等具体确定, 不同的要求需对应布设不同个数的地面基站。一般情况下, 为保证仪器工作的同步性及初始化精度, 机场需布设一个基站, 若测区面积较小且距离机场较近, 在机场布设一个基站基本可以满足生产需要。但有些项目, 例如电力巡线或选线项目中, 作业区域为条带状, 且地形多为山地, 一般情况下离机场较远, 此时需在测区增设一个或多个地面基站。由于地势崎岖, 地面基站布设难度较大, 所以在考虑保证数据精度的同时也要考虑尽量减少外业工作量。
DGPS双差分定位方法也可以联合精密星历和钟差文件, 定位精度较高。实际生产中一般使用这种定位方法。
2.2 激光点云数据定向
无论通过单点定位还是双差分定位得到的都是GPS接收装置处的坐标信息, 而最终需要的是激光扫描仪处的坐标信息, 所以还需要根据GPS天线的偏心分量和扫描仪的偏心分量计算激光扫描仪的坐标信息。一般情况下, 只要重新安装设备, GPS天线的偏心分量都会有变化, 每次都需要重新测量。而扫描仪的偏心分量比较固定, 检测期内, 使用厂家提供的检测值即可。
IMU与激光扫描仪的相对位置参数由厂家提供, 联合定位信息可以得到激光扫描仪的航迹文件, 包含激光扫描仪在各个GPS采样时间的位置信息、姿态信息及速度。
根据激光扫描仪的航迹文件, 为每个激光点在WGS84坐标系下赋坐标值, 即激光数据的大地定向。大地定向后的激光数据, 可以通过专业软件打开浏览, 因每个激光点都已有坐标属性, 以高程显示的激光数据已能比较清晰地看出地面起伏及地物情况。
2.3 激光点云数据的检校
在航飞过程中, IMU和激光扫描仪的相对姿态可能会发生微小的变化, 从而对激光数据产生影响, 为消除这种影响, 通常要对大地定向后的激光数据进行检查。若数据质量较好, 则可以直接进行数据加工;若数据存在问题, 则需对数据进行检校。
数据检校参数通常是指偏心角分量:侧滚角 (Roll) 俯仰角 (Pitch) 和航偏角 (Heading) 的偏心角分量。
由于大量数据同时运行速度较慢, 实际生产中, 为较快地得到较好的检校参数, 通常的做法是, 首先在检校场数据中选择一块典型地形的数据进行检校, 得到理想的检校参数后运用在整个检校场, 若还有问题, 经过微调即可以得到一组检校参数, 将该组检校参数运用在整个测区, 即可以实现对测区激光数据的检校。经过检校的激光数据, 不同航带、不同架次的数据都能很好地匹配, 由此便可以进行进一步的数据处理。
2.4 激光点云数据坐标转换
检校后的激光点云数据为WGS84坐标系, 国内客户要求的成果坐标一般为工程坐标系, 工程平面坐标系通常指北京54坐标系、西安80坐标系或当地独立坐标系, 高程系统则指1956黄海高程系统、1985国家高程系统或地方独立高程系统。
完成两个坐标系统的转换, 首先需要具有控制点在两套坐标系统中的坐标 (例如WGS84坐标及北京54坐标) , 求出转换参数, 然后将转换参数应用于激光数据, 完成激光数据的坐标转换, 转换后的激光数据即为工程坐标系, 基于此而生产的数字高程模型 (DEM) 、数字表面模型 (DSM) 等数字产品也在工程坐标系下。
平面坐标转换通常使用的是布尔莎七参数法, 平面坐标转换流程图如图2、图3所示。高程系统的转换比较简单, 根据控制点在两套坐标系统的高程, 求得高程异常, 应用于激光数据便可以实现激光数据的高程系统转换。
激光数据的坐标转换可以在检校后进行, 也可以在激光数据分类后进行或不对激光数据进行坐标转换而直接转换至成果的坐标系统, 这些都是可行的。目前比较成熟的做法为:激光数据检校后进行坐标转换, 将激光数据直接转换至成果要求的工程坐标系下, 再进行数字产品生产, 这样基于激光数据生产的所有产品都是工程坐标系, 避免了其他转换方法中可能需要进行多次转换的麻烦。
2.5 确定影像外方位元素
相机与激光扫描仪的相对位置参数由厂家提供, 联合定位信息可以得到相机的航迹文件, 包含相机在各个GPS采样时间的位置信息、姿态信息及速度。初始航迹文件在WG584坐标系下, 可以根据生产需要将航迹文件转换至相应工程坐标系, 转换方法与激光数据坐标转换方法相同。
根据仪器记录的曝光点信息及原始影像的编号可以得到每幅原始影像的曝光时间, 以GPS时间表示。由此相机航迹文件与原始影像的曝光时间文件相结合便可以得到每幅原始影像的外方位元素[1]。
3 数据后处理
在数据前处理上作得到成果, 包括经大地定向后的激光数据和经计算得到的影像外方位元素基础上, 即可以正式进行常见的DEM和DOM成果数据的加工生产, 这一过程称为数据后处理。
3.1 激光数据分类及DEM制作
经过预处理的激光地表数据及激光地物数据都在同一层。需要提取出纯地表数据方能生成DEM。经过分类, 将建筑物、植被等非地表数据放在其他层里面, 纯地表数据就被分离出来。经过分类的纯激光地表数据是具有三维坐标值的离散点, 构TIN后即可以按规定格网生成DEM。
正常情况下解作生成的DEM成果只包含纯地表数据, 但由于激光扫描数据分类及生成DEM的方式方便快捷, 所以也可以根据客户的应用需求, 将感兴趣的地物与地表数据一起生成DEM, 以达到特殊应用的目的。激光数据的可视性强, 因而可以将不同的地物分类在不同的层里, 按层显示时能清楚地看到地物构成情况;经过精细分类的激光数据, 去除噪点后, 可以保留所有要素生成数字地表模型 (DSM) 。
3.2 影像数据处理及DOM制作
通过对原始影像进行预处理, 已经得到了每幅原始影像的外方位元素。激光扫描测量系统中影像的内方位元素已知, 由此便可以完成影像的相对定向和绝对定向, 从而生成正射影像。
然而由预处理后得到的外方位元素精度可能达不到生产要求, 需要进行进一步的纠正, 一般通过找影像连接点的方式进行。
根据与影像对应的纯地表激光数据找连接点, 所谓的连接点为两幅有重叠影像上的同名点, 一般每两幅有重叠的影像需保证至少4个连接点, 而实际生产中为保证产品质量, 通常需保证至少8个连接点, 所有连接点都必须是地面点且分布均匀, 根据影像连接点重新计算影像外方位元素, 使用理想的外方位元素进行正射影像的生产。
4 在工程侦察中的应用
利用机载激光扫描产生的DEM, 可以快速地生成战场三维数字地图。典型的一套机载激光扫描系统可以在4 h内用一架固定翼飞机完成长30 km、宽10 km区域的勘测。其垂直精度可达15 cm, 平均点距为1.5 m, 合计记录了15 300 000个反映详细地形和地物的数据点[2]。
4.1 生成的DEM, DSM数据类型功能
(1) 所选位置坐标查询:
实时显示鼠标选中点的地理坐标和高程;
(2) 最佳渡场开设位置:
对河流区域进行扫描, 系统对扫描点云数据进行处理, 分析出适合开辟渡场位置, 计算出最短路径, 确定最佳点;
(3) 距离、面积量算:
地图上两点的距离包括水平距离、直线距离、高差和地表距离;面积包括图上面积和地表面积;
(4) 空间分析及应用:
目标性质、种类、具体位置和特点等;
(5) 地理信息数据库[2]:
建立了完备的战场信息数据库, 以备指挥员决策使用。
4.2 工程侦察专题功能
机载激光扫描法相比于传统的电子速测法, 作业半径更广、更深, 速度更快, 效率也更高。传统工程兵道路、桥梁、筑城、地雷、爆破、渡河、伪装、给水等作业任务都需要战场高分辨率的战场三维景观信息的支撑, 机载激光扫描正是适应的这一需要。
(1) 工程实体目标建模功能:
工程实体目标是指工程兵部 (分) 队工程作业的对象。工程实体信息模型是指满足工程保障作业战术计算所需要的工程实体目标情报信息的集合。基于机载激光扫描的DEM, DSM能够生成相应的工程实体目标三维建模功能。
(2) 辅助分析功能:
扫描生成工程作业区域的三维实物景观;采集工程作业实体目标信息, 并进行各种分析、评估等, 之后确定改进、改造、调整、规划、再设计抢修的方案及对策。
(3) 工程作业规划与配置功能:
将建立的工程实体三维模型在扫描生成工程作业区域的三维实物景观中进行规划和配置, 可以对工程作业情况进行仿真和演示。
(4) 空中侦察与地面侦察相协调。
大区域范围的工程作业区域的三维实物景观则由机载空中激光扫描生成, 小面积的工程作业区域的三维实物景观可以由地面扫描生成, 两者相互补充, 能满足快速性、高分辨率等特殊需要。
参考文献
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雷达在公路工程检测过程中的应用 篇9
钻芯取样法是在公路建设过程中最常采取的一种传统的检测路面是否安全的方法, 这种检测方法会对公路造成破坏, 不具备代表性, 人为因素的影响非常之大, 并且其检测结果缺乏准确性。现如今, 科学技术快速发展, 在公路工程检测的过程中引入了地质雷达检测技术。这项技术有快速采样、检测精度高、分辨率高, 经济无破损等等特点, 很好的弥补了传统检测方法的不足, 因此, 将地质雷达技术应用在高速公路检测中具有非常重要的意义[1]。
1 工作原理
1.1 系统构成
完整的探地雷达 (GPR) 包括多个系统, 具体的发射机, 接收机, 天线和信号处理等发射机传输, 脉冲雷达信号控制电路, 信号的天线辐射到人行道上, 紧随其后的是接收反射信号, 接收信号的过程中, 需要使用放大器进行信号放大, 然后将信号放大信号处理设备进行处理。同时, 天线可以用来发送和接收信号, 耦合天线在地面和空气耦合信号是主要的两种类型的天线, 发射器和接收器不断与天线连接和切断分离器, 分离器主要是防止接收机输入元素被高能发射机的输出;接收反射信号数据采集、存储、处理和显示了信号处理设备。
1.2 检测原理
地质雷达探测原理是低到地面点火脉冲式高频电磁波, 电磁波传播过程中如果遇到的对象不同的电气、散射和反射, 反射电磁波天线, 然后分析电磁波处理, 不同的反射波的强度和形状, 双向旅行时间反映了不同的结构, 位置和电气性能。使用脉冲电磁波反射地质雷达探测技术的原理于公路工程结构层, 疾病检测、预防、隐患, 因为它是一种非接触式的物理检测方法, 因此, 可以解决许多公路工程中的问题。
图1为基本原理。
1.3 检测依据
地质雷达探测技术具有无损检测的特点, 而且经常被用于高速公路探测, 因为地质雷达探测深度小的特点, 高分辨率, 因此, 即使测试中没有电的区别在道路和道路, 也可以检测到。电的区别越小, 反射系数越小, 使反射信号越少, 反之亦然。当前道路结构层分为三部分:表面, 基础和地基。水泥混凝土材料或改性沥青材料建筑通常用于路面、稳定碎石、石灰稳定材料, 水泥稳定材料分类的水泥混凝土和粉煤灰石灰材料通常用于路面基层。使用水泥混凝土路面材料建筑, 介电常数在3~5之间, 用沥青材料建筑, 介电常数在5~10, 高速公路基层介电常数在8以下。由于各种结构层不同的介电常数, 为地质雷达探测技术的应用提供了有效的检测基础[2]。
2 发展现状
2.1 探地雷达技术的发展
由于电磁波的地下介质衰减强, 同时与空气相比, 地下介质更加地复杂和多样, 因此, 在早期, 探地雷达主要被用在冰层和岩盐矿等介质中, 随着时间的推移, 在20世纪70年代以后, 不断地涌现诸多的新材料和新技术, 探地雷达技术也得到了快速的发展, 水平也有大幅度地提高。现如今, 探地雷达技术被运用在道路下空洞以及裂缝探测、埋设物探测等等多个领域, 取得了比较好的成效。
2.2 国内外主要探地雷达
经过这么多年的研究, 探地雷达 (GPR) 已成为一项成熟的技术, 国内外许多制造商研发出不同的探地雷达 (GPR) 系统。加拿大和美国的技术是最成熟的, 国外探地雷达 (GPR) 设备和服务公司主要有五家, 第一家是地球物理探测设备, 从15 MHz~2 GHz探地雷达 (GPR) 系统, 并用于处理数据分析软件包, 更全面, 第二个公司是美国的Penetradar公司, 该公司提供了探地雷达 (GPR) 系统和相应的数据分析, 第三家公司是美国脉冲雷达、探地雷达 (GPR) 设备和道路检测服务, 还有加拿大的探地雷达, 该公司的系统主要用于高速公路和桥面板检测。
在我国, 主要研究对象为电磁散射特性模拟和数据处理方法, 对硬件系统并不完美, 但在吸收国外的经验, 研发出了雷达原型, 例如, 中国科学院SI2R类型的探地雷达 (GPR) , 东南大学GPR-Ⅰ型迪泰探地雷达 (GPR) 和大连理工大学的探地雷达等。中国电波传播研究所和国际阿德尔地雷检测技术有限公司, 是一家业务化探的主要单位, 开发了一系列的软件和硬件产品。最早的研究单位开展地下目标探测技术是中国电波研究所有限公司开发的系列探地雷达 (GPR) 系统, 并介绍了高等级公路探测器的风格。
3 雷达在公路工程检测中的应用
3.1 检测厚度
《公路质量检验评定标准》规定, 高速公路沥青层厚度和总水平偏差5%的h (mm) , 极端值是10%h (mm) ;上层代表值是10% (mm) , 极端值是20% (mm) 的值代表水泥-5% (mm) , 极端值是10% (mm) 。传统方法是钻井方法, 该方法会破坏路面, 从而限制检测的次数, 也不能保证测试的客观性。探地雷达 (GPR) 是不同的, 主要根据电磁脉冲的传播在路面和路基接口速度以及旅行时间确定, 因为是一种无损检测技术, 可以非常好的解决上面的问题, 对厚度检测的精度, 探地雷达 (GPR) 设备已经达到了正常的标准。德克萨斯交通研究所一直在使用探地雷达 (GPR) 检测厚度, 使用TERRA检测数据处理软件, 发现平均0.75 cm的偏差, 符合分析探地雷达 (GPR) 标准[3]。
3.2 探查路下隐患
很难感知道路隐患, 只有在很长一段时间后, 会造成损失, 维修道路往往需要相当大的成本, 难度非常高, 甚至给公路的正常通行带来不利影响。探地雷达检测隐藏的危险具有的独特的优势为, 通过检测问题可以及时发现, 避免道路坍塌, 缩短公路养护时间, 避免主道路的内在质量和寿命受到间接破坏、严重破坏。探地雷达 (GPR) 仍处于探索阶段, 1980年早期在国外做相关测试, 获取信息从人行道上呼应, 路面位置、深度和尺寸数据可以发现, 与此同时, 有关学者研究其缺陷, 空气耦合天线是用于分析缺陷检测, 取得了理想的结果。大量的试验结果表明, 探地雷达 (GPR) 是一种非常有效的方法, 值得推广应用。
4 探地雷达数据预处理
预处理包括基本消除固定杂波、信号处理、过滤等, 主要用于消除无效的数据, 提高数据质量, 提供可靠的数据源进行下一阶段的处理。正常处理主要包括一些常用的数字信号处理方法, 这些方法基本上是相似的, 可以提供基本的处理结果, 进一步方便工作人员分析, 为处理提供依据。一些特殊的处理方法中需要使用先进的治疗, 在路上与探地雷达数据处理主要路面估计的电磁特性、层厚度和异常检测方法。通过上面的数据处理, 并使用结果的图像或语句, 对道路状况进行综合评价。
5 结语
地质雷达与无损检测技术、高分辨率、精度高、效率高等显著特点, 在公路工程检测中运用地质雷达检测技术, 有助于加强检测结果的准确性、科学性。根据实际情况, 选择不同的探测雷达, 能够高效的完成检测任务, 提供的数据也更加准确可靠, 为公路建设质量提供可靠的保障。
摘要：从系统构成、检测原理、检测依据三个角度说明了探地雷达检测技术的工作原理, 分析了其在国内外的发展现状, 主要对其在公路工程中检测厚度、探查路下隐患, 进行数据处理方面的技术作了研究, 以达到检测结果的准确性。
关键词：探地雷达,公路,检测,数据
参考文献
[1]张兴, 李茜.探地雷达在工程检测中的应用[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2013 (27) :76.
[2]荆代芝.地质雷达在公路面层检测的运用[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2012 (25) :17-18.
雷达工程 篇10
1 激光雷达测绘技术概述
激光雷达是在光频波段工作的雷达, 且与微波雷达的工作原理相近, 利用光频波段的电磁波向目标地点发射探测信号, 然后再将接收到的同波信号和发射信号进行比较, 进而得知目标的方位、距离、高度等具体位置, 以及其运动状态信息, 以实现对目标的跟踪、探测和识别。激光测距机是简化的激光雷达形式, 在激光测距技术的基础上, 实现方位配置、测量俯仰状态、自动跟踪激光目标等, 以此构成完整的目标探测与跟踪激光雷达。一般情况下, 激光雷达由激光接收机、激光发射机、伺服控制系统、且激光雷达可根据不同方法进行分类:如果按照安装的平台划分, 则分为机载激光雷达、地面激光雷达、航大激光雷达以及舰载激光雷达等;根据完成的不同任务, 分为靶场测量激光雷达、火控激光雷达、障碍物回避激光雷达、导弹制导激光雷达、飞机着舰引导激光雷达。
激光雷达是十分有用的, 十分方便的设备, 并不是其技术的所有的应用的都是需要多样的配合, 十分复杂的进行工作的, 也可以单独的。我们实际的生活中见到的大部分是组合使用的, 像是红外电视, 激光电视等等。
2 激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用
2.1 基础测绘
在基础测绘中, 包含数字正射影像、数字线划地图以及数字栅格地图。对于数字正射影像与数字线划地图来说, 其生产离不开高精度三维信息的技术支持。例如, 数字正射影像就是在精确的地形信息基础上, 实现数字微分纠正而获得。由于数字摄影测量工作的程序较复杂, 对设计要求与技术路线也非常严格, 同时对生产人员提出更高的技能要求。而机载激光雷达技术所提供的地面三维坐标, 则可以满足高精度影像微分纠正的要求, 让数字正射影像生产更加容易, 并不需要数字摄影测量平台, 极大降低成本, 在一般遥感图像处理系统中就可以实现规模化生产。
2.2 精密工程的测量
很多精密工程的测量, 都涉及到测量目标的采集, 并获得三维坐标信息或者三维物体模型, 例如在水文测量、建筑测量、沉降测量、电力选线、文物考古、变形测量等行业中。地面激光雷达和机载激光雷达就是解决这类问题的有效方法。利用数码相片获得纹理信息, 并与构筑物模型实现叠加, 以构建三维模型, 可有效实现对景观的规划分析、物体保护、形变测量、规划决策等。
2.3 数字矿山的构建
对于数字矿山一般的情况下在环境、经济节约等方面要求比较严格, 目的是响应国家政策真正的做到考虑子孙后, 走可持续发展的道路。当前矿山以及依附矿山发展的城市遇到了很大的麻烦, 环境由于过度的开采直接导致了环境问题的出现, 再者过度的开采面临着严峻的资源枯竭, 此外还要考虑市场的近期状况。对于矿山的内部环节也要十分的关注, 对于人、机、料、法、环方面的影响。这些困难一直在制约着我们我们前进的道路。
当问题跳到我们的面前时, 我们要积极的寻求解决方案, 最终实现生产的目的。对于当前的形式最有效的方法莫过于加强数字矿山的建设, 从多方位多角度去看待问题, 以达到根治的目的。所谓的数字矿山就是通过激光雷达技术对于整个矿山的数据进行快速的采集, 与此同时构建三维模型更好的表现其形式, 由于每一部分的构成不同, 在建模的过程所考虑的侧重点也不同。一般的情况进行分层构建, 同时进行多方位的评价, 一般情况主要在环境、经济型、自然灾害等。主要的优点是, 能够高效的反馈数据, 可以连续二十四小时不间断的提供数据, 对于整体的模型构建的清晰合理, 此外对于未来可能发生的事故有预测评估的功能, 更好的起到了预防的作用, 大大的改善了以往的模式。
2.4 电力传输与管道布图
在直升机平台上工作的激光雷达系统, 最适用于测量传输线路。由于直升机可以沿着电力线或者管道传输的走廊飞行, 比固定翼飞机节约成本, 并且直升机可以随时根据需要调整高度和速度, 以获得更为精准的数据。
2.5 森林工业的应用
机载激光雷达系统最早应用的商业领域即森林工业, 由于森林业发展与国土管理都需要森林及其树冠下端地形的准确数据, 而传统技术中很难获得树高及树的密度的精确信息。机载激光雷达与卫星成像不同, 当利用这种技术勘测树冠下的地形时, 还可同时获得树的高度。
2.6 规划城市建设
随着科技的不断发展, 我们进入了一个全新的时代, 21世纪是一个信息的时代, 城市也在不断地向数字城市迈进, 城市想要数字化在城市的规划十分的重要, 对于信息的立体化十分的关键。今天我们运用了激光雷达技术, 对于整体的技术又有了一个新的提升, 更加的高精度化、高分辨率, 对于城市整体的模型效果表现得形式会更好, 为城市规划的过程提供了十分关键的资源, 对于整体布局与规划起到了很大的推动作用。
结束语
今天我们发展的速度是有目共睹的, 可以用一日千里来形容不足为过。近几十年来的发展可以说是之前人类史从来没有过的跨越式发展, 经济的不断地发展, 带动了生活的进步, 人们在解决温饱问题的同时, 慢慢的关注自己的衣食住行, 对于其要求与标准在不断的提升。正是人们的需求的不断改变, 我们的相关企业就要不断的提升自己, 运用先进的科学技术手段来满足人们的需求, 使企业在竞争的过程中不断地吸取经验, 培养高精端人才。激光雷达测绘技术就是一个很好的例子, 在测绘的领域也取得了很大的成绩。我相信测绘工作在未来的明天一定会取得更大的进步。
摘要：经济的发展, 带动了各行各业的进步。当今的社会在强大的经济基础支持之下, 各行各业在科学领域都取得了突飞猛进的发展。科学技术越来越成为衡量其专业水准的标志, 人们也越来越认可这一观点。测绘技术在我国有了多年的应用, 在实践中不断的探索前行, 现在最为突出的就是激光雷达测绘技术的应用, 大大的提高了工作效率, 能够更好的达到测绘的目的。本文就激光雷达测绘技术展开论述, 主要针对基本的知识以及应用进行了详细的分析。
关键词：激光雷达,工程测绘,应用
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快乐是“雷达” 篇11
19岁时,高晓松顺利考入清华大学,学习电子工程系雷达专业!如不出“意外”,他毕业后应该成为科学院的研究人员,像家里人一样成为科学家。
可是,高晓松骨子里有种不安分的东西,时常搅得他骚动不安——他只想千方百计寻找生活的“快乐”。读了3年雷达专业后,他发现自己根本不适合当科学家,于是他和死党老狼,还有几个朋友,在清华园里组了一支叫“青铜器”的乐队,“快乐”得一塌糊涂。
高晓松在清华的最后一个暑假里收到了海南岛一家歌厅发来的邀请,希望他们的乐队能到那边去演出。兴奋过后,高晓松和老狼不顾一切地踏上了旅途。
但现实远比他们想象的要残酷。他们的音乐在这座岛上“缺乏群众基础”,又因为他们坚持不唱粤语流行歌——当然,他们也不会唱!在演出了几天后,他们直接被歌厅老板炒掉。
唱了几天,赚的钱还不够两人回程的路费。高晓松已经不打算再回清华了,但老狼还要赶在开学前回去上课。于是,他把老狼送上了回北京的火车,而他只想着尽量到一个离北京最近的地方。他先买了张末等船票来到广州,又量入为出,买到一张去厦门的火车票。到厦门的那天是8月31日,清华第二天就要开学了,他却在万里之外逃课。
从决定不再回清华的那一天起,高晓松就开始品尝真正的“痛苦”了。他发现,厦门大学附近有个“东边社”,聚集了一群流浪艺术家,他就在那里暂时建了个窝,但当时口袋里只剩下10块钱了。虽然有豪爽的流浪朋友愿意管吃管住,但他还是觉得必须找点赚钱的活。可惜,由于没有工作经验,他始终没能找到一份糊口的工作。
几经辗转回到北京,高晓松没有回清华继续他的雷达事业,而是转头报考电影学院导演系研究生。他的考分是最高的,原本想着即使只收一个也应该是他,结果那年一个也没收。
科学家没当成,导演也没考上,高晓松只好“逼”着自己再去搞音乐了。1994年,他成立了一个民谣小分队,和老狼、沈庆几个当年校园民谣的中坚分子,凭着一首《同桌的你》,彻底红了起来。从此,他开始了在音乐圈呼风唤雨的日子。
雷达工程 篇12
机载激光雷达技术是近年来摄影测量与遥感领域革命性的成就之一, 是目前最为先进的三维航空遥感技术。与传统航空摄影测量技术相比, 机载激光雷达技术具有直接快速获取三维空间数据、数据处理自动化程度高、数据精度高、作业成本低、便于成本控制等优点。
2 机载激光雷达技术介绍
2.1 机载激光雷达系统组成
激光雷达的基本原理系通过采用激光器向被探测目标发射激光脉冲, 经过被探测目标的反射或散射后, 激光脉冲返回激光器, 通过对返回激光脉冲进行分析来探知被探测目标。根据具体原理的不同, 激光雷达可分为测距激光雷达 (Range Finder Lidar) 、多普勒激光雷达 (Doppler Lidar) 以及差分吸收激光雷达 (Differential Absorption Lidar) 。测距激光雷达根据作业平台的不同可分为地面激光雷达和机载激光雷达。通常机载地形测绘激光雷达又被直接称为机载激光雷达, 抑或lidar。本文中的机载激光雷达即是指机载地形测绘激光雷达。
机载激光雷达系统通常主要由以下四部分组成:飞行平台、激光扫描仪、定位与惯性测量单元以及控制单元 (如图1) 。
2.2 机载激光雷达系统工作原理
机载激光雷达系统工作原理如图2所示。该系统通过激光扫描仪向地表发射激光脉冲, 根据激光脉冲从发射至返回激光扫描仪所经历的时间来确定扫描仪中心至地表激光光斑之间的距离d, 而由DGPS确定扫描仪中心坐标 (X0, Y0, Z0) , 利用IMU则可以确定激光扫描仪扫描瞬时的空间姿态参数 (ϕ、ω、κ) 。根据这些几何参数以及空间几何关系, 即可确定地面激光点的三维坐标 (如公式1所示) 。
2.3 机载激光雷达数据
机载激光雷达数据通常包括激光点云数据 (又称为距离图像数据) (如图3所示) 、回波强度图像数据。另外, 为了便于对激光点云数据进行处理和应用, 目前大多数的机载激光雷达系统中都集成有高分辨率航空数码相机, 因此, 航空数码影像 (如图4所示) 亦可看作机载激光雷达数据。
实际上, 机载激光雷达系统在航飞数据采集过程中直接获取到数据系激光扫描数据 (记录了每个激光脉冲从发射至返回的时间信息) 、差分GPS (DGPS) 数据、IMU数据以及航空数码影像数据。通过利用激光扫描数据、差分GPS数据以及IMU数据进行后处理定位解算, 方才获取到激光点云数据以及回波强度图像数据等。
在实际应用中, 机载激光雷达数据并非均为直接加以利用。通常情况下, 可通过对激光点云数据进行分类 (分为地表激光点云数据和非地表激光点云数据) 以生成DEM (Digital Elevation Model) 数据。而通过利用DEM数据以及航空数码影像的内外方位元素 (在机载激光雷达航飞数据采集中通过DGPS以及IMU可获取到航空数码影像的外方位元素) , 则可对航空数码影像进行正射纠正以生成DOM (Digital Orthophoto Map) 数据。当然, 我们也可直接利用激光点云数据生成DSM (Digital Surface Model) 或进行诸如房屋、道路以及植被等信息的提取。
3 机载激光雷达技术在电力工程中的应用
2007年3月, 在大新~南宁500kV线路、2009年7月, 在马山~林村220kV线路工程设计中, 我院采用机载三维激光雷达优化选线技术对线路全线进行了测量和路径优化选线, 经优化后, 与初步设计相比, 分别节省工程投资500多万元和400多万元, 取得了良好的社会、环境及经济效益。
3.1 项目概况
大新~南宁500kV线路始于于广西大新县, 途经广西大新县、崇左市、扶绥县、南宁市, 终至500kV南宁变电站, 路径全长126km, 沿线以山地、丘陵为主, 植被履盖较好。马山~林村220kV线路工程位于广西南宁境内, 路径全长120km, 地理位置为东经108º20′到107º59′, 北纬22º51′到23°44′平均海拔200米左右, 沿线以山地、丘陵为主, 地形起伏变化不大, 但植被履盖较好。
在以上项目中, 采用机载三维激光雷达技术工作内容包括:机载三维激光雷达航飞数据获取、机载三维激光雷达数据处理以及内业路径优化选线、平断面测图和杆 (塔) 位预排等。
3.2 机载三维激光雷达航飞数据获取
以上项目采用荆门通用航空公司运五-B固定翼飞机进行机载三维激光雷达航飞数据采集作业, 航飞高度650米, 共计获取了约390km2和360km2范围的机载三维激光雷达数据。
3.3 机载三维激光雷达数据处理
(1) 机载和地面GPS数据处理
1) GPS差分解算。利用高精度GPS解算软件, 基于地面基站点的已知坐标, 对机载GPS观测数据和地面基站GPS观测数据进行联合差分解算, 得到机载GPS接收机在每个观测时刻的WGS84空间坐标。
2) IMU/DGPS联合处理。加入IMU记录的飞行姿态数据, 在软件中与差分解算成果联合进行处理, 获得机载IMU的航迹线, 即每个观测时刻的空间位置和姿态。根据测定的偏心向量, 从而获得激光扫描仪和航空相机各自的航迹线。
(2) 激光数据处理
1) 激光点大地定向。基于激光扫描仪的航迹数据文件, 软件自动对每个的激光点进行运算处理, 得到每个激光点的空间三维坐标。
2) 检校和坐标转换。激光扫描仪与IMU设备之间的三个偏心向量, 除平面偏心分量可以直接测定之外, 三个偏心角分量需要通过检校场飞行数据来间接测定。
根据已知控制点数据解算出转换参数, 对所有激光数据进行处理, 把每个激光点从WGS84坐标系转换到1954年北京坐标系, 从大地高转换到1956年黄海高程。
3) 激光数据分类。为了获取数字地面模型, 对激光点云中的地面和非地面激光点进行分类。在进行分类前, 首先对激光数据进行去噪处理, 剔除错误点、高程异常点, 如特别高的点 (空中飞行中的鸟或杂质) 。然后使用激光分类专业软件, 对激光数据运行特别录制的批处理命令 (宏命令) , 由软件自动进行分类, 如果宏用得恰当合适, 能达到90%以上的分类准确率, 最后采用人工交互对自动分类后的数据进行检查和更精确分类。
4) 数字高程模型 (DEM) 生成。利用分类出来的地面激光点数据, 构建不规则三角网;基于不规则三角网生成最终的数字高程模型成果 (DEM) 。
(3) 航空数码影像数据处理
1) 影像格式转换。把数码航片影像文件从原始的fff格式转换成通用的Tif格式, 软件在转换格式的同时可以进行统一的色彩调整。
2) 航迹坐标转换。把相机航迹数据从WGS84坐标系转换到1954年北京坐标系, 从大地高转换到1956年黄海高程。
3) 航片外方位元素。根据每张航片曝光瞬间的GPS时间信息和航迹数据, 获取每张航片的六个外方位元素。
4) 数字正射影像 (DOM) 生成。基于每张航片的外方位元素及地面激光点数据, 软件自动进行单片微分纠正 (倾斜改正、地形纠正) , 并对设定范围内纠正后的航片进行镶嵌、裁切, 得到数字正射影像成果 (DOM) 。
(4) 数据处理质量控制
1) 激光数据处理的质量控制。 (a) 激光数据检校的质量控制。航飞得到的激光数据, 由于激光扫描仪的系统差的存在, 在进行正式的激光数据处理之前, 先要对激光数据进行检校, 检校后的平面误差控制在15cm, 高程误差控制在8cm; (b) 激光数据分类的质量控制。对激光数据进行自动分类后, 要对所有的块生成基于激光点云数据的高程渲染图, 查看和评估自动分类的质量和效果。
2) 影像数据处理的质量控制。 (a) 原始影像的质量:评价经过格式转换和调色处理后的原始影像的质量; (b) 表面模型的准确程度, 表面模型通过激光分类的质量检查后得到; (c) 相机检校的结果, 误差控制在1个像素之内。
3.4 线路优化选线
(1) 作业流程
优化选线是架空高压输电线路工程中的一个重要环节, 对线路的走向、工程质量、造价、环境保护以及是否会引发线群矛盾等都有重要影响。机载三维激光雷达优化选线作业流程如下:
1) 航飞设计。根据线路可研阶段或初步设计阶段的推荐路径方案, 利用1/5万或1/1万比例尺地形图进行航飞设计。
2) 地面GPS基站点选取与联测 (沿线路每30-50公里左右一个点) , 以用于作为机载三维激光雷达航费数据获取过程中的地面GPS基站点。
3) 机载三维激光雷达航飞数据获取。
4) 机载三维激光雷达航飞数据处理。通过对激光点云数据进行分类处理, 以获取高精度DEM数据, 利用DEM数据对航空数码影像数据进行正射纠正以获取DOM数据。
5) DEM与DOM数据导入“基于机载三维激光雷达数据的架空送电线路优化选线平台”, 并输出影像调绘图。
6) 航外调绘。
7) 室内优化选线及线路路径转角坐标输出, 并输出影像路径图。
8) 平断面测图。其中, 断面图数据系根据线路路径从高精度DEM数据中自动提取, 平面图数据则利用高分辨率DOM进行快速采集。
9) 优化排杆。
(2) 优化选线平台
基于三维激光雷达数据, 本项目采用了我院自主研发的架空送电线路优化选线平台 (OnePLD) , 作业流程如图5所示。
4 技术经济指标
在大新~南宁500kV线路工程中, 与初设相比, 经优化选线后, 节约工程投资约554.54万元, 平均每公里节约4.37万元人民币, 杆塔总数减少了19基, 土石方量减少了12970m3, 森林砍伐及农田占用各减少了28亩, 房屋拆迁面积减少约4000m2, ~采石场减少4处, 10kV线路改造减少1.2公里;马山~林村220kV线路工程, 节约工程投资约422.9万元人民币。大新~南宁500kV线路工程各项统计指标如表1~表5所示。
从以上统计数据可以看出, 与初设相比, 经优化后的线路路径的森林砍伐及农田占用面积均大为减少, 同样建筑物及其他障碍物的拆迁数量也大大减少。
5 优点
与传统航空摄影测量技术相比, 采用机载激光雷达技术进行架空送电线路路径优化选线具有如下显著优势:
(1) 优化选线更加精确, 塔位选择更加合理, 工程投资精细控制, 有效减少森林砍伐、农田占用以及房屋拆迁等, 最大限度避免线群矛盾。DOM数据以及激光点云数据的支持, 使得对地形地物的判读、空间信息的量测与获取更加准确和便捷, 诸如房高、树高以及塔高等信息可借助激光点云数据方便地自动提取, 有利于在选线过程中对一些重要地物的避让, 譬如公路、村庄、规划区、庙宇、榕树、矿区等 (如图6所示) , 设计人员能够更加精确细致地进行路径选择, 更加精细地控制工程投资, 更加合理地选择塔位, 最大限度避免线群矛盾的发生。
(2) 更有利于实现数字电网。数字电网的建设是必然趋势, 高精度机载激光雷达数据可直接用于数字电网建设, 业主无须再次投资进行航飞数据获取, 能够为业主节省潜在投资并可加快数字电网建设。
(3) 更有利于实现终勘定位或施工过程中可能遇到的改线。机载激光雷达路径优化选线平台无需配备航空摄影测量所需的专业立体观测设备, 并可非常方便地安装在便携机上, 因此设计人员可在野外现场进行选线, 并根据即时断面数据进行预排杆, 大大提高改线作业效率。
(4) 优化选线效率更高。机载激光雷达数据处理自动化程度更高, 无须进行航外像控测量, 野外调绘工作量亦大大减少, 作业成本降低。选线平台操作简便, 三维场景更加逼真, 可方便进行全线漫游以及多视角观察, 便于设计人员从整体上把握线路路径。内业平断面测图作业效率大大提高。经统计, 与基于航空摄影测量方法的优化选线技术相比, 其内业平断面测图作业效率可提高75%左右。
6 结论与展望
实践证明, 机载三维激光雷达技术在架空送电线路中的应用是成功的, 采用三维激光雷达技术, 对于线路路径优化、提高工效和有效控制工程投资起到关键作用, 对数字电网的实现奠定了基础。作为一项先进的三维航空遥感技术, 随着其数据处理技术以及相关的行业应用平台的逐步成熟, 其必将成为航空遥感领域的主流技术, 机载激光雷达技术在电力行业的应用也将随着机载激光雷达技术的发展及相关软件的开发完善而逐步广为应用。
参考文献
[1]吴华意, 宋爱红, 李新科.机载激光雷达系统的应用与数据后处理技术[J].测绘与空间地理信息, 2006 (6) .
[2]舒宁.激光成像[M].武汉:武汉大学出版社, 2005.