Hva er de forskjellige LIDAR System Design?

August 10  by Eliza

En lett gjenkjenning og strekker seg (LIDAR) system er ofte brukt i atmosfæriske studier. Noen av de forskjellige LIDAR system design er Mie og Rayleigh LIDAR, Raman og differensial absorpsjon LIDAR, Doppler og fluorescens LIDAR, og systemer som brukes som enkle avstandsmålere eller høydemålere. Motivene varierer i henhold til emnet under studien, krevde presisjon måle og omstendighetene rundt sin distribusjon. Hver type system er et produkt av å vurdere mulighetene for maskinvaren og programvaren tilgjengelig, og hvordan den kan brukes til å oppfylle de måle mål.

En LIDAR-system måler vanligvis laser tilbakespredning, som er reflektert laserlys. Det kan være spesielt utviklet for å måle direkte lasertilbakespredning, bølgelengde forskjøvet tilbakespredning, forskjellen i absorpsjon priser mellom to bølgelengder, eller frekvensendring i tilbakespredte lyset. Et grunnleggende system består av en sender, en mottaker og en dataanalysekomponent. LIDAR system design har enten en bistatisk eller en monokonfigurasjon. I et mono system, er senderen og mottakeren ligger sammen, mens i en bistatisk utforming de to er separate.

Annen utforming hensyn er å ansette enten en biaksiale eller koaksial sensor ordning. I en biaksial anordning aksen til senderen og mottakeren har en annen orientering. Tilbakespredt lys kan oppdages av mottakeren bare når motivet er utenfor en viss avstand. Aksen til sender og mottaker er den samme i et koaksialt arrangement.

LIDAR systemer som bruker pulsede lasere har vanligvis en mono konfigurasjon, men kan enten ha en biaksial eller en koaksial sensorarrangement. Systemer som bruker en kontinuerlig-bølge laser har vanligvis en bistatisk konfigurasjon. Ved utvalget av emnet er forholdsvis nær, er et koaksialt arrangement av sender og mottager generelt foretrukket. Hvis nær-target evne er ikke et problem, kanskje en biaksiale ordning vedtas for å unngå komplikasjoner fra nærliggende laser backscatter.

Ulike LIDAR system design også ansette ulike laser bølgelengder, og ulike båndbredde kombinasjoner for sendere og mottakere. Andre design hensyn omfatter krav til bruk som en look-up eller se ned LIDAR, og om systemet skal være i kontinuerlig drift eller brukes bare om natten. Noen design gjør bruk av tunbare lasere. Disse alternativene er nøye valgt å satse på en spesifikk måling mål.

Dataanalyse komponent i et LIDAR-system gjør bruk av forskjellige analytiske teknikker. Mie, Rayliegh, Raman og fluorescens LIDARS er designet for å analysere ulike typer laser backscatter mønstre. Scatter mønstre avhenger bølgelengde. Mie analyse beskriver beste scatter mønstre når den reflekterende partikkel er omtrent samme størrelse som bølgelengden. Rayleigh-analyse er mer nøyaktig for partikler meget mindre enn bølgelengden.

Rayliegh og Mie utførelser undersøke elastisk tilbakespredning, hvor det reflekterte lyset er av den samme bølgelengde som det lys som overføres. Raman LIDAR analyserer uelastisk tilbakespredning. Dette resulterer mot lys blir forskjøvet noe i bølgelengde når reflektert av en partikkel. Graden av flytting kan identifisere sminke og atmosfæriske konsentrasjonen av de reflekterende partikler. Fluorecence LIDAR bruker en tilsvarende analyse for å undersøke tilbakespredning fra væsker og faste stoffer.

Doppler LIDAR måler endringer i frekvensen av tilbakespredt lys til å bestemme endringer i temperatur og vindhastigheten eller retning. Differensial absorpsjon overfører to bølgelengder av lys, og måler forskjellen i atmosfærisk absorpsjon mellom de to bølgelengder. De relative forskjeller i Absorpsjonen kan identitets aerosolkonsentrasjoner.

Hver av de forskjellige LIDAR systemdesign benytter en unik konfigurasjon av maskinvare og programvare for å foreta en nøyaktig måling av en bestemt mengde under et begrenset sett av omstendigheter. Flere generelle systemer, for eksempel en politi hastighet detektor, returnerer mindre presise resultater. I noen systemer, den analytiske metode som skal anvendes i dataanalysen komponent bestemmer systemets maskinvare design. I andre dikterer tilgjengelig maskinvare hva systemdesign kan benyttes.