Dalmierz laserowy: „precyzyjna linijka” w systemach przeciwlotniczych

Wraz z popularyzacją technologii dronów, jej nadużywanie w rozpoznaniu wojskowym, nielegalne wtargnięcia, naruszenie prywatności, a nawet ataki terrorystyczne stają się coraz poważniejsze, co stanowi poważne wyzwanie dla bezpieczeństwa przestrzeni powietrznej i ochrony obiektów krytycznych. Na tym tle pojawiły się systemy przeciwdronowe, a dalmierz laserowy dzięki swoim unikalnym zaletom stał się jednym z niezbędnych kluczowych czujników w systemie, zapewniającym podstawowe wsparcie danych dla precyzyjnych środków przeciwdziałania celom dronów.

Analiza funkcji podstawowych:

Precyzyjna lokalizacja celu i pomiar odległości:

Podstawowa funkcja: Podstawowym zadaniem dalmierza laserowego jest pomiar w linii prostej odległości pomiędzy systemem a docelowym bezzałogowym statkiem powietrznym z niezwykle dużą precyzją. Osiąga to poprzez emisję bardzo krótkiego impulsu (lub modulowanej fali ciągłej) lasera i precyzyjne obliczenie różnicy czasu potrzebnej do dotarcia lasera do celu, odbicia i powrotu do odbiornika. Stosując zasadę stałej prędkości światła (odległość = prędkość światła × różnica czasu/2), oblicza dokładną odległość.

Znaczenie systemów przeciwdronowych: Dokładna informacja o odległości jest jedną z podstawowych współrzędnych służących do ustalenia położenia przestrzennego celu (w połączeniu z kątami azymutu i elewacji). Ma to kluczowe znaczenie dla późniejszego ciągłego śledzenia celów, oceny zagrożenia, namierzania broni przechwytującej (takiej jak broń laserowa, pociski sieciowe, rakiety przechwytujące energię kinetyczną) i precyzyjnego namierzania zakłóceń elektronicznych. Szczególnie w przypadku szybkich lub małych dronów dokładność na poziomie centymetra, a nawet milimetra jest kluczem do zapewnienia skutecznego przechwytywania.

Rozpoznawanie i klasyfikacja celów pomocniczych:

Współpraca: dalmierze laserowe są zazwyczaj ściśle zintegrowane z kamerami elektrooptycznymi/podczerwonymi (EO/IR) lub systemami radarowymi.

Dostarcza precyzyjnych informacji o odległości, co w połączeniu z obrazami celu/obrazami termowizyjnymi i informacjami o kącie uzyskanymi przez kamerę umożliwia systemowi dokładniejsze oszacowanie rzeczywistego rozmiaru celu. Na przykład, znając kąt pola widzenia kamery i zmierzoną odległość, można obliczyć rzeczywisty rozmiar fizyczny odpowiadający pikselom zajmowanym przez cel na obrazie.

Poprawa dokładności rozpoznawania: Porównując informacje o szacunkowych rozmiarach z wstępnie ustawioną bazą danych cech bezzałogowych statków powietrznych (UAV), można znacznie zwiększyć zdolność systemu do rozpoznawania i klasyfikowania typów UAV (klasy konsumenckiej, przemysłowej, własnej produkcji i modyfikowanych), a nawet konkretnych modeli, co pozwala znacznie zwiększyć liczbę fałszywych alarmów (takich jak ptaki i latawce) i zapewniając podstawę do podejmowania decyzji w sprawie odpowiednich środków zaradczych.

Podstawowe wejścia systemu kierowania ogniem (twarde zabijanie):

Cel w kamień węgielny: w przypadku systemów przeciwdronowych, które wykorzystują środki niezniszczalne, takie jak wysokoenergetyczna broń laserowa, precyzyjnie naprowadzane działa sieciowe i działa przeciwlotnicze, podstawowe dane dotyczące odległości dostarczane w czasie rzeczywistym przez dalmierze laserowe stanowią podstawowy wkład w rozwiązania kierowania ogniem.

Poprawa współczynnika trafień: system kierowania ogniem wykorzystuje informacje o odległości, kącie i ruchu celu (czasami w połączeniu z parametrami środowiskowymi, takimi jak prędkość wiatru), aby precyzyjnie obliczyć wyprzedzenie i kąt strzelania lub celowania. Wysoka precyzja dalmierza laserowego zapewnia dokładność tych obliczeń, bezpośrednio określając prawdopodobieństwo trafienia i skuteczność broni przechwytującej.

Przewodnik po innych czujnikach:

Ulepszenie synergii: w złożonych środowiskach lub scenariuszach obejmujących wiele celów dokładne pozycje celów uzyskane przez dalmierze laserowe mogą służyć jako sygnały prowadzące do podpowiedzi lub kierowania innymi metodami wykrywania (takimi jak precyzyjne radary wąskowiązkowe o węższym polu widzenia, elektrooptyczne jednostki przechylne o wysokiej rozdzielczości) w celu szybkiego namierzenia i skupienia się na określonych celach stanowiących zagrożenie, zwiększając w ten sposób skuteczność wykrywania i możliwości alokacji zasobów całego systemu.

Silna zdolność przeciwzakłóceniowa:

Unikalna zaleta: Pomiar odległości laserem opiera się głównie na ścieżkach optycznych, a jego pasmo częstotliwości roboczej (zwykle bliska podczerwień) całkowicie różni się od pasm częstotliwości komunikacyjnych powszechnie używanych przez drony (takich jak GPS, WiFi i transmisja wideo). Dzięki temu dalmierze laserowe są wysoce odporne na typowe zakłócenia radiowe. Nawet w środowiskach o silnych zakłóceniach elektromagnetycznych, o ile optyczne pole widzenia nie jest zasłonięte, może nadal stabilnie dostarczać informacji o odległości, co jest zaletą, której radary radiowe trudno dorównać.

Zalety i ograniczenia:

Zalety:

Poprawa współczynnika trafień: system kierowania ogniem wykorzystuje informacje o odległości, kącie i ruchu celu (czasami w połączeniu z parametrami środowiskowymi, takimi jak prędkość wiatru), aby precyzyjnie obliczyć wyprzedzenie i kąt strzelania lub celowania. Wysoka precyzja dalmierza laserowego zapewnia dokładność tych obliczeń, bezpośrednio określając prawdopodobieństwo trafienia i skuteczność broni przechwytującej.

Ma wysoką rozdzielczość kątową i może precyzyjnie lokalizować cele punktowe.

Silna zdolność przeciwdziałania zakłóceniom elektromagnetycznym.

Zwykle są małe, lekkie i stosunkowo niskie zużycie energii.