เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์: "ไม้บรรทัดที่แม่นยำ" ในระบบต่อต้าน UAV

จากการแพร่หลายของเทคโนโลยีโดรน การใช้ในทางที่ผิดในการลาดตระเวนทางทหาร การบุกรุกอย่างผิดกฎหมาย การบุกรุกความเป็นส่วนตัว และแม้แต่การโจมตีของผู้ก่อการร้าย ได้กลายเป็นเรื่องร้ายแรงมากขึ้นเรื่อยๆ ทำให้เกิดความท้าทายอย่างรุนแรงต่อการรักษาความปลอดภัยของน่านฟ้าและการปกป้องสิ่งอำนวยความสะดวกที่สำคัญ ท่ามกลางฉากหลังนี้ ระบบต่อต้านโดรนได้ถือกำเนิดขึ้น และเครื่องวัดระยะแบบเลเซอร์ซึ่งมีข้อดีเฉพาะตัว ได้กลายเป็นหนึ่งในเซ็นเซอร์หลักที่ขาดไม่ได้ในระบบ โดยให้การสนับสนุนข้อมูลหลักสำหรับมาตรการตอบโต้ที่แม่นยำต่อเป้าหมายของโดรน

การวิเคราะห์ฟังก์ชันหลัก:

อินพุตหลักของระบบควบคุมอัคคีภัย (ฮาร์ดคิล):

ฟังก์ชันหลัก: ภารกิจหลักของเครื่องวัดระยะแบบเลเซอร์คือการวัดระยะห่างเป็นเส้นตรงระหว่างระบบกับยานพาหนะทางอากาศไร้คนขับเป้าหมายด้วยความแม่นยำสูงมาก โดยสามารถปล่อยเลเซอร์เป็นพัลส์ที่สั้นมาก (หรือคลื่นต่อเนื่องแบบมอดูเลต) และคำนวณความแตกต่างของเวลาอย่างแม่นยำเพื่อให้เลเซอร์ไปถึงเป้าหมาย สะท้อนกลับ และกลับไปยังเครื่องรับ โดยการใช้หลักการของความเร็วแสงคงที่ (ระยะทาง = ความเร็วแสง × ส่วนต่างของเวลา / 2) จะคำนวณระยะทางที่แน่นอน

ความสำคัญของระบบต่อต้านโดรน: ข้อมูลระยะทางที่แม่นยำเป็นหนึ่งในพิกัดพื้นฐานสำหรับการกำหนดตำแหน่งเชิงพื้นที่ของเป้าหมาย (รวมกับมุมราบและมุมเงย) นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการติดตามเป้าหมายอย่างต่อเนื่อง การประเมินภัยคุกคาม การเล็งอาวุธสกัดกั้น (เช่น อาวุธเลเซอร์ ขีปนาวุธตาข่าย ขีปนาวุธสกัดกั้นพลังงานจลน์) และการชี้ที่แม่นยำของการติดขัดทางอิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องรับมือกับโดรนความเร็วสูงหรือโดรนขนาดเล็ก ความแม่นยำในระดับเซนติเมตรหรือแม้แต่มิลลิเมตรเป็นกุญแจสำคัญในการรับรองการสกัดกั้นที่มีประสิทธิภาพ

การรับรู้และการจำแนกเป้าหมายเสริม:

การทำงานร่วมกัน: โดยทั่วไปแล้วเครื่องวัดระยะแบบเลเซอร์จะบูรณาการอย่างใกล้ชิดกับกล้องอิเล็กโทรออปติคัล/อินฟราเรด (EO/IR) หรือระบบเรดาร์

โดยให้ข้อมูลระยะทางที่แม่นยำ ซึ่งเมื่อรวมกับภาพเป้าหมาย/ภาพความร้อน และข้อมูลมุมที่ได้รับจากกล้อง ช่วยให้ระบบสามารถประมาณขนาดที่แท้จริงของเป้าหมายได้แม่นยำยิ่งขึ้น ตัวอย่างเช่น เมื่อทราบขอบเขตการมองเห็นของกล้องและระยะทางที่วัดได้ จะสามารถคำนวณขนาดทางกายภาพจริงที่สอดคล้องกับพิกเซลที่เป้าหมายในภาพครอบครองได้

การปรับปรุงความแม่นยำในการจดจำ: ด้วยการเปรียบเทียบข้อมูลขนาดโดยประมาณกับฐานข้อมูลที่ตั้งไว้ล่วงหน้าของคุณลักษณะของยานพาหนะทางอากาศไร้คนขับ (UAV) ความสามารถของระบบในการจดจำและจำแนกประเภทของ UAV (ระดับผู้บริโภค เกรดอุตสาหกรรม ทำเองและดัดแปลง) และแม้แต่รุ่นที่เฉพาะเจาะจงสามารถได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ โดยลดการเตือนที่ผิดพลาด (เช่น นกและว่าว) และเป็นพื้นฐานสำหรับการตัดสินใจเกี่ยวกับมาตรการตอบโต้ที่เหมาะสม

อินพุตหลักของระบบควบคุมอัคคีภัย (ฮาร์ดคิล):

การมุ่งเป้าไปที่รากฐานที่สำคัญ: สำหรับระบบต่อต้านโดรนที่ใช้วิธีการทำลายล้างอย่างหนัก เช่น อาวุธเลเซอร์พลังงานสูง ปืนตาข่ายนำทางที่มีความแม่นยำ และปืนต่อต้านอากาศยาน ข้อมูลระยะทางแบบเรียลไทม์และความแม่นยำสูงที่มาจากเครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ ถือเป็นข้อมูลพื้นฐานสำหรับโซลูชันการควบคุมการยิง

การปรับปรุงอัตราการยิง: ระบบควบคุมการยิงใช้ข้อมูลระยะทาง มุม และข้อมูลการเคลื่อนที่ของเป้าหมาย (บางครั้งรวมกับพารามิเตอร์สภาพแวดล้อม เช่น ความเร็วลม) เพื่อคำนวณเส้นนำและมุมสำหรับการยิงหรือการเล็งอย่างแม่นยำ เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ที่มีความแม่นยำสูงช่วยให้การคำนวณเหล่านี้มีความแม่นยำ โดยกำหนดความน่าจะเป็นและประสิทธิภาพของอาวุธสกัดกั้นได้โดยตรง

นำทางเซ็นเซอร์อื่นๆ:

การเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานร่วมกัน: ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนหรือสถานการณ์ที่มีเป้าหมายหลายเป้าหมาย ตำแหน่งเป้าหมายที่แม่นยำที่ได้รับจากเครื่องวัดระยะแบบเลเซอร์สามารถทำหน้าที่เป็นสัญญาณนำทางเพื่อแจ้งหรือนำทางวิธีการตรวจจับอื่นๆ (เช่น เรดาร์ลำแสงแคบที่มีความแม่นยำสูงกว่าแต่มีขอบเขตการมองเห็นแคบกว่า หน่วยแพนเอียงด้วยไฟฟ้าแสงความละเอียดสูง) เพื่อล็อคและมุ่งเน้นไปที่เป้าหมายภัยคุกคามเฉพาะอย่างรวดเร็ว จึงเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจจับและความสามารถในการจัดสรรทรัพยากรของทั้งระบบ

ความสามารถในการป้องกันการรบกวนที่แข็งแกร่ง:

ข้อได้เปรียบที่ไม่เหมือนใคร: การกำหนดขอบเขตของเลเซอร์ขึ้นอยู่กับเส้นทางแสงเป็นหลัก และย่านความถี่ในการใช้งาน (โดยทั่วไปคืออินฟราเรดใกล้) นั้นแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากย่านความถี่การสื่อสารที่โดรนใช้กันทั่วไป (เช่น GPS, WiFi และการส่งสัญญาณวิดีโอ) ทำให้เครื่องวัดระยะแบบเลเซอร์มีภูมิคุ้มกันสูงต่อการรบกวนทางวิทยุทั่วไป แม้ในสภาพแวดล้อมที่มีการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่รุนแรง ตราบใดที่สนามการมองเห็นไม่มีสิ่งกีดขวาง ก็ยังสามารถให้ข้อมูลระยะทางได้อย่างเสถียร ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่เรดาร์วิทยุพบว่าจับคู่ได้ยาก

ข้อดีและข้อจำกัด:

ข้อดี:

ความแม่นยำในการกำหนดช่วงที่สูงมาก (ระดับเซนติเมตรหรือสูงกว่านั้น)

มีความละเอียดเชิงมุมสูงและสามารถระบุตำแหน่งเป้าหมายได้อย่างแม่นยำ

ความสามารถในการป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่แข็งแกร่ง

มักมีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา และใช้พลังงานค่อนข้างต่ำ