レーザー測距技術

レーザー測距技術

の原則レーザ距離計
材料加工のためのレーザーの産業用途に加えて、航空宇宙、軍事などの他の分野も絶えず発展しています。レーザーアプリケーションその中で、航空や軍事で利用されるレーザーが増加しており、この分野におけるレーザーの応用は主にレーザー測距です。レーザー測距の原理は、距離は速度×時間に等しいということです。光の速度を測定し、光の移動時間を検出装置で検出することで、測定対象物までの距離を計算できます。
図は次のとおりです。

レーザー距離計の精度には、レーザーの発散係数が大きく影響します。発散係数とは何でしょうか？例えば、懐中電灯とレーザーポインターをそれぞれ持っているとします。レーザーポインターの照射距離は懐中電灯よりも長くなります。これは、懐中電灯の光の方が発散が大きいためです。この光の発散度を表す指標が発散係数と呼ばれます。レーザー光理論的には平行ですが、作用距離が遠い場合、光は発散します。光の発散角が圧縮されている場合、レーザーの発散度を制御することで、レーザー距離計の精度を向上させることができます。

応用レーザー距離計
レーザー距離計は航空宇宙分野で多く使用されており、アポロ15号は月面で特別な装置セットである大型角度反射器を使用して地球からのレーザー光線を反射し、その往復時間を記録することで地球と月の間の距離を計算しました。
同時に、レーザー距離計は航空宇宙の他の分野でも使用されています。
1、軍事用途のレーザー距離計
多くの光電子工学戦闘機や地上装備の追跡システムにはレーザー距離計が装備されており、敵までの距離を正確に把握し、それに応じて防御の準備をすることができます。
2、地形調査と地図作成におけるレーザー測距の応用
地形の調査や地図作成に使用されるレーザー距離計は、一般的にレーザー高度計と呼ばれ、主に航空機や衛星に搭載され、標高データを測定します。
3. 宇宙船の自律着陸におけるレーザー測距の応用
無人探査機を用いて月、火星、小惑星などの対象天体の表面に着陸し、現地調査やサンプル採取を行うことは、人類にとって宇宙探査の重要な手段であり、将来の深宇宙探査活動の発展におけるホットスポットの一つでもあります。衛星や探査機を打ち上げて他の惑星の表面に軟着陸させることは、宇宙探査の重要な方向性です。
4. の応用レーザー測距宇宙での自律ランデブーとドッキング
宇宙での自律的なランデブーとドッキングは、極めて複雑かつ精密なプロセスです。
ランデブーとは、2機以上の航空機が所定の位置と時間に従って宇宙軌道上で出会うことを指します。その動作距離は100km～10mで、遠距離から近距離までGPS誘導、マイクロ波レーダー、ライダー、光学画像センサーなどの計測手段が必要です。一方、宇宙ドッキングとは、2機の航空機が宇宙軌道上で出会った後に、機械構造全体の中で動作することを指します。動作距離は10～0mで、主に先進映像誘導センサー（AVGS）によって実現されます。

5. 宇宙デブリ検出分野におけるレーザー測距の応用
宇宙デブリ検出は、深宇宙レーザー検出技術の重要な応用分野の一つです。

まとめ
レーザーは道具だ！武器でもある！