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[概念] 雷達測速基本原理

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csxfjsw123 發表于 2007-5-9 14:06:06 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
雷達測速基本原理
第一講:雷達與雷射
   雷達的基本原理,是利用雷達波來偵測移動物體速度的原理,其理論基礎皆來自于「都卜勒效應理論」,也就是一般常聽說的~都卜勒雷達(Doppler Radar)。
都卜勒的理論基礎為時間。電波是由頻率及振幅所構成,而無線電波是隨著地形而前進的。當無線電波在行進的過程中,碰到物體時,該無線電波會被反彈,而且其反彈回來的電波,其頻率及振幅都會隨著所碰到的物體的移動狀態而改變。
若無線電波所碰到的物體是固定不動的,那么所反彈回來的無線電波其頻率是不會改變的。然而,若物體是朝著無線電線發射的方向前進時,此時所反彈回來的無線電波會被壓縮,因此該電波的率頻會隨之增加;反之,若物體是朝著遠離無線電波方向行進時,則反彈回來的無線電波,其頻率則會隨之減小。
雷射的英文為Laser,這個字是由Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的第一個字母縮寫而成,意思是指,經由激發放射來達到光的放大作用。雷射所激發出來的光,其光子大小與運動方向皆相同,因此每個波束的頻率都相等,再加上它們一束束緊密地排列著,彼此間分毫不差地互相平行,使整個光束發射至極遠處也不會散開來。在一九六二年的實驗中發現,從地球發射的雷射光在經過近四十萬公里的太空之旅后,只在月球表面上投射出一片約三公里直徑大小的圓而已!此特性使得雷射在焊接、切割、雕刻、穿洞等加工與醫學(眼科、牙科、腫瘤)之應用更為廣泛。

  測速雷射種類于固態雷射中的半導體雷射。雷射測速設備采用紅外線半導體雷射二極管。雷射二極管有幾個特點使它極適合用來量測速度:
1.雷射二極管自微小范圍中發射出極窄的光束,此一狹窄光束才能精確地瞄準目標。
2.雷射二極管以小于十億分之一秒的瞬間切換開關,大大提高精確度。
3.雷射二極管發射率很窄,其偵測器極易接收到精確的波長;因此在日間有強烈陽光時,仍能正常操作。
4.雷射二極管只發射電磁光譜中的紅外線部分;而紅外線系眼睛看不見的,不會影響駕駛人的注意力。
雷射測速槍以量測紅外線光波傳送時間來決定速度。由于光速是固定,激光脈沖傳送到目標再折返的時間會與距離成正比。以固定間隔發射兩個脈沖,即可測得兩個距離;將此二距離之差除以發射時間間隔即可得到目標的速度。理論上,發射兩次脈沖即可量測速度;實務上,為避免錯誤,一般雷射測速器(槍)在瞬間發射高達七組的脈沖波,自以最小平方法求其平均值,去計算目標速度。
攔截式X.K頻應用的原理,就是可以偵測到發射出現的無線電波,及反彈回來的無線電波其間的頻率變化。由這兩個不同頻率的差值,便可以依特定的比例關系,而計算是該波所碰撞到物體的速度。當然,此種速度偵測裝置可以將所偵測到的速度,轉換為「公里/小時」或是「英哩/小時」。
一般常見發射電波主體外掛車體左后方窗戶或后窗音響喇叭位置.最短偵測距離150公尺.雷達波束18度固定脈沖波!
依據值勤者經驗~目測搭配攔截取締,但若超速警示器無反應時則表示警用設備未開機.行駛高速公路彎道請小心減速駕駛,雷達與雷射之最遠測速距離均在一公里左右,可以加強設備發射功率而增長,但效益并不高。
目前測速距離多在150公尺~400公尺之間!也有聽到過僅100公尺就攔停,但這只是警察缺業績所做的差勁手法!!
雷達測速器需經常以固定頻率之音叉加以校正,而雷射測速器則無此必要。
另一重要差別在測速的時間,以雷達測速約高要二至三秒鐘,而使用雷射則只需要約零點三秒。

雷達測速,大約常見警方使用的器材為:固定式照相、X頻警用外掛、新K頻三腳架。
以距離來論,是X頻警用外掛為最遠,因功率超強,所以距離通常長達一公里以上!
但以設備來看,新K頻三腳架可附掛照相機與PDA,實時性頗高,大約只要有超速就直接照相,然后就直接進PDA存盤!

雷射槍測速的缺點就是無法于移動狀態下使用,但也有聽說是警察跟車在后頭,使用雷射槍偵測,有超速就直接閃燈叫你靠邊,但我想這應該也缺業績的做法之一!
至于雷射槍也有可能附掛照相機與PDA嗎?!答案我想是肯定的!!
在新聞及許多報導中,也將警方的執勤的畫面播出!相信大家應該是不陌生的!

第二講:世界的測速頻道及測速系統介紹 美國聯邦電訊委員會 FCC
    ( Fededral Communication Commission ) 規定世界警用測速頻道有 X , K , Ka , Laser 。
以下為各頻道的頻率:
S band : 2.445 GHz (在 50'~60' 使用)
X band : 10.525 GHz
K band : 24.150 GHZ
Ka band : 33.40~36.00 GHz (頻寬 2.6 GHz, 又稱 Super-Wind Ka band )
Laser : 紅外線 800~1100nm

   另外歐規頻道有 Ku band : 13.450 GHz (雜志上廣告所謂 Gatso 24 Ku 及 Gatso 33 Ku 兩種測速頻道 , 是所謂的 K band 與 Ka band , 并不是新的 Ku 測速頻道) K band : 24.125 GHz

以下為各頻道之下對應的部份測速系統 :
X band : 10.525 GHz
        (美制 Muni Quip 警車測速攔截雷達)
        (美制 MPH K-55 警車測速攔截雷達)
        (美制 Decatur Hunter,MV715 警車測速攔截雷達)
        (美制 Decatur Hunter HH 手持雷達槍 )
Ku band : 13.450 GHz
        (荷制 GATSO 13 流動雷達測速照相系統)
        (荷制 GATSO 13 固定式雷達測速照相系統)
K band : 24.125 GHz
        (荷制 GATSO 24 流動雷達測速照相系統)
        (荷制 GATSO 24 固定式雷達測速照相系統)
        (流動式 Traffipax Speedophot 測速照相系統)
        (固定式 Traffipax Speedophot Station 測速照相)
24.150 GHz
        (美制 MPH K-15 測速攔截 )
        (美制 Decatur MV724 警車測速攔截雷達)
        (美制 Kustom Trooper,Hawk, 警車測速攔截)
        (美制 Kustom KR-10SP,KR-11, 警車測速攔截)
        (美制 Kustom Falcon,HR-12 手持雷達槍)
        (澳制 AWA Fairey 流動雷達測速照相系統)
Ka band :  33.30 GHz (荷制 GATSO 33 流動雷達測速照相系統)
33.80 GHz (美制 MPH Bee 36A 流動雷達測速系統)
34.30 GHz (瑞制 Multanova 6F 三腳架流動雷達測速系統)
34.60 GHz (美制 AST PR-100 流動測速照相系統)
34.70 GHz (美制 Stalker 手持雷達測速槍)
34.94 GHz (美制 Stalker 手持雷達測速槍)
36.00 GHz (美制 MPH Bee 36 流動雷達測速系統)
33.4~34.4 GHz (美制 Stalker 雷達測速系統)
34.2~35.2 GHz (美制 Stalker 雷達測速系統)
Laser : Kustom Signals Pro Laser LTI 20-20 Autovelox 104/c2 Jenoptik LAVEG ESO Drillingslichtschranke


◆ 國內目前測速系統頻道以及其出現的方式
   國內目前測速系統可分為美規及歐規以及固定式照相系統。美規頻道有 X , K , Ka band 以及 Laser ,歐規有 Ku band ,固定式照相系統有 X , K , Ku band 以及 S 感應線圈(俗稱 P band )。

以下依照各種頻道架設的方式做一一比。

1 、 X band ( 10.525 GHz +/- 50MHz ):
   此種測速雷達通常外掛在警車后車窗之外,有時也可以放在車內。采用測速攔截的方式對超速車輛進行舉證告發。雷達形狀為圓形,采連續波發射,測速距離為 150~4750m ,但 X band 攔截式雷達無法在車陣中鎖定車輛,所以通常都是車陣中第一臺被警方攔檢。 X band 雷達不受陰雨天影響 , 可全天候執行測速工作 , 是目前世界上使用率最高的警用測速雷達 . 但因為此頻道使用率極高 , 所以干擾也最多,干擾源為電信局發射站,第四臺強波器,高壓電線,無線電通訊器,遙控器,電動門控制器,道路流量計數器 …… 目前 X band 雷達較少與照相系統搭配使用, X band 固定測速照相系統屬于較早期的照相系統。目前 X band 警車外掛式以及 X 雷達槍其最高速范圍介于 200~300km/h 。

2 、 K band ( 24.150 GHz +/- 100MHz ):
   此 K band 測速雷達可以幾種方式出現 , 警車測速攔截 , 固定式測速照相 , 手持雷達槍以及流動三腳架測速照相 . 警車攔截通常外掛在警車后車窗之外 , 有時也可以放在車內 . 警車攔截式雷達形狀為八角型 , 采連續波發射 , 最短測速距離為 150m, K bnad 攔截式雷達可采用目測超速而開機的方式 (Instant On radar) , 遇到警方采用此方法進行測速勤務 , 反測速儀偵測距離較正常持續開機短很多 , 反測速儀接收到此種訊號時訊號強度會馬上增強 , 警告聲通常會較急促 . 此種 K band 雷達則較易受降雨及濕度影響 . 手持雷射測速槍機動性強 , 警方人員可目測超速后直接開機測速執行取締 . K band 雷達較 X band 機種先進 , 也可以搭配照相機直接照相舉證 , 固定式 K band 測速照相與 K band 流動式三腳架即為此種搭配 . 但目前國內較少 K band 流動測速照相系統 , 大都為 K band 固定式照相 , K band 流動式測速照相系統及固定式照相系統因為功率又較 Ku 弱 , 所以偵測距離非常短 . 連正統的美規機種有時偵測距離仍不到 100m. K band 雷達波穿透力較強 , 反射力較弱 , 所以偵測距離較短 , 雖然 K band 雷達測速距離較短 , 但可以鎖定車陣中的車輛 , 功率大小可調,且不易被干擾。 K band 測速照相系統可加裝閃光燈于夜晚執行工作。目前國內警方已經引進 Gatso 24 ( 24.125 GHz )與新型 TraffiPax K band 流動測速系統,有少數系統上路執勤。目前 K band 警車外掛式以及 K 雷達槍以及 K band 流動照相系統其最高速范圍介于 200~320km/h 。

3 、 Ku band ( 13.450 GHz ):
   通常我們聽到流動三腳架,偽裝車即為裝設此 Ku band 測速雷達。 Gasto 13 Ku band 雷達測速系統由三大部分組成,測速雷達 ,判讀速度電腦主機以及 ROC 照相機三部份。其中雷達可調為 “ 去向 ” 以及 “ 來向 ” 兩種模式,其架設方式可落地型,三腳架型,以及偽裝車(警車)型。將主機,雷達、相機都架設在三腳架上為 Gatso 13 最標準的配置方法,通常架設地點在路肩護欄下方或是停放在路肩的偽裝車前及車上,檳榔攤,招牌 …… 各種偽裝物之后。而所謂落地型就是只需用磚塊將相機架設高于地面 30~40cm ,并將主機以及雷達用各種報紙雜草隱蔽,這種架設方式更較三腳架型隱蔽,用反測速儀抓到時若不注意搜尋有時還找不到。通常此種架設方式都是出現在高速公路上。中南部有些大隊還有自行訂制小型的攜帶鐵架,可以將主機,雷達以及相機都固定在其上,不需要每次架設時拆裝主機,雷達以及相機,便利性大大提高,不僅隱蔽性高,而且帶到哪里照到哪里。另外所謂偽裝車(警車型)型,是將 Ku band 雷達架設在車頂上其特征在偽裝車或警車車頂警示燈前方有一白色長方形測速雷達,而與車內主機以及相機連線執勤超速照相舉證的工作。若是黑白警車架設 Ku band 雷達執勤測速工作時,有時在其后會有一輛轎車掀起后行李箱蓋作為掩護。當然有時連雷達也架設在偽裝車內,從外頭完全看不到有任何測速系統。目前警方有架設 Ku band 雷達的車輛大致上可分為以下數種: a 、黑白警車 b 、藍色偵防車 ( 寶馬 747,TOYOTA 瑞獅 ) c 、福特天王星車種 d 、 BMW 舊 3 系列 Ku band 測速照相可加裝閃光燈在夜晚執行工作且不受天候影響偵測準度。雷達偵測速度在 20 Km~ 250Km ,最短偵測距離 18 m 、所以不要以為速度高于 XXX Km/h 就不會被照相的錯誤觀念。目前 Ku band 雷達為國內流動照相系統主流。

4 、 Ka band ( 33.40~36.00 GHz ):
   Ka band 雷達有幾種方式出現 , 一為流動三腳架 , 二為手持雷達槍 , 三為與 X band 雷達相似之測速雷達 , 目前國內只有前兩者 , 所以第三者不再贅述 . 美規 Ka 流動三腳架架設方式與 Ku band 幾乎相同 , 但其雷達有如火箭筒 , 極易與 Ku band 雷達區分 , 但國內由于數量極少 (2 部 ), 僅布置在臺北 ( 臺南 ) 高雄市區道路 . 手持 Stalker Ka band 雷達槍僅引進一臺供測試 , 手持雷射測速槍機動性強 , 警方人員可目測超速后直接開機測速執行取締 . Ka 雷達功率極小 , radar detector 非常不易測得 , 而且偵測距離極短 , 而且 Ka band 流動測速雷達偵測速度可高達 350Km/h 歐規 Gatso 13 Ku band 的 250 Km/h 還差一大截呢 ! 幸好此美規 Ka 測速雷達很確定不再引進 , 所以要遇到機率非常小 . 據傳此兩臺系統已經停用 .

5 、 Laser :
  Laser 測速系統可分為測速槍以及測速照相系統 . 美規雷射測速槍 LIDAR gun (Laser infrared detection and ranging) 使用不易散射的雷射紅外線作為測速光源 , 且在極短的時間 (0.3 sec) 以內即可測得車輛的速度 . 其特性是使用者必須手持雷射測速槍向一特定車輛測速 , 無法向其它測速雷達一般在開機之后持續發射雷達波對來往車輛進行測速 . 通常都是在目測車輛超速之后才進行雷射測速 , 所以通常都是在肉眼可見的范圍內進行雷射測速 . Laser speed detection gun 在使用上有許多限制 , 如其無法在隔著玻璃的條件下使用 , 以及必須在使用上遵守光線直線照射的條件下使用 , 以及易受天候影響是其最大缺點 . 若注意看過臺灣目前引進的美規 LTI 20-20 Laser 測速照相系統 , 其架設方式和三腳架測速雷達的方式幾乎相同 , 就是利用與雷射槍相同之測速光源 , 發射方式與車行方向成小角度照射 , 也一直開機測速 , 如此有時可以提早測到 Laser 的訊號 . 因為在 Laser 測速系統對你前車實行測速時 , 多少會有散射與漫射發生 , 所以反測速儀的 Laser 感應器便會收到信號而發出警告 , 不過由于此種紅外線雷射光速不易散射 , 所以出現機率不高就。 而意大利制之 Autovelox 104 雷射測速系統 , 采兩束光與車行方向垂直的方式測速 , 此種雷射測速幾乎不可能測到 , 絕對不要相信市面上的廣告 , 竟然宣稱還有 10sec 的減速時間 . 此系統由于非常昂貴 , 所以目前只有引進數量不多 , 目前 Laser 測速槍以及流動測速系統其最高測速范圍介于 300~480km/h.

6 、 S 線圈以及 Ku,K band 固定式測速照相:
   固定式 S 線圈利用線圈感應可測得闖紅燈 , 紅燈越線以及超速 . ( S 線圈固定式照相系統其工作原理于后文中有說明 ) K band 固定測速系統利用 K band (24.125GHz) 雷達測速后照相 , Ku band 固定測速系統利用 Ku band 雷達測速后照相 , Traffipax K band 固定式超速照相系統幾乎都是照車尾 , 而且功率極弱 , 連正統的美規機種有時偵測距離仍不到 100m. 至于 X band 固定照相系統國內少見 . 國內固定式測速系統 (S 線圈 , 雷達系統 ) 其最高測速范圍介于 200~270km/h 。
   固定式 S 感應線圈工作原理為何?
S 線圈應該是利用重量感應 . 新設的 S 線圈通常有前后兩條感應壓條 , 可以針對闖紅燈與超速車輛進行照相舉證告發 , 以下附圖說明較容易了解 :

車行進方向為 B -> A , B 感應壓條埋設在路口停車白線前端 . 闖紅燈照相 : 當紅燈亮起時約 1 sec 之后 , 系統同時進行闖紅燈與超速照相工作 . 若車子前輪輪胎壓過感應條  后 , 照第一張 , 此時視為紅燈越線 . 1 sec 以后系統會自動拍攝第二張照片 , 若此時照片當中后輪已經通過路口停止線 , 此時即判其為闖紅燈 . 而第二張照片當中會同時顯示違規闖紅燈車輛的車速 , 若是同時超速可以一并處罰 . 超速照相 : 若綠燈時則 A,B 皆負責感應工作 , 負責測速工作 . 因為兩條感應條與車行方向垂直且之間??離一定 . 利用經過兩條感應條的時間差來算出車子的時速 . 超速即進行照像 . 所以當超速車輛前輪在經過 S 線圈兩條感應條時 , S 線圈會測到超速便進行照像 , 1 sec 以后系統自動拍攝第二張照片 . 若相片中出現兩臺以上車輛 , 則可依照兩張照片所顯示資料正確勾選出違規車輛 , 另外由兩張照片比較可清楚看到哪輛車的位移較大 , 則判別位移大者超速。
第三講: GPS系統
目前全球有 2 套 GPS (Global Positioning System) 全球定位系統人造衛星,分別由美國及俄羅斯擁有,全球大多數用戶都是使用美國的系統。整個系統約分成三個部份:
1.太空衛星部份:由 24 顆繞極衛星所組成,分成六個軌道,運行于約 20200 公里的高空,繞行地球一周約12小時。每個衛星均持續著發射載有衛星軌道資料及時間的無線電波,提供地球上的各種接收機來應用。
2.地面管制部份:這是為了追蹤及控制上述衛星運轉,所設置的地面管制站,主要工作為負責修正與維護每個衛星能保持正常運轉的各項參數資料,以確保每個衛星都能提供正確的訊息給使用者接收機來接收。
3.使用者接收機:追蹤所有的 GPS衛星,并即時地計算出接收機所在位置的座標、移動速度及時間,GPS行車警示器即屬于此部份。
我們一般民間所能擁有及應用的,就是第三部份。計算原理為:每個太空衛星在運行時,任一時刻都有一個座標值來代表其位置所在(已知值),接收機所在的位置座標為未知值,而太空衛星的訊息在傳送過程中,所需耗費的時間,可經由比對衛星時鐘與接收機內的時鐘計算之,將此時間差值乘以電波傳送速度(一般定為光速),就可計算出太空衛星與使用者接收機間的距離,如此就可依三角向量關系來列出一個相關的方程式。
一般我們使用的接收機就是依上述原理來計算出所在位置的座標資料,每接收到一顆衛星就可列出一個相關的方程式,因此在至少收到三衛星后,即可計算出平面座標(經維度)值,收到四顆則加上高程值,五顆以上更可提高準確度,這就是 GPS的基本定位原理。一般來說,使用者接收機每一秒鐘的座標資料都是最新的,也就是說接收機會自動不斷地接收衛星訊息,并即時地計算其所在位置的座標資料,如此使用者便不需擔心是否接收機顯示的資料太舊或是不準確了。 
GPS預警機的使用環境限制
1.行經天橋及高架橋,當經過時,訊號瞬間流失,有可能使得接收的準確性降低
2.開機接收訊號的問題:一般在GPS開機準備接收訊號時,最長需要五分鐘,最短也需要兩分鐘,在這樣的時間間距之下,如果是在路上臨時開機要使用時,也會產生收不到訊號的情況
3.行駛于隧道時:隨著目前許多新隧道的開通,目前在隧道內的測速,是使用數字錄像測速的方式,沒有訊號也不易發現,再加上進入隧道后,訊號是無法傳遞進入隧道,所以無法告知里面是否有測速系統
4.行駛于高樓大廈時:扣除鄉間、一般較空曠地區以外,大樓的樓高有越來越高的情況,當在高樓之間行駛,也會將GPS訊號遮蔽,也會產生收不到訊號的情況
5.由于GPS衛星是由美國國防部管理,為了戰略的考慮之下,有時會將位置精準度降低,此時,接收的坐標位置將會偏離或是不準確
第四講:警方雷達偵測超速的手法
一般在警方抓超速的手法,真的是百百款,但也離不開以下要講的這幾種:
1.偽裝法:大部份的偽裝是使用民車、或是以掩蔽物來讓駕駛者沒法發覺!例如將新K頻測速隱藏在路肩護欄旁或是在交流道出口及天橋底下,通常沒有裝測速器的駕駛,一個沒注意就會變成罰單的犧牲者
2.攔停法:大部份的情況,都是警車外掛X頻,開機偵測超速,有超速車輛,便會直接攔停,但這危險性頗高,一個不小心,可能就會發生危險,所以現在也是采點放式開機,在車流量較少時,攔停才顯得有作用
3.直接照相:現在新K頻腳架及雷射槍,都有所謂的PDA+照相機,當警方將位置
喬好之后,就可以直接偵測,當被偵測到有超速,同步也就照相并存檔進PDA,整體既方便又不危險,所以也漸漸為國道及一般交通隊所愛用的方式!
4.耍詐法:這是很多人都非常想罵的方法!!例如:在隧道里,警車故意放慢車速,
后面的駕駛就會受不了想超車,但隧道是不可以變換車道的,通常都是警車的后面第二臺或是第三臺車受害,因為不容易看到前面是否為警車,一旦你超車,警笛就響了!!要你靠邊停,白花花的銀子又飛了.

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 樓主| csxfjsw123 發表于 2007-5-9 14:07:23 | 只看該作者

雷達測速與激光測速的原理與比較

多卜勒效應和雷達測速
你一定有這樣的經驗,當你站在馬路旁邊,即使沒有去注視路面上車輛的行駛的情況,單憑耳朵的聽覺判斷,你能感到一輛汽車正在駛過來,或者離你而去。這里面當然依靠汽車行駛的聲間是漸強還是漸弱,但細細想想,主要還是根據汽車行駛的車輪聲或剌叭聲調的變化。原來,車輛駛近時,聲音要變尖,也就是說,音調要高些;開過以后,遠離的時候,聲音會越來越低。
  為什么會這樣呢?原來,聲音的形成,首先是由于發聲體的振動,然后在它周圍的空氣中形成了一會疏一會密的聲波,傳到耳朵里,使耳膜隨著它同樣地振動起來,人們就聽到了聲音。耳膜每秒鐘振動的次數多,人就感到音調高;反之,耳膜每秒鐘振動的次數少,人就感到音調低。照這樣說,聲源發出什么聲,我們聽到的就是什么調。問題的關鍵在于汽車在怎樣的運動。汽車勻速駛來,輪胎與地面摩擦產生的聲波傳來時“疏”、“密”、“疏”、“密”是按一定規律,一定距離排列的,可當汽車向你開來時,它把空氣中聲波的“疏”和“密”壓得更緊了,“疏”、“密”的問題更近了,人們聽到的音調也就高了。反之,當汽車離你遠去時,它把空氣中的疏密拉開了,聽到的聲音頻率就小了,音調也就低了。汽車的速度越高,音調的變化也越大。在科學上,我們把這種聽到音調與發聲體音調不同的現象,稱為“多卜勒效應”。
有趣的是,雷達測速計也正是根據多卜勒效應的原理研制出來的。

  我們知道,小汽車可以開得很快,可是為了保證安全,在某些路段上,交通警察要對車速進行限制。那么,在汽車快速行進時,交通警察是怎樣知道它們行駛的速度呢?最常用的測速儀器叫雷達測速計,它的外形很象一支大型信號槍,它也有槍筒,手柄、板機等部件,在槍的后面有一排數碼管。把槍口對準行駛的車輛,一扣板機,一束微波就射向行駛中的車輛。微波是波長很短的無線電波,微波的方向性很好,速度等于光速。微波遇到車輛立即被反射回來,再被雷達測速計接收。這樣一來一回,不過幾十萬分之一秒的時間,數碼管上就會顯示出所測車輛的車速。
  它所依據的原理依然是“多卜勒效應”。雷達測速計發出一個頻率為1000兆赫的脈沖微波,如果微波射在靜止不動的車輛上,被反射回來,它的反射波頻率不會改變,仍然是1000兆赫。反之,如果車輛在行駛,而且速度很快,那么,根據多卜勒效應,反射波頻率與發射波的頻率就不相同。通過對這種微波頻率微細變化的精確測定,求出頻率的差異,通過電腦就可以換算出汽車的速度了。當然,這一切都是自動進行的。
雷達測速計的測速范圍大約在每小時24公里到199公里之間,測速范圍比較大,精確度也相當高,車速在每小時100公里時,誤差不會超過1公里/小時。

  測速雷達朝向公路,可以測量車速,如果指向天空,就可以測云層的高度,測云層的速度。當然,要測幾十公里外,甚至上百公里外的飛機,也是這個原理,只不過要向它掃描的空間連續發射微波束,這些微波束遇到飛機再反射回來,已經極其微弱了,要想把它接收到,分辨清并計算出來,就很困難了,這就需要一個龐大的靈敏的雷達。
雷達測速與激光測速的比較
目前,國際上所采用的流行的“流動電子警察”或“可搬移電子警察”主要由:激光測速儀、雷達測速儀與攝像機或照相機的組合而成。
一、激光測速儀
  激光測速儀是采用激光測距的原理。激光測距(即電磁波,其速度為30萬公里/秒),是通過對被測物體發射激光光束,并接收該激光光束的反射波,記錄該時間差,來確定被測物體與測試點的距離。激光測速是對被測物體進行兩次有特定時間間隔的激光測距,取得在該一時段內被測物體的移動距離,從而得到該被測物體的移動速度。
因此,激光測速具有以下幾個特點:
1、由于該激光光束基本為射線,估測速距離相對于雷達測速有效距離遠,可測1000M外;
2、測速精度高,誤差<1公里;
3、鑒于激光測速的原理,激光光束必須要瞄準垂直與激光光束的平面反射點,又由于被測車輛距離太遠、且處于移動狀態,或者車體平面不大,而導致激光測速成功率低、難度大,特別是執勤警員的工作強度很大、很易疲勞。
4、鑒于激光測速的原理,激光測速器不可能具備在運 動中使用,只能在靜止狀態下應用;因此,激光測速儀不能稱之為“流動電子警察”。在靜止狀態下使用時,司機很容易發現有檢測,因此達不到預期目的。
5、價格昂貴,現在經過正規途徑進口的激光測速儀(不 含取景和控制部分)價格至少在一萬美金左右。

二、雷達測速儀
  雷達測速的原理是應用多譜勒效應,即移動物體對所接收的電磁波有頻移的效應,雷達測速儀是根據接收到的反射波頻移量的計算而得出被測物體的運動速度。因此,具有以下特點:
1、雷達波束較激光光束(射線)的照射面大,因此雷達測速易于捕捉目標,無須精確瞄準。
2、雷達測速設備可安裝在巡邏車上,在運動中的實現檢測車速,是“流動電子警察”非常重要的組成部分;
3、雷達固定測速誤差為±1Km/h,運動時測誤差為±2Km/h,完全可以滿足對交通違章查處的要求;
4、雷達發射的電磁波波束有一定的張角,固有效測速距離相對于激光測速較近,最遠測速距離為800M(針對大車)。
5、雷達測速儀因技術成熟,價格適中。因此,廣受歡迎。
6、雷達測速儀發射波束的張角是一個很重要的技術指標。張角越大,測速準確率越易受影響;反之,則影響較小。
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 樓主| csxfjsw123 發表于 2007-5-9 14:08:46 | 只看該作者

多普勒效應和雷達測速 ――身邊的物理

如果你喜歡開車,總有件煩心的事:一不小心就會收到一張罰單,原因是超速。
心中總有這樣的納悶,我看都沒有看到警察,他憑什么說我超速?唉,且不要著急,請看往下看。
  你一定有這樣的經驗,當你站在馬路旁邊,即使沒有去注視路面上車輛的行駛的情況,單憑耳朵的聽覺判斷,你能感到一輛汽車正在駛過來,或者離你而去。這里面當然依靠汽車行駛的聲間是漸強還是漸弱,但細細想想,主要還是根據汽車行駛的車輪聲或剌叭聲調的變化。原來,車輛駛近時,聲音要變尖,也就是說,音調要高些;開過以后,遠離的時候,聲音會越來越低。
  為什么會這樣呢?原來,聲音的形成,首先是由于發聲體的振動,然后在它周圍的空氣中形成了一會疏一會密的聲波,傳到耳朵里,使耳膜隨著它同樣地振動起來,人們就聽到了聲音。耳膜每秒鐘振動的次數多,人就感到音調高;反之,耳膜每秒鐘振動的次數少,人就感到音調低。照這樣說,聲源發出什么聲,我們聽到的就是什么調。問題的關鍵在于汽車在怎樣的運動。汽車勻速駛來,輪胎與地面摩擦產生的聲波傳來時“疏”、“密”、“疏”、“密”是按一定規律,一定距離排列的,可當汽車向你開來時,它把空氣中聲波的“疏”和“密”壓得更緊了,“疏”、“密”的問題更近了,人們聽到的音調也就高了。反之,當汽車離你遠去時,它把空氣中的疏密拉開了,聽到的聲音頻率就小了,音調也就低了。汽車的速度越高,音調的變化也越大。在科學上,我們把這種聽到音調與發聲體音調不同的現象,稱為“多普勒效應”。
  有趣的是,雷達測速計也正是根據多普勒效應的原理研制出來的。
  我們知道,小汽車可以開得很快,可是為了保證安全,在某些路段上,交通警察要對車速進行限制。那么,在汽車快速行進時,交通警察是怎樣知道它們行駛的速度呢?最常用的測速儀器叫雷達測速計,它的外形很象一支大型信號槍,它也有槍筒,手柄、板機等部件,在槍的后面有一排數碼管。把槍口對準行駛的車輛,一扣板機,一束微波就射向行駛中的車輛。微波是波長很短的無線電波,微波的方向性很好,速度等于光速。微波遇到車輛立即被反射回來,再被雷達測速計接收。這樣一來一回,不過幾十萬分之一秒的時間,數碼管上就會顯示出所測車輛的車速。
  它所依據的原理依然是“多普勒效應”。雷達測速計發出一個頻率為1000兆赫的脈沖微波,如果微波射在靜止不動的車輛上,被反射回來,它的反射波頻率不會改變,仍然是1000兆赫。反之,如果車輛在行駛,而且速度很快,那么,根據多普勒效應,反射波頻率與發射波的頻率就不相同。通過對這種微波頻率微細變化的精確測定,求出頻率的差異,通過計算機就可以換算出汽車的速度了。當然,這一切都是自動進行的。
  雷達測速計的測速范圍大約在每小時24公里到199公里之間,測速范圍比較大,精確度也相當高,車速在每小時100公里時,誤差不會超過1公里/小時。
  測速雷達朝向公路,可以測量車速,如果指向天空,就可以測云層的高度,測云層的速度。當然,要測幾十公里外,甚至上百公里外的飛機,也是這個原理,只不過要向它掃描的空間連續發射微波束,這些微波束遇到飛機再反射回來,已經極其微弱了,要想把它接收到,分辨清并計算出來,就很困難了,這就需要一個龐大的靈敏的雷達。
  除了用微波雷達測速之外,還有一種激光測速計,因為激光的頻率更高,波長更短,準確性更強,測量也更精密。當然,接收反射波的難度也更大一些
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 樓主| csxfjsw123 發表于 2007-5-9 14:09:33 | 只看該作者

雷達發明

1922年  美國泰勒和楊建議在兩艘軍艦上裝備高頻發射機和接收機以搜索敵艦。
1924年  英國阿普利頓和巴尼特通過電離層反射無線電波測量賽層的高度。美國布萊爾和杜夫用脈沖波來測量亥維塞層。
1931年  美國海軍研究實驗室利用拍頻原理研制雷達,開始讓發射機發射連續波,三年后改用脈沖波。
1935年  法國古頓研制出用磁控管產生16厘米波長的?障礙探尋器?,可以在霧天或黑夜發現其他船只。這是雷達和平利用的開始。1936年1月英國W.瓦特在索夫克海岸架起了英國第一個雷達站。英國空軍又增設了五個,它們在第二次世界大戰中發揮了重要作用。
1937年  美國第一個軍艦雷達XAF試驗成功。
1941年  蘇聯最早在飛機上裝備預警雷達。
1943年  美國麻省理工學院研制出機載雷達平面位置指示器,可將運動中的飛機柏攝下來,他膠發明了可同時分辨幾十個目標的微波預警雷達。
1947年  美國貝爾電話實驗室研制出線性調頻脈沖雷達。
50年代中期  美國裝備了超距預警雷達系統,可以探尋超音速飛機。不久又研制出脈沖多普勒雷達。
1959年  美國通用電器公司研制出彈道導彈預警雷達系統,可發跟蹤3000英里外,600英里高的導彈,預警時間為20分鐘。
1964年  美國裝置了第一個空間軌道監視雷達,用于監視人造地球衛星或空間飛行器。
1971年  加拿大伊朱卡等3人發明全息矩陣雷達。與此同時,數字雷達技術在美國出現。
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 樓主| csxfjsw123 發表于 2007-5-9 14:10:20 | 只看該作者

雷達

雷達,將電磁能量以定向方式發設至空間之中,藉由接收空間內存在物體所反射之電波,可以計算出該物體之方向,高度及速度.并且可以探測物體的形狀,以地面為目標的雷達可以探測地面的精確形狀。
1922年美國泰勒和楊建議在兩艘軍艦上裝備高頻發射機和接收機以搜索敵艦。1924年英國阿普利頓和巴尼特通過電離層反射無線電波測量賽層的高度。美國布萊爾和杜夫用脈沖波來測量亥維塞層。1931年美國海軍研究實驗室利用拍頻原理研制雷達,開始讓發射機發射連續波,三年后改用脈沖波1935年法國古頓研制出用磁控管產生16厘米波長的?障敖尋器?,可以在霧天或黑夜發現其他船只。這是雷達和平利用的開始。1936年1月英國W.瓦特在索夫克海岸架起了英國第一個雷達站。英國空軍又增設了五個,它們在第二次世界大戰中發揮了重要作用。1937年美國第一個軍艦雷達XAF試驗成功。 1941年蘇聯最早在飛機上裝備預警雷達。1943年美國麻省理工學院研制出機載雷達平面位置指示器,可將運動中的飛機柏攝下來,他膠發明了可同時分辨幾十個目標的微波預警雷達。1947年美國貝爾電話實驗室研制出線性調頻脈沖雷達。50年代中期美國裝備了超距預警雷達系統,可以探尋超音速飛機。不久又研制出脈沖多普勒雷達。 1959年美國通用電器公司研制出彈道導彈預警雷達系統,可發跟蹤3000英里外,600英里高的導彈,預警時間為20分鐘。 1964年美國裝置了第一個空間軌道監視雷達,用于監視人造地球衛星或空間飛行器。1971年加拿大伊朱卡等3人發明全息矩陣雷達。與此同時,數字雷達技術在美國出現。
雷達按照用途可以分為軍用雷達和民用雷達,軍用雷達包括警戒雷達,制導雷達,敵我識別等;而民用雷達包括導航雷達,氣象雷達,測速雷達等。
天氣雷達是探測大氣中氣象變化的千里眼、順風耳。天氣雷達通過間歇性地向空中發射電磁波(脈沖),然后接收被氣象目標散射回來的電磁波(回波),探測400多千米半徑范圍內氣象目標的空間位置和特性,在災害性天氣,尤其是突發性的中小尺度災害性天氣的監測預警中發揮著重要的作用。
雷達一詞來自英語radar,無線電波探測裝置。它號稱“千里眼”。看到“雷”這個字,馬上會讓人想到天邊的雷鳴和閃電,突出了一個快字。自然,雷達這種“千里眼”的作用也就讓人印象更深了。
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 樓主| csxfjsw123 發表于 2007-5-9 14:12:13 | 只看該作者

雷達原理簡介

首先,大家必須先了解雷達的基本原理,因為雷達仍是目前用來偵測移動物體最普遍的方法.雷達英文為RADAR,是Radio Detection And Ranging的縮寫.所有利用雷達波來偵測移動物體速度的原理,其理論基礎皆源自于「都卜勒效應」,其應該也是一般常見的都卜勒雷達(Doppler Radar),此原理是在19世紀一位澳地利物理學家所發現的物理現像,后來世人為了紀念他的貢獻,就以他的名字來為該原理命名.
   都卜勒的理論基礎為時間.波是由頻率及振幅所構成,而無線電波是隨著波而前進的.當無線電波在行進的過程中,碰到物體時,該無線電波會被反彈,而且其反彈回來的波,其頻率及振幅都會隨著所碰到的物體的移動狀態而改變.若無線電波所碰到的物體是固定不動的,那么所反彈回來的無線電波其頻率是不會改變的.然而,若物體是朝著無線電線發射的方向前進時,此時所反彈回來的無線電波會被壓縮,因此該電波的率頻會隨之增加;反之,若物體是朝著遠離無線電波方向行進時,則反彈回來的無線電波,其頻率則會隨之減小.
  速度偵測裝置(即臺灣警方所使用的測速雷達)所應用的原理,就是可以偵測到發射出現的無線電波,及反彈回來的無淺電波其間的頻率變化.由這兩個不同頻率的差值,便可以依特定的比例關系,而計算是該波所碰撞到物體的速度.當然,此種速度偵測裝置可以將所偵測到的速度,轉換為「公里/小時」或是「英哩/小時」.也許大家還是無法體會什么是「都卜勒效應」,但每個人在日常生活中應該都有「聽」過「都卜勒效應」.例如:當火車鳴笛或救護車的警報聲一直朝著你接近時,會發現聲音會一直在變化,這就是所謂的「都卜勒效應」,此例子是生活中最常見的例子,因為當聲波一直朝著你接近時,該聲波的頻率會一直增加,所以聽到的聲音才會一直變.這跟測速雷達所用到的原理是一樣的,只不過測速雷達所使用的不是聲波,而是無線電波.
  由于警方的測速雷達總是偵測到一個較強的反單電波后,才決定該移動物體(車子)的速度;而通常體積較大的物體其反彈的電波也較強;另外,離發射電波較近的物體,其所反彈的電波也會較強.根據這個原理,若有兩輛大小相同的車子,同樣都是超速時,測速雷達只會偵測到開在較前面車子的速度;若有一輛未超速的大卡車開在前方,而另一輛已超速的小客車開在后方時,測速雷達是無法偵測出該小客車已超速,除非該小客車已經超越了大卡車而繼續超速.
  這告訴我們,利用雷達波來偵測車速時,是無法在車陣中,偵測到特定車輛的速度,而只能偵測到開在車陣最前面,且體積較大的車子的速度.
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 樓主| csxfjsw123 發表于 2007-5-9 14:14:38 | 只看該作者

測速雷達應用技術

測速雷達應用技術
利用多普勒頻率變化技術來測量移動車輛的速度。這項技術是基于多普勒原理建立起來的,即雷達把微波發射到一個移動的物體上時,將會反射回一個與目標速度成比例的雷達信號,內部的線圈將該信號進行處理后得到一個頻率的變化,通過DSP(數字信號處理)技術處理后便得到目標速度。不論駛近的車輛還是遠離的車輛都會產生頻率變化,因此,任何方向的車輛都會被測量到速度。
測速雷達系列產品在世界發達國家的應用狀況:

世界發達國家的 測速裝備比較完善。針對不同的地區、地勢及環境,他們都配有相應的測速產品。無論固定測量還是移動測量、手動測量還是自動測量,都有一定的普及度。例如在高速公路上,既有固定地點進行速度監測,也有許多巡邏車穿梭于公路間進行移動測量。再如在學校附近的路段,大多數都安裝了速度顯示牌,時時對過往車輛進行監測并對其提醒,從而保證學生的安全。
測量應用中的先進技術:
最快速度跟蹤技術

當雷達正在測量一輛目標車速度時,有一輛更快的車駛來,最快速度跟蹤技術的出現不但讓操作者可以繼續對目標車進行跟蹤測量,同時雷達還將顯示更快車的速度。

數字天線通訊技術

數字天線通訊技術的出現不但提高了雷達抗干擾的能力,同時大大提高了雷達測量的準確性。比如斯德克DSR型雷達,它的每一個天線實際上有兩套微波線圈和兩套A/D轉換線圈。這兩個微波線圈成90度方向同時提供多普勒信號。在計算單元內,所有通道的數字化多普勒信息被送到DSP線圈。每個高速的DSP線圈于是便對每一個通道的信息進行綜合的“傅立葉快速變換”,以獲得每一個目標的方向。

POP技術

POP技術的產生使得雷達探測器的功效大大降低,使得使用反雷達裝置的超速者很難躲避雷達測速儀的偵測。
同車道技術
對于測速難題中講到的同車道測量難點,最新技術的出現已不再需要操作者用眼睛估計和手工輸入“較快”和“較慢”目標以便計算目標車讀數,雷達能夠自動識別巡邏車前的車速快慢并將目標車速度計算出來,這使得同一車道的操作跟相反車道模式操作同樣精確和簡單。
方向感應技術
先進的方向感應技術允許操作者去選擇特定的交通方向進行監控。不論目標車是不是距離的最近車輛,也不論它是同一車道還是相反車道,雷達都可自動對其進行速度測量并顯示其相關信息。
這些技術目前的使用情況
目前世界發達國家的測速裝備比較先進,象“DSP技術”在90年代初就已經開始用于警用;“最快速度跟蹤技術”于90中期開始應用;“方向感應技術”也于98年開始普及;至于最新的“同車道測量技術”也于近年被國外的公安交通部門大批采購。而我們國內則基本局限于一般性的測量且測量結果較粗糙,在先進技術的使用方面仍然存在很大差距。我相信,隨著我國交通道路的不斷擴展,超速管理方面的裝備也將會逐漸完善。
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 樓主| csxfjsw123 發表于 2007-5-9 14:15:52 | 只看該作者

各種測速雷達探知系統

各種測速雷達探知系統

◆世界的測速頻道及測速系統介紹
  美國聯邦電訊委員會 FCC (Fededral Communication Commission) 規定世界警用測速頻道
     有 X, K,Ka,aser。
以下為各頻道的頻率:
 S band:2.445 GHz (在 50'~60' 使用)
 X band:10.525 GHz
 K band:24.150 GHZ
 Ka band:33.40~36.00 GHz (頻寬 2.6 GHz, 又稱 Super-Wind Ka band)
 Laser: 紅外線 800~1100nm
另外歐規頻道有 Ku band : 13.450 GHz (雜志上廣告所謂 Gatso 24 Ku 及 Gatso 33 Ku 兩種
測速頻道,是所謂的K band 與 Ka band , 并不是新的 Ku 測速頻道)K band: 24.125 GHz。
以下為各頻道之下對應的部份測速系統:
  X band: 10.525 GHz 
       (美制 Muni Quip 警車測速攔截雷達)
       (美制 MPH K-55 警車測速攔截雷達)
       (美制 Decatur Hunter,MV715 警車測速攔截雷達)
       (美制 Decatur Hunter HH 手持雷達槍)
  Ku band:13.450 GHz
       (荷制 GATSO 13 流動雷達測速照相系統)
       (荷制 GATSO 13 固定式雷達測速照相系統)
  K band: 24.125 GHz
       (荷制 GATSO 24 流動雷達測速照相系統)
       (荷制 GATSO 24 固定式雷達測速照相系統)
       (流動式 Traffipax Speedophot 測速照相系統)
       (固定式 Traffipax Speedophot Station 測速照相)
       24.150 GHz
       (美制 MPH K-15 測速攔截)
       (美制 Decatur MV724 警車測速攔截雷達)
       (美制 Kustom Trooper,Hawk, 警車測速攔截)
       (美制 Kustom KR-10SP,KR-11, 警車測速攔截)
       (美制 Kustom Falcon,HR-12 手持雷達槍)
       (澳制 AWA Fairey 流動雷達測速照相系統)
  Ka band: 33.30 GHz (荷制 GATSO 33 流動雷達測速照相系統)
        33.80 GHz (美制 MPH Bee 36A 流動雷達測速系統)
        34.30 GHz (瑞制 Multanova 6F 三腳架流動雷達測速系統)
        34.60 GHz (美制 AST PR-100 流動測速照相系統)
        34.70 GHz (美制 Stalker 手持雷達測速槍)
        34.94 GHz (美制 Stalker 手持雷達測速槍)
        36.00 GHz (美制 MPH Bee 36 流動雷達測速系統)
        33.4~34.4 GHz (美制 Stalker 雷達測速系統)
        34.2~35.2 GHz (美制 Stalker 雷達測速系統)
  Laser:Kustom Signals Pro Laser LTI 20-20 Autovelox 104/c2 Jenoptik LAVEG ESO
               Drilling slichtschranke
◆國內目前測速系統頻道以及其出現的方式
  國內目前測速系統可分為美規及歐規以及固定式照相系統。美規頻道有 X,K,Ka band 以及
Laser,歐規有 Ku band,固定式照相系統有X,K,Ku band以及S感應線圈(俗稱 P band)。
1、X band(10.525 GHz +/- 50MHz):
  雷達形狀為圓形,采連續波發射,測速距離為150~4750m,但 X band 攔截式雷達無法在車
陣中鎖定車輛,所以通常都是車陣中第一臺被警方攔檢。但受電信局發射站,第四臺強波器,高壓
電線,無線電通訊器,遙控器,電動門控制器,道路流量計數器等干擾……目前 X band 雷達較少
與照相系統搭配使用,X band 固定測速照相系統屬于較早期的照相系統。測到違反車輛時,1秒鐘
間自動把像片傳送到監測管理中心。目前X band 警車外掛式以及 X 雷達槍其最高速范圍介于
200~300km/h。


2、K band(24.150 GHz +/- 100MHz):
  此 K band 測速雷達可以幾種方式出現, 警車測速攔截, 固定式測速照相, 手持雷達槍以及流動
三腳架測速
照相.最短測速距離為 150m,此種 K band 雷達則較易受降雨及濕度影響. K band 雷
達較 X band 機種先進, 也可以搭配照相機直接照相舉證, 固定式 K band 測速照相與 K band 流
動式三腳架即為此種搭配. 但目前國內
大都為 K band 固定式照相, K band 流動式測速照相系統及
固定式照相系統。

3、Ku band(13.450 GHz):

  通常我們聽到流動三腳架,偽裝車即為裝設此 Ku band 測速雷達。Gasto 13 Ku band 雷達測速
系統由
三大部分組成,測速雷達
,判讀速度電腦主機以及ROC照相機三部份。其中雷達可調為
“去向”以
及“來向”
兩種模式,其架設方式可落地型,三腳架型,以及偽裝車(警車)型。將主機,雷達、相機都架
設在三腳架上為Gatso 13 最標準的配置方法,速度在 20 Km~ 250Km,最短偵測距離 18 m、所以不要
以為速度高于 XXX Km/h 就不會被照相的錯誤觀念。目前 Ku band 雷達為國內流動照相系統主流。
4、Ka band(33.40~36.00GHz)


Ka band 雷達有幾種方式出現, 一為流動三腳架, 二為手持雷達槍,
為與 X band 雷達相似之測速雷達,
目前國內只有前兩者, 所以第三者不再贅述。
5、Laser:


  Laser 測速系統可分為測速槍以及測速照相系統. 美規雷射測速槍 LIDAR gun (Laser infrared
detectionand ranging) 使用不易散射的雷射紅外線作為測速光源, 且在極短的時間 (0.3 sec) 以內
即可測得車輛的速度.目前 Laser 測速槍以及流動測速系統其最高測速范圍介于 300~480km/h.


6、S線圈以及Ku,K band固定式測速照相:
  固定式S線圈利用線圈感應可測得闖紅燈, 紅燈越線以及超速. K band 固定測速系統利用 K band
(24.
125GHz) 雷達測速后照相, Traffipax Kband 固定式超速照相系統幾乎都是照車尾, 而且功率極弱,

連正統的美規機種有時偵測距離仍不到 100m. 至于
X band

固定照相系統國內少見. 國內固定式測速
系統
(S線圈,雷達系統)其最高測速范圍介于 200~270km/h
固定式
S感應線圈工作原理為何?S線圈應
該是利用重量感應
. 新設的 S 線圈通常有前后兩條感應壓條,
可以針對闖紅燈
與超速車輛進行照相舉證
告發。

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 樓主| csxfjsw123 發表于 2007-5-9 14:16:31 | 只看該作者

幾種雷達探測系統的優劣比較

幾種雷達探測系統的優劣比較

  很TX多有闖紅燈或超速被電子眼拍到而被罰的經歷。只要給電子眼拍到,罰款不是200就是500,心痛之余,車友去尋找反電子眼的設備。本文就目前的幾類常用設備作一個粗淺的原理分析和功能比較。闖紅燈或超速駕駛極易造成交通事故,請車友三思。
一、普通雷達探測器
  雷達測速的原理是,道路旁裝有雷達發射器,向道路來車方向發射雷達波束,再接收汽車的反射的回波,通過回波分析測定汽車車速,如車速超過設定值,則指令相機拍攝,如晚間同時觸發閃光燈。雷達探測器的原理很簡單,就是接收到雷達信號后,馬上報警,提示車主減速。
  雷達探測器基本是進口的,價格一般在800元至5000元,性能高低也非常不同。最大的不同,就是可以感應的雷達波的頻段不同。因為我國各城市道路的雷達測速設備從不同的國家進口,使用的雷達頻率大多并不相同,同一個城市有些裝了來之三四個國家的不同頻段的雷達測速器。低端的雷達探測器,往往只能感應一個頻段的雷達波,而高端的雷達探測器,可以感應多個頻段的雷達波,甚至還有激光感知器,同時還可以防激光測速器。
  此外,感應的距離遠近也體現了雷達探測器的性能高低。如感應距離過近,車主來不及減速,已經被拍到了;如減速過猛,還易造成追尾事故。高端的雷達探測器可以一公里左右感知雷達波,而差的只有在200米左右才能感應。
雷達探測器的軟肋:
  1)一些便宜的設備因頻段和靈敏度的問題,反雷達測速的效果不好;效果好的又比較貴。
  2)目前,很多城市采用路面下埋設速度感應線圈的方法來檢測超速,此時雷達探測器完全無效。
  3)此類設備只能應付雷達測速,而路口紅燈電子眼完全無效。
二、電子狗
  電子狗價格在250至500元之間,使用時只要插入點煙器即可,非常方便。它偵察電子眼原理非常簡單:生產電子狗的廠家,在有電子眼的地方,偷藏了一個無線電發射器,它針對所在路線的特點,發了含有信息代碼的無線電信號,汽車開近此地,接收器收到發射器的無線電信號,解碼出報警類型,發聲芯片發出語音報警,如此段限速,此段單向,此路口有電子眼等。
  電子狗的優點是成本低。缺點是:第一,深圳現在幾乎所有的紅綠燈都裝了電子眼,因此,電子狗會響個不停,不但失去報警意義,還非常吵人,一般產品音量無法調節,也無法關閉;第二,沒有無委會的批準,這樣發射器的設置是非法的,還要供電,需偷偷換裝,有可能被拆掉或損毀。第三,發射器的發射功率要定得恰當,如過小則接收到信號的時候,為時已晚;過大則很遠就開始叫,煩人。第四,電子狗不能判別方向,如對面車道或交叉車道有電子眼,也會誤報。
優點:便宜
軟肋:非法,吵人,不太可靠,范圍有限。
三、GPS雷達探測器
  GPS雷達探測器不但能做測速雷達警報,也可以做紅綠燈電子眼警告;不管電子眼的監測方法是用雷達波、激光,還是用地面感應線圈,GPS雷達探測器都可報警。
  交管系統每增加一處電子眼,電子狗系統就要去偷裝一個發射器;相比之下,GPS雷達探測器只要增加一個地標放在網上供下載更新就行,成本低而響應快。
  相比雷達探測器和電子狗系統,GPS雷達探測器還能判別電子眼方向,如是對面方向或交叉方向的電子眼,它不會誤報警了。
  引外,GPS雷達探測器還可以自行設定報警提前量,如300米或500米;如果當時車并未超速,可以不予報警,省去煩擾。另外,不管有沒有電子眼,GPS智能狗都可以提醒車主,該路段限速是多少,現在是不是超速等。
  除了報警外,GPS雷達探測器還可以用在尋找加油站、廁所、停車場等方面。此外,一般GPS所具有的導航、記錄等功能它一應俱全。
四、結論:
  高端的反雷達探測器,對于雷達測速儀的反偵察近乎完美,且對于流動雷達測速點亦能應付。缺點在于價格稍貴;且由于靈敏度高,對于另側道路的雷達反射波可能誤報;對于越來越多的地面感應線圈式測速點完全無能為力。
  電子狗價格便宜,但依賴于偷設的發射器,局限性較大,具比較吵人。
  GPS雷達探測器的優點是能防任何方式的電子眼;并且GPS雷達探測器除防電子眼之外,還有提醒、導航等其他更多的用途,樂為車友接受;也因此可以登堂入室,而不必象另兩種設備要暗中交易。缺點是它需要定期更新測速點數據,另外對于流動雷達測速點,完全無能為力。
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 樓主| csxfjsw123 發表于 2007-5-9 14:19:17 | 只看該作者

流動電子警察介紹

流動電子警察介紹
一、硬件的組成:
1、測速雷達
2、攝像機(數碼攝像機或工業攝像機)
3、電腦(筆記本或工控機)
4、支架(適合各種轎車和面包車)
5、電源盒(12V汽車電源供電)
6、視頻采集盒   
測速雷達+工業攝像機+電腦   支架安裝方式:進口強力尼龍搭扣

雷達      電池盒        支架        視頻采集盒   工業攝像機
電源盒規格:
1、輸入:11---16V  10A   
輸出:19V   4A (筆記本)
12V   1A (雷達)
12V   1A (工業攝像機)
5V    3A (視頻采集盒)
2、輸入:11---16V  10A   
輸出:19V   4A (筆記本)
12V   1A (雷達)
8.4V   1A (數碼攝像機)
二、軟件的組成:
1、視頻檢測和圖像抓拍程序
2、號牌自動識別程序
3、超速違章(違法)行為自動抓拍取證程序(號牌自動識別)
4、九畫面超速違章(違法)行為自動抓拍取證程序(適合2―3車道)
5、違章(違法)行為手動抓拍取證程序
6、車輛(黑名單)自動稽查程序
7、基本管理程序(系統參數設置、照片管理、通知單打印、數據導出等)

超速違章(違法)行為自動抓拍取證程序(號牌自動識別)界面:
主要功能
1、視頻檢測和圖像抓拍功能
2、號牌自動識別功能
3、超速違章(違法)行為自動抓拍取證功能
4、其他違章(違法)行為手動抓拍取證功能
5、車輛(黑名單)自動稽查功能
6、車輛(黑名單)人工查詢功能
7、基本管理程序(系統參數設置、照片管理、通知單打印、數據導出等)
主要特點:
1、號牌自動識別準確率高
九畫面超速違章(違法)行為自動抓拍取證程序(適合2―3車
主要功能:
1、視頻檢測和圖像抓拍功能
2、超速違章(違法)行為自動抓拍取證功能
2、基本管理程序(系統參數設置、照片管理、通知單打印、數據導出等)
流動電子警察基本功能
1、適用于各種道路車輛速度的檢測和各種交通違法行為的取證管理。
2、具有測速精度高、范圍寬、捕捉目標準、清晰度高、操作靈活、適應性強等特點。具有抗干擾能力強,良好的防水、防震性能,可全天候不間斷可靠工作。
3、可以在靜態和動態狀態下測量運動車輛的速度,能對同向和反向的超速車輛進行抓拍。
4、靜態抓拍超速車輛時,可實現無人操作自動抓拍車輛違法超速行為。
5、系統能在各種天氣環境下對機動車輛的各種交通違法行為進行抓拍,如超速、不按車道行駛、違章掉頭、違章停車、跨壓雙實線和闖紅燈等交通違法行為。
6、在取證方面,抓拍的照片能充分體現違法行為的四要素(即時間、地點、車輛類型、車牌號碼,如果是超速,則照片上還必須有超速值),使糾正違法有據。現場取證的數據必須不能修改,杜絕法律糾紛。
7、在糾正非超速車輛違法行為時,可依據現場取證實際情況選擇圖片方式取證。圖片方式可完成違法行為瞬間取證工作,充分滿足對各種交通違法行為取證工作的要求。
8、系統操作應簡單、方便,軟件能根據支隊要求作相應的修改,提供數據接口,可較方便與交警支隊違法系統數據庫進行連接。
9、系統可靈活拆卸,易于保管。
10、工作平臺能在不同的車型(轎車和面包車)上使用,安裝應方便、快捷。
俄羅斯雷達測速儀
主要技術參數
工作頻率
24150±100MHz
測量距離(3級調節)
800米,500米,300米
測速范圍
30-220公里/小時
測量誤差
±2,0公里/小時
速度測量時間
小于1秒
速度離散度臨界點
1,0公里/小時
測量方向
來自任何方向的相對,相向運動
工作方式
手提無線電脈沖測儀,自動-脈沖循環輻射
目標最快測速分析
速度超過5公里/小時
存儲格
2個
存儲格保存時間
大于10分鐘
電源接通后,正常工作時間
小于3秒鐘
輻射功率出口
正常0,025 瓦特 ,最大0,050 瓦特
平均消耗功率
小于8瓦特
汽車電源供給
12伏
電源電壓
11-12伏
大小尺寸
265×180×65 mm
工作溫度
-50℃到+55℃
重量
0,9公斤

車牌自動識別軟件
主要技術參數
車速≤140公里(與攝像機快門有關)
車牌識別時間≤0.2秒
識別準確率(夜間有補償光源、不含被完全污蓋/損壞等無效車牌)
含漢字、字母的整牌識別正確率≥90%
不含漢字的整牌識別正確率>95%
數字識別正確率>97%

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違章時間:2004-9-29 21:42:55
違章地點:天府大道
違章類型:超速
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車 輛 違 章 通 知 單
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違章地點:天府大道
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 樓主| csxfjsw123 發表于 2007-5-9 14:20:16 | 只看該作者

電子眼與雷達探測器頻段大揭

目前,動輒幾十萬份的交通罰單的確讓大多數開車的朋友頭疼不已,大多數朋友都想了解了解“電子眼”這三個字背后的東西。我們暫不去討論道路限速不合理還是車速表與實際車速有誤差,單從“電子眼”這三個字說開去,了解了解雷達測速。   大多對科技稍感興趣的朋友都知道雷達可以探測金屬物體的方位、速度。實際上,雷達測速就是利用了物理學中的多普勒原理.當目標和雷達之間存在著相對位置運動時,目標回波的頻率就會發生改變,頻率的改變量稱為多普勒頻移,經過信號處理后即可確定目標的相對徑向速度。
  那么市場上經常所說的神乎其神的波段概念又是什么呢?
  實際上,所說的K、Ku、Ka、X,就是測速雷達所使用的雷達波頻段,也是用無線電波頻率來定義的。以下附一個頻率對照表:

X波段:10.500-10.550GHz 9.850-9.950GHz
K波段:24.050-24.250GHz
Ka波段: 33.400-36.000GHz
Ku波段: 13.450-13.500GHz
  至于經常所說的 L波段,(激光測速),實際上是一組800-1100nm波長的紅外線。
  以上所說的頻段,就是雷達測速產品的“準行業標準”,一般用于交通測速的雷達通常都使用以上頻段中的無線電波進行工作。
  對于大眾來說,這本不是什么秘密,但當市場上某些經銷雷達探測器的商家談到這些諸如“波段”“頻率”“波長”“激光”之類字眼時,總是把語調壓得低低的,顯得十分神秘,仿佛在向你介紹非法產品一般,而實際上,他們甚至并不懂得所說的這些“高科技”字眼到底是什么意思。
  了解了以上原理,我們可以再來看看雷達探測器。
  雷達探測器則是設計出來探測以上各個波段雷達波的。只要探測到相應的雷達波信號,雷達探測器就會使用聲、光進行提示。
  但,不是每款雷達探測器都能探測以上所有的波段。這也就是目前市場上同類產品魚龍混雜、經銷商拿了不適合中國情況的產品來魚目混珠、謀取暴利的伎倆。
  筆者將從正面介紹關于雷達探測器的相關知識,希望能夠和大家一同進步。
  很多人誤解雷達探測器違法的,而實際上,雷達探測器僅僅是探測雷達波并進行提示的儀器,其并不會干擾任何測速系統的正常工作,它的主要作用就是提示司機――前方是測速區域,請控制好車速。
  而真正違法的,是另一種雷達波干擾設備――“反測速儀”。反測速儀能夠探測到警方的測速設備所使用的信號波段,并主動發射干擾信號,導致測速雷達不能正常工作。
  很多人、甚至警察,并不能分清這兩種設備的區別,而且總覺得只要試圖知道哪里有測速儀就是違法行為,于是,就混淆了雷達探測器與“反測速儀”的概念。
  很重要的一點能夠從根本上區分上述兩類設備,雷達探測器僅僅提供對車主的聲光提醒――前方為測速區域,請控制好您的車速度;而“反測速儀”則直接發射雷達波干擾信號導致測速儀無法工作。
  從雷達探測器的工作原理上看,其工作時的確可能“指示”交通部門安裝雷達測速裝備的位置,甚至某個儀器所使用的波段,但從實際來說,交通部門設置限速檢測的位置正是應當要求駕駛員控制好車速的位置,再加上執法部門應當“公開執法”,那么雷達探測器實際上是在幫助提醒司機控制車速。
  了解了“電子眼”與“雷達探測器”的概念之后,我們仍然不要忘了安全行車才是根本,電子設備所能做的僅僅是提醒您不要超速,而油門仍然在您自己腳下。
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 樓主| csxfjsw123 發表于 2007-5-9 14:22:36 | 只看該作者

激光測速儀的原理和特點

激光測速儀的原理和特點
激光測速儀是采用激光測距的原理。激光測距(即電磁波,其速度為30萬公里/秒),是通過對被測物體發射激光光束,并接收該激光光束的反射波,記錄該時間差,來確定被測物體與測試點的距離。激光測速是對被測物體進行兩次有特定時間間隔的激光測距,取得在該一時段內被測物體的移動距離,從而得到該被測物體的移動速度。

     因此,激光測速具有以下幾個特點:

     1、由于該激光光束基本為射線,估測速距離相對于雷達測速有效距離遠,可測1000M外;
     2、測速精度高,誤差<1公里;
     3、鑒于激光測速的原理,激光光束必須要瞄準垂直與激光光束的平面反射點,又由于被測車輛距離太遠、且處于移動狀態,或者車體平面不大,而導致執勤警員的工作強度很大、很易疲勞。目前美國激光技術公司已經生產出帶連續自動測速功能的激光測速儀,專門用于解決這一問題。東莞市交警支隊東城大隊使用這種改進后的測速儀抓拍超速車輛,已經取得了明顯的成效。
     4、鑒于激光測速的原理,激光測速器不可能具備在運動中使用,只能在靜止狀態下應用;所以一般交警都把儀器放在巡邏車上,停車靜止使用。
     5、目前大部分國家所采用的激光測速儀使用的是一類安全激光,對人眼睛安全。
     6、激光測速儀的取證能力遠遠大于雷達測速儀,因而受到全世界廣泛的認可和推廣,例如美國、加拿大、英國、德國、澳洲、瑞典、瑞士、荷蘭、中國廣東、臺灣、香港、澳門等等。
     7、激光測速儀的耗電量比較低,兩節五號電池可以連續使用20小時。
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 樓主| csxfjsw123 發表于 2007-5-9 14:23:15 | 只看該作者

雷射技術在交通安全上的應用

雷射技術在交通安全上的應用
一、前言
  在交通工程上,速度是計量與評估道路績效和交通狀況的基本重要數據之一。速度數據之搜集方法有許多種,包括人工測量固定距離行駛時間、壓力皮管法、線圈法、影像處理法、雷達測速法與雷射測速法等。其中后兩者屬于攜帶容易而且精確度高的方法,因此廣受采用。
  超速行車在交通違規中占有極大比例,此一現象可從高速公路過去四年間違規告發項目中,超速案件比例均在三分之二左右看出端倪(參見表一),而超速行車一直被認為是肇事之重要因素之一;因此從交通執法觀點而言,取締超速系比較具體的維護交通安全之手段。國內取締違規超速一向以雷達測速槍當工具,徑行舉發案件則輔以照相設備;唯近年來,雷達偵測器盛行,價格普及化之后,即使法規明令禁止使用,一般民眾仍趨之若騖,蓋以其價格只需逃避一至兩次取締的機會即可完全回收成本。以交通工程觀點來看,駕駛人若裝有雷達偵測器,則路邊定點所測得之車速即會因駕駛人感知受測速,誤以為警察人員執行取締而有普遍減速現象;除造成數據失真外,并因而有引起事故之可能。

二、基本原理
  雷達為利用無線電回波以探測目標方向和距離的一種裝置。雷達為英文Radar一字之譯音,該字系由Radio Detection And Ranging一語中諸字前綴縮寫而成,為無線電探向與測距之意。全世界開始熟悉雷達是在1940年的不列顛空戰中,七百架載有雷達的英國戰斗機,擊敗兩千架來襲的德國轟炸機,因而改寫了歷史。二次大戰后,雷達開始有許多和平用途。在天氣預測方面,它能用來偵測暴風雨;在飛機輪船航行安全方面,它可幫助領港人員及機場航管人員更有效地完成他們的任務。
  雷達工作原理與聲波之反射情形極類似,差別只在于其所使用之波為一頻率極高之無線電波,而非聲波。雷達之發射機相當于喊叫聲之聲帶,發出類似喊叫聲之電脈沖(Pulse),雷達之指向天線猶如喊話筒,使電脈沖之能量,能集中某一方向發射。接收機之作用則與人耳相仿,用以接收雷達發射機所發出電脈沖之回波。
  測速雷達主要系利用都卜勒效應(Doppler Effect)原理:當目標向雷達天線靠近時,反射信號頻率將高于發射機頻率;反之,當目標遠離天線而去時,反射信號頻率將低于發射機率。如此即可借由頻率的改變數值,計算出目標與雷達的相對速度。
  雷射的英文為Laser,這個字是由Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的第一個字母縮寫而成,意思是指,經由激發放射來達到光的放大作用。雷射所激發出來的光,其光子大小與運動方向皆相同,因此每個波束的頻率都相等,再加上它們一束束緊密地排列著,彼此間分毫不差地互相平行,使整個光束發射至極遠處也不會散開來。在一九六二年的實驗中發現,從地球發射的雷射光在經過近四十萬公里的太空之旅后,只在月球表面上投射出一片約三公里直徑大小的圓而已!此特性使得雷射在焊接、切割、雕刻、穿洞等加工與醫學(眼科、牙科、腫瘤)之應用更為廣泛。
  測速雷射種類于固態雷射中的半導體雷射。雷射測速設備采用紅外線半導體雷射二極管。雷射二極管有幾個特點使它極適合用來量測速度:
1. 雷射二極管自微小范圍中發射出極窄的光束,此一狹窄光束才能精確地瞄準目標。
2. 雷射二極管以小于十億分之一秒的瞬間切換開關,大大提高精確度。
3. 雷射二極管發射率很窄,其偵測器極易接收到精確的波長;因此在日間有強烈陽光時,仍能正常操作。
4. 雷射二極管只發射電磁光譜中的紅外線部分;而紅外線系眼睛看不見的,不會影響駕駛人的注意力。
  雷射測速槍以量測紅外線光波傳送時間來決定速度。由于光速是固定,激光脈沖傳送到目標再折返的時間會與距離成正比。以固定間隔發射兩個脈沖,即可測得兩個距離;將此二距離之差除以發射時間間隔即可得到目標的速度。理論上,發射兩次脈沖即可量測速度;實務上,為避免錯誤,一般雷射測速器(槍)在瞬間發射高達七組的脈沖波,自以最小平方法求其平均值,去計算目標速度。
三、與雷達之比較
  超速告發最易受到的挑戰即是如何確認違規車輛,例如在多車道公路上兩車以上并行時,警員以雷達測得超速現象卻無法明確認定那一部車輛違規(參見圖一)。原因在于雷達波發射錐角度約在十至二十度間,而雷射波發射錐角度只有不到十分之一度;因此以雷射測速可以明確認定受測目標據以告發。雷射狹窄光束使得兩車被同時偵測到的機會等于零;對于市面上普遍銷售之雷達偵測器(或稱超速偵測器)不啻一大克星。

雷達與雷射之最遠測速距離均在二千余英?眨?可以加強設備發射功率而增長,惟并不具實際效益。雷達測速器需經常以固定頻率之音叉加以校正,而雷射測速器則無此必要。另一重要差別在測速的時間,以雷達測速約高要二至三秒鐘,而使用雷射則只需要約零點三秒。按此操作速度,廠商甚至開發出配合照相之雷射測速器以不到一秒的間隔連續記錄違規超速車輛。圖二顯示雷射測速器配合數字相機所拍攝到之照片。
  電射測速槍之缺點系無法于移動狀態下使用;如裝于警車上或由坐在行進車輛上乘員持用,均無法正常操作。至于成本方面,K頻雷達測速槍每具時價約新臺幣拾萬元,雷射測速槍每具約新臺幣參拾萬元。
  本節之功能比較,摘錄如表二:

四、結語
  由于激光束狹窄具有正確認定目標的特點,許多文獻指出其其至可以用來測量行人的步行或跑步速度;對國內為數眾多之機車速度量測更是變成可行而且簡易。作者曾利用LTI20-20雷射測速槍對行人、單車與機車目標進行量測,均能迅速獲得速度(公里/小時)與距離(十分之一公尺)之滿意數據。配備雷射測速槍的美國警方更利用其精確且快捷的測距功能,將其用在交通事故與刑案現場圖關鍵點之測繪。國內交通警察單位已多次進行雷射測速之測試,部份單位亦已完成采購使用中。民眾不可自恃裝有超速偵測器而恣意飚車,危害公眾與自身安全。
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phoenixwdb 發表于 2007-5-16 10:38:52 | 只看該作者
有電子狗,是被動雷達接受系統,收到雷達波束后會自動發出警報,但是現在交警把速度測定改為背向測定......
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