Exercice LIDAR embarqué
Publié : 13/04/2021, 21:30
Bonjour,
Je souhaiterais aider mon fils à faire cet exercice sur le LIDAR embarqué mais j'ai des lacunes et surtout les programmes ont bien changé. Nous avons réussi à résoudre une partie du devoir qui était sur le LIDAR bathymétrique.
Pouvez-vous m'aider à résoudre ce problème sur le LIDAR embarqué? Merci d'avance pour votre aide.
Le LIDAR topographique embarqué.
Un LIDAR topographique envoie des impulsions laser de courte durée et de longueur d’onde λ = 1064 nm.
Tout obstacle sur le trajet du faisceau va renvoyer une partie du rayonnement dans la direction du faisceau
incident. La mesure de la durée de l’aller-retour de chaque impulsion permet alors de reconstituer
numériquement l’espace environnant. Embarqué à bord d’un avion ou d’un satellite, le LIDAR
topographique est un moyen de cartographier la Terre à distance avec une grande précision.
Sur la figure ci-dessous l'avion embarquant le LIDAR topographique vol à une altitude H= 4,00 km au dessus de la mer, à la vitesse de 450 km.h-1
Sa position est déterminée par un GPS. On note Δt la durée
correspondant à un aller-retour de la lumière du laser (différence de temps entre son émission et sa
réception)
1) Exprimer et calculer la fréquence v de l’impulsion laser pour la longueur d’onde λ = 1064 nm.
a) S’agit-il d’une onde sonore ? Si oui le signal émis par le laser est-il audible pour une oreille
humaine ?
b) S’agit-il d’une onde électromagnétique ? Si oui à quel domaine appartient cette onde ?
2) En faisant l'hypothèse que la distance parcourue par l'avion pendant la durée Δt est négligeable par
rapport à H, déterminer :
a) L’expression de la distance d séparant l’avion de la montagne qu’il survole (voir figure ci-dessus) ;
b) L’expression liant Δt, d et la célérité de la lumière c ;
c) En déduire alors l’expression de Δt en fonction de c, H et h.
3) Lors du survol du Monte Cinto (en Corse), on mesure Δt= 8,63 µs. Estimer l'altitude du Monte Cinto par
rapport au niveau de la mer (résultat avec 4 chiffres significatifs).
4) Dans le cadre de la mesure de l'attitude du Monte Cinto, l’hypothèse faite à la question 2) est-elle
vérifiée ?
Donnée : célérité de la lumière dans l’air : c= 3,00.108 m.s-1
Je souhaiterais aider mon fils à faire cet exercice sur le LIDAR embarqué mais j'ai des lacunes et surtout les programmes ont bien changé. Nous avons réussi à résoudre une partie du devoir qui était sur le LIDAR bathymétrique.
Pouvez-vous m'aider à résoudre ce problème sur le LIDAR embarqué? Merci d'avance pour votre aide.
Le LIDAR topographique embarqué.
Un LIDAR topographique envoie des impulsions laser de courte durée et de longueur d’onde λ = 1064 nm.
Tout obstacle sur le trajet du faisceau va renvoyer une partie du rayonnement dans la direction du faisceau
incident. La mesure de la durée de l’aller-retour de chaque impulsion permet alors de reconstituer
numériquement l’espace environnant. Embarqué à bord d’un avion ou d’un satellite, le LIDAR
topographique est un moyen de cartographier la Terre à distance avec une grande précision.
Sur la figure ci-dessous l'avion embarquant le LIDAR topographique vol à une altitude H= 4,00 km au dessus de la mer, à la vitesse de 450 km.h-1
Sa position est déterminée par un GPS. On note Δt la durée
correspondant à un aller-retour de la lumière du laser (différence de temps entre son émission et sa
réception)
1) Exprimer et calculer la fréquence v de l’impulsion laser pour la longueur d’onde λ = 1064 nm.
a) S’agit-il d’une onde sonore ? Si oui le signal émis par le laser est-il audible pour une oreille
humaine ?
b) S’agit-il d’une onde électromagnétique ? Si oui à quel domaine appartient cette onde ?
2) En faisant l'hypothèse que la distance parcourue par l'avion pendant la durée Δt est négligeable par
rapport à H, déterminer :
a) L’expression de la distance d séparant l’avion de la montagne qu’il survole (voir figure ci-dessus) ;
b) L’expression liant Δt, d et la célérité de la lumière c ;
c) En déduire alors l’expression de Δt en fonction de c, H et h.
3) Lors du survol du Monte Cinto (en Corse), on mesure Δt= 8,63 µs. Estimer l'altitude du Monte Cinto par
rapport au niveau de la mer (résultat avec 4 chiffres significatifs).
4) Dans le cadre de la mesure de l'attitude du Monte Cinto, l’hypothèse faite à la question 2) est-elle
vérifiée ?
Donnée : célérité de la lumière dans l’air : c= 3,00.108 m.s-1