Лазерная локационная система

Лазерная локационная система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области лазерной локации и квантовой электронике и предназначено для использования в стационарных и мобильных наземных комплексах лазерной локации для контроля окружающего пространства, обнаружения и распознавания оптических и оптикоэлектронных средств наблюдения в контролируемой области пространства.

Известна лазерная система обнаружения оптикоэлектронных приборов по патенту Англии [1], содержащая импульсный лазерный генератор с блоком формирования лазерного пучка, фотоприемный блок с приемным объективом, блок памяти, блок управления. К недостаткам данного устройства следует отнести низкую эффективность обнаружения реальных объектов вследствие малой информативности данного устройства, в котором обнаружение наблюдаемого объекта осуществляется по единственному признаку объекта - величине уровня отраженного оптического сигнала в узком спектральном диапазоне подсвечивающего лазерного излучения.

Известно устройство обнаружения оптоэлектронных объектов [2], содержащее лазерный источник излучения, приемный канал, включающий объектив, фотоприемный блок, телевизионную видеокамеру, управляемую диафрагму с приводом, блок автоматической регулировки усиления, блок памяти изображения. К недостаткам устройства следует отнести невысокую эффективность обнаружения объектов, низкую вероятность правильного обнаружения и невозможность распознавания наблюдаемых объектов. Указанные недостатки обусловлены низкой информативностью устройства, в котором обнаружение объектов осуществляется по единственному наблюдаемому признаку - величине отраженного оптического сигнала в узком спектральном диапазоне подсвечивающего лазерного излучения. Известно устройство обнаружения оптических и оптоэлектронных объектов [3], содержащее импульсно-периодический лазер, модулятор лазера, электронно-оптический преобразователь с объективом, фотоприемный блок, видеоконтрольное устройство, блок обработки видеосигналов, синхронизатор, импульсный источник высокого напряжения. Одним из недостатков данного устройства является низкая эффективность автоматического обнаружения оптических средств вследствие низкой информативности устройства, в котором обнаружение объектов осуществляется по интегральной величине отраженного оптического сигнала в узком спектральном диапазоне подсвечивающего лазерного излучения. Другим недостатком устройства является низкая точность привязки обнаруженных оптических средств на местности относительно конкретных предметов на этой местности вследствие низкой эффективности определения и распознавания характерных предметов наблюдаемой местности.

В качестве прототипа выбрано устройство обнаружения оптических и оптоэлектронных средств наблюдения по патенту РФ [4], содержащее два приемных оптических канала видимого диапазона и один передающий канал на основе лазерного генератора видимого диапазона длин волн. Первый приемный канал содержит приемный объектив, отрезающий фильтр, первый фотоприемный блок на основе видеокамеры, блок памяти. Второй приемный канал содержит интерференционный фильтр, второй приемный объектив, электронно-оптический преобразователь, второй фотоприемный блок на основе видеокамеры. Устройство содержит также лазерный генератор с блоком управления, формирователь композитного сигнала, формирователь разностного сигнала, блок задержки, блок затворных импульсов, формирователь кода, блок управления и обработки видеосигналов, блок отображения информации. К недостаткам данного устройства следует отнести низкую эффективность обнаружения объектов вследствие невысокой информативности устройства, в котором обнаружение объектов осуществляется на основе одного единственного определяемого признака - интегральной величины уровня отраженного сигнала в узком спектральном диапазоне подсвечивающего лазерного излучения. Обнаружение объектов осуществляется посредством однократной пороговой обработки интегрального видеосигнала на выходе видеокамеры, работающей в режиме накопления при приеме лазерного отраженного импульсного сигнала. Это снижает эффективность обнаружения короткого по времени импульсного оптического сигнала при его регистрации фотоприемным блоком на основе видеокамеры, предназначенной для приема непрерывных оптических сигналов и работающей в режиме накопления при значительном превышении временем этого накопления длительности импульсного лазерного отраженного сигнала. В результате снижается достоверность получаемой информации и вероятность правильного обнаружения объектов, исключается возможность распознавания обнаруженных объектов и определения их принадлежности к оптикоэлектронным объектам соответствующих классов. Вследствие низкой информативности данное устройство не реализует возможности извлечения из принимаемых оптических сигналов всего объема содержащейся информации, а также не реализует возможности извлечения информации из зарегистрированного распределения интенсивности излучения подстилающей поверхности, на фоне которой осуществляется обнаружение оптикоэлектронных объектов. Другим недостатком данного устройства является низкая точность привязки координат обнаруженного объекта к характерным наблюдаемым элементам подстилающей поверхности вследствие отсутствия инструментального совмещения визирных осей двух используемых приемных каналов.

Целью данного изобретения является устранение и преодоление указанных недостатков, повышение эффективности обнаружения оптических и оптоэлектронных объектов на фоне подстилающей поверхности, подсвеченной естественным фоновым излучением, повышение вероятности распознавания обнаруженных оптоэлектронных объектов и достоверности отнесения их к соответствующему классу известных объектов. В предлагаемой лазерной локационной системе (ЛЛС) решена задача извлечения максимального объема информации из отраженного от обнаруживаемого объекта лазерного подсвечивающего излучения. При этом подсвет объекта осуществляется в двух диапазонах длин волн - в видимом и инфракрасном диапазонах, в которых осуществляется изменение длины волны подсвечивающего лазерного излучения, обеспечиваемого применением лазерных генераторов с перестройкой длины волны излучения и применением специальных спектральных перестраиваемых фильтров в приемных каналах предлагаемой ЛЛС. Повышенная информативность предлагаемой ЛЛС достигается за счет регистрации тонкой временной структуры в отраженных от обнаруживаемого объекта сигналов лазерных излучений в видимом и ИК-диапазонах длин волн. При этом осуществляется спектральный временной анализ структуры отраженных и зарегистрированных сигналов лазерных излучений с помощью процессоров быстрого преобразования Фурье (БПФ). Одновременно с этим в предлагаемой ЛЛС осуществляется регистрация и спектральный анализ распределения интенсивности картины подстилающей поверхности, на фоне которой расположены и наблюдаются различные обнаруживаемые объекты в контролируемой области пространства. Спектральный анализ распределения интенсивности подстилающей поверхности осуществляется в видимом и инфракрасном диапазонах длин волн и позволяет получить дополнительную полезную информацию о месте расположения обнаруживаемых объектов и осуществить привязку координат объектов к характерным элементам контролируемого объема пространства (КОП). Этим обеспечивается более высокая эффективность обнаружения объектов, реализуется повышение вероятности обнаружения и распознавания объектов и повышение достоверности определения принадлежности объектов к соответствующему известному классу объектов. В предлагаемой ЛЛС осуществлено точное совмещение визирных осей действующих приемных и передающих каналов в обеих диапазонах длин волн на основе использования специальных уголковых и зеркального отражателей, чем реально обеспечивается высокая точность привязки обнаруженных оптических средств наблюдения к конкретным предметам и элементам контролируемой местности.

Достигаемым новым техническим результатом является повышение эффективности обнаружения и увеличение вероятности правильного обнаружения и распознавания объектов - оптических и оптикоэлектронных приборов и средств наблюдения, повышение точности определения координат обнаруженных объектов и привязки их координат к конкретным предметам и характерным элементам контролируемой местности.

Указанный технический результат достигается следующим.

1. В лазерной локационной системе, содержащей установленные на первой оптической оси оптически связанные первый приемный объектив, первый фотоприемный блок, выход которого подключен к первому блоку памяти, установленные на второй оптической оси оптически связанные первый формирователь лазерного пучка, первый лазерный генератор с блоком управления, подключенный к блоку управления системой, установленные на третьей оптической оси оптически связанные второй приемный объектив и второй фотоприемный блок, блок отображения информации, подсоединенный к блоку управления системой, введены три фотоприемных блока, два блока памяти, два блока регистрации сигналов, два приемных объектива, шесть управляемых оптических фильтров, пять линз, четыре спектральных перестраиваемых фильтра, блок обработки локационных сигналов, второй лазерный генератор с блоком управления, второй формирователь лазерного пучка, два дефлектора лазерного излучения, два блока быстрого преобразования Фурье (БПФ), четыре уголковых отражателя с блоками перемещения, вогнутое зеркало, отражательное зеркало с блоком перемещения, люминофорный экран, при этом на первой оптической оси последовательно установлены между первым приемным объективом и первым фотоприемным блоком оптически связанные первый спектральный перестраиваемый фильтр, первая линза и первый управляемый оптический фильтр, первый дефлектор лазерного излучения установлен на второй оптической оси между первым формирователем лазерного пучка и первым генератором лазерного излучения, на третьей оптической оси между вторым приемным объективом и вторым фотоприемным блоком последовательно установлены оптически связанные второй спектральный перестраиваемый фильтр, вторая линза и второй управляемый оптический фильтр, выходы второго фотоприемного блока подключены ко входам первого блока регистрации сигналов, на четвертой оптической оси последовательно установлены оптически связанные третий приемный объектив, третий спектральный перестраиваемый фильтр, третья линза, третий управляемый оптический фильтр и третий фотоприемный блок, выход которого подключен к второму блоку памяти, на пятой оптической оси последовательно установлены оптически связанные второй формирователь лазерного пучка, второй дефлектор лазерного излучения и второй лазерный генератор с блоком управления, подключенным к блоку управления системой, на шестой оптической оси последовательно установлены оптически связанные четвертый приемный объектив, четвертый спектральный перестраиваемый фильтр, четвертая линза, четвертый управляемый оптический фильтр и четвертый фотоприемный блок, выходы которого подсоединены ко второму блоку регистрации сигналов, на седьмой оптической оси последовательно установлены оптически связанные отражательное зеркало с блоком перемещения, пятый управляемый оптический фильтр, вогнутое зеркало, люминофорный экран, пятая линза, шестой управляемый оптический фильтр и пятый фотоприемный блок, выход которого подключен к третьему блоку памяти, оптический вход пятого управляемого оптического фильтра посредством отражательного зеркала оптически связан с выходами первого и второго формирователей лазерных пучков, первый уголковый отражатель оптически связывает оптический вход первого приемного объектива с оптическим выходом первого формирователя лазерного пучка, оптический вход второго приемного объектива посредством второго уголкового отражателя оптически связан с выходом первого формирователя лазерного пучка, оптический выход второго формирователя лазерного пучка оптически связан посредством третьего и четвертого уголковых отражателей с оптическими входами третьего и четвертого приемных объективов, входы первого и второго блоков быстрого преобразования Фурье подсоединены соответственно к выходам первого и второго блоков регистрации сигналов, а выходы подключены ко входам блока обработки локационных сигналов, управляющие входы спектральных перестраиваемых фильтров подключены к блоку обработки локационных сигналов, выходы первого, второго и третьего блоков памяти и двух блоков регистрации сигналов подключены ко входам блока обработки локационных сигналов, управляющие входы управляемых оптических фильтров подсоединены к блоку обработки локационных сигналов, выходы которого подключены к блоку управления системой и к блоку отображения информации, управляющие входы блоков перемещения уголковых отражателей и блока перемещения отражательного зеркала подключены к блоку управления системой, блок управления вторым лазерным генератором подсоединен к блоку управления системой, управляющие входы дефлекторов лазерного излучения подключены к блоку управления системой.

2. В лазерной локационной системе по пункту 1 первый и второй лазерные генераторы выполнены на основе лазеров видимого и инфракрасного диапазонов длин волн с возможностью перестройки длин волн генерируемых лазерных излучений.

3. В лазерной локационной системе по пункту 1 первый и пятый фотоприемные блоки выполнены на основе видеокамер видимого диапазона длин волн.

4. В лазерной локационной системе по пункту 1 третий фотоприемный блок выполнен на основе видеокамеры инфракрасного диапазона длин волн.

5. В лазерной локационной системе по пункту 1 второй и четвертый фотоприемные блоки выполнены на основе многоэлементных двумерных фотоприемных матриц видимого и инфракрасного диапазонов длин волн.

6. В лазерной локационной системе по пункту 1 спектральные перестраиваемые фильтры выполнены на основе акустооптической перестраиваемой ячейки, в которой возбуждены ультразвуковые волны, взаимодействующие с принимаемым лазерным излучением.

7. В лазерной локационной системе по пункту 1 спектральные перестраиваемые фильтры выполнены на основе квантового (лазерного) усилителя - активного квантового фильтра, перестраиваемого по величине длины волны узкополосной фильтрации с помощью магнитного поля.

Сущность изобретения поясняется блок-схемой лазерной локационной системы, приведенной на фигурах 1, 2 и 3.

В блок-схеме ЛЛС, приведенной на фиг.1 цифрами обозначены следующие элементы:

1. Первый приемный объектив.

2. Первый спектральный перестраиваемый фильтр.

3. Первая линза.

4. Первый управляемый оптический фильтр.

5. Первый фотоприемный блок на основе видеокамеры видимого диапазона длин волн.

6. Первый блок памяти.

7. Первый формирователь лазерного пучка.

8. Первый дефлектор лазерного излучения.

9. Первый лазерный генератор видимого диапазона длин волн с блоком управления 10.

11. Второй приемный объектив.

12. Второй спектральный перестраиваемый фильтр.

13. Вторая линза.

14 Второй управляемый оптический фильтр.

15. Второй фотоприемный блок на основе многоэлементной фоточувствительной матрицы видимого диапазона длин волн.

16. Первый блок регистрации сигналов.

17. Первый блок быстрого преобразования Фурье.

18. Третий приемный объектив.

19. Третий спектральный перестраиваемый фильтр.

20. Третья линза.

21. Третий управляемый оптический фильтр.

22. Третий фотоприемный блок на основе видеокамеры инфракрасного диапазона длин волн.

23. Второй блок памяти.

24. Второй формирователь лазерного пучка.

25. Второй дефлектор лазерного излучения.

26. Второй лазерный генератор инфракрасного диапазона длин волн.

27. Блок управления второго лазерного генератора.

28. Четвертый приемный объектив.

29. Четвертый спектральный управляемый фильтр.

30. Четвертая линза.

31. Четвертый управляемый оптический фильтр.

32. Четвертый фотоприемный блок на основе многоэлементной фоточувствительной матрицы инфракрасного диапазона длин волн.

33. Второй блок регистрации сигналов.

34. Второй блок быстрого преобразования Фурье.

35. Первый уголковый отражатель с блоком перемещения 36.

37. Второй уголковый отражатель с блоком перемещения 38.

39, 41. Третий и четвертый уголковые отражатели с блоками перемещения 40, 42.

43. Отражательное зеркало с блоком перемещения 44.

45. Пятый управляемый оптический фильтр.

46. Вогнутое отражательное зеркало.

47. Люминофорный экран.

48. Пятая линза.

49. Шестой управляемый оптический фильтр.

50. Пятый фотоприемный блок на основе видеокамеры.

51. Третий блок памяти.

52. Блок обработки локационных сигналов.

53. Блок управления системой.

54. Блок отображения информации.

55. Обнаруживаемый объект в контролируемой области пространства (КОП).

На фиг.1 нумерация оптических осей осуществляется сверху вниз от первой до седьмой оптической оси.

На фиг.2 приведена часть блок-схемы лазерной локационной системы, в которой представлен вид по стрелке A на фиг.1. Показано взаимное расположение приемных каналов ЛЛС (приемные объективы поз.1, 18, 11, 28) и передающих каналов ЛЛС (формирователи лазерных пучков поз.7 и 24), а также показано расположение уголковых отражателей и отражательного зеркала по отношению к приемным объективам приемных оптических каналов и к выходным элементам первого и второго формирователей лазерных пучков (поз.7 и 24). На фиг.2 показаны также отражательные зеркала поз.56 и 57 устройства сканирования, которые не входят в состав ЛЛС.

На фиг.3 приведена часть блок-схемы ЛЛС, в которой представлен вид по стрелке B на фиг.2. Показано взаимное расположение двух передающих каналов ЛЛС и взаимное расположение двух формирователей лазерных пучков (поз.7 и 24) и отражательного зеркала 43, ответвляющего часть лазерных излучений с выходов указанных формирователей лазерных пучков на оптический вход пятого управляемого оптического фильтра 45 и далее по направлению седьмой оптической оси на оптический вход пятого фотоприемного блока 50.

Принцип действия лазерной локационной системы заключается в следующем. Лазерная локационная система (ЛЛС) содержит четыре приемных канала, расположенных на первой, третьей, четвертой и шестой оптических осях (приемные объективы поз.1, 11, 18, 28), а также содержит два передающих канала, расположенных на второй и пятой оптических осях (формирователи лазерных пучков поз.7 и 24). С помощью двух передающих каналов осуществляется подсвет контролируемой области пространства лазерным излучением видимого диапазона длин волн (лазерный генератор 9) и излучением инфракрасного диапазона длин волн (лазерный генератор 26). Прием отраженного от контролируемой области пространства (КОП) лазерного излучения осуществляется вторым фотоприемным блоком поз.15 в видимом диапазоне длин волн и четвертым фотоприемным блоком поз.32 в инфракрасном диапазоне длин волн. Первый поз.5 и третий поз.22 фотоприемные блоки служат для приема и регистрации распределения интенсивности подстилающей поверхности (картины местности), подсвеченной естественным фоновым излучением (излучением Солнца, дневного или ночного неба и других источников). Элементы ЛЛС, расположенные вдоль седьмой оптической оси поз.43-50, выполняют техническую функцию установления и контроля параллельности в пространстве осей диаграмм направленностей двух указанных передающих каналов. Уголковые отражатели поз.35, 37 осуществляют ответвление части лазерного излучения с выхода первого формирователя лазерного излучения 7 на оптические входы первого и второго приемных каналов - на входы приемных объективов 1 и 11. Соответственно уголковые отражатели поз.39 и 41 осуществляют ответвление части лазерного излучения с выхода второго формирователя лазерного излучения 24 на оптические входы третьего 18 и четвертого 28 приемных объективов. Указанные функции уголковых отражателей осуществляются в режиме функционального контроля для установления и контроля параллельности в пространстве визирных осей приемных каналов и соответствующих им осей диаграмм направленности лазерных излучений передающих каналов. В рабочем режиме ЛЛС нормальное состояние уголковых отражателей 35, 37, 39, 41, а также отражательного зеркала 43 соответствует расположению указанных вспомогательных элементов вне оптической системы ЛЛС. Вывод указанных элементов из оптической системы ЛЛС осуществляется с помощью блоков перемещения поз.36, 38, 40, 42 и 44. На чертежах фиг.1, фиг.2 и фиг.3 показано положение уголковых отражателей и отражательного зеркала 43, соответствующее их положению при выполнении операций настройки и функционального контроля в ЛЛС.

Основную функцию приема и регистрации лазерного излучения, отраженного от обнаруживаемых объектов в КОП, осуществляют второй фотоприемный блок 15 в видимом диапазоне длин волн и четвертый фотоприемный блок 32 в ИК-диапазоне длин волн. Указанные фотоприемные блоки выполнены на основе многоэлементных фоточувствительных диодных матриц видимого диапазона длин волн (поз.15) и инфракрасного диапазона длин волн (поз.32). Возможно также использование высокочувствительных матричных ФЭУ видимого диапазона длин волн. Данные фотоприемные блоки являются светочувствительными фотоприемниками - регистраторами импульсных оптических сигналов в видимом и ближнем ИК-диапазонах длин волн и осуществляют регистрацию тонкой временной структуры отраженного от обнаруживаемого объекта подсвечивающего лазерного излучения. Число независимых элементов приема оптических сигналов в указанных матричных фотоприемниках (число фотодиодов) соответствует числу элементов разрешения в оптической системе соответствующего приемного объектива 11 или 28. Форма и объем контролируемого объема пространства (КОП) определяется полем зрения приемных (входных) объективов 1, 11 и 18, 28. Конструкция указанных объективов предполагает одинаковое поле зрения с целью последующего формирования суммарного изображения наблюдаемой местности в различных спектральных диапазонах и обнаруженных на фоне местности объектов. Зарегистрированные сигналы в электрической форме с выходов фотоприемных блоков 15, 32 поступают параллельно на входы блоков регистрации сигналов 16 и 33, где осуществляется оцифровка, предварительная пороговая обработка и буферное запоминание принятых оптических сигналов в форме соответствующих цифровых массивов информации. Предварительная пороговая обработка заключается в том, что оцифровке подвергается электрический сигнал, уровень которого превысил некоторый установленный порог. Одновременно в блоках регистрации сигналов 16 и 33 осуществляется фиксация и определение момента времени появления импульсного сигнала на соответствующих выходах матричных фотоприемных блоков 15 и 32 относительно моментов времени излучения соответствующего зондирующего лазерного импульса в лазерном генераторе 9 и в лазерном генераторе 26. В блоки регистрации сигналов 16 и 33 от блока обработки локационных сигналов 52 поступают в цифровой форме сигналы точного времени, отображающие внутреннее время ЛЛС. В блоках регистрации 16 и 33 осуществляется привязка моментов времени поступления с выходов фотоприемных блоков 15 и 32 электрических импульсных сигналов к указанным сигналам внутреннего точного времени, а информация об этом поступает от блоков регистрации в блок обработки локационных сигналов 52, в котором и осуществляется сравнение моментов времени прихода импульсных сигналов с моментами времени излучения лазерных импульсов лазерными генераторами также в системе точного времени ЛЛС, в результате чего определяется задержка принятых сигналов относительно излученных сигналов и определяется на основании этого дальность до соответствующего обнаруженного объекта. Информация о моменте времени излучения лазерных импульсов поступает в блок 52 из блока 53, в котором формируется управляющий сигнал, поступающий в блоки управления лазерными генераторами 10 и 27 для запуска генерации лазерного излучения. Далее зарегистрированные цифровые сигналы через соответствующие интерфейсы поступают в блок обработки локационных сигналов 52. Одновременно зарегистрированные сигналы с выходов блоков регистрации 16 и 33 поступают на входы первого и второго блоков быстрого преобразования Фурье поз.17 и 34. Каждый блок быстрого преобразования Фурье (БПФ) представляет собой специализированный процессор, осуществляющий спектральный анализ поступающих сигналов путем формирования одномерного Фурье-преобразования этих сигналов в цифровой форме. Результаты спектрального анализа принятых оптических сигналов в цифровой форме с выходов блоков БПФ 17 и 34 поступают в блок обработки локационных сигналов 52 вместе с соответствующими реализациями оптических сигналов в цифровой форме, поступившими ранее. Таким образом, в блок обработки локационных сигналов 52 поступают реализации оптических сигналов, отраженных от обнаруживаемого объекта, и одновременно реализации одномерных Фурье-спектров этих сигналов, полученных в результате выполнения преобразования Фурье над каждым из принятых оптических сигналов в блоках БПФ 17 и 34. Преобразования Фурье выполняются в блоках БПФ в реальном масштабе времени или с некоторым сдвигом по времени в зависимости от производительности используемых процессоров в блоках БПФ 17 и 34. В блоке обработки локационных сигналов 52 осуществляется сравнение полученных спектров оптических сигналов с хранящимися в ячейках памяти блока 52 эталонными спектрами оптических сигналов стандартных объектов. На основании этого сравнения осуществляется обнаружение и распознавание наблюдаемых объектов и выносится решение о принадлежности наблюдаемого и обнаруженного объекта к некоторому классу известных объектов, например, биноклей, приемных объективов наблюдательных и оптикоэлектронных приборов и т.п. По поступившим реализациям собственно оптических сигналов в результате специальной их обработки также получают ряд важных сведений о характере обнаруживаемых объектов и их отражательных спектральных характеристиках в соответствующих спектральных диапазонах длин волн. При этом осуществляется предварительное обнаружение объекта на основании сравнения уровня принятого оптического сигнала в цифровой форме с некоторым установленным пороговым уровнем. Осуществляется измерение дальности до предварительно обнаруженного объекта по моменту времени прихода и регистрации оптического сигнала в фотоприемном блоке 15 и 32 относительно момента времени излучения соответствующего лазерного импульса в лазерном генераторе 9 и 26. Окончательное обнаружение объекта осуществляется в результате сравнения (анализа) спектра соответствующего импульсного оптического сигнала от предварительно обнаруженного объекта с библиотекой эталонных спектров, хранящихся в специальных ячейках памяти блока обработки локационных сигналов. Результаты обнаружения и распознавания обнаруженного объекта отображаются на экране блока отображения информации 54. Прием и регистрация оптических сигналов, отраженных от обнаруживаемого объекта, вторым и четвертым (поз.15, 32) фотоприемными блоками осуществляется в узком спектральном диапазоне длин волн, соответствующем длине волны подсвечивающего лазерного излучения, генерируемого лазерными генераторами 9 и 26. Узкополосную спектральную фильтрацию принимаемого отраженного от КОП лазерного излучения (оптических сигналов) осуществляют спектральные перестраиваемые фильтры поз.12 в видимом диапазоне длин волн и фильтр поз.29 в инфракрасном диапазоне длин волн. Управление длиной волны и полосой фильтрации в спектральных перестраиваемых фильтрах осуществляется по управляющим сигналам, поступающим на указанные фильтры от блока обработки локационных сигналов 52 в цифровой форме. Одновременно блок обработки локационных сигналов управляет всеми элементами (блоками) приемных каналов, в частности, управляет величиной пропускания управляемых оптических фильтров поз.14 и 31 во втором и четвертом приемных каналах. Указанные фильтры служат для защиты фотоприемных блоков от чрезмерной интенсивности принимаемых отраженных сигналов лазерного излучения, например, при обнаружении близко расположенных объектов или при работе ЛЛС в контрольном режиме при настройке эксплуатационных параметров системы. При работе ЛЛС в штатном режиме обнаружения и распознавания обнаруженных и наблюдаемых объектов осуществляется регистрация и анализ отражательных характеристик объектов в широком диапазоне изменения длин волн подсвечивающего лазерного излучения в видимом диапазоне длин волн и в инфракрасном диапазоне длин волн. Изменение длины волны подсвечивающего лазерного излучения в видимом диапазоне длин волн осуществляется с помощью изменения длины волны генерации в лазерном генераторе 9 видимого диапазона по управляющим сигналам от блока управления этим лазерным генератором 10, который в свою очередь управляется сигналами от блока управления системой 53. Одновременно осуществляется перестройка длины волны фильтрации принимаемых оптических сигналов в спектральном перестраиваемом фильтре 12 видимого диапазона длин волн, в котором длина волны спектральной фильтрации устанавливается равной длине волны генерации лазерного генератора 9. Изменение длины волны подсвечивающего лазерного излучения в инфракрасном диапазон длин волн осуществляется путем изменения длины волны генерации в лазерном генераторе 26 ИК-диапазона по управляющим сигналам от блока управления этим лазерным генератором 27 и, соответственно, по сигналам от блока управления системой 53. При этом осуществляется соответствующая перестройка длины волны полосы фильтрации оптических сигналов в спектральном перестраиваемом фильтре 29 инфракрасного диапазона длин волн, при которой длина волны спектральной фильтрации устанавливается равной длине волны генерации лазерного излучения в лазерном генераторе 26 ИК-диапазона. Для осуществления многоспектрального подсвета КОП используются лазерные генераторы 9 и 26 с перестройкой длины волны генерируемого лазерного излучения в видимом и инфракрасном диапазонах длин волн. В результате в блоке обработки локационных сигналов 52 накапливается информация о параметрах отраженных оптических сигналов, отражательных характеристиках обнаруживаемых объектов в широком спектральном диапазоне подсвечивающего лазерного излучения в видимой и инфракрасной областях оптического спектра. При этом одновременно образуется информация о параметрах тонкой временной структуры отраженных сигналов и параметрах Фурье-спектра полученной тонкой временной структуры для соответствующих длин волн подсвечивающего и отраженного лазерного излучения в видимом и инфракрасном диапазонах длин волн. Полученный увеличенный объем (массив) информации о характеристиках обнаруживаемого объекта позволяет существенно повысить эффективность обнаружения и вероятность распознавания объектов различной технической природы.

Одновременно с получением информации об отражательных характеристиках обнаруживаемых объектов, находящихся в КОП, в предлагаемой лазерной локационной системе осуществляется прием и регистрация излучения подстилающей поверхности (картины местности), подсвеченной естественным излучением Солнца, излучением небесной сферы и любых других источников естественного, а также стороннего искусственного излучения. Прием и регистрация указанных фоновых естественных излучений от КОП осуществляется с помощью первого приемного канала и первого фотоприемного блока 5 в видимом диапазоне длин волн и с помощью третьего приемного канала и третьего фотоприемного блока 22 в инфракрасном диапазоне длин волн. В качестве фотоприемных блоков 5 и 22 используются видеокамера видимого диапазона длин волн (поз.5) и видеокамера инфракрасного диапазона длин волн (поз.22). Прием и регистрация фонового излучения в видимом диапазоне длин волн с помощью первого приемного канала в первом фотоприемном блоке 5 осуществляется следующим образом. Отраженное от подстилающей поверхности фоновое излучение улавливается первым приемным объективом 1. Далее приемный объектив 1 совместно с первой линзой 3 формируют на фоточувствительной площадке фотоприемного блока 5 (видеокамеры видимого диапазона) изображение объекта и контролируемого объема пространства, в котором находится указанный обнаруживаемый объект. При этом КОП и обнаруживаемый объект подсвечены естественным фоновым излучением, например солнечным излучением, а подсвета КОП и объекта зондирующим лазерным излучением от лазерных генераторов 9 и 26 не производится. Принимаемое фоновое излучение на пути от первого приемного объектива 1 к фотоприемному блоку 5 проходит через спектральный перестраиваемый фильтр 2, рабочий элемент которого представляет собой специальный кристалл, прозрачный к излучению видимого диапазона длин волн, в котором возбуждены ультразвуковые волны. В результате взаимодействия проходящего оптического сигнала (излучения) с ультразвуковыми волнами в указанном кристалле осуществляется динамическая фильтрация оптического сигнала, при которой часть оптического спектра проходящего излучения подавляется, не проходит к линзе 3 и не попадает на оптический вход фотоприемного блока 5 - на фоточувствительную площадку видеокамеры 5. Длина волны динамической спектральной фильтрации определяется управляющими сигналами, поступающими на управляющий вход спектрального перестраиваемого фильтра 2 с выхода блока обработки локационных сигналов 52, в котором осуществляется управление работой спектральных перестраиваемых фильтров и вырабатываются соответствующие управляющие сигналы, определяющие длину волны пропускания фильтра, а также ширину полосы фильтрации проходящих оптических сигналов. Таким образом, спектральный перестраиваемый фильтр 2 работает в режиме управляемой спектральной фильтрации проходящего оптического сигнала и выполняет функцию оптического спектроанализатора изображения местности (подстилающей поверхности), сформированной приемным объективом 1 и линзой 3 на фоточувствительной площадке первого фотоприемного блока 5. Следует отметить, что спектральные перестраиваемые фильтры выполняют еще одну важную функцию: обеспечивают режим стробирования принимаемых сигналов лазерного излучения по дальности вследствие того, что пропускание принимаемых оптических сигналов через перестраиваемый спектральный фильтр осуществляется только в моменты времени подачи управляющего электрического сигнала на этот фильтр. Режим стробирования по дальности реализуется при осуществлении управления временем пропускания и фильтрацией оптических сигналов в спектральном перестраиваемом фильтре с помощью импульсного электрического сигнала с заданной длительностью. Указанное выше изображение подстилающей поверхности в некотором заданном узком спектральном диапазоне, обусловленном фильтрацией в спектральном перестраиваемом фильтре 2, регистрируется первым фотоприемным блоком 5, преобразуется в видеосигнал и поступает с выхода блока 5 в первый блок памяти 6, где оцифровывается и в цифровой форме запоминается. Далее рассмотренная процедура регистрации изображения наблюдаемой местности в некотором заданном спектральном диапазоне повторяется возможно несколько раз при других измененных параметрах длины волны полосы фильтрации проходящего оптического излучения в спектральном перестраиваемом фильтре 2. Изменение длины волны полосы фильтрации фильтра 2 осуществляется под управлением сигналов, поступающих на управляющий вход фильтра 2 с выхода блока обработки локационных сигналов 52. В результате в блоке памяти 6 накапливаются несколько изображений местности (подстилающей поверхности), полученных на различных длинах волн оптического спектра в видимом диапазоне длин волн, например, в красном,