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漫谈雷达测速




关键词:

  1 引言

  随着我国经济建设的飞速发展,人民生活水平的不断提高,道路上各式各样车辆的数目也在大幅上升。这也使得交通违章不断增多,给道路交通和人们的生活带来了极大的威胁。

  在各种交通违章中,超速行驶占据了很大的比率,俗话说十次事故九次快,因为车速快了,遇到突发情况司机很难在第一时间内做出正确的处理措施,另外车辆的惯性和制动系统都无法达到完美的控制,从公安部对道路违章事件在过去几年内的统计中,超速案件与其他交通肇事事件的比例高居不下,不难看出端倪,所以超速行车一直被认为是道路交通肇事的重要因素;因此从交通执法观点而言,取缔超速是维护交通安全手段之一。国内取缔违规超速大多数是以雷达测速仪辅助于照相设备(俗称电子眼)为工具。在新交通法出台后,公安交管部门有了更加明确的对行车超速者进行处罚的依据,故雷达测速仪开始普及起来。

  行车速度的计量与评估方法有许多种,包括雷达测速法、激光测速法、影像处理法、线圈法,以及皮管压力法和固定距离所行驶的时间等。其中雷达测速法、激光测速法、影像处理法、线圈法在实际运用中广泛采用,而雷达测速仪携带容易,精确度高,使用方便,在运动中也能实现车速检测,更加适合于“流动电子警察”,所以雷达测速仪是我国公安交管部门配备最多的测速设备。影像处理法和线圈法一般多应用于交通要道的路口和市际卡口,其测速精度比雷达测速法和激光测速法略低。

  2 雷达测速仪与激光测速仪的比较

  2.1 激光测速仪

  激光测速仪采用激光测距原理。激光测距是通过对被测物体发射激光光束,并接收该激光光束的反射波,记录该时间差,来确定被测物体与测试点的距离。激光测速是对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距,取得在该一时段内被测物体的移动距离,从而得到被测物体的移动速度。激光测速具有以下特点:

  (1)由于激光光束基本为射线,故测速距离相对于雷达测速有效距离远一些,可测l 000m外;

  (2)测速精度高,误差

  (3)激光光束必须要瞄准垂直于激光光束的平面反射点,而被测车辆距离太远且处于移动状态,或者车体平面不大,而导致激光测速成功率低、难度大,特别是执勤警员的工作强度很大、易于疲劳。

  (4)激光测速器不可能在运动中使用,只能在静止状态下应用。因此,激光测速仪不能称之为“流动电子警察”。在静止状态下使用时,很容易被司机发现,因此达不到预期目的。

  (5)价格昂贵,现在经过正规途径进口的激光测速仪(不含取景和控制部分)价格至少在一万美元左右。

  2.2 雷达测速仪

  雷达测速的原理是应用多普勒效应,因此具有以下特点:

  (1)雷达波束比激光光束(射线)的照射面大,因此雷达测速易于捕捉目标,无须精确瞄准;

  (2)雷达测速设备可安装在巡逻车上,在运动中实现检测车速,是“流动电子警察”非常重要的组成部分;

  (3)雷达固定测速误差为±1 km/h,运动时测误差为±2 km/h,完全可以满足对交通违章查处的要求;

  (4)雷达发射的电磁波波束有一定的张角,故有效测速距离相对于激光测速近一些,最远测速距离为800 m(针对大车)。

  (5)雷达测速仪技术成熟,价格适中。

  (6)雷达测速仪发射波束的张角是一个很重要的技术指标。张角越大,测速准确率越易受影响;反之,则影响较小。

  雷达测速仪以其价格便宜,测速准确,使用方便和能在运动中实现车速检测,被我国公安交管部门作为超速处罚的首选工具。

  3 多普勒原理

  雷达(英文为RADAR,是Radio Detection AndRanging的缩写)测速仪的工作原理是多普勒原理,也是所有利用雷达波来检测移动物体速度的原理,其理论基础皆源自于“多普勒效应”。

  波是由频率及振幅所构成。无线电波在行进过程中,碰到物体时会反射,而且反射回来的波,其频率及振幅都会随着所碰到的物体的移动状态而改变。若无线电波所碰到的物体是固定不动的,那么所反射回来的无线电波其频率是不会改变的。然而,若物体朝着无线电波发射的方向前进,此时所反射回来的无线电波会被压缩,因此该电波的频率会随之增加;反之,若物体朝着远离无线电波方向行进,则反射回来的无线电波其频率会随之减小。这就是多普勒原理。

  测速雷达所应用的原理,就是检测发射出的无线电波及反射回来的无线电波之间的频率变化。由这两个不同频率的差值,便可以依据特定的比例关系,计算出该波所碰撞到的物体的速度。即:

  fd=2/c(Kfov)     (1)

  其中v为目标运动速度;c为电磁波在空气中的传播速度,是一个常数;fo为雷达的发射频率,是一个已知量;K是单位换算系数为3.6/106;fd为测量到的运动目标引起的多普勒频率 ,其测量精度由石英晶体振荡器保证,由计算机进行速度换算后送到显示屏显示。

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