Справка: Эффект Доплера

[mono]

Чтобы понимать, на основе чего работают радары я предлагаю ознакомиться с физической сущностью явления.
Эффект Доплера - изменение воспринимаемой частоты колебаний, обусловленное движением источника или приемника волн, либо и того и другого; впервые теоретически обоснован в 1842 К. Доплером (1803-1853). Используется во всех радарах средством определения скорости для которых является радиоволна. Эффект легко наблюдать на практике, когда мимо наблюдателя проезжает машина с включённой сиреной. Предположим, сирена выдаёт какой-то определённый тон, и он не меняется. Когда машина не движется относительно наблюдателя, тогда он слышит именно тот тон, который издаёт сирена. Но если машина будет приближаться к наблюдателю, то частота звуковых волн увеличится (а длина уменьшится), и наблюдатель услышит более высокий тон, чем на самом деле издаёт сирена. В тот момент, когда машина будет проезжать мимо наблюдателя, тот услышит тот самый тон, который на самом деле издаёт сирена. А когда машина проедет дальше и будет уже отдаляться, то наблюдатель услышит более низкий тон, вследствие меньшей частоты (и, соответственно, большей длины) звуковых волн.
То же самое происходит, если движется не источник звука, а мы сами. Если мы набегаем на волну, её гребни пересекаем чаще, и звук кажется выше. Если убегаем от волны - наоборот. То есть не важно - движется источник или приёмник звука. Для наблюдения эффекта Доплера главное - их движение относительно друг друга. Этот эффект наблюдается не только для звука, а и для волн любой частоты.
Если радар излучает на определённой частоте, она соответственно согласуется с приёмником и при возникновении разницы мы имеем определение скорости.

 

[Михаил]

Лазерные радары работают иначе. Они не используют Эффект Доплера. Там происходит замер расстояния до машины разными импульсами и времени между этими импульсами. Расстояние/время=скорость

Этот арифметический алгоритм определения скорости использует и АПК "Сова2". Только там фиксируется номер машины двумя камерами на мерном участке дороги.

 

[umpel]

с сиреной пример не очень может быть понятен... более понятно на примере лодки, которая движется по мелкой волне и волна стучит в борта...если плыть против волны, то стук чаще, а если по волне - то реже...

 

[mono]

Лазерные радары работают иначе. Они не используют Эффект Доплера. Там происходит замер расстояния до машины разными импульсами и времени между этими импульсами. Расстояние/время=скорость

По идее, Эффект Доплера может применяться и для лазеров. Свет - это тоже волна.

с сиреной пример не очень может быть понятен... более понятно на примере лодки, которая движется по мелкой волне и волна стучит в борта...если плыть против волны, то стук чаще, а если по волне - то реже...

Да, твой пример мне больше нравится.

 

[dr.]

По идее, Эффект Доплера может применяться и для лазеров. Свет - это тоже волна.
Да, твой пример мне больше нравится.

Корпускулярно-волновой дуализм?
ЭД и правда может к лазерам применятся, но лидары (т.е. лазерные "радары") устроены таким образом, что скорость определяется за счет измерения разницы в расстоянии между лидаром и движущейся а/м во время замера
А пример с сиреной - из классического об"яснения ЭД на практике по отношению к радару IMHO, если ЭД демонстрируется относительно неподвижного детектора (человеческое ухо), то пример с лодкой не совсем корректен, т.к. в этом случае движется лодка, а не источник волн.

Думаю, в теме по ЭД применимо к измерению скорости стоит упомянуть и о таком полезном для водителей эффекте как т.н. эффект косинуса - измерения скорости радаром под большими углами приводит к значительным ошибкам. Так что не верьте патрульному, который чуть ли не под прямым углом якобы корректно определил вашу скорость
Вот тут расписано (по-английски правда) о эффекте косинуса применимо к спортивному радару (в принципе ничем не отличается от "дорожного"): http://www.sportsradargun.com/pdf/COSINEEFFECTDETAILS.pdf

 

[umpel]

Эффект косинуса может быть водителю как во благо так и во вред - чаще во благо. В указанной статье расписан он только в теории, как она бывает когда во благо (когда скорость занижается на радаре), а ведь он может быть и во вред - когда скорость завышается!! Хорошо, что ГАИшники в большинстве своем этого не знают...

 

[dr.]

Согласен про то, что косинус-эффект - палка о двух концах. Просто в нормальных странах существует презумпция невиновности - все двусмысленности трактуются в пользу "обвиняемого". Например, у нас законом оговоренная погрешность радара (плюс-минус 3 км/ч) трактуется в пользу водителя, т.е. от его измеренной скорости отнимается погрешность.
Так же, IMHO, должно быть и с косинус-эффектом - если известно, что он вызывает погрешности в измерениях, то погрешности эти должны трактоваться в пользу водителя. Более того, должны быть утвержденная методика по измерению скорости, дабы избежать ненужных разборок. Но это, повторюсь, в нормальных странах А у нас пока так: прав тот, у кого больше прав

 

[umpel]

Есть инструкция по работе с радаром, есть семинары, форумы (не интернет), где обучают и рассказывают как должно устанавливать радар и как с ним работать, чтобы измерения были верными... так вот при измерении в движении радар должен смотреть вперед, а не в сторону, а если Вы видите, что он установлен так, что это не в Вашу пользу - делайте фото и доказывайте в суде, что измерения нельзя считать верными... с этим я не вижу проблем...

 

[dr.]

Эффект косинуса может быть водителю как во благо так и во вред - чаще во благо. В указанной статье расписан он только в теории, как она бывает когда во благо (когда скорость занижается на радаре), а ведь он может быть и во вред - когда скорость завышается!! Хорошо, что ГАИшники в большинстве своем этого не знают...

Есть инструкция по работе с радаром, есть семинары, форумы (не интернет), где обучают и рассказывают как должно устанавливать радар и как с ним работать, чтобы измерения были верными... так вот при измерении в движении радар должен смотреть вперед, а не в сторону, а если Вы видите, что он установлен так, что это не в Вашу пользу - делайте фото и доказывайте в суде, что измерения нельзя считать верными... с этим я не вижу проблем...

ЗЫ. Я ведь и написал тут про косинус-эффект для того, чтоб люди знали, на что обращать внимание.

 

[umpel]

т.к. в боьшинстве случаев эффект косинуса водителю на пользу т.к. занижает реальную скорость, то надо знать и обращать внимание только на те случаи, когда этот эффект во вред, а именно когда меряют в движении встречное направление и радар направлен на попутную обочину!!

 

[dr.]

Кстати, стацинарные, установленные возле дорог, радары настраиваются с учетом этого косинус-эффекта. Так что там "бесплатных" км/ч не будет

 

[umpel]

Да, но и требования к углу установки у них жесткие - у всех что я видел обозначено 25 градусов... нам главное, чтобы км/ч нам не добавлялись, а чтобы неотнимались - это не наша проблема

 

[Михаил]

Андрей, а можно подробней про вариант увеличения показателей. Что-то я не уловил...:-[

 

[umpel]

Михаил, все очень не сложно... по пунктам:
- скорость цели в движении вычисляется как разница между скоростью сближения и скоростью патруля;
- скорость сближения - чистый доплеровский эффект * косинус угла между вектором движения патруля и направлением на цель;
- скорость патруля - доплеровский эффект от элементов дороги * косинус угла между вектором движения и направлением радара;
- когда радар повернут на обочину, противоположную от цели, то скорость патруля УМЕНЬШАЕТСЯ на косинус угла установки радара, а скорость сближения получается примерно правильной(хотя конечно тоже уменьшается, но т.к. угол между вектором движения патруля и целью меньше, чем между вектором патруля и направлением радара, то скорость цели завышается) - при вычислении получаем: скорость цели=скорость сближения(верная)-скорость патруля (заниженная)

 

[Михаил]

Интересно... Остается один нюанс - как радар определяет собственную скорость. Ведь это не лазер - обратное излучение идет не только от обочины...
С другой стороны снижение показателей должно быть схожим и у функции определения скорости патруля и "жертвы".
Это проверялось на практике?

 

[-]

Остается один нюанс - как радар определяет собственную скорость.

он ее не определяет, она устанавливается патрулем на радаре, в числовом значении -нпр. 45 км/ч+ направление измерения,- встречное -попутное ,и патруль должен ехать с этой скоростью именно для наших гаишников тема !

 

[umpel]

Интересно... Остается один нюанс - как радар определяет собственную скорость. Ведь это не лазер - обратное излучение идет не только от обочины...
С другой стороны снижение показателей должно быть схожим и у функции определения скорости патруля и "жертвы".
Это проверялось на практике?

- скорость патруля - доплеровский эффект от элементов дороги * косинус угла между вектором движения и направлением радара;

Чтобы было понятно:
Условие - угол между вектором движения патруля и целью в момент замера = 15 град.
- угол между вектором движения и направлением радара = 30 град
- скорость патруля 50 км/ч
- скорость цели 90 км/ч
- истинная скорость сближения 140 км/ч
- считаем теперь по формуле - Vц = 140*cos(15) - 50*cos(30) = 140*0.9659 - 50*0.8660 = 135.226 - 43.3 = 91.926 = 92км/ч

 

[Farnsworth]

Памятка инспектора ДПС приемы работы с радаром "ИСКРА-1

9.2. При контроле скорости в процессе движения радар измеряет собственную скорость по отраженным от дороги сигналам. Затем эта скорость сравнивается с результатами измерения целей и вычисляется абсолютная скорость самой быстрой цели. Скорость цели выводится на табло красным цветом. Для контроля собственная скорость - зеленым.

 

[Михаил]

И все же, сдается мне, что скорость патруля радар способен выяснять достаточно точно.
От туда же:
9.4. На работу радара в движении влияет равномерность движения патрульного автомобиля, дополнительные помехи от рекламных щитов, крупных трейлеров и т.д., а также неровности дороги и другие факторы. Радар "ИСКРА-1"Д использует для обработки сигналов сложный алгоритм, который позволяет учесть подавляющее большинство подобных факторов. Когда же внешние условия объективно не позволяют выполнить измерения с нужной точностью, данные на табло не выводятся. Именно поэтому бывают случаи пропуска целей.

 

[umpel]

Михаил, я полагаю, что тут все просто - берется самый сильный отраженный сигнал и, возможно, контролируется его резкое изменение - что еще можно проанализировать средствами радара? Самый сильный он будет с направления самого сильного излучения радара - куда радар направлен - оттуда самый сильный и вернется... когда встречаются щиты, кторые должны быть расположены сбоку и которые отражают очень сильно сигнал - это может приводить к занижению скорости патруля, но это длится пару секунд и соотв. можно такие случаи отфильтровать...а больше вроде ничего и не сделаешь...
При случае проверю как влияет поворот радара на определение скорости патруля...