雷达测速的原理与防范

雷达测速的原理与防范

雷达测速的原理和防范

一、雷达原理简介

首先，大家必须先了解雷达的基本原理，因为雷达仍是目前用来侦测移动物体最普遍的方法。雷达英文为RADAR，是Radio Detection And Ranging的缩写。所有利用雷达波来侦测移动物体速度的原理，其理论基础皆源自于「多普勒效应」，其应该也是一般常见的多普勒雷达(Doppler Radar)，此原理是在19世纪一位澳地利物理学家所发现的物理现像，后来世人为了纪念他的贡献，就以他的名字来为该原理命名。

多普勒的理论基础为时间。波是由频率及振幅所构成，而无线电波是随着波而前进的。当无线电波在行进的过程中，碰到物体时，该无线电波会被反弹，而且其反弹回来的波，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，那么所反弹回来的无线电波其频率是不会改变的。然而，若物体是朝着无线电线发射的方向前进时，此时所反弹回来的无线电波会被压缩，因此该电波的率频会随之增加；反之，若物体是朝着远离无线电波方向行进时，则反弹回来的无线电波，其频率则会随之减小。下图为多普勒雷达(Doppler Radar)的基本原理图示：

[上图]车子朝着无线电波方向前进，其反弹的率频会增加

[下图]车子朝着无线电波传送的反方向前进，其反弹的率频会减小

速度侦测装置(即我国台湾省警方所使用的测速雷达)所应用的原理，就是可以侦测到发射出现的无线电波，及反弹回来的无浅电波其间的频率变化。由这两个不同频率的差值，便可以依特定的比例关系，而计算是该波所碰撞到物体的速度。当然，此种速度侦测装置可以将所侦测到的速度，转换为「公里/小时」或是「英里/小时」。也许大家还是无法体会什么是「多普勒效应」，但每个人在日常生活中应该都有「听」过「多普勒效应」。例如：当火车鸣笛或救护车的警报声一直朝着你接近时，会发现声音会一直在变化，这就是所谓的「多普勒效应」，此例子是生活中最常见的例子，因为当声波一直朝着你接近时，该声波的频率会一直增加，所以听到的声音才会一直变。这跟测速雷达所用到的原理是一样的，只不过测速雷达所使用的不是声波，而是无线电波。

由于警方的测速雷达总是侦测到一个较强的反单电波後，才决定该移动物体(车子)的速度；而通常体积较大的物体其反弹的电波也较强；另外，离发射电波较近的物体，其所反弹的电波也会较强。根据这个原理，若有两辆大小相同的车子，同样都是超速时，测速雷达只会侦测到开在较前面车子的速度；若有一辆未超速的大卡车开在前方，而另一辆已超速的小客车开在后方时，测速雷达是无法侦测出该小客车已超速，除非该小客车已经超越了大卡车而继续超速。

这告诉我们，利用雷达波来侦测车速时，是无法在车阵中，侦测到特定车辆的速度，而只能侦测到开在车阵最前面，且体积较大的车子的速度。

二、雷达原理详述

下面的文章，将更详细地探讨雷达测速的各种影响因素：

雷达波覆盖的范围

影响雷达波覆盖范围的因素如下：

雷达测速的原理与防范

：电波接收器的灵敏度

：天线的特性

：欲侦测物体的体积大小

：雷达与欲侦测物体的距离

：欲侦测物体与雷达天线的相对位置及角度

下图显示出影响Muniquip K-GP手持雷达测速仪，其雷达波覆盖范围的因素:

雷达波发射

源

车辆类型 可测速范围 无法测速范围

小客车(car) 0~200米内 200米以外

卡车或小货车(truck/van) 0~300米内 300米以外

大型货车(HGV) 0~400米内 400米以外

由上图可知大型货车最容易被侦测到速度，只要在400米的范围，都可以被侦测。

Cosine因子

这里所说的Cosine就是以前大家所学的数学三角函数，像是sin,cos,tan...，所谓的Cosine因子说明如下：

雷达要正常地发挥测速功能，该雷达必须与被测车辆同一路径

就如同GASTO测速照相系统一般，若雷达置放的位置与车辆行经的路径有一个角度，并不平行的话，则雷达所侦测到的速度将比实际上来的慢。而所减低的速度将正比於偏斜的角度取cosine值，简单地说，就是偏斜的角度越大的话，侦测到的速度将比实际速度低的越多。 例如测速雷达置放的位置与车辆路径呈20度的夹角，虽然当时车子实际速度为105公里/小时，但被侦测到的时速应为105xcos(20)=98.67公里/小时，本来应是超速的，但在雷达侦测上出现误差。

GATSO这类的测速照相系统也会考虑到Cosine，所以会加入一些补偿电路，来修正这样的误差，不过因为每次置放的角度都不同，因此在补偿误差时，必须经过正确的设定才行，该设定值才须经过原厂的调校才能有较精准的表现，通常懒的设定或是不会设定。

因此可以得到一个结论「Cosine因子永远都是偏袒驾驶人的」。

雷达测速的原理与防范

既然大家已经了解雷达测速的基本原理，其实是藉由车辆所反射回来的电波来计算车速，那么在道路上一些不会动的物体，如路标、路灯等，会不会影响雷达波的反射呢？由于路标、路灯等物体的体积都很小，尚不会对雷达电波产生太多的影响，但如果是一些较大的物体，如建筑物、停在路旁的大卡车，或是高速公路上一些路段的大型路标、广告板等，这些物体就一定会影响到雷达电波的反射，也就是说即使路上没有车辆经过，警方所使用的测速雷达还是会侦测到一些数据，只是这些数据可能速度都是0而已。不过大家也不要以为在路上看到大型路标时就可以尽情超速了，因为一旦车辆位置超过了路标，而离雷达波越近的物体所反射的雷达波会越强，此时您还是会被侦测到超速的。

然而，在ACPO的使用手册中，很明确地指出「理想的测速照相地点，应该位在空旷无阻碍且没有大型反射物的道路上；在开始测速之前，选择地点是相当重要的；操作员在开始前，必须在车流前，选择一视线良好的位置，该视线上不能有如「公交车候车厅」、「大型路标」、「金属栅栏」、「防撞护栏」等物体 。

确认超速的步骤

警方使用「手持雷达」来测速时，刚开始并未开机，先采取目测的方式，等到发现有车辆疑似超速时，再开机以手持雷达来验证是否真的超速。

ACPO在使用手册中指出「在测速雷达的侦测范围中，必须只有一辆车子才能立刻侦测速度」。换句话说，若您的车子正处于车阵当中，警方是无法确定所侦测到的车速是哪一辆车。此时警方必须先追踪某辆车最少3秒的时间，等到雷达出现「已锁定」的讯息时，警方才可以开始侦测车速。

因此要得到车辆的超速需要花费3秒钟的时间，而且警方在测速时也会将误差考虑进去，例如，在雷达侦测速度时，雷达萤幕上显示的速度为102-101-102-103-101，此时警方就可以确定您的车速为101到103公里/小时，然而，若在溜达萤幕上显示的数据为102-101-149-103-101，此时警方就认定这次的测速有相当大的误差而不采用该数据，您也有可能逃过一劫。

辐射危害

因为「雷达」在测速时会发射出强大的无线电磁波，当警方的雷达测速仪器接近身体在25公分时，雷达天线所发射出来的电磁波辐射将对人体造成某些程度的伤害，所以警方在使用雷达测速时，也不太喜欢一直保持开机的状态，因为他们距离测速雷达的距离最近。所以常常会发现路旁的警车，虽然车上挂着测速雷达的天线，但是您所使用的雷达警示器却没有发出警告声，这是因为警方也不喜欢一直开机，都是以目测的方式先观察车辆是否有超速的疑虑，然后再开机验证是否真的超速。

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