В основе оптической локации, так же как и в основе радиолокации, лежат три принципа. Первый принцип – это отражение электромагнитных волн. Цель и окружающий фон по-разному отражают падающие электромагнитные волны, в результате чего возникает контраст между ними, позволяющий выделить сигнал от цели.
В основе второго принципа локации лежит использование прямолинейности распространения электромагнитных волн. Если направить узкий пучок волн в сторону цели, то отраженная целью и принимаемая локатором волна позволяет определить направление на цель.
В основе третьего принципа локации лежит использование постоянства скорости распространения электромагнитных волн, что позволяет построить различные схемы измерения дальности.
В процессе работы оптический локатор осуществляет поиск цели в заданном секторе, обнаружив ее, непрерывно следит за ней, в процессе чего производится измерение угловых координат и расстояние до цели. Задача определения расстояния между локатором и целью сводится к определению отраженного излучения и его параметров и изменения соответствующего параметра, например, интервала времени между зондирующим и отраженными импульсами, разности фаз и частоты этих сигналов.
Основным принципом, лежащим в основе ОЭ локаторов, является использование отраженного оптического излучения сложными поверхностями целей. Используются три понятия: эффективная отражающая поверхность (ЭОП), эквивалентная поверхность рассеяния (ЭПР) и коэффициент габаритной яркости (КГЯ). Первые две характеристики использовались и в радиолокации, а КГЯ была введена совсем недавно (в 1974 г.) при разработке оптических моделей объектов сложной формы [8, 21].
Рассмотрим более подробно эти характеристики. Допустим, что в системе декартовых координат XOY задана поверхность цели уравнением второго порядка f(x, y, z) = 0, рис. 24.1:
 |
(24.1) |
Рис. 24.1. Геометрия освещения и наблюдения поверхности цели в оптической локации
Примем во внимание, что зондирующее оптическое излучение полностью перекрывает поверхность цели. Выделим на поверхности цели элемент поверхности ds, нормаль 
которой составляет угол α0 с единичным вектором 
направления освещения. Вследствие того, что поверхность f(x, y, z) = 0 сложная, яркость элементов поверхности цели будет отличаться от точки к точке. Допустим, что элемент ds поверхности цели имеет коэффициент яркости , а освещенность лазерным излучением в месте расположения цели будет E. Тогда для элементарной силы света dI, отраженного элементом ds, будет иметь место выражение:
 |
(24.2) |
Так как для схем оптико-электронных локаторов α0 = αn = α, то можно записать в виде:
 |
(24.3) |
Тогда, сила отраженного всей поверхностью цели излучения будет равна:
 |
(24.3') |
Согласно определению ЭОП имеет вид [29]:
 |
(24.4) |
В теории оптической локации показано, что другая характеристика (ЭПР), которая обозначается через σ, равна [29]:
 |
(24.5) |
Следует отметить, что как Sэ, так и σ – величины, имеющие размерность [м2], т.е. размерности площади оказались не совсем удачными для оптической локации, так как в оптике все характеристики отражения безразмерные. Поэтому была введена характеристика, которая называется коэффициентом габаритной яркости (КГЯ) излучения цели и определяется по формуле:
 |
(24.6) |
где S – площадь проекции цели в направлении наблюдения.
Учитывая (24.6), видно, что 
– величина безразмерная и имеет смысл отношения яркости (средней по освещенной и наблюдаемой проекции цели) к яркости идеально диффузной плоской поверхности, находящейся в тех же условиях освещения.
Теоретические и экспериментальные результаты исследований КГЯ отражения для объектов в виде сферы, цилиндра и диска при освещении гауссовым пучком приведены в работе [20], а при освещении лазерными поляризованными пучками с равномерным распределением энергии в сечении пучка – в работах [8, 17].
На основании (24.4) – (24.6) можно получить следующую связь между Sэ, σ, :
 |
(24.7) |
Следует подчеркнуть, что, согласно (26.3), (26.4), (26.5), для приборов оптической локации сила отраженного излучения целей может быть выражена в следующей форме:
 |
(24.8) |
Выражение (26.8) показывает важность Sэ, и σ как энергетических характеристик оптического излучения целей, на поверхности которых формируется освещенность E от передающих оптических систем ОЭ локаторов.
