北京中瑞祥激光測距儀原理與方法
激光測距原理與方法
激光測距粗劃分為兩種,第一種原理大致是光速和往返時間的乘積的一半,就是測距儀和被測量物體之間的距離,以激光測距儀為例;第二種是以激光位移傳感器原理為原理的方法的。
激光的測量方法大致有三種,脈沖法(激光回波法),相位法,三角反射法。脈沖法測量距離的精度一般是在+/- 1米左右。另外,此類測距儀的測量盲區(qū)一般是15米左右。三角法用來測量2000mm以下短程距離(行業(yè)稱之為位移)時,精度最高可達1um。相位式激光測距一般應(yīng)用在精密測距中,精度一般為毫米級。激光回波分析法則用于遠距離測量。
1第一類測距
如果光以速度c在空氣中傳播在A、B兩點間往返一次所需時間為t,則A、B兩點間距離D可用下列表示。
D=ct/2 式1.1
式中:
D——測站點A、B兩點間距離;
c——光在大氣中傳播的速度;
t——光往返A、B一次所需的時間。
由上式可知,要測量A、B距離實際上是要測量光傳播的時間t,根據(jù)測量時間方法的不同,激光測距儀通??煞譃槊}沖式和相位式兩種測量形式。
2 第二類測距
激光位移傳感器能夠利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點可實現(xiàn)無接觸遠距離測量。激光位移傳感器(磁致伸縮位移傳感器)就是利用激光的這些優(yōu)點制成的新型測量儀表,它的出現(xiàn),使位移測量的精度、可靠性得到極大的提高,也為非接觸位移測量提供了有效的測量方法。
按照測量原理,激光位移傳感器原理分為激光三角測量法和激光回波分析法,激光三角測量法一般適用于高精度、短距離的測量,而激光回波分析法則用于遠距離測量。
3測量方法一:相位式激光測距
相位式激光測距儀是用無線電波段的頻率,對激光束進行幅度調(diào)制并測定調(diào)制光往返測線一次所產(chǎn)生的相位延遲,再根據(jù)調(diào)制光的波長,換算此相位延遲所代表的距離。即用間接方法測定出光經(jīng)往返測線所需的時間。
若調(diào)制光角頻率為ω,在待測量距離D上往返一次產(chǎn)生的相位延遲為φ,則對應(yīng)時間t 可表示為:
測量方法二:脈沖式激光測距
脈沖激光測距簡單來說就是針對激光的飛行時間差進行測距,它是利用激光脈沖持續(xù)時間極短,能量在時間上相對集中,瞬時功率很大的特點進行測距。在有合作目標(biāo)時,可以達到很遠的測程;在近距離測量(幾千米內(nèi))即使沒有合作目標(biāo),在精度要求不高的情況下也可以進行測距。該方法主要用于地形測量,戰(zhàn)術(shù)前沿測距,運行軌道跟蹤,激光雷達測距,以及人造衛(wèi)星、地月距離測量等