激光测距仪

                激光测距(laser distance measuring)是以激光器作为光源进行测距。根据激光工作的方式分为连续激光器和脉冲激光器。氦氖、氩离子、氪镉等气体激光器工作于连续输出状态,用于相位式激光测距;双异质砷化镓半导体激光器,用于红外测距;红宝石、钕玻璃等固体激光器,用于脉冲式激光测距。激光测距仪由于激光的单色性好、方向性强等特点,加上电子线路半导体化集成化,与光电测距仪相比,不仅可以日夜作业、而且能提高测距精度,显著减少重量和功耗,使测量到人造地球卫星、月球等远目标的距离变成现实。

                激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光,由光电元件接收目标反射的激光束,计时器测定激光束从发射到接收的时间,计算出从观测者到目标的距离。

                若激光是连续发射的,测程可达40公里左右,并可昼夜进行作业。若激光是脉冲发射的,一般绝对精度较低,但用于远距离测量,可以达到很好的相对精度。
                世界上第一台激光器,是由美国休斯飞机公司的科学家梅曼于1960年,首先研制成功的。美国军方很快就在此基础上开展了对军用激光装置的研究。1961年,第一台军用激光 测距仪通过了美国军方论证试验,对此后激光测距仪很快就进入了实用联合体。
                激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确,其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一,因而被广泛用于地形测量,战场测量,坦克,飞机,舰艇和火炮对目标的测距,测量云层、飞机、导弹以及人造卫星的高度等。它是提高高坦克、飞机、舰艇和火炮精度的重要技术装备。
                由于激光测距仪价格不断下调,工业上也逐渐开始使用激光测距仪。国内外出现了一批新型的具有测距快、体积小、性能可靠等优点的微型测距仪,可以广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。
                激光是六十年代发展起来的一项新技术。它是一种颜色很纯、能量高度集中、方向性很好的光。激光测距仪是利用激光进行测距的一种仪器。它的作用原理很简单:通过测定激光开始发射到激光从目标反射回来的时间来测定距离。例如用激光测距仪来测量月球的距离,如果激光从开始发射到从月球反射回来的时间被测定为2.56秒,激光发射到月球的单程时间就等于1.28秒,而激光的速度是光速,等于每秒三十万公里。因此,测得的月球离地球的距离为单程时间和光速的乘积,即三十八万四千公里。为了发射和接收激光,并进行计时,激光测距仪由激光发射器、接收器、钟频振荡器及距离计数器等组成。

                激光测距仪还能用来对人造卫星跟踪测距,测量飞机飞行高度,对目标进行瞄准测距,以及进行地形测绘,勘察等。

                通常为了减少误差,那些激光测距仪都会在被测端方上一个反射面,以减少漫反射造成的误差,那那些狙击手用的望远镜式的激光测距仪到底是怎么克服这个问题的?激光测距仪工作原理和声纳差不多,但是接收反射回来的光的信号会不会很容易被环境中的其他波长和强度的光线干扰?

                激光测距仪(脉冲式)的检测器件一般用雪崩光电二极管,它只对特定波长的光敏感,波长匹配的话极小的光强也能被它检测到,波长不匹配,即使光强很大,也不能被检测到。激光正好具有单色性好的特点,常用的的波长为905nm。所以接收反射回来的光的信号不容易被环境中的其他波长和强度的光线干扰。
                另外:

                常用的激光测距有两种方案:脉冲法和相位法。


                相位法通过测量返回的波的相位偏差来测量距离,这个需要配合目标,也就是你所说的被测端方上一个反射面,这种情况下,测距仪的发射功率较小。
                狙击手用的望远镜式的激光测距仪一般都是用的脉冲法,即发出一个脉冲,开始计时,收到反射的脉冲后停止计时,达到测距的目的。这种情况下,没有合作目标时,靠漫反射光波能量损失使很严重的,但是一般不影响测量。理由如前所述。一般会加大测距仪的发射功率来作一定的补偿。

                若激光是连续发射的,测程可达40公里左右,衬氟蝶阀并可昼夜进行作业。若激光是脉冲发射的,一般绝对精度较低,但用于远距离量,可以达到很好的相对精度。世界上第一台激光器,是由美国休斯飞机公司的科学家梅曼于1960年,首先研制成功的。美国军方很快就在此基础上开展了对军用激光装置的研究。1961年,第一台军用激光测距仪通过了美国军方论证试验,对此后激光测距仪很快就进入了实用联合体。激光测距仪重 量轻、体积小、操作简单速度快而准确,其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一,因而被广泛用于地形测量,战场测量,坦克,飞机,舰艇和火炮对目标的测距,测量云层、飞机、导弹以及人造卫星的高度等。它是提高高坦克、飞机、舰艇和火炮精度的重要技术装备。由于激光测距仪价格不断下调,工业上也逐渐开始使用激光测距仪。国内外出现了一批新型的具有测距快、体积小、性能可靠等优点的微型测距仪,可以广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。主要分类一维激光测距仪用于距离测量、定位;二维激光测距仪(Scanning Laser Rangefinder)用于轮廓测量,定位、区域监控等领域;三维激光测距仪(3D Laser Rangefinder)用于三维轮廓测量,三维空间定位等领域。
                使用激光测量月球到地球距离的示意图激光测距仪的测量原理及方法
                1.利用红外线测距或激光测距的原理是什么?测距原理基本可以归结为测量光往返目标所需要时间,然后通过光速c =299792458m/s和大气折射系数n计算出距离D。由于直接测量时间比较困难,通常是测定连续波的相位,称为测相式测距仪。当然,也有脉冲式测距仪,典型的是WILD的DI-3000需要注意,测相并不是测量红外或者激光的相位,而是测量调制在红外或者激光上面的信号相位。建筑行业有一种手持式的激光测距仪,用于房屋测量,其工作原理与此相同。
                2.被测物体平面必须与光线垂直么?通常精密测距需要全反射棱镜配合,而房屋量测用的测距仪,直接以光滑的墙面反射测量,主要是因为距离比较近,光反射回来的信号强度够大。与此可以知道,一定要垂直,否则返回信号过于微弱将无法得到精确距离。
                3.若被测物体平面为漫反射是否可以?通常也是可以的,实际工程中会采用薄塑料板作为反射面以解决漫反射严重的问题。
                4.超声波测距精度比较低,现在很少使用。



                更新日期:2016-8-13 10:01:31  
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