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光电测距仪简介

时间:2012-10-09浏览:责任编辑:四川拓图测绘仪器

长距离丈量是一项繁重的工作,劳动强度大,工作效率低,尤其是在山区或沼泽区,丈量工作更是困难。人们为了改变这种状况,于五十年代研制成了光电测距仪。近年来,由于电子技术及微处理机的迅猛发展,各类光电测距仪竞相出现,己在测量工作得到了普遍的应用。

电磁波测距按测程来分,有短程(<3km=、中程(3—15km)和远程(>15km)之分。按测距精度来分,有Ⅰ级(5mm)、Ⅱ级(5mm— 10mm)和Ⅲ级(>10mm)。按载波来分,采用微波段的电磁波作为载波的称为微波测距仪;采用光波作为裁波的称为光电测距仪。光电测距仪所使用的光源 有激光光源和红外光源(普通光源已淘汰),采用红外线波段作为载波的称为红外测距仪。由于红外测距仪是以砷化镓(GaAs)发光二极管所发的荧光作为载波 源,发出的红外线的强度能随注入电信号的强度而变化,因此它兼有载波源和调制器的双重功能。GaAs发光二极管体积小,亮度高,功耗小,寿命长,且能连续 发光,所以红外测距仪获得了更为迅速的发展。本节讨论的就是红外光电测距仪。

测距原理

欲测定A、B两点间的距离D,安置仪器于A点,安置反射镜于B点。仪器发射的光束由A至B,经反射镜反射后又返回到仪器。设光速c为已知,如果光束在待测距离D上往返传播的时间 。已知,则距离D可由下式求出

式中c=c。/n,c。为真空中的光速值,其值为299792458m/s, n为大气折射率,它与测距仪所用光源的波长,测线上的气温t, 气压P和湿度e有关。

测定距离的精度,主要取决于测定时间的精度,dD=1/2cdt2D。例如要求保证±lcm的测距精度,时间测定要求准确到6.7×10—lls,这是难以做到的。因此,大多采用间接测定法来测定。间接测定的方法有下列两种:

1、脉冲式测距

由测距仪的发射系统发出光脉冲,经被测目标反射后,再由测距仪的接收系统接收,测出这一光脉冲往返所需时间间隔( )的钟脉冲的个数以求得距离D。由于计数器的频率一殷为300MHz(300×106Hz),测距精度为O.5m,精度较低。

2、相位式测距

由测距仪的发射系统发出一种连续的调制光波,测出该调制光波在测线上往返传播所产生的相位移,以测定距离D。红外光电测距仪一般都采用相位测距法。

在砷化镓(GaAs)发光二极管上加了频率为f的交变电压(即注入交变电流)后,它发出的光强就随注入的交变电流呈正弦变化,这种光称为调制光。测距仪在 A点发出的调制光在待测距离上传播,经反射镜反射后被接收器所接收,然后用相位计将发射信号与接受信号进行相位比较,由显示器显出调制光在待测距离往、返 传播所引起的相位移φ。

信息标题:光电测距仪简介

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