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北京中瑞祥激光測(cè)距儀原理與方法

激光測(cè)距原理與方法

激光測(cè)距粗劃分為兩種，第一種原理大致是光速和往返時(shí)間的乘積的一半，就是測(cè)距儀和被測(cè)量物體之間的距離，以激光測(cè)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(cè)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(cè)量距離的精度一般是在+/- 1米左右。另外，此類(lèi)測(cè)距儀的測(cè)量盲區(qū)一般是15米左右。三角法用來(lái)測(cè)量2000mm以下短程距離（行業(yè)稱之為位移）時(shí)，精度最高可達(dá)1um。相位式激光測(cè)距一般應(yīng)用在精密測(cè)距中，精度一般為毫米級(jí)。激光回波分析法則用于遠(yuǎn)距離測(cè)量。

1第一類(lèi)測(cè)距

　　如果光以速度c在空氣中傳播在A、B兩點(diǎn)間往返一次所需時(shí)間為t，則A、B兩點(diǎn)間距離D可用下列表示。

　　D=ct/2 式1.1

　　式中：

　　D——測(cè)站點(diǎn)A、B兩點(diǎn)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(shí)間。

　　由上式可知，要測(cè)量A、B距離實(shí)際上是要測(cè)量光傳播的時(shí)間t，根據(jù)測(cè)量時(shí)間方法的不同，激光測(cè)距儀通常可分為脈沖式和相位式兩種測(cè)量形式。

2 第二類(lèi)測(cè)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(diǎn)可實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸遠(yuǎn)距離測(cè)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(diǎn)制成的新型測(cè)量?jī)x表，它的出現(xiàn)，使位移測(cè)量的精度、可靠性得到極大的提高，也為非接觸位移測(cè)量提供了有效的測(cè)量方法。

　　按照測(cè)量原理,激光位移傳感器原理分為激光三角測(cè)量法和激光回波分析法,激光三角測(cè)量法一般適用于高精度、短距離的測(cè)量，而激光回波分析法則用于遠(yuǎn)距離測(cè)量。

3測(cè)量方法一：相位式激光測(cè)距

　　相位式激光測(cè)距儀是用無(wú)線電波段的頻率，對(duì)激光束進(jìn)行幅度調(diào)制并測(cè)定調(diào)制光往返測(cè)線一次所產(chǎn)生的相位延遲，再根據(jù)調(diào)制光的波長(zhǎng)，換算此相位延遲所代表的距離。即用間接方法測(cè)定出光經(jīng)往返測(cè)線所需的時(shí)間。

　　若調(diào)制光角頻率為ω，在待測(cè)量距離D上往返一次產(chǎn)生的相位延遲為φ，則對(duì)應(yīng)時(shí)間t 可表示為：

測(cè)量方法二：脈沖式激光測(cè)距

　　脈沖激光測(cè)距簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是針對(duì)激光的飛行時(shí)間差進(jìn)行測(cè)距，它是利用激光脈沖持續(xù)時(shí)間極短，能量在時(shí)間上相對(duì)集中，瞬時(shí)功率很大的特點(diǎn)進(jìn)行測(cè)距。在有合作目標(biāo)時(shí)，可以達(dá)到很遠(yuǎn)的測(cè)程；在近距離測(cè)量（幾千米內(nèi)）即使沒(méi)有合作目標(biāo)，在精度要求不高的情況下也可以進(jìn)行測(cè)距。該方法主要用于地形測(cè)量，戰(zhàn)術(shù)前沿測(cè)距，運(yùn)行軌道跟蹤，激光雷達(dá)測(cè)距，以及人造衛(wèi)星、地月距離測(cè)量等