激光測距是光波測距中的一種測距方式,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,
激光測距儀通常可分為脈沖式和相位式兩種測量形式。
相位式激光測距儀
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,如下圖所示。
相位式激光測距儀一般應用在精密測距中。由于其精度高,一般為毫米級,為了有效的反射
信號,并使測定的目標限制在與儀器精度相稱的某一特定點上,對這種測距儀都配置了被稱
為合作目標的反射鏡。
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
,則對應時間
t
可表
示為:
t=
φ
/
ω
將此關(guān)系代入(
3-6
)式距離
D
可表示為
D=1/2 ct=1/2 c
·
φ
/
ω
=c/(4
π
f) (N
π
+
Δ
φ
)
=c/4f (N+
Δ
N)=U(N+)
式中:
φ
——信號往返測線一次產(chǎn)生的總的相位延遲。
ω
——調(diào)制信號的角頻率,
ω
=2
π
f
。
U
——單位長度,數(shù)值等于
1/4
調(diào)制波長
N
——測線所包含調(diào)制半波長個數(shù)。
Δ
φ
——信號往返測線一次產(chǎn)生相位延遲不足
π
部分。
Δ
N
——測線所包含調(diào)制波不足半波長的小數(shù)部分。
Δ
N=
φ
/
ω
在給定調(diào)制和標準大氣條件下,頻率
c/(4
π
f)
是一個常數(shù),此時距離的測量變成了測線所包
含半波長個數(shù)的測量和不足半波長的小數(shù)部分的測量即測
N
或
φ
,由于近代精密機械加工技
術(shù)和無線電測相技術(shù)的發(fā)展,已使
φ
的測量達到很高的精度。
為了測得不足
π
的相角
φ
,可以通過不同的方法來進行測量,通常應用zui多的是延遲測相和
數(shù)字測相,目前短程激光測距儀均采用數(shù)字測相原理來求得
φ
。
由上所述一般情況下相位式激光測距儀使用連續(xù)發(fā)射帶調(diào)制信號的激光束,為了獲得測距高
精度還需配置合作目標,而目前推出的手持式激光測距儀是脈沖式激光測距儀中又一新型測
距儀,它不僅體積小、重量輕,還采用數(shù)字測相脈沖展寬細分技術(shù),
無需合作目標
即可達到
毫米級精度,
測程已經(jīng)超過
100m
,
且能快速準確地直接顯示距離。
是短程精度精密工程測量、
房屋建筑面積測量中型的長度計量標準器具?,F(xiàn)應用zui多的是
leica
公司生產(chǎn)的
DISTO
系列手持式激光測距儀。
手持式激光測距儀使用注意事項
DISTO
及其他手持式激光測距儀,
由于采用激光進行距離測量,
而脈沖激光束是能量非常集中
的單色光源,所以在使用時不要用眼對準發(fā)射口直視,也不要用瞄準望遠鏡觀察光滑反射面,
以免傷害人的眼睛。一定要按儀器說明書中安全操作規(guī)范進行測量。野外測量時不可將儀器
發(fā)射口直接對準太陽以免燒壞儀器光敏元件。
以上以
DISTO
儀器為例簡要介紹了儀器部分測量功能,不同廠家生產(chǎn)的手持式激光測距儀功
能鍵略有異同,但只要認真閱讀使用說明書,就會充分發(fā)揮手持式激光測距儀在房屋建筑面
積測量和其他精密工程測量中的作用
相關(guān)產(chǎn)品
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