激光測(cè)距是光波測(cè)距中的一種測(cè)距方式,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。
GtLnh~) vX;~m7+ D=ct/2
.o(S60iH!( qw<~v?{|C 式中:D——測(cè)站點(diǎn)A、B兩點(diǎn)間距離;
&zV;p X+KQ%Efo c——光在大氣中傳播的速度;
>xCc#]v& Xn6'*u>+;[ t——光往返A(chǔ)、B一次所需的時(shí)間。
Vw";< <0HZ |V-)3#c 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?煞譃槊}沖式和相位式兩種測(cè)量形式。
Jp 7m$D% +'V ,z 相位式激光測(cè)距儀
$N/"c$50, sjj,q? 相位式激光測(cè)距儀是用無(wú)線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)所需的時(shí)間,如下圖所示。
68QA%m'J _Gtq]`y Q@ghQGn# 相位式激光測(cè)距儀一般應(yīng)用在精密測(cè)距中。由于其精度高,一般為毫米級(jí),為了有效的反射信號(hào),并使測(cè)定的目標(biāo)限制在與儀器精度相稱(chēng)的某一特定點(diǎn)上,對(duì)這種測(cè)距儀都配置了被稱(chēng)為合作目標(biāo)的反射鏡。
`xsU'Wd^< ana?;NvC 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:
0eFvcH:qG Nhrh>x[wJ t=φ/ω
_FxQl]@ G[lNgVbU@ 將此關(guān)系代入(3-6)式距離D可表示為
qr'P0+|~5 l<-0@(x) D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ+Δφ)
|5g1D^b]s^ Oi4y~C_Xd =c/4f (N+ΔN)=U(N+)
^oXLk&d PzH#tG&.j 式中:φ——信號(hào)往返測(cè)線(xiàn)一次產(chǎn)生的總的相位延遲。
!Ct'H1J- ~JX+4~qT ω——調(diào)制信號(hào)的角頻率,ω=2πf。
$.KDnl^ uePa4e! U——單位長(zhǎng)度,數(shù)值等于1/4調(diào)制波長(zhǎng)
glUf.:] ;%mYsQ N——測(cè)線(xiàn)所包含調(diào)制半波長(zhǎng)個(gè)數(shù)。
->*'Y;t4 [DSD[[
z[ Δφ——信號(hào)往返測(cè)線(xiàn)一次產(chǎn)生相位延遲不足π部分。
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