光電測距原理

光電測距的原理是以電磁波(光波等)作為載波，通過測定光波在測線兩端點間的往返傳播時間：D，以及光波在大氣中的傳播速度c，來測量兩點間距離的方法。若電磁波在測線兩端往返傳播的時間為t，光波在大氣中的傳播速度為c，則可求出兩點間的水平距離D。

D=1/2c*t2D

式中：c——光波在大氣中的傳播速度。 (c為光波在真空中的傳播速度，反射棱鏡其值為299 792 458m/s；n為大氣折射率，是大氣壓力、溫度、濕度的函數(shù))；f：D——光波在被測兩端點間往返傳播一次所用的時間(s)。

從上式可知，光電測距儀主要是確定光波在待測距離上所用的時tzD，據(jù)此計算出所測距離。因此測距的精度主要取決于測定時間t：D的精度，時間zD的測定可采用直接方式，也可采用間接方式，如要達到±1em的測距精度，時間量測精度應(yīng)達到6．7×10‘11 s，這對電子元件的性能要求很高，難以達到。根據(jù)測定光波傳播時間‰的方法，光電測距儀可分為脈沖式和相位式兩種。

為了提高測距速度和精度，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，在20世紀40年代末人們就研制成了光電測距儀。它具有測量速度快、方便，受地形影響小，測量精度高等優(yōu)點，已逐漸代替常規(guī)量距，光電測距技術(shù)憑借其很好的準確性、實時性以及非接觸式等突出優(yōu)勢在自動測量、在線檢測等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 光電測距儀的應(yīng)用，大大提高了作業(yè)的速度和效率，使測邊的精度大為提高。

測定t的方法有：①直接測定光脈沖在測線上往返傳播時間的儀器，稱為脈沖式光電測距儀。②通過測量調(diào)制光在測線上往返傳播所產(chǎn)生的相位移，間接測定時間的儀器，稱為相位式光電測距儀。光電測距種類很多，以激光為載波的稱激光測距儀，以紅外光為載波的稱紅外測距儀。

光電測距儀按測程劃分有：

短程測距儀(≤5km)、中程測距儀(5～15km)、遠程測距儀(15km以上)；

按測量精度劃分為：I級(1 mD I<一5mm)、Ⅱ級(5mm。按采用載波劃分有：微波測距儀、激光測距儀和紅外測距儀。

脈沖式光電測距儀是由測距儀發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出脈沖，經(jīng)被測目標反射后，再由測距儀的接收系統(tǒng)接收，直接測定脈沖在待測距離上所用的時間t：。，即測量發(fā)射光脈沖與接收光脈沖的時間差，從而求得距離的儀器。脈沖式光電測距儀具有功率大、測程遠等優(yōu)點，但測距的絕對精度較低，一般只能達到米級，不能滿足地籍測量和工程測量所需的精度要求。目前具有高精度測距的是相位式光電測距儀。

相位式光電測距儀是將測量時間變成測量光在測線中傳播的載波相位差，通過測定相位差來測定距離的儀器。光源燈的發(fā)射光管發(fā)出的光會隨輸入電流的大小發(fā)生相應(yīng)的變化，這種光稱為調(diào)制光。隨輸入電流變化的調(diào)制光射向測線另一端的反射鏡，經(jīng)反射鏡反射后被接收系統(tǒng)接收，然后由相位計將反射信號(又稱參考信號)與接收信號(又稱測距信號)進行相位比較，并由顯示器顯示出調(diào)制光在被測距離上往返傳播所引起的相位移西，將調(diào)制光在測線上的往程和返程展開2100433B