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
,根據測量時間方法的不同,
激光測距儀通??煞譃槊}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制并測定調制光往返測線一
次所產生的相位延遲,再根據調制光的波長,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。
若調制光角頻率為
ω
,在待測量距離
D
上往返一次產生的相位延遲為
φ
,則對應時間
t
可表
示為:
t=
φ
/
ω
將此關系代入(
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生的總的相位延遲。
ω
——調制信號的角頻率,
ω
=2
π
f
。
U
——單位長度,數值等于
1/4
調制波長
N
——測線所包含調制半波長個數。
Δ
φ
——信號往返測線一次產生相位延遲不足
π
部分。
Δ
N
——測線所包含調制波不足半波長的小數部分。
Δ
N=
φ
/
ω
在給定調制和標準大氣條件下,頻率
c/(4
π
f)
是一個常數,此時距離的測量變成了測線所包
含半波長個數的測量和不足半波長的小數部分的測量即測
N
或
φ
,由于近代精密機械加工技
術和無線電測相技術的發展,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
數字測相,目前短程激光測距儀均采用數字測相原理來求得
φ
。
由上所述一般情況下相位式激光測距儀使用連續發射帶調制信號的激光束,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,還采用數字測相脈沖展寬細分技術,
無需合作目標
即可達到
毫米級精度,
測程已經超過
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應用zui多的是
leica
公司生產的
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范進行測量。野外測量時不可將儀器
發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
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