激光測距儀的定義、原理、分類、用途、選購及發(fā)展歷程

2010-10-20

                                激光測距儀的定義、原理、分類、用途、選購及發(fā)展歷程

 定義

      激光測距儀，是利用激光對(duì)目標(biāo)的距離進(jìn)行準(zhǔn)確測定的儀器。激光測距儀在工作時(shí)向目標(biāo)射出一束很細(xì)的激光，由光電元件接收目標(biāo)反射的激光束，計(jì)時(shí)器測定激光束從發(fā)射到接收的時(shí)間，計(jì)算出從觀測者到目標(biāo)的距離。激光測距儀重量輕、體積小、操作簡單速度快而準(zhǔn)確，其誤差僅為其它光學(xué)測距儀的五分之一到數(shù)百分之一。

原理
1.利用紅外線測距或激光測距的原理
 
　　測距原理基本可以歸結(jié)為測量光往返目標(biāo)所需要時(shí)間，然后通過光速c =299792458m/s 和大氣折射系數(shù)n 計(jì)算出距離D。由于直接測量時(shí)間比較困難，通常是測定連續(xù)波的相位，稱為測相式測距儀。當(dāng)然，也有脈沖式測距儀，需要注意，測相并不是測量紅外或者激光的相位，而是測量調(diào)制在紅外或者激光上面的信號(hào)相位。建筑行業(yè)有一種手持式的激光測距儀，用于房屋測量，其工作原理與此相同。
 
2.被測物體平面必須與光線垂直么？
 
　　通常精密測距需要全反射棱鏡配合，而房屋量測用的測距儀，直接以光滑的墻面反射測量，主要是因?yàn)榫嚯x比較近，光反射回來的信號(hào)強(qiáng)度夠大。與此可以知道，一定要垂直，否則返回信號(hào)過于微弱將無法得到精確距離。
 
3.若被測物體平面為漫反射是否可以？
 
       通常也是可以的，實(shí)際工程中會(huì)采用薄塑料板作為反射面以解決漫反射嚴(yán)重的問題。
 
4.超聲波測距精度比較低，現(xiàn)在很少使用。
 
5.激光測距儀精度可達(dá)到1毫米誤差，適合各種高精度測量用途。

發(fā)展歷程
　　世界上第一臺(tái)激光器，是由美國休斯飛機(jī)公司的科學(xué)家梅曼于1960年，首先研制成功的。美國軍方很快就在此基礎(chǔ)上開展了對(duì)軍用激光裝置的研究。1961年，第一臺(tái)軍用激光 測距儀通過了美國軍方論證試驗(yàn)，對(duì)此后激光測距儀很快就進(jìn)入了實(shí)用聯(lián)合體。
 
　　激光測距儀重量輕、體積小、操作簡單速度快而準(zhǔn)確，其誤差僅為其它光學(xué)測距儀的五分之一到數(shù)百分之一，因而被廣泛用于地形測量，戰(zhàn)場測量，坦克，飛機(jī)，艦艇和火炮對(duì)目標(biāo)的測距，測量云層、飛機(jī)、導(dǎo)彈以及人造衛(wèi)星的高度等。它是提高高坦克、飛機(jī)、艦艇和火炮精度的重要技術(shù)裝備。
 
　　由于激光測距儀價(jià)格不斷下調(diào)，工業(yè)上也逐漸開始使用激光測距儀。國內(nèi)外出現(xiàn)了一批新型的具有測距快、體積小、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)的微型測距儀，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)測控、礦山、港口等領(lǐng)域。
 
　　激光是六十年代發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)。它是一種顏色很純、能量高度集中、方向性很好的光。激光測距儀是利用激光進(jìn)行測距的一種儀器。它的作用原理很簡單：通過測定激光開始發(fā)射到激光從目標(biāo)反射回來的時(shí)間來測定距離。例如用激光測距儀來測量月球的距離，如果激光從開始發(fā)射到從月球反射回來的時(shí)間被測定為2.56秒，激光發(fā)射到月球的單程時(shí)間就等于1.28秒，而激光的速度是光速，等于每秒三十萬公里。因此，測得的月球離地球的距離為單程時(shí)間和光速的乘積，即三十八萬四千公里。為了發(fā)射和接收激光，并進(jìn)行計(jì)時(shí)，激光測距儀由激光發(fā)射器、接收器、鐘頻振蕩器及距離計(jì)數(shù)器等組成。 激光測距儀還能用來對(duì)人造衛(wèi)星跟蹤測距，測量飛機(jī)飛行高度，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行瞄準(zhǔn)測距，以及進(jìn)行地形測繪，勘察等。