激光测距仪讲解101页PPT
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激光在军事中的应用激光测距激光测距技术出现于20世纪60年代中期,最早在航空、航天中得到应用、随着激光技术和数字处理技术的发展,由于其优异的性能得到了广泛的应用。
激光测距(laser distance measuring)是以激光器作为光源进行测距。
根据激光工作的方式分为连续激光器和脉冲激光器。
氦氖、氩离子、氪镉等气体激光器工作于连续输出状态,用于相位式激光测距;双异质砷化镓半导体激光器,用于红外测距;红宝石、钕玻璃等固体激光器,用于脉冲式激光测距。
激光测距仪由于激光的单色性好、方向性强等特点,加上电子线路半导体化集成化,与光电测距仪相比,不仅可以日夜作业、而且能提高测距精度,显著减少重量和功耗,使测量到人造地球卫星、月球等远目标的距离变成现实。
激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定(又称激光测距)的仪器。
激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光,由光电元件接收目标反射的激光束,计时器测定激光束从发射到接收的时间,计算出从观测者到目标的距离。
激光测距有脉冲法、相位法和脉冲—相位法。
脉冲法准确度低,相位法准确度高1.脉冲法测距过程:测距仪发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收,测距仪同时记录激光往返的时间。
光速和往返时间的乘积的一半,就是测距仪和被测量物体之间的距离。
脉冲法测量距离的精度是一般是在+/- 1米左右。
另外,此类测距仪的测量盲区一般是15米左右。
原理:测距机发射矩形波激光脉冲,入射被测目标后返回部分的激光由,c为光速,t为激光脉冲测距机接收。
测距机与目标物的距离L为 L=c t2往返时间。
在激光器发射功率一定的情况下,光电探测器接受的回波功率P L的大小与测距机的光学系统的透过率有关,与目标物物理性质有关,与被测距离L的大小有关。
在不同目标下的测距方程:漫反射大目标:P L=P T A R2πL2ρK f K R K T K2α漫反射小目标:P L=P T A O A R2πΩT LρK f K R K T K2α角反射棱镜合作目标:P L=P T A t A RΩtΩT LρK f K R K T K2α式中,P T为发射功率;A R为接收光学系统的有效面积,A O为目标的有效面积,A t为角反射棱镜的有效面积,ΩT为经发散光学系统激光发散角,Ωt为角反射棱镜的激光发散角,K T为干涉滤光片的峰值透过率,K R为接收系统的透过率,K T为发射系统透过率,Kα为单程大气透过率,ρ为目标反射率。
激光测距技术在空间的应用随着空间技术和航天工业的发展。
空间距离测量已成为空间领域的重要研究内容。
传统雷达测距在太空中极易受到高能粒子和电磁波的干扰,测量精度低,无法满足高精度测量的要求。
宇宙空间空气稀薄、温度变化剧烈,无法进行超声波测距。
因此。
测量空间距离需要一种适合空间环境、抗干扰能力强和测量精度高的测距方法。
激光测距技术是一种自动非接触测量方法,对电磁干扰不敏感,抗干扰能力强,测量精度高。
与一般光学测距技术相比,它具有操作方便、系统简单及白天和夜晚都可以工作的优点。
与雷达测距相比,激光测距具有良好的抗干扰性和很高的精度。
在重复测距的同时,以细激光束对空间扫描,同时获得目标的距离、角度和速度等信息,这就是激光雷达。
激光雷达能实现很多传统雷达达不到的性能要求。
激光的发散角小、能量集中。
能够实现极高的探测灵敏度和分辨率;其极短的波长使得天线和系统尺寸可以很小,这些都是传统雷达所不可比拟的。
与微波雷达相比,激光测距仪方向性好、体积小、重量轻。
非常适用于搭载在航天器上进行空间目标距离测量。
激光测距技术综合了激光器技术、光子探测技术、信号处理技术等多项技术。
测距精度高。
测程大,可靠性高,能够满足空间目标高精度、大测程测距的要求。
在空间测量领域获得了广泛应用。
1.1研究背景及意义激光是一种自然界原本不存在的,因受激而发出的具有方向性好、亮度高、单色性好和相干性好等特性的光,激光的特点有:1.方向性好——普通光源(太阳、白炽灯或荧光灯)向四面八方发光,而激光的发光方向可以限制在小于几个毫弧度立体角内,这就使得在照射方向上的照度提高千万倍。
激光准直、导向和测距就是利用方向性好这一特性。
2.亮度高——激光是当代最亮的光源,只有氢弹爆炸瞬间强烈的闪光才能与它相比拟。
太阳光亮度大约是103瓦/(厘米2·球面度),而一台大功率激光器的输出光亮度经太阳光高出7~14个数量级。
这样,尽管激光的总能量并不一定很大,但由于能量高度集中,很容易在某一微小点处产生高压和几万摄氏度甚至几百万摄氏度高温。
激光测距仪基本知识激光测距仪的工作原理是怎样的?激光测距仪一般采用两种方式来测量距离:脉冲法和相位法。
脉冲法测距的过程是这样的:测距仪发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收,测距仪同时记录激光往返的时间。
光速和往返时间的乘积的一半,就是测距仪和被测量物体之间的距离。
脉冲法测量距离的精度是一般是在+/-1米左右。
另外,此类测距仪的测量盲区一般是15米左右。
激光测距仪的应用领域主要是那些方面?激光测距仪已经被广泛应用激光测距仪的工作原理是怎样的?激光测距仪一般采用两种方式来测量距离:脉冲法和相位法。
脉冲法测距的过程是这样的:测距仪发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收,测距仪同时记录激光往返的时间。
光速和往返时间的乘积的一半,就是测距仪和被测量物体之间的距离。
脉冲法测量距离的精度是一般是在+/- 1米左右。
另外,此类测距仪的测量盲区一般是15米左右。
激光测距仪的应用领域主要是那些方面?激光测距仪已经被广泛应用于以下领域:电力,水利,通讯,环境,建筑,地质,警务,消防,爆破,航海,铁路,反恐/军事,农业,林业,房地产,休闲/户外运动等。
为什么激光测距仪还有所谓“安全”和“不安全”的区别?顾名思义,激光测距仪是用激光做为主要工作物质来进行工作的。
目前,市场上的手持式激光测距仪的工作物质主要有以下几种:工作波长为905纳米和1540 纳米的半导体激光,工作波长为1064纳米的YAG激光。
1064纳米的波长对人体皮肤和眼睛是害的,特别是如果眼睛不小心接触到了1064纳米波长的激光,对眼睛的伤害可能将是永久性的。
所以,在国外,手持激光测距仪中,完全取缔了1064纳米的激光。
在国内,某些厂家还有生产1064纳米的激光测距仪。
对于905纳米和1540纳米的激光测距仪,我们就称之为“安全”的。
对于1064纳米的激光测距仪,由于它对人体具有潜在的危害性,所以我们就称之为“不安全”的。
手持式激光测距仪激光测距原理激光测距是光波测距中的一种测距方式,如果光以速度c在空气中传播在A、B两点间往返一次所需时间为t,则A、B两点间距离D可用下列表示。
激光测距仪原理图
激光测距仪是一种利用激光技术进行测距的仪器,其原理图如下所示:
1. 发射器。
激光测距仪的发射器部分主要包括激光发生器和光学系统。
激光发生器产生一
束高能激光,并通过光学系统将其聚焦成一束细线,以便于准确照射到目标物体上。
2. 接收器。
激光测距仪的接收器部分包括接收光电探测器和信号处理器。
接收光电探测器
接收被测物体反射回来的激光,并将其转换成电信号,然后通过信号处理器进行处理和放大,以便后续的测距计算。
3. 时间测量模块。
时间测量模块是激光测距仪的核心部分,它利用接收到的激光信号的时间差来
计算目标物体与测距仪之间的距离。
通过精确的时间测量,可以实现对目标物体距离的高精度测量。
4. 数据处理与显示模块。
数据处理与显示模块接收时间测量模块传递过来的距离数据,并进行进一步的
处理和计算,最终将测得的距离数据显示在仪器的显示屏上,以便用户进行观测和记录。
5. 电源模块。
激光测距仪的电源模块提供仪器所需的电能,以保证仪器正常工作。
通常采用
锂电池或者充电电池供电,以便于激光测距仪在户外环境下进行使用。
激光测距仪的原理图如上所述,通过发射器发射激光,接收器接收反射激光并
进行时间测量,最终通过数据处理与显示模块将测距结果显示出来。
激光测距仪在
工程测量、地质勘探、建筑施工等领域有着广泛的应用,其原理图的了解对于深入理解激光测距仪的工作原理具有重要意义。
激光测距仪使用说明1.准备工作在使用激光测距仪之前,确保测距仪已经充电,并且电量足够。
检查测距仪的激光头和接收器是否干净,没有灰尘或污垢。
确保激光测距仪的相关配件齐全,包括三脚架、测距棒等。
2.设置功能和单位打开激光测距仪,进入设置模式。
根据需要选择测量单位,可以是米、英尺、英寸等。
根据不同的测量要求,选择合适的功能,如单次测量、连续测量、面积测量等。
3.定位和瞄准将激光测距仪放在稳定的平面上,如三脚架上,确保其水平稳定。
用激光测距仪瞄准要测量的目标,将激光束对准目标,确保激光指示器在目标上。
4.单次测量按下测量按钮,发射激光束。
激光束将反射回测距仪,并由测距仪接收器接收到。
测距仪计算反射时间,并通过计算得出目标与测距仪之间的距离。
屏幕上会显示出测量结果。
5.连续测量设置激光测距仪为连续测量模式。
按下连续测量按钮,激光测距仪会自动测量连续的距离。
这对于测量移动物体或连续的目标非常有用。
测距仪会在屏幕上实时显示测量结果。
6.面积测量一些激光测距仪还具有面积测量功能。
选择面积测量模式,并按下测量按钮,测距仪会测量目标的长度和宽度,并通过计算得出目标的面积。
测距仪会在屏幕上显示出测得的面积。
7.存储和记录结果一些激光测距仪具有存储和记录功能。
您可以将测量结果存储在测距仪内部的存储器中,或通过连接到电脑或移动设备来记录结果。
这对于后续分析和报告非常有用。
8.注意事项使用激光测距仪时需要注意安全事项。
确保不要将激光束直接对准人眼或其他人体部位,避免造成伤害。
在使用过程中,始终注意激光测距仪的指示器,确保其正常工作。
在使用激光测距仪时,避免在强光照射下使用,这可能会影响测量结果的准确性。
总结:激光测距仪是一种非常方便和准确的测量工具。
通过正确设置功能和单位,定位和瞄准目标,按下相应按钮,您可以进行单次测量、连续测量和面积测量。
使用激光测距仪时,请注意安全事项,并注意指示器的显示。
适当保存和记录测量结果,以备分析和报告。
如果测量距离的时候要⼈⼯拉线,这样就会花⼤量的⼈⼒,同时有时⼈们拉线也会有误差,这所以说⼈们更喜欢使⽤激光测距仪,不过你可以注意了激光测距仪可是⼀种激光性的仪器,具在使⽤激光测距仪的时候⼀定要特别⼩⼼才⾏,应该避免激光测距仪对⼈体眼部的直射。
激光测距仪也就是充分地利⽤了激光对测距⽬标物的距离进⾏测量,激光测距仪在测距的时候会向测量⽬标发出⼀束很细的激光。
这时激光测距仪会有⼀个光电元件接收这束由测量⽬标物质所反射回来的激光束,再有个计时器去测定这个激光束的往返时间从⽽计算出距离了。