第4章 光电测距
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光电测距仪的基本原理
光电测距仪是一种利用光的传播速度来测量物体距离的设备。
其基本原理是通过发射一束激光或红外线的光束,当光束遇到物体时被反射或散射回来,通过测量光束的时间延迟来计算出物体与测距仪之间的距离。
光电测距仪主要包括光源、光电探测器和计时电路三个关键部分。
光源通常使用激光二极管或红外发射管,通过电流的驱动来产生一束相干光束。
光束经过透镜或准直器的调节后被发射出去,形成一条射线。
当光束遇到目标物体时,会发生反射、散射或吸收。
其中,反射是最常见的情况。
被反射的光束会在物体上再次形成一束反射光线。
这束反射光线会被传回光电测距仪的接收器。
光电探测器是测距仪的一个重要组成部分,用于接收反射回来的光线。
光电探测器通常采用光电二极管或光敏电阻等光电传感器件。
当探测器接收到光信号时,会产生一个电信号。
接收到的电信号会被送入计时电路进行处理。
计时电路会测量光信号从发射到接收之间的时间延迟,并根据光的传播速度计算出目标物体与测距仪之间的距离。
计时电路通常采用微处理器或计数器芯片来实现,可以精确测量非常短暂的时间。
需要注意的是,光电测距仪的测距精度受到多种因素的影响,如光源的发射功率、光束的散射角度、目标物体的反射能力等。
还有一些特殊环境因素,如强光、雾气、湿度等也会对测量结
果产生一定的影响。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况进行调试和校准,以保证测距精度的准确性。
测量学4距离测量第四章距离测量测量距离是测量的基本工作之一,所谓距离是指两点间的水平长度。
如果测得的是倾斜距离,还必须改算为水平距离。
按照所用仪器、工具的不同,测量距离的方法有钢尺直接量距、光电测距仪测距和光学视距法测距等第一节钢尺量距的一般方法一、量距的工具钢尺是钢制的带尺,常用钢尺宽10mm,厚0.2mm;长度有20m、30m及50m几种,卷放在圆形盒内或金属架上。
钢尺的基本分划为厘米,在每米及每分米处有数字注记。
一般钢尺在起点处一分米内刻有毫米分划;有的钢尺,整个尺长内都刻有毫米分划。
由于尺的零点位置的不同,有端点尺和刻线尺的区别。
端点尺是以尺的最外端作为尺的零点,当从建筑物墙边开始丈量时使用很方便。
刻线尺是以尺前端的一刻线作为尺的零点,丈量距离的工具,除钢尺外,还有标杆、测钎和垂球。
标杆长2-3m,直径3-4cm,杆上涂以20cm间隔的红、白漆,以便远处清晰可见,用于标定直线。
测钎用粗铁丝制成,用来标志所量尺段的起、迄点和计算已量过的整尺段数。
测钎一组为6根或ll根。
垂球用来投点。
此外还有弹簧秤和温度计,以控制拉力和测定温度。
二、直线定线当两个地面点之间的距离较长或地势起伏较大时,为使量距工作方便起见,可分成几段进行丈量。
这种把多根标杆标定在已知直线上的工作称为直线定线。
一般量距用目视定线,三、量距方法1.平坦地区的距离丈量丈量前,先将待测距离的两个端点A、B用木桩(桩上钉一小钉)标志出来,然后在端点的外侧各立一标杆,清除直线上的障碍物后,即可开始丈量。
丈量工作一般由两人进行。
后尺手持尺的零端位于A点,并在A点上插一测钎。
前尺手持尺的末端并携带一组测钎的其余5根(或10根),沿AB方向前进,行至一尺段处停下。
后尺手以手势指挥前尺手将钢尺拉在AB直线方向上;后尺手以尺的零点对准B点,当两人同时把钢尺拉紧、拉平和拉稳后,前尺手在尺的末端刻线处竖直地插下—测钎,得到点l,这样便量完了一个尺段。
光电测距的出发公式
1、采用可见光或红外光作为载波,通过测定光线在测线两端点间往返的传播时间t,算出距离D。
2、计算公式为:D=1/2ct,
式中,c为光波在大气中的传播速度,它可以根据观测时的气象条件来确定。
3、测定t的方法有:
①直接测定光脉冲在测线上往返传播时间的仪器,称为脉冲式光电测距仪。
②通过测量调制光在测线上往返传播所产生的相位移,间接测定时间的仪器,称为相位式光电测距仪。
4、光电测距种类很多,以激光为载波的称激光测距仪,以红外光为载波的称红外测距仪。
5、激光测距是以激光器作为光源进行测距。
(1)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;
(2)双异质砷化镓半导体激光器,用于红外测距;
(3)红宝石、钕玻璃等固体激光器,用于脉冲式激光测距。
6、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,与红外光电测距仪相比,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。