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电磁波测距的原理
电磁波测距的原理基于电磁波的传播速度恒定不变这一性质，利用发射器发送出的电磁波，经过被测对象的反射后被接收器接收到，然后通过测量电磁波从发射器到接收器的时间差，可以间接得出被测对象与测距设备之间的距离。
具体来说，电磁波测距可利用无线电波、雷达、激光测距等技术实现。
无论采用哪种技术，测距设备都包括一个发射器和一个接收器。
发射器会发出一定频率的电磁波，经过空气传播，当遇到被测对象时，部分电磁波会被对象反射回来并被接收器接收到。
电磁波测距的原理即是利用这部分反射的电磁波来计算距离。
当发射器发出电磁波后，通过计时器记录发射时刻，然后在接收器接收到反射的电磁波后立即停止计时，记录接收时刻。
通过计算发射和接收的时间差，再结合电磁波在真空中传播速度（近似等于光速），就可以推算出被测对象与测距设备之间的距离。
需要注意的是，由于电磁波在不同介质中传播速度会有所变化，所以在实际应用中需要根据介质的不同对测距结果进行修正。
另外，电磁波测距还需要考虑到多路径效应、噪声干扰等因素，以提高测距精度。
测距的原理
测距的原理是基于声波、光波或电磁波的传播速度来计算距离的。
下面将分别介绍这三种测距原理。
声波测距利用声音在空气中传播的速度来计算距离。
测距设备发射一个声波信号，当声波遇到障碍物后会发生反射，并返回到测距设备。
设备接收到反射回来的声波信号后，会根据声音传播的速度和时间间隔来计算出距离。
光波测距利用光在空气或介质中传播的速度来计算距离。
常见的光波测距设备有激光测距仪和红外线测距仪。
激光测距仪发射一个激光束，当激光束遇到物体表面时，会发生反射并返回到设备。
设备通过测量激光束发射和接收的时间间隔来计算距离。
红外线测距仪则利用红外线的传播速度来计算距离，原理类似于激光测距仪。
电磁波测距利用电磁波在空气或介质中传播的速度来计算距离。
电磁波测距常用于雷达系统中。
雷达发射一个电磁波信号，当信号遇到目标物体后会发生反射，并返回到雷达系统。
雷达系统根据信号的传播速度和时间来计算距离。
总之，无论是声波、光波还是电磁波测距，其基本原理都是利用信号从发射源到目标物体的往返时间，再结合信号传播速度的知识来计算距离。
这些测距原理在实际应用中有着广泛的应用，如工程测量、导航、环境监测等。
卫星测距的原理
卫星测距是一种通过卫星与地面目标之间的电磁波传输进行距离测量的技术原理。
其
基本原理如下：
1. 卫星发射器和地面目标之间建立通信链路。
卫星发射器通过发射特定频率的电磁
波形成无线信号，将信号传输到地面目标。
2. 地面接收器接收到卫星发射器发送的电磁波信号。
接收器通过接收到的信号进行
处理，并将其转换为电信号。
3. 接收器测量接收到信号的时间。
测量可以通过记录信号发射和接收之间的时间差
来完成。
4. 根据电磁波在真空中的传播速度，将时间差转换为距离。
卫星发射器和地面目标
之间的传播距离可以通过乘以电磁波在真空中的传播速度（通常近似为光速）来得到。
5. 通过多次测量并取平均值来提高距离测量的准确性。
多次测量可以减小测量误差，并提供更准确的结果。
卫星测距技术具有广泛的应用领域，包括地理测绘、导航、通信和军事等。
利用卫星
测距技术，可以实现对地球上目标的精确距离测量，并且可以提供高精度和高可靠性的测
距结果。
雷达测距测速原理雷达是一种利用电磁波进行测距和测速的技术。
雷达测距测速原理基于电磁波在空间中传播的特性，通过发送电磁波并接收返回信号来计算目标物体的距离和速度。
雷达测距的原理是利用电磁波的传播速度和接收到返回信号的时间差来计算目标物体的距离。
雷达发射器会发射一束电磁波，这束电磁波会在空间中传播，并与目标物体相互作用。
当电磁波与目标物体相互作用后，一部分电磁波会被目标物体反射回来，形成返回信号。
雷达接收器会接收到这个返回信号，并测量从发射到接收的时间差。
根据电磁波在空间中传播的速度，可以通过时间差计算出目标物体与雷达的距离。
雷达测速的原理是基于多普勒效应。
当目标物体相对于雷达静止时，返回信号的频率与发射信号的频率相同。
但是当目标物体相对于雷达运动时，返回信号的频率会发生改变。
根据多普勒效应的原理，当目标物体向雷达靠近时，返回信号的频率会增加；当目标物体远离雷达时，返回信号的频率会减小。
通过测量返回信号的频率变化，就可以计算出目标物体的速度。
雷达测距测速原理的关键在于精确测量发射和接收之间的时间差以及返回信号的频率变化。
为了提高测量的精度，雷达系统通常会采用高频率的电磁波。
高频率的电磁波具有较短的波长，能够更精确地测量距离。
同时，雷达系统还会使用高精度的时钟和频率计算器来确保测量的准确性。
雷达测距测速技术在很多领域都有广泛的应用。
在航空领域，雷达技术可以用于飞机的导航和防撞系统，通过测量其他飞机的距离和速度来确保飞行安全。
在交通领域，雷达技术可以用于交通监控和交通信号灯控制，通过测量车辆的距离和速度来优化交通流量。
在气象领域，雷达技术可以用于天气预报和气象监测，通过测量云层的距离和速度来预测降雨和风暴的情况。
雷达测距测速原理是一种利用电磁波进行测量的技术。
通过测量电磁波的传播时间和频率变化，可以准确计算目标物体的距离和速度。
雷达技术在许多领域都有广泛的应用，为人们的生活和工作提供了便利和安全。
电磁波测距电磁波测距是用仪器发射并接收电磁波，通过测量电磁波在待测距离上往返传播的时间解算出距离。
一、概述电磁波测距是用电磁波（光波或微波）作为载波，传输测距信号，以测量两点间距离的一种方法。
与传统的钢尺量距和视距测量相比，具有测程长、精度高、作业快、工作强度低、几乎不受地形限制等优点。
电磁波测距的英文全称是：Electro－magnetic Distance Measuring，所以又简称为EDM。
电磁波测距仪按其所采用的载波可分为：①用微波段的无线电波作为载波的微波测距仪；②用激光作为载波的激光测距仪；③用红外光作为载波的红外测距仪。
后两者又统称为光电测距仪。
微波和激光测距仪多用于长程测距，测程可达60 km，一般用于大地测量；而红外测距仪属于中、短程测距仪（测程为15kffi以下），一般用于小地区控制测量、地形测量。
地籍测量和工程测量等。
本节主要介绍光电测距仪的基本原理和测距方法速发展～红外光电测距仪采用的是CaAs（砷化钦）发光二极管作为光源，不同的caAs发光二极管发光波长范围为0．82～0．93Pm。
由于GaAs发光管具有注人电流小、耗电省、寿命长、体积小、抗震性强及连续发光的特点，使测距仪体积大为减小。
近几年来又将光电测距仪与电子经纬仪和野外记录及数据处理器结合，；组成电子速测仪，同时进行角度和距离的测量，还能自动记录、存储、输出观测值及有关处理数据也能直接显示乎距、高差、坐标增量等，使测量工作大为简化。
所以红外测距仪在小面积的控制测量、地形测量和各种工程测量中得到广泛的应用。
二、红外测距仪基本原理若用红外测距仪测定AB二点间的距离D．如图5－12。
测距仪安置在A点，反光镜安置在B点。
由仪器发出的光束经过待测距离D到达反光镜，经反射回到仪器。
如果能测出光在距离D上往返传播为时间，则距离可按公式（5－19）求得。
如果测距仪发出的是光脉冲，通过测定发射的光脉冲和接收到波光脉冲的时间差t测定距离，称为脉冲法测距。
测绘技术中的无线电测距原理与方法近年来，随着科技的发展和测绘技术的不断创新，无线电测距作为一种新型的测绘方法备受关注。
无线电测距技术主要基于电磁波的传播原理，通过测量电磁波的传输时间和速度，来确定目标物体与测距设备之间的距离。
本文将详细介绍无线电测距原理与方法，并探讨其在测绘领域中的应用。
一、无线电测距原理无线电测距技术主要依赖于电磁波在空间中的传播速度。
根据电磁波的特性，无线电测距可以分为两种主要的原理：时间差测距和多普勒测距。
1. 时间差测距时间差测距是通过测量电磁波从发射器到目标物体的传播时间来计算距离的一种方法。
在时间差测距中，通常会发送一束电磁波并记录下发射和接收之间的时间差。
由于电磁波在空间中传播的速度是已知的，通过测量时间差可以反推出目标物体与测距设备之间的距离。
这种方法在传输时间精确的情况下，可以实现较高的距离测量精度。
2. 多普勒测距多普勒测距则是利用物体运动引起的频率改变来进行测距的方法。
当物体靠近或远离测距设备时，电磁波的频率会发生变化，这是由于多普勒效应造成的。
根据频率的变化，可以计算出目标物体与测距设备之间的距离。
多普勒测距主要应用于对运动目标的测距，例如航空领域的飞机速度测量。
二、无线电测距方法无线电测距方法主要分为两种：主动测距和被动测距。
1. 主动测距主动测距是通过发送信号以测量目标物体与测距设备之间的距离。
主动测距通常采用雷达技术，即利用无线电波的特性发送脉冲信号并接收其反射信号。
通过测量脉冲信号的传播时间和接收到的反射信号的强度，可以计算出目标物体与测距设备之间的距离和方位。
主动测距广泛应用于航空、海洋等领域的远距离测距。
2. 被动测距被动测距则是通过接收已经存在的信号进行测距，而不需要发送信号。
被动测距的一个常见方法是利用全球导航卫星系统（GNSS）来定位和测距。
GNSS系统包括了GPS（全球定位系统）、GLONASS（格洛纳斯）等多个卫星系统。
通过接收卫星发出的信号，测距设备可以计算出接收器与卫星之间的距离，从而实现测距定位。
测距仪工作原理
测距仪是一种用来测量两点间距离的仪器。
其工作原理可以分为几种不同的方式，包括声波测距、激光测距和电磁测距。
声波测距原理：声波测距利用声波在空气中传播时的速度恒定这一特性进行测距。
仪器发出一个短脉冲声波信号，当这个声波信号遇到障碍物后会反射回来，仪器会计算出声波的往返时间，并使用声波传播速度（通常为声速）乘以时间来计算两点间的距离。
激光测距原理：激光测距利用激光束在空气中传播时的速度快且准确的特性进行测距。
仪器发出一个激光束，激光束会遇到障碍物并反射回来，仪器会计算出激光的往返时间，并使用光速乘以时间来计算两点间的距离。
电磁测距原理：电磁测距利用电磁波在空间中传播时的速度恒定这一特性进行测距。
仪器发出一个电磁波信号，当信号遇到障碍物会发生反射，反射信号由接收器接受并测量时间延迟，然后使用电磁波在空间中的传播速度乘以时间来计算两点间的距离。
这些测距原理在实际的测距仪中可能会有一些变化和改进，但基本的原理是相同的。
通过测量信号的往返时间和使用特定的物理参数（例如声速，光速或电磁波速度），测距仪可以计算出两个点之间的距离。
微波雷达测距原理
微波雷达测距原理是利用微波信号的传播速度来测量目标物体的距离。
微波是一种电磁波，其频率范围在300MHz到
300GHz之间。
在雷达系统中，发射器会产生一束微波信号，
并将其发送到目标物体上。
当微波信号与目标物体相互作用时，一部分信号会被目标物体反射回来。
接收器会接收到经过反射的微波信号，然后计算信号的往返时间。
由于电磁波在真空中的传播速度是已知的，所以可以通过测量时间来计算出距离。
具体而言，距离可以通过以下公式计算得出：
距离 = 传播速度 ×时间 / 2
其中，传播速度是电磁波在真空中的速度，大约为3×10^8米/秒。
时间指的是从发射微波信号到接收到反射信号所经过的时间。
为了提高测量精度，微波雷达通常会发送连续的微波信号，并采用多普勒效应来分析目标物体相对于雷达的运动状态。
多普勒效应是指当目标物体和雷达相对运动时，反射回来的微波信号的频率会发生改变。
通过测量这种频率变化，可以得出目标物体的速度信息。
总结来说，微波雷达测距原理利用微波信号的传播速度和多普勒效应来测量目标物体的距离和速度。
通过测量探测信号的往
返时间和频率变化，可以精确地确定目标物体的位置和运动状态。
汽车雷达测距原理
汽车雷达测距原理是利用电磁波的反射原理测量目标物体与雷达之间的距离。
雷达发射机发射出一束电磁波，通常采用微波或者激光作为信号源。
当这束电磁波遇到目标物体时，部分能量被目标物体吸收，一部分能量则被反射回到雷达接收机。
接收机接收到反射回来的波后，通过测量接收到的信号强度以及信号的传播时间来计算出距离。
在进行测距之前，首先需要知道雷达发射的电磁波的速度。
一般情况下，我们可以假设电磁波在空气或者真空中的速度为光速。
然后，雷达发射机发射出一个短时钟脉冲，经过天线辐射出去，形成一束波。
这束波在遇到目标物体后，会部分被吸收，部分被反射回来，形成回波。
雷达接收机接收到回波之后，开始记录回波信号的时间。
由于电磁波的传播速度已知，所以可以将回波信号的传播时间转化为距离。
然而，在实际应用中，由于回波信号的强度可能会受到多种因素的影响，如天线增益、回波信号的散射情况等，因此需要对接收到的信号进行处理。
通常情况下，雷达系统会内置一些算法，用来校正信号强度并消除干扰，从而得到更准确的距离测量结果。
总的来说，汽车雷达测距原理是利用电磁波的发射和反射来测量目标物体与雷达之间的距离。
通过测量回波信号的传播时间，并结合已知的电磁波速度，可以计算出目标物体的距离。
电磁波测距原理公式电磁波测距是一种常见且重要的测量技术，在我们的生活和科学研究中都有着广泛的应用。
要理解电磁波测距，咱们得先从它的原理公式说起。
电磁波测距的基本原理就是利用电磁波在空气中传播的速度和时间来计算距离。
简单来说，就好比你朝着远处大喊一声，然后根据声音传回来的时间来估算你和远处物体的距离。
那电磁波测距的原理公式是啥呢？常见的就是 D = c × t / 2 。
这里的 D 表示测量得到的距离，c 是电磁波在真空中的传播速度，大约是299792458 米每秒，t 则是电磁波从发射到接收所经历的时间。
举个例子吧，有一次我和朋友去爬山，我们想知道从山脚下到山顶的直线距离。
这时候，我就拿出了一个带有电磁波测距功能的仪器。
我先朝着山顶的方向发射电磁波，仪器开始精准地记录电磁波发射的时刻。
当电磁波从山顶反射回来被仪器接收到时，仪器又迅速记录下接收的时刻。
这中间的时间差，经过仪器内部的精密计算，再结合电磁波的传播速度，就能得出我们和山顶之间的距离啦。
咱们再深入点讲讲这个公式。
为啥要除以 2 呢？这是因为电磁波从发射点出发，到达目标点后再反射回来，我们测量到的时间 t 实际上是电磁波走了一个来回的时间。
所以，真正单程的距离就得除以 2 。
在实际应用中，电磁波测距可不简单。
因为电磁波在空气中传播时，会受到各种因素的影响。
比如说，大气的温度、湿度、气压等等，都会让电磁波的传播速度发生变化。
这就好像你在跑步的时候，遇到顺风和逆风，速度感觉就不一样。
为了提高测距的精度，科学家们可没少下功夫。
他们不断改进仪器，提高测量时间的精度，还研究出各种方法来修正大气条件对电磁波传播速度的影响。
想象一下，在建筑工地上，工程师们要用电磁波测距来确定建筑物之间的距离，要是误差太大，那房子可就盖歪啦！又比如说在地质勘探中，准确测量地下岩层的距离，对于寻找矿产资源可是至关重要的。
回到我们的日常生活，现在很多汽车上的自适应巡航系统，其实也用到了电磁波测距的原理。
电磁波测距基本原理咱今天就来说说电磁波测距的基本原理，这事儿啊，就像你想知道你和一个朋友隔了多远。
电磁波这东西，就像一个个看不见的小信使在空间里跑来跑去。
那测距咋实现的呢？这得从电磁波的速度说起。
电磁波在空气中的速度那可是相当快的，快到啥程度呢？就像闪电一样，唰的一下就出去老远。
而且这个速度是个固定的值，就像火车按照固定的时刻表行驶一样。
这个速度大约是每秒三十万公里呢。
想象一下，你站在一个地方，朝着一个目标发射电磁波。
这就好比你朝着远方的小伙伴扔出一个小皮球，这个小皮球就是电磁波。
然后呢，这个电磁波碰到目标之后就会反射回来。
这就像小皮球碰到墙会弹回来一样。
从你发射电磁波到接收到反射回来的电磁波，这中间是有个时间差的。
这个时间差可太关键了。
就像你扔出皮球的那一刻开始计时，等到皮球弹回来接到手的时候停止计时。
这个时间的长短就和你与目标的距离有关系。
如果这个时间很短，那就说明目标离你比较近，就像你轻轻一扔皮球，很快就弹回来了，那肯定是墙离你近呗。
如果这个时间比较长，那就意味着目标离你远。
就好比你用力把皮球扔得老远，过了好一会儿才弹回来。
那具体怎么根据这个时间算出距离呢？这就简单啦。
因为距离等于速度乘以时间嘛。
不过这里的时间是电磁波往返的时间，所以我们得把这个时间除以二。
比如说，你测得电磁波往返的时间是两秒钟，那单程的时间就是一秒钟。
已知电磁波速度是每秒三十万公里，那距离就是三十万公里乘以一秒，也就是三十万公里。
这就是你和目标之间的距离啦。
在实际生活中，这个原理可有用了。
比如说测量两个山头之间的距离。
以前人们可能要翻山越岭，拿个尺子一点点量，那多费劲啊。
现在呢，只要拿个能发射和接收电磁波的仪器，往对面山头一照，很快就能知道距离了。
又或者是在建筑工地上，要测量建筑物的长度、宽度啥的，电磁波测距仪一放，数据就出来了。
还有在航海的时候，船与岸边或者与其他船只之间的距离，也可以用这个方法测量。
就像船员们有了一个神奇的眼睛，能随时知道周围的距离情况，这样就可以避免碰撞之类的危险啦。
相位测距原理相位测距是一种常见的测距方法，它利用电磁波在空间传播的特性来实现距离测量。
在相位测距中，通常会利用雷达或激光等设备发射电磁波，然后通过接收到的回波信号来计算目标物体与发射源之间的距离。
相位测距原理是基于电磁波的传播速度和波长来进行测量的，下面将详细介绍相位测距的原理和相关知识。
首先，我们需要了解电磁波在空间传播的特性。
电磁波在真空中的传播速度是一个恒定值，即光速，约为3.00×10^8m/s。
而在其他介质中，电磁波的传播速度会发生变化，根据介质的折射率和导致折射的原理，我们可以计算出电磁波在不同介质中的传播速度。
其次，电磁波的波长也是一个重要的参数。
波长是指电磁波在空间中传播一个完整周期所需要的距离，通常用λ来表示。
波长与频率之间有一个简单的关系，即波长乘以频率等于电磁波在介质中的传播速度。
因此，我们可以通过波长和频率之间的关系来计算出电磁波的频率。
在相位测距中，我们通常会利用电磁波的相位差来进行距离测量。
当发射源发射电磁波时，这些波会被目标物体反射回来，形成回波信号。
通过测量回波信号的相位差，我们可以计算出目标物体与发射源之间的距离。
这是因为相位差与距离之间存在着简单的线性关系，通过测量相位差，我们可以准确地计算出目标物体的距离。
除了相位差，我们还需要考虑电磁波的频率和波长对距离测量的影响。
由于电磁波在不同介质中的传播速度不同，波长也会发生变化，因此在实际测距中需要对这些因素进行修正。
通过精确测量电磁波的频率和波长，我们可以更准确地进行距离测量，提高测距的精度和准确性。
总的来说，相位测距原理是基于电磁波的传播速度和波长来进行距离测量的。
通过测量电磁波的相位差、频率和波长，我们可以准确地计算出目标物体与发射源之间的距离。
相位测距在雷达、激光测距等领域有着广泛的应用，它是一种高精度、高准确性的测距方法，为现代科技和工程领域提供了重要的技术支持。
相位测距原理的深入理解和应用将对相关领域的发展产生重要的影响，也将推动测距技术的不断创新和进步。
简述测距码伪距测量的基本原理
测距码伪距测量是一种基于距离的定位技术，它可以帮助我们了解物体的位置，测量物体与基站的距离。
它的基本原理是利用电磁波来进行定位，其中包括发射和接收电磁波的过程。
测距码伪距测量的基本原理是：利用发射电磁波的信号与接收电磁波的信号之间的时间差来计算物体到基站的距离。
当发射信号与接收信号之间的时间差越小，物体到基站的距离就越近，反之则越远。
由于电磁波的传播速度是光速的一半，可以通过计算信号传播的时间来估计物体到基站的距离。
对于测距码伪距测量，基站会发出一个信号，然后基站会等待物体接收到信号，并将信号反射回去，基站接收到物体反射回来的信号后，会计算发射信号到接收信号之间的时间差来估算出物体到基站的距离。
测距码伪距测量还可以提供更多的定位信息，比如对物体的方位、高度和速度等进行测量，我们可以利用多个基站收集物体反射回来的信号，并利用不同的基站之间的时间差来测量物体的三维位置和速度。
比如，我们可以计算一个物体经过每个基站的时间，然后计算出物体到基站的距离，从而得出物体的三维位置和它的速度等信息。
因此，测距码伪距测量是一种基于距离的定位技术，它可以利用发射电磁波与接收电磁波之间的时间差来估算物体到基站的距离，进而得出更多的定位信息，比如物体的方位、高度和速度等。
测距码伪距测量可以极大地提高我们根据距离定位物体的精度，使我们能够更加精确的定位物体的位置。
脉冲相位法测距一、介绍脉冲相位法测距技术脉冲相位法测距技术是一种常用的测距方法，它利用电磁波在空间中传播的速度来测量目标物体与发射源之间的距离。
该技术具有精度高、稳定性好、适用范围广等优点，在工业生产、军事防卫等领域得到了广泛应用。
二、脉冲相位法测距原理1.电磁波传播速度电磁波在真空中的传播速度为光速，约为3×10^8m/s。
在不同介质中，由于介质对电磁波的影响，其传播速度会有所变化。
2.脉冲相位法测距原理脉冲相位法测距利用了电磁波在空间中传播的时间与其传播路径之间的关系。
当发射源向目标物体发出一个宽度很窄的脉冲信号时，该信号会经过空气等介质向目标物体传播，并被目标物体反射回来。
接收器接收到反射回来的信号后，可以通过计算信号往返的时间来确定目标物体与发射源之间的距离。
3.脉冲相位法测距误差脉冲相位法测距技术的精度受到多种因素的影响，主要包括以下几个(1)发射信号的宽度和形状(2)接收器的灵敏度和带宽(3)环境中介质的影响(4)目标物体表面反射特性(5)系统本身的噪声和干扰等。
三、脉冲相位法测距应用1.工业生产在工业生产中，脉冲相位法测距技术被广泛应用于定位、检测、控制等方面。
例如，在自动化生产线上，可以利用该技术对物料进行定位和检测；在机器人控制系统中，可以利用该技术对机器人运动轨迹进行精确定位。
2.军事防卫在军事防卫领域，脉冲相位法测距技术被广泛应用于雷达系统、导航系统等方面。
例如，在雷达系统中，可以利用该技术对敌方目标进行定位和跟踪；在导航系统中，可以利用该技术对飞行器进行精确定位3.医疗诊断在医疗诊断领域，脉冲相位法测距技术被应用于超声波成像系统中。
例如，在超声波成像系统中，可以利用该技术对人体内部组织进行成像和诊断。
四、脉冲相位法测距发展趋势随着科学技术的不断发展和进步，脉冲相位法测距技术也在不断完善和提高。
未来，该技术将会更加普及和应用于各个领域。
同时，随着新材料、新工艺、新装置的出现，脉冲相位法测距技术将会更加精确、稳定和可靠。
§4.1 电磁波测距基本原理4.1.1 概述建立高精度的水平控制网，需要测定控制网的边长。
过去精密距离测量，都是用因瓦基线尺直接丈量待测边的长度，虽然可以达到很高的精度，但丈量工作受地形条件的限制，速度慢，效率低。
从六十年代起，由于电磁波测距仪不断更新、完善和愈益精密，它以速度快，效率高取代了因瓦基线尺，广泛用于水平控制网和工程测量的精密距离测量中。
随着近代光学、电子学的发展和各种新颖光源（激光、红外光等）相继出现，电磁波测距技术得到迅速的发展，出现了以激光、红外光和其他光源为载波的光电测距仪和以微波为载波的微波测距仪。
因为光波和微波均属于电磁波的范畴，故它们又统称为电磁波测距仪。
由于光电测距仪不断地向自动化、数字化和小型轻便化方向发展，大大地减轻了测量工作者的劳动强度，加快了工作速度，所以在工程控制网和各种工程测量中，多使用各种类型的光电测距仪。
光电测距仪按仪器测程大体分三大类：（1）短程光电测距仪：测程在3km以内，测距精度一般在lcm左右。
这种仪器可用来测量三等以下的三角锁网的起始边，以及相应等级的精密导线和三边网的边长，适用于工程测量和矿山测量。
这类测程的仪器很多，如瑞士的ME3000，精度可达±（0.2mm+0.5 ×10-6D）；DM 502、 DI3S、DI4，瑞典的AGA-112、AGA-116，美国的HP3820A，英国的CD6，日本的RED2，SDM3E，原西德的ELTA 2，ELDI2等，精度均可达±(5mm+5×10-6D)；原东德的EOT 2000，我国的HGC-1、DCH-2、DCH3、DCH-05等。
短程光电测距仪，多采用砷化镓（GaAs或GaAlAs）发光二极管作为光源（发出红外荧光），少数仪器也用氦-氖（He-Ne）气体激光器作为光源。
砷化镓发光二极管是一种能直接发射调制光的器件，即通过改变砷化镓发光二极管的电流密度来改变其发射的光强。
§4.1 电磁波测距基本原理4.1.1 概述建立高精度的水平控制网，需要测定控制网的边长。
过去精密距离测量，都是用因瓦基线尺直接丈量待测边的长度，虽然可以达到很高的精度，但丈量工作受地形条件的限制，速度慢，效率低。
从六十年代起，由于电磁波测距仪不断更新、完善和愈益精密，它以速度快，效率高取代了因瓦基线尺，广泛用于水平控制网和工程测量的精密距离测量中。
随着近代光学、电子学的发展和各种新颖光源（激光、红外光等）相继出现，电磁波测距技术得到迅速的发展，出现了以激光、红外光和其他光源为载波的光电测距仪和以微波为载波的微波测距仪。
因为光波和微波均属于电磁波的范畴，故它们又统称为电磁波测距仪。
由于光电测距仪不断地向自动化、数字化和小型轻便化方向发展，大大地减轻了测量工作者的劳动强度，加快了工作速度，所以在工程控制网和各种工程测量中，多使用各种类型的光电测距仪。
光电测距仪按仪器测程大体分三大类：（1）短程光电测距仪：测程在3km以内，测距精度一般在lcm左右。
这种仪器可用来测量三等以下的三角锁网的起始边，以及相应等级的精密导线和三边网的边长，适用于工程测量和矿山测量。
这类测程的仪器很多，如瑞士的ME3000，精度可达±（0.2mm+0.5 ×10-6D）；DM 502、 DI3S、DI4，瑞典的AGA-112、AGA-116，美国的HP3820A，英国的CD6，日本的RED2，SDM3E，原西德的ELTA 2，ELDI2等，精度均可达±(5mm+5×10-6D)；原东德的EOT 2000，我国的HGC-1、DCH-2、DCH3、DCH-05等。
短程光电测距仪，多采用砷化镓（GaAs或GaAlAs）发光二极管作为光源（发出红外荧光），少数仪器也用氦-氖（He-Ne）气体激光器作为光源。
砷化镓发光二极管是一种能直接发射调制光的器件，即通过改变砷化镓发光二极管的电流密度来改变其发射的光强。
（2）中程光电测距仪：测程在3～15km左右的仪器称为中程光电测距仪，这类仪器适用于二、三、四等控制网的边长测量。
如我国的JCY-2、DCS-1，精度可达±（lOmm+1 ×10-6D），瑞士的ME5000精度可达×（0.2mm+0.2×10-6D）、DI5、DI20，瑞典的AGA-6、AGA-14A等精度均可达到±（5mm+5PPm）。
（3）远程激光测距仪：测程在15km以上的光电测距仪，精度一般可达±(5mm+1×10-6D），能满足国家一、二等控制网的边长测量。
如瑞典的AGA-8、AGA-600，美国的Range master，我国研制成功的JCY-3型等。
中、远程光电测距仪，多采用氦-氖（He-Ne）气体激光器作为光源，也有采用砷化镓激光二极管作为光源，还有其他光源的，如二氧化碳（CO2）激光器等。
由于激光器发射激光具有方向性强、亮度高、单色性好等特点，其发射的瞬时功率大，所以，在中、远程测距仪中多用激光作载波，称为激光测距仪。
根据测距仪出厂的标称精度的绝对值，按lkm 的测距中误差，测距仪的精度分为三级，如表4-1所示。
表4-1 测距仪的精度分级电磁波测距是通过测定电磁波束，在待测距离上往返传播的时间D t 2来计算待测距离D 的，如图4-1所示，电磁波测距的基本公式为D ct D 221= （4-1） 式中 c ——电磁波在大气中的传播速度。
电磁波在测线上的往返传播时间D t 2，可以直接测定，也可以间接测定。
直接测定电磁波传播时间是用一种脉冲波，它是由仪器的发送设备发射出去，被目标反射回来，再由仪器接收器接收，最后由仪器的显示系统显示出脉冲在测线上往返传播的时间D t 2或直接显示出测线的斜距，这种测距仪称为脉冲式测距仪。
间接测定电磁波传播时间是采用一种连续调制波，它由仪器发射出去，被反射回来后进入仪器接收器，通过发射信号与返回信号的相位比较，即可测定调制波往返于测线的迟后相位差中小于2π的尾数。
用n 个不同调制波的测相结果，便可间接推算出传播时间D t 2，并计算（或直接显示）出测线的倾斜距离。
这种测距仪器称为相位式测距仪。
目前这种仪器的计时精度达10-10s 以上，从而使测距精度提高到lcm 左右，可基本满足精密测距的要求。
现今用于精密测距的测距仪多属于这种相位式测距仪，我们将讨论用于控制测量的相位式光电测距仪。
4.1.2 相位式光电测距仪的基本公式如图4-2（a ）所示，测定B A ,两点的距离D ，将相位式光电测距仪整置于A 点（称测站），反射器整置于另一点B （称镜站）。
测距仪发射出连续的调制光波，调制波通过测线到达反射器，经反射后被仪器接收器接收（如图4-2（b ））。
调制波在经过往返距离2D 后，相位延迟了Φ。
我们将B A ,两点之间调制光的往程和返程展开在一直线上，用波形示意图将发射波与接收波的相位差表示出来，如图4-2（c ）所示。
图4-1图4-2设调制波的调制频率为f ，它的周期f T /1=，相应的调制波长f c cT /==λ。
由图4-2（c ）可知，调制波往返于测线传播过程所产生的总相位变化Φ中，包括N 个整周变化π2⨯N 和不足一周的相位尾数∆Φ，即∆Φ+⨯=Φπ2N （4-2）根据相位Φ和时间D t 2的关系式D wt 2=Φ，其中w 为角频率，则)2(21/2∆Φ+⨯=Φ=ππN fw t D 将上式代入（4-1）式中，得)()2/(2N N L N fc D ∆+=∆Φ+=π （4-3） 式中 2/2/λ==f c L ——测尺长度；N ——整周数；π2/∆Φ=∆N ——不足一周的尾数。
（4-3）式为相位式光电测距的基本公式。
由此可以看出，这种测距方法同钢尺量距相类似，用一把长度为2/λ的“尺子”来丈量距离，式中N 为整尺段数，而2λ⨯∆N 等于L ∆为不足一尺段的余长。
则L NL D ∆+=（4-4） 式中，L f c ,,为已知值，N ∆∆Φ,或L ∆为测定值。
由于测相器只能测定∆Φ，而不能测出整周数N ，因此使相位式测距公式（4-3）式或（4-4）式产生多值解。
可借助于若干个调制波的测量结果（ 21,N N ∆∆或 21,L L ∆∆）推算出N 值，从而计算出待测距离D 。
L ∆或N ∆和N 的测算方法，有可变频率法和固定频率法。
可变频率法是在可变频带的两端取测尺频率1f 和2f ，使1L ∆或1N ∆和2L ∆或2N ∆等于零，亦即1∆Φ和2∆Φ均等于零。
这时在往返测线上恰好包括1N 个整波长1λ和2N 个整波长2λ，同时记录出从1f 变至2f 时出现的信号强度作周期性变化的次数，即整波数差（12N N -）。
于是由（4-4）式，顾及2/,2/2211λλ==L L 和021=∆=∆L L 有22112121λλN N D == （4-5） 解算上式，可得121121λλλ--=N N N 221122λλλ--=N N N 按上式算出1N 或2N ，将其代入（4-5）式便可求得距离D ，按这种方法设计的测距仪称为可变频率式光电测距仪。
固定频率法是采用两个以上的固定频率为测尺的频率，不同的测尺频率的L ∆或N ∆由仪器的测相器分别测定出来，然后按一定计算方法求得待测距离D 。
这种测距仪称为固定频率式测距仪。
现今的激光测距仪和微波测距仪大多属于固定频率式测距仪。
4.1.3 测尺频率的选择如前所述，由于在相位式测距仪中存在N 的多值性问题，只有当被测距离D 小于测尺长度2/λ时（即整尺段数N =0），才可以根据∆Φ求得唯一确定的距离值，即N L D ∆⨯=∆Φ⨯=πλ22 如只用一个测尺频率1f =15 MHz 时，我们只能测出不足一个测尺长度)m 102(111==f c L l 的尾数，若距离D 超过1L （10m ）的整尺段，就无法知道该距离的确切值，而只能测定不足一整尺的尾数值D N L L ∆=∆⨯=∆111，如图4-3所示。
若要测出该距离的确切值，必须再选一把大于距离D 的测尺2L ，其相应测尺频率2f ，测得不足一周的相位差2∆Φ，求得距离的概略值D '为22222/N L L D ∆⨯=∆Φ⨯='π将两把测尺频率的测尺1L 和2L 测得的距离尾数D ∆和距离的概略值D '，组合使用得到该距离的确切值为D D D ∆+'=（4-6） 综上所述，当待测距离较长时，为了既保证必需的测距精度，又满足测程的要求。
在考虑到仪器的测相精度为千分之一情况下，我们可以在测距仪中设置几把不同的测尺频率，即相当于设置了几把长度不同、最小分划值也不相同的“尺子”，用它们同测某段距离，然后将各自所测的结果组合起来，就可得到单一的、精确的距离值。
图4-31. 直接测尺频率方式短、中程测距仪（激光或红外测距仪），常采用直接测尺频率方式，一般用两个或三个测尺频率，其中一个精测尺频率，用它测定待测距离的尾数部分，保证测距精度。
其余的为粗测尺频率，用它测定距离的概值，满足测程要求。
例如AGA-116型红外短程测距仪使用两个测尺频率，精测尺频率15MHz ，测尺长度为10m ；粗测尺频率为150kHz ，测尺长为1000m 。
由于仪器的测定相位精度通常为千分之一，即测相结果具有三位有效数字，它对测距精度的影响随测尺长度的增大而增大，则精测尺可测量出厘米，分米和米位的数值；粗测尺可测量出米、十米和百米的数值。
这两把测尺交替使用，将它们的测量结果组合起来，就可得出待测距离的全长。
如果用这两把尺子来测定一段距离，则用10m 的精测尺测得5.82 m ，用1000m 的粗测尺测得785 m ，二者组合起来得出785.82 m 。
这种直接使用各测尺频率的测量结果组合成待测距离的方式，称为“直接测尺频率”的方式。
2. 间接测尺频率方式在测相精度一定的条件下，如要扩大测程，同时又保持测距精度不变，就必须增加测尺频率，如表4-2。
表4-2由表4-2看出，各直接测尺频率彼此相差较大。
而且测程愈长时，测尺频率相差愈悬殊，此时最高测尺频率和最低测尺频率之间相差达万倍。
使得电路中放大器和调制器难以对各种测尺频率具有相同的增益和相移稳定性。
于是，有些远程测相位式测距仪改用一组数值上比较接近的测尺频率，利用其差频频率作为间接测尺频率，可得到与直接测尺频率方式同样的效果。
其工作原理如下：设用二个测尺频率1f 和i f 分别测量同一距离D ，按（4-3）式可写出1112/)(f N N c D ∆+=i i i f N N c D 2/)(∆+=上两式相减并移项后得)]()[()(2111i i i N N N N f f c D ∆-∆+--= （4-7） 令i i f f f 11)(=-称为间接测尺频率，i i N N N 11=-为间接测尺的整波数，i N N ∆-∆1i N 1∆=称为间接测尺的余波数。
