光电测距原理

光学测距原理1.利用红外线测距或激光测距的原理是什么？测距原理基本可以归结为测量光往返目标所需要时间，然后通过光速c = 299792458m/s 和大气折射系数n 计算出距离D。

由于直接测量时间比较困难，通常是测定连续波的相位，称为测相式测距仪。

当然，也有脉冲式测距仪，典型的是WILD的DI-3000需要注意，测相并不是测量红外或者激光的相位，而是测量调制在红外或者激光上面的信号相位。

建筑行业有一种手持式的测距仪，用于房屋测量，其工作原理与此相同。

2.被测物体平面必须与光线垂直么？通常精密测距需要全反射棱镜配合，而房屋量测用的测距仪，直接以光滑的墙面反射测量，主要是因为距离比较近，光反射回来的信号强度够大。

与此可以知道，一定要垂直，否则返回信号过于微弱将无法得到精确距离。

3.若被测物体平面为漫反射是否可以？通常也是可以的，实际工程中会采用薄塑料板作为反射面以解决漫反射严重的问题。

4.若以超声波测距代替是否可以让物体延一墙壁运动并测出与对面墙的距离？此问题搞不懂你的意图，超声波测距精度比较低，现在很少使用。

激光测距（即电磁波，其速度为30万公里/秒），是通过对被测物体发射激光光束，并接收该激光光束的反射波，记录该时间差，来确定被测物体与测试点的距离。

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。

相位测距技术的测距精度高,但作用距离有限,主要用于高精度大地测量。

众所周知，光在给定介质的传播速度是一定的，因此，通过测量光在参考点和被测点之间的往返传播时间，即可给出目标和参考点之间的距离。

相位测距法是通过强度调制的连续光波在往返传播过程中的相位变化来测量光束的往返传播时间，其计算公式如下：t=Φ/2πf式中，t为光波往返传播时间（s）；Φ为调制光波的相位变化量（rad）; f为调制频率（Hz）。

光的往返传播时间得到后，目标至参考点的距离可由下式求得R=(c/2)×(Φ/2πf)=(λ/2)×(Φ/2π)式中，R为目标至参考点距离（m）；c为光波传播速度（m/s）；λ为调制光波波长（m）。

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三角测量的原理
如上图所示，半导体激光发出的激光束照射在目标上。

接收器透镜聚集目标反射的光线并聚焦到感光元件上。

当与目标之间的距离发生改变时，通过接收器透镜的反射光的角度会随之改变，光线聚焦在感光元件上的位置也有所不同。

时间测量的原理
在发光的激光照射到物体并返回的时间内测量距离。

不会影响工件的表面状态，可进行稳定检测。

检测右图中接收激光反射光的时间T，并计算距离Y。

计算公式：2Y（往返距离） = C（光速）× T（接收反射光的时间）。

共焦测量的原理
测量部内部有镜头。

镜头分别有固定的焦点距离，镜头的焦点距离设定为 F。

使用该镜头聚光时，高度为 F 时则焦点重合，光线聚为１点。

高度偏离 F 时，光线逐渐变模糊。

如下图所示，对焦位置通过针孔的反射光量最强的位置。

确定了该反射光量最强时音叉（镜头）的高度，目标物是否位于与该处相距焦点距离 F，便一目了然。

通过内部传感器高精度读取此时的音叉（镜头）位置，即可测量与目标物的距离。

由于是测量对焦高度，因此可不受目标物材料、颜色、倾斜等的影响，实现准确测量。

相位式光电测距的基本原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊相位式光电测距的基本原理，这可真是个神奇又有趣的玩意儿呢！
你看啊，相位式光电测距就好像我们和目标之间的一场特殊“对话”。

想象一下，我们发出一束光，就像我们向目标喊了一句话。

这束光跑啊跑，跑到目标那里，然后又反射回来。

我们呢，就等着接收这个反射回来的光。

这里面关键的就是这个“相位”啦！就好比我们听音乐的时候，不同的音符有不同的频率和相位。

这束光也是一样，它在传播的过程中，相位会发生变化。

我们通过检测这个相位的变化，就能知道光跑了多远啦！
说起来简单，实际可复杂着呢！这就像是解一道很难的谜题。

我们得非常精确地测量和分析这个相位的变化。

就好像你要在一堆沙子里找出一粒特别的沙子一样，需要特别的细心和耐心。

那这相位式光电测距有啥用呢？哎呀，用处可大了去了！比如在建筑工地上，工程师们要用它来精确测量距离，这样才能保证建筑物建得稳稳当当的呀！还有在测绘领域，没有它，那些地图可就没那么准确啦！
而且哦，这技术还在不断发展和进步呢！就跟我们人一样，不断学习，不断变得更好。

以后说不定能测的距离更远更精确呢！
总之呢，相位式光电测距真的是个了不起的东西。

它就像我们的眼睛一样，能帮我们看到那些我们用普通方法看不到的距离和细节。

它让我们的生活变得更方便，让我们的世界变得更精彩！所以啊，可别小看了这小小的相位式光电测距哦，它可是有着大大的能量呢！。

光学扫描仪测距原理首先是发射激光束。

光学扫描仪内部装有一种可调节发射激光束的装置，通常是半导体激光器。

激光器会产生一束非常细的激光束，然后通过一组旋转镜或凸透镜等装置进行聚焦和扩展，使激光束形成一个非常窄的光线。

接下来是接收反射光束。

激光束照射在目标物体上时，会发生反射。

光学扫描仪内置一个接收器，接收反射回来的光束。

接收器通常是光电二极管或光敏电阻等光敏元件。

当反射光束射到接收器上时，它会引起光敏元件中电流或电压的变化。

最后是计算测量距离。

接收器会将接收到的反射光信号转化为电信号，并传递给一个微控制器或数字信号处理器进行处理。

通过测量反射光束射到接收器上所需的时间，微控制器可以计算出目标物体与扫描仪之间的距离。

计算距离的方法通常是通过测量光的传播时间，即光的速度乘以时间。

在使用光学扫描仪时，需要注意的是目标物体的表面特性对测量结果会有一定的影响。

例如，目标物体表面的材料和颜色可能会改变光的反射率，从而对测量结果产生偏差。

此外，目标物体表面的粗糙度和透明度也可能影响光的传播和反射，进而影响测量结果的准确性。

光学扫描仪广泛应用于测距、物体检测和三维重建等领域。

例如，在工业领域，光学扫描仪可用于测量构件的尺寸精度，实现非接触式的测量。

在自动驾驶领域，光学扫描仪可用于建立周围环境的3D模型，实现车辆的定位和避障等功能。

此外，光学扫描仪还可以应用于医疗诊断、机器人导航和文物保护等领域。

总之，光学扫描仪是一种基于激光测距原理的设备，通过测量光的传播时间来计算目标物体与设备之间的距离。

它具有非接触式、高精度和广泛应用等特点，在许多领域都有着重要的应用价值。

光电测量技术的原理和应用场景光电测量技术是一种基于光电效应原理的测量方法，广泛应用于各个领域。

本文将介绍光电测量技术的原理和一些典型的应用场景。

一、原理光电测量技术是利用光电效应将光信号转化为电信号进行测量的一种方法。

光电效应是指当光照射到特定的物质时，会产生电子的释放或移动现象。

根据光电效应的不同类型，光电测量技术可以分为光电导、光电发、光电转三种。

1. 光电导效应：光照射到光电导材料上时，会激发材料中的自由电子运动，导致电阻的变化。

通过测量电阻的变化，可以间接反映光信号的强度。

2. 光电发效应：光照射到光电发材料上时，会激发材料中的电子跃迁，从而产生电子的发射。

通过测量发射的电子数量，可以直接反映光信号的强度。

3. 光电转效应：光照射到光电转材料上时，会激发材料中的电子转移，从而改变材料的电导率。

通过测量电导率的变化，可以间接反映光信号的强度。

二、应用场景光电测量技术在各个领域都有广泛的应用。

下面将介绍几个典型的应用场景。

1. 光电测温技术光电测温技术是利用光电效应测量物体表面温度的一种方法。

通过测量物体表面的辐射热量，可以计算出物体的温度。

这种技术在工业生产、医学检测和环境监测等领域都有广泛应用。

例如，在钢铁冶炼过程中，可以利用光电测温技术监测高温炉内的温度变化，从而保证冶炼过程的安全和稳定。

2. 光电测距技术光电测距技术是利用光电效应测量物体距离的一种方法。

通过发射一束激光束，测量激光束到达物体表面和返回的时间差，可以计算出物体的距离。

这种技术在机器人导航、航天测量和地质勘探等领域都有应用。

例如，在机器人导航中，可以利用光电测距技术实时测量机器人与障碍物之间的距离，从而避免机器人与障碍物的碰撞。

3. 光电测量应力技术光电测量应力技术是利用光电效应测量物体应力的一种方法。

通过测量物体表面的应变，可以推算出物体的应力。

这种技术在材料力学分析和结构安全评估等领域都有应用。

例如，在航空航天领域，可以利用光电测量应力技术对飞机的机翼和机身进行应力监测，从而确保飞机的安全飞行。

光频率梳测距原理光频率梳测距原理的基本思想是利用飞行时间法测量光的往返时间，再通过光的速度和测得的时间计算出距离。

通过将激光脉冲从光源发射出去，经过一段距离后，脉冲被目标物体反射，返回到光源。

利用光的速度和测得的时间，就可以得到目标物体与光源之间的距离。

在光频率梳测距原理中，飞行时间法的关键是测量脉冲的到达时间。

通常使用以下步骤进行测量：1.发射激光脉冲：光源通过激光器产生高能量的脉冲光，通常使用超快激光器产生纳秒甚至飞秒级别的脉冲。

2.接收反射脉冲：光脉冲被目标物体反射后，被接收器捕获。

接收器通常是一个高灵敏度的光电探测器，可以将光信号转换为电信号。

3.记录到达时间：接收器将接收到的光信号转换为电信号后，通过计数器记录光脉冲到达接收器的时间。

这个时间即为往返的时间。

4.计算距离：根据光的速度和测得的时间，可以计算出目标物体与光源之间的距离。

光的速度通常使用光在真空中的速度，即299,792,458米/秒。

实际应用中，光频率梳测距原理可以通过不同的扩展和改进进行优化和增强。

一种常见的方法是使用多频光脉冲，通过更精确的测量和数据处理技术，提高测距精度和分辨率。

另一种方法是使用多路径干涉技术，通过检测光的相位变化，进一步提高测距精度和抗干扰能力。

光频率梳测距原理具有很多优点。

首先，它可以实现非常高的测距精度，比传统的测量方法要好得多。

其次，它具有较高的分辨率，可以检测到微小尺寸或变化。

第三，由于采用光传输，光频率梳测距原理具有非接触和非破坏性。

最后，光频率梳测距原理适用于各种材料和场景，包括固体、液体和气体。

总结起来，光频率梳测距原理是一种利用光的频率梳技术测量距离的方法。

它通过测量光脉冲的往返时间，结合光的速度，可以计算出目标物体与光源之间的距离。

光频率梳测距原理具有高精度、高分辨率、非接触和适用于各种材料和场景等优点，因此在科学研究、工业应用和地质勘探等领域有着广泛的应用前景。

§4.2 相位式光电测距仪的工作原理相位式光电测距仪的种类较多，但其基本的工作原理是相同的。

本节将讨论相位式光电测距仪的工作原理，并着重介绍它的几个主要部件的工作原理。

4.2.1 相位式光电测距仪的工作原理相位式光电测距仪的工作原理可按图4-4所示的方框图来说明。

图4-4由光源所发出的光波（红外光或激光），进入调制器后，被来自主控振荡器（简称主振）的高频测距信号1f 所调制，成为调幅波。

这种调幅波经外光路进入接收器，会聚在光电器件上，光信号立即转化为电信号。

这个电信号就是调幅波往返于测线后经过解调的高颇测距信号，它的相位已延迟了Φ。

∆Φ+⨯=ΦN π2这个高频测距信号与来自本机振荡器（简称本振）的高频信号1f '经测距信号混频器进行光电混频，经过选频放大后得到一个低频（11f f f '-=∆）测距信号，用D e 表示。

D e 仍保留了高频测距信号原有的相位延迟∆Φ+⨯=ΦN π2。

为了进行比相，主振高频测距信号1f 的一部分称为参考信号与本振高频信号1f '同时送入参考信号混频器，经过选频放大后，得到可作为比相基准的低频（11f f f '-=∆）参考信号，0e 表示，由于0e 没有经过往返测线的路程，所以0e 不存在象D e 中产生的那一相位延迟Φ。

因此，D e 和0e 同时送人相位器采用数字测相技术进行相位比较，在显示器上将显示出测距信号往返于测线的相位延迟结果。

当采用一个测尺频率1f 时，显示器上就只有不足一周的相位差∆Φ所相应的测距尾数，超过一周的整周数N 所相应的测距整尺数就无法知道，为此，相位式测距仪的主振和本振二个部件中还包含一组粗测尺的振荡频率，即主振频率 32,f f 和本振频率 32,f f ''。

如前所述，若用粗测尺频率进行同样的测量，把精测尺与一组粗测尺的结果组合起来，就能得到整个待测距离的数值了。

4.2.2 相位式光电测距仪各主要部件的工作原理1.光源相位式测距仪的光源，主要有砷化镓（GaAs）二极管和氦-氖（He-Ne）气体激光器。

一、实验题目全站仪综合测量实验二、实验目的1. 熟悉全站仪的基本构造、工作原理和操作流程。

2. 掌握全站仪进行角度、距离和高程测量的方法。

3. 培养学生的实际操作能力和团队协作精神。

三、实验原理全站仪是一种集电子测距、角度测量、数据处理等功能于一体的测量仪器。

其基本原理如下：1. 光电测距原理：利用红外光束在空气中传播的速度为已知这一特性，测定电磁波在被测距离上往返传播的时间来求得距离值。

2. 角度测量原理：利用全站仪内置的电子测角系统，自动数字显示角度测量结果。

3. 高程测量原理：通过三角高程测量法，利用全站仪进行水平角和垂直角测量，结合已知控制点的高程，计算待测点的高程。

四、实验仪器及工具1. 全站仪一台2. 棱镜一对3. 三脚架三只4. 量角器一把5. 纸和笔五、实验步骤1. 实验前准备：熟悉全站仪的基本操作，检查仪器是否完好，调整三脚架高度，安装棱镜。

2. 选择测站：选择一个合适的位置作为测站，安装全站仪和棱镜。

3. 对中整平：调整全站仪和棱镜的位置，使全站仪水平，棱镜垂直。

4. 输入数据：根据实际需要，输入测站坐标、仪器高、棱镜高和已知控制点信息。

5. 角度测量：使用全站仪进行水平角和垂直角测量，记录数据。

6. 距离测量：使用全站仪进行距离测量，记录数据。

7. 高程测量：根据三角高程测量原理，计算待测点的高程。

8. 数据处理：对测量数据进行整理、分析和计算，得出实验结果。

六、实验结果与分析1. 角度测量结果：根据实验数据，计算各测点的水平角和垂直角，与理论值进行对比，分析误差产生的原因。

2. 距离测量结果：根据实验数据，计算各测点的距离，与理论值进行对比，分析误差产生的原因。

3. 高程测量结果：根据实验数据，计算各测点的高程，与理论值进行对比，分析误差产生的原因。

七、实验总结1. 通过本次实验，掌握了全站仪的基本操作方法和测量原理。

2. 提高了实际操作能力和团队协作精神。

3. 认识到全站仪在实际工程测量中的应用价值。

光电测距原理
光电测距是一种利用光的特性来测量距离的技术，它基于光的传播速度恒定的原理。

光电测距原理可以通过以下步骤来实现：
1. 发射光脉冲：通过一个发射装置，发送一个短暂的光脉冲。

这个光脉冲可以是可见光、红外线或激光等。

2. 接收光信号：光脉冲经过空气或其他介质传播后，会被目标物体上的一个接收装置接收到。

这个接收装置可以是光电二极管、光敏电阻或光电二极管等。

3. 时间测量：接收装置会将接收到的光信号转换成电信号，并且记录下接收信号的时间。

这个时间通常是以纳秒为单位的，因为光传播的速度非常快，每秒约为30万公里。

4. 距离计算：根据光的传播速度和接收信号时间的差异，可以计算出被测量物体与测量装置的距离。

光在空气中的传播速度大约是每秒3×10^8米，根据时间差就能得到距离。

虽然光电测距原理比较简单，但它在工程领域有着广泛的应用。

例如，激光测距仪常用于测量建筑物的高度、检测地面的高程差等。

此外，它还可以应用于制导系统、机器人导航、自动驾驶等领域。

光电测距的原理
光电测距仪根据测定时间t的方式，分为直接测定时间的脉冲测距法和间接测定时间的相位测距法。

高精度的测距仪，一般采用相位式。

相位式光电测距仪的测距原理是：由光源发出的光通过调制器后，成为光强随高频信号变化的调制光。

通过测量调制光在待测距离上往返传播的相位差φ来解算距离。

相位法测距相当于用“光尺”代替钢尺量距，而λ/2为光尺长度。

相位式测距仪中，相位计只能测出相位差的尾数ΔN，测不出整周期数N，因此对大于光尺的距离无法测定。

为了扩大测程，应选择较长的光尺。

为了解决扩大测程与保证精度的矛盾，短程测距仪上一般采用两个调制频率，即两种光尺。

例如：长光尺（称为粗尺）f1=150kHz，λ1/2=1 000m，用于扩大测程，测定百米、十米和米；短光尺（称为精尺）f2=15MHz，
λ2/2=10m，用于保证精度，测定米、分米、厘米和毫米。

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。

全站仪测量原理及使用1. 引言全站仪是一种高精度测量仪器，在土木工程、测量工程、建筑工程等领域广泛应用。

全站仪通过通过激光技术和角度测量技术，能够对地面的位置、高度等进行精确测量。

本文将介绍全站仪的测量原理及使用方法。

2. 全站仪测量原理全站仪主要通过以下原理实现测量功能：2.1 光电测距原理全站仪利用光电测距原理，通过发射激光束到目标点并接收反射光束，从而计算出目标点的距离。

全站仪内部的激光发射器会发射一束可见光激光到目标点，然后接收器会接收到反射回来的光信号，并通过计算得到测量的距离。

2.2 角度测量原理全站仪的测角原理是利用光学观测原理测量水平角和垂直角。

全站仪内部的水平圆盘会通过水平轴转动，水平圆盘上的刻度尺会和目标点连线的夹角，即为水平角；而竖直轴通过转动，竖直圆盘上的刻度尺和目标点连线的夹角即为垂直角。

2.3 数据处理原理全站仪的数据处理主要通过计算机技术实现。

全站仪可以通过连接到计算机或移动设备进行数据传输和处理，将测量数据导入计算机软件进行处理，从而得到测量结果和分析数据。

3. 全站仪使用方法3.1 设置全站仪在使用全站仪进行测量之前，需要先对全站仪进行设置。

首先，放置全站仪的三脚架，并确保三脚架稳定。

然后，将全站仪放置在三脚架上，并进行水平调整，保证全站仪的水平度。

最后，通过调整全站仪的目标望远镜，将其对准基准点。

3.2 开始测量在设置好全站仪后，可以开始进行测量。

首先，通过目标望远镜观测目标点，并按下测量按钮进行测量。

全站仪会发射激光束到目标点，并接收反射光束。

然后，全站仪会自动计算出目标点的距离和角度。

3.3 数据处理与导出测量完成后，全站仪会将测量数据存储在内部存储器中。

可以通过连接全站仪和计算机，将测量数据传输到计算机中进行数据处理和分析。

计算机软件可以根据测量数据生成各种图表和报告，方便使用者进行数据分析和结果展示。

4. 总结全站仪是一种重要的测量仪器，通过利用光电测距原理和角度测量原理，可以实现对地面位置和高度的精确测量。

光学测距仪分类及原理
光学测距仪是一种用于测量距离的仪器，它利用光学原理和技术来实现测距功能。

根据其工作原理和应用领域的不同，光学测距仪可以分为以下几类。

1. 激光测距仪
激光测距仪是一种常用的光学测距仪器，它利用激光束的光电效应进行距离测量。

激光测距仪发射一束激光，通过测量激光从发射到接收所需要的时间，计算出测量物体与测距仪之间的距离。

激光测距仪具有高精度、高测量速度和长测量距离等优点，广泛应用于建筑测量、地理测绘、工程测量等领域。

2. 相位测距仪
相位测距仪是另一种常见的光学测距仪器，它利用光波的相位差进行距离测量。

相位测距仪通过测量发射光波和接收光波之间的相位差，计算出测量物体与测距仪之间的距离。

相位测距仪具有较高的测量精度，广泛应用于激光雷达、医学影像测量等领域。

3. 其他光学测距仪
除了激光测距仪和相位测距仪，还有一些其他类型的光学测距仪。

例如，基于图像处理的光学测距仪能够通过对待测物体的图像
进行处理，得到物体与测距仪之间的距离。

此外，也有一些基于声音、红外线等原理的光学测距仪器。

这些光学测距仪具有各自的特
点和应用领域。

综上所述，光学测距仪根据其原理和应用领域的不同，可分为
激光测距仪、相位测距仪和其他光学测距仪。

这些测距仪器在各自
的领域有着重要的应用，为距离测量提供了有效的工具和技术支持。

参考文献：
- 张一民，苏竹林. 光学测距技术[M]. 国防工业出版社, 2003.
- 王朝军. 光学测量技术[M]. 国防工业出版社, 2013.。

任务3光电测距【任务描述】作为工程测量人员，要掌握光电测距的过程和计算公式的工作。

活动1光电测距的原理【活动目标】掌握光电测距的原理【基本知识】一、光电测距简介前面介绍的钢尺量距，作业工作十分繁重，而且效率较低，在山区或沼泽地区使用钢尺更为困难。

视距测量精度又太低。

为了提高测距速度和精度，随着科学技术的进步，在20世纪40年代末人们就研制成了光电测距仪。

它具有测量速度快、方便，受地形影响小，测量精度高等优点，现已逐渐代替常规量距，如今，光电测距仪的应用，大大提高了作业的速度和效率，使测边的精度大为提高。

光电测距仪按测程划分有：短程测距仪(≤5km)、中程测距仪(5～15km)、远程测距仪(15km以上)；按测量精度划分为：I级(1 mD I<一5mm)、Ⅱ级(5mm。

<I mD l≤lOmm)和Ⅲ级(I mD I≥lOmm)(I mD I为lkm测距的中误差)；按采用载波划分有：微波测距仪、激光测距仪和红外测距仪。

二、光电测距仪测距的原理如图4—13所示，光电测距的原理是以电磁波(光波等)作为载波，通过测定光波在测线两端点间的往返传播时间￡：D，以及光波在大气中的传播速度c，来测量两点间距离的方法。

若电磁波在测线两端往返传播的时间为t：口，光波在大气中的传播速度为c，则可求出两点间的水平距离D。

图4-13 光电测距原理D=1/2c*t2D (4—11)式中：c——光波在大气中的传播速度。

(c。

为光波在真空中的传播速度，反射棱镜其值为299 792 458m／s；n为大气折射率，是大气压力、温度、湿度的函数)；f：D——光波在被测两端点间往返传播一次所用的时间(s)。

从式(4—11)可知，光电测距仪主要是确定光波在待测距离上所用的时tzD，据此计算出所测距离。

因此测距的精度主要取决于测定时间t：D的精度，时间￡zD的测定可采用直接方式，也可采用间接方式，如要达到±1em的测距精度，时间量测精度应达到6．7×10‘11 s，这对电子元件的性能要求很高，难以达到。

激光测距技术的原理与工程应用激光测距技术是一种利用激光器发射连续或脉冲激光，通过测量激光传播的时间或相位差来确定目标距离的一种测距方法。

它利用激光在空间中的传播速度快、方向性强和散射小等特点，广泛应用于各个领域。

本文将介绍激光测距技术的原理，以及其在工程应用中的实际运用。

激光测距技术的原理是基于光的传播速度和时间的关系。

光在真空中的传播速度为每秒299,792,458米，而光在空气或其他介质中的传播速度则会有所减慢。

通过测量从激光器发射到目标物体反射回来所需的时间，可以计算出目标物体与激光器之间的距离。

这种测距方法称为时间差测距法。

另外一种测距方法是基于激光传播的相位差来计算距离，称为相位差测距法。

在激光测距技术的工程应用中，最常见的应用之一是测量仪器。

激光测距仪是一种采用激光测距技术的仪器，可以用于测量距离、高度、角度等。

它广泛应用于建筑工程、地理测量、工业制造、环境保护等领域。

例如，在建筑工程中，激光测距仪可以用于测量建筑物的高度、距离和角度，帮助工程师进行设计和施工。

在地理测量领域，激光测距仪可以用于制作地形图、测量地表的高程等。

另外一个工程应用的领域是激光雷达。

激光雷达是利用激光测距技术来测量目标物体的距离的雷达系统。

它可以用于无人驾驶汽车、航空航天、地质勘探等领域。

在无人驾驶汽车中，激光雷达可以用于实时检测车辆周围环境的障碍物、行人等，并通过计算距离和速度来实现智能驾驶。

在航空航天中，激光雷达可以用于测量卫星与地面的距离，帮助航空航天工程师进行轨道设计和导航。

除了测量应用之外，激光测距技术还可以用于工程的控制应用。

例如，在机器人控制中，激光测距技术可以用于检测机器人周围的环境，帮助机器人进行导航和避障。

在航空航天工程中，激光测距技术可以用于测量航空器和航天器的姿态和位置，帮助工程师进行飞行控制。

总之，激光测距技术是一种非常重要且广泛应用的技术。

它的原理是基于光的传播速度和时间的关系，并通过测量距离来实现工程应用。

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视距测量精度又太低。

为了提高测距速度和精度，随着科学技术的进步，在20世纪40年代末人们就研制成了光电测距仪。

它具有测量速度快、方便，受地形影响小，测量精度高等优点，现已逐渐代替常规量距，如今，光电测距仪的应用，大大提高了作业的速度和效率，使测边的精度大为提高。

光电测距仪按测程划分有：短程测距仪(≤5km)、中程测距仪(5～15km)、远程测距仪(15km以上)；按测量精度划分为：I级(1 mD I<一5mm)、Ⅱ级(5mm。

<I mD l≤lOmm)和Ⅲ级(I mD I≥lOmm)(I mD I为lkm测距的中误差)；按采用载波划分有：微波测距仪、激光测距仪和红外测距仪。

二、光电测距仪测距的原理如图4—13所示，光电测距的原理是以电磁波(光波等)作为载波，通过测定光波在测线两端点间的往返传播时间￡：D，以及光波在大气中的传播速度c，来测量两点间距离的方法。

若电磁波在测线两端往返传播的时间为t：口，光波在大气中的传播速度为c，则可求出两点间的水平距离D。

图4-13 光电测距原理D=1/2c*t2D (4—11)式中：c——光波在大气中的传播速度。

(c。

为光波在真空中的传播速度，反射棱镜其值为299 792 458m／s；n为大气折射率，是大气压力、温度、湿度的函数)；f：D——光波在被测两端点间往返传播一次所用的时间(s)。

从式(4—11)可知，光电测距仪主要是确定光波在待测距离上所用的时tzD，据此计算出所测距离。

因此测距的精度主要取决于测定时间t：D的精度，时间￡zD的测定可采用直接方式，也可采用间接方式，如要达到±1em的测距精度，时间量测精度应达到6．7×10‘11 s，这对电子元件的性能要求很高，难以达到。

1、基本原理是光学三角法:采用激光三角原理和或回波分析原理进行非接触位置、位移测量的精密传感器。

广泛应用于位置、位移、厚度、半径、形状、振动、距离等几何量的工业测量。

半导体激光器1被镜片2聚焦到被测物体6。

反射光被镜片3收集，投射到CCD阵列4上；信号处理器5通过三角函数计算阵列4上的光点位置得到距物体的距
离。

2、脉冲法或时分法：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。

随着光电子技术的发展，精度在不断提高，盲区也在不断的缩小。

3、相位式激光测距仪：相位式激光测距仪是用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。

即用间接方法测定出光经往返测线所需的时间，如图所示。

相位式激光测距仪一般应用在精密测距中。

由于其精度高，一般为毫米级，为了有效的反射信号，并使测定的目标限制在与仪器精度相称的某一特定点上，对这种测距仪都配置了被称为合作目标的反射镜。

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