激光跟踪仪讲解
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一种基于激光跟踪仪的地理坐标系建立方法页数:3
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基于激光跟踪仪的复合材料构件成型模具检测页数:4
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激光跟踪仪应用介绍页数:3
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激光跟踪仪讲解-共11页页数:11
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激光跟踪仪航空应用PPT课件
大器、跟踪处理器和网卡跟踪处理器将跟踪器内的信号转化 成角度和距离观测值，通过局域网卡将数据传送到应用计算 机上，同理从计算机中发出的指令也可以通过跟踪处理器进 行转换再传送给跟踪器，完成测量操作。 (3) 电缆：传感器电缆和电动机电缆分别用来完成传感器和 电动机与控制器之间的连接。LAN电缆则用于跟踪处理器和 应用计算机之间的连接。 (4) 应用计算机：加载了工业用的专业配套软件，用来发出 测量指令和接收测量数据。
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1.激光跟踪仪系统
1.2激光跟踪仪系统的组成 (5) 反射器（靶标）：是激光跟踪测量系统的关键部件之一。
靶标有3种不同型号（见表一）
6
1.激光跟踪仪系统
1.2激光跟踪仪系统的组成 (6) 气象站：记录空气压力和温度。这些数据需要用来在计
算激光反射时是必需的，并通过串行接口被传送给联机的计 算机应用程序。 7) 测量附件：包括三角支架、手推服务小车等。支架用来固 定激光跟踪仪，调整高度，保证各种测量模式的稳定性，且 三角支架底座带轮子，可方便地移动激光跟踪仪。手推服务 小车则可装载控制器等设备，运送方便快捷。
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2.激光跟踪仪系统航空领域的应用
2.4激光跟踪仪在航空制造领域的应用事例
图8 奥地利MCE科技设备制造公司的装配车间，工程师正在装配空中客车的内外部连接组件
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2.激光跟踪仪系统航空领域的应用
2.4激光跟踪仪在航空制造领域的应用事例
图9 MCE的工程师在使用API激光跟踪仪对飞机机身零部件进行检测，
雷达工业：雷达表面形状的检测，雷达安装位置的检测。 重型机械行业：重要的大型部件的尺寸检测，逆向工程的应用。
随着科技的飞速发展，激光跟踪仪发展将更加广泛
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1.激光跟踪仪系统
1.2激光跟踪仪系统的组成 (5) 反射器（靶标）：是激光跟踪测量系统的关键部件之一。
靶标有3种不同型号（见表一）
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1.激光跟踪仪系统
1.2激光跟踪仪系统的组成 (6) 气象站：记录空气压力和温度。这些数据需要用来在计
算激光反射时是必需的，并通过串行接口被传送给联机的计 算机应用程序。 7) 测量附件：包括三角支架、手推服务小车等。支架用来固 定激光跟踪仪，调整高度，保证各种测量模式的稳定性，且 三角支架底座带轮子，可方便地移动激光跟踪仪。手推服务 小车则可装载控制器等设备，运送方便快捷。
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2.激光跟踪仪系统航空领域的应用
2.4激光跟踪仪在航空制造领域的应用事例
图8 奥地利MCE科技设备制造公司的装配车间，工程师正在装配空中客车的内外部连接组件
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2.激光跟踪仪系统航空领域的应用
2.4激光跟踪仪在航空制造领域的应用事例
图9 MCE的工程师在使用API激光跟踪仪对飞机机身零部件进行检测，
雷达工业：雷达表面形状的检测，雷达安装位置的检测。 重型机械行业：重要的大型部件的尺寸检测，逆向工程的应用。
随着科技的飞速发展，激光跟踪仪发展将更加广泛
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新一代激光跟踪仪安全操作及保养规程
新一代激光跟踪仪安全操作及保养规程激光跟踪仪是一种专业测量仪器，广泛应用于土木工程、地质勘探、矿山开采等领域。
由于其使用特殊的激光技术，因此需要特别注意安全操作和日常保养，下文将详细介绍新一代激光跟踪仪的安全操作及保养规程。
安全操作1. 仪器存储在使用激光跟踪仪前，首先要注意仪器的存储。
建议将仪器存放在干燥、通风、无尘和避光的地方，避免阳光直射和潮湿环境，确保仪器的正常运作。
2. 设备检查在使用激光跟踪仪前需要进行设备检查，以确保仪器的正常运作。
检查内容如下：1.检查仪器的配件是否齐全，如激光发射器、接收器、三脚架等。
2.检查仪器是否存在外部磨损、腐蚀等损坏现象。
3.检查仪器电源状态，是否充电充足或者电池能否正常供电。
3. 安全操作规程在使用激光跟踪仪时，需要遵守以下安全操作规程：1.确保工作区域内无人员，且设备周围无障碍物。
2.手持激光发射器时，不要直接对准人眼，使用时应带上激光安全镜。
3.在使用仪器时，不要过度弯曲和拉扯设备电缆，避免损坏电缆造成危险。
4.不要在激光发射器和接收器上涂抹任何化学药品或液体，避免发生化学反应。
4. 操作事项在使用激光跟踪仪时，需要注意以下操作事项：1.操作仪器时，需要轻拿轻放，避免对设备造成冲击。
2.操作前需要将仪器平放，并打开调平器，确保仪器水平。
3.在使用激光跟踪仪时，需要保证测量对象在射程范围内，避免误差发生。
日常保养激光跟踪仪的日常保养对于仪器的正常运作十分重要，以下是日常保养的规程：1. 清洁维护在使用完激光跟踪仪后，需要及时进行清洁维护。
建议使用干燥的棉布，轻轻擦拭设备表面和镜头，保证无尘，避免因粉尘进入设备而影响仪器的运作。
2. 存储在日常保养中，需要注意仪器的存储问题。
建议将激光跟踪仪存放在干燥、通风、无尘、避光且温度适宜的地方，避免日晒雨淋和潮湿环境。
同时，建议定期开机，避免长时间不使用而造成电池寿命损耗。
3. 配件检查激光跟踪仪的配件也需要定期检查，尤其是电池和电缆。
激光跟踪仪原理
激光跟踪仪原理
激光跟踪仪是一种使用激光束来跟踪目标物体的仪器。
它的工作原理基于激光的特性以及光的传播规律。
激光跟踪仪的主要组成部分包括激光发射器、接收器和信号处理器。
激光发射器发射一束激光光束，经过透镜成为平行光束，并照射到目标物体上。
当激光光束碰撞到目标物体上时，会产生反射或散射。
这些反射或散射的光被接收器接收，并转换成电信号。
接收器将电信号传输给信号处理器进行处理。
在信号处理器中，会对接收到的电信号进行分析和处理，以确定目标物体的位置、方向和运动状态。
通过计算出目标物体相对于激光跟踪仪的偏移角度和距离，可以实现对目标物体的精确定位和跟踪。
激光跟踪仪的工作原理基于三角测量原理和光的传播速度。
通过测量激光光束从激光发射器到目标物体再到接收器的时间差，可以计算出目标物体与激光跟踪仪之间的距离。
结合光束在空间中的角度信息，可以计算出目标物体的具体位置。
激光跟踪仪具有精确度高、反应速度快、适用于远距离测量等优点，在工业、航空航天等领域有着广泛的应用。
通过激光跟踪仪可以实现目标物体的检测、定位、跟踪和测量等功能，为各种应用提供了可靠的技术支持。
激光跟踪仪工作原理 -回复
激光跟踪仪工作原理-回复激光跟踪仪（Laser Tracker）是一种广泛应用于精密测量和三维坐标测量领域的仪器。
它能够通过激光光束实时跟踪目标并测量其位置和姿态，具有高精度和高稳定性的特点。
在本文中，我们将介绍激光跟踪仪的工作原理，并逐步解释其实现精密测量的过程。
一、激光测距原理激光跟踪仪的工作原理基于激光测距技术。
激光是一种特殊的光源，具有高度的方向性、单色性和相干性，能够通过空气以及一些物质的透明介质传输。
激光跟踪仪利用激光束与目标表面的交互作用，通过测量激光束的入射角度和反射角度的差异来计算目标与仪器之间的距离。
二、测量系统结构激光跟踪仪的测量系统主要由激光发射器、探测器和相关器组成。
激光发射器负责发出激光光束，探测器用于接收反射光，并将其转换为电信号。
相关器用于测量入射光束和反射光束之间的相位差异，然后根据相位差计算目标与仪器之间的距离。
三、基准准直激光跟踪仪的准确性和稳定性依赖于其基准准直的精度。
在使用激光跟踪仪进行测量之前，需要进行基准准直操作，即将仪器的坐标系与实际的坐标系进行匹配。
这通常通过测量一系列已知位置的参考点来实现，然后根据这些测量结果进行坐标系的校正和校准。
四、目标反射激光跟踪仪通过测量激光束与目标表面的交互作用来确定目标的位置和姿态。
目标通常需要具备一定的反射性能，以便激光光束能够被有效地反射回探测器。
反射性能可以通过目标表面的材料和涂层来控制和改善。
五、跟踪和测量一旦目标反射激光光束被探测器接收到，相关器就会开始测量入射光束和反射光束之间的相位差异。
相位差可以通过不同的技术进行测量，例如在时间上测量或频率上测量。
根据相位差，激光跟踪仪能够计算目标与仪器之间的距离，并通过其他的测量和计算方法来确定目标的位置和姿态。
六、误差校正和数据处理激光跟踪仪的测量过程中会存在一些误差，例如仪器自身的误差、环境影响等。
为了提高测量精度，需要对这些误差进行校正和补偿。
误差校正和数据处理通常采用一些数学模型和算法，根据测量结果进行拟合和计算，以得到最终的测量结果。
T3激光跟踪仪使用手册
目录第一章：坐标系介绍 (2)1．笛卡儿坐标系 (2)2．球坐标系 (4)3．柱坐标系 (4)第二章：API 激光跟踪仪III介绍 (6)1．API激光跟踪仪参数 (6)2．API激光跟踪仪组成 (8)3．激光跟踪仪的安全规程 (12)4．安装API 激光跟踪仪III (12)5．API激光跟踪仪原理 (14)第三章：TrackerCalib的使用 (17)1．TrackerClib软件介绍 (17)2．TrackerCalib软件的应用 (18)第四章：Spatial Analyzer的应用 (29)1．Spatial Analyzer介绍 (29)2．SA的安装 (29)3．SA连接激光跟踪仪 (33)4．SA跟踪仪界面介绍 (37)5．测量设置及点坐标采集 (52)6．跟踪仪一般设置 (56)第五单元：远程家点和配置反射镜及探针 (61)1．远程复位点 (61)2．在软件界面中添加SMR和探针 (63)第六单元：良好的测量原则 (68)第七章：创建特征形体 (70)1．构造点 (71)2．构造平面 (73)3．构造圆 (75)第八章：建立本地坐标系 (79)第九章：跟踪仪转站测量 (83)第十章：应用查询和组合 (86)1．查询单点或多个点之间的位置关系 (86)2．查询多个点到单点或对象 (88)第十一章：用关联比较组 (93)第十二章：比例补偿 (97)第十三章：测量报告 (99)1．快速报告 (99)2．GD&T报告 (101)3．HTML报告 (108)4．自定义报告模板 (109)第十四章：测量点与三维CAD模型最佳拟合 (113)第十五章：智能测头（I-Probe） (116)第十六章：智能扫描仪（I-Scan） (124)第一章：坐标系介绍理解坐标系是很重要的。
同样重要的是要熟悉三维空间的几何元素如线、面、圆和圆柱体以及每个实体是如何分解成简单几何元素的。
1．笛卡儿坐标系笛卡儿坐标系是有空间几何特征在相互正交的三个平面上投影而产生的，其特征如下：1．在二维几何中有X轴和Y轴；2．在三维几何中有X轴、Y轴和Z轴；3．各个轴是垂直相交的；4．各个轴上使用相同的距离单位。
激光跟踪仪原理
激光跟踪仪原理激光跟踪仪是一种常用于测量和追踪目标运动的仪器。
它利用激光束的特性，通过发射、接收和处理光信号来实现对目标的跟踪。
本文将介绍激光跟踪仪的原理和工作过程。
激光跟踪仪的原理基于激光的特性。
激光是一种特殊的光束，具有单色、单行波、高亮度和相干性等特点。
这些特性使得激光在目标跟踪中具有很大的优势。
激光跟踪仪首先通过激光发射器产生一束激光束，然后将其发射到目标上。
当激光束照射到目标表面时，部分光束被目标表面反射回来，称为反射光。
这些反射光中包含了目标的信息，如目标的形状、大小和位置等。
接下来，激光跟踪仪通过接收器接收反射光，并将其转换为电信号。
接收器通常由光电二极管或光电倍增管等光电器件组成。
光电器件可以将光信号转换为电信号，以便进一步处理和分析。
接收到的电信号经过放大和滤波等处理后，被送入信号处理器进行处理。
信号处理器根据接收到的信号，可以计算出目标的距离、角度和速度等信息。
这些信息可以用来描述目标的位置和运动状态。
在信号处理的过程中，激光跟踪仪通常采用一些特殊的算法和技术来提高跟踪的精度和稳定性。
例如，自适应滤波、卡尔曼滤波等算法可以用来抑制噪声和滤除干扰，从而提高跟踪的准确性。
激光跟踪仪的工作过程可以分为三个主要步骤：发射、接收和处理。
在发射阶段，激光跟踪仪通过激光发射器产生激光束，并将其发射到目标上。
在接收阶段，激光跟踪仪通过接收器接收目标反射回来的光信号，并将其转换为电信号。
在处理阶段，激光跟踪仪通过信号处理器对接收到的电信号进行处理和分析，从而得到目标的位置和运动状态。
激光跟踪仪在许多领域中都有广泛的应用。
例如，它可以用于航天、航空、船舶、汽车和机器人等领域中的目标跟踪和定位。
通过激光跟踪仪，可以实时监测目标的位置和运动状态，从而提高系统的安全性和可靠性。
激光跟踪仪是一种利用激光束进行目标跟踪的仪器。
它通过发射、接收和处理光信号，可以实现对目标的跟踪和定位。
激光跟踪仪在许多领域中都有广泛的应用，对提高系统的安全性和可靠性起着重要的作用。
激光跟踪仪介绍资料讲解
激光跟踪仪介绍 ——Laser tracker
激光跟踪仪的外观
激光跟踪系统坐标
x
如图，设P（x，y，z）为被测空间点， 假设点P 到点O 的距离为L，OP与z轴 夹角及x轴夹角已知，则有如下关系：
x L sin cos y L sin sin z L cos
测等
角度测量部分
包括方位角和高度角的角度编码器。 其工作原理类似于电子经纬仪、马达驱 动式全站仪的角度测量装置，包括水平 度盘、垂直度盘、步进马达及读数系统， 由于具有跟踪测量技术，它的动态性能 较好。
激光跟踪控制部分
由光电探测器（PSD）来完成。反 射器反射回的光经过分光镜，有一部分 光直接进入光电探测器，当反射器移动 时，这部分光将会在光电探测器上产生 一个偏移值，光电探测器根据偏移值会 自动控制马达转动直到偏移值为零，实 现跟踪反射器的目的。因此当逆反射器 在空间运动时，激光跟踪头能一直跟踪 逆反射器。
测量电路部分
该部分用于读出距离变化量和两个编码器的输出 脉冲数。与计算机之间进行大量的数据交换，计算机 进行数据处理，实时显示运动目标的三维位置。激光 跟踪器头围绕着两根正交轴旋转。每根轴具有一个编 码器用于角度测量和一只直接供电的DC电动机来进行 遥控移动。传感器头包含了一个测量距离差的单频激 光干涉测距仪（IFM），还有一个绝对距离测量的装 置（ADM）。激光束通过安装在倾斜轴和旋转轴交叉 处的一面镜子直指反射器。激光束也用作为仪器的平 行瞄正轴。挨着激光干涉仪的光电探测器（PSD）接 收部分反射光束，使跟踪器跟随反射器。
其中角度值由安装在跟踪头上的两个 编码器给出，距离值由跟踪头中的激 光干涉仪给出
激光跟踪仪工作原理
目标靶镜原理
入射靶镜的光束将沿原路返回
激光跟踪仪的外观
激光跟踪系统坐标
x
如图，设P（x，y，z）为被测空间点， 假设点P 到点O 的距离为L，OP与z轴 夹角及x轴夹角已知，则有如下关系：
x L sin cos y L sin sin z L cos
测等
角度测量部分
包括方位角和高度角的角度编码器。 其工作原理类似于电子经纬仪、马达驱 动式全站仪的角度测量装置，包括水平 度盘、垂直度盘、步进马达及读数系统， 由于具有跟踪测量技术，它的动态性能 较好。
激光跟踪控制部分
由光电探测器（PSD）来完成。反 射器反射回的光经过分光镜，有一部分 光直接进入光电探测器，当反射器移动 时，这部分光将会在光电探测器上产生 一个偏移值，光电探测器根据偏移值会 自动控制马达转动直到偏移值为零，实 现跟踪反射器的目的。因此当逆反射器 在空间运动时，激光跟踪头能一直跟踪 逆反射器。
测量电路部分
该部分用于读出距离变化量和两个编码器的输出 脉冲数。与计算机之间进行大量的数据交换，计算机 进行数据处理，实时显示运动目标的三维位置。激光 跟踪器头围绕着两根正交轴旋转。每根轴具有一个编 码器用于角度测量和一只直接供电的DC电动机来进行 遥控移动。传感器头包含了一个测量距离差的单频激 光干涉测距仪（IFM），还有一个绝对距离测量的装 置（ADM）。激光束通过安装在倾斜轴和旋转轴交叉 处的一面镜子直指反射器。激光束也用作为仪器的平 行瞄正轴。挨着激光干涉仪的光电探测器（PSD）接 收部分反射光束，使跟踪器跟随反射器。
其中角度值由安装在跟踪头上的两个 编码器给出，距离值由跟踪头中的激 光干涉仪给出
激光跟踪仪工作原理
目标靶镜原理
入射靶镜的光束将沿原路返回
激光跟踪仪测量原理
激光跟踪仪测量原理
激光跟踪仪是一种光学测量仪器，可以实现对移动物体的实时测量和跟踪，支持千兆
米的精准定位，在工业自动化测量中有着广泛的应用。
1、激光发射一束恒定的光线，激光发射器由激光二极管（LD）、光学元件、电源控
制器等组成。
将光源聚焦成一束点聚焦在物体表面上，形成一个可视的小点，用于测量移
动物体的位置和距离。
2、当移动物体出现在小点上时，会反射回一个亮点。
准直镜片将反射回来的光线准直，然后投射到近处的接收仪上。
接收仪上装有探测器，将光信号转换成电信号，然后获
取移动物体的位置信息。
3、激光跟踪仪发射的光线亮度分为定点和移动。
当物体表面发生变化时，它会发出
光波，将反射回来的光波传递到接收仪，然后检测移动物体的位置，实现跟踪。
4、激光跟踪仪经过显示器将信息传输到中央处理器，实时记录和处理移动物体的位置。
由于它可以实时跟踪，所以拥有良好的测量精准性，这又是一种非常有效的测量工具。
总之激光跟踪仪可以实时记录和处理物体的位置信息，具有高精度、实时性和可靠性
等特点，在工业自动化测量中有着广泛的应用。
激光跟踪仪原理
激光跟踪仪原理
激光跟踪仪是一种利用激光技术进行目标跟踪的设备，它在军事、航空航天、船舶、地质勘探等领域都有着重要的应用价值。
激光跟踪仪的原理是基于激光束的发射、接收和信号处理，通过测量目标与仪器之间的距离和方向，实现对目标的精确定位和跟踪。
首先，激光跟踪仪通过激光器发射一束激光束，这个激光束经过光学系统的聚焦和调整后，形成一个细小的光斑，然后照射到目标物体上。
目标物体表面的反射光被接收器接收后，经过光电探测器转换成电信号，再经过信号处理系统进行放大和滤波处理，最终得到目标物体的位置信息。
其次，激光跟踪仪的原理还涉及到光电探测器的工作原理。
光电探测器是将接收到的光信号转换成电信号的装置，它通常由光电二极管、光电倍增管或光电二极管阵列等组成。
当激光束照射到目标物体上并反射回来时，光电探测器会将接收到的光信号转换成电信号，并传输给信号处理系统进行进一步处理。
另外，激光跟踪仪的原理还包括信号处理系统的工作原理。
信号处理系统是将接收到的电信号进行放大、滤波、数字化等处理的
装置，它可以有效地提取出目标物体的位置信息，并进行数据处理和分析。
通过信号处理系统，激光跟踪仪可以实现对目标物体的精确定位和跟踪，为后续的应用提供了可靠的数据支持。
总的来说，激光跟踪仪的原理是基于激光技术和光电技术相结合的成果，它通过激光束的发射、接收和信号处理，实现了对目标物体的精确定位和跟踪。
激光跟踪仪在军事、航空航天、船舶、地质勘探等领域都有着重要的应用前景，它为相关领域的研究和应用提供了重要的技术支持，具有着广阔的发展前景。
FARO三坐标仪
FARO三坐标测量机(激光跟踪仪)Faro空间测量激光跟踪仪通过内置激光干涉器、红外线激光发射器、光靶反射球测量长度、光栅编码器测量水平和仰视角度来实现三维大体积现场测量。
它具有70米的测量范围，超级绝对测量模式（X系列）/ 干涉和绝对测量模式（Xi系列）使测量过程更精确、更灵活，XtremeADM（绝对距离测量、断电续接）功能可保证系统的稳定精确性，是实现您三维大体积测量最先进最方便的仪器。
FARO 空间测量激光跟踪仪系列主机工作原理及特点：使用此测量系统，操作人员只须用三脚架支起激光跟踪仪，并用标靶反光镜接触或沿着测量工件表面移动。
激光跟踪仪投射光束，反光镜将其反射回接收器，计算并记录70米范围内的每个点的位置。
如果激光跟踪仪及靶球之间的光束被意外阻挡，超级绝对测量功能允许在任意位置重新获取光束立即测量，而无需返回参考点。
⌝激光器放在主机体内而非放置在跟踪头上；XtremeADM是全封闭、平衡的设计，光束通过光纤传送 (无反射镜)，聚光性稳定性好，无干涉，稳定性好，使用寿命长。
此种设计, 使得垂直和水平的两个主轴安装工艺更合理和可靠。
⌝ XtremeADM功能：具有GPS校准的绝对距离测量、断电续接功能 (反映时间为1/10秒)，达到世界上最高的扫描速度，是世界上最快、最先进的ADM系统。
快速芯轴安装可在几秒内完成。
⌝⌝配置智能热键遥控器，语音控制系统可实现单人远程操作。
⌝环境监测传感器和自动环境补偿系统：适时监测环境的变化，修正激光参数，可对主机内及主机附近的大气湿度，空气压力和温度变化自动进行补偿，提高测量系统的精度稳定性，适应更复杂的外部环境。
⌝主机具有3个基准零点，可同时放置3个 (大、中、小) 反射镜标靶，可同时放置3个(大,中,小)反射镜标靶，起到光粑更换架的效果。
实际使用时更方便，提高测量效率。
⌝主机内置的电子水平仪提供精确的水平基准面，可实现主机水平、垂直、倒置、心轴安装等摆放，以实现不同场合的测量要求。
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概述1.1激光跟踪测量系统（Laser Tracker System）是工业测量系统中一种高精度的大尺寸测量仪器。
它集合了激光干涉测距技术、光电探测技术、精密机械技术、计算机及控制技术、现代数值计算理论等各种先进技术，对空间运动目标进行跟踪并实时测量目标的空间三维坐标。
它具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点，适合于大尺寸工件配装测量。
SMART310是Leica公司在1990年生产的第一台激光跟踪仪，1993年Leica公司又推出了SMART310的第二代产品，其后，Leica公司还推出了LT/LTD系列的激光跟踪仪，以满足不同的工业生产需要。
LTD系列的激光跟踪仪采用了Leica公司专利的绝对测距仪，测量速度快，精度高，配套的软件则在Leica统一的工业测量系统平台Axyz 下进行开发，包括经纬仪测量模块、全站仪测量模块、激光跟踪仪测量模[8]。
块和数字摄影测量模块等激光跟踪系统在我国的应用始于1996年，上飞、沈飞集团在我国第一次引进了SMART310激光跟踪系统；2005年上海盾构公司引进了Leica公司的一套LTD600跟踪测量系统，应用于三维管模的检测。
[52]激光跟踪测量系统的基本原理1.2近年来，激光跟踪测量系统的应用领域在不断扩大，很多公司都相继推出了各自品牌的激光跟踪仪，但所有的激光跟踪测量系统基本都是由激光跟踪头（跟踪仪）、控制器、用户计算机、反射器（靶镜）及测量附件等组成的。
在本文中，实验采用的是LTD600激光跟踪测量系统（图2.1），因此具体讨论的基本原理是基于LTD600型的激光跟踪测量系统。
图2.1 LTD600激光跟踪测量系统系统的组成1.2.1激光跟踪仪的实质是一台能激光干涉测距和自动跟踪测角测距的全站仪，区别之处在于它没有望远镜，跟踪头的激光束、旋转镜和旋转轴构成了激光跟踪仪的三个轴，三轴相交的中心是测量坐标系的原点。
它的结构原理如图2.2所示。
系统的硬件主要组成部分包括：传感器头、控制器、电动机和传感器电缆、带LAN电缆的应用计算机以及反射器。
(1) 传感器头：读取角度和距离测量值。
激光跟踪器头围绕着两根正交轴旋转。
每根轴具有一个编码器用于角度测量和一只直接供电的DC电动机来进行遥控移动。
传感器头的油缸包含了一个测量距离差的单频激光干涉测距仪（IFM），还有一个绝对距离测量装置（ADM）。
激光束通过安装在倾斜轴和旋转轴交叉处的一面镜子直指反射器。
激光束也用作为仪器的平行瞄正轴。
挨着激光干涉仪的光电探测器（PSD）接收部分反射光束，使跟踪器跟随反射器。
图2.2 激光跟踪仪结构原理图(2) 控制器: 包含电源、编码器和干涉仪用计数器、电动机放大器、跟踪处理器和网卡（图2.3）。
跟踪处理器将跟踪器内的信号转化成角度和距离观测值，通过局域网卡将数据传送到应用计算机上，同理从计算机中发出的指令也可以通过跟踪处理器进行转换再传送给跟踪器，完成测量操作。
图2.3 控制器(3) 电缆：传感器电缆和电动机电缆分别用来完成传感器和电动机与控制器之间的连接。
LAN电缆则用于跟踪处理器和应用计算机之间的连接。
(4) 应用计算机：经过专业人员的配置后，加载了工业用的专业配套软件，用来发出测量指令和接收测量数据。
(5) 反射器：采用球形结构，因此测量点到测量面的距离是固定的。
本系统中采用三面正交镜的三重镜反射器。
(6) 气象站：记录空气压力和温度。
这些数据需要用来在计算激光反射时是必需的，并通过串行接口被传送给联机的计算机应用程序,如图2.4。
图2.4 气象站(7) 测量附件：包括三角支架、手推服务小车等。
支架用来固定激光跟踪仪，调整高度，保证各种测量模式的稳定性，且三角支架底座带轮子，可方便地移动激光跟踪仪。
手推服务小车则可装载控制器等设备，运送方便快捷。
[7]系统的基本原理1.2.2激光跟踪测量系统的工作基本原理是在目标点上安置一个反射器，跟踪头发出的激光射到反射器上，又返回到跟踪头，当目标移动时，跟踪头调整光束方向来对准目标。
同时，返回光束为检测系统所接收，用来测算目标的空间位置。
简．单的说，激光跟踪测量系统的所要解决的问题是静态或动态地跟踪一个在空间中运动的点，同时确定目标点的空间坐标。
激光跟踪仪的坐标测量是基于极坐标测量原理的（图2.5）。
测量点的坐标由跟踪头输出的两个角度，即水平角H和垂直角V，以及反射器到跟踪头的距离D计算出来的。
本系统在实际应用中采用的一站法激光跟踪测量系统。
图2.5 一站法激光跟踪仪坐标测量原理计算公式为：（2.1）系统的工作原理从以下几个部分进行讨论：（1）角度测量部分：其工作原理类似于电子经纬仪、马达驱动式全站仪的角度测量装置，包括水平度盘、垂直度盘、步进马达及读数系统，由于具有跟踪测量技术，它的动态性能较好。
（2）距离测量部分：由IFM装置和ADM装置分别进行相对距离测量和绝对距离测量。
IFM是基于光学干涉法的原理，通过测量干涉条纹的变化来测量距离的变化量，因此只能测量相对距离。
而跟踪头中心到鸟池（图2.6）的距离是已知固定的，称为基准距离。
ADM装置的功能就是自动重新初始化IFM，获取基准距离。
ADM通过测定反射光的光强最小来判断光所经过路径的时间，来计算出绝对距离。
当反射器从鸟池内开始移动，IFM测量出移动的相对距离，再加上ADM测出的基准距离，就能计算出跟踪头中心到空间点的绝对距离。
图2.6 鸟池（3）激光跟踪控制部分：由光电探测器（PSD）来完成。
反射器反射回的光经过分光镜，有一部分光直接进入光电探测器，当反射器移动时，这部分光将会在光电探测器上产生一个偏移值，光电探测器根据偏移值会自动控制马达转动直到偏移值为零，实现跟踪反射器的目的。
激光跟踪仪的测量精度和系统误差校准方法1.2.3激光跟踪仪的测量精度主要取决于测角和测距的精度以及测量环境的影响。
以Leica公司的LTD600型激光跟踪仪为例，它的角度分辨率为0.14″，角度测量精度达2.0″；单频光外差干涉法测量距离的分辨率为，距离的测，其精度主要受到温度和气压测量精度和变化及大气条件均量精度达匀性的影响，同时，干涉法距离测量的精度还受到基准距离校准精度的影响，因为基准距离校准误差将会成为干涉测距的系统误差；ADM绝对测距仪采用光偏振的工作原理，它的距离测量分辨率达，在全量程范围内的距离测量精度为，垂直方，水平方向的量测范围达；跟踪仪最大量测距离为向的量测范围为。
在测量范围内， (即IFM)；ADM相对坐标测量精度达到绝对坐标测量精度达到 ()。
当然系统精度还取决于工作场即地和环境的稳定性，一般要求在室内较稳定的工作条件下。
之前提过激光跟踪仪的三轴，理论上，三轴之间是要保持正交关系，但由于实际的机械加工，安装调整误差和电子零点误差等影响，轴系间不可能到达理想的正交状态，这也是系统误差存在的原因。
[8]中指出，按物理意义激光跟踪仪角度测量的系统误差在李广云教授的论文分为15类，即有15个校准参数，分别是：水平轴倾斜误差i、旋转镜倾斜误差c、激光束倾斜误差lx和ly、水平轴偏移误差e、旋转镜偏移误差f、激光束偏移误差Ox和Oy、平行玻璃板偏移误差O2x和O2y、垂直度盘指标差j、水平度盘偏心差Ex和Ey、垂直度盘偏心差Kx和Ky。
这些系统误差的检验类似于经纬仪或全站仪的检验，并且在配套的系统软件中已经添置了专门的仪器校准程序，在实际作业中这些参数会被，操作人员只要将测定的误差参数存于应用计算机中自动传送到跟踪仪控制器中，用来补偿修正各类测角测距观测值。
为了简化操作过程，在激光跟踪仪出厂前厂家同时给出了一组校准后的参数供用户参考，但考虑到重新安装、环境变化、长途运输等因素的影响，用户也应自行检测。
校准方法可参考经纬仪等的校准，具体的方法可参考仪器出厂的使用说明书。
不同于经纬仪或全站仪，跟踪仪中有个基准距离，即跟踪头中心到鸟池的距离，基准距离的测定误差称为基距误差C，它属于测距系统误差。
基距误差的测定方法在文献[7]中提出，选取两个稳定点1、2，两点相距3～4m，确保两点基本与跟踪头处于同一高度，在A，B两点分别设站，分别观测1、2点的水平角、垂直角、距离三类共12个观测值，根据余弦定理可以计算出C值。
具体计算公式为：（2.2）两式并整理得：（2.3）式中，（2.4）在实际计算基距误差中，根据图2.7所示，在A、B两站分别观测1、2两点，按式(2.3)可以计算得出基距误差C。
图2.7 基准距离校准方法实际上，C的值是基准距离的变化部分与反射器常数之和，所以对于不同类型的反射器，C的值也会发生变化，对于不同的反射器需要分别进行校准。
系统的应用1.2.4激光跟踪仪配备了高精度的水平和垂直角度编码器，实现精确的角度测量；专利的徕卡激光干涉仪实现精确的相对距离测量；高精度的绝对测距仪则实现快速检测。
这些特点弥补了对大型构件的传统测量方法——经纬仪法的不足之处，例如人工测量的效率相对较低、观测精度差等缺点。
激光跟踪测量系统测量范围大、携带方便、对环境要求不高、适合现场作业等优点，使它的应用领域逐渐扩大。
在重型机械制造业中，大尺寸部件的检测和逆向工程常采用激光跟踪测量系统。
在零部件生产中，该系统可以快速精确地检验每个成品零部件的尺寸是否与设计尺寸完全一致，同时迅速地数字化零部件的物理模型，得到的数字化文件可以用各种方法处理从而得出测量结果。
在机械领域中，逆向工程(Reverse Engineering)是在没有设计图纸或者设计图纸不完整以及没有CAD模型的情况下，按照现有零件的模型（称为零件原形），利用各种数字化技术及CAD技术重新构造原形CAD模型的过程。
CMM是逆向工程中的接触式测量方法，由于激光跟踪测量系统的原理也是基于三维坐标测量的方法，所以这套系统也在逆向工程中应用。
激光跟踪测量系统对工件模型进行扫描测量后建立数据模型，由数据[9]。
模型生成可以被加工中心识别的加工程序，从而加工出模具三维管片和模具测量系统就是激光跟踪测量系统的一个工程实践应用（图2.8），通过跟踪测量已经制成成品的管片各面上的空间点的坐标，经过坐标系转换纠正，将各面上的数据点拟合成平面或曲面，检验管片的尺寸与设计尺寸的偏差，以便判断成品的质量是否合格。
比起传统的检测测量方法，此套系统测量速度快，能在短时间内采集大量空间数据点信息，同时可以直接处理数据，给出成果报表，工作效率高，也大大节省了人力物力，一般只需要一个计算机操控人员及一个手持反射器移动的作业人员。
该套系统同样也适用于制造管片的模具的测量检测。
图2.8 三维管片和模具测量系统在汽车工业领域中，激光跟踪测量系统常用来在线检测车身、测量汽车外形、汽车工装检具的检测与调整。
在文献[10]中举出了汽车外形测量的实例，通再进行拼接得到完整的汽车曲面点，过激光跟踪仪采集汽车不同部位的点云数据云数据，利用三维造型软件得到汽车三维模型，在测量过程中，应调整好激光跟踪仪与汽车的相对位置，尽量减小角向测量长度，提高汽车点云数据精度。