脉冲激光测距时刻鉴别方法的研究

脉冲测距与相位测距的对比分析
在现代科技领域，测量距离的方法多种多样，其中，脉冲测距和相位测距是两种常用的测距方式。

本文将对这两种测距方式进行详细的对比分析。

一、脉冲测距
脉冲测距是一种利用发射短时间的脉冲光波，通过测量发射和接收之间的时间差来确定目标距离的方法。

这种测距方式的主要优点在于其精度高，因为其直接测量的是光传播的时间，而光速是一个非常稳定的常数。

此外，脉冲测距还可以通过改变脉冲宽度来调整测距范围，适应性较强。

然而，脉冲测距也存在一些缺点。

首先，由于需要精确测量微秒级别的时差，因此对电子设备的性能要求较高，成本相对较大。

其次，脉冲测距的抗干扰能力较弱，容易受到环境因素的影响。

二、相位测距
相位测距则是一种利用激光干涉原理，通过测量发射光波和反射光波之间的相位差来确定距离的方法。

相位测距的优点主要体现在其具有较高的分辨率和较强的抗干扰能力，适合于微小距离的测量。

但是，相位测距也有其局限性。

一方面，由于相位差受光波长限制，因此其测距范围较小。

另一方面，相位测距对环境条件要求较高，例如需要保持稳定的温度和湿度等，这在一定程度上限制了其应用场合。

三、对比分析
总的来说，脉冲测距和相位测距各有优劣，适用的场景也有所不同。

脉冲测距更适合于远距离、大范围的测距需求，如地质勘探、航空测量等领域；而相位测距则更适用于微小距离的高精度测量，如精密仪器制造、生物医学研究等领域。

综上所述，选择哪种测距方式取决于具体的测量需求和环境条件。

在未来的发展中，我们期待看到更多的新技术和新方法出现，以满足日益增长的测距需求。

脉冲法测距原理(一)脉冲法测距概述脉冲法测距是一种基于声、光、电波等物理现象的测距方法，是现代科技中常用的测距手段之一。

它利用了脉冲信号在空间中传播的延迟时间来计算距离。

原理在脉冲法测距中，首先需要发出一个脉冲信号，该信号会以光速在空间中传播，并在与目标物体相遇后反射回来。

接收装置会记录下信号发出时的时刻和信号接收到时的时刻，并计算出信号传输的时间间隔，从而得到距离。

距离的计算公式为：D=ct 2其中，D为距离，c为信号在介质中的传播速度，t为信号传输的时间间隔。

应用脉冲法测距在现代科技中有广泛的应用。

其中，最常见的应用是在激光测距中。

激光测距利用了光的波长极短、能量高、传输速度快的特点，可以快速准确地测量远距离。

此外，脉冲法测距也被应用于雷达测距、超声波测距、声纳测距等领域。

局限性脉冲法测距的精度受到很多因素影响，例如信号发射、反射和接收的精度，信号传输的介质、信号行进路径上的障碍物等。

另外，脉冲法测距只能测量静止目标的距离，对于动态目标的测量需要采用其他测距方法。

以上就是关于脉冲法测距的简要介绍，它是一种广泛应用的测距手段，具有重要的科学研究和实用价值。

优化为了提高脉冲法测距的精度和可靠性，可以采用多种优化措施。

其中，较为常见的措施有：双向测距双向测距是指通过两次发射信号来测量距离，以消除信号发射和接收误差对距离计算的影响。

双向测距的原理类似于往返测量。

通过两次测量的结果求平均值，可以有效提高精度。

相位比较测距相位比较测距是指通过比较发射信号和接收信号的相位差，来测量距离的一种方法。

相位比较测距的精度比脉冲法测距高，但需要比脉冲法测距更复杂的电路和算法。

脉冲压缩脉冲压缩是通过改变发射信号的脉冲时宽和形状，来提高信号的信噪比和分辨率，从而提高测距精度。

结论脉冲法测距是一种基于脉冲信号传输的测距方法，应用广泛。

为了提高测距精度和可靠性，可以采用双向测距、相位比较测距、脉冲压缩等优化措施。

第32卷第2期 红外与激光工程 2003年4月V ol.32N o.2 In frared and Laser Engineering Apr.2003脉冲激光测距时间间隔测量及误差分析杨成伟,陈千颂,林　彦,霍玉晶(清华大学电子工程系,北京　100084) 摘要:在脉冲激光测距时间间隔测量系统中,传统的数字时钟计数法受限于计数时钟的频率,测量精度不高。

由于模拟插入法具有测量范围大、线性好、测量精度高的优点,广泛应用于脉冲激光测距时间间隔测量系统中。

介绍了模拟插入法时间间隔测量的原理,设计了其测量系统及相应的测试电路。

利用该系统进行了实验研究,达到了100ps的时间间隔测量精度,对应于1.5cm的测距精度。

最后,进行了测量误差分析。

关　键　词: 脉冲激光测距;　时间间隔测量;　模拟插入法;　精度中图分类号:T N249 文献标识码:A 文章编号:100722276(2003)022*******Measurement on time2interval inpulsed laser ranging and error analysisY ANG Cheng2wei,CHE N Qian2s ong,LI N Y an,H UO Y u2jing(Department of E lectronic Engineering,Tsinghua University,Beijing100084,China)Abstract:The traditional digital counting method for time2interval measurement in pulsed laser ranging can’t achieve high precision,for it’s restricted by the frequency of counting clock.Analog interpolation time2 interval measurement has advantages of long measurement range,g ood linearity and high precision,s o it is widely applied for time2interval measurement in pulsed laser ranging.The principle of time2interval measure2 ment by analog interpolation in pulsed laser ranging is introduced.The corresponding time2interval measure2 ment system is designed and studied in experiments.The precision of time2interval measurement reaches up to 100ps,which corresponds to distance measurement precision at1.5cm.In the end,the error of analog inter2 polation time2interval measurement is analyzed theoretically.K ey w ords: Pulsed laser ranging;　T ime interval measurement;　Analog interpolation method;　Precision 收稿日期:2002207225;　修订日期:2002210215作者简介:杨成伟(19772),男,山东莱阳人,博士生,主要从事全固态激光器及激光测距方面的研究工作。

用于精密测量的激光测距技术研究摘要：伴随着社会的迅速发展以及科学技术水平的迅速提升，现代精密机械加工业以及相关测试技术明显取得了一定的进展。

由于激光测距技术具备测量精度高、测量时间短且抗干扰能力非常强等一系列特性，从而使得其在精密测量过程越来越受到欢迎。

现如今，激光测距技术在测试计量学领域中的重要性正在不断突显，其成为众多测量方面研究的主要趋势，故非常有必要对其展开更深入的探究，并将其推广运用。

文章将结合实际情况来探析用于精密测量的激光测距的各种方法。

关键词：精密测量；激光测距；方法前言：在20世纪60年代，激光技术这种高新技术开始被人们所提出来，其最先运用于军事活动中，以此来研制出新型的战争武器。

通过调查不难发现，与其他技术相比，激光技术的方向性明显更好，激光所呈现出的线型在很大程度上趋近于理想的平行光，且其能够传输到极远的距离，而且不会发散。

由于激光具有着诸多长处，从而使得其能够被推广运用于各个行业和领域中。

故而，针对精密测量的激光测距技术展开深入研究意义重大。

1传统的激光测距技术1.1脉冲激光测距脉冲激光法是我国最传统的激光测距技术。

脉冲激光系统的测距系统相对简单，其内部组成包括激光发射装置、接受装置和信息处理装置。

激光发射装置的主要功能是产生峰值功率高、光束聚集程度好的激光，并且在瞄准核对以后，完成光束的发射工作。

在激光脉冲信号到达检测目标时，接受装置再进行收集反射过来的脉冲信号，并且将反射回来的脉冲信号照射到光电探测器的光敏面上，实现光信号和电信号之间的转化。

同时，放大器会放大这些电信号，并交由信息处理装置进行处置，使其发挥作用。

因此，信息处理装置在工作时，必须经历激光信号往返的时间，其后才可以计算距离。

整个测距系统的工作流程可以总结成以下内容：第一，先利用激光发射器来进行激光脉冲发射，再利用光学系统发射到被检测目标上，进而发射出来；第二，采用主波取样头来采集到部分脉冲并将其传送到回接收装置内部，再利用相应的设备把脉冲信号放大，随后打开门电路；第三，观察一段时间后，等待反射脉冲被光学系统摄入以后，再运用光电转换和放大器进行信号放大和转换，脉冲将以电信号的形式输入到门电路中，此时门电路自动关闭。

脉冲激光测距仪测距参数的室内测试方法
脉冲激光测距仪是一种使用激光脉冲测量距离的仪器。

以下是一些可能的室内测试方法，以确保其准确性和可靠性。

1. 对比测试：将脉冲激光测距仪与其他已知准确度的测距仪进行对比测试。

在同一距离下，比较两者的测量结果，以确保脉冲激光测距仪的准确性。

2. 重复性测试：对同一距离进行多次测量，检查脉冲激光测距仪的重复性。

如果多次测量的结果一致，则说明测距仪的重复性良好。

3. 分辨率测试：检查脉冲激光测距仪的分辨率。

通过测量不同距离的物体，观察测距仪是否能准确分辨出这些距离。

4. 精度测试：通过实际测量已知长度的物体，比较测距仪的测量结果与实际长度之间的差异。

如果差异很小，则说明测距仪的精度较高。

5. 环境适应性测试：在不同的室内环境下测试脉冲激光测距仪的性能。

例如，在不同温度、湿度和气压下进行测试，以确保其在各种环境下的稳定性和准确性。

6. 校准：定期对脉冲激光测距仪进行校准，以确保其准确性。

校准可以通过与其他已知准确度的测距仪进行对比，或者使用标准长度进行测量来完成。

7. 数据处理：检查数据处理的准确性和可靠性。

例如，检查测距仪的算法是否正确，以及数据传输和处理的速度是否满足要求。

通过以上室内测试方法，可以评估脉冲激光测距仪的性能，并确保其在各种应用中的准确性和可靠性。

激光脉冲测距原理
激光脉冲测距原理是利用激光脉冲的传播时间来测量距离的一种方式。

传统的激光测距仪使用的是连续发射激光束，通过测量激光束的来回传播时间来计算距离。

而激光脉冲测距则是在传统测距仪的基础上进行了改进。

激光脉冲测距仪在发射时会发出一个短时间内的激光脉冲。

激光脉冲的脉宽通常在纳秒级别。

当激光脉冲照射到目标物体上时，一部分的激光会被反射回来并被接收器接收到。

接收器会记录下激光脉冲发射和接收的时间差，即来回传播时间。

由于激光的传播速度是已知的，在测量距离时可以根据来回传播时间计算出距离。

为了提高测量精度，激光脉冲测距仪通常会采用多次重复测量的方式，然后对测得的数据进行处理，如取平均值。

同时，为了减小测量误差，激光脉冲测距仪通常会使用较高频率的激光脉冲，以增加测量的稳定性和精确性。

激光脉冲测距原理的优点在于可以测量远距离并具有较高的精确度。

它在工程测量、地理测量、水文测量等领域都有广泛的应用。

同时，随着激光技术的进步和发展，激光脉冲测距仪也在不断改进和提高测量性能，为各个领域的精确测量提供了有效的手段。

激光测距论⽂讲解激光测距及在军事上的应⽤摘要激光技术这⼀⾼新技术，经过半个世纪的发展，从机理原理，实验⼿段到制造⼯艺都已逐步成熟，且先进的激光器不断研制成功，并凭借其⾼亮度、⽅向性强、单⾊性好、相⼲性好的显著特点，在⼯业、农业、医疗、军事等领域的应⽤已经是⼤显神威。

⽽激光武器经过不断地开发和研究，⽬前已有了重⼤的进展：低功率激光武器已开始装备部队，⾼功率激光武器则在技术上已基本成熟，将在未来现代化战争或局部战争中发挥举⾜轻重的作⽤。

本⽂简要介绍了脉冲激光测距原理及常见的激光测距仪，并对它们在军事上的应⽤作了相应的介绍。

关键词：激光测距；激光测距仪；军事应⽤⼀、引⾔激光测距是激光在军事上应⽤最早和最成熟的技术。

⾃1960 年第⼀台激光器--红宝⽯激光器发明以来，便有⼈开始进⾏激光测距的研究。

和微波测距等其它⽅法相⽐,激光测距具有更好的⽅向性和更⾼的测距精度,测程远,抗⼲扰能⼒强,隐蔽性好,因⽽得到⼴泛的应⽤。

激光测距的研究还对雷达技术的发展起了很⼤的促进作⽤,因⽽在国民经济和国防建设中具有重要意义。

根据所发射激光状态的不同,激光测距分为激光脉冲测距和连续波激光测距,后者根据起⽌时刻标识的不同⼜分为相应激光测距和调频激光测距。

本⽂将介绍脉冲测距的最新技术发展。

⼆、脉冲激光测距原理脉冲激光测距是利⽤激光脉冲持续时间极短,能量在时间上相对集中,瞬时功率很⼤(⼀般可达兆⽡)的特点,在有合作⽬标的情况下,脉冲激光测距可以达到极远的测程;在进⾏⼏公⾥的近程测距时,如果精度要求不⾼,即使不使⽤合作⽬标,只是利⽤被测⽬标对脉冲激光的漫反射索取的反射信号,也可以进⾏测距。

图1 脉冲飞⾏时间激光测距系统⼀个典型的脉冲飞⾏时间激光测距系统通常有以下五个部分组成:激光发射单元,⼀个或两个接收通道,时刻鉴别单元,时间间隔测量单元和处理控制单元。

激光发射单元在t0 时刻发射⼀激光脉冲,其中⼀⼩部分功率直接进⼊接收通道1,经时刻鉴别单元产⽣起始(START)信号,开始时间间隔测量;其余功率从发射天线向⽬标发射出去,经距离R 到达⽬标后被反射;接收通道2 的光电探测器接收到返回脉冲,经放⼤后到达时刻鉴别单元,产⽣⼀终⽌(STOP)信号,终⽌时间间隔测量;时间间隔测量单元把所测得的结果t 输出到处理控制单元,最后得到距离R=ct/2。

脉冲测距原理
脉冲测距原理也称为时差测距原理，是一种常用的测量距离的方法。

它基于声波或光波在空间中传播的时间差来计算物体与测距设备之间的距离。

脉冲测距原理的基本思想是：发射一束脉冲光或声波，并通过接收器接收从目标物体反射回来的波。

然后，通过测量光或声波从发射到接收器的时间差，可以计算出物体与测距设备之间的距离。

在脉冲测距中，首先向目标物体发射一个短脉冲，然后等待反射波返回，并使用接收器接收反射波。

测量器会记录下发射脉冲和接收到反射波之间的时间差。

由于光或声波在空间中的传播速度是已知的，因此可以根据时间差计算距离。

具体而言，光脉冲测距原理中，使用激光器发射的短脉冲光束作为测距信号。

当光束照射到目标表面时，部分光将被反射回来并被接收器接收到。

通过测量发射和接收时间之间的差异，能够得出非常精确的测距结果。

而在声脉冲测距原理中，使用超声波作为测距信号。

当超声波达到目标并被反射回来时，接收器将接收到反射波并记录回波时间。

通过计算发射和接收时间之间的差异，可以得到目标距离。

脉冲测距原理广泛应用于激光测距仪、雷达测距系统等。

它具
有高精度、高测距范围、快速测量等优点，并且在工业、军事、航天等领域中具有重要的应用价值。

脉冲CO2 激光测距技术及其在国防领域的应用研究院系：信息科学与技术系专业班：光信息科学与技术0803班姓名学号：20081182103指导教师：2012年5月脉冲CO2激光测距技术及其在国防领域的应用研究Pulsed CO2Laser Ranging Technology And Its Application In The Field ofNational Defense摘要脉冲CO2测距是现代军事侦察和距离探测中的一项重要技术，因其具有测程远、精度高、大气穿透能力强、能实现人眼安全等特点被用于各种测距机，对提高防空、海上作战，中近程精确打击及陆上武器攻击的命中精度方面起关键作用。

脉冲CO2测距技术在很多领域具有非常好的应用前景。

在国防领域上各个发展国家都非常重视对脉冲CO2测距技术的研究工作。

对于如何提高脉冲CO2测距技术的准确性、测距范围和人眼安全是我们研究的主要方向。

而对气体激光器的保护部分又是脉冲CO2测距技术的重要部分，这也是研究的要素之一。

本文首先对脉冲CO2测距技术进行简要的介绍，特点与优势、主要应用领域以及脉冲CO2测距的技术发展。

阐述了开展脉冲CO2测距技术的必要性及重要性，然后介绍了脉冲CO2测距技术的工作原理和系统组成。

由于测距性能在脉冲CO2测距技术系统中重要性，本文用了一章的篇幅着重对测距性能进行分析，并提出脉冲CO2测距技术在国防领域中对人眼安全的要求，对脉冲CO2测距技术中常用的测距性能进行分析比较，最后得出脉冲CO2测距技术在国防领域的广泛应用及其发展前景。

本课题设计的重点也就放在脉冲CO2测距技术的介绍和特点上，以及脉冲CO2测距技术在国防领域的应用上和发展前景。

本人的主要工作是通过资料和自己的了解详细介绍脉冲CO2测距技术及其在国防领域上的应用研究，并畅想其以后的发展前景。

关键词：脉冲CO2测距国防领域测距性能AbstractPulse CO2 ranging is a key technology of the modern military reconnaissance and detection , because of its far measurement process ,high precision ,atmosphere through ability ,can realize the human eye safety features be used for a variety of ranging engine ,it play key role to improve the air defense ,marine combat ,short-range precision strikes and land of the precision weapons against . The technology has very good application in many fields . In the defense area ,so many development countries have attached great importance to its research work . For how to improve the ranging accuracy of CO2Pulse technology, human eye safety and ranging range .To protect the gas laser pulse is part of an important part of the Pulse CO2 ranging technology ,the research of this is also one of the elements of the study .In this paper, first Pulse CO2 ranging technology, including a brief introduction of the characteristics and advantages, restrictions, main application fields and the technological development of Pulse CO2 ranging technology. In Pulse CO2ranging technology and importance of optical research, and then introduced its system principle and system composition .In part because of pulse laser ranging in Pulse CO2ranging technology system, this paper use a the importance of optical the length of chapter on the ranging performance analysis. Put forward the CO2 ranging technology in defense pulse in the field on the ranging of performance requirements ,the pulse CO2ranging technology used in performance ranging carries on the analysis comparison ,finally draw CO2ranging technology in defense of the field wide application and development prospect .This topic is on the design emphasis of the pulse CO2ranging technology introduction and features, and its technology in defense of CO2 in the field of application and development prospect . My main job is through the material and his understanding of the detailed introduction pulse CO2ranging technology and its application in the field of research on defense ,and think about the prospects of the development of the future.Key words：Pulse CO2 ranging defense field the ranging performance目录摘要 (3)Abstract (4)绪论 (1)1 脉冲CO2激光测距系统原理与关键技术 (3)1.1脉冲CO2激光测距系统基本原理 (3)1.2脉冲CO2激光测距系统组成 (3)2 脉冲CO2激光测距系统的工作过程和主要部件分析 (5)2.1脉冲CO2激光测距系统的工作过程 (5)2.2CO2激光器的结构和输出特性 (5)2.21CO2激光器的结构 (5)2.22CO2激光器的输出特性 (6)2.3CO2激光器的激发过程 (6)3 2KHZ 重复频率紧凑型TEA CO2激光器 (7)3.1TEA CO2激光器的结构和特点 (7)3.2对脉冲放电激励TEA CO2激光器的分析 (8)4测距仪的光电读数显示和影响测距仪的各项因素 (10)4.1 测距仪的光电读数显示距离的显示原理及过程 (10)4.2 测量的精度分析 (10)4.3光脉冲对测距仪的影响 (11)5 脉冲CO2激光测距机的优势和缺陷 (12)5.1 CO2脉冲激光测距机的主要优点 (12)5.2CO2脉冲激光测距机存在的不足 (12)6 脉冲CO2激光测距在国防领域的应用 (13)6.1 战术用脉冲激光测距仪测距性能分析 (13)6. 2脉冲CO2激光测距对人眼的要求 (13)6. 3 在国防领域应用的各种脉冲激光测距类型 (14)6. 4 脉冲CO2激光测距的发展和前景 (16)结论 (17)致谢 (19)参考文献 (20)绪论随着激光产业的不断发展,脉冲激光器技术在国防领域的应用已经成为一种趋势，测距是激光在军事及其民用领域中的基本应用之一。