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激光測距儀的定義、原理、分類、用途、選購及發(fā)展歷程

2010-10-20

激光測距儀的定義、原理、分類、用途、選購及發(fā)展歷程

定義

激光測距儀，是利用激光對目標(biāo)的距離進(jìn)行準(zhǔn)確測定的儀器。激光測距儀在工作時向目標(biāo)射出一束很細(xì)的激光，由光電元件接收目標(biāo)反射的激光束，計時器測定激光束從發(fā)射到接收的時間，計算出從觀測者到目標(biāo)的距離。激光測距儀重量輕、體積小、操作簡單速度快而準(zhǔn)確，其誤差僅為其它光學(xué)測距儀的五分之一到數(shù)百分之一。

原理
1.利用紅外線測距或激光測距的原理

　　測距原理基本可以歸結(jié)為測量光往返目標(biāo)所需要時間，然后通過光速c =299792458m/s 和大氣折射系數(shù)n 計算出距離D。由于直接測量時間比較困難，通常是測定連續(xù)波的相位，稱為測相式測距儀。當(dāng)然，也有脈沖式測距儀，需要注意，測相并不是測量紅外或者激光的相位，而是測量調(diào)制在紅外或者激光上面的信號相位。建筑行業(yè)有一種手持式的激光測距儀，用于房屋測量，其工作原理與此相同。

2.被測物體平面必須與光線垂直么？

　　通常精密測距需要全反射棱鏡配合，而房屋量測用的測距儀，直接以光滑的墻面反射測量，主要是因為距離比較近，光反射回來的信號強度夠大。與此可以知道，一定要垂直，否則返回信號過于微弱將無法得到精確距離。

3.若被測物體平面為漫反射是否可以？

通常也是可以的，實際工程中會采用薄塑料板作為反射面以解決漫反射嚴(yán)重的問題。

4.超聲波測距精度比較低，現(xiàn)在很少使用。

5.激光測距儀精度可達(dá)到1毫米誤差，適合各種高精度測量用途。

分類

激光測距儀分手持激光測距儀和望遠(yuǎn)鏡式激光測距儀。　　
1、手持激光測距儀：測量距離一般在200米內(nèi)，精度在2mm左右。這是目前使用范圍廣的激光測距儀。在功能上除能測量距離外，一般還能計算測量物體的體積。　　
2、望遠(yuǎn)鏡式激光測距儀：測量距離一般在600-3000米左右，這類測距儀測量距離比較遠(yuǎn)，但精度相對較低，精度一般在1米左右。主要應(yīng)用范圍為野外長距離測量。
一維激光測距儀用于距離測量、定位；激光測距儀
二維激光測距儀（Scanning Laser Range finder）用于輪廓測量，定位、區(qū)域監(jiān)控等領(lǐng)域；　　
三維激光測距儀（3D Laser Range finder）　　用于三維輪廓測量，三維空間定位等領(lǐng)域。激光測距儀是利用激光對目標(biāo)的距離進(jìn)行準(zhǔn)確測定的儀器。激光測距儀在工作時向目標(biāo)射出一束很細(xì)的激光，由光電元件接收目標(biāo)反射的激光束，計時器測定激光束從發(fā)射到接收的時間，計算出從觀測者到目標(biāo)的距離。

　　若激光是連續(xù)發(fā)射的，測程可達(dá)40公里左右，并可晝夜進(jìn)行作業(yè)。若激光是脈沖發(fā)射的，一般絕對精度較低，但用于遠(yuǎn)距離測量，可以達(dá)到很好的相對精度。

用途
激光測距儀廣泛用于地形測量，戰(zhàn)場測量，坦克，飛機，艦艇和火炮對目標(biāo)的測距，測量云層、飛機、導(dǎo)彈以及人造衛(wèi)星的高度等。它是提高高坦克、飛機、艦艇和火炮精度的重要技術(shù)裝備。由于激光測距儀價格不斷下調(diào)，工業(yè)上也逐漸開始使用激光測距儀，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)測控、礦山、港口等領(lǐng)域。[

選購
　　在選購測距儀時，需要考慮的幾點：

　　1.測量范圍

　　2.測量精度

　　3.使用的場合

　　基本分為以下幾種情況：
　a) 測量距離不長，多用于室內(nèi)，精度要求高。

　　建議——可選購“手持式激光測距儀”。

　　備注——手持式激光測距儀適合在室內(nèi)使用，測量精度及效果都非常不錯。

　?。ㄈ缬脩粜枰谑彝獾沫h(huán)境下進(jìn)行探測的話，建議配上專業(yè)的激光瞄準(zhǔn)器和反射板，結(jié)合使用才能達(dá)到預(yù)期的測程及效果。）

　 b) 測量距離較遠(yuǎn)，多用于戶外使用。

　　建議——選購“望遠(yuǎn)鏡式激光測距儀”（即：激光測距望遠(yuǎn)鏡）
　 c) 只需要在幾米或者十幾米范圍之內(nèi)進(jìn)行距離測量，

　　且精度要求不高的情況下。

　　建議——可選用“超聲波測距儀”。

　　備注——超聲波測距儀測量的效果受環(huán)境影響較大，穩(wěn)定和方向性較激光測距儀差，但價格相對便宜，適合與室內(nèi)測量。

發(fā)展歷程
　　世界上第一臺激光器，是由美國休斯飛機公司的科學(xué)家梅曼于1960年，首先研制成功的。美國軍方很快就在此基礎(chǔ)上開展了對軍用激光裝置的研究。1961年，第一臺軍用激光測距儀通過了美國軍方論證試驗，對此后激光測距儀很快就進(jìn)入了實用聯(lián)合體。

　　激光測距儀重量輕、體積小、操作簡單速度快而準(zhǔn)確，其誤差僅為其它光學(xué)測距儀的五分之一到數(shù)百分之一，因而被廣泛用于地形測量，戰(zhàn)場測量，坦克，飛機，艦艇和火炮對目標(biāo)的測距，測量云層、飛機、導(dǎo)彈以及人造衛(wèi)星的高度等。它是提高高坦克、飛機、艦艇和火炮精度的重要技術(shù)裝備。

　　由于激光測距儀價格不斷下調(diào)，工業(yè)上也逐漸開始使用激光測距儀。國內(nèi)外出現(xiàn)了一批新型的具有測距快、體積小、性能可靠等優(yōu)點的微型測距儀，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)測控、礦山、港口等領(lǐng)域。

　　激光是六十年代發(fā)展起來的一項新技術(shù)。它是一種顏色很純、能量高度集中、方向性很好的光。激光測距儀是利用激光進(jìn)行測距的一種儀器。它的作用原理很簡單：通過測定激光開始發(fā)射到激光從目標(biāo)反射回來的時間來測定距離。例如用激光測距儀來測量月球的距離，如果激光從開始發(fā)射到從月球反射回來的時間被測定為2.56秒，激光發(fā)射到月球的單程時間就等于1.28秒，而激光的速度是光速，等于每秒三十萬公里。因此，測得的月球離地球的距離為單程時間和光速的乘積，即三十八萬四千公里。為了發(fā)射和接收激光，并進(jìn)行計時，激光測距儀由激光發(fā)射器、接收器、鐘頻振蕩器及距離計數(shù)器等組成。激光測距儀還能用來對人造衛(wèi)星跟蹤測距，測量飛機飛行高度，對目標(biāo)進(jìn)行瞄準(zhǔn)測距，以及進(jìn)行地形測繪，勘察等。
　