无线脉冲测距
㈠ 谁有详细一点的激光测距原理,包括脉冲和相位体制的
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。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。
激光测距的基本原理如图6-1所示。测距机由激光发射系统和探测系统组成(如图中虚线框所示)。工作时,激光器发射激光,光束穿过大气到达目标,经目标反射后返回,并由探测器接收。测出从激光发射到反射光被接收所经历的时间, 根据运动学中最基本的关系即可求出目标的距离。
目前常见的激光测距机,除有一部分采用二氧化碳气体激光器外,大多数使用固体激光器。
激光测距是光波测距中的一种测距方式,如果光以速度c在空气中传播,在A、B两点间往返一次所需时间为t,则A、B两点间距离D可用下列表示。
D=ct/2
式中:
D——测站点A、B两点间距离;
c——光在大气中传播的速度;
t——光往返A、B一次所需的时间。
由上式可知,要测量A、B距离实际上是要测量光传播的时间t,根据测量时间方法的不同,激光测距仪通常可分为脉冲式和相位式两种测量形式。
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。
若调制光角频率为ω,在待测量距离D上往返一次产生的相位延迟为φ,则对应时间t 可表示为:
t=φ/ω
将此关系代入(3-6)式距离D可表示为
D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ+Δφ)=c/4f (N+ΔN)=U(N+)
式中:
φ——信号往返测线一次产生的总的相位延迟。
ω——调制信号的角频率,ω=2πf。
U——单位长度,数值等于1/4调制波长
N——测线所包含调制半波长个数。
Δφ——信号往返测线一次产生相位延迟不足π部分。
ΔN——测线所包含调制波不足半波长的小数部分。
ΔN=φ/ω
在给定调制和标准大气条件下,频率c/(4πf)是一个常数,此时距离的测量变成了测线所包含半波长个数的测量和不足半波长的小数部分的测量即测N或φ,由于近代精密机械加工技术和无线电测相技术的发展,已使φ的测量达到很高的精度。
为了测得不足π的相角φ,可以通过不同的方法来进行测量,通常应用最多的是延迟测相和数字测相,目前短程激光测距仪均采用数字测相原理来求得φ。
由上所述一般情况下相位式激光测距仪使用连续发射带调制信号的激光束,为了获得测距高精度还需配置合作目标,而目前推出的手持式激光测距仪是脉冲式激光测距仪中又一新型测距仪,它不仅体积小、重量轻,还采用数字测相脉冲展宽细分技术,无需合作目标即可达到毫米级精度,测程已经超过100m,且能快速准确地直接显示距离。是短程精度精密工程测量、房屋建筑面积测量中最新型的长度计量标准器具。
一些相关的问题:
激光测距仪的应用领域主要是那些方面?
激光测距仪已经被广泛应用于以下领域:电力,水利,通讯,环境,建筑,地质,警务,消防,爆破,航海,铁路,反恐/军事,农业,林业,房地产,休闲/户外运动等。
为什么激光测距仪还有所谓“安全”和“不安全”的区别?
顾名思义,激光测距仪是用激光做为主要工作物质来进行工作的。目前,市场上的手持式激光测距仪的工作物质主要有以下几种:工作波长为905纳米和1540纳米的半导体激光,工作波长为1064纳米的YAG激光。1064纳米的波长对人体皮肤和眼睛是害的,特别是如果眼睛不小心接触到了1064纳米波长的激光,对眼睛的伤害可能将是永久性的。所以,在国外,手持激光测距仪中,完全取缔了1064纳米的激光
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.超声波测距精度比较低,现在很少使用。
㈡ 在脉冲激光测距仪中为了得到1m脉冲的测距脉冲当量
激光测距粗划分为两种,第一种原理大致是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,以激光测距仪为例;第二种是以激光位移传感器原理为原理的方法的。
激光的测量方法大致有三种,脉冲法(激光回波法),相位法,三角反射法。脉冲法测量距离的精度一般是在+/- 1米左右。另外,此类测距仪的测量盲区一般是15米左右。三角法用来测量2000mm以下短程距离(行业称之为位移)时,精度最高可达1um。相位式激光测距一般应用在精密测距中,精度一般为毫米级。激光回波分析法则用于远距离测量。
1第一类测距
如果光以速度c在空气中传播在A、B两点间往返一次所需时间为t,则A、B两点间距离D可用下列表示。
D=ct/2 式1.1
式中:
D——测站点A、B两点间距离;
c——光在大气中传播的速度;
t——光往返A、B一次所需的时间。
由上式可知,要测量A、B距离实际上是要测量光传播的时间t,根据测量时间方法的不同,激光测距仪通常可分为脉冲式和相位式两种测量形式。
2 第二类测距
激光位移传感器能够利用激光的高方向性、高单色性和高亮度等特点可实现无接触远距离测量。激光位移传感器(磁致伸缩位移传感器)就是利用激光的这些优点制成的新型测量仪表,它的出现,使位移测量的精度、可靠性得到极大的提高,也为非接触位移测量提供了有效的测量方法。
按照测量原理,激光位移传感器原理分为激光三角测量法和激光回波分析法,激光三角测量法一般适用于高精度、短距离的测量,而激光回波分析法则用于远距离测量。
3测量方法一:相位式激光测距
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。
若调制光角频率为ω,在待测量距离D上往返一次产生的相位延迟为φ,则对应时间t 可表示为:
t=φ/ω 式3.1
将此关系代入(1.1)式距离D可表示为
D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ+Δφ) = c/4f (N+ ΔN )=U(N+) 式3.2
式中:
φ——信号往返测线一次产生的总的相位延迟。
ω——调制信号的角频率,ω=2πf。
U——单位长度,数值等于1/4调制波长
N——测线所包含调制半波长个数。
Δφ——信号往返测线一次产生相位延迟不足π部分。
ΔN——测线所包含调制波不足半波长的小数部分。
ΔN=φ/ω
在给定调制和标准大气条件下,频率c/(4πf)是一个常数,此时距离的测量变成了测线所包含半波长个数的测量和不足半波长的小数部分的测量即测N或φ,由于近代精密机械加工技术和无线电测相技术的发展,已使φ的测量达到很高的精度。
为了测得不足π的相角φ,可以通过不同的方法来进行测量,通常应用最多的是延迟测相和数字测相,目前短程激光测距仪均采用数字测相原理来求得φ。
由上所述一般情况下相位式激光测距仪使用连续发射带调制信号的激光束,为了获得测距高精度还需配置合作目标,而目前推出的手持式激光测距仪是脉冲式激光测距仪中又一新型测距仪,它不仅体积小、重量轻,还采用数字测相脉冲展宽细分技术,无需合作目标即可达到毫米级精度,测程已经超过100m,且能快速准确地直接显示距离。是短程精度精密工程测量、房屋建筑面积测量中最新型的长度计量标准器具。
㈢ 无线电定位的原理是什么啊
无线电是指在所有自由空间(包括空气和真空)传播的电磁波,无线电技术是通过无线电波传播信号的技术。无线电技术的原理在于,导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象,通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端,电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。通过解调将信息从电流变化中提取出来,就达到了信息传递的目的。
无线电定位的原理是:在地球表面或外层空间建立若干个无线电发射台站,通过测量电磁波传播特性参数,确定运动体相对于发射台站的位置的工作。根据两条位置线的交点确定运动体的位置,称为平面二维定位。若再测定运动体距大地水准面的高度,则称为空间三维定位。
按无线电定位的工作原理区分,主要有脉冲测距、相位双曲线、脉冲双曲线和脉冲相位双曲线(见无线电双曲线定位系统)等定位方式。按其作用距离可分为近程、中程、 远程和超远程4种。近程系统有绍兰(Shoran)、哈菲克斯(Hi-Fix)和台卡(Decca)等;中程系统主要有罗兰(Loran)-A、罗兰-B和罗兰-D;远程和超远程系统分别以罗兰-C和奥米加(Omega)为代表。
在海洋测量中,无线电定位通常采取双曲线方式、测距(又称圆-圆)方式和圆-双曲线方式等。
㈣ 脉冲式和相位式光电测距有何异同
同:脉冲式和相位式都属于光电测距仪。
异:脉冲式采用内记录发射光和反容射光的时间来测距,相位式采用电磁波测距。
光电测距仪工作原理:利用已知光速测定它在两点间的传播时间来计算倾斜距离。脉冲式测距和相位式测距的异同:
脉冲式:在测站的一起将发射广播的光强调制成脉冲光,射向目标并接受反射光,并据此测定光波在测站和目标间往返传播的时间。适用于地形测量和目标难以到达时的测距。
相位式:利用周期为T的高频电振荡将测距仪的发射光源进行振幅调制,使光强随电振荡的频率周期性地明暗变化。调制光波在待测距离上往返传播,使同一瞬间的发射光与接收光产生相位差Δφ,据此间接计算出距离。相当于用长度为λ/2的光波尺来量距。使用时设置两种调制频率产生两种光尺长度,联合使用。
㈤ 脉冲测距法
脉冲来测距法。由测线一端的仪自器发射光脉冲,一小部分直接由仪器内部进入接收光电器件,作为参考脉冲,其余部分发射出去,经过测线另一端的反射镜反射回来,也进入接收光电器件,测量参考脉冲同反射脉冲相隔的时间 t,可求出距离D:
D=1/2ct式中 c 为光速 。这种方法一次测量可单值地求得待测距离。测程为几千米、十几千米,远的可达几十万千米。精度一般为米级或分米级,主要用于短距离低精度或长距离的测量。测程远时,其精度不如相位法的精度高。
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至少需要以下器材:
发射光脉冲的脉冲激光器
接受光脉冲并转化为电信号的高速反应的CCD(光电耦合器)
信号放大、信号比较和计算电路
㈥ 跪求:脉冲激光雷达和连续波激光雷达的测距原理相同么脉冲测距法和相位测距法分别对应哪种雷达
不相同,脉冲测距法对应脉冲激光雷达,通过测量脉冲传播时间来测定距离。
相位测量法对应于连续波激光雷达,应用相干的方法进行相位测量从而测距,是一种相对方法。
㈦ 脉冲回波测距的理论基础
1 一个脉冲抄测量理论上可以的,但实际袭上1个脉冲时间太短了.超声波发生器一般1秒发射几十到几百次,叫发射频率.每次发射的脉冲波为几个波长的波,叫脉冲频率.发射脉冲波的时间与发射和接收的时间不是同一个概念. 2 你所查的文献所表述的不明确.通常的超声波测距是利用发射和接收的时间与材料中超声波波速测出的.相同条件下,1个发射频率中发出的脉冲波越多,发射的能量就越多,接收和转换的能量就越多,设备所测量的结果就越容易.你提到的文献中所提到的脉冲宽度越大是发射超声与接收超声的时间间隔,因为s=v*t ,所以测距离越大,脉冲宽度越大. 3输出脉冲的个数与被测距离成正比我认为此提法的含义的理解应为:测量的距离小可以采用较短的脉冲宽度,较长的距离采用较长的脉冲宽度.这是因为如果测量的距离很长,而脉冲宽度短的话,会产生幻象波.测量的结果就成了脉冲宽度而不是实际的距离了. 4被测物距离越大,脉冲宽度越大,输出脉冲的个数与被测距离成正比.在这里的意思是,距离越大,超声间隔越长,在越长的时间里发射的脉冲个数就越多啊.简直就是画蛇添足,明白的都会搞晕!哈哈看看别的文献或书吧,你这个文献的说法太混乱了.
㈧ 脉冲激光测距和位相激光测距的的优势和劣势
LDM4x是激光相位的,精度更高,LDM30x是脉冲的,测量距离更大。
㈨ 雷达脉冲信号的测距精度与带宽及重复频率的关系
1、脉冲法抄测距。你要知道脉袭冲法测距原理。雷达对空中发射电磁波脉冲,遇到目标后反射回来,这需要一个延迟时间tr。设雷达和目标距离为R,雷达发射一个脉冲后在tr时间后接受到回波,则2R=ctr,其中c为电磁波传播速度,tr为延迟时间(即电磁波在空中走的时间),所以雷达和目标距离R=1/2ctr,只要测出tr就可测出目标距离。
2、测距精度。考虑式R=1/2ctr,两边取微分,可知雷达的测距精度与tr有关。对于简单的脉冲雷达,测距精度δ=1/2cτ,τ为发射脉冲宽度,即tr最小只能为τ,即当两个目标之间的距离小于1/2cτ时,雷达将分辨不出来两个目标之间的实际距离,而误认为是同一个目标。
3、带宽的问题。你说的带宽应该是指脉冲信号带宽,一般情况下,它约等于雷达接收机的带宽(这是事先设定好的,发射什么样的脉冲信号就要有相应的接收机与之匹配),典型雷达接收机对目标回波进行匹配滤波,此时接收机带宽和脉冲宽度的关系式为Bτ=1,即B=1/τ,因此测距精度又可以写为δ=1//(2B)
4、一般情况下脉冲重复频率只与雷达的最大单值测距范围有关系,和测距精度没有太大关系。
可以参看《雷达原理》等相关教材。
㈩ 脉冲式测距仪的工作原理是什么
脉冲式测距仪通过直接测定调制脉冲光波在测站与目标间往返传播的时间