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美國艾世科EXTECH激光測(cè)距儀
美國艾世科EXTECH激光測(cè)距儀
測(cè)距儀是一種航跡推算儀器,，用于測(cè)量目標(biāo)距離，進(jìn)行航跡推算,。測(cè)距儀的形式很多,，通常是一個(gè)長形圓筒，由物鏡,、目鏡,、測(cè)距轉(zhuǎn)鈕組成，用來測(cè)定目標(biāo)距離,。
測(cè)距儀從測(cè)距基本原理,，可以分為以下三類：
激光測(cè)距儀
激光測(cè)距儀是利用激光對(duì)目標(biāo)的距離進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定的儀器。激光測(cè)距儀在工作時(shí)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(jì)時(shí)器測(cè)定激光束從發(fā)射到接收的時(shí)間，計(jì)算出從觀測(cè)者到目標(biāo)的距離,。
激光測(cè)距儀是目前使用為廣泛的測(cè)距儀,，激光測(cè)距儀又可以分類為手持式激光測(cè)距儀（測(cè)量距離0-300米），望遠(yuǎn)鏡激光測(cè)距儀（測(cè)量距離500-3000米）,。
超聲波測(cè)距儀
超聲波測(cè)距儀是根據(jù)超聲波遇到障礙物反射回來的特性進(jìn)行測(cè)量的,。超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射同時(shí)開始計(jì)時(shí),，超聲波在空氣中傳播,，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即中斷停止計(jì)時(shí),。通過不斷檢測(cè)產(chǎn)生波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波,，從而測(cè)出發(fā)射超聲波和接收到回波的時(shí)間差T，然后求出距離L,。
超聲波測(cè)距儀,，由于超聲波受周圍環(huán)境影響較大，所以一般測(cè)量距離比較短,，測(cè)量精度比較低,。目前使用范圍不是很廣闊,，但價(jià)格比較低，一般幾百元左右,。
紅外測(cè)距儀
用調(diào)制的紅外光進(jìn)行精密測(cè)距的儀器,，測(cè)程一般為1-5公里。利用的是紅外線傳播時(shí)的不擴(kuò)散原理：因?yàn)榧t外線在穿越其它物質(zhì)時(shí)折射率很小,，所以長距離的測(cè)距儀都會(huì)考慮紅外線,，而紅外線的傳播是需要時(shí)間的，當(dāng)紅外線從測(cè)距儀發(fā)出碰到反射物被反射回來被測(cè)距儀接受到再根據(jù)紅外線從發(fā)出到被接受到的時(shí)間及紅外線的傳播速度就可以算出距離
紅外測(cè)距的優(yōu)點(diǎn)是便宜,，易制,，安全，缺點(diǎn)是精度低,，距離近,，方向性差。
激光測(cè)距儀一般采用兩種方式來測(cè)量距離：脈沖法和相位法,。脈沖法測(cè)距的過程是這樣的：測(cè)距儀發(fā)射出的激光經(jīng)被測(cè)量物體的反射后又被測(cè)距儀接收,，測(cè)距儀同時(shí)記錄激光往返的時(shí)間。光速和往返時(shí)間的乘積的一半,，就是測(cè)距儀和被測(cè)量物體之間的距離,。脈沖法測(cè)量距離的精度是一般是在+/-1米左右。另外,，此類測(cè)距儀的測(cè)量盲區(qū)一般是15米左右,。
激光測(cè)距是光波測(cè)距中的一種測(cè)距方式，如果光以速度c在空氣中傳播在A,、B兩點(diǎn)間往返一次所需時(shí)間為t,，則A、B兩點(diǎn)間距離D可用下列表示,。
D=ct/2
式中：
D——測(cè)站點(diǎn)A,、B兩點(diǎn)間距離；
c——光在大氣中傳播的速度,；
t——光往返A(chǔ),、B一次所需的時(shí)間。
由上式可知,，要測(cè)量A,、B距離實(shí)際上是要測(cè)量光傳播的時(shí)間t，根據(jù)測(cè)量時(shí)間方法的不同,，激光測(cè)距儀通常可分為脈沖式和相位式兩種測(cè)量形式。
相位式激光測(cè)距儀
相位式激光測(cè)距儀是用無線電波段的頻率,，對(duì)激光束進(jìn)行幅度調(diào)制并測(cè)定調(diào)制光往返測(cè)線一次所產(chǎn)生的相位延遲,，再根據(jù)調(diào)制光的波長，換算此相位延遲所代表的距離,。即用間接方法測(cè)定出光經(jīng)往返測(cè)線所需的時(shí)間，如圖所示,。
相位式激光測(cè)距儀一般應(yīng)用在精密測(cè)距中,。由于其精度高，一般為毫米級(jí),，為了有效的反射信號(hào),，并使測(cè)定的目標(biāo)限制在與儀器精度相稱的某一特定點(diǎn)上，對(duì)這種測(cè)距儀都配置了被稱為合作目標(biāo)的反射鏡,。
若調(diào)制光角頻率為ω,，在待測(cè)量距離D上往返一次產(chǎn)生的相位延遲為φ，則對(duì)應(yīng)時(shí)間t可表示為：
t=φ/ω
將此關(guān)系代入（3-6）式距離D可表示為
D=1/2ct=1/2c·φ/ω=c/(4πf)(Nπ+Δφ)
=c/4f(N+ΔN)=U(N+)
式中：
φ——信號(hào)往返測(cè)線一次產(chǎn)生的總的相位延遲,。
ω——調(diào)制信號(hào)的角頻率，ω=2πf,。
U——單位長度,，數(shù)值等于1/4調(diào)制波長
N——測(cè)線所包含調(diào)制半波長個(gè)數(shù)。
Δφ——信號(hào)往返測(cè)線一次產(chǎn)生相位延遲不足π部分,。
ΔN——測(cè)線所包含調(diào)制波不足半波長的小數(shù)部分。
ΔN=φ/ω
在給定調(diào)制和標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下,，頻率c/(4πf)是一個(gè)常數(shù),，此時(shí)距離的測(cè)量變成了測(cè)線所包含半波長個(gè)數(shù)的測(cè)量和不足半波長的小數(shù)部分的測(cè)量即測(cè)N或φ,，由于近代精密機(jī)械加工技術(shù)和無線電測(cè)相技術(shù)的發(fā)展,，已使φ的測(cè)量達(dá)到很高的精度,。
為了測(cè)得不足π的相角φ,，可以通過不同的方法來進(jìn)行測(cè)量,，通常應(yīng)用多的是延遲測(cè)相和數(shù)字測(cè)相，目前短程激光測(cè)距儀均采用數(shù)字測(cè)相原理來求得φ,。
由上所述一般情況下相位式激光測(cè)距儀使用連續(xù)發(fā)射帶調(diào)制信號(hào)的激光束,，為了獲得測(cè)距高精度還需配置合作目標(biāo)，而目前推出的手持式激光測(cè)距儀是脈沖式激光測(cè)距儀中又一新型測(cè)距儀，它不僅體積小,、重量輕,，還采用數(shù)字測(cè)相脈沖展寬細(xì)分技術(shù)，無需合作目標(biāo)即可達(dá)到毫米級(jí)精度,，測(cè)程已經(jīng)超過100m,，且能快速準(zhǔn)確地直接顯示距離。是短程精度精密工程測(cè)量,、房屋建筑面積測(cè)量中型的長度計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具。現(xiàn)應(yīng)用多的是leica公司生產(chǎn)的DISTO系列手持式激光測(cè)距儀和圖雅得Trueyard激光測(cè)距望遠(yuǎn)鏡等,。
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