Analiza načela merilnika razdalje ter spremljanje temperature in vlažnosti
Laserski daljinomeri običajno uporabljajo dve metodi za merjenje razdalje: impulzno metodo in fazno metodo. Postopek določanja razdalje s pulzno metodo je naslednji: laser, ki ga oddaja merilnik razdalje, odbije merjeni predmet in ga nato sprejme merilnik razdalje, merilnik razdalje pa hkrati beleži čas laserja naprej in nazaj. Polovica produkta svetlobne hitrosti in povratnega časa je razdalja med daljinomerom in merjenim predmetom. Natančnost merjenja razdalje z impulzno metodo je običajno okoli +/- 1 meter. Poleg tega je merilno slepo območje te vrste daljinomera običajno približno 15 metrov.
Lasersko merjenje razdalje je metoda merjenja razdalje pri merjenju razdalje svetlobnih valov. Če svetloba potuje po zraku s hitrostjo c in potrebuje čas t, da gre naprej in nazaj med dvema točkama A in B, potem lahko razdaljo D med točkama A in B uporabimo, kot sledi.
D{0}}ct/2
V formuli:
D——razdalja med dvema točkama A in B mesta postaje;
c——hitrost širjenja svetlobe v ozračju;
t——Čas, ki je potreben, da svetloba gre enkrat naprej in nazaj med A in B.
Iz zgornje formule je razvidno, da je merjenje razdalje A in B dejansko merjenje časa t širjenja svetlobe. Glede na različne metode merjenja časa lahko laserske daljinomere običajno razdelimo na dve vrsti meritev: impulzno in fazno.
Fazni laserski daljinomer
Fazni laserski merilnik razdalje uporablja frekvenco radijskega pasu za modulacijo amplitude laserskega žarka in merjenje fazne zakasnitve, ki jo ustvari modulirana svetloba, ki gre enkrat naprej in nazaj do geodetske črte, nato pa pretvori razdaljo, ki jo predstavlja fazna zakasnitev, glede na glede na valovno dolžino modulirane svetlobe. To pomeni, da se posredna metoda uporablja za merjenje časa, ki je potreben, da svetloba prepotuje merilno črto.
Fazni laserski merilnik razdalje se običajno uporablja pri natančnem merjenju razdalje. Zaradi svoje visoke natančnosti, običajno na milimetrski ravni, je ta daljinomer opremljen z reflektorjem, imenovanim kooperativna tarča, da bi učinkovito odbil signal in omejil izmerjeno tarčo na določeno točko, ki je sorazmerna z natančnostjo instrumenta. ogledalo.
Če je kotna frekvenca modulirane svetlobe ω in je fazna zakasnitev, ki nastane zaradi enega povratnega potovanja na razdalji D, ki jo je treba izmeriti, φ, potem lahko ustrezen čas t izrazimo kot:
t=φ/ω
Če zamenjamo to razmerje v (3-6), lahko razdaljo D izrazimo kot
D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=}c/(4πf) (Nπ+Δφ)
=c/4f (N+ΔN)=U(N+)
V formuli:
φ——Skupna fazna zakasnitev, ki jo ustvari signal, ki gre enkrat naprej in nazaj do merilne linije.
ω——Kotna frekvenca moduliranega signala, ω=2πf.
U——enota dolžine, vrednost je enaka 1/4 modulacijske valovne dolžine
N——Število moduliranih polvalovnih dolžin, vključenih v merilno črto.
Δφ——Del fazne zakasnitve, manjše od π, ki ga ustvari signal, ki gre enkrat naprej in nazaj do merilne linije.
ΔN——delni del modulacijskega vala, ki ga vsebuje merilna linija in je manjši od polovice valovne dolžine.
ΔN=φ/ω
Pri dani modulaciji in standardnih atmosferskih pogojih je frekvenca c/(4πf) konstanta. V tem času meritev razdalje zaradi razvoja sodobne tehnologija natančne obdelave in tehnologija merjenja radijske faze je merjenje φ doseglo zelo visoko natančnost.
Za merjenje faznega kota φ, ki je manjši od π, je mogoče uporabiti različne metode. Običajno se najpogosteje uporabljata merjenje faze z zamikom in digitalno merjenje faze. Trenutno laserski daljinomeri kratkega dosega uporabljajo princip digitalnega merjenja faze za pridobivanje φ.
