光电子技术实习报告.doc

光电子技术实习报告 光电测距原理及使用 1电测距仪简介一、概述电磁波测距: 用电磁波（光波或微波）作为载波传输测距信号以测量两点间距离的一种方法。电磁波测距仪的优点：1、测程远、精度高。 2、受地形限制少。 3、作业快、工作强度低。 分类 1按测距仪所使用的光源分：普通光源、红外光源、激光光源。2按传播时间t的测定方法分：脉冲法测距、相位法测距。3.按发射目标分： 漫反射目标：无合作目标合作目标：反射镜 有源反射器：同频载波应答机，非同频载波应答机等2，按测程分 测程：测距仪一次所能测的最远距离 短程光电测距仪：测程小于3公里，用于工程测量。测距中误差一般为:（5mm+5ppm） 中程光电测距仪：测程为315公里，通常用于一般等级控制测量。测距中误差一般为:（5mm+2ppm） 远程光电测距仪：测程大于15公里，通常用于国家三角网及特级导线。测距中误差一般为:（5mm+1ppm） 精密测距仪：一般为中短测程，用于精密工程测量和地壳变形观测。测距中误差一般可达:（0.2mm+0.2ppm）3按测距精度分类 光电测距仪精度，可按1公里测距中误差划分为3级：级：|mD|5mm； 级：5mm|mD|10mm；级：10mm|mD|20mm。注意：mD为1km的测距中误差。 二、测距原理 光电测距（electro-magicdistancemeasuring） 全站仪、棱镜照片 光电测距仪是通过测量光波在待测距离D上往、返传播的时间t2D，计算待测距离D： 式中：c光波在空气中的传播速度。c=c0/n C0-真空中的光速：C0=299792458m/s1.2m/s;n-为大气折射率,它与波长、气温、气压和湿度有关。 测距方法 光电测距仪按照t2D测量方式的不同，可分为：2、相位式 第3/7页 相位式光电测距仪是将发射光强调制成正弦波的形式，通过测量正弦光波在待测距离上往、返传播的相位移来解算时间。1）相位法测距的实质： 将往、返程的正弦波以棱镜站为中心对称展开后的图形 总相位移 : （N为相位移的整周期数） 由于 ，所以 则： 调制波在待测距离D上往返传播，在t2D时间内发射波与接收波产生相位移?；根据相位差间接计算出传播时间t2D，从而计算两点间的距离。 式中， N为不足一整周期的小数 公式（4-13）可以理解为用一把长度为“u=/2”的“光测尺”量距，N为整尺段数，N为不足一整尺段的尾数。 由于光传播速度C和调制频率f是已知的，所以光尺的长度u=/2也是已知的，显然只要知道整尺段数N及余长比例数N，距离D就可以确定了。取 ，则不同的调制频率?对应的测尺长见下表： 由于u=/2,调制频率越大，测尺长度越短。 由于仪器测相系统测相精度一般为1:1000,故测尺越长,测距误差越大. 2）组合测距方法 仪器用于测量相位的装置（称相位计）只能测量出（0-2的相位变化）,即测量出尺段尾数N(N=/2),而不能测量整周数N. 如：当测尺长度为u10m时，要测量距离为835.486m时，测量出的距离只能为5.486m，即此时只能测量小于10m的距离。这样，距离值将出现无数解，距离无法确定。 为了兼顾测程和精度，仪器中应采用一组测尺配合测距，“粗测尺（长度较大的测尺：如：L2=2/2=1000m)”，