光电测距仪

分类

　　光电测距仪按仪器测程大体分三大类：

　　（1） 短程光电测距仪： 测程在3km 以内， 测距精度一般在lcm 左右。 这种仪器可用来测量三等以下的三角锁网的起始边， 以及相应等级的精密导线和三边网的边长，适用于工程测量和矿山测量。 这类测程的仪器很多， 如瑞士的 ME3000， 精度可达± （0. 2mm+0. 5 ×10 -6 D ） ； DM 502、 DI3S、 DI4， 瑞典的 AGA-112、 AGA-116， 美国的 HP3820A， 英国的 CD6， 日本的 RED2， SDM3E， 原西德的 ELTA 2， ELDI2 等， 精度均可达±(5mm+5× 10 -6 D ) ； 原东德的 EOT 2000， 我国的 HGC-1、 DCH-2、 DCH3、 DCH-05 等。

　　短程光电测距仪， 多采用砷化镓（GaAs 或GaAlAs） 发光二极管作为光源（发出红外荧光） ， 少数仪器也用氦-氖（He-Ne） 气体激光器作为光源。 砷化镓发光二极管是一种能直接发射调制光的器件， 即通过改变砷化镓发光二极管的电流密度来改变其发射的光强。

　　（2） 中程光电测距仪： 测程在 3～15km 左右的仪器称为中程光电测距仪， 这类仪器适用于二、 三、 四等控制网的边长测量。 如我国的JCY-2、 DCS-1， 精度可达±（lOmm+1 ×10 -6 D ） ， 瑞士的 ME5000 精度可达×（0. 2mm+0. 2×10 -6 D ） 、 DI5、 DI20， 瑞典的 AGA-6、 AGA-14A 等精度均可达到±（5mm+5PPm） 。

　　（ 3 ） 远程激光测距仪： 测程在 15km 以上的光电测距仪， 精度一般可达 ±(5mm+1×10 -6 D ） ， 能 满足国 家 一、 二 等控制 网 的 边长测 量。 如 瑞典的 AGA-8、 AGA-600， 美国的 Range master， 我国研制成功的 JCY-3 型等。

　　中、 远程光电测距仪， 多采用氦-氖（He-Ne） 气体激光器作为光源， 也有采用砷化镓激光二极管作为光源， 还有其他光源的， 如二氧化碳（CO2） 激光器等。 由于激光器发射激光具有方向性强、 亮度高、 单色性好等特点， 其发射的瞬时功率大， 所以， 在中、远程测距仪中多用激光作载波， 称为激光测距仪。

原理

　　电磁波测距是通过测定电磁波束，在待测距离上往返传播的时间 D t 2 来计算待测距离 D 的， 如图 4-1 所示， 电磁波测距的基本公式为

　　D=1/2ct2d

　　式中 c ——电磁波在大气中的传播速度。

　　电磁波在测线上的往返传播时间 D t 2 ， 可以直接测定， 也可以间接测定。 直接测定电磁波传播时间是用一种脉冲波， 它是由仪器的发送设备发射出去， 被目标反射回来， 再由仪器接收器接收， 由仪器的显示系统显示出脉冲在测线上往返传播的时间 D t 2 或直接显示出测线的斜距， 这种测距仪称为脉冲式测距仪。 间接测定电磁波传播时间是采用一种连续调制波， 它由仪器发射出去， 被反射回来后进入仪器接收器，通过发射信号与返回信号的相位比较， 即可测定调制波往返于测线的迟后相位差中小于2 π 的尾数。 用 n 个不同调制波的测相结果， 便可间接推算出传播时间 D t 2 ， 并计算（或直接显示） 出测线的倾斜距离。 这种测距仪器称为相位式测距仪。 目前这种仪器的计时精度达10 -10 s 以上， 从而使测距精度提高到 lcm 左右， 可基本满足精密测距的要求。 现今用于精密测距的测距仪多属于这种相位式测距仪。

注意事项

　　（1）气象条件对光电测距影响较大，微风的阴天是观测的良好时机。

　　（2）测线应尽量离开地面障碍物1.3m以上，避免通过发热体和较宽水面的上空。

　　（3）测线应避开强电磁场干扰的地方，例如测线不宜接近变压器、高压线等。

　　（4）镜站的后面不应有反光镜和其他强光源等背景的干扰。

　　（5）要严防阳光及其他强光直射接收物镜，避免光线经镜头聚焦进入机内，将部分元件烧坏，阳光下作业应撑伞保护仪器。