光电测距 尾明冶金高羊科学校 二、相位式光电测距仪的工作原理 相位式光电测距仪的工作原理 主振器 调制器 外光路 廖考信号 内 本振器 光源|光 反射 混频器 路 0 显示器上相位计 侧距信号 混频器 接收器 6/2 冈≤
光电测距 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /2 9 6 昆明冶金高等专科学校 二、相位式光电测距仪的工作原理 相位式光电测距仪的工作原理
光电测距 尾明冶金高羊科学校 相位式光电测距仪各主要部件的工作原理简介 光源 相位式测距仪的光源,主要有砷化镓(GaAs)二极管和氦-氖 (He-Ne)气体激光器。前者一般用于短程测距仪中,后者用于中 远程测距仪中 4>调制器 采用砷化镓(GaAs)二极管发射红外光的红外测距仪,发射光 强直接由注入电流调制,发射一种红外调制光,称为直接调制,故 不再需要专门的调制器。但是采用氦氖激光等作光源的相位式测距 仪,必须采用一种调制器,其作用是将测距信号载在光浪上,使发 0 射光的振幅随测距信号电压而变化,成为—种调制光。 棱镜反射器 在使用光电测距仪进行精密测距时,必须在测线的另一端安置 7/2-个反射器,使发射的调制光经它反射后,被仪器接收器接收。 冈≤
光电测距 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /2 9 7 昆明冶金高等专科学校 相位式光电测距仪各主要部件的工作原理简介 ➢光源 相位式测距仪的光源，主要有砷化镓（GaAs）二极管和氦-氖 （He-Ne）气体激光器。前者一般用于短程测距仪中，后者用于中 远程测距仪中。 ➢调制器 采用砷化镓（GaAs）二极管发射红外光的红外测距仪，发射光 强直接由注入电流调制，发射一种红外调制光，称为直接调制，故 不再需要专门的调制器。但是采用氦氖激光等作光源的相位式测距 仪，必须采用一种调制器，其作用是将测距信号载在光波上，使发 射光的振幅随测距信号电压而变化，成为一种调制光。 ➢棱镜反射器 在使用光电测距仪进行精密测距时，必须在测线的另一端安置 一个反射器，使发射的调制光经它反射后，被仪器接收器接收
光电测距 尾明冶金高羊科学校 相位式光电测距仪各主要部件的工作原理简介 光电转换器件 在光电测距仪中,接收器的信号为光信号。为了将此信号送到相 位器进行相位比较,必须把光信号变为电信号,对此要采用光电转 4换器件来完成这项工作。用于测距仪的光电转换器件通常有光电二 极管,雪崩光电〓极管和光电倍增管。 6>差频测相 目前相位式测距仪都采用差频测相,即就是使高频测距信号和高 频基准信号在进入比相前均与本振高频信号进行差频,成为测距和 基准低频信号。在比相时,由于低频信号的频率大幅度降低(如精 0测尺频率为15MHz,混频后低频为4kH时,降低了3750倍) 周期相应扩大,即表象时间得到放大,这就大大地提高了测相精度 自动数字测相 随着集成电路和数字技术的发展,为测距仪向自动化和数字化方 8/2向发展提供了条件。目前许多中、短程测距仪几乎都采用自动数字 心测相技术以及距离的数字显示。 返回本章目录 冈≤
光电测距 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /2 9 8 昆明冶金高等专科学校 相位式光电测距仪各主要部件的工作原理简介 ➢光电转换器件 在光电测距仪中，接收器的信号为光信号。为了将此信号送到相 位器进行相位比较，必须把光信号变为电信号，对此要采用光电转 换器件来完成这项工作。用于测距仪的光电转换器件通常有光电二 极管，雪崩光电二极管和光电倍增管。 ➢差频测相 目前相位式测距仪都采用差频测相，即就是使高频测距信号和高 频基准信号在进入比相前均与本振高频信号进行差频，成为测距和 基准低频信号。在比相时，由于低频信号的频率大幅度降低（如精 测尺频率为15MHz，混频后低频为4kHz时，降低了3750倍）， 周期相应扩大，即表象时间得到放大，这就大大地提高了测相精度。 ➢自动数字测相 随着集成电路和数字技术的发展，为测距仪向自动化和数字化方 向发展提供了条件。目前许多中、短程测距仪几乎都采用自动数字 测相技术以及距离的数字显示。 返回本章目录
光电测距 尾明冶金高羊科学校 三、测距误差来源及其影响 测距误差的主要来源 MS=DJ mco )+(+( mt+ my t 上式中的各项误差影响,就其方式来讲,有些是与距离成比例的 7这些误差称为“比例误差;另一些误差影响与距离长短无关。称 其为“固定误差”。对于式中偶然性误差的影响,我们可以采取不 同条件下的多次观测来削弱其影响;而对系统性误差影响则不然, 0 但我们可以事先通过精确检定,缩小这类误差的数值,达到控制其 影响的目的。 9/2 冈≤
光电测距 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /2 9 9 昆明冶金高等专科学校 三、测距误差来源及其影响 测距误差的主要来源 ： 2 2 2 2 2 2 2 0 2 2 4 0 K l c f n S m m m n m f m c m M D + + + + + = 上式中的各项误差影响，就其方式来讲，有些是与距离成比例的。 这些误差称为“比例误差”；另一些误差影响与距离长短无关。称 其为“固定误差” 。对于式中偶然性误差的影响，我们可以采取不 同条件下的多次观测来削弱其影响；而对系统性误差影响则不然， 但我们可以事先通过精确检定，缩小这类误差的数值，达到控制其 影响的目的
光电测距 尾明冶金高羊科学校 比例误差的影响 光速值的误差影响 光速值对测距误差的影响甚微,可以忽略不计。 3>调制频率的误差影响 调制频率的误差,包括两个方面,即频率校正的误差(反映了频 率的精确度)和频率的漂移误差(反映了频率稳定度)。频率误差 影响在精密中远程测距中是不容忽视的,作业前后应及时进行频率 8检校,必要时还得确定晶体的温度偏频曲线,以便给以频率改正。 9>大气折射率的误差影响 0 正确测定测站和镜站上的气象元素,并使算得的大气折射系数 与传播络径上的实际数值十分接近,可以大大地减少大气折射的误 差影响,这对精密中、远程测距乃是十分重要的。 0/2 冈≤
光电测距 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /2 9 10 昆明冶金高等专科学校 比例误差的影响 ： ➢光速值的误差影响 光速值对测距误差的影响甚微，可以忽略不计。 ➢调制频率的误差影响 调制频率的误差，包括两个方面，即频率校正的误差（反映了频 率的精确度）和频率的漂移误差（反映了频率稳定度）。频率误差 影响在精密中远程测距中是不容忽视的，作业前后应及时进行频率 检校，必要时还得确定晶体的温度偏频曲线，以便给以频率改正。 ➢大气折射率的误差影响 正确测定测站和镜站上的气象元素，并使算得的大气折射系数 与传播络径上的实际数值十分接近，可以大大地减少大气折射的误 差影响，这对精密中、远程测距乃是十分重要的