第三章距离测量 学习目标:学习光电测距、尺子量距和光学测距三种 距离测量原理与方法,在掌握现代光电测距技术原理 与方法基础上,掌握钢尺量距、光学视距基本方法
第三章 距离测量 • 学习目标：学习光电测距、尺子量距和光学测距三种 距离测量原理与方法，在掌握现代光电测距技术原理 与方法基础上，掌握钢尺量距、光学视距基本方法
第一节光电测距原理 一、基本原理 光电测距,即是以光和电子技术测量距离。或者说, 以光和电子测量距离的技术 光束速度c经过了二倍的距离,即2D;同时,测距仪测出光束从 发射到接收期间的时间tυ。根据速度乘以时间得路程的原理,便 可知,2D=c×t2D, 实现式(3-1)的基本条件:t2D的测定,相位法、脉冲法 测距仪 反射器 ct 3 2 A B
第一节 光电测距原理 • 一、基本原理 • 光电测距，即是以光和电子技术测量距离。或者说， 以光和电子测量距离的技术。 • 光束速度c经过了二倍的距离，即2D；同时，测距仪测出光束从 发射到接收期间的时间t2D。根据速度乘以时间得路程的原理，便 可知，2D=c×t2D， • 实现式(3-1)的基本条件：t2D的测定，相位法、脉冲法 (3 1) 2 1 D = ct2D −
二、相位法测距原理 测距仪 反射器 N|△N AAVVVVBVU A 2D 实质:利用测定光波的相位移代替测定t2实现距离的测量 1.光的调制: 使发射的光束成为一种光强度有规律明暗变化的调制光波。A-B-A 2.距离D与相位移的关系: D 明 2兀f D=-CL2D 暗 D=-×c 2 2T f
二、相位法测距原理 • 实质:利用测定光波的相位移代替测定t2D实现距离的测量。 • 1．光的调制： • 使发射的光束成为一种光强度有规律明暗变化的调制光波。A-B-A • 2．距离D与相位移的关系： (3 4) 2 2 = − f t D (3 5) 2 2 1 = − f D c (3 1) 2 1 D = ct2D −
N|△N 3测尺和尺段: A D=lcx 9 (3-5) q=2(N+△N)(3-6) D=u×(N+△N) (3-8) u称为测尺,N称为整尺段,AN称为尾尺段。 4组合测距过程:D=u×△N 1)设测尺。相位法按上式采用多测尺组合测距过程。如采用u1、u 一般地设f~5MHZ,精测尺u1=10m, 2f2 f2≈150kHZ,粗测尺u2=1000m。 (3-10) 2f1
3.测尺和尺段： • =2π(N+ΔN) (3-6) • D=u×(N+ΔN) • u称为测尺，N称为整尺段，ΔN称为尾尺段。 • 4.组合测距过程：D=u×ΔN • 1)设测尺。相位法按上式采用多测尺组合测距过程。如采用u1、u2， • 一般地设f1≈15MHZ，精测尺u1=10m， • f2≈150kHZ，粗测尺u2=1000m。 (3 8) 2 = − f c u (3 10) 2 1 1 = − f c u (3 11) 2 2 2 = − f c u (3 5) 2 2 1 = − f D c
u测量值8.654 2)组合测距过程 u测量值9875 组合显示值988.654 ·D=u×△N (1)以u测量距离得△N1。例如△N1=0.8654,把△N1及u1 代入式(3-9)得D1=8654m。 (2)以u2测量距离得△N2。例如△N2=0.9875,把△N2及 u2代入式(3-9)得D2=9875m。 (3)组合完整的距离值。将u、u2测量距离值组合为完 整的距离值,如图,其中的7.5不显示,则组合的距离 值是988654m
2 )组合测距过程 • D=u×ΔN • (1)以u1测量距离得ΔN1。例如ΔN1=0.8654，把ΔN1及u1 代入式(3-9)得D1=8.654m。 • (2)以u2测量距离得ΔN2。例如ΔN2 =0.9875，把ΔN2及 u2代入式(3-9)得D2 =987.5m。 • (3)组合完整的距离值。将u1、u2测量距离值组合为完 整的距离值，如图，其中的7.5不显示，则组合的距离 值是988.654m