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激光测距仪的定义、原理、分类、用途、选购及发展历程

2010-10-20

激光测距仪的定义、原理、分类、用途、选购及发展历程

定义

激光测距仪，是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确，其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一。

原理
1.利用红外线测距或激光测距的原理

　　测距原理基本可以归结为测量光往返目标所需要时间，然后通过光速c =299792458m/s 和大气折射系数n 计算出距离D。由于直接测量时间比较困难，通常是测定连续波的相位，称为测相式测距仪。当然，也有脉冲式测距仪，需要注意，测相并不是测量红外或者激光的相位，而是测量调制在红外或者激光上面的信号相位。建筑行业有一种手持式的激光测距仪，用于房屋测量，其工作原理与此相同。

2.被测物体平面必须与光线垂直么？

　　通常精密测距需要全反射棱镜配合，而房屋量测用的测距仪，直接以光滑的墙面反射测量，主要是因为距离比较近，光反射回来的信号强度够大。与此可以知道，一定要垂直，否则返回信号过于微弱将无法得到精确距离。

3.若被测物体平面为漫反射是否可以？

通常也是可以的，实际工程中会采用薄塑料板作为反射面以解决漫反射严重的问题。

4.超声波测距精度比较低，现在很少使用。

5.激光测距仪精度可达到1毫米误差，适合各种高精度测量用途。

分类

激光测距仪分手持激光测距仪和望远镜式激光测距仪。　　
1、手持激光测距仪：测量距离一般在200米内，精度在2mm左右。这是目前使用范围广的激光测距仪。在功能上除能测量距离外，一般还能计算测量物体的体积。　　
2、望远镜式激光测距仪：测量距离一般在600-3000米左右，这类测距仪测量距离比较远，但精度相对较低，精度一般在1米左右。主要应用范围为野外长距离测量。
一维激光测距仪用于距离测量、定位；激光测距仪
二维激光测距仪（Scanning Laser Range finder）用于轮廓测量，定位、区域监控等领域；　　
三维激光测距仪（3D Laser Range finder）　　用于三维轮廓测量，三维空间定位等领域。激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。

　　若激光是连续发射的，测程可达40公里左右，并可昼夜进行作业。若激光是脉冲发射的，一般绝对精度较低，但用于远距离测量，可以达到很好的相对精度。

用途
激光测距仪广泛用于地形测量，战场测量，坦克，飞机，舰艇和火炮对目标的测距，测量云层、飞机、导弹以及人造卫星的高度等。它是提高高坦克、飞机、舰艇和火炮精度的重要技术装备。由于激光测距仪价格不断下调，工业上也逐渐开始使用激光测距仪，可以广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。[

选购
　　在选购测距仪时，需要考虑的几点：

　　1.测量范围

　　2.测量精度

　　3.使用的场合

　　基本分为以下几种情况：
　a) 测量距离不长，多用于室内，精度要求高。

　　建议——可选购“手持式激光测距仪”。

　　备注——手持式激光测距仪适合在室内使用，测量精度及效果都非常不错。

　　（如用户需要在室外的环境下进行探测的话，建议配上专业的激光瞄准器和反射板，结合使用才能达到预期的测程及效果。）

　 b) 测量距离较远，多用于户外使用。

　　建议——选购“望远镜式激光测距仪”（即：激光测距望远镜）
　 c) 只需要在几米或者十几米范围之内进行距离测量，

　　且精度要求不高的情况下。

　　建议——可选用“超声波测距仪”。

　　备注——超声波测距仪测量的效果受环境影响较大，稳定和方向性较激光测距仪差，但价格相对便宜，适合与室内测量。

发展历程
　　世界上第一台激光器，是由美国休斯飞机公司的科学家梅曼于1960年，首先研制成功的。美国军方很快就在此基础上开展了对军用激光装置的研究。1961年，第一台军用激光测距仪通过了美国军方论证试验，对此后激光测距仪很快就进入了实用联合体。

　　激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确，其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一，因而被广泛用于地形测量，战场测量，坦克，飞机，舰艇和火炮对目标的测距，测量云层、飞机、导弹以及人造卫星的高度等。它是提高高坦克、飞机、舰艇和火炮精度的重要技术装备。

　　由于激光测距仪价格不断下调，工业上也逐渐开始使用激光测距仪。国内外出现了一批新型的具有测距快、体积小、性能可靠等优点的微型测距仪，可以广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。

　　激光是六十年代发展起来的一项新技术。它是一种颜色很纯、能量高度集中、方向性很好的光。激光测距仪是利用激光进行测距的一种仪器。它的作用原理很简单：通过测定激光开始发射到激光从目标反射回来的时间来测定距离。例如用激光测距仪来测量月球的距离，如果激光从开始发射到从月球反射回来的时间被测定为2.56秒，激光发射到月球的单程时间就等于1.28秒，而激光的速度是光速，等于每秒三十万公里。因此，测得的月球离地球的距离为单程时间和光速的乘积，即三十八万四千公里。为了发射和接收激光，并进行计时，激光测距仪由激光发射器、接收器、钟频振荡器及距离计数器等组成。激光测距仪还能用来对人造卫星跟踪测距，测量飞机飞行高度，对目标进行瞄准测距，以及进行地形测绘，勘察等。
　