Лазерный дальномер

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Лазерный дальномер RB20000
Купол лазерного дальномера АЗТ-28 («Большая сажень»)

Лазерный дальномер — прибор для измерения расстояний с применением лазерного луча.

Широко применяется в инженерной геодезии, при топографической съёмке, в военном деле, в навигации, в астрономических исследованиях, в фотографии[источник не указан 409 дней]. Современные лазерные дальномеры в большинстве случаев компактны и позволяют в кратчайшие сроки и с большой точностью определить расстояния до интересующих объектов.

Лазерные дальномеры различаются по принципу действия на импульсные и фазовые.

Импульсный лазерный дальномер это устройство, состоящее из импульсного лазера и детектора излучения. Измеряя время, которое затрачивает луч на путь до отражателя и обратно и зная значение скорости света, можно рассчитать расстояние между лазером и отражающим объектом. Импульсные лазерные дальномеры обладают большой дальностью работы, т.к. импульс можно выдать с большой мощностью и повышенной скрытностью включаясь только на время импульса. Поэтому импульсные лазерные дальномеры обычно применяются в военных прицелах.

Фазовые лазерные дальномеры на короткий промежуток времени включают подсветку объекта с разной модулированной частотой и по сдвигу фазы вычисляют расстояние до цели. Они не имеют таймера замера отраженного сигнала поэтому дешевле, но имеют меньшую дальность до 1 км и поэтому обычно используются в бытовых целях или как прицелы стрелкового оружия.

Лазерный дальномер — простейший вариант лидара.

Импульсные лазерные дальномеры[править | править вики-текст]

Способность электромагнитного излучения распространяться с постоянной скоростью дает возможность определять дальность до объекта. Так, при импульсном методе дальнометрирования используется соотношение

где  — расстояние до объекта,  — скорость света в вакууме,  — показатель преломления среды, в которой распространяется излучение,  — время прохождения импульса до цели и обратно.

Рассмотрение этого соотношения показывает, что потенциальная точность измерения дальности определяется точностью измерения времени прохождения импульса энергии до объекта и обратно. Ясно, что чем короче фронт импульса, тем лучше.

Принцип действия лидара

Фазовые лазерные дальномеры[править | править вики-текст]

Фазовые лазерные дальномеры имеют ошибку на доли длины фазы модуляции поэтому намного точнее импульсных, а также дешевле т.к. не имеют сверхточного таймера. Однако необходимость более длительной подсветки цели уменьшает мощность лазера и как следствие дальность работы прибора.

Фазовый лазерный дальномер не меняет длину волны самого лазера (это невозможно), а управляет его мощностью накладывая модулированный сигнал переменной частоты около 500МГц, что объясняет небольшое "мерцание" бытовых лазерных дальномеров.

Принцип действия фазового лазерного дальномера заключается в том, что при отражении от цели отраженная волна придет в другой фазе. Иными словами, если в данный момент лазер излучает сигнал определенной мощности, то отраженный сигнал будет возвращаться так, как будто мощность излучения была другая, т.к. за время полета света и его отражения изменяется фаза (мощность сигнала) на самом устройстве. Таким образом достигается феноменальная точность вплоть до 0,5мм, т.к. точность сравнима с длиной волны. Поскольку неизвестно сколько целых длин волн уложилось при одном измерении, то дальномер меняет частоту модуляции и повторяет замер. Далее процессор в дальномере решает систему линейных уравнений и вычисляет расстояние до цели.[1]

Примечания[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]