Johdatus sähkömagneettisen aallon etäisyysmittarin etäisyysmittauksen periaatteeseen
Sähkömagneettisen aallon mittaamiseen on kaksi menetelmää: pulssi- ja vaihealue.
pulssin vaihteluväli
Osa instrumentin lähettämästä valopulssista mittauslinjan toisessa päässä menee suoraan vastaanottavaan optoelektroniseen laitteeseen instrumentin sisältä referenssipulssina; myös muu osa emittoidusta valopulssista tulee vastaanottavaan optoelektroniseen laitteeseen sen jälkeen, kun se on heijastunut mittauslinjan toisessa päässä olevasta peilistä. Mittaamalla vertailupulssin ja heijastuneen pulssin välinen aika t saadaan etäisyys D seuraavasta kaavasta: , jossa c on valon nopeus. Satelliittigeodesiassa kuun ja keinotekoisten satelliittien mittaamiseen käytetyt laseretäisyysmittarit käyttävät pulssietäisyysmenetelmää.
vaiheen vaihtelu
Suurtaajuisella virralla moduloitu valoaalto tai mikroaalto lähtee mittausjohdon toisesta päästä, ja toisesta päästä palattuaan mitataan vaihe-ilmaisimen avulla emittoidun aallon ja kaiun välinen vaihe-ero. Jos modulaatiotaajuus on f, aika, jolloin sähkömagneettinen aalto kulkee edestakaisin, on: missä n on
Kokonaisten viikkojen lukumäärä ajassa t. Korvaamalla t yllä mainitun pulssinmittausmenetelmän kaavaan, etäisyys D on: , jossa λ on moduloidun aallon tunnettu aallonpituus, joka vastaa etäisyyden mittausviivaimen pituutta, ja n on ekvivalentti kokonaisten jalkojen lukumäärä mittausalueella. Mantissa, joka on alle yhden viivaimen pitkä.
Koko jalan luvun n määrittämiseksi käytetään yleensä vaihtelevan taajuuden menetelmää ja monitasoista kiinteätaajuista menetelmää. Edellinen on saada etäisyysmittarin modulaatiotaajuus muuttumaan jatkuvasti tietyllä alueella, mikä vastaa jatkuvaa mittausviivaimen pituuden muutosta, jotta se voi vain käyttää energiaa etäisyyden mittaamiseen. Etäisyyttä mitattaessa taajuutta moduloidaan peräkkäin siten, että alle täyden jalan mantissa on nolla. Nollan esiintymismäärän ja vastaavan taajuusarvon mukaan voidaan määrittää koko mittausviivaimen lukumäärän n aste. Kun käytetään monitasoista kiinteätaajuista menetelmää, se vastaa useiden eripituisten mittaviivojen käyttämistä saman etäisyyden mittaamiseen. Eri taajuuksilla mitatun vaihe-eron mukaan kokonaisluku n voidaan ratkaista etäisyyden D saamiseksi.
Vaihe-eron mittaamisen lisäksi vaihetunnistimella voidaan käyttää myös muuttuvan optisen polun menetelmää, eli instrumentin sisällä olevaa optista järjestelmää käytetään muuttamaan vastaanotetun signaalin optista polkua signaalin viivästymiseksi ajanjaksolla. aika. Kun elektroninen instrumentti osoittaa, että lähetetyn signaalin vaihe on sama kuin vastaanotetun signaalin, lue mantissa suoraan asteikosta. Lisäksi viivepiiriä voidaan käyttää myös muuttamaan vastaanotetun signaalin vaihetta, ja piiri voi säätää ohjaimen jakoa ja lukea mantissaa.
