光电子技术实习报告

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1、光电子技术实习报告光电测距原理及使用1电测距仪简介一、概述电磁波测距:用电磁波（光波或微波）作为载波传输测距信号以测量两点间距离的一种方法。 电磁波测距仪的优点：1、测程远、精度高。2、受地形限制少。3、作业快、工作强度低。分类1按测距仪所使用的光源分：普通光源、红外光源、激光光源。2按传播时间 t 的测定方法分：脉冲法测距、相位法测距。3. 按发射目标分：漫反射目标： 无合作目标合作目标： 反射镜有源反射器：同频载波应答机，非同频载波应答机等2，按测程分测程：测距仪一次所能测的最远距离短程光电测距仪：测程小于 3 公里，用于工程测量。测距中误差一般为: （5mm+5ppm）中程光电测距仪：测

2、程为315公里，通常用于一般等级控制测量。测距中误差 一般为: （5mm+2ppm）远程光电测距仪：测程大于15公里，通常用于国家三角网及特级导线。测距中 误差一般为: （5mm+1ppm）精密测距仪：一般为中短测程，用于精密工程测量和地壳变形观测。测距中误差一般可达: （0.2mm+0.2ppm ）3 按测距精度分类光电测距仪精度，可按1公里测距中误差划分为3级：I级：| mD | 三5mm；II 级：5mm | mD | 10mm；III级：10mm | mD | 20mm。注意： mD 为 1km 的测距中误差。二、测距原理光电测距(electro-magnetic distance m

3、easuring)R|j 丸算冲比法A/WWWW禅磁全站仪、棱镜照片光电测距仪是通过测量光波在待测距离D上往、返传播的时间t2D,计算待测距式中：c 光波在空气中的传播速度。 c=c0 / n制I縱收CO -真空中的光速：C0=8m / s1.2m / s ;n -为大气折射率，它与波长、气温、气压和湿度有 关。测距方法光电测距仪按照t2D测量方式的不同，可分为：2、相位式相位式光电测距仪是将发射光强调制成正弦波的形式,通过测 量正弦光波在待测距离上往、返传播的相位移来解算时间。1）相位法测距的实质：A起点总相位移： 亠心 W （ N为相位移的整周期数）由于，所以而级=2 nN + A（p将往

4、、返程的正弦波以棱镜站为中心对称展开后的图形D则：卩 C 卩爲卩丸3 +聲 2斗 2 f 2x 2 2jf 2 2x + 学 j = (J(N + AN) (4-13)调制波在待测距离D上往返传播，在t2D时间内发射波与接收波产生相位移？；根据相位 差间接计算出传播时间 t2D ，从而计算两点间的距离。式中，八山 AN为不足一整周期的小数乂： V ： 1公式（4-13）可以理解为用一把长度为“u = ” 2”的“光测尺”量距，N为整尺段数, AN为不足一整尺段的尾数。=c/fD = （N + -）=u（N + AN） （4-13）由于光传播速度C和调制频率f是已知的，所以光尺的长度u =九/

5、2也是已知 的，显然只要知道整尺段数N及余长比例数AN,距离D就可以确定了。取，则不同的调制频率?对应的测尺长见下表：调制频率子15MIIZ7r5MHz150KIIy75KIIZ测尺长10m20m100m1 km2 km稱度1cm2cm10cm1 m2 m由于u =入12，调制频率越大，测尺长度越短。由于仪器测相系统测相精度一般为 1:1000,故测尺越长,测距误差越大.2）组合测距方法仪器用于测量相位的装置（称相位计）只能测量出A甲（0-2n的相位变化）,即 测量出尺段尾数AN（ AN = A / 2 ）,而不能测量整周数N.如：当测尺长度为u=10m时，要测量距离为835.486m时，测量

6、出的距离只能 为5.486m，即此时只能测量小于10m的距离。这样，距离值将出现无数解，距离无法确定。为了兼顾测程和精度，仪器中应采用一组测尺配合测距，“粗测尺（长度较大的测尺：如：L 2 =九2 / 2= 1000m）”, “精测尺（长度较小的测尺：如：L1 =九1 / 2= 10m） , 同时测距，然后将粗测结果和精测结果组合得最后结果。 粗测尺保证了测程，精测尺保证了精度。例测量距离时采用ul =10m,和u2 =1 000m测尺， 旳 人 测量结果如下：精测结果 5. 785 m粗测结果 38仪器显示 385. 785 m 上述组合过程类似于光学经纬仪测角读取度和读取分秒的组合形式，但

7、是光电测 距的上述三步过程以电子 电路为条件进行全自动交替测量，同时又在数字电路中完成数据处理，并直接从 屏幕上显示测距的成果。三、测距仪的使用：1 、常数预置(1)设置棱镜常数(PRISM)。一般：原配棱镜为零，国产棱镜多为-30mm。( 2)预置加常数。由仪器检定单位给定。( 3)预置乘常数 输入气温、气压或用有关公式计算出值后,再输入2、倾斜改正可由测距仪自动改正。3、测距仪的精度：=(a + b)式中：mD 一测距中误差，单位为mm ；a 固定误差，单位为 mm ；b 一 比例误差 ；D 一 以 km 为单位的距离。RED mini短程红外测距仪的精度为mjf = (5mm + 5 ppm D )例：当距离 D 为 0.6km 时，测距精度是 ： mD=8mm。( 每公里改正的毫米数通常写作 ppm)五，实习总结这些学问不只在课堂上有效，对以后的电子工艺课的进修有很大的指导意义，在日常生活中更是有着现实意义；也对本人的动手能力是个很大的锻炼。理论出真 知，纵观古今，一切创造创造无一不是在理论中得到检验的。没有足够的动手能 力，就奢谈在将来的科研特别是实验研究中有所成绩。在实习中，我锻炼了本人 动手技巧，进步了本人处理问题的能力。