Введение в принцип измерения расстояния дальномером электромагнитных волн.
импульсная дальность
Часть светового импульса, излучаемого прибором на одном конце измерительной линии, непосредственно поступает в приемное оптоэлектронное устройство изнутри прибора в качестве опорного импульса; остальная часть излучаемого светового импульса также попадает в приемное оптоэлектронное устройство после отражения от зеркала на другом конце измерительной линии. Измерив время t между опорным и отраженным импульсом, расстояние D можно получить по следующей формуле: , где c – скорость света. Лазерные дальномеры, используемые в спутниковой геодезии для измерения Луны и искусственных спутников, используют метод импульсной локации.
Световая волна или микроволна, модулированная высокочастотным током, излучается с одного конца измерительной линии, а после возвращения с другого конца разность фаз между излучаемой волной и эхом измеряется фазовым детектором. Если частота модуляции равна f, время движения электромагнитной волны туда и обратно равно: где n –
Количество целых недель во времени t. Подставив t в приведенную выше формулу метода импульсной дальнометрии, расстояние D составит: , где λ – известная длина модулированной волны, эквивалентная длине линейки для измерения расстояния, а n – эквивалентная длине количество полных футов в диапазоне измерения. Мантисса длиной менее одной линейки.
Для определения количества n всей стопы обычно используют метод переменной частоты и многоуровневый метод фиксированной частоты. Первый заключается в том, чтобы частота модуляции дальномера постоянно менялась в определенном диапазоне, что эквивалентно непрерывному изменению длины измерительной линейки, чтобы она могла просто использовать энергию для измерения расстояния. При измерении расстояния частота последовательно модулируется так, чтобы мантисса размером менее полного фута равнялась нулю. По количеству вхождений нуля и соответствующему значению частоты можно определить номер n степени всей измерительной линейки. Когда используется многоуровневый метод с фиксированной частотой, это эквивалентно использованию нескольких измерительных линеек разной длины для измерения одного и того же расстояния. По разности фаз, измеренной на разных частотах, можно решить целое число n и получить расстояние D.
Помимо измерения разности фаз с помощью фазового детектора, также можно использовать метод переменного оптического пути, то есть оптическая система внутри прибора используется для изменения оптического пути принимаемого сигнала с целью задержки сигнала на период время. Когда электронный прибор покажет, что фаза передаваемого сигнала такая же, как и у принятого сигнала, считайте мантиссу прямо на шкале. Кроме того, схема задержки также может использоваться для изменения фазы принимаемого сигнала, а также схема может регулировать деление на контроллере и считывать мантиссу.
