全波形激光测距幅相误差改正方法

全波形激光测距技术是一种高精度、高分辨率的测距方法，广泛应用于地球观测、地

质勘探、环境监测、军事侦察等领域。在实际应用中，由于各种环境因素和系统误差的影响，全波形激光测距存在着距离和幅相误差。对于全波形激光测距的幅相误差，一种常见

的改正方法是利用信号处理和数据分析技术对测距数据进行处理，从而提高全波形激光测

距的精度和可靠性。本文将介绍几种常用的全波形激光测距幅相误差改正方法，并对其优

缺点进行分析和比较。

一、基于距离校正的幅相误差改正方法

全波形激光测距中，幅相误差的产生主要受到信号衰减、大气折射等因素的影响。距

离校正是一种常用的幅相误差改正方法，其基本思想是通过对测距数据进行距离校正，将

信号的幅相误差降低到可接受的范围内。距离校正的具体步骤包括：

1. 距离补偿：根据激光波形数据和目标之间的距离，利用光学原理进行距离补偿，

使得目标反射信号的幅相误差降低到可接受的范围内。

2. 大气折射校正：针对大气折射对信号传输的影响，对测距数据进行大气折射校正，降低大气因素对幅相误差的影响。

距离校正方法可以有效改正全波形激光测距的幅相误差，提高测距精度。距离校正方

法需要对测距系统和测距数据进行较为复杂的分析和处理，且其改正效果受到环境因素和

系统误差的影响较大，存在一定的局限性。

1. 滤波处理：对测距信号进行滤波处理，去除幅相误差对信号的影响，提高信号的

稳定性和准确性。

基于信号处理的幅相误差改正方法具有处理简便、效果明显等优点，能够有效提高测

距精度。该方法的改正效果受到信号特性和系统参数等因素的影响，存在一定的局限性。

除了距离校正和信号处理方法外，基于数据分析的幅相误差改正方法也是一种常用的

改正方法。该方法的基本思想是通过对测距数据进行分析和处理，提取有效信息，并降低

幅相误差对测距精度的影响。常见的基于数据分析的幅相误差改正方法包括：

1. 波形拟合：通过对测距波形数据进行拟合分析，提取有效信息，并降低幅相误差

的影响。

2. 数据修正：对测距数据进行修正和校正，降低幅相误差对测距精度的影响。

博世激光测距仪使用方法

博世激光测距仪使用方法 1.引言 1.1 概述激光测距仪是一种运用激光技术进行距离测量的高精度仪器。博世激光测距仪作为市场上领先的产品之一，具有精确测量、简便易用的特点，被广泛应用于建筑、工程测量、室内装饰等领域。博世激光测距仪基于激光的时间-of-flight原理，通过发射激光脉冲并接收其反射回来的信号来计算距离。它采用高精度的光电器件和先进的信号处理技术，能够在较短的时间内准确测量出目标物体与测距仪之间的距离。在使用博世激光测距仪之前，首先需要确保测距仪所处的环境符合使用要求。例如，确保测量区域没有强烈的光源干扰以及物体表面没有太多的反光物质。此外，还需要了解测距仪的功能和设置，以便在实际操作中能够正确使用。本文将详细介绍博世激光测距仪的基本原理和使用步骤。首先，我们将解释激光测距的基本原理，包括时间-of-flight原理和信号处理方法。然后，我们将逐步介绍博世激光测距仪的使用步骤，包括测量准备、测量操作和数据处理。最后，我们将总结本文的内容并提出一些建议，以帮助读者更好地使用博世激光测距仪。通过本文的阅读，读者将能够全面了解博世激光测距仪的使用方法，掌握正确的操作步骤，并能够在实际应用中获得准确的测量结果。无论是对于从事建筑和工程测量的专业人士，还是对于对测量感兴趣的普通用户，

本文都将是一个有益的参考资料。 1.2文章结构文章结构部分的内容可以描述整篇文章的组织结构和内容安排。以下是一个可能的编写内容： "1.2 文章结构本文将针对博世激光测距仪的使用方法进行详细介绍。文章主要分为引言、正文和结论三个部分。引言部分会首先概述博世激光测距仪的背景和其在测距领域中的应用。接着会阐述文章整体的结构和目的，为读者提供一个整体的了解和预期。正文部分将重点讲解博世激光测距仪的基本原理和使用步骤。首先会介绍博世激光测距仪的基本原理，包括激光发射、接收和测距计算等。然后会详细说明使用博世激光测距仪的具体步骤，包括仪器的准备、测距过程的操作方法和注意事项等。通过这些内容，读者将能够全面了解如何正确地使用博世激光测距仪以及如何获取准确的测距结果。结论部分将对整篇文章进行总结，并提供一些建议和使用技巧。我们将对博世激光测距仪的使用优势进行总结，并强调其在实际应用中的重要性。针对读者在使用过程中可能遇到的问题，我们也将提供一些实用的建议和解决方案。通过以上的文章结构，读者将能够全面了解博世激光测距仪的基本原理和使用方法，并且能够在实际操作中获得准确的测距结果。希望本文对读者在使用博世激光测距仪时有所帮助。" 1.3 目的

高精度激光测距关键技术研究

高精度激光测距关键技术研究摘要：脉冲激光测距精度受多种因素的影响，其主要原因是接收功率的偏差，而回波功率的大变动是造成这种误差的根本原因。因此，实现高精度的定位是未来的发展方向。本文重点讨论了激光测距仪的小型化、轻量化、高动态范围高精度激光测距技术的发展趋势。关键词：高精度；激光测距前言：随着激光器、探测器件和集成电路技术的发展，激光测距仪逐渐走向了长距离、高精度、微型化的发展。近几年，随着太空仪器的竞争日益加剧，我国利用卫星上的激光雷达进行遥感探测的优势已经被全世界的专家所认可，美国、欧空局、日本等国家的航天机构也在大力开发星基激光探测装置。所以，开展高精度的激光探测技术，对于增强我国空间技术的竞争能力具有重要意义。 1激光测距方法概述 1.1脉冲法脉冲激光测距技术是激光测距技术中最早的一种测距技术，它是利用激光脉冲的瞬时功率和瞬时功率，在无协同目标的条件下，由被测物体的漫反射波进行测距。在地形测量、工程测量、云和飞机高度测量、战术前沿测距、导弹轨道跟踪、人造地球卫星测距、地月测距等方面都有广泛的应用。激光测距的脉冲法是将一束激光脉冲或一串激光射向目标，再由计数仪测量激光到达和到达目的地所需要的时间，以此来确定与目标的距离。它的工作原理和结构比较简单，测距远，功耗低，一次测量就能得到一段距离，但是它的绝对测距精度很低。测量的时间宽度、测量光波速度、大气折射率、时钟频率误差、计时误差、仪器测量误差等都会对测量结果产生一定的影响。另外，激光脉冲测距一般采用红宝石、YAG等固体激光器，输出功率大，测量距离宽，但体积较大。 1.2相位法

相位法激光测距是通过测量被测物体发出的调制光与所接收的反射光的强度相差所包含的距离信息，从而达到测量被测物体的距离。为确保测量的准确性，一般都会在被测物体上安装一个反射镜，也就是所谓的协作对象。在不合作的情况下，它的影响范围通常在数米到数十米之间；在使用协作对象的情况下，其有效射程可以达到数万米，测量精度达到毫米，相对误差在百万分之一左右。该发射模组发射一束经调制的激光，待测目标发射后再返回，并与所测光进行相位偏移。利用测量激光调制信号在被测距离内来回传播产生的相位变化，间接地测定了被测点与被测物体间的距离。 1.3干涉法干涉测量是精确测量距离的一种经典方式。理论上，该方法也属于测距的相位法，但其测量的是未经调制的光波自身的相位干扰，而非相位干涉。干涉测距技术是指通过光学干涉原理，在激光中形成一种明、暗的干涉条纹，然后通过光电变换器件将其转化成电子信号，再通过计数器进行运算，以达到测量位移的目的。由于光的波长很短，尤其是高单色的激光器，它的波长值很准确，因此，用干涉仪测出的距离可以达到1/2，并且具有微米的精确度。由于采用了现代电子学技术，可以测量到0.01范围内的干涉条纹，因此，这种测量精度是其他测量手段无法比拟的。 2不同测距方法的比较与改进 2.1不同方法的比较这些方法都有各自的优点和不足，根据工作环境和测量精度的不同，需要采取相应的测量手段。脉冲法是一种测量激光发射时间的方法。由于激光脉冲的能量比较集中，可以进行长距离的传播，因此该方法适用于测距，但是精度不高。激光地测距与激光的发射功率、感光接收机的灵敏度等因素有关，而测量的准确度则与接收通道带宽、脉冲上升沿、探测器信噪比、时间间隔测量的准确度等因素密切相关。为了消除或减小信号中的偏移和时域抖动，提出了一种基于时域的时域识别方法。相位法是采用激光调制技术，通过对载波频率进行相位测量，从而避免了需要很长的时间间隔，提高了测距的准确度。激光调制的相位测量精度

激光测距实验

相位激光测距实验一、实验目的 1、学习激光测距机类型与应用现状 2、掌握相位测距原理二、概述传统的非接触测距方法主要有超声波测距、电磁波测距和光学测距等。激光技术诞生后，激光很快应用于测距，尤其在探测距离较长时，因采用测量激光往返目标的飞行时间，测距不需要借助基线，因而优越性更为明显。激光测距获得了广泛的应用。可以用于测量长度、距离、速度等。比较常用的激光测距方法有脉冲法和相位法等。第一代激光测距仪采用发射689.3nm红外红宝石激光器和光电倍增管探测器，其隐蔽性差、效率低、体积大、重量重、耗电多。第二代激光测距仪采用发射1.06μm近红外钕激光器和硅光电二极管或硅雪崩光电二极管探测器。其隐蔽性好、效率高、轻小、耗电少，因此第二代激光测距仪的小型化研制进展迅速。1977年美国研制成功称之为AN/GVS-5型的第一个手持使用的小型Nd：YAG激光测距仪。第三代激光测距仪，即人眼安全的激光测距仪。20世纪70年代末国际上开始研制第三代人眼安全激光测距仪。其中1.5~1.6μm激光成为人眼安全激光测距仪的主流。自1994年以来，美国Big sky公司、美国Litton公司及以色列光电工业公司等先后研制出1.57μm人眼安全OPO 测距仪，美国Lockheed sanders公司研制了二极管泵浦的全固体化1.57μm手持式人眼安全OPO激光测距仪。三、激光测距原理 A点激光测距机B点反射棱镜图1激光测距基本原理图激光测距广泛采用传播时间法，飞行时间法是指测量光在测线上往返传播所需的时间t来测量距离。即向被测物体发射激光，用探测器接收物体的反射光，记录光发射和反射D 时间差，来确定被测物体与测试点的距离。其基本原理如图1所示。要测A、B两点之间的距离D，可以分别在A、B两点架设测仪机和反射器，测距仪发射一束激光，激光在被测距离A、B之间传播，到达B点后，激光被反射器反射。反射回的激光被测距仪接收，如果激光测距仪能测出激光从发射到接收这一段时间，那么，在A、

激光测距仪使用方法

激光测距仪使用方法激光测距仪（Laser rangefinder），是利用调制激光的某个参数实现对目标的距离测量的仪器。激光测距仪测量范围为3.5~5000米。按照测距方法分为相位法测距仪和脉冲法测距仪，脉冲式激光测距仪是在工作时向目标射出一束或一序列短暂的脉冲激光束，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。相位法激光测距仪是利用检测发射光和反射光在空间中传播时发生的相位差来检测距离的。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，右图中，为典型的相位法测距仪和脉冲法测距仪图。 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.测物体平面必须与光线垂直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.可以测物体平面为漫反射通常也是可以的，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.脉冲法激光测距仪娱乐级产品可以达到显示精度1米，测量精度±1米，测量级产品显示精度0.1米，测量精度±0.15米。 5.相位式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。相位式激光测距仪是利用激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。即用间接方法测定出光经往返测线所需的时间。

§5-6钢尺量距和视距法测距§5-7光电测距§5-8光电测距误差分析(10级)

§5-6 钢尺量距和视距法测距测绘工作中，严格意义的地面上两点间的距离是指这两点沿铅垂线方向在大地水准面上投影间的弧长。水平距离：两点间连线投影在水平面上的长度。倾斜距离：不在同一水平面上的两点间连线的长度。常用的距离测量方法⎪⎩ ⎪⎨⎧光电测距视距测量钢尺量距

一、钢尺量距

1．钢尺尺长方程式 )(0t t l l l l t -+∆+=α 式中，t l 为丈量温度为 t 时的钢尺实际长度(m )； l 为钢尺刻划上注记的长度，即名义长度(m )； l ∆为钢尺在检定温度0t 时的尺长改正数,即钢尺的实际长度与名义长度之差； α为钢尺膨胀系数，其值约为66105.12106.11--⨯⨯～； 0t 为钢尺检定时的温度，又称标准温度； t 为钢尺量距时的温度。钢尺检定的方法：与标准长度进行比对（比长），测定钢尺在检定温度0t 时的尺长改正数l ∆，即可求得该钢尺的尺长方程式。 ①钢尺尺长方程式，可通过钢尺检定（比长）求取； ②精确量距时，必须采用检定过的钢尺； ③钢尺需要定期检定。

某比长台的实际长度为m L 7986.49=，以名义长度m l 50=的钢尺，多次丈量比长台两端标志，求得平均长度为m L 8102.49='，检定时的拉力为kg 15，温度为C ︒15，钢尺的膨胀系数)/(105.126C m m ︒⋅⨯=-α。求该钢尺的尺长方程式。解： )(0t t l l l l t -+∆+=α 钢尺的尺长改正数[]l L L L l ⨯''-=∆/)( []m l 0116.0508102.49/)8102.497986.49(-≈⨯-=∆ m C t l t ,)15(50105.120116.0506︒-⨯⨯⨯+-=- 2．钢尺量距的实施 1）定线：⎩⎨ ⎧经纬仪法目估法定线点可用测钎或木桩作定线标志。

浅析星载激光测高数据处理方法

浅析星载激光测高数据处理方法摘要：地球科学激光测高系统GLAS (Geoscience Laser Altimeter System)作为全球首个连续对地观测的星载激光雷达测高系统，在极地冰川监测、陆地林业资源调查和平坦地区高程控制点提取等多领域得到了广泛应用。目前，在建筑区等非平坦地形区域使用大光斑激光雷达测高数据作为高程控制点辅助遥感影像摄影测量的相关研究和应用成果非常稀少。基于此，本文阐述了激光雷达系统的观测机理，主要包括激光雷达方程推导和回波信号的高斯模型简化；最后对全波形激光雷达的测距原理、波形滤波和全波形分解参数提取等基础内容进行了系统的总结。关键词：星载激光；测高；数据处理； 1引言星载激光测高（SLA）、卫星雷达测高（SRA）和卫星激光测距（SLR）三种技术既有关联又有区别。受激光测高仪硬件载荷以及数据处理软件等技术条件限制，人们对星载激光测高技术的关注度相对较少，在一定程度上制约了对地观测领域的国产激光测高卫星发展。为凸显星载激光测高技术的独特地位，对三种技术进行系统的对比分析是非常必要的。星载激光测高技术足通过将激光测高仪搭载在卫星平台上，向地面固定频率发射激光脉冲，通过测量激光脉冲往返的时间间隔计算星地的绝对距离，结合精密的卫星轨道、姿态和激光指向角等参数来获得激光足印点的绝对高程值。其中最具代表性的星载激光测高系统是全球首颗用于连续对地观测的地球科学测高系统（GLAS）。卫星雷达测高技术同样采用卫星平台搭载微波雷达高度计戟荷，进行地面点定位以及测定地球形状、大小和重力场。卫星激光测跖技术则采取地对帘的观测方A，在地面工作站人工目视跟踪观测装有激光发射棱镜的人造卫星或月球等地外天体，通过测定发射激光脉冲到接收脉冲的时间间隔来测定地面观测站的激光

激光投线仪校准方法的研究

激光投线仪校准方法的研究一、研究背景激光投线仪，又被称作是激光标线仪或激光水准仪，其实是在普通水准仪望远镜筒上安装并固定了激光装置而制成的一类测量仪器，在使用的过程中，激光投线仪通过发射激光束，使激光束通过棱镜导光系统形成激光面以投射出水平和铅垂的激光线，最终实现测量的目的。激光投线仪是一种新型的光机电一体化仪器，它大多采用635nm或532nm激光二极管，可以在墙面上投射出可见的红色或绿色水平直线和铅锤直线，利用仪器内部的自动补偿器或长水平器手动置平可保持激光投射线的水平（或铅锤）位置。主要用于工程测量、建筑施工、室内装修、门窗安装、管线铺设、隧道掘进、吊垂线以及质检和工程监理等建筑施工中，代替传统施工、测量中的水平管、铅垂球、墨线等工具。这类新型仪器在原理上有别于传统仪器，所以其检定校准方法又成了一个新的课题。本文就激光投线仪这类新型设备的检定校准方法进行了初步的研究。图1 激光投线仪二、研究措施根据激光器的数量，激光投线仪可分为单线、2线、3线、4线、5线等系列激光投线仪。几条垂直线间互成90°角，垂直线在天顶相交，产生一天顶点。仪

器还提供一个下对点，天顶点和对下对点应在同一铅垂线上。激光投线仪在室内测量距离可达10m，室外测量距离可达（25~50）m。它广泛应用于。激光投线仪按其制动方式可分为磁性制动和电子传感器制动。以磁性制动原理制造的激光投线仪为重力摆结构，其度相对较低，价格也，所以目前市场销量较大，目前大部分测绘仪器厂家生产的就是这种激光投线仪。以电子传感器制动原理制造的激光投线仪是一种电安平式的全自动激光投线仪，其安平速度快、精度高，但价格相对较贵、技术含量高。为此，从产业计量检测角度出发，结合本单位既有计量条件，构建一套可靠、精确的计量校准标准装置，具有产业意义和一定理论意义。技术指标：一、激光投线仪的误差来源：由于仪器加工和装配的影响，激光投线仪的出射平面会偏离基准水平面，影响仪器的准确度与施工质量。激光投线仪因安置(自动安平)和装配而产生的误差主要有水平线的水平度、倾斜度和弯曲度，垂直线的倾斜度和弯曲度。由于仪器水平激光线与垂直激光线之间的垂直度由加工和装调保证，因此，如果控制了水平激光线的水平度、倾斜度和弯曲度，则垂直激光线准确度是可以保证的。所以，以下仅分析和讨论水平激光线的水平度、倾斜度和弯曲度。二、激光投线仪的误差范围：激光投线仪在市场上开始出现，得到了大规模发展应用，高精度的投线仪主要来自进口，国内测绘仪器生厂厂家也很多，综合大部分仪器其主要技术指标的表示形式，根据激光投线仪的工作原理特点，对投线仪需要做出一下项目的检测分析：1、水平激光线误差2、水平激光近、远端倾斜误差3、水平激光线补偿误差4、垂直激光线误差5、垂直激光线正交误差6、下点对点误差。以激光投线仪常用的水平激光线误差和垂直激光线误差为例进行测试：

激光测距偏移误差标定

激光测距偏移误差标定摘要：一、激光测距仪的基本原理和分类二、激光测距仪的误差来源三、激光测距偏移误差的标定方法四、激光测距仪的应用领域五、结论正文：一、激光测距仪的基本原理和分类激光测距仪是一种利用激光作为载波，通过脉冲法或相位法等方法测定空间短程距离的便携式计量仪器。根据测量原理的不同，激光测距仪可以分为脉冲法激光测距仪和相位法激光测距仪。脉冲法激光测距仪通过测量激光束从发射到接收的时间来计算距离，而相位法激光测距仪则是通过测量激光束的相位延迟来换算距离。二、激光测距仪的误差来源激光测距仪的误差主要来源于以下几个方面： 1.激光测距仪自身的精度：激光测距仪的精度直接影响到测量结果的准确性。不同品牌和型号的激光测距仪的精度也会有所差异。 2.环境因素：激光测距仪在实际使用过程中，受到温度、湿度、气压、大气折射等因素的影响，也可能导致测量误差。 3.目标表面特性：激光测距仪测量的目标表面材质、颜色、粗糙度等特性

也会对测量结果产生影响。 4.操作者操作：激光测距仪的操作方法、操作者的熟练程度等也会对测量结果产生影响。三、激光测距偏移误差的标定方法为了保证激光测距仪的测量精度，需要定期对其进行误差标定。误差标定的方法主要有以下两种： 1.采用标准距离块进行标定：将标准距离块放置在激光测距仪的测量范围内，通过测量标准距离块上的刻度值，与激光测距仪的示值进行对比，从而得出偏移误差。 2.采用已知距离的实际目标进行标定：在已知距离的实际目标上设置测量点，用激光测距仪分别测量各个点的距离，然后将测量结果与实际距离进行对比，计算出偏移误差。四、激光测距仪的应用领域激光测距仪广泛应用于建筑施工测量、起重机变形测量、房产测量、测绘、森林资源调查等领域。其便携性、高精度和易于操作等特点使得它在这些领域有着广泛的应用。五、结论激光测距仪在实际使用过程中，受到多种因素的影响，可能会产生一定程度的误差。为了保证测量结果的准确性，需要定期对激光测距仪进行误差标定。

激光雷达距离成像精度改进方法

激光雷达距离成像精度改进方法摘要：在社会发展的影响下，技术水平不断进步，其中，成像激光雷达是一种有源成像系统，使用脉冲激光发射器和面阵接收器产生3D距离图像，具有广范围精度和宽范围门等特性。文中通过静态弥散宽度对图像模糊的影响分析，提出了时间分辨信号分布模型和改进范围精度分析方法。通过激光雷达测距系统试验分析表明，利用该模型得到的最佳静态弥散宽度对距离成像精度有显著影响，能够在白天强背景环境下对室内和室外的10m和1700m目标进行距离成像。在室内成像中，当静态弥散宽度为43.4μm时获得的最优测距精度为0.06m，在室外成像中，获得了测距误差为0.25m的分米级3D图像。该方法能够有效地提高激光雷达成像距离和成像精度，从而提高交通流测距和测速的精度。关键词：3D距离成像；激光雷达；光学遥感；测距；精度引言激光雷达作为雷达概念的一种延伸，利用激光进行目标探测，从反射光中获取目标距离、速度、方位等信息。相较于微波雷达，激光雷达采用波长更短的光学信号，具有定向性好、空间分辨率高、抗干扰能力强、体积小、重量轻等优点。自上世纪60年代以来，激光雷达得到了迅速发展，在遥感、大气探测、自动驾驶、三维成像等领域获得了广泛应用。根据发射信号不同，激光雷达可以分为两类：脉冲激光雷达和连续波激光雷达。脉冲激光雷达采用脉冲光信号作为探测信号，通过精确测量反射光脉冲飞行时间，获取目标距离信息。 1测距原理激光雷达要实现目标距离测量，必须确保能够接收到足够的回波信号，而计算激光回波信号的依据则是激光雷达方程，通用的激光雷达方程：其中：PR是接收回波功率，PT是发射激光功率，Pb是背景辐射和噪声功率；R是目标与雷达之间距离，θT是发射天线视场角/光束发散角；ρ是目标表面对激光的反射率，dA是目标表面面元，Ω是目标光散射立体角；D是接收天线孔径/ 直径，ηAtm是传输介质的双程透过率，ηSys是光学系统透过率。其直观物理意义：为激光发射功率分摊在被光斑覆盖到的目标表面积上的部分，dρ∫ 为目标将该部分照射功率向外散射的总散射功率，为目标散射功率被雷达天线孔径接收的部分；在这整个过程中还需要考虑光信号功率在雷达系统内部和自由空间中传播的损耗。由式(1)可见，在外部条件一定的情况下，激光发射功率越高，接收孔径越大，背景噪声抑制越好，系统的信噪比越高，这也是雷达系统设计的要点。激光测距的方法有很多种，除了直接利用计时电路对激光脉冲的飞行时间进行测量外，还可以通过对发射激光信号的幅值、频率、相位等进行调制，从而间接获得目标的距离。 2激光扫描方式介绍 2.1栅形扫描栅形扫描是沿水平或竖直方向往复顺序扫描的扫描方式，其扫描轨迹如图1 所示。栅形扫描先沿一个方向连续均匀扫描，完成一行扫描后变换方向到达下一行，再沿着相邻行的反方向扫描，这个过程称为一个行周期的扫描。T1T2T3T4在表示栅形扫描轨迹时可将行周期分为四个阶段，通过调整这四个周期，的大小，可以改变扫描行时间长短，方程(1)～(4)分别对应4个扫描周期

光电测距仪测距误差分析及精度评定

光电测距仪测距误差分析及精度评定摘要:光电测距仪自问世以来，被广泛应用于工程测量、控制测量、地形测量和工业测量等领域。本文指出了光电仪器测距误差的主要来源，并对误差进行了分析，给出了仪器精度评定的方法。关键词：光电仪器；误差分析；精度评定。光电测距仪和全站仪以其操作方便、快捷、高效、精密、自动化、智能化等特点,被许多领域广泛应用。作为一种被多种领域频繁使用的长度计量仪器,光电测距仪测距精度的定期检定始终是用户和承包方关心的问题,因为仪器能否在要求的精度下可靠地工作,是测量工作能否保质保量完成的前提条件。一、基本原理 1.光电测距仪的基本原理。光电测距仪是以电磁波作为载波，通过测定电磁波在基线两端点间的往返传播时间来测量测线两点间距离的测量仪器。测距仪按测程分类分为短程(测程2～3km)、中程(2～15km)、远程(15～60km)和超远程(测程＞60km)测距仪;按光源分类可分为激光测距仪、红外测距仪和微波测距仪;按振荡频率可分为固频测距仪和变频测距仪;按测定方法分类可分为脉冲式测距仪、相位式测距仪和干涉式测距仪等。 2.脉冲式光电测距仪。由测距仪发射系统发出脉冲，经被测目标反射后，再由测距仪的接收系统接收，可直接测定脉冲在待测距离上的传播时间，即发射脉冲与接收脉冲的时间差，从而求得待测距离。其优点是功率大、测程远;缺点是测距的绝对精度较低，一般只能达到米级，不能满足地籍测量和工程测量的要求。 3.相位式光电测距仪。相位式光电测距仪是通过测量连续调制波在待测距离上往返传播一次所产生的相位变化，间接测试调制信号的传播时间，从而求得待测距离。其优点是采用自动数字测相技术，测距绝对精度高，一般能达到毫米级，是目前应用最多的测距仪器。二、光电测距仪的测距误差光电测距仪的测距误差分为两部分: 1.比例误差:与被测距离长度成比例的误差,主要是由频率误差,大气折射率误差及真空光速测定误差给测距结果带来误差。其中光速测定误差对测距值的影响可忽略不计。 2.固定误差:仪器固有的误差,与被测距离长度无关,包括零点误差的检定误差, 仪器与反光镜的对中误差,测相误差,幅相误差,发光管相位不均匀性误差和周期误差。周期误差主要来源于仪器内部光电信号的同频窜扰,误差的大小是以精测尺的长度为周期重复出现的。其中比例误差、周期误差、零点误差为光电测距仪的主要系统误差。三、误差分析 1.真空光速值的误差。目前仪器所采用的光速值为。故此项误差影响可忽略不计。 2.主控晶体振荡器的频率误差（调制频率）：此误差主要是对精测频率而言，因为它决定了仪器的测距精度。此项误差包括两方面：频率的校准误差和频率的漂移误差。由于晶体质量不佳或晶体老化等原因，将会出现频率偏移（偏移仪器设计的标称值），故应对它的精测晶振频率进行定期检验（频率计的精度要高于10—6）。 3.大气折射率的误差：大气折射率的变化将使光在大气中的传播速度发生变

复杂地形下激光雷达测风误差的修正

复杂地形下激光雷达测风误差的修正随着激光雷达在风能行业的广泛应用，如何准确地测量复杂地形下风场成为了一个重要的研究方向。然而，受到物理环境的限制，各种误差对于激光雷达测风的影响不能被忽视，对于这些误差的修正是提高风场测量精度的重要方法之一。本文将针对复杂地形下激光雷达测风误差进行探讨，并介绍一些常用的误差修正方法。一、复杂地形下风场测量中的误差来源 1. 大气折射误差大气条件的变化会导致信号的折射，改变从地面反射回来的光路。这种折射现象可能产生大量的误差，特别是在高低温差异较大及湍流明显的气象条件下更加严重。这一点影响因子比较复杂，包括大气中水汽、颗粒物等折射系数，空气稳定性、湍流强度等因素。 2. 仪器误差激光雷达的内部误差是指由设备本身产生的偏差，例如激光发射的能量波动、接收器的噪声、时钟漂移等。这些误差难以避免，只能通过精确的校准和调试工作，减小其对测量精度的影响。 3. 地形扰动误差地形对流场运动产生了宏观和微观扰动，这些扰动导致了流场的非均匀性和非线性特性，进而影响了激光雷达信号的反射和接收。此外，在激光雷达所在的地面上，地形的现象也会对激

光雷达的测量产生影响。 4. 系统偏差系统偏差是当仪器放在不同的位置或角度时，在旋转的平面内出现的偏差。这种偏差又分为系统偏差和随机偏差两种类型。系统偏差是指在相同方位上的多次测量中，实际风向和读数风向之间的偏差。随机偏差则是指在不同方位上的多次测量中风速读数的离散度。二、误差修正方法 1. 大气折射校正在大气折射方面，除非在风场测量中使用精密的气象观测系统，否则大气扰动只能通过数值模拟进行补偿。目前，研究人员主要使用计算流体力学（CFD）模拟等方法解决大气折射问题。其他方法包括在采样平面上插值，以及采用声学回波 2. 地形扰动校正地形扰动校正是目前研究的重点和难点，主要有两个方向：扰动测量和算法校正。在扰动测量方面，通过对地形的识别和特征提取，可以对扰动进行测量和重构，从而对风场测量产生的误差进行校正。同样，在算法校正方面，通过对数据分析处理，将地形扰动嵌入到算法中，从而减少或消除重构误差，提高测量精度。 3. 系统偏差校正系统偏差的确进行比较简单，只需要导入相应的校准参数即可。

测距误差来源及其影响.

§4.3 测距误差来源及其影响测距误差的大小与仪器本身的质量，观测时的外界条件以及操作方法有着密切的关系。为了提高测距精度，必须正确地分析测距的误差来源，性质及大小，从而找到消除或削弱其影响的办法，使测距获得最优精度。 4.3.1 测距误差的主要来源由（4-3）式可知，相位式测距的基本公式为 )2(210π ∆Φ+=N n c f D （4-23）式中 n c c ⋅=0 将其线性化并根据误差传播定律得测距误差 2222202240Φ⎪⎭⎫ ⎝ ⎛+⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=m n m f m c m D M n f c D πλ （4-24）式中 0c ——光在真空中传播的速度； f ——测尺频率； n ——大气折射率； Φ——相位； λ——测尺波长。上式表明，测距误差D M 是由以上各项误差综合影响的结果。实际上，观测边长S 的中误差S M 还应包括仪器加常数的测定误差K m 和测站及镜站的对中误差l m ，即 222222202240l K n f c S m m m n m f m c m D M ++⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭ ⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=Φπλ （4-25）上式中的各项误差影响，就其方式来讲，有些是与距离成比例的。如0c m ,f m 和n m 等，我们称这些误差为“比例误差”；另一些误差影响与距离长短无关。如Φm ,K m 及l m 等，我们称其为“固定误差”。另一方面，就各项误差影响的性质来看，有系统的，如0c m ,f m ,K m 及n m 中的一部分；也有偶然的，如Φm ,l m 及n m 中的另一部分。对于偶然性误差的影响，我们可以采取不同条件下的多次观测来削弱其影响；而对系统性误差影响则不然，但我们可以事先通过精确检定，缩小这类误差的数值，达到控制其影响的目的。 4.3.2 比例误差的影响

激光测距仪的测量方法及应用激光测距仪常见问题解决方法

激光测距仪的测量方法及应用激光测距仪常见问题解决方法激光测距仪一般接受两种方式来测量距离：脉冲法和相位法。脉冲法测距：测距仪发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收，测距仪同时记录激光往还的时间。光速和往还时间的乘积的一半，就是测距仪和被测量物体之间的距离。脉冲法测量距离的精度是一般是在+/—1米左右。此类测距仪的测量盲区一般是15米左右。激光测距仪的应用领域：激光测距仪被广泛应用于以下领域：电力，水利，通讯，环境，建筑，地质，警务，消防，爆破，航海，铁路，反恐/军事，农业，林业，房地产，休闲/户外运动等。为什么激光测距仪还有所谓“*”和“不*”的区分？激光测距仪是用激光做为紧要工作物质来进行工作的。目前，市场上的手持式激光测距仪的工作物质紧要有以下几种：工作波长为905纳米和1540纳米的半导体激光，工作波长为1064纳米的YAG激光。1064纳米的波长对人体皮肤和眼睛是害的，特别是假如眼睛不当心接触到了1064纳米波长的激光，对眼睛的损害可能将是*性的。所以，在国外，手持激光测距仪中，完全取缔了1064纳米的激光。在国内，某些厂家还有生产1064纳米的激光测距仪。对于905纳米和1540纳米的激光测距仪，我们就称之为“*”的。对于1064纳米的激光测距仪，由于它对人体具有潜在的危害性，所以我们就称之为“不*”的。数据采集用于林业资源清查，即树高、可作商业性用材的高度，植被绘制，野生特别树种、优良树种定位，确定区域内树的等级及经济价值，或在进行培育管理讨论时如修枝，决议产生特定高度的地方的树位置，绘制伐木量剖面图，确定资源边界；在收成木材考虑捆堆木材方法时，用于捆堆木材通道的地形

光电测距仪测距误差分析

光电测距仪测距误差分析武汉大学电子信息学院湖北武汉摘要：本文指出了光电测距仪测距误差的主要来源，对测距误差及其影响进行了分析，并给出精度评定的方法。关键词：光电测距仪测距误差精度评定一、引言光电测距仪自问世以来,以其操作方便、快捷、高效、精密、自动化、智能化等特点,被广泛应用于工程测量、控制测量、地形测量、地籍与房产测量、施工放样、工业测量及近海定位等领域。数字地球的建设,也以其为基本的数字采集设备之一。作为一种被多种领域频繁使用的长度计量仪器,光电测距仪测距误差的分析与测距精度的定期评定始终是用户和承包方关心的问题。因为仪器能否在要求的精度下可靠地工作,是测量工作能否保质保量完成的前提条件。国家技术监督局对光电仪器（全站仪、测距仪）测距系统的检定目的、项目和方法作了具的规范要求，本文就光电仪器的测距误差及精度评定进行分析。测距精度是光电测距仪的重要技术指标之一，其测距精度不但与仪器的性能有关，同时也取决于使用方法和实测时外界因素的影响。分析测距误差的来源和影响程度，找出消除或减弱误差的措施和方法，对于正确、合理地使用仪器和维护仪器，以便测出精度较好的距离成果和分析测距成果质量等都是很有必要的。按照规范要求，对仪器进行检定，客观地评定仪器测距的实际综合精度，对了解仪器性能指标，验收新购和修理后的仪器以及合理使用仪器尤为重要。欲达到系统客观地评定一台光电测距仪的测距精度这一目的，一方面应严格地按照规范要求对仪器进行检定，另一方面还需具备有关测距原理及相关的误差理论知识，以便找出测距误差的主要来源，再进行测距误差分析，作为综合评定仪器精度的依据。二、光电测距原理 1.光电测距仪按仪器测程分类：短程光电测距仪：测程在3Km 以内，测距精度一般在1cm 左右。中程光电测距仪：测程在3~15Km 左右，适用于二、三、四等控制网的边长控制，精度一般可达±（10mm+6-10⨯）。远程激光测距仪：测程在15Km 以上的测距仪，精度一般可达±（5mm+16-10⨯），满足国家一、二等控制网的边长控制。 2.测尺频率的选择：直接测尺频率方式：直接使用各测尺频率的测量结果组合成待测距离的方式。

单光子激光测距的漂移误差理论模型及补偿方法

单光子激光测距的漂移误差理论模型及补偿方法黄科;李松;马跃;田昕;周辉;张智宇【摘要】单光子激光测距系统采用高灵敏度的单光子探测器作为接收器件,更易实现高密度、高覆盖率的目标采样,是未来激光测距系统的发展方向.漂移误差作为限制单光子激光测距精度提高的瓶颈问题,其主要由平均回波信号光子数的变化引起.以激光雷达方程、单光子探测器的概率与统计理论为基础,建立了漂移误差的理论模型,给出了漂移误差与平均信号光子数、均方根脉宽等系统参数之间的理论关系式.同时,结合单光子探测概率模型给出了一种漂移误差的修正方法,并搭建实验系统对漂移误差模型和修正方法进行了验证.在回波信号均方根脉宽为3.2 ns、平均回波信号光子数为0.03到4.3个情况下,未经修正的漂移误差最大达到46 cm,经修正后的均方根误差为1.16 cm,平均绝对误差为0.99 cm,达到1 cm量级,漂移误差对测距精度的影响基本可以忽略.该方法可以解决漂移误差制约单光子激光测距精度提高的瓶颈问题.%Single-photon laser ranging is a new generation of lidar which represents the future lidar development trend. It uses the single photon detector as the receiving device. Due to the fact that single-photon detector possesses the ultra-high sensitivity, the single-photon laser ranging is much easier to achieve the high density as well as the high coverage target sampling. However, the existence of the range work error in single-photon laser ranging, resulting from the fluctuation in the number of signal photoelectrons restricts the improvement of the ranging accuracy. In this paper, the range walk error model based on the lidar equation and the statistical property of single-photon detector is established. Then the relation between the range walk error and the