激光原理考试复习资料
激光原理复习资料
1，全息照相是利用激光的相干性好特性的照相方法。
2，能够完善解释黑体辐射实验曲线的是普朗克公式,3，什么是黑体辐射？写出公式,并说明它的物理意义。
答：黑体辐射：当黑体处于某一温度的热平衡情况下，它所吸收的辐射能量应等于发出的辐射能量，即黑体与辐射场之间应处于能量（热）平衡状态，这种平衡必然导致空腔内存在完全确定的辐射场，这种辐射场称为黑体辐射或平衡辐射。
公式：物理意义：在单位体积内，频率处于附近的单位频率间隔中黑体的电磁辐射能量。
4，爱因斯坦提出的辐射场与物质原子相互作用主要有三个过程，分别是自发辐射、受激发射、受激吸收。
5，按照原子的量子理论，原子可以通过自发辐射和受激辐射的方式发光，它们所产生的光的特点是（）A，两个原子自发辐射的同频率的光相干，原子受激辐射的光与入射光不相干。
B，两个原子自发辐射的同频率的光不相干，原子受激辐射的光与入射光相干。
C，两个原子自发辐射的同频率的光不相干，原子受激辐射的光与入射光不相干。
D，两个原子自发辐射的同频率的光相干，原子受激辐射的光与入射光相干。
6，Einstein系数有哪些？它们之间的关系是什么？答：系数：自发跃迁爱因斯坦系数A21，受激吸收跃迁爱因斯坦系数B12，受激辐射跃迁爱因斯坦系数B21关系：，，f1, f2为E1, E2能级的统计权重(简并度)。
7，自发辐射爱因斯坦系数与激发态E2平均寿命τ的关系为（）A, B, C, D,8，如何理解光的相干性？何谓相干时间、相干长度、相干面积和相干体积？答：光的相干性:在不同的空间点上、在不同的时刻的光波场的某些特性的相关性。
相干时间：光沿传播方向通过相干长度所需的时间，称为相干时间。
相干长度：相干光能产生干涉效应的最大光程差，等于光源发出的光波的波列长度。
相干体积：如果在空间体积内各点的光波场都具有明显的相干性，则称为相干体积。
9，光腔的损耗主要有几何偏折损耗、衍射损耗、透射损耗和材料中的非激活吸收、散射、插入物损耗。
激光原理复习提纲
第一章激光的基本原理1.光子的波动属性包括什么？动量与波矢的关系？光子的波动属性包括什么？质量与频率的关系？2概念：相格、光子简并度3光的自发辐射、受激辐射爱因斯坦系数的关系4.形成稳定激光输出的两个充分条件是起振和稳定振荡。
形成激光的两个必要条件是粒子数反转分布和减少振荡模式数5.激光器由哪几部分组成？简要说明各部分的功能。
6.自激振荡的条件？7.简述激光的特点？课后习题：1、5、7、8第二章开放式光腔与高斯光束1.开放式谐振腔按照光束几何偏折损耗的高低，可以分为稳定腔、非稳腔、临界腔。
2.驻波条件，纵模频率间隔3.光线在自由空间中行进距离L时所引起的坐标变换矩阵式什么？球面镜的对旁轴光线的变换矩阵?4.稳定腔的稳定性条件？非稳腔的条件？会计算。
典型的临界腔有哪些？5. 纵模与横模的物理意义.6.共焦腔模式特征（基模镜面上的光斑尺寸，束腰的大小、等相位面的曲率半径、谐振频率、远场发散角）。
高斯球面波在其传输轴线附近可近似看作是一种非均匀球面波。
7.任意一个共焦球面腔与无穷多个稳定球面腔等价，任一稳定腔唯一等价于某一个共焦腔，这里的等价是指行波场相同。
8.高斯光束的q参数在自由空间中的传输规律？q参数通过薄透镜的变换公式为？9.高斯光束束腰的变换公式10.为了使高斯光束获得良好聚焦，通常采用的方法是什么？准直的方法？课后习题：3、5、10、11、24第三章电磁场和物质的共振相互作用1.均匀加宽的机制包括什么？非均匀加宽的机制包括什么？2.说明均匀加宽与非均匀加宽的区别。
3. 对于气体工作物质，主要的加宽类型是由碰撞引起的均匀加宽和多普勒加宽。
其线型函数是什么？两种加宽类型如何过渡？4.能画出三能级系统的结构示意图，说明每个能级的意义。
能列出四能级系统的速率方程组。
5.均匀加宽中，入射光频率1ν偏离中心频率0ν越远，增益系数的饱和作用越弱。
当入射光频率1ν等于中心频率0ν时，增益系数的饱和作用最强 。
激光原理复习自整理资料
第一章 激光的特性：1.方向性好，最小发散角约等于衍射极限角2.单色性好3.亮度高4.相干性好 波尔兹曼定律：根据统计规律，大量粒子组成的系统，在热平衡条件下，原子数按能级分布服从波尔兹曼定律：kT E i i i eg -∞n 推论：假设gi=gj1.当E2-E1很小，且12-E E E =∆<< kT 时，112n =n ， 2.当E2>E1时，n2<n1. 说明高能粒子数密度总是较小3.当E1为基态，E2距离很远时，即E2>E1,012n =n ,说明绝大多数粒子为基态 普朗克公式：11h 8hv 33v -=kT e c v πρ 爱因斯坦关系：自发辐射，受激辐射，受激吸收之间的关系332121hv 8cB A π= 212121g B g B = 光子简并度g ：处于同一光子态的光子数。
含义：同态光子数、同一模式内的光子数、处于相干体积内的光子数、处于同一相格内的光子数自发辐射：处于高能级Ｅ２的一个原子自发的向Ｅ１跃迁，并产生一个能量为ｈｖ的光子 特点：1各粒子自发，独立的发射光子；2非相干光源光功率密度：212)()t (q A t hvn =自受及辐射：处于高能级Ｅ２的一个原子在频率为ｖ的辐射场作用下，向Ｅ１跃迁，并产生一个能量为ｈｖ的光子特点：1只有外来光频率满足12hv E E -=；2 受激辐射所发射的光子与外来光特征完全相同，相干光源【频率，相位，偏振方向，传播方向】，光场中相同光子数量增加，光强增加，入射光被放大，即光放大过程光功率密度：v B t hvn t ρ212)()(q =激光功率密度比：v v hv ρπλρπh88c q q 333==自激 增益系数：光通过单位长度激活物质后光强增长的百分数增益饱和：在抽运速率一定的条件下，当入射光的光强很弱时，增益系数是一个常数；当入射光的光强增大到一定程度后，增益系数随光强的增大而减小。
谱线宽度：线型函数在ν0时有最大值，下降至最大值的一半，对应得宽度。
激光原理复习知识点
一 名词解释1. 损耗系数及振荡条件:0)(m ≥-=ααS o I g I ,即α≥o g 。
α为包括放大器损耗和谐振腔损耗在内的平均损耗系数。
2. 线型函数：引入谱线的线型函数p v p v v )(),(g 0~=，线型函数的单位是S ，括号中的0v 表示线型函数的中心频率，且有⎰+∞∞-=1),(g 0~v v ，并在0v 加减2v ∆时下降至最大值的一半。
按上式定义的v∆称为谱线宽度。
3. 多普勒加宽:多普勒加宽是由于做热运动的发光原子所发出的辐射的多普勒频移所引起的加宽。
4. 纵模竞争效应：在均匀加宽激光器中，几个满足阈值条件的纵模在震荡过程中互相竞争，结果总是靠近中心频率0v 的一个纵模得胜，形成稳定振荡，其他纵模都被抑制而熄灭的现象。
5. 谐振腔的Q 值:无论是LC 振荡回路，还是光频谐振腔，都采用品质因数Q 值来标识腔的特性。
定义p v P w Q ξπξ2==。
ξ为储存在腔内的总能量，p 为单位时间内损耗的总能量。
v 为腔内电磁场的振荡频率。
6. 兰姆凹陷：单模输出功率P 与单模频率q v 的关系曲线，在单模频率等于0的时候有一凹陷，称作兰姆凹陷。
7. 锁模：一般非均匀加宽激光器如果不采取特殊的选模措施，总是得到多纵模输出，并且由于空间烧孔效应，均匀加宽激光器的输出也往往具有多个纵模，但如果使各个振荡的纵模模式的频率间隔保持一定，并具有确定的相位关系，则激光器输出的是一列时间间隔一定的超短脉冲。
这种使激光器获得更窄得脉冲技术称为锁模。
8. 光波模：在自由空间具有任意波矢K 的单色平面波都可以存在，但在一个有边界条件限制的空间V内，只能存在一系列独立的具有特定波矢k 的平面单色驻波;这种能够存在腔内的驻波成为光波模。
9. 注入锁定：用一束弱的性能优良的激光注入一自由运转的激光器中，控制一个强激光器输出光束的光谱特性及空间特性的锁定现象。
（分为连续激光器的注入锁定和脉冲激光器的注入锁定）。
激光原理期末知识点总复习材料
激光原理期末知识点总复习材料激光原理是物理学和光学学科中的重要内容，它是现代科技发展的基础之一、下面是激光原理期末知识点的总复习材料。
1.激光的定义和概念：激光是指具有相干特性、能量集中、波长单一且紧凑的光束。
其与常规光的最大区别在于具有相干性和能量集中性。
2.激光的产生过程：激光的产生过程主要包括受激辐射和自发辐射。
受激辐射是指在外界光或电磁辐射的刺激下，原子或分子由基态跃迁到激发态并通过受激辐射返回基态时所发射的光。
自发辐射是指原子或分子自发地从激发态返回基态所发射的光。
3.光激发和电子激发的激光：根据产生激发所用的不同方法，激光可以分为光激发和电子激发的激光。
光激发的激光是通过外界光的能量传递使原子或分子激发并产生激光。
电子激发的激光是通过外界电子束或放电使原子或分子激发并产生激光。
4.激光功率和激光能量：激光功率是指单位时间内激光辐射出的能量，单位为瓦特(W)；激光能量是指激光脉冲的总能量，单位为焦耳(J)。
5.激光的特性：激光具有相干性、方向性、单色性和高亮度等特性。
相干性是指激光的波长相近的光波的相位关系保持稳定，能够构成干涉图样。
方向性是指激光具有狭窄的发射角度，能够通过透镜等光学元件进行聚焦。
单色性是指激光具有非常狭窄的波长，具有很高的色纯度。
高亮度是指激光能够将能量集中在很小的空间范围内，能够产生很高的光功率密度。
6.激光器的结构和工作原理：激光器主要由激光介质、泵浦能源、光腔和输出镜组成。
激光介质是产生激光的核心部件，泵浦能源是提供激发条件的能源，光腔是激发介质形成激光放大的空间环境，输出镜是选择性反射激光光束的光学元件。
7.常见的激光器种类和应用：常见的激光器种类包括氦氖激光器、二氧化碳激光器、半导体激光器和固体激光器等。
激光器的应用非常广泛，包括科学研究、医学治疗、通信、激光加工和激光雷达等。
8.激光安全：激光具有较强的穿透力和燃烧能力，因此在使用激光器时需要注意安全。
激光安全主要包括对激光光束的防止散焦、眼睛和皮肤的防护、激光辐射的监测和控制等。
激光原理复习资料
激光原理复习资料激光原理复习资料填空42′工程分析3×6′(18′)工程设计题2×8′(16′)计算3×8′(24′)基础知识【一级知识点】各类激光器的中心波长：He-Ne激光器：632.8 nmCO2激光器：10.6 μmNd:YAG激光器：1064nm【二级知识点】(小信号增益曲线，振荡阈值条件，荧光谱线，线宽极限：由于自发辐射的存在而产生的一种无法消除的线宽(即是说不可能做到比这一线宽更窄)，在有源腔中，由于增益介质的色散，使纵模频率比无源腔纵模频率更接近中心频率，这种现象称为频率牵引。
表观中心频率) 【二级知识点】(当光强I可以与饱和光强Is可以比拟时，反转集居数Δn随I的增加而减少，这种现象称为反转集居数的饱和，此时Δn<Δn0(Δn0为小信号反转集居数密度))Chapter 11、为何频率越高，激光器越难制造？答：1、频率越高，模密度越大，提取单个模的难度也越大。
2、A21/B21越大，自发辐射占优势，简并度下降。
2、工程分析题：推导均匀平面波情况下谐振腔的谐振频率和纵模间隔。
答：当波在镜面上发生反射时，入射光与反射光会发生干涉，多次往返形成多光束干涉。
为使光束能在腔内形成稳定振荡，光束应满足相长干涉的条件，即光束在谐振腔内往返一次回到原来的位置，相位改变2π的整数倍。
得驻波条件：qL ?=?=?Φπλπ2'22 (1)谐振条件：2λqL'= (2)取λ为λq ，将qqcλν=代入(1)式，得谐振条件：'2L c qq=ν (3)当谐振腔内充满折射率为n 的均匀介质时，有nLL ='，代入(3)，得nLc qq2=ν (4)式(3)、(4)中q ν即为谐振频率。
两个相邻纵模间的频率之差即为纵模间隔：nLc L c q q q 2'2-1===?+νννChapter 21、光腔的损耗：几何偏折损耗，衍射损耗，镜面反射不完全引起的损耗，内部损耗。
激光原理复习
激光原理第一章1. 激光器的组成部分及作用（1）工作物质（激活物质）：用来实现粒子数反转和产生光的受激发射作用的 物质体系。
（2）泵浦源：提供能量，实现工作物质的粒子数反转。
（3）谐振腔：①提供轴向光波模的正反馈②模式选择，保证激光器单模振荡，从而提高激光器的相干性。
2. 模式数的计算单色模密度：计算例：封闭腔在5000 Å处单色模密度。
3. 光谱宽度的计算其中，为波列长度。
4. 本征状态的定义给定空间内任一点处光的运动情况，在初始条件和边界条件确定后，原则上就可求解麦克斯韦方程组，一般可得到很多解，而且这些解的任何一种线性组合都可满足麦克斯韦方程，每一个特解，代表一种光的分布，即代表光的一种本振振动状态。
5. 光子简并度的定义光子简并度对应于线度光源λ，在单位时间单位立体角内发出单位频宽的光子数(处于同一个相格中的光子数，处于一个模式中的光子数，处于相干体积内的光子数，处于同一量子态内的光子数，都有相同的含义，均定义为光子简并度)。
并用表示：V c V c g 322824νπννλπ∆=⨯⨯∆=328c n πνν=Hz c14108106105000103⨯=⨯⨯==-λυ353821432s 1035.310310614.388-⋅⨯=⨯⨯⨯⨯==m c n ）（）（πυυc l c t //1=∆≈δνc l δνλνδ∆∆Ω∆==∆ΩS h Pg n )/2(26. 光子简并度与单色亮度之间的关系光源的光子简并度，从微观上反映出光源的单色亮度。
单色亮度：。
光子简并度与单色亮度之间的关系为：7. 光子平均能量的表达同一种光子运动状态（或同一种光波模式）的光子平均能量：8. 光的自发辐射、受激吸收、受激辐射自发辐射：处于的原子在无外来光子情况下自发地向能级跃迁，发射能量以光辐射形式放出即自发辐射。
特点：自发辐射是仅与原子自身性质有关的随机过程，自发辐射的光在方向、偏振、相位方面都没有确定的关系，因此是不相干的。
激光原理考试重点
激光原理考试要点第一章激光的基来源理1.光子的颠簸属性包含什么？动量与波矢的关系？光子的粒子属性包含什么？质量与频次的关系？答：光子的颠簸性包含频次，波矢，偏振等。
粒子性包含能量，动量，质量等。
动量与波矢：质量与频次：2.观点：相格、光子简并度。
答：在六维相空间中，一个光子态对应的相空间体积元为，上述相空间体积元称为相格。
处于同一光子态的光子数称为光子简并度，它拥有以下几种同样含义：同态光子数、同一模式内的光子数、处于相关体积内的光子数、处于同一相格内的光子数3.光的自觉辐射、受激辐射爱因斯坦系数的关系答：自觉跃迁爱因斯坦系数：. 受激汲取跃迁爱因斯坦系数： ) 。
受激辐射跃迁爱因斯坦系数：。
关系： ;;为能级的统计权重 ( 简并度 )当时有4.形成稳固激光输出的两个充足条件是起振和稳固振荡。
形成激光的两个必需条件是粒子数反转散布和减少振荡模式数5.激光器由哪几部分构成？简要说明各部分的功能。
答：激光工作物质：用来实现粒子数反转和产生光的受激发射作用的物质系统。
接收来自泵浦源的能量，对外发射光波并能够激烈发光的活跃状态，也称为激活物质。
泵浦源：供给能量，实现工作物质的粒子数反转。
光学谐振腔： a) 供给轴向光波模的正反应； b) 模式选择，保证激光器单模振荡，进而提升激光器的相关性。
6.自激振荡的条件？答：条件：此中为小信号增益系数：为包含放大器消耗和睦振腔消耗在内的平均消耗系数。
7.简述激光的特色？答：单色性，相关性，方向性和高亮度。
8.激光器分类：固体液体气体半导体染料第二章开放式光腔与高斯光束1.开放式谐振腔依据光束几何偏折消耗的高低，能够分为稳固腔、非稳腔、临界腔。
2.驻波条件，纵模频次间隔答：驻波条件：应知足等式：式中，为平均平面波在腔内来回一周时的相位滞后；为光在真空中的波长；为腔的光学长度；为正整数。
相长干预时与的关系为：或用频次来表示：.纵模频次间隔：不一样的 q 值相应于不一样的纵模。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.激光原理（概念，产生）：激光的意思是“光的受激辐射放大”或“受激发射光放大”，它包含了激光产生的由来。
刺激、激发，散发、发射，辐射2.激光特性：（1）方向性好（2）亮度高（3）单色性好（4）相干性好：3.激光雷达：激光雷达，是激光探测及测距系统的简称。
工作在红外和可见光波段的雷达称为激光雷达。
4.激光的回波机制：激光雷达的探测对象分为两大类，即软目标与硬目标。
软目标是指大气和水体（包括其中所包含的气溶胶等物质）等探测对象，而硬目标则是指陆地、地物以及空间飞行物等宏观实体探测对象。
软目标的回波机制：（1）Mie散射是一种散射粒子的直径与入射激光波长相当或比之更大的一种散射机制。
Ｍie散射的散射光波长与入射光波长相当，散射时光与物质之间没有能量交换发生。
因此是一种弹性散射。
（2）Rayleigh散射（瑞利散射）：指散射光波长等于入射光波长，而且散射粒子远远小于入射光波长，没有频率位移（无能量变化，波长相同）的弹性光散射。
（3）Raman散射（拉曼散射）：拉曼散射是激光与大气和水体中各种分子之间的一种非弹性相互作用过程，其最大特点是散射光的波长和入射光不同，产生了向长波或短波方向的移动。
而且散射光波长移动的数值与散射分子的种类密切相关。
（4）共振荧光：原子、分子在吸收入射光后再发射的光称为荧光.当入射激光的波长与原子或分子内能级之间的能量差相等时，激光与原子或分子的相互作用过程变为共振荧光。
（5）吸收：吸收是指当入射激光的波长被调整到与原子分子的基态与某个激发态之间的能量差相等时，该原子、分子对入射激光产生明显吸收的现象。
硬目标的回波机制：激光与由宏观实体构成的硬目标作用机制反射、吸收和透射。
当一束激光射向硬目标物体时，一部分激光能量从物体表面反射、一部分激光能量被物体吸收、而剩下的激光能量则将穿透该物体。
硬目标对激光能量的反射机制最为重要。
硬目标回波机制包括：镜面反射、漫反射，方向反射1.机载激光雷达系统组成：机载LiDAR系统由测量激光发射点到被测点间距离的激光扫描仪、测量扫描装置主光轴的空间姿态参数的高精度惯性导航系统（IMU）、用于确定扫描投影中心的空间位置的动态差分全球导航定位系统（DGPS）、确保所有部分之间的时间同步的同步控制装置、搭载平台等部分组成。
另外，还配备有数据记录设备及数据处理软件等2.机载激光雷达定位原理：机载LiDAR系统采用极坐标定位原理，其确定地面点三维坐标的数学本质是：对一空间向量，已知其模和其在物方坐标空间中的方向，如果知道向量起点的空间坐标，则该向量的另一端点的坐标可唯一确定3.机载激光雷达测量作业生产流程：主要包括航摄准备、航摄数据采集、数据预处理、数据后处理等环节。
4.机载LiDAR技术相关术语：点云：LiDAR 获取的是离散的三维坐标数据，数量多在空间分布毫无规律，人们形象称之为点云。
瞬时视场角：机载LiDAR系统通过发射和接收激光脉冲的信号实现测距，每束激光脉冲与发射器法线方向都不一致，因而视场角大小不同；瞬时视场角指的是每次激光脉冲的视场角。
多次回波：同一激光脉冲可以有多次反射信号。
脉冲频率：激光脉冲的频率(每秒出现的次数)扫描频率：以线扫描系统为例，指扫描镜从一端旋转到另一端所用时间的倒数。
激光脚点：单个激光脉冲在地面的反射区域。
滤波分类（Classification）：对点云数据中不同类型的点的属性按一定的规则进行划分，形成不同的点集（如地面点集、建筑物点集、植被点集等）裸地或地表：指的是在滤波分类基础上形成的地面点集合。
最小飞行高度：飞行位置相对基准面的最短距离，它的大小取决于飞行平台的类型、探测区域的地形、激光对人眼的安全距离和飞行的安全距离等扫描带宽：系统扫描时形成的带状扫描区域的宽度旁向激光脚点间距：在同一扫描线中，垂直于航线方向的激光脚点之间的距离。
航向激光脚点间距：相邻扫描线中，平行于航线方向的激光脚点的中心距离。
5.机载LiDAR数据组成及数据格式：组成：包含了激光测距数据、GPS数据、INS数据、同步时间数据、多波段传感器的数据等。
这其中有些是过程数据，例如：INS数据、GPS数据等；有些是结果数据，如：坐标数据、高程数据、回波强度数据等。
根据目前的硬件情况，机载LiDAR系统提供的基本信息是三维点云数据和强度信息数据，依据具体搭载和配置的传感器的不同，很多机载激光雷达设备还能够提供全波形数据、中等幅面的数码影像数据，甚至还有多光谱数据等。
数据格式：目前国际上常用的LiDAR数据存储格式包括ASCII文本、栅格以及自定义二进制格式及LAS格式等。
6.机载LiDAR数据特点：1.激光雷达数据是不连续的。
2.激光雷达获得的数据不仅是一次回波而是多次回波3.强度数据：机载LiDAR系统除了能获得多重回波数据之外，还能同时获得回波信号的强度。
4.激光脚点密度不均匀。
5.海量数据6.航带覆盖面积较小7.获取同名点困难8.存在数据盲区或者数据空洞区域9.缺少光谱信息7.机载LiDAR技术与航空摄影测量技术的比较：1.获取数据的机理和采集到原始数据不同：1）航空摄影测量依据透视几何的原理成像，获得的数据是航空像片或数码影像。
2）机载LiDAR技术依据的是极坐标几何定位原理，其获得的原始数据是离散点的三维坐标2.硬件方面差别：激光雷达系统能耗大，操作复杂，可靠性差，系统成本高机载，扫描器寿命短。
摄影测量系统操作容易，简便，可靠性高，系统成本便宜。
3.精度的差别：机载LiDAR同摄影测量相比，所受的误差影响和因素更多，推导误差的传播模型更为复杂。
4.产品质量的差别：与光学影像相比，机载LiDAR能够穿透植被冠层而到达地表，一般认为机载LiDAR是比较理想的获取森林地区DEM的数据源。
5.生产周期的差别：机载激光雷达系统直接获取距离观测值，其生产DEM要比摄影测量快的多。
6.生产成本的差别：除去硬件成本，仅就获取DEM和三维模型而言，机载LiDAR的成本要远低于航空摄影测量。
8.机载LiDAR系统误差源分析：1.量测误差，主要包括激光测距误差、GPS定位误差、IMU姿态误差；2.集成误差，即系统各部件观测值集成过程中的系统集成误差，包括硬件安置误差和数据处理误差。
1.激光测距误差：激光测距的误约为2~3cm，2、DGPS定位误差：GPS定位误差（主要误差源）为5cm左右，3、姿态量测误差：目前，在国内民用INS 系统的精度水平为：航偏、侧滚和俯仰°，采用GPS/INS 组合的精度水平为°；国外先进的GPS/INS组合的精度水平为：航偏°、侧滚和俯仰°。
4、扫描角误差：固定的5、偏心距误差主要是GPS接收机天线中心到激光束在扫描镜上发射点的距离的量测误差。
6、安置角误差：安装后IMU 各轴指向与激光扫描仪的各轴指向间有一个微小的角度差，安置角误差通常度度.1地面三维激光扫描系统构成：激光扫描仪本身主要包括激光测距系统和激光扫描系统，同时集成CCD 和仪器内部控制和校正系统。
摄像机主要用于目标对象影像信息的数据采集，其获取的彩色图像中，包含了目标对象的真彩色纹理，当使用计算机系统对目标对象进行三维可视化的展示时需要用到此类信息。
2.仪器内部控制与校正系统不仅可以控制仪器内部各系统的联合工作并且还可以进行有效校正。
3.激光测距系统采用非接触方式，利用激光束从发射到接收的时间差或者相位差来精确、高速地测量扫描点与扫描仪的距离。
2.地面三维激光扫描系统定位原理：激光测距系统采用非接触方式，利用激光束从发射到接收的时间差或者相位差来精确、高速地测量扫描点与扫描仪的距离。
激光扫描系统通过匀速旋转的反射镜引导激光束以等角速度的方式发射，并测量激光束的水平方向与竖直方向的角度。
两系统相结合，即可计算出每一个扫描点的空间三维坐标。
原始数据：1.地面激光扫描仪的观测数据为与目标对象表面对应的密集三维离散点，一般情况下将其称为点云数据。
2.两个连续转动的、用来反射脉冲激光的反射镜的角度值，即横向扫描角度观测值a和纵向扫描角度观测值θ；通过脉冲激光传播的时间(或相位差)计算得到的仪器到扫描点的距离值S；该两项数据用来计算扫描点的3维坐标值。
3.扫描点的反射强度，用来给反射点匹配灰度信息。
4.三维激光扫描仪的点云误差分析：测量误差可分为系统误差和偶然误差。
系统误差引起三维激光扫描点的坐标偏差，可通过公式改正或修正系统予以消除或减小。
测量系统的偶然性误差则是随机产生的。
三维激光扫描误差可分为点云的定位误差（仪器相关误差、目标相关误差、环境相关误差）和点云配准误差。
1.激光的测距误差：激光测距误差综合体现为测距中的固定误差和比例误差，可以通过仪器检定确定测距误差的大小。
2.仪器的测角误差：扫描角的影响包括横向扫描角度和竖向扫描角度测量的影响。
测角误差包括视准轴误差、水平角误差和垂直角误差3.目标颜色引起的误差：作为一种特殊的电磁波，激光照射到不同目标表面，其被反射和吸收的程度也不一样，激光接收单元在单位时间内接收到的激光能量的差异发生变化，造成测量结果的差异。
一般而言，亮色的表面比暗色的表面测量精度高。
4.外界环境条件引起的误差：外界环境条件主要为温度、气压等的变化。
温度得变化对精密仪器产生细微的影响、扫描时风的作用、激光在空气中传播的折射效应等。
恶劣的外界环境也会使三维激光扫描仪产生较大的误差。
5.三维激光扫描工作流程：地面三维激光测量技术工作流程大致分为准备工作、外业数据采集和内业数据处理三部分。
在具体工作开展之前需要制定详细的工作计划并做好准备工作，主要包括根据扫描对象的不同和精度的具体要求设计一条合理的扫描路线、确定采样密度、仪器至扫描物体的距离、设站数等；外业工作主要是数据采集；内业数据处理是最重要也是工作量最大的环节，主要包括点云着色、点云去噪、滤波、数据压缩、图像处理、地物建模、特征提取、纹理映射等。
6.数据处理：1.点云数据的去噪：。
曲率法采用点与相邻点之间的矢量夹角判断。
弦高法采用点到相邻点连线的距离判断。
距离值法采用点到利用相邻点拟台的直线段或平面之间的距离进行判断。
2.点云数据的平滑：平滑算法主要有平均值法、投影法、高斯算法等。
3.点云数据的漏洞修复：当空洞出现在平面区域内，比如窗户或者墙面上的洞，可采用线性插值的方法填补空洞数据;当空洞出现在非平面区域，如圆柱上出现的漏洞，可采取二次曲面插值方法。
4.不同站点扫描数据的配准：距离影像的配准就是将所有具有独立坐标的距离影像转换到某一个共同的基准坐标系下构成完整的空间对象的过程。
5.数据处理-点云数据的精简：数据精简主要包括数据去冗和数据简化。
6.点云数据分割。
7.点云数据拟合。
8.模型重建：点云数据的模型重建也可以分为三种方法：三维点云模型、三维点云数据表面的模型重建和几何模型重建9.模型的渲染。