激光测距论文讲解

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激光测量的原理及应用论文

激光测量的原理及应用论文

激光测量的原理及应用论文1. 引言激光测量技术是一种基于激光束的测量原理,广泛应用于工业制造、航空航天等领域。

本文将介绍激光测量的原理,并探讨其在不同领域中的应用。

2. 激光测量的原理激光测量技术以激光器产生的激光束作为测量的工具,利用激光束的特性进行测量。

其原理主要包括以下几个方面:2.1 激光原理激光是一种具有特定频率、相位和波长的单色光。

激光的产生是通过将能量输入到具有放大介质的物质中,从而在介质中产生光放大效应,最终形成激光。

2.2 激光束的特性激光束具有方向性好、波长窄、能量密度高等特点。

这些特性使得激光束在测量中具有很大的优势,能够实现高精度的测量。

2.3 激光测距原理激光测量中常用的测距原理是利用激光束的发射和接收之间的时间差来计算距离。

这种原理利用了光具有极高的传播速度(约为300000 km/s),通过测量发射和接收时刻的时间差,可以得到被测物体与测量设备之间的距离。

3. 激光测量的应用激光测量技术在各个领域都有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:3.1 工业制造激光测量在工业制造中的应用主要包括尺寸测量、表面形貌测量等。

通过激光测量技术,可以实现对产品的精确测量,提高产品的质量和精度。

3.2 航空航天在航空航天领域,激光测量技术被广泛应用于飞行器的导航、遥测和控制系统中。

激光测距技术可以实现对飞行器的精确定位和导航,提高飞行器的飞行安全性和精度。

3.3 医学领域激光测量技术在医学领域的应用较为广泛,包括激光手术、激光血流测量等。

激光手术通过激光束的高聚焦能力,可以实现对病理组织的精确切割。

激光血流测量可以实现对血流速度和流量的测量,对心脑血管疾病的诊断和治疗具有重要意义。

3.4 环境检测激光测量技术在环境检测中的应用主要包括大气污染物浓度测量、水质检测等。

通过激光的散射、吸收等特性,可以实现对环境中不同物质浓度的测量,为环境保护提供数据支持。

4. 结论本文介绍了激光测量技术的原理及其在不同领域中的应用。

激光测距技术的原理与精度分析

激光测距技术的原理与精度分析

激光测距技术的原理与精度分析激光测距技术是一种高精度、高速度的测量方法,广泛应用于工业、测绘、环境监测等领域。

本文将从原理和精度两个方面着手,简要介绍激光测距技术,并分析其在不同应用场景下的精度表现。

一、激光测距技术的原理激光测距技术利用激光器发射出的脉冲激光,测量激光脉冲从发射到返回所经历的时间,并通过光电二极管接收反射回来的激光信号,最终根据光速和时间差计算出距离。

其基本原理可以简单概括为“发射 - 接收 - 计算”,具体分为以下几个步骤:1. 发射:激光器通过电击激发产生激光脉冲,并经过光学系统的调控,以确保激光束发射的方向和光斑的大小符合要求。

2. 接收:激光束发射后,会被目标物体反射。

激光测距仪装备有光电二极管等光电探测器,用于接收被反射回来的激光信号。

3. 计算:通过测量激光从发射到返回所经历的时间,激光测距仪可以根据光速和时间差来计算出距离。

这一计算过程可以通过计算机程序进行,从而实现自动化测量。

二、激光测距技术的精度分析激光测距技术在应用中能够达到很高的测量精度。

其精度受多个因素影响,包括激光束的稳定性、光电二极管的灵敏度、计算精度等。

下面分析激光测距技术在不同应用场景下的精度表现。

1. 工业应用激光测距技术在工业领域有广泛应用,用于测量物体的距离、形状、轮廓等。

在智能制造、机器人技术等领域,激光测距技术的精度要求较高。

一般情况下,工业级激光测距仪的测量精度可达到毫米级别。

2. 测绘应用激光测距技术在测绘领域被广泛应用于地形测绘、三维建模等工作中。

对于对地物的精确测量和模型构建,激光测距技术具有较高的精度和可靠性。

目前,高精度的激光测距仪可达到亚米级别的测量精度。

3. 环境监测激光测距技术在环境监测中可以用于测量大气污染物浓度、气象参数等。

相较于传统的监测方法,激光测距技术具有非接触、高速度、高精度等优势。

在大气污染监测中,激光测距技术的测量精度可达到微米级别。

总之,激光测距技术的原理简单而高效,其精度受多种因素影响。

激光测距系统的设计本科毕业论文

激光测距系统的设计本科毕业论文

激光测距系统的设计本科毕业论⽂本科毕业论⽂(设计)激光测距系统的设计Design of laser ranging system毕业设计(论⽂)原创性声明和使⽤授权说明原创性声明本⼈郑重承诺:所呈交的毕业设计(论⽂),是我个⼈在指导教师的指导下进⾏的研究⼯作及取得的成果。

尽我所知,除⽂中特别加以标注和致谢的地⽅外,不包含其他⼈或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历⽽使⽤过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个⼈或集体,均已在⽂中作了明确的说明并表⽰了谢意。

作者签名:⽇期:指导教师签名:⽇期:使⽤授权说明本⼈完全了解⼤学关于收集、保存、使⽤毕业设计(论⽂)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论⽂)的印刷本和电⼦版本;学校有权保存毕业设计(论⽂)的印刷本和电⼦版,并提供⽬录检索与阅览服务;学校可以采⽤影印、缩印、数字化或其它复制⼿段保存论⽂;在不以赢利为⽬的前提下,学校可以公布论⽂的部分或全部内容。

作者签名:⽇期:学位论⽂原创性声明本⼈郑重声明:所呈交的论⽂是本⼈在导师的指导下独⽴进⾏研究所取得的研究成果。

除了⽂中特别加以标注引⽤的内容外,本论⽂不包含任何其他个⼈或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本⽂的研究做出重要贡献的个⼈和集体,均已在⽂中以明确⽅式标明。

本⼈完全意识到本声明的法律后果由本⼈承担。

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本⼈授权⼤学可以将本学位论⽂的全部或部分内容编⼊有关数据库进⾏检索,可以采⽤影印、缩印或扫描等复制⼿段保存和汇编本学位论⽂。

涉密论⽂按学校规定处理。

作者签名:⽇期:年⽉⽇导师签名:⽇期:年⽉⽇注意事项1.设计(论⽂)的内容包括:1)封⾯(按教务处制定的标准封⾯格式制作)2)原创性声明3)中⽂摘要(300字左右)、关键词4)外⽂摘要、关键词5)⽬次页(附件不统⼀编⼊)6)论⽂主体部分:引⾔(或绪论)、正⽂、结论7)参考⽂献8)致谢9)附录(对论⽂⽀持必要时)2.论⽂字数要求:理⼯类设计(论⽂)正⽂字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),⽂科类论⽂正⽂字数不少于1.2万字。

激光测距仪系统设计毕业设计论文

激光测距仪系统设计毕业设计论文
2.体积小,重量轻,携带方便
军事上装备的激光测距仪,重量一般为10kg左右,最小的只有0.36k用巨大的天线就可以发射极窄的光束。
3.分辨率高,抗干扰能力强
窄的光束和短的脉冲宽度,不仅使横向和纵向目标分辨率大大提高,而且不受电磁干扰和地波干扰,例如在导弹的初始阶段,微波测距由于严重的地波干扰而不能使用,激光测距却能得心应手。
德国博世(BOSCH)公司研制生产的手持式高精度激光测距仪,体积小巧,携带方便,广泛适用于房地产、室内装潢、建筑施工、测量测绘等众多领域。该公司研制生产的DLE150激光测距仪不但可以测量、校正、计算,而且可以非常快速地进行探测。它的测量范围为0.3m-150m,测量精度<±3mm,测量时间一般<0.5秒,测量分辨率为lmm,它采用先进技术,能测量高度,面积,数量,角度或斜面;可持续测量,用于测定固定参考点的最大或最小距离;间接测量功能,能对一些不能直接测量的距离,例如,房屋的墙高等进行间接测量;存储检索,检索最新存储的资料和最近20个测量结果:“显示激光光束”模式,激光光束会在测量过程中一直处于显示状态,可以快速准确地寻找测量目标;使用万能尾件可以对角落、平面和边缘进行测量;防尘防水设计。
Keywords:Laser ranging;Phase;Phase locked loop;Frequencymixer; Frequencydivider;Single chip microcomputer
第1章 绪论
1.1
随着科学技术的不断发展,人类在民用和军事领域,对距离量的测量要求非常广泛。测量范围和测量精度的要求都在不断增加,因此人类在不停研究新的测量方法和理论。近年来,激光技术迅速发展和完善,导致了光学及其应用技术的巨大革命,促进了物理学和相关学科的发展。激光器已被确认为20世纪最重要的发明之一。而激光技术的发展,标志着人们掌握和利用光波进入了一个新阶段。激光技术出现后,很快被应用到各种测量(大地测量、地形测量、工程测量、航空摄影测量以及人造地球卫星的观测和月球的光学定位等航天测量)中。与此同时,现代电子技术的飞速发展和光电器件性能的不断提高,使激光测距仪成为距离测量的主要仪器之一。

了解激光测距技术在测绘中的应用

了解激光测距技术在测绘中的应用

了解激光测距技术在测绘中的应用激光测距技术是一种基于激光原理实现测量目标距离的技术,它在测绘领域具有广泛的应用。

本文将从激光测距技术的原理、设备和应用三个方面来探讨激光测距技术在测绘中的应用。

一、激光测距技术的原理激光测距技术是利用激光发射器向目标发射一束非常短暂的激光脉冲,然后通过接收器接收反射回来的激光信号,并测量激光脉冲的行程时间来计算目标的距离。

这种技术具有高精度、非接触和快速测量等特点,被广泛应用于测绘领域。

二、激光测距技术的设备在进行测绘任务时,通常需要使用激光测距仪。

激光测距仪由激光发射器、接收器、定位系统和数据处理单元等部分组成。

激光发射器负责发射激光脉冲,接收器接收反射回来的激光信号,并测量信号传播的时间。

定位系统用于确定仪器在空间中的位置,以便计算目标的坐标。

数据处理单元负责接收和处理激光测距数据,并生成相应的测量结果。

三、激光测距技术在测绘中的应用1.地面测量激光测距技术在地面测量中具有重要的应用价值。

例如,在土地测绘中,可以利用激光测距技术实现地面的高程测量,精确计算地形的高度和三维坐标。

此外,在城市规划中,激光测距技术也可以用于测量建筑物、道路和河流等地貌要素,为城市规划和土地利用提供重要的数据支持。

2.水文测量激光测距技术在水文测量中也有广泛的应用。

利用激光测距技术可以测量河流、湖泊和水库的水深,以及河床和湖底的地形。

这些测量数据可以用于水文模拟和水资源管理,帮助决策者更好地了解水资源的分布和利用情况。

3.航空遥感激光测距技术在航空遥感中也起到了重要的作用。

利用激光测距仪搭载在飞机或无人机上,可以对地球表面进行高分辨率的三维测量。

这种技术被广泛用于地形测量、植被覆盖分析、土地利用监测等领域,为资源调查、环境保护和城市规划等提供了重要的数据支持。

4.地下勘探除了地面测量和水文测量,激光测距技术在地下勘探中也具有重要的应用价值。

激光测距技术可以用于地下隧道和洞穴的勘测,帮助工程师了解地质结构、地下水位和应力情况。

激光测距毕业论文

激光测距毕业论文

激光测距毕业论文激光测距技术在现代科技领域中扮演着重要的角色,它不仅被广泛应用于工业制造、测绘地理、无人驾驶等领域,还在军事、医疗等方面发挥着关键作用。

本篇文章将探讨激光测距技术的原理、应用以及未来的发展。

首先,让我们来了解激光测距技术的原理。

激光测距是利用激光束的特性来测量目标物体与测距仪之间的距离。

激光束通过发射器发出,并在目标物体上产生反射。

测距仪接收到反射回来的激光束,并通过计算激光束的传播时间来确定目标物体与测距仪之间的距离。

这种技术具有高精度、高分辨率和快速测量的特点,因此被广泛应用于各个领域。

其次,激光测距技术在工业制造中具有重要意义。

在制造过程中,精确的测量是确保产品质量的关键。

激光测距技术可以用于测量零件的尺寸、检测产品的平整度和表面质量,以及判断产品的装配精度。

通过激光测距技术,制造商可以实时监测和调整生产过程,提高生产效率和产品质量。

此外,激光测距技术在测绘地理领域也扮演着重要角色。

传统的测量方法需要耗费大量时间和人力,而激光测距技术能够快速、准确地获取地形数据。

通过激光测距技术,测绘人员可以获取地面、建筑物、山脉等目标物体的三维坐标信息,为地理信息系统的建设提供了重要的数据支持。

这对于城市规划、土地管理和资源开发具有重要意义。

激光测距技术在无人驾驶领域也发挥着关键作用。

无人驾驶车辆需要实时感知周围环境并做出决策,而激光测距技术可以提供高精度的障碍物检测和距离测量。

通过激光测距技术,无人驾驶车辆可以准确判断与前方车辆、行人或其他障碍物的距离,从而做出相应的避让动作。

这对于提高交通安全和推动无人驾驶技术的发展至关重要。

然而,激光测距技术仍然存在一些挑战和限制。

首先,复杂的环境条件会对激光测距技术的精度和可靠性产生影响。

例如,在雨雪天气或者强光照射下,激光束的传播和反射会受到干扰,导致测量结果的不准确。

其次,激光测距技术的成本较高,限制了其在某些领域的广泛应用。

随着技术的不断发展和成本的降低,相信这些问题将逐渐得到解决。

激光测距论文讲解

激光测距论文讲解

激光测距论⽂讲解激光测距及在军事上的应⽤摘要激光技术这⼀⾼新技术,经过半个世纪的发展,从机理原理,实验⼿段到制造⼯艺都已逐步成熟,且先进的激光器不断研制成功,并凭借其⾼亮度、⽅向性强、单⾊性好、相⼲性好的显著特点,在⼯业、农业、医疗、军事等领域的应⽤已经是⼤显神威。

⽽激光武器经过不断地开发和研究,⽬前已有了重⼤的进展:低功率激光武器已开始装备部队,⾼功率激光武器则在技术上已基本成熟,将在未来现代化战争或局部战争中发挥举⾜轻重的作⽤。

本⽂简要介绍了脉冲激光测距原理及常见的激光测距仪,并对它们在军事上的应⽤作了相应的介绍。

关键词:激光测距;激光测距仪;军事应⽤⼀、引⾔激光测距是激光在军事上应⽤最早和最成熟的技术。

⾃1960 年第⼀台激光器--红宝⽯激光器发明以来,便有⼈开始进⾏激光测距的研究。

和微波测距等其它⽅法相⽐,激光测距具有更好的⽅向性和更⾼的测距精度,测程远,抗⼲扰能⼒强,隐蔽性好,因⽽得到⼴泛的应⽤。

激光测距的研究还对雷达技术的发展起了很⼤的促进作⽤,因⽽在国民经济和国防建设中具有重要意义。

根据所发射激光状态的不同,激光测距分为激光脉冲测距和连续波激光测距,后者根据起⽌时刻标识的不同⼜分为相应激光测距和调频激光测距。

本⽂将介绍脉冲测距的最新技术发展。

⼆、脉冲激光测距原理脉冲激光测距是利⽤激光脉冲持续时间极短,能量在时间上相对集中,瞬时功率很⼤(⼀般可达兆⽡)的特点,在有合作⽬标的情况下,脉冲激光测距可以达到极远的测程;在进⾏⼏公⾥的近程测距时,如果精度要求不⾼,即使不使⽤合作⽬标,只是利⽤被测⽬标对脉冲激光的漫反射索取的反射信号,也可以进⾏测距。

图1 脉冲飞⾏时间激光测距系统⼀个典型的脉冲飞⾏时间激光测距系统通常有以下五个部分组成:激光发射单元,⼀个或两个接收通道,时刻鉴别单元,时间间隔测量单元和处理控制单元。

激光发射单元在t0 时刻发射⼀激光脉冲,其中⼀⼩部分功率直接进⼊接收通道1,经时刻鉴别单元产⽣起始(START)信号,开始时间间隔测量;其余功率从发射天线向⽬标发射出去,经距离R 到达⽬标后被反射;接收通道2 的光电探测器接收到返回脉冲,经放⼤后到达时刻鉴别单元,产⽣⼀终⽌(STOP)信号,终⽌时间间隔测量;时间间隔测量单元把所测得的结果t 输出到处理控制单元,最后得到距离R=ct/2。

激光测距仪分析范文

激光测距仪分析范文

激光测距仪分析范文首先,激光测距仪的原理是利用激光器发出的激光束在目标物体上产生反射,通过接收器接收反射的激光信号,利用光电传感器将信号转化为电信号,然后通过计算机进行处理,最终得到目标物体与测距仪之间的距离。

激光测距仪的精度可以达到毫米级,因此在建筑施工过程中可以准确测量房屋尺寸、地面高程等参数。

其次,激光测距仪的应用非常广泛。

在建筑施工领域,激光测距仪可以用于测量墙壁、地板、屋顶等的尺寸,快速计算出房屋的面积和体积,为施工提供准确的数据。

在工业测量领域,激光测距仪可以用于测量机器设备的尺寸、表面平整度等参数,以保证产品的质量。

在地理测量领域,激光测距仪可以用于测量地形高程、地面坡度等参数,为地理信息系统提供可靠的数据。

此外,激光测距仪还具有一些其他应用。

在安防领域,激光测距仪可以用于测量入侵者与安防设备之间的距离,及时报警。

在汽车行业,激光测距仪可以用于自动驾驶系统的测距和障碍物检测,提高行车安全性。

在医疗领域,激光测距仪可以用于眼科手术中测量眼球与手术仪器之间的距离,提高手术精确度。

然而,激光测距仪也存在一些限制。

首先,激光测距仪对目标物体的反射要求较高,如果目标物体表面过于粗糙或反射率较低,测量精度会受到影响。

其次,激光测距仪在测距过程中受到大气影响,如雨雾等会降低激光束的传播速度,从而影响测量精度。

此外,激光测距仪的成本较高,对于个人用户或小型施工项目来说可能不太实用。

然而,随着激光技术的进一步发展,激光测距仪在未来还有很大的潜力。

首先,随着激光器和光电传感器的不断改进,激光测距仪的精度将得到进一步提高,能够满足更高精度的测量需求。

其次,无人机的快速发展也为激光测距仪的应用提供了新的思路,可以通过无人机搭载激光测距仪实现对高空或远距离目标的测量。

综上所述,激光测距仪是一种精确、可靠的测量仪器,具有广泛的应用前景。

尽管目前仍存在一些限制,但通过技术的不断改进和创新,激光测距仪在未来将会实现更高的精度和更广泛的应用。

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激光测距及在军事上的应用摘要激光技术这一高新技术,经过半个世纪的发展,从机理原理,实验手段到制造工艺都已逐步成熟,且先进的激光器不断研制成功,并凭借其高亮度、方向性强、单色性好、相干性好的显著特点,在工业、农业、医疗、军事等领域的应用已经是大显神威。

而激光武器经过不断地开发和研究,目前已有了重大的进展:低功率激光武器已开始装备部队,高功率激光武器则在技术上已基本成熟,将在未来现代化战争或局部战争中发挥举足轻重的作用。

本文简要介绍了脉冲激光测距原理及常见的激光测距仪,并对它们在军事上的应用作了相应的介绍。

关键词:激光测距;激光测距仪;军事应用一、引言激光测距是激光在军事上应用最早和最成熟的技术。

自1960 年第一台激光器--红宝石激光器发明以来,便有人开始进行激光测距的研究。

和微波测距等其它方法相比,激光测距具有更好的方向性和更高的测距精度,测程远,抗干扰能力强,隐蔽性好,因而得到广泛的应用。

激光测距的研究还对雷达技术的发展起了很大的促进作用,因而在国民经济和国防建设中具有重要意义。

根据所发射激光状态的不同,激光测距分为激光脉冲测距和连续波激光测距,后者根据起止时刻标识的不同又分为相应激光测距和调频激光测距。

本文将介绍脉冲测距的最新技术发展。

二、脉冲激光测距原理脉冲激光测距是利用激光脉冲持续时间极短,能量在时间上相对集中,瞬时功率很大(一般可达兆瓦)的特点,在有合作目标的情况下,脉冲激光测距可以达到极远的测程;在进行几公里的近程测距时,如果精度要求不高,即使不使用合作目标,只是利用被测目标对脉冲激光的漫反射索取的反射信号,也可以进行测距。

图1 脉冲飞行时间激光测距系统一个典型的脉冲飞行时间激光测距系统通常有以下五个部分组成:激光发射单元,一个或两个接收通道,时刻鉴别单元,时间间隔测量单元和处理控制单元。

激光发射单元在t0 时刻发射一激光脉冲,其中一小部分功率直接进入接收通道1,经时刻鉴别单元产生起始(START)信号,开始时间间隔测量;其余功率从发射天线向目标发射出去,经距离R 到达目标后被反射;接收通道2 的光电探测器接收到返回脉冲,经放大后到达时刻鉴别单元,产生一终止(STOP)信号,终止时间间隔测量;时间间隔测量单元把所测得的结果t 输出到处理控制单元,最后得到距离R=ct/2。

[1]三、激光测距在军事上的应用3.1 激光测距光源战术和战略用脉冲激光测距仪主要包括红宝石、Nd∶YAG、CO2、喇曼频移Nd∶YAG 和Er∶玻璃等脉冲激光测距仪。

3.3.1 红宝石脉冲激光测距仪0.69μm 的红宝石脉冲激光测距仪是第一代军用激光测距仪,其结构简单,紧凑。

因工作波长属近红外绿光,极易暴露目标,加上对人眼极不安全,目前除少数应用外已被淘汰。

3.1.2 Nd∶YAG 脉冲激光测距仪Nd∶YAG 脉冲激光测距仪的主要优点是隐蔽性、电效率和脉冲重复工作频率大大优于红宝石激光测距仪,因而从60 年代后期开始广泛装备部队;主要缺点:①工作波长为1.06μm,相对说来较短,在大气中的衰减较大,不完全适合自然雾和战场烟幕等环境条件;② 1.06μm 波长被发射后经人眼聚焦进入视网膜,在很短的距离上若不加防护观察,可以使人眼永久致盲;③1.06μm 波长不与8~12μm 热成像系统兼容。

而Nd∶YAG 脉冲激测距仪目前仍具有无法取代的独特优点。

3.1.3 CO2 脉冲激光测距仪CO2 脉冲激光测距仪是70 年代末和80 年代中期主要针对1.06μm 的Nd∶YAG 激光测距仪的缺点发展起来的新一代人眼安全激光测距仪。

其主要优点有:①大气穿透能力优于Nd∶YAG 激光波长,能在较低能见度和战场烟幕等大气条件下工作;②能与8~12μm 波段内的典型热成像系统兼容并可共用接收光学系统和探测器,能有效实现热成像仪能探测到的绝大多数目标;③能实现对人眼安全。

主要缺点是:①10.6μm 的CO2 激光波长极易被水分子(H2O)吸收衰减,在大气中含水蒸汽密度大的睛天和潮湿条件下,限制了它的最大测距能力,特别是雨天和目标被雪覆盖时,目标呈现多镜面对称反射,对CO2 激光波长测距不利;③10.6 μm 的CO2 激光波长对战术目标的反射系数低于1.54、1.06 和0.69μm 的激光波长。

3.1.4 喇曼频移Nd∶YAG 和Er∶玻璃脉冲激光测距仪喇曼频移Nd∶YAG 和Er∶玻璃脉冲激光测距仪也和CO2 一样发展于70 年代末和80年代中期,主要优点是:①大气穿透能力高于1.06μm 的Nd∶YAG 激光波长而低于CO2 激光波长;②对目标的反射系数和在睛天、高温度条件下测距时,其性能高于CO2 激光波长并与Nd∶YAG 激光波长相当;③对人眼的安全性高于CO2 激光波长。

缺点是由于1.54μm 波长属中红外波段,不能与8~12μm 的热成像系统兼容,加上转换效率低、脉冲能量小和重复工作频率低(喇曼频移Nd∶[3][2]YAG 除外)等限制了它们的应用。

3.2 脉冲激光测距在军事上的应用脉冲激光测距仪作为军用装备器材,发展于60 年代初。

经过30 多年的开发、研制和装备,目前国外已完成了“手持式、脚架式、潜望式、坦克、装甲、水面舰载、潜艇潜望、高炮、机载、机场测云、导弹和火箭发射、人造卫星、航天器载”等约十三大类400 多个品种和型号,其中装备量最大的是以Nd∶YAG 为器件的固体脉冲激光测距仪,其次是喇曼频移Nd∶YAG 和Er∶玻璃以及CO2 脉冲激光测距仪。

3.2.1 轻型便携式脉冲激光测距仪轻型便携式脉冲激光测距仪包括步兵和炮兵侦察用的手持式以及前沿侦察和前沿对空控制(FAC)双用途的激光测距仪—目标指示器。

对上述用途的系统,要求机动灵活、重量轻、体积小、用电池组作电源、可靠性和维修性高以及单一产品的成本低等。

主要技术性能:最大测程4~10km,测距精度±10m,重复频率为单次,束散角1~2mrad。

值得关注的的是,由于上述激光测距仪及其系统常与其他友军密切配合作战且不带装甲部队大范围训练以及无合作目标、操作手不带防护目镜等,人眼安全极为重要。

因此,这类脉冲激光测距仪已逐渐由装备Nd∶YAG 激光测距仪改为喇曼频移Nd∶YAG 和Er∶玻璃1.54μm 的人眼安全激光测距仪。

在现代战争中,由以前单一的步兵、炮兵独立作战发展到有步兵、炮兵和海军陆战队组成的特种部队联合作战,武器系统也由单一的地炮、高炮逐渐采用多功能综合高技术。

因此激光测距仪也由单一测距功能的便携式、手持式发展到激光测距、红外瞄准的昼夜观测仪以及激光测距、目标指示、红外瞄准的激光红外目标指示器等。

3.2.2 地面车载脉冲激光测距仪地面车载脉冲激光测距仪包括坦克、步兵战车(IFV)、火控、对空防御、火炮或导弹制导火控以及目前发展的地面车载激光测距仪—目标指示器等。

其主要技术性能:最大测程4~10km,测距精度±5~10m,目标分辨约20m,重复频率0.1~1Hz,束散角0.4~1mrad。

激光测距仪在坦克火控系统中的应用是提供弹道轨迹的超仰角修正信息和因逆风或目标移动引起的方位角校正信息以及距离信息。

步兵战车主要是使用激光测距仪去测量目标是否在反坦克导弹的距离内,其次用于枪炮火控和对目标的分选。

为了做到激光测距仪完全有效地对任何能探测到的目标测距以及通过火控系统全天候被动探测、识别和分选,这些系统还应包括:瞄准光学系统、电视摄像机和红外热成像仪(FLIR)等。

这是目前非常迫切需要的但不可能通过任何单一功能和单一波长激光测距仪能完全满足的系统。

据外刊报道,美国休斯公司采用喇曼频移Nd∶YAG 激光测距、电视摄像和红外成像组成的坦克、装甲车激光测距仪系统是目前最新型的设备。

但是这种系统若采用1.06μm 的Nd∶YAG 激光测距,尽管在测距仪上装上衰减滤光片,对合作目标测距训练时已基本达到人眼安全要求,而经论证后的坦克和步兵作战的操作人员及指挥、作战人员应采取人眼安全措施,或者采用人眼安全的1.54μm 激光波长测距,从根本上实现对人眼安全的要求。

3.2.3 对空火炮和导弹防御脉冲激光测距仪对空防御的脉冲激光测距仪以及采用了自保护措施的步兵战车对空防御脉冲激光测距仪均应按火控系统和作战系统的要求工作,在距离和距离速率以内对空中高速机动目标提供稳定的跟踪信息和距离信息,以对抗武装直升机、隐身飞机和巡航导弹、反辐射导弹的威胁。

这就要求激光测距仪提供比较高的数据率(高的激光脉冲速率)和相当高的距离精度,如最大测程为4~20km,测距精度为2.5~5m,重复频率为6~20Hz,束散角为0.5~2.5mrad 等。

然而,若其交战距离相当远(约达20km 以上),这么远的距离实际对抗出现在不模糊的大气条件下,仅要求激光测距仪的灵敏度比坦克测距仪稍高一些;若在某些高湿度季节或某些高温度气象区域内,由于很强的H2O 分子吸收,限制了长波长(如10.6μm 的CO2)脉冲激光测距仪最大测距能力的发挥,此时,应采用1.06μm 的Nd∶YAG 脉冲激光测距仪,或者采用喇曼频移Nd∶YAG 及Er∶玻璃(1.54μm)的脉冲激光测距。

3.2.4 机载脉冲激光测距仪机载脉冲激光测距仪可以用来装备武装直升机的导弹指令制导和装备固定翼飞机,用于封锁支援的光电飞行器等目标以及拦截飞机和导弹的攻击。

这些典型应用一般采用1.06μm的Nd∶YAG 激光测距仪并具有激光测距和目标指示的能力,或者采用1.54μm 波长的人眼安全喇曼频移Nd∶YAG 脉冲激光测距仪_目标指示器等,以保护机载系统完成作战任务或主动攻击空中的光电目标。

机载脉冲激光测距仪的主要技术性能:测程远(用于武装直升机为4~10km,用于固定翼飞机为10~20kM)、测距精度高(用于武装直升机为±5~10m,用于固定翼飞机为±1~10m)、重复频率高(用于武装直升机为4Hz,用于固定翼飞机为5~20Hz)、束散角小(用于武装直升机为0.4~1mrad,用于固定翼飞机为0.1~0.5mrad),同时机载设备应体积小、重量轻并要与航空指示器共用。

因此,激光器必须使用高效循环液体作冷却器,以适应高的运转速率要求,否则要采用气体或混合气体升压冷却。

3.2.5 舰载脉冲激光测距仪舰载脉冲激光测距仪的发展在轻型便携式、车载和对空防御激光测距仪之后,它包括水面舰载和潜艇潜望两大类。

水面舰载脉冲激光测距仪在技术性能指标方面与车载火控和对空防御激光测距仪相同,在环境使用方面要适应舰载海[4]空、海面以及海上盐雾的荷刻要求,而在体积、重量、电效率、维护保养能力和成本等方面的要求又不苛刻。

因此,目前大量用来装备常规火控和对空防御的海军舰只,如掩护(无声雷达)舰载飞机回收和与红外热成像、电视等组成跟踪系统,全天候监视和跟踪空中目标等独特的舰上应用正在出现,其应用前景相当广泛[5]。

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