测距仪原理图纸
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三角测量的原理
如上图所示，半导体激光发出的激光束照射在目标上。
接收器透镜聚集目标反射的光线并聚焦到感光元件上。
当与目标之间的距离发生改变时，通过接收器透镜的反射光的角度会随之改变，光线聚焦在感光元件上的位置也有所不同。
时间测量的原理
在发光的激光照射到物体并返回的时间内测量距离。
不会影响工件的表面状态，可进行稳定检测。
检测右图中接收激光反射光的时间T，并计算距离Y。
计算公式：2Y（往返距离） = C（光速）× T（接收反射光的时间）。
共焦测量的原理
测量部内部有镜头。
镜头分别有固定的焦点距离，镜头的焦点距离设定为 F。
使用该镜头聚光时，高度为 F 时则焦点重合，光线聚为１点。
高度偏离 F 时，光线逐渐变模糊。
如下图所示，对焦位置通过针孔的反射光量最强的位置。
确定了该反射光量最强时音叉（镜头）的高度，目标物是否位于与该处相距焦点距离 F，便一目了然。
通过内部传感器高精度读取此时的音叉（镜头）位置，即可测量与目标物的距离。
由于是测量对焦高度，因此可不受目标物材料、颜色、倾斜等的影响，实现准确测量。
距离测量(钢尺测距仪原理)
距离测量(钢尺、测距仪原理)一、钢尺量距城市一、二级导线边长，也可采用钢尺量距，钢尺量距还可用手测图，放线，房屋面积丈量等工作。
1．技术要求一、二级导线边长采用钢尺量距时，一般使用30m或如50m76的刻有毫米分划的钢带尺，加弹簧秤往、返丈量。
在乎坦地区采用铺地丈量，地面起伏不平时则悬空丈量。
钢尺必须进行检定。
丈量的边长应加倾斜、温度和尺长改正，若测区高程在100m以上时，还需进行投影改正。
普通钢尺量距的主要技术要求见表3—5。
表3-5普通钢吃量距的主要技术要求2．钢尺检定钢尺检定一般在校尺场上进行，检定时按外业量距的作业方法进行丈量，用较尺场上的120m长的基线检定钢尺时，应往返丈量各三次，用240m的基线检定钢尺时，应往返丈量各两次。
各次的距离较差不大于11100000。
丈量时，每尺段错动尺三次读数，估读至0．5mm。
钢尺检定的周期不应超过三个月，当一个测区开始和结束时，或尺子受外力影响或温度变化较大时，均应重新检定钢尺。
钢尺检定计算见示例表3—6。
外业量距手簿和高差观测手簿从略。
钢尺检定的精度评定可按下列各式计算：检定时基线丈量的平均值中误差No为：各式中：n－单程丈量的次数；v－检定时基线丈量的平均值和单程丈量距离的较差；M基—基线长度L基的中误差；L—钢尺的尺长。
量距导线作业用的钢尺，须进行检定，检定相对中误差超过1／50000。
3．量距方法(1)定线将经纬仪安置在待量边的一端点，照准另一端点目标，然后指挥定线人员沿着待量边方向线分段，每尺段长度应略短于钢尺全长，分段点横向偏离方向线不得超过5厘米。
如若在沥青或水泥路面上可贴画有十字线的白胶布(或白纸)作为分段点标志，若在松软的土质地面上则应打入木桩作为标记，测线方向地面有起伏时，应进行悬空丈量，此线分段点应架设轴杆架或打入高木桩。
(2)高差测量用普通工程水准仪测量各分段两端点的高差，以便进行距离的倾斜改正。
其结果应符合表3—5的规定。
激光测距仪原理
激光测距仪原理激光测距仪，是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。
激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，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。
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。
一．激光测距仪基本原理激光测距仪一般采用两种方式来测量距离：脉冲法和相位法。
脉冲法测距的过程是这样的：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返的时间。
光速和往返时间的乘积的一半，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。
另外，此类测距仪的测量盲区一般是15米左右。
激光测距是光波测距中的一种测距方式，如果光以速度c在空气中传播在A、B两点间往返一次所需时间为t，则A、B两点间距离D可用下列表示。
D=ct/2式中：D——测站点A、B两点间距离；c——光在大气中传播的速度；t——光往返A、B一次所需的时间。
由上式可知，要测量A、B距离实际上是要测量光传播的时间t，根据测量时间方法的不同，激光测距仪通常可分为脉冲式和相位式两种测量形式。
相位式激光测距仪相位式激光测距仪是用无线电波段的频率，对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，如图所示。
相位式激光测距仪一般应用在精密测距中。
由于其精度高，一般为毫米级，为了有效的反射信号，并使测定的目标限制在与仪器精度相称的某一特定点上，对这种测距仪都配置了被称为合作目标的反射镜。
若调制光角频率为ω，在待测量距离D上往返一次产生的相位延迟为φ，则对应时间t 可表示为：t=φ/ω将此关系代入（3-6）式距离D可表示为D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ+Δφ)=c/4f (N+ΔN)=U(N+)式中：φ——信号往返测线一次产生的总的相位延迟。
超声波测距原理
一、超声波测距原理超声波测距原理是通过超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播时碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
超声波在空气中的传播速度为v ,而根据计时器记录的测出发射和接收回波的时间差△t ,就可以计算出发射点距障碍物的距离S ,即:S = v·△t /2 ①这就是所谓的时间差测距法。
由于超声波也是一种声波, 其声速C与温度有关,表1列出了几种不同温度下的声速。
在使用时,如果温度变化不大, 则可认为声速是基本不变的。
常温下超声波的传播速度是334 米/秒,但其传播速度V 易受空气中温度、湿度、压强等因素的影响,其中受温度的影响较大，如温度每升高1 ℃, 声速增加约0. 6 米/ 秒。
如果测距精度要求很高, 则应通过温度补偿的方法加以校正（本系统正是采用了温度补偿的方法）。
已知现场环境温度T 时, 超声波传播速度V 的计算公式为：V = 331.45 + 0.607T ②声速确定后,只要测得超声波往返的时间,即可求得距离。
这就是超声波测距仪的机理。
二、系统硬件电路设计图2 超声波测距仪系统框图基于单片机的超声波测距仪框图如图2所示。
该系统由单片机定时器产生40KHZ的频率信号、超声波传感器、接收处理电路和显示电路等构成。
单片机是整个系统的核心部件，它协调和控制各部分电路的工作。
工作过程：开机，单片机复位，然后控制程序使单片机输出载波为40kHz的10个脉冲信号加到超声波传感器上，使超声波发射器发射超声波。
当第一个超声波脉冲群发射结束后，单片机片内计数器开始计数,在检测到第一个回波脉冲的瞬间,计数器停止计数，这样就得到了从发射到接收的时间差△t;根据公式①、②计算出被测距离,由显示装置显示出来。
下面分别介绍各部分电路：1 、超声波发射电路超声波发射电路如图3所示，89C51通过外部引脚P1.0 输出脉冲宽度为250μs , 40kHz的10个脉冲串通过超声波驱动电路以推挽方式加到超声波传感器而发射出超声波。
相位式光电测距仪的工作原理
§4.2 相位式光电测距仪的工作原理相位式光电测距仪的种类较多，但其基本的工作原理是相同的。
本节将讨论相位式光电测距仪的工作原理，并着重介绍它的几个主要部件的工作原理。
4.2.1 相位式光电测距仪的工作原理相位式光电测距仪的工作原理可按图4-4所示的方框图来说明。
图4-4由光源所发出的光波（红外光或激光），进入调制器后，被来自主控振荡器（简称主振）的高频测距信号1f 所调制，成为调幅波。
这种调幅波经外光路进入接收器，会聚在光电器件上，光信号立即转化为电信号。
这个电信号就是调幅波往返于测线后经过解调的高颇测距信号，它的相位已延迟了Φ。
∆Φ+⨯=ΦN π2这个高频测距信号与来自本机振荡器（简称本振）的高频信号1f '经测距信号混频器进行光电混频，经过选频放大后得到一个低频（11f f f '-=∆）测距信号，用D e 表示。
D e 仍保留了高频测距信号原有的相位延迟∆Φ+⨯=ΦN π2。
为了进行比相，主振高频测距信号1f 的一部分称为参考信号与本振高频信号1f '同时送入参考信号混频器，经过选频放大后，得到可作为比相基准的低频（11f f f '-=∆）参考信号，0e 表示，由于0e 没有经过往返测线的路程，所以0e 不存在象D e 中产生的那一相位延迟Φ。
因此，D e 和0e 同时送人相位器采用数字测相技术进行相位比较，在显示器上将显示出测距信号往返于测线的相位延迟结果。
当采用一个测尺频率1f 时，显示器上就只有不足一周的相位差∆Φ所相应的测距尾数，超过一周的整周数N 所相应的测距整尺数就无法知道，为此，相位式测距仪的主振和本振二个部件中还包含一组粗测尺的振荡频率，即主振频率 32,f f 和本振频率 32,f f ''。
如前所述，若用粗测尺频率进行同样的测量，把精测尺与一组粗测尺的结果组合起来，就能得到整个待测距离的数值了。
4.2.2 相位式光电测距仪各主要部件的工作原理1.光源相位式测距仪的光源，主要有砷化镓（GaAs）二极管和氦-氖（He-Ne）气体激光器。
测距仪工作原理
测距仪工作原理
测距仪是一种用来测量两点间距离的仪器。
其工作原理可以分为几种不同的方式，包括声波测距、激光测距和电磁测距。
声波测距原理：声波测距利用声波在空气中传播时的速度恒定这一特性进行测距。
仪器发出一个短脉冲声波信号，当这个声波信号遇到障碍物后会反射回来，仪器会计算出声波的往返时间，并使用声波传播速度（通常为声速）乘以时间来计算两点间的距离。
激光测距原理：激光测距利用激光束在空气中传播时的速度快且准确的特性进行测距。
仪器发出一个激光束，激光束会遇到障碍物并反射回来，仪器会计算出激光的往返时间，并使用光速乘以时间来计算两点间的距离。
电磁测距原理：电磁测距利用电磁波在空间中传播时的速度恒定这一特性进行测距。
仪器发出一个电磁波信号，当信号遇到障碍物会发生反射，反射信号由接收器接受并测量时间延迟，然后使用电磁波在空间中的传播速度乘以时间来计算两点间的距离。
这些测距原理在实际的测距仪中可能会有一些变化和改进，但基本的原理是相同的。
通过测量信号的往返时间和使用特定的物理参数（例如声速，光速或电磁波速度），测距仪可以计算出两个点之间的距离。
激光测距非常详细ppt课件
8.2 脉冲激光测距
激光测距的基本公式为：
d 1 ct 2
c——大气中的光速
t——为光波往返所需时间
由于光速极快，对于一个不太大的D来说，t是一个很小的量，
例：设D=15km，c=3×105km/sec
则t=5×10-5sec
由测距公式可知，如何精确测量出时间t的值是测距的关键。由 于测量时间t的方法不同，产生了两种测距方法：
卫星激光测距－激光器 ：
总的来讲在其它条件相同时，发射激光的脉冲能量 越高，脉宽越窄，重复率越高，峰值功率越大，则 系统的测距能力越高。
千赫兹皮秒激光器为第四代卫星激光测距之激光器。 下一代卫星测距用激光器为双波长激光器。
测距误差分析
（1） 测距系统仪器误差 – 激光脉冲宽度误差 – 时间间隔测量误差 – 主波计时探测误差 – 回波计时探测误差 – 时钟同步误差 – 时钟频率标准误差
卫星激光测距技术集光机电于一身,涉及计算机软、硬件技术, 光学、激光学、大地测量学、机械学、电子学、天文学、自动控制 学、电子通讯等多种学科。因此SLR测距仪系统十分复杂,消耗较大, 故障率较高,同时受天气因素制约,维护起来也比较困难,需要花费 较大的人力物力,但它又是目前精度最高的绝对观测技术手段。
即Ii=IN·Cosi 则该漫反射体称作“余弦幅射体”或“郎伯幅射体”。 设激光发射光轴与目标漫反射面法线重合，且主要反射 能量集中在1rad以内（约57°） 则Ω=πu2=π
则Pe Pt T / Pt T 1 2
式中：ρ——目标漫反射系数 Tα——大气单程透过率
3、测距仪光接受系统能接受到的激光功率Pr
SPAD
接收望远镜
转台
测距精度与激光脉宽
测距精度是由于激光脉冲前后沿时间差造成的；
精密距离测量
❖在电磁波测距仪中，利用光波运载测距 信号进行距离测量，称为光电测距仪， 按照使用光源的不同，分为：普通光源、 激光、红外测距仪
❖ 三、相距位离式测测量距原方理式及其原理
1.测距基本原理
现有的精密光电测距仪都不采用直接测时的方 法，而采用间接测时，即用测定相位的方法来 测定距离，此类仪器称为相位式测距仪。它是 用一种连续波（精密光波测距仪采用光波）作 为“运输工具”（称为载波），通过一个调制 器使载波的振幅或频率按照调制波的变化做周 期性变化。测距时，通过测量调制波在待测距 离上往返传播所产生的相位变化，间接地确定 传播时间t，进而求得待测距离D
本章重点
❖中程相位式测距仪的基本结构和测 距原理
❖测距仪的检验以及测距成果的整理 计算
❖电子全站仪的认识与使用
❖ 一、距长离度测基准量方式及其原理
所有距离的测定结果，必须用一种统一 的、固定的长度单位来表示，这种统一 的、固定的长度单位就是长度基准
1.国际长度基准
❖1875年：通过巴黎的地球子午线的四千 万分之一的长度为1m，其相对精度为千 万分之一左右
2.我国的长度基准
❖目前，氪-86长度基准和氦氖激光长度基准是 我国两项最高长度基准，它们的极限误差分别 为±1×10-8和±4×10-9
❖ 二、距距离离测量测的量方方式 式及其原理
1.因瓦基线尺量距
❖丈量基线是在较为平坦的地面上，用因瓦基 线尺一尺接一尺地悬空丈量两点的基线长度。 丈量时，尺的两端应施加一定的拉力，丈量 的结果中加上相应的尺长改正、温度改正、 悬链线改正等改正之后，能够达到几十万分 之一到一百万分之一的相对精度
❖间接测定t求得距离的方式称为相位式测距， 其优点是测距精度高，缺点是测程不如脉冲式 测距远
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激光测距仪原理
激光测距仪，是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。
激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，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。
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。
一．激光测距仪基本原理
激光测距仪一般采用两种方式来测量距离：脉冲法和相位法。
脉冲法测距的过程是这样的：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返的时间。
光速和往返时间的乘积的一半，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。
另外，此类测距仪的测量盲区一般是15米左右。
二．激光测距仪分类
激光测距仪分为两类，一类是手持激光测距仪，这类测距仪测量距离比较短，一般为40-250米，测量精度高。
另外一类是激光测距仪望远镜，这类激光测距仪测量距离远，一般为500-2000米，最长测量距离可以达到20公里。
三．激光测距仪主要的产品
长距离的激光测距仪望远镜，全球前四大品牌，是图雅得、博士能、奥尔法和尼康。
这四个品牌占据了全球激光测距仪95%以上的市场份额。
四大品牌产品都各有其自身的优势。
图雅得作为全球第一品牌，产品以技术领先见长，图雅得是全球最早的能生产测距+测高+测角一体机的品牌，目前博士能和尼康都还没有这种技术。
其产品快速测距、操作简单是其最大特点。
产品价格适中，具有比较高的性价比。
博士能是全球老牌的激光测距仪望远镜品牌，其产品做工精美，是做工最好的品牌。
博士能测距仪产品侧重打猎和高尔夫功能。
产品功能强大，但是操作欠繁琐。
另外博士能0.5码高精度测距仪方面非常有优势。
奥尔法是全球第三大品牌，其产品价格是四个品牌中最低的，产品具有非常高的性价比，产品操作简单，实用性高。
尼康在测距望远镜领域技术上不是很强，产品都为国内代工，但是凭借尼康品牌的知名度，在全球也有不俗的表现，长期占据第四的位置。
在国内，尼康测距仪由于代理体制问题，售价一直偏高，导致性价比不高。
四大品牌主力产品有：
1.图雅得 SP1500H
这是图雅得2012年最新一代产品，也是目前望远镜测距仪功能最为强大的产品。
集合了测距+测高+测角+测高差+测水平距离+连续测角+连续测距+连续测水平距离 8大功能，2012年6月在美国西雅图光学设备展商首次发布，被媒体誉为功能最为强大的测距仪。
这款测距仪 1500米超长测距，超快测距速度，操作人性化,售价大约4000元，性价比不错，上市后即成为全球多功能测距仪销量冠军。
2.图雅得 YP900
这款测距仪900米测距，上市时间2011年，全球中距离测距仪
连续三年销量冠军，这款测距仪做工精美，具有超强的抗干扰能力，
在雨天、雾天等恶劣环境下具有非常优秀的表现，另外这款测距仪外观小巧，操作简便，超快测距速度，被行内誉为测距快手。
3. 博士能 Z6
博士能 Z6是博士能2012年发布第三代测距仪，相对于博士能第
一代和第二代测距仪，博士能第三代测距仪采用了博士能最新的
VDT 投影显示技术以及ESP 增强技术。
让博士能第三代测距仪具
有更好的望远效果，更快的测距速度，更强的抗干扰能力，同时
也把精度提高到了0.5码。
更为重要的博士能第三代测距仪的实
际测量距离，基本与标称值相当。
比如Z6最长测距1300码，在实际使用中基本都可以达到1200码左右。
而博士能一代产品
205100和205105，标称最长测距1600码，而使用使用一般都只能达到1000码左右。
售价3200元左右。
4. 博士能 205100
博士能205100， 1500码超长测量距离，最为知名的是博
士能 ELITE 1500(205100),这款1500码的测距望远镜，可以说
是博士能最为经典的测距望远镜，长盛不衰。
博士能所有测距
望远镜中唯一一款在日本生产的测距望远镜型号。
其品质和重
要程度可见一斑。
这款测距望远镜具有背景优先，全景优先等
多种测量模式，功能强大，并且采用日本原装光学镜头，成像非常清晰，测量准确，按键设计非常合理，操作简单，是测距
望远镜产品中的精品。
5. 奥尔法 600A
测距600米，这是全球短距离望远镜测距仪销量冠军，具
有超快测速，操作简单，测量准确，高稳定性的特点。
其
流线型的外观更是让很多客户青睐。
更为主要的是其1000
元左右的售价，让其成为性价比最高的机型。
6. 奥尔法 600AH
与奥尔法600A 是同款机型，但是这款是多功能型，集合了
测距+测高+测角+测水平距离四大功能，并且可以连续测
距，连续测角，连续测高的功能。
可以说功能强大，600米
测距，售价不到1800元，性价比不错。
全球短距离多功能
测距仪望远镜销量冠军。
7. 尼康 1200S
尼康主力机型，1200码折合1080米测距，操作简单，
测距
比较快捷。
在美国售价300美元左右，是尼康销量最大的机型。
但是国内3600元左右的售价，让其性价比大打折扣。
所以性价比不高。
8.尼康 1000AS
尼康唯一一款多功能测距仪，但是由于尼康研发能力有限，这
款多功能测距仪只有测高的功能，没有测角的功能。
不能说是
一种遗憾，在国内高达3800元的售价，而最远测量距离只有
1000码，900米，不能不说性价比非常一般。