光电测距又称为电磁波测距(Electro-magnetic Distance Measuring,简称EDM)是用电磁波作为载波传输测距信号,以测量两点间距离。具有测程远、精度高、速度快、、操作简便、工作强度低、几乎不受地形限制等优点。
光电测距仪的分类
按测程
远程(15km以上)、中程(3~15 km)、短程(3km以内)。
按精度
Ⅰ级:mD<5mm
Ⅱ级:5mm ≤ mD ≤ 10mm
Ⅲ级:10mm < mD ≤ 20mm
光电测距仪的精度:
mD=±(A+B · ppm ·D)
式中:mD——测距中误差;A——固定误差;B ——比例误差;D ——两点间距离;ppm ——1×10-6。
按测距方式
脉冲式、相位式。
基本原理
通过测定光波在测点之间往返传播的时间t,借助光在空气中的传播速度C,计算两点的距离D。

1. 脉冲式光电测距仪
测量发射尖脉冲在待测距离往返传播时间计算距离,从开始到结束,测量完整周期脉冲个数,不满一周期则被丢掉。

式中: t ——脉冲往返的传播时间;q ——完整周期脉冲个数;
T0——脉冲周期;f0——脉冲频率。
脉冲间隔越短,周期就越短,频率也就越高,测量也越准确。若误差为±0.01m,要求频率为15000MHz。
目前,采用石英晶体振荡器,频率最高为300MHz,测距误差为±0.5m。
1985年,徕卡公司推出了测程为14km、标称测距精度为±(3~5mm+1ppm)的DI3000红外测距仪,它是当前测距精度最高的脉冲式光电测距仪。
其核心技术就是采用一放电时间T 是充电时间t 的数千倍(具体倍数厂方没有提供详细资料)电容,用测距时间对电容器充电,然后放电。通过测量放电时间,并将其缩小数千倍,得到测距时间,从而提高测距精度。

2. 相位式光电测距仪
测量正弦光波在待测距离往返传播相位差解算t,借助光在空气中的传播速度c,计算两点的距离D :
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设调制光的频率为f,波长为λ,则光波在待测距离上往返一次所产生的总相位移为:
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相位位移是以2π 为周期变化的,设从发射点至接受点之间的调制波整周期数为N,不足一个整周期的比例数为ΔN,则:
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λ/2称为“光尺”。
相位测距仪的相位计只能测定0~2π 的相位变化,即只能测出 ΔN= Δφ/2π,无法测定相位的整周期数 N。

采用两个或两个以上调制频率的光波来测定同一距离,较低的光尺频率——“粗尺”,较高的光尺频率——“精尺”。
两点间距离:
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红外测距仪及其使用
1. 基本结构
红外测距仪都包括主机、棱镜和电池等部分。
主机的功能是发射和接受红外光信号并计算和显示距离(倾斜距离、水平距离、初算高差)。
棱镜一般分为单棱镜和三棱镜,短距离测量时用单棱镜,远距离测量时用三棱镜。棱镜下面为瞄准用的觇牌,结合经纬仪使用,经纬仪望远镜瞄准觇牌,测距仪瞄准棱镜中心。


2. 测距仪使用
(1)在测站安置经纬仪,将测距仪主机连接于经纬仪上;
(2)安置反光棱镜于测点上, 使棱镜和觇牌瞄向测距仪;
(3)经纬仪瞄准觇牌中心,测距仪瞄准棱镜中心;
(4)打开测距仪电源开关。读取经纬仪竖盘读数,在测距仪上输入竖盘读数(竖直角或天顶角)、棱镜常数、气像元素(温度和气压)、测距次数等;
(5)按下测距键,几秒后即可得到斜距;
(6)按下平距键,则显示对应的平距。


