激光測距儀的概述
2010-07-23
定義
激光測距儀
激光測距儀是利用對目標(biāo)的距離進(jìn)行準(zhǔn)確測定的儀器。激光測距儀在工作時(shí)向目標(biāo)射出一束很細(xì)的激光，由光電元件接收目標(biāo)反射的激光束，計(jì)時(shí)器測定激光束從發(fā)射到接收的時(shí)間，計(jì)算出從觀測者到目標(biāo)的距離。
若激光是連續(xù)發(fā)射的，測程可達(dá)40公里左右，并可晝夜進(jìn)行作業(yè)。若激光是脈沖發(fā)射的，一般絕對精度較低，但用于遠(yuǎn)距離測量，可以達(dá)到很好的相對精度。
世界上第一臺激光器，是由美國休斯飛機(jī)公司的科學(xué)家梅曼于1960年，首先研制成功的。美國軍方很快就在此基礎(chǔ)上開展了對軍用激光裝置的研究。1961年，第一臺軍用激光 測距儀通過了美國軍方論證試驗(yàn)，對此后激光測距儀很快就進(jìn)入了實(shí)用聯(lián)合體。
激光測距儀重量輕、體積小、操作簡單速度快而準(zhǔn)確，其誤差僅為其它光學(xué)測距儀的五分之一到數(shù)百分之一，因而被廣泛用于地形測量，戰(zhàn)場測量，，飛機(jī)，艦艇和火炮對目標(biāo)的測距，測量云層、飛機(jī)、導(dǎo)彈以及人造衛(wèi)星的高度等。它是提高高坦克、飛機(jī)、艦艇和火炮精度的重要技術(shù)裝備。
由于激光測距儀價(jià)格不斷下調(diào)，工業(yè)上也逐漸開始使用激光測距儀。國內(nèi)外出現(xiàn)了一批新型的具有測距快、體積小、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)的微型測距儀，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)測控、礦山、港口等領(lǐng)域。
激光是六十年代發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)。它是一種顏色很純、能量高度集中、方向性很好的光。激光測距儀是利用激光進(jìn)行測距的一種儀器。它的作用原理很簡單：通過測定激光開始發(fā)射到激光從目標(biāo)反射回來的時(shí)間來測定距離。例如用激光測距儀來測量月球的距離，如果激光從開始發(fā)射到從月球反射回來的時(shí)間被測定為2.56秒，激光發(fā)射到月球的單程時(shí)間就等于1.28秒，而激光的速度是光速，等于每秒三十萬公里。因此，測得的月球離地球的距離為單程時(shí)間和光速的乘積，即三十八萬四千公里。為了發(fā)射和接收激光，并進(jìn)行計(jì)時(shí)，激光測距儀由激光發(fā)射器、接收器、鐘頻振蕩器及距離計(jì)數(shù)器等組成。 激光測距儀還能用來對人造衛(wèi)星跟蹤測距，測量飛機(jī)飛行高度，對目標(biāo)進(jìn)行瞄準(zhǔn)測距，以及進(jìn)行地形測繪，勘察等。
分類
激光測距儀分手持激光測距儀和望遠(yuǎn)鏡式激光測距儀。
1、手持激光測距儀：測量距離一般在200米內(nèi)，精度在2mm左右。這是目前使用范圍廣的激光測距儀。在功能上除能測量距離外，一般還能計(jì)算測量物體的體積。
2、望遠(yuǎn)鏡式激光測距儀：測量距離一般在600-3000米左右，這類測距儀測量距離比較遠(yuǎn)，但精度相對較低，精度一般在1米左右。主要應(yīng)用范圍為野外長距離測量。[2]
一維激光測距儀
用于距離測量、定位；激光測距儀
二維激光測距儀（Scanning Laser Range finder）
用于輪廓測量，定位、區(qū)域監(jiān)控等領(lǐng)域；
三維激光測距儀（3D Laser Range finder）
用于三維輪廓測量，三維空間定位等領(lǐng)域。
圖:使用激光測量月球到地球距離的示意圖
用途
激光測距儀廣泛用于地形測量，戰(zhàn)場測量，坦克，飛機(jī)，艦艇和火炮對目標(biāo)的測距，測量云層、飛機(jī)、導(dǎo)彈以及人造衛(wèi)星的高度等。它是提高高坦克、飛機(jī)、艦艇和火炮精度的重要技術(shù)裝備。由于激光測距儀價(jià)格不斷下調(diào)，工業(yè)上也逐漸開始使用激光測距儀，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)測控、礦山、港口等領(lǐng)域。
原理
1.利用紅外線測距或激光測距的原理
測距原理基本可以歸結(jié)為測量光往返目標(biāo)所需要時(shí)間，然后通過光速c =299792458m/s 和大氣折射系數(shù)n 計(jì)算出距離D。由于直接測量時(shí)間比較困難，通常是測定連續(xù)波的相位，稱為測相式測距儀。當(dāng)然，也有脈沖式測距儀，典型的是WILD的DI-3000
需要注意，測相并不是測量紅外或者激光的相位，而是測量調(diào)制在紅外或者激光上面的信號相位。建筑行業(yè)有一種手持式的激光測距儀，用于房屋測量，其工作原理與此相同。
2.被測物體平面必須與光線垂直么？
通常精密測距需要全反射棱鏡配合，而房屋量測用的測距儀，直接以光滑的墻面反射測量，主要是因?yàn)榫嚯x比較近，光反射回來的信號強(qiáng)度夠大。與此可以知道，一定要垂直，否則返回信號過于微弱將無法得到精確距離。
3.若被測物體平面為漫反射是否可以？
通常也是可以的，實(shí)際工程中會(huì)采用薄塑料板作為反射面以解決漫反射嚴(yán)重的問題。
4.超聲波測距精度比較低，現(xiàn)在很少使用。
5.激光測距儀精度可達(dá)到1毫米誤差，適合各種高精度測量用途。
選購
在選購測距儀時(shí)，需要考慮的幾點(diǎn)：
1.測量范圍
2.測量精度
3.使用的場合
基本分為以下幾種情況：
a) 只需要在幾米或者十幾米范圍之內(nèi)進(jìn)行距離測量，
且精度要求不高的情況下。
建議——可選用“超聲波測距儀”。
備注——超聲波測距儀測量的效果受環(huán)境影響較大，穩(wěn)定和方向性較激光測距儀差，但價(jià)格相對便宜，適合與室內(nèi)測量。
b) 測量距離不長，多用于室內(nèi)，精度要求高。
建議——可選購“手持式激光測距儀”。
備注——手持式激光測距儀適合在室內(nèi)使用，測量精度及效果都非常不錯(cuò)。
（如用戶需要在室外的環(huán)境下進(jìn)行探測的話，建議配上專業(yè)的激光瞄準(zhǔn)器和反射板，結(jié)合使用才能達(dá)到預(yù)期的測程及效果。）
c) 測量距離較遠(yuǎn)，多用于戶外使用。
建議——選購“望遠(yuǎn)鏡式激光測距儀”（即：激光測距望遠(yuǎn)鏡）
品牌
手持激光測距儀
測量距離一般在200米內(nèi)，精度在2mm左右。這是目前使用范圍廣的激光測距儀。在功能上除能測量距離外，一般還能計(jì)算測量物體的體積。
主要品牌有：喜利得HILTI 測距儀, 徠卡Leica DISTO測距儀，BOSCH博世測距儀，國產(chǎn)大有測距儀，福祿克測距儀
望遠(yuǎn)鏡式激光測距儀
測量距離一般在600-3000米左右，這類測距儀測量距離比較遠(yuǎn)，但精度相對較低，精度一般在1米左右，有的光學(xué)放大倍率可以達(dá)到6~9倍。主要應(yīng)用范圍為野外建筑，環(huán)境勘察，建立機(jī)戰(zhàn)，等需要野外長距離測量的情況。
主要品牌有：美國博士能BUSHNELL測距儀，美國里奧波特Leupold測距儀， 加拿大紐康NEWCON測距儀，日本尼康NIKON測距儀，德國奧卡OPTI-LOGIC測距儀, 美國LTI測距儀, 以及美國IMPULSE英柏斯測距儀，TRUPULSE圖帕斯系列測距儀。
激光測距儀使用時(shí)需要注意的問題：激光測距儀不能對準(zhǔn)人眼直接測量，防止對人體的傷害。同時(shí)，一般激光測距儀不具防水功能，所以需要注意防水。新的美國里奧波特激光測距儀，由于在美國當(dāng)?shù)刂饕m用于戶外狩獵愛好者，所以制作之處的優(yōu)勢即是可以防水防霧，配有叢林樹木枝葉涂彩。
激光器不具備防摔的功能，所以激光測距儀很容易摔壞發(fā)光器。
激光測距儀維護(hù)：
?、?經(jīng)常檢查儀器外觀及時(shí)清除表面的灰塵臟污、油脂、霉斑等。
② 清潔目鏡、物鏡或激光發(fā)射窗時(shí)應(yīng)使用柔軟的干布。嚴(yán)禁用硬物刻劃，以免損壞光學(xué)性能。
?、?本機(jī)為光、機(jī)、電一體化高精密儀器，使用中應(yīng)小心輕放，嚴(yán)禁擠壓或從高處跌落，以免損壞儀器。
激光測距儀技術(shù)參數(shù)：
測量范圍：30~5000米
測量誤差：+/-1米
操作溫度：-10℃~+50℃ 揗環(huán)速度：1/6~1/3HZ
激光類型：YAG 激光
電源：12V Ni-MH rechargeable battery-pack
觀查視野:6.5°
Magnification:7＊
Dustproof,waterproof,shockproof
重量：2.2lbs/1Kg
尺寸：4 1/2”×6”×2 1/8”（115×152×54mm）
目前市場上銷售的產(chǎn)品有：
30米激光測距儀 原裝瑞士普瑞測多功能激光測距儀
50m 合資大有激光測距儀LM50 性價(jià)比更好的測距儀
18m CP3007激光測距儀 超聲波紅外測距儀 電子尺
70m 德國博世測距儀 手持激光測距儀DLE70
100m Leica DISTO 瑞士徠卡 激光測距儀萊卡D3激光尺
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