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电磁波测距基本原理
电磁波测距基本原理公式
设电磁波在大气中传播速度为c，当它在距离D上往返一次的时间
为t，则有：
1
D? ct (1)
2
上式为电磁波测距基本原理公式。
测定t方法有①直接测时②间接测时。
直接测时一类测距仪称为脉冲式测距仪，该仪器因其精度较低，通常只用于精度较低的远距离测量、地形测量和炮瞄雷达测距。
1
微分(1)式 dD?
换成中误差 m
D
cdt
2
1
2? cm
2
t
(2)
(3)
设c?3?108ms
10?8s）。
，要求m ??3mm，则m ??2?10?11s（一般只能达到
Dt
D
相位式测距原理公式
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。
调制波的调制频率f，角频率??2?f，周期T，波长??cT?c (4)
f
设调制波在距离D往返一次产生的相位变化为?，调制信号一个周期相位变化为2π，则调制波的传播时间t为：
? ?
t??
?2?f
(5)
代入(1)式得
c?
D?4?f
(6)
部分ψ，即：
??N2????2?(N?
?
?)?2?(N??N) (7)
2?
式中?N?
2?
代
入 (6) D?
c (N??N)??
(N??N)
设调制信号为正弦信号，?包含2π的整倍数N2π，和不足
设调制信号为正弦信号，
?包含2π的整倍数
N2π，和不足2π的尾数
(8)
令u? c ?? 单位长，“测尺”，“电子尺”
2f 2
式改写成 D?u(N??N) (9)
式就是相位式测距原理公式。相位式测距仪是用长度为u的“测尺”去量测距离，量了N个整尺段加上不足一个u的长度就是所测距离。
电磁波测距仪的分类和分级
分类
?脉冲式测距仪
按测定t的方法?
?相位式测距仪
?长程???几十公里
?按测程?中程???数公里至十多公里
?
??短程???3公里以下
?
?光波???激光测距仪,红外测距仪
按载波?
?微波???微波测距仪
?单载波???可见光,红外光,微波
?按载波数?双载波???可见光与可见光,可见光与红外光
?
??三载波???可见光可见光和微波,可见光红外光微波
?
?漫反射目标(非合作目标)
?按反射目标?合作目标???平面反射镜,角反射镜
?
??有源反射器???同频载波应答机,非同频载波应答机
?
分级1999年《城市测量规范》规定，按1km测距中误差(即m=a+bD，当
D
D=1km时)划分为两级：
I级：m≤5mm;
D
II级：5mmm≤10mm。
D
a----固定误差(mm),b---比例误差系数(mm/km)，D---测距边长度(km)
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