激光測(cè)速和測(cè)距技術(shù)應(yīng)用

激光測(cè)速和測(cè)距技術(shù)應(yīng)用2思考與討論

當(dāng)奔馳的列車向你駛來，并經(jīng)過你的身旁，而后又離開你駛向遠(yuǎn)方，在這一過程中，你有沒有注意到你耳朵中聽到的列車的鳴笛聲有什么特殊的現(xiàn)象？3生活中的特殊現(xiàn)象

列車靠近時(shí)，鳴笛聲越來越尖銳；列車遠(yuǎn)離時(shí)，鳴笛聲越來越低吟。是不是列車的擴(kuò)音器的頻率本身發(fā)生了變化？4生活中的特殊現(xiàn)象

汽車駛近時(shí)，行駛的聲音越來越尖銳；汽車遠(yuǎn)離時(shí)，行駛的聲音越來越低吟。是不是汽車行駛的聲音的頻率本身也發(fā)生了變化？5生活中的特殊現(xiàn)象

飛機(jī)飛近時(shí)，轟鳴聲越來越尖銳；飛機(jī)飛遠(yuǎn)時(shí)，轟鳴聲越來嘶啞。是不是飛機(jī)的轟鳴聲的頻率本身也發(fā)生了變化？66.1多普勒效應(yīng)9多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)10多普勒效應(yīng)模擬1、觀察者靜止不動(dòng)，數(shù)經(jīng)過的隊(duì)伍中的人數(shù)，每分鐘假設(shè)有30個(gè)人經(jīng)過。v測(cè)2、當(dāng)觀察者逆著隊(duì)伍行走時(shí)，數(shù)經(jīng)過的隊(duì)伍中的人數(shù)，每分鐘將大于30個(gè)人經(jīng)過。v測(cè)v測(cè)=03、當(dāng)觀察者與隊(duì)伍同向行走且速度比隊(duì)伍的小時(shí)，數(shù)經(jīng)過的隊(duì)伍中的人數(shù)，每分鐘將小于30個(gè)人經(jīng)過。11多普勒效應(yīng)的成因1、聲源完成一次全振動(dòng)，向外發(fā)出一個(gè)波長(zhǎng)的波，頻率表示單位時(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù)，因此波源的頻率等于單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù)。2、觀察者聽到的聲音的音調(diào)，是觀察者接收到的頻率，即單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)。3、由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)，聲源的頻率沒有變化，而是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化。12

單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出幾個(gè)完全波，觀察者在單位時(shí)間內(nèi)就接收到幾個(gè)完全波，故觀察者接收到的頻率等于波源的頻率。1、波源和觀察者沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)多普勒效應(yīng)的成因2、觀察者朝波源運(yùn)動(dòng)時(shí)

觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)增多，即接收到的頻率增大。3、觀察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)時(shí)

觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)減少，即接收到的頻率減少。13

觀察者感覺到波變得密集，即波長(zhǎng)減小，接收到的頻率增大。

觀察者感到波變得稀疏，即波長(zhǎng)增大，接收到的頻率減少。1、波源朝觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)2、波源遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)多普勒效應(yīng)的成因141、當(dāng)波源與觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果二者相互接近，觀察者接收到的頻率增大；如果二者相互遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率減小。2、在觀察者運(yùn)動(dòng)的情況下，引起觀察者接收頻率的改變，是由于觀測(cè)到的波的速度發(fā)生改變（波的波長(zhǎng)不變）。3、在波源運(yùn)動(dòng)的情況下，引起觀察者接收頻率的改變，是由于觀測(cè)到的波的波長(zhǎng)發(fā)生改變（波的速度不變）。多普勒效應(yīng)1515v0vs0s波源的振動(dòng)頻率n觀察者測(cè)得的頻率nul一、波源和觀察者相對(duì)于介質(zhì)靜止兩個(gè)相鄰等相位面之間的距離是一個(gè)波長(zhǎng)lTuun觀察者所接收的頻率取決于單位時(shí)間內(nèi)接收到波長(zhǎng)的個(gè)數(shù)此時(shí)，波的頻率即為波源的頻率。1616二、波源相對(duì)于介質(zhì)不動(dòng)，觀察者相對(duì)于介質(zhì)運(yùn)動(dòng)1.觀察者向波源運(yùn)動(dòng)vvs0sul波源的振動(dòng)頻率n觀察者測(cè)得的頻率n

由此可見，觀察者所接收的頻率大于波源的頻率17172.觀察者以Vo離開波源運(yùn)動(dòng)

由此可見，觀察者所接收的頻率小于波源的頻率總之，波源靜止，觀察者以速率Vo運(yùn)動(dòng)時(shí)

1818三、觀察者不動(dòng)，波源相對(duì)于介質(zhì)運(yùn)動(dòng)1.波源向觀察者運(yùn)動(dòng)

假定在t時(shí)刻，波源處于S點(diǎn)處，經(jīng)一個(gè)周期T后，波傳播到D點(diǎn)，波源運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)。CSDOv0vssuvsTvsTvsTvsTllll波源的振動(dòng)頻率n觀察者測(cè)得的頻率n1919CSDO由此看見，觀察者所接收到的頻率升高2.波源背離觀察者運(yùn)動(dòng)SCDO2020由此看見，觀察者所接收到的頻率降低四、波源和觀察者都相對(duì)于介質(zhì)運(yùn)動(dòng)即波源運(yùn)動(dòng)等效于波長(zhǎng)的變化觀察者運(yùn)動(dòng)等效于波速的變化SCDO2121波源和觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，前取正號(hào)，前為負(fù)號(hào)；波源和觀察者相反運(yùn)動(dòng)時(shí)，前取正號(hào)，前為負(fù)號(hào)

頻率改變的原因：在觀察者運(yùn)動(dòng)的情況下，頻率改變是由于觀察者觀測(cè)到的波數(shù)增加或減少；在波源運(yùn)動(dòng)的情況下，頻率改變是由于波長(zhǎng)的縮短或伸長(zhǎng)。221）觀察者朝波源運(yùn)動(dòng)2）觀察者離波源運(yùn)動(dòng)1、波源不動(dòng)，觀察者相對(duì)波源運(yùn)動(dòng)多普勒效應(yīng)中觀測(cè)頻率的計(jì)算2、觀察者不動(dòng)，波源相對(duì)觀察者運(yùn)動(dòng)1）波源朝觀察者運(yùn)動(dòng)2）波源離觀察者運(yùn)動(dòng)23

多普勒效應(yīng)是波動(dòng)過程共有的特征，一切波（如電磁波和光波）都能發(fā)生多普勒效應(yīng)。應(yīng)用1、雷達(dá)測(cè)速儀：交通警察向行進(jìn)中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波（通常是紅外線），波被運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來時(shí)，接收到的頻率發(fā)生變化，由此可指示汽車的速度。多普勒效應(yīng)的應(yīng)用24應(yīng)用2、有經(jīng)驗(yàn)的鐵路工人可以從火車的汽笛聲判斷火車的運(yùn)動(dòng)方向和快慢；有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士可以從炮彈飛行時(shí)的尖叫聲判斷飛行的炮彈是接近還是遠(yuǎn)去。應(yīng)用3、用多普勒效應(yīng)測(cè)量其它星系向著還是遠(yuǎn)離地球運(yùn)動(dòng)的速率。

宇宙中的星球都在不停地運(yùn)動(dòng)．測(cè)量星球上某些元素發(fā)出的光波的頻率，然后跟地球上這些元素靜止時(shí)發(fā)光的頻率對(duì)照，就可以算出星球靠近或遠(yuǎn)離我們的速度。應(yīng)用4、臨床上應(yīng)用：彩色多普勒超聲診斷系統(tǒng)

醫(yī)生向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波，超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收，測(cè)出反射波的頻率變化，就能知道血流的速度．這種方法俗稱“彩超”，可以檢查心臟、大腦和眼底血管的病變。多普勒效應(yīng)的應(yīng)用25應(yīng)用5、軍事應(yīng)用(E-3“望樓”預(yù)警機(jī))脈沖多普勒雷達(dá)，多譜勒導(dǎo)航儀多普勒效應(yīng)的應(yīng)用261、關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是（）A．多普勒效應(yīng)是由于波的干涉引起的B．多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生改變C．多普勒效應(yīng)是由于波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的D．只有聲波才可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)2、當(dāng)火車進(jìn)站鳴笛時(shí)，我們可聽到的聲調(diào)（）A．變高B．不變高C．越來越沉D．不知聲速和火車車速，不能判斷CA273、以速度u=20m/s奔馳的火車,鳴笛聲頻率為275Hz,已知常溫下空氣中的聲速v=340m/s。⑴當(dāng)火車駛來時(shí),站在鐵道旁的觀察者聽到的笛聲頻率是多少？⑵當(dāng)火車駛?cè)r(shí),站在鐵道旁的觀察者聽到的笛聲頻率是多少？292Hz260Hz4、一個(gè)觀察者在鐵路附近，當(dāng)火車駛近時(shí)，他聽到的汽笛聲頻率為f1=440Hz，當(dāng)火車駛遠(yuǎn)時(shí)，他聽到的頻率為f2=392Hz，在大氣中聲音速度為330m/s，求火車的速度？19m/s28285、靜止不動(dòng)的超聲波探測(cè)器能發(fā)射頻率為100kHz的超聲波。有一車輛迎面駛來，探測(cè)器接收到從車輛反射回的超聲波頻率為112kHz。如果空氣中的聲速為340ms1

，試求車輛的行駛速度。

解：超聲波傳向車輛時(shí)超聲波反射回探測(cè)器時(shí)所以解得2929沖擊波ssssssstruvstraas馬赫錐

前面在介紹波源相對(duì)于媒質(zhì)運(yùn)動(dòng)所引起的多普勒效應(yīng)時(shí)，討論了波源速率波速的情況。uvs若，波源就會(huì)沖出自身發(fā)出的波陣面，在時(shí)間內(nèi)，vsutr它所發(fā)出的波的一系列波面的包絡(luò)是一個(gè)圓錐體，稱為馬赫錐。這種波稱為沖擊波。1truvstrsinM2avsua馬赫錐的頂角滿足Mvsu稱為馬赫數(shù)3030高速快艇在其兩側(cè)激起的舷波，超音速飛機(jī)飛行生成的聲波，高速子彈飛行激起的聲波等，都屬?zèng)_擊波。

沖擊波可使媒質(zhì)的密度、速度和溫度急劇變化，并產(chǎn)生高溫、高壓。聲暴當(dāng)波源的運(yùn)動(dòng)速率剛好等于波速時(shí)，vsu即，馬赫錐的頂角，錐面變?yōu)槠矫?。ap波源在各時(shí)刻發(fā)射的波，幾乎與波源自身共處于同一平面，這時(shí)沖擊波的能量非常集中、強(qiáng)度和破壞力極大，這種現(xiàn)

例如，當(dāng)飛機(jī)剛好以聲速飛行時(shí)，機(jī)體所產(chǎn)生的任一振動(dòng)象稱為“聲暴”。都將尾隨在機(jī)體附近，并引起機(jī)身的共振，給飛行帶來危險(xiǎn)。因此，超音速飛機(jī)在飛行時(shí)都要盡快越過這道音速的屏障。313132323333343435經(jīng)典多普勒效應(yīng)：經(jīng)典多普勒效應(yīng)對(duì)光是不正確的對(duì)于光波，有在相對(duì)論中，不同的慣性系中波長(zhǎng)和頻率將不同，但兩者的乘積恒為c光的多普勒效應(yīng)

為觀察者實(shí)測(cè)到的光頻率0

為光源的固有頻率一.相對(duì)論多普勒頻移公式與空間有關(guān)與時(shí)間有關(guān)36*推導(dǎo)(x,y,z

,t)(0,0,0,t*)yx光源觀察者O371.光的縱向多普勒效應(yīng)“紅移”(1)若光源離開觀察者，上式中

取正號(hào)，這時(shí)l<0

，實(shí)測(cè)頻率l

小于光源固有頻率0

“藍(lán)移”(2)若光源趨近觀察者，上式中

取負(fù)號(hào)，這時(shí)l>0

，實(shí)測(cè)頻率l

大于光源固有頻率0

38例解求一遙遠(yuǎn)的河外星系以很高的速率離開地球退行而去，其譜線發(fā)生紅移。與固有頻率0

相對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為

0=434nm

的譜線，地面上觀測(cè)記錄的該譜線的波長(zhǎng)

=600nm.此河外星系的退行速率。以v表示本題所求的退行速率，以

表示與波長(zhǎng)

對(duì)應(yīng)的頻率，則有0=c/0

和=c/

，代入縱向多普勒效應(yīng)式，有代入題給數(shù)據(jù)，解得39散射物的多普勒頻移

觀察者靜止位于一個(gè)坐標(biāo)原點(diǎn)為的坐標(biāo)系中，在這個(gè)坐標(biāo)系中接收電磁輻射

波源靜止于另一個(gè)原點(diǎn)為O的坐標(biāo)系中,以光速C在參考系O中移動(dòng)的平面波為相對(duì)運(yùn)動(dòng)中參考系之間的坐標(biāo)變換E——系統(tǒng)O中考察點(diǎn)P處的電場(chǎng)強(qiáng)度ν——頻率

r——波沿傳播方向的距離δ——是相位常數(shù)

波源是靜止時(shí)坐標(biāo)系中的平面波——波傳播方向和Z軸之間的夾角（1）（2）40（2）代入（1）中有假設(shè)參考系O在x軸上以速度V相對(duì)于另一個(gè)參考系作移動(dòng)，利用洛倫茲變換可以得到：其中（3）（4）（5）（6）用表示和ν的關(guān)系，則利用式(6)有

（7）41討論在光源和觀察者相對(duì)靜止的情況下，移動(dòng)物體所散射光的頻移先從光源到移動(dòng)的物體，然后由物體到觀察者——雙重多普勒頻移

考慮從光源S發(fā)出的頻率為ν的光被物體P散射，在Q處來觀察散射光P所觀察到的頻率由（5）式得該頻率的光又被P重新發(fā)射出來，在Q處接收到的頻率為由（7）得（8）（9）由于v《C,因此（10）（11）—散射角

—速度向量和PB之間的夾角

PB—

PS和PQ夾角的平分線（12）426.2激光多普勒測(cè)速技術(shù)

☆屬于非接觸測(cè)量，不影響流場(chǎng)分布，可測(cè)遠(yuǎn)距離的速度場(chǎng)分布☆測(cè)速精度高，一般都可以達(dá)到0.5%—1.0%☆空間分辨率高，可測(cè)很小體積內(nèi)的流速☆測(cè)速范圍廣，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快☆具有良好的方向靈敏度，并可進(jìn)行多維測(cè)量

436.2.1激光多普勒測(cè)速的基本原理光混頻技術(shù)：將兩束頻率不同的光混頻，獲取差頻信號(hào)。零差干涉：入射至物體前兩束光頻率相同

外差之分：入射至物體前兩束光頻率不相同Al,A2—兩束光在探測(cè)器上的振幅—分別為兩束光的初始相位—兩束散射方向不同的散射光的頻率兩束光在探測(cè)器上混頻后，其合成的電場(chǎng)強(qiáng)度:—兩束光初始相位差—待測(cè)的多普勒頻移零差不能判別運(yùn)動(dòng)方向，而且難以抑制直流噪聲外差可判別運(yùn)動(dòng)方向，能夠抑制噪聲446.2.2激光多普勒測(cè)速技術(shù)1.差動(dòng)多普勒技術(shù)

差動(dòng)技術(shù)將兩束等強(qiáng)度光聚焦并相交在測(cè)量點(diǎn)處，從該點(diǎn)發(fā)出的散射光進(jìn)入光檢測(cè)器，差拍后得到和兩個(gè)散射角相對(duì)應(yīng)的多普勒頻移。(1)雙光束散射法—散射體里粒子運(yùn)動(dòng)速度V與兩束入射光之間的夾角—

V與觀測(cè)方向的夾角兩散射光的多普勒頻移為：檢測(cè)器上的差頻f為：—兩束照射光之間的夾角—運(yùn)動(dòng)方向與光束夾角平分線的法線之間的夾角45(2)單光束雙散射法

前向雙散射光路后向雙散射光路一束入射光直接聚焦于被測(cè)點(diǎn)上，光線被同一微粒在兩個(gè)方向上散射，兩路對(duì)稱的散射光束在光電器件上混頻，得到差拍信號(hào)。46(3)多普勒技術(shù)的干涉解釋多普勒技術(shù)的干涉解釋47干涉解釋中的多普勒信號(hào)情況48當(dāng)場(chǎng)從kl方向與粒子撞擊，粒子的位移為r，由k0方向觀察可得在LDV測(cè)速儀中，有兩個(gè)照明場(chǎng)，k1和k2。所以由k0方向觀察可得探測(cè)器得到的信號(hào)與場(chǎng)的模的平方成比例借助右圖看出，的差值與y軸平行，模數(shù)為若粒子產(chǎn)生平行于y軸的面內(nèi)位移r，那么余弦函數(shù)的相位可得492.參考光技術(shù)

參考光式光路參考光和散射光以相同的光路入射到檢測(cè)器。光檢測(cè)器的輸出包含了兩種光束的差頻信號(hào)α—是兩束照射光之間的夾角503.多維速度測(cè)量與辨向技術(shù)

在差動(dòng)多普勒技術(shù)中，多普勒差頻是兩個(gè)頻率之差，故不可能知道哪一個(gè)頻率高哪一個(gè)頻率低，因此速度符號(hào)變化對(duì)產(chǎn)生的信號(hào)頻率無(wú)差別，即被測(cè)速度存在著方向上的180o模糊問題。通過引入頻移技術(shù)可以消除速度方向的模糊性問題。如果其中一光束與另一束存在的頻差，則測(cè)量體內(nèi)形成的干涉條紋將以速度向一個(gè)方向移動(dòng)，如右圖所示，其移動(dòng)速度為

于是在照明區(qū)域中，一個(gè)靜止的粒子產(chǎn)生的信號(hào)將等于這個(gè)頻移頻率。假設(shè)，不存在光學(xué)頻移時(shí)，粒子產(chǎn)生的多普勒頻移為ν，則當(dāng)示蹤粒子的速度方向與條紋運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，粒子穿越條紋的速度將減慢，此時(shí)粒子散射光的頻率變?yōu)?，反之，?dāng)粒子速度方向與條紋運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)，光感應(yīng)器得到的光波頻率為，依靠判別頻率的增加與降低就可以判斷出速度的方向。51(1)二維激光測(cè)速光路頻率分離型二維光路52(2)六光束三維頻移激光測(cè)速光路六光束三維LDV光路布置對(duì)稱布置的軸向測(cè)量光路534.多普勒信號(hào)處理技術(shù)(1)激光多普勒信號(hào)的特點(diǎn)①信號(hào)頻率在一定范圍內(nèi)變化，是一個(gè)變頻信號(hào)。多普勒信號(hào)特征圖②信號(hào)幅值按一定規(guī)律變化。54③信號(hào)是隨機(jī)的，斷續(xù)的多普勒信號(hào)的隨機(jī)和斷續(xù)性55(2)激光多普勒信號(hào)處理方法①頻譜分析方法多普勒信號(hào)頻譜56②頻率跟蹤方法

頻率跟蹤器示意圖57③計(jì)數(shù)器處理技術(shù)

④濾波器組分析法⑤光子相關(guān)技術(shù)⑥計(jì)算機(jī)處理技術(shù)58處理技術(shù)得到瞬時(shí)速度接收間斷信號(hào)提取微弱信號(hào)能力典型不確定度可測(cè)信號(hào)頻率上限頻譜分析否可好(費(fèi)時(shí))1%1GHz頻率跟蹤可否好0.5%50MHz計(jì)數(shù)器處理可可較好0.5%200MHz濾波器組可可很好2%~5%10MHz光子相關(guān)否可很好1%~2%50MHz計(jì)算機(jī)處理技術(shù)(FFT)可可很好<0.5%150MHz59激光多普勒測(cè)速技術(shù)的進(jìn)展

1966年，F(xiàn)oreman、George、Lewis、Thornton、Felton和Watson等人首先撰寫了廣泛論述激光風(fēng)速計(jì)的論文。1975年在丹麥?zhǔn)锥几绫竟e行的“激光多普勒測(cè)速國(guó)際討論會(huì)"標(biāo)志著這一技術(shù)的成熟。20世紀(jì)80年代，激光多普勒技術(shù)進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用的新階段60使用兩個(gè)穩(wěn)定單模激光頻差的頻移激光多普勒測(cè)速儀混頻器單元方框圖61激光測(cè)距儀與其它測(cè)距儀(如光電測(cè)距儀等)相比，具備的特點(diǎn)：探測(cè)距離遠(yuǎn)測(cè)距精度高抗干擾性強(qiáng)保密性好體積小重量輕6.3激光測(cè)距技術(shù)62激光測(cè)距儀的分類激光測(cè)距儀的分類：激光測(cè)距不同于激光測(cè)長(zhǎng)，它的測(cè)量距離要大得多，按照測(cè)量距離可分為下述三類：1、短程激光測(cè)距儀，它的測(cè)程僅在五公里以內(nèi)，適用于各種工程測(cè)量2、中長(zhǎng)程激光測(cè)距儀，測(cè)程為五至幾十公里，適用于大地控制測(cè)量和地震預(yù)報(bào)等3、遠(yuǎn)程激光測(cè)距儀，它用于測(cè)量導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、月球等空間目標(biāo)的距離激光測(cè)距是通過測(cè)量激光光束在待測(cè)距離上往返傳播的時(shí)間來?yè)Q算出距離的，其換算公式為63測(cè)距方法分類脈沖測(cè)距法：測(cè)距儀發(fā)出光脈沖，經(jīng)被測(cè)目標(biāo)反射后，光脈沖回到測(cè)距儀接收系統(tǒng)，測(cè)量其發(fā)射和接收光脈沖的時(shí)間間隔，即光脈沖在待測(cè)距離上的往返傳播時(shí)間t。脈沖法測(cè)距精度大多為米的量級(jí)相位測(cè)距法：它是通過測(cè)量連續(xù)調(diào)制的光波在待測(cè)距離上往返傳播所發(fā)生的相位變化，間接測(cè)量時(shí)間t。這種方法測(cè)量精度較高，因而在大地和工程測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用644.3.1脈沖激光測(cè)距1.測(cè)量原理脈沖激光測(cè)距原理

由激光器發(fā)出持續(xù)時(shí)間極短的脈沖激光(稱為主波)，經(jīng)過待測(cè)的距離L射向被測(cè)目標(biāo)。被反射的脈沖激光(回波信號(hào))返回測(cè)距儀，由光電探測(cè)器接收。當(dāng)光速為c，激光脈沖從激光器到待測(cè)目標(biāo)之間往返時(shí)間為t，就可算出待測(cè)目標(biāo)的距離為652.測(cè)量系統(tǒng)（1）組成：脈沖激光發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、門控電路、時(shí)鐘脈沖振蕩器以及計(jì)數(shù)顯示電路脈沖激光測(cè)距系統(tǒng)（2）測(cè)量過程：首先對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，啟動(dòng)復(fù)位開關(guān)K，復(fù)原電路給出復(fù)原信號(hào)，使整機(jī)復(fù)原，準(zhǔn)備進(jìn)行測(cè)量。同時(shí)觸發(fā)脈沖激光發(fā)生器，產(chǎn)生激光脈沖。該激光脈沖有一小部分能量由參考信號(hào)取樣器直接送到接收系統(tǒng)，作為計(jì)時(shí)的起始點(diǎn)，大部分光脈沖能量射向待測(cè)目標(biāo)。由目標(biāo)反射回測(cè)距儀處的光脈沖能量，被接收系統(tǒng)接收。參考信號(hào)(主波信號(hào))和回波信號(hào)先后由光電探測(cè)器變換為電脈沖，并加以放大和整形。整形后的參考信號(hào)使T觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，控制計(jì)數(shù)器開始對(duì)晶體振蕩器發(fā)出的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。整形后的回波信號(hào)使T觸發(fā)器的輸出翻轉(zhuǎn)無(wú)效，從而使計(jì)數(shù)器停止工作。根據(jù)計(jì)數(shù)器的輸出可計(jì)算出待測(cè)目標(biāo)的距離式中，N為計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)；f為計(jì)數(shù)脈沖的頻率。66（3）分辨率

系統(tǒng)的分辨率決定于計(jì)數(shù)脈沖的頻率。由于光速很快，計(jì)時(shí)基準(zhǔn)脈沖和計(jì)數(shù)器頻率的高低直接影響著所獲得的測(cè)距精度。①過高的時(shí)鐘脈沖不易獲得；②普通電子元器件無(wú)法保證精度，但選用高速器件會(huì)增加系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度，成本大幅提高。（4）測(cè)距精度67相位激光測(cè)距1、相位測(cè)距原理f—

調(diào)制頻率c—光速光波從A點(diǎn)傳到B點(diǎn)的相移：式中m是零或正整數(shù)；是個(gè)小數(shù)，A，B兩點(diǎn)之間的距離L：t—

光由A點(diǎn)傳到B點(diǎn)所需時(shí)間（1）波長(zhǎng)為：（2）（3）用“光尺”測(cè)量距離波長(zhǎng)λ是相位式激光測(cè)距儀量度距離的一把尺子68光波往返一次后的相位變化光波經(jīng)2L距離后的相位變化假設(shè)測(cè)距儀的接收系統(tǒng)置于A(實(shí)際上測(cè)距儀的發(fā)射和接收系統(tǒng)都是在點(diǎn))

則有相位測(cè)量技術(shù)只能測(cè)量出不足的相位尾數(shù)，只能確定小數(shù)：的相位尾數(shù)的

當(dāng)距離L<λ/2時(shí)，即m=0時(shí)，可確定距離L為

因此，當(dāng)距離L大于Ls時(shí)，僅用一把“光尺”是無(wú)法測(cè)定距離的

，怎么辦？（4）（5