什么是激光测距?

什么是激光测距?

[拼音]：jiguang ceju

[外文]：laser ranging

以激光为信号源测量目标距离的技术。激光测距的精度和对目标的分辨力很高，已广泛用于军事和国民经济中。激光测距按工作原理可分为相位法和脉冲法两类。

相位测距法

也称束调制测距法。采用砷化镓半导体激光器或氦氖气体激光器等连续波激光器作为光源，用几种不同频率的高频信号对其调幅。以此激光照射目标，并检测由目标反射回来的信号的相位，进行适当的处理，即可得出目标的距离。为了保证测距精度并增加作用距离，通常在被测目标处放置光学后向反射器阵列。相位测距的测程从几米至30～40公里。测距精度视距离而定，在1公里以内为几毫米，在几十公里时相对精度为百万分之一。相位测距法适于对固定目标距离的精确测量，主要用于大地测量、建筑和道路工程，也可在体育竞赛中用于测定距离。

脉冲测距法

采用高功率窄脉冲激光照射目标，测定发射脉冲与目标反射回来的脉冲之间的时间间隔，即可求出目标的距离s

式中c为光速；t为脉冲时间间隔。脉冲法测距简便迅速，能对运动目标测距。为了适应不同用途，已研制出许多类型的脉冲激光测距仪。

小型激光测距仪

包括手持式测距仪、炮兵测距仪、坦克测距仪、机载测高仪、云高测量仪等。早期的小型激光测距仪采用红宝石激光器、钕玻璃激光器或脉冲砷化镓激光器。70年代中、后期，普遍采用钇铝石榴石激光器。它的作用距离为几公里至20公里，测距精度为5～10米。小型激光测距仪可单独使用，也可与火炮控制系统、微光夜视仪或前视红外系统等配合使用。70年代后期已研究出用波长为10.6微米的CO2激光和波长大于1.4微米的固体激光作为光源的长波长激光测距仪。这些波长的激光的大气损失较小，穿透硝烟的能力较强，且对人眼安全。

靶场激光测距仪

用高重复频率（1～40赫）脉冲激光器在靶场对飞机、舰艇、导d、车辆以至炮d等运动目标进行测量，实时提供距离数据，精度可优于 1米。为了保证测量精度，增加测程，目标上需要安装后向反射器或具有后向反射特性的微珠玻璃带。靶场激光测距仪与光学电影经纬仪结合，可以单站确定目标运动轨迹;与微波雷达结合可以为微波雷达定标，提高测量精度，并可消除地面杂波干扰。三台靶场激光测距仪联合工作时，可以得到很高的测量精度。靶场激光测距的测程取决于目标上后向反射器阵列的有效面积、目标的仰角、天气状况、激光发射功率、激光接收口径和探测器特性等因素，可从几十公里至几百公里。

人造卫星和月球激光测距

1964年，美国发射了第一颗带光学后向反射器阵列的人造地球卫星，专供激光测距用。随后，美、法等国相继发射十余颗带反射器的卫星。1969年7月美国“阿波罗”11号飞船登月时在月面安放了一组反射器，以后美、苏两国又安放了两组，为高精度激光测月创造了条件。激光测卫星和测月的目的是进行地球动力学的研究和全球性大地测量，包括地壳动力学（如大陆板块的漂移）、地震的成因和预报、地球自转的变化和极移、固体潮、重力场分布、千公里以上超长基线的测定、人造卫星轨道和观测站站址的精确测定、月球的各种天体动力学参数的测定等。测量精度从早期的米级提高到了分米级和厘米级。全球性的和若干区域性的人造卫星和月球激光测距网已经形成，经常进行观测。1972年9月，中国成功地进行了卫星激光测距试验，以后在上海、北京、云南等天文台和其他人造卫星观测站陆续建立了几台卫星激光测距仪，形成了中国的卫星激光测距网。