Phasenlaser-Entfernungsmessung
Bei der Laserentfernungsmessung vom Phasentyp wird die Phasenänderung gemessen, die durch das Lasermodulationssignal bei der Hin- und Herausbreitung über die zu messende Entfernung erzeugt wird, und dann die durch die Phasenverzögerungsänderung dargestellte Entfernung entsprechend der Frequenz der Modulation berechnet Signal, das heißt, um die Phasenänderung zu messen. Die indirekte Methode ersetzt die direkte Messung der Laserlaufzeit, um so die Messung der Entfernung zu realisieren. Die Phasenlaser-Entfernungsmessung eignet sich in der Regel für Messungen im Nahbereich und kann eine Genauigkeit im Millimeterbereich erreichen. Bei der Messung über kurze Entfernungen ist das Phasenlaser-Entfernungsmessverfahren anderen Entfernungsmessungsmethoden hinsichtlich Geschwindigkeit, Genauigkeit und Stabilität überlegen. Da die Emissionsleistung des Phasenlasers jedoch nicht zu hoch sein darf, ist die Messung immer noch begrenzt. Um den Messbereich unter der Prämisse, die Genauigkeit der Entfernungsmessung sicherzustellen und das Signal-Rausch-Verhältnis des Systems zu verbessern, so weit wie möglich zu vergrößern, wird im Allgemeinen ein optischer Eckreflektor als Kombination verwendet
als Ziel. Da die Frequenz der Lichtwelle selbst 1110 Hz oder mehr beträgt, ist es sehr schwierig, die Phase eines solchen Hochfrequenzsignals direkt zu messen, sodass der Phasenlaser-Entfernungsmesser normalerweise den Laser modulieren muss. Zur Vereinfachung der Analyse seien die Modulationsfrequenz f, die Wellenform eine Sinuswelle und die Wellenlänge λ, vorausgesetzt, dass sich die Empfangsposition am Punkt A' befindet (die tatsächlichen Sende- und Empfangspositionen befinden sich beide am Punkt A), AB =BA', AA'=2L, und die Signalwelle geht durch. Die Phasenverschiebung nach AA' ist ?, und die Flugzeit ist t, dann ist die gemessene Entfernung L
Darunter ist Ls die halbe Wellenlänge, die als Länge des Lineals bezeichnet wird, m ist die Anzahl der ganzzahligen Zyklen im vollen Hub der Lichtwelle und Δm ist der Rest kleiner als 2π. Das Prinzip der Phasenlaserentfernung ähnelt der Entfernungsmessung mit einem Lineal. Die Länge des Lineals beträgt Ls, und der gemessene Abstand entspricht dem ganzzahligen Vielfachen des Lineals plus dem Rest, der kleiner als ein Lineal ist. Unter der gegebenen Modulationsfrequenz f und unter normalen atmosphärischen Bedingungen ist die Länge Ls des Messlineals eine bestimmte Konstante. Um die gemessene Entfernung L zu erhalten, muss daher lediglich die Proportionalzahl Δm zwischen dem gesamten Lineal m und der verbleibenden Länge bestimmt werden .
Die wichtigste Aufgabe der Phasenmessung besteht darin, den Phasenunterschied zwischen der Hauptwelle und dem Echo zu erkennen. Das verwendete Kerngerät wird als Phasendetektor (auch Phasendetektor genannt) bezeichnet, der die Phasendifferenz zwischen den beiden Signalen erkennen kann. Phasendetektoren können in zwei Kategorien unterteilt werden: analoge Phasendetektoren und digitale Phasendetektoren. Analoge Phasendetektoren können je nach Funktionsprinzip in zwei Typen unterteilt werden: Produkttyp und Überlagerungstyp. Aufgrund der geringen Genauigkeit analoger Phasendetektoren werden derzeit in hochpräzisen Laserentfernungssystemen üblicherweise digitale Phasendetektoren eingesetzt.
