Page 293 - 测绘新技术的理论与实践研究

第九章 激光跟踪仪高精度测量技术研究

第九章 激光跟踪仪高精度测量技术研究

第一节 激光跟踪仪测量技术研究

一、激光跟踪仪测量技术
（一）激光精密测距技术的发展

在精密工业与工程测量领域，空间点三维坐标的精密测量始终一个重要的任
务，而精密测距技术是实现三维点坐标精密测量的重要前提。为了解决精密测距
问题，人们先后研发了因瓦带尺、光波测距、微波测距等精密测距技术，而激光

精密测距技术的发展，使精密测距技术和测量精度得到了前所未有的提高。
激光测距技术始于 20 世纪 60 年代，其后激光测距技术便迅速应用于激光红
外测距，该技术使激光测距仪器的体积减小，测程可达几千米至十几千米，测距
精度达到毫米级，测距原理主要分为脉冲法测距和相位法测距。
脉冲法测距是直接测定脉冲信号在发射中心到反射中心的传播时间，然后乘

以脉冲信号在空气中的传播速度，即可得到发射中心的距离。由于激光脉冲的能
量比较集中，因此，脉冲法测距可以实现无合作反射目标的距离测量，并且测程
很远，目前，激光测月（约 38.4 万千米）、激光测卫（几千米）等远程测距都

采用脉冲法测距原理，而全站仪无合作目标测距、激光扫描测距、手持测距仪等
也均为脉冲法测距。脉冲法测距的精度一般较低，但在采用细分脉冲测量技术后，
测距精度可以大幅度提高，如 DI3000 测距精度可以达到 ±（5mm+1×10 -6× D），
在常规工程测量中有着广泛应用。
相位法测距则是测量正弦信号在测量距离上所产生的相位差来计算距离的，

通过提高测相分辨率、增加测距频率等技术，可以大幅度提高测距的分辨率和测
距精度，其测量范围一般可以达到几千米到几十千米，目前据大多数全站仪、
测距仪等均采用相位法测距，如 TM30 全站仪的相位法距离测量精度可以达到 +
-6
（0.6mm+1x10 ×D），测程可以达到 3500m（单棱镜），而 AT401、u-Base 等
仪器在 80m 内，测距精度优于 ±10μm。
而激光干涉测距技术使测距精度得到了空前的提高，该技术充分利用激光辐

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