求激光测距仪原理

测距仪，是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确，其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一。

一．测距仪分类
测距仪分手持测距仪和望远镜式测距仪：

1、手持测距仪：测量距离一般在200米内，精度在2mm左右。这是目前使用范围最广的测距仪。在功能上除能测量距离外，一般还能计算测量物体的体积。
目前市面上主流的都是测距仪，手持式测距仪全球前两大品牌是徕卡和博世，右图就是一款主流的手持式测距仪。

2、望远镜式测距仪：测量距离一般在600-3000米左右，这类测距仪测量距离比较远，但精度相对较低，精度一般在1米左右。主要应用范围为野外长距离测量。
望远镜测距仪，为远距离测距仪，目前在户外使用相当广泛，望远镜测距仪全球前四大品牌是图雅得、博士能、奥尔法和尼康。四个品牌在产品上各有特点，2011年，美国激光技术杂志公布的数据，2011年全球单品销售冠军是图雅得YP900，这款测距仪测量精准，反应速度快捷

二．测距仪的应用领域
　测距仪广泛用于地形测量，战场测量，坦克，飞机，舰艇和火炮对目标的测距，测量云层、飞机、导弹以及人造卫星的高度等。它是提高高坦克、飞机、舰艇和火炮精度的重要技术装备。由于测距仪价格不断下调，工业上也逐渐开始使用测距仪，可以广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。

三. 测距仪原理

测距原理基本可以归结为测量光往返目标所需要时间，然后通过光速c =299792458m/s 和大气折射系数n 计算出距离D。由于直接测量时间比较困难，通常是测定连续波的相位，称为测相式测距仪。当然，也有脉冲式测距仪，典型的是WILD的DI-3000。

　　需要注意，测相并不是测量红外或者激光的相位，而是测量调制在红外或者激光上面的信号相位。建筑行业有一种手持式的测距仪，用于房屋测量，其工作原理与此相同。
　　测距仪一般采用两种方式来测量距离：脉冲法和相位法。脉冲法测距的过程是这样的：测距仪发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收，测距仪同时记录激光往返的时间。光速和往返时间的乘积的一半，就是测距仪和被测量物体之间的距离。脉冲法测量距离的精度是一般是在+/- 1米左右。另外，此类测距仪的测量盲区一般是15米左右。
　　激光测距是光波测距中的一种测距方式，如果光以速度c在空气中传播在A、B两点间往返一次所需时间为t，则A、B两点间距离D可用下列表示。
　　D=ct/2
　　式中：
　　D——测站点A、B两点间距离；
　　c——光在大气中传播的速度；
　　t——光往返A、B一次所需的时间。
　　由上式可知，要测量A、B距离实际上是要测量光传播的时间t，根据测量时间方法的不同，测距仪通常可分为脉冲式和相位式两种测量形式。
　　相位式测距仪
　　相位式测距仪是用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。即用间接方法测定出光经往返测线所需的时间，如图所示。
　　相位式测距仪一般应用在精密测距中。由于其精度高，一般为毫米级，为了有效的反射信号，并使测定的目标限制在与仪器精度相称的某一特定点上，对这种测距仪都配置了被称为合作目标的反射镜。
　　若调制光角频率为ω，在待测量距离D上往返一次产生的相位延迟为φ，则对应时间t 可表示为：
　　t=φ/ω
　　将此关系代入（3-6）式距离D可表示为
　　D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ+Δφ)
　　=c/4f (N+ΔN)=U(N+)
　　式中：
　　φ——信号往返测线一次产生的总的相位延迟。
　　ω——调制信号的角频率，ω=2πf。
　　U——单位长度，数值等于1/4调制波长
　　N——测线所包含调制半波长个数。
　　Δφ——信号往返测线一次产生相位延迟不足π部分。
　　ΔN——测线所包含调制波不足半波长的小数部分。
　　ΔN=φ/ω
　　在给定调制和标准大气条件下，频率c/(4πf)是一个常数，此时距离的测量变成了测线所包含半波长个数的测量和不足半波长的小数部分的测量即测N或φ，由于近代精密机械加工技术和无线电测相技术的发展，已使φ的测量达到很高的精度。
　　为了测得不足π的相角φ，可以通过不同的方法来进行测量，通常应用最多的是延迟测相和数字测相，目前短程测距仪均采用数字测相原理来求得φ。
　　由上所述一般情况下相位式测距仪使用连续发射带调制信号的激光束，为了获得测距高精度还需配置合作目标，而目前推出的手持式测距仪是脉冲式测距仪中又一新型测距仪，它不仅体积小、重量轻，还采用数字测相脉冲展宽细分技术，无需合作目标即可达到毫米级精度，测程已经超过100m，且能快速准确地直接显示距离。是短程精度精密工程测量、房屋建筑面积测量中最新型的长度计量标准器具。现应用最多的是leica公司生产的DISTO系列手持式测距仪和图雅得Trueyard 激光测距望远镜和奥尔法激光望远镜测距仪等。

四．测距仪主要品牌和型号
A. 手持测距仪

手持测距仪的品牌目前市面上主要两个品牌，从品牌的知名度角度说，在测量领域都是非常出名的品牌：徕卡LECIA,博世BOSCH,。另外还有一些国内的品牌，国内小品牌建议不要选择，因为主要是在测量精度上与国外品牌有比较大的差距，虽然从参数指标上看是一样的。
对于徕卡，博世，这两个品牌，我个人觉得两个品牌的质量都很好，在品牌上其实购买时，不需要有偏好。主要看价格和功能。
但是由于手持测距仪的功能比较多，首先要选择好功能，然后在看价格。
所有手持测距仪的品牌选择总之比较简单。

B. 测距仪望远镜
测距仪望远镜，或者叫测距望远镜的品牌选择就相对复杂一些，目前测距望远镜的品牌主要有：图雅得TRUEYARD, 博士能BUSHNELL,奥尔法ORPHA,尼康NIKON这4个品牌。另外还有一些国外的小众品牌，建议不要选择小众品牌，一方面是性价比较低，另外一点一般售后会有问题。
除了以上品牌外，还有一些国内小品牌，国内小品牌一般价格会便宜一点，但是无论在精度，做工等方面，与大品牌还有比较大的差距的。另外一点，因为测距仪望远镜是电子设备，国内小品牌由于使用的电子器件一般比较差，所以故障率也会比较高。
下面就详细说一下，上面说的比较出名的4个品牌的各自的优势和劣势，以及该品牌比较出名的型号：
1. 图雅得 TRUEYARD
图雅得全球知名的户外光学品牌，在长距离望远镜测距仪领域，具有非常重要的位置。长期占据全球望远镜测距仪销量第一的品牌。2012年美国时代周刊对全美的调查数据显示，在望远镜测距仪的客户中，超过53%的客户使用的是图雅得测距仪。图雅得望远镜测距仪具有测量精准，操作简便，功能强大、性价比极高的特点。
图雅得测距仪望远镜，其产品的特点主要是：功能全面，操作简单，性能稳定，性价比高。另外一点是其标称的测量距离和精度与其实际数据最为接近。

如果您选择测距仪望远镜，图雅得是一种首选，图雅得测距仪目前在国内比较知名的型号是SP1500和YP900H. 其中SP1500是一款长距离的测距仪，测量距离为1500米，售价仅2300左右，其实际测量距离是可以达到1400米以上的。所以其性价比非常高，同档的另外品牌的1500米测距仪的价格都在3000元左右。
图雅得另外一款比较出名的型号是YP900H, 这是一款多功能望远镜测距仪，900米测量距离，可以测高，测角。同时可以连续测距。这款测距仪之所以畅销，是因为它是目前市面唯一的一款4000元内，可以同时测高和测角的测距仪望远镜。同档次的尼康1000AS和博士能的205110,205106都没有测高的功能。

图雅得2012年还有一款功能非常强大的产品，就是SP1500H,这是一款超强功能的测距仪望远镜，这款产品2011年底在美国市场已经上市，根据美国市场的售价，预计这款测距仪在我国的售价会在4000多元。
这款测距仪测量距离是1500米，可以测水平高度，测绝对高度(高差)，测直线距离，测水平距离，同时可以连续测距，连续测角。可以说是目前市面上功能强最为强大的机型。这款产品在美国市场上市不到半年，销售状况非常好，不知道在我国会什么时候上市。

2. 博士能BUSHNELL
博士能在户外光学领域可以说位置极高，因为他是目前户外光学产品线最全的品牌，包括了望远镜测距仪，双筒望远镜，观鸟镜和夜视仪。博士能双筒望远镜一直维持全球第一的位置。在望远镜测距仪方面，则多年来一直保持全美第三的位置。

博士能望远镜测距仪，产品非常多，是目前产品型号最多的品牌。其望远镜测距仪产品非常适合高尔夫运动，以及打猎。功能方面都是偏向这两个方面设计的。但是作为普通领域应用时，操作相对繁琐一点。另外一点产品缺乏测高的功能。但是其测距仪的观测效果非常好。

博士能的测距仪，最为知名的型号是ELITE 1500(205100)，这是一款非常传奇的测距仪，全球销量累计超过100万台。这是一款1500码的测距仪，相对于博士能另外款式都是中国产的，ELITE 1500是唯一一款在日本生产的测距仪，做工精美。这款测距仪性价比非常高，不到3000元的售价，非常具有吸引力，另外其主要特点是续航时间非常长，操作简单方便，测量精准会计。

博士能更新的产品是201965是博士能2012年最新的产品，相对博士能另外测距仪产品，其精度提高到了0.5码，同时采用更为快速的芯片，让201965测距速度更快。需要高精度的测距仪，这款是一个比较好的选择。201965是一款多功能测距仪，可以测角度，测水平距离。与其外观一样的另外一款机型是博士能201960（Z6）,这款是高尔夫专用测距仪。在高尔夫领域非常出名。但是对于普通使用，由于其只提供了旗杆测量一种测量模式，对环境的适应能力会比较差，在有的环境下，测量不准确。相对来说，201965具有更高的性价比。

博士能另外一款非常出名的机型，是短距离的202205，这是一款850码的短距离测距仪，其特点是外观小巧精致，测量快捷，售价不到1700元，可谓超高性价比。

3. 奥尔法ORPHA

全球第二大望远镜测距仪品牌，奥尔法品牌在上世纪，主要以夜视仪为主，目前是全球第一大夜视仪品牌。2000年奥尔法开始进军望远镜测距仪领域，在10年的时间，取得巨大成功，目前位居全球第二大品牌。
奥尔法测距仪产品线非常丰富，非常重视中国市场，其在国内的售价，以低于在美国和欧洲市场的售价，所以具有非常高的性能价格比。

奥尔法夜视仪的最为知名的型号是中端距离测距仪600A，和长距离测距仪1800A.
奥尔法600A，是目前唯一的一款价格在千元内的品牌望远镜测距仪，也是目前全球单品销量最大的测距仪望远镜。600米测量距离（实测距离可以达到500米以上），操作简单，反应快捷，具有连续测距的功能。性价比极高。如果选择500-600的测距仪，这是一个很好的选择。

奥尔法1800A, 最为显著的特点是其1800米超长测量距离，测量精度高，测速快捷，而售价不到3000元。
奥尔法多功能测距仪是600AH,800AH,市面上少有的能够同时测高测角的机型，售价2000元左右，也具有比较高的性价比。

4. 尼康NIKON
尼康也是非常出名的光学产品品牌，在相机及镜头方面位置非常重要。在望远镜测距仪产品上，尼康由于把该产品作为边缘产品，未投入研发资金，其生产技术多为外购，所以其产品在功能上相对会比较落后一些。

其所有的产品没有测角的功能，其2011年推出的新款1000AS也仅仅带测高的功能，而测角功能在五年前就已经广泛应用于图雅得，博士能，奥尔法等一线品牌了。
作为尼康的边缘产品，尼康望远镜测距仪的定价偏高，以利润为导向的产品，这也严重的影响到其性价比。
尼康比较出名的是其1200S望远镜测距仪，目前售价3600元左右，测量距离1200码，实测距离1000米左右，外观比较小巧，功能比较简单，性价比一般。

5. 总结
如果选择短距离的望远镜测距仪，奥尔法600A 、800A是一个很好的选择。
如果选择1000-2000米的望远镜测距仪，图雅得SP1500，奥尔法1800A，博士能205100应该是一个好的选择。另外可以选择博士能205110。
如果选择多功能测距仪，图雅得YP900H是最佳选择。如果选择超强功能的望远镜测距仪，等图雅得SP-1500H上市吧。同时奥尔法600AH和800AH也是一个比较好的选择。另外博士能201965也非常不错。
如果要打猎和高尔夫使用，博士能的205110和201960是不错的选择。
五． 测距仪的特点
　　远距离测量，在无反光板和反射率低的情况下能测量较远的距离；
　　有同步输入端，可多个传感器同步测量；
　　测量范围广，响应时间短；
　　外形设计紧凑，易于安装，便于操作；
　　可测量各种物体距离（不需反射镜）；
增加滤光镜可测高温被测体；
可见光容易对准被测体；

激光测距仪采用激光脉冲方式，探头发出三组激光脉冲，在被测物体表面形成反射，反射的激光脉冲返回探头。测量脉冲从发出到返回的时间差，换算成被测物体到探头的距离，如果距离过远，可以在被测物体表面贴反射板。以德国米铱ILR系列激光测距仪为例，最远可以测量3公里以外的被测物体。

激光测距仪激光测距原理激光测距是光波测距中的一种测距方式，如果光以速度c在空气中传播在A、B两点间往返一次所需时间为t，则A、B两点间距离D可用下列表示。
D=ct/2
式中：
D——测站点A、B两点间距离；
c——光在大气中传播的速度；
t——光往返A、B一次所需的时间。
由上式可知，要测量A、B距离实际上是要测量光传播的时间t，根据测量时间方法的不同，激光测距仪通常可分为脉冲式和相位式两种测量形式。
相位式激光测距仪
相位式激光测距仪是用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。即用间接方法测定出光经往返测线所需的时间，如图所示。
相位式激光测距仪一般应用在精密测距中。由于其精度高，一般为毫米级，为了有效的反射信号，并使测定的目标限制在与仪器精度相称的某一特定点上，对这种测距仪都配置了被称为合作目标的反射镜。
若调制光角频率为ω，在待测量距离D上往返一次产生的相位延迟为φ，则对应时间t
可表示为：
t=φ/ω
将此关系代入(3-6)式距离D可表示为
D=1/2
ct=1/2
c·φ/ω=c/(4πf)
(Nπ+Δφ)
=c/4f
(N+ΔN)=U(N+)
式中：
φ——信号往返测线一次产生的总的相位延迟。
ω——调制信号的角频率，ω=2πf。
U——单位长度，数值等于1/4调制波长
N——测线所包含调制半波长个数。
Δφ——信号往返测线一次产生相位延迟不足π部分。
ΔN——测线所包含调制波不足半波长的小数部分。
ΔN=φ/ω
在给定调制和标准大气条件下，频率c/(4πf)是一个常数，此时距离的测量变成了测线所包含半波长个数的测量和不足半波长的小数部分的测量即测N或φ，由于近代精密机械加工技术和无线电测相技术的发展，已使φ的测量达到很高的精度。
为了测得不足π的相角φ，可以通过不同的方法来进行测量，通常应用最多的是延迟测相和数字测相，目前短程激光测距仪均采用数字测相原理来求得φ。
由上所述一般情况下相位式激光测距仪使用连续发射带调制信号的激光束，为了获得测距高精度还需配置合作目标，而目前推出的手持式激光测距仪是脉冲式激光测距仪中又一新型测距仪，它不仅体积小、重量轻，还采用数字测相脉冲展宽细分技术，无需合作目标即可达到毫米级精度，测程已经超过100m，且能快速准确地直接显示距离。是短程精度精密工程测量、房屋建筑面积测量中最新型的长度计量标准器具。现应用最多的是leica公司生产的DISTO系列手持式激光测距仪。
手持式激光测距仪使用注意事项
DISTO及其他手持式激光测距仪，由于采用激光进行距离测量，而脉冲激光束是能量非常集中的单色光源，所以在使用时不要用眼对准发射口直视，也不要用瞄准望远镜观察光滑反射面，以免伤害人的眼睛。一定要按仪器说明书中安全操作规范进行测量。野外测量时不可将仪器发射口直接对准太阳以免烧坏仪器光敏元件。

就是利用光的反射,然后从激光发射到接受到返回的激光信号的时间,然后再用光速进行换算,这样就得到了测量的距离.如果想更加详细的了解,请咨询北京吉安诺!