Laseretäisyysmittari toimii mittaamalla aikaa, jonka kuluu laservalopulssin heijastumiseen kohteesta ja palauttaminen lähettäjälle. Tätä kutsutaan "lentoaikaperiaatteeksi" ja menetelmä tunnetaan joko "lentoaikana" tai "pulssimittauksena".
Toimintaperiaate
Laseretäisyysmittari lähettää laserin pulssin kohteeseen. Pulssi heijastuu sitten kohteesta ja takaisin lähetyslaitteeseen (tässä tapauksessa laseretäisyysmittariin). Tämä "lentoaika" -periaate perustuu siihen, että laser valo kulkee melko tasaisella nopeudella maapallon ilmakehän läpi. Mittarin sisällä yksinkertainen tietokone laskee nopeasti etäisyyden kohteeseen. Tämä etäisyyden laskentamenetelmä pystyy mittaamaan etäisyyden maasta kuuhun muutaman senttimetrin sisällä. Laseretäisyysmittareita voidaan kutsua myös "etäisyysmittareiksi" tai "laseretäisyysmittareiksi".
Lasketaan etäisyyttä
Mittarin ja kohteen välinen etäisyys on annettu D = ct / 2, missä c on yhtä suuri kuin valon nopeus ja t on yhtä suuri kuin aika edestakaiselle matkalle mittarin ja kohteen välillä. Kun otetaan huomioon pulssin suuri nopeus ja sen tarkennus, tämä karkea laskelma on erittäin tarkka jalan tai mailin etäisyydellä, mutta menettää tarkkuuden paljon lähemmillä tai kauemmilla etäisyyksillä.
Miksi laserit?
Laserit ovat kohdennettuja, voimakkaita valonsäteitä, yleensä yhdellä taajuudella. Ne ovat erittäin hyödyllisiä etäisyyksien mittaamiseen, koska ne kulkevat melko tasaisella nopeudella ilmakehän ja matkan läpi paljon pidemmät etäisyydet ennen hajoamista (valonsäteen heikkeneminen ja leviäminen ulos) heikentävät mittari. Laservalo hajoaa myös vähemmän kuin valkoinen valo, mikä tarkoittaa, että laservalo voi kulkea paljon suuremman matkan menettämättä voimakkuutta. Tavalliseen valkoiseen valoon verrattuna laserpulssi säilyttää suurimman osan alkuperäisestä voimakkuudestaan heijastettuna kohteesta, mikä on erittäin tärkeää laskettaessa etäisyyttä kohteeseen.
Huomioita
Lasermatkamittarin tarkkuus riippuu alkuperäisestä pulssista, joka palaa lähettävään laitteeseen. Vaikka lasersäteet ovat hyvin kapeita ja niillä on suuri energia, niihin kohdistuu samoja ilmakehän vääristymiä, jotka vaikuttavat normaaliin, valkoiseen valoon. Nämä ilmakehän vääristymät voivat vaikeuttaa tarkan lukemisen kohteen etäisyydestä lähellä vehreyttä tai yli 1 kilometrin pituisilla matkoilla autiomaassa. Myös erilaiset materiaalit heijastavat valoa enemmän tai vähemmän. Materiaali, jolla on taipumus absorboida tai sirotella valoa (diffuusio), vähentää todennäköisyyttä, että alkuperäinen lasersyke voidaan heijastaa takaisin laskua varten. Tapauksissa, joissa kohteella on hajaheijastusta, tulisi käyttää laservaihemittaria, joka käyttää "vaihesiirtomenetelmää".
Vastaanottaa optiikkaa
Luotettavuuden varmistamiseksi laseretäisyysmittarit käyttävät jotakin menetelmää taustavalon minimoimiseksi. Liian suuri taustavalo voi häiritä mittausta, kun anturi erehtyy jonkin osan taustavalosta heijastuneen laserpulssin kohdalla, mikä johtaa väärään etäisyyslukemaan. Esimerkiksi Antarktiksen olosuhteissa käytettäviin laseretäisyysmittareihin, joissa odotetaan voimakasta taustavaloa, käytetään yhdistelmä kapeita kaistanleveyssuodattimia, jaettujen säteiden taajuuksia ja hyvin pieni iiris estääksesi niin paljon häiriöitä taustavalosta mahdollisimman.
Sovellukset
Laseretäisyysmittareilla ja etäisyysmittareilla on monenlaisia käyttötarkoituksia kartanvalmistuksesta urheiluun. Niitä voidaan käyttää merenpohjan karttojen tai kasvillisuudesta puhdistettujen topografiakarttojen luomiseen. Niitä käytetään armeijassa tarkan etäisyyden saavuttamiseksi ampujien tai tykistön kohteisiin, tiedusteluun ja tekniikkaan. Insinöörit ja suunnittelijat käyttävät laseretäisyysmittareita esineiden 3D-mallien rakentamiseen. Jousiammuntajoukot, metsästäjät ja golfarit käyttävät etäisyysmittareita laskemaan etäisyyden tavoitteeseen.