როგორ მუშაობს ლაზერული დისტანციური მრიცხველები?

ლაზერული მანძილის მრიცხველი მუშაობს იმის საზომით, როდესაც საჭიროა ლაზერის სინათლის პულსის ასახვა სამიზნეზე და დაუბრუნდება გამგზავნს. ეს ცნობილია როგორც ”ფრენის დროის” პრინციპი და მეთოდი ცნობილია როგორც ”ფრენის დრო” ან ”პულსის” გაზომვა.

ლაზერის მანძილის მრიცხველი ლაზერის პულსს ასხივებს სამიზნეზე. პულსი შემდეგ ირეკლავს სამიზნეს და უბრუნდება გამგზავნი მოწყობილობას (ამ შემთხვევაში, ლაზერული მანძილის მრიცხველი). ეს "ფრენის დრო" პრინციპი ემყარება ლაზერის ფაქტს მსუბუქი მოგზაურობები დედამიწის ატმოსფეროში საკმაოდ მუდმივი სიჩქარით. მრიცხველის შიგნით, მარტივი კომპიუტერი სწრაფად ითვლის დამიზნების მანძილს. მანძილის გაანგარიშების ამ მეთოდს შეუძლია დედამიწიდან მთვარეს შორის მანძილი გაზომოს რამდენიმე სანტიმეტრში. ლაზერის მანძილზე მრიცხველები შეიძლება ასევე მოიხსენიებოდეს როგორც "დიაპაზონის მაძიებლები" ან "ლაზერული დიაპაზონის მაძიებლები".

მანძილი მრიცხველსა და მიზანს შორის მოცემულია D = ct / 2-ით, სადაც c უდრის სინათლის სიჩქარეს და t უდრის დროის ხანგრძლივობას მრიცხველსა და მიზანს შორის. პულსის გადაადგილების მაღალი სიჩქარისა და მისი ფოკუსის გათვალისწინებით, ეს უხეში გაანგარიშება ძალზე ზუსტია ფეხის ან მილის მანძილზე, მაგრამ კარგავს სიზუსტეს ბევრად უფრო ახლო ან შორ მანძილზე.

ლაზერები ფოკუსირებული, ინტენსიური სინათლის სხივებია, ჩვეულებრივ ერთი სიხშირით. ისინი ძალიან სასარგებლოა მანძილის გაზომვისთვის, რადგან ისინი საკმაოდ მუდმივი სიჩქარით მოძრაობენ ატმოსფეროში და მოგზაურობენ განსხვავებამდე ბევრად უფრო დიდი მანძილი (სინათლის სხივიდან შესუსტება და გავრცელება) ამცირებს ეფექტურობას მეტრი. ლაზერული შუქი ასევე ნაკლებად იშლება თეთრი შუქის მსგავსად, რაც ნიშნავს, რომ ლაზერულ სინათლეს შეუძლია გაცილებით დიდი მანძილის გავლა ინტენსივობის დაკარგვის გარეშე. ჩვეულებრივ თეთრ შუქთან შედარებით, ლაზერის პულსი ინარჩუნებს თავდაპირველ ინტენსივობას სამიზნეზე ასახვისას, რაც ძალზე მნიშვნელოვანია ობიექტამდე მანძილის გაანგარიშებისას.

ლაზერული მანძილის მრიცხველის სიზუსტე დამოკიდებულია ორიგინალ პულსზე, რომელიც უბრუნდება გამგზავნი მოწყობილობას. მიუხედავად იმისა, რომ ლაზერის სხივები ძალიან ვიწროა და აქვთ მაღალი ენერგია, ისინი ექვემდებარებიან იმავე ატმოსფერულ დამახინჯებას, რაც გავლენას ახდენს ნორმალურ, თეთრ სინათლეზე. ამ ატმოსფერულმა დამახინჯებამ შეიძლება გაგიძნელდეს უდაბნოს რელიეფში ობიექტის დაშორების ზუსტი გაგება გამწვანებასთან ან 1 კილომეტრზე მეტ მანძილზე. ასევე, სხვადასხვა მასალები უფრო ან ნაკლებად ასახავს სინათლეს. მასალა, რომელიც შუქის შთანთქას ან გაფანტვას (დიფუზია) ამცირებს ორიგინალური ლაზერული პულსის ალბათობას, შეიძლება აისახოს გაანგარიშების მიზნით. იმ შემთხვევებში, როდესაც მიზანს აქვს დიფუზური ასახვა, გამოყენებული უნდა იქნას ლაზერული მანძილის მრიცხველი, ”ფაზის ცვლის მეთოდით”.

საიმედოობის უზრუნველსაყოფად, ლაზერული დისტანციური მრიცხველები იყენებენ გარკვეულ მეთოდს ფონის სინათლის შესამცირებლად. ფონის ძალიან დიდმა სინათლემ შეიძლება ხელი შეუშალოს გაზომვას, როდესაც სენსორი შეცვლის შეცდომებს ფონის სინათლის გარკვეულ ნაწილზე ლაზერული პულსისთვის, რის შედეგადაც ხდება მანძილის ყალბი კითხვა. მაგალითად, ლაზერული მანძილის მრიცხველი, რომელიც განკუთვნილია ანტარქტიდის პირობებში გამოსაყენებლად, სადაც მოსალოდნელია ინტენსიური ფონის შუქი, იყენებს ა ვიწრო გამტარობის ფილტრების კომბინაცია, გაყოფილი სხივის სიხშირეები და ძალიან მცირე ზამბახი, რაც ხელს უშლის იმდენი ჩარევის ფონურ შუქს რაც შეიძლება.

ლაზერული მანძილების მრიცხველებს და დიაპაზონის მაძიებლებს მრავალფეროვანი გამოყენება აქვთ, რუქის დამზადებიდან დაწყებული, სპორტით დასრულებული. მათი საშუალებით შესაძლებელია ოკეანის ფსკერის რუქების ან მცენარეულობიდან გაწმენდილი ტოპოგრაფიული რუქების შექმნა. ისინი იყენებენ სამხედროებს სნაიპერების ან არტილერიის სამიზნეების ზუსტი დაშორების, სადაზვერვო და საინჟინრო მიზნებისთვის. ინჟინრები და დიზაინერები იყენებენ ლაზერულ მანძილზე მრიცხველებს ობიექტების 3D მოდელის ასაშენებლად. მშვილდოსნები, მონადირეები და გოლფის მოთამაშეები იყენებენ დიაპაზონის მაძიებლებს, რათა გამოანგარიშონ მანძილი მიზანამდე.