Hvordan fungerer laseravstandsmålere?

En laseravstandsmåler fungerer ved å måle tiden det tar en puls av laserlys å reflekteres av et mål og returneres til avsenderen. Dette er kjent som "time of flight" -prinsippet, og metoden er kjent som "målingstid" eller "puls".

En laseravstandsmåler avgir en puls av laser mot et mål. Pulsen reflekteres deretter av målet og tilbake til senderenheten (i dette tilfellet en laseravstandsmåler). Dette "flytidens" prinsipp er basert på det faktum at laser lys reiser med ganske konstant hastighet gjennom jordens atmosfære. Inne i måleren beregner en enkel datamaskin raskt avstanden du vil målrette mot. Denne metoden for avstandsberegning er i stand til å måle avstanden fra jorden til månen innen få centimeter. Laseravstandsmåler kan også bli referert til som "avstandsmåler" eller "avstandsmåler for laser."

Avstanden mellom måleren og målet er gitt av D = ct / 2, der c tilsvarer lysets hastighet og t tilsvarer tiden for rundtur mellom meter og mål. Gitt den høye hastigheten pulsen beveger seg på og dens fokus, er denne grove beregningen veldig nøyaktig over avstander av fot eller miles, men mister nøyaktigheten over mye nærmere eller lengre avstander.

Lasere er fokuserte, intense lysstråler, vanligvis med en enkelt frekvens. De er veldig nyttige for å måle avstander fordi de reiser med relativt konstante hastigheter gjennom atmosfæren og reiser mye lengre avstander før divergens (svekkelse og spredning av en lysstråle) reduserer effekten av måler. Det er også mindre sannsynlig at laserlys sprer seg som hvitt lys, noe som betyr at laserlys kan bevege seg mye større avstand uten å miste intensitet. Sammenlignet med vanlig hvitt lys beholder en laserpuls mye av sin opprinnelige intensitet når den reflekteres utenfor målet, noe som er veldig viktig når man beregner avstand til et objekt.

Nøyaktigheten til en laseravstandsmåler avhenger av at den opprinnelige pulsen returnerer til senderen. Selv om laserstrålene er veldig smale og har høy energi, er de utsatt for de samme atmosfæriske forvrengningene som påvirker normalt, hvitt lys. Disse atmosfæriske forvrengningene kan gjøre det vanskelig å få en nøyaktig avlesning av avstanden til et objekt nær grøntområder eller over lange avstander på mer enn 1 kilometer i ørkenterreng. Også forskjellige materialer reflekterer lys i større eller mindre grad. Et materiale som har en tendens til å absorbere eller spre lys (diffusjon) reduserer sannsynligheten for at den opprinnelige laserpulsen kan reflekteres tilbake for beregning. I tilfeller der målet har diffus refleksjon, bør det brukes en laseravstandsmåler ved bruk av en "faseforskyvningsmetode".

For å sikre pålitelighet bruker laseravstandsmålere noen metode for å minimere bakgrunnslys. For mye bakgrunnslys kan forstyrre målingen når sensoren feiler en del av bakgrunnslyset for den reflekterte laserpulsen, noe som resulterer i falsk avstandsavlesning. For eksempel benytter en laseravstandsmåler designet for bruk under antarktiske forhold, der det forventes intens bakgrunnslys kombinasjon av smale båndbreddefiltre, delt strålefrekvens og en veldig liten iris for å blokkere så mye interferens fra bakgrunnslys som mulig.

Laseravstandsmåler og avstandsmåler har et bredt spekter av bruksområder, fra kartlegging til sport. De kan brukes til å lage kart over havbunnen eller topografikart ryddet for vegetasjon. De brukes i militæret for å gi nøyaktig avstand til mål for snikskyttere eller artilleri, for rekognosering og for engineering. Ingeniører og designere bruker laseravstandsmåler for å konstruere 3D-modeller av objekter. Bueskyttere, jegere og golfere bruker alle avstandssøkere for å beregne avstanden til målet.