Лазерный дальномер работает, измеряя время, за которое импульс лазерного света отражается от цели и возвращается отправителю. Это известно как принцип «времени полета», а метод известен как измерение «времени полета» или «пульса».
Принцип работы
Лазерный дальномер излучает лазерный импульс на цель. Затем импульс отражается от цели и возвращается к отправляющему устройству (в данном случае лазерному дальномеру). Этот принцип «времени полета» основан на том факте, что лазер легкие путешествия с довольно постоянной скоростью через атмосферу Земли. Внутри счетчика простой компьютер быстро вычисляет расстояние до цели. Этот метод расчета расстояния позволяет измерить расстояние от Земли до Луны с точностью до нескольких сантиметров. Лазерные дальномеры также могут называться «дальномеры» или «лазерные дальномеры».
Расчет расстояния
Расстояние между измерителем и целью определяется как D = ct / 2, где c равно скорости света, а t равно количеству времени на обход между измерителем и целью. Учитывая высокую скорость, с которой распространяется импульс и его фокус, этот грубый расчет очень точен на расстояниях в футы или мили, но теряет точность на гораздо более близких или более дальних расстояниях.
Почему лазеры?
Лазеры - это сфокусированные интенсивные лучи света, обычно одной частоты. Они очень полезны для измерения расстояний, потому что они путешествуют с довольно постоянной скоростью через атмосферу и перемещаются. гораздо большие расстояния до расхождения (ослабление и распространение луча света) снижает эффективность метр. Лазерный свет также с меньшей вероятностью рассеивается, как белый свет, а это означает, что лазерный свет может распространяться на гораздо большее расстояние без потери интенсивности. По сравнению с обычным белым светом, лазерный импульс сохраняет большую часть своей первоначальной интенсивности при отражении от цели, что очень важно при расчете расстояния до объекта.
Соображения
Точность лазерного дальномера зависит от исходного импульса, возвращаемого отправляющему устройству. Несмотря на то, что лазерные лучи очень узкие и имеют высокую энергию, они подвержены тем же атмосферным искажениям, которые влияют на обычный белый свет. Эти атмосферные искажения могут затруднить получение точного определения расстояния до объекта вблизи зелени или на больших расстояниях более 1 км в пустынной местности. Кроме того, разные материалы в большей или меньшей степени отражают свет. Материал, который имеет тенденцию поглощать или рассеивать свет (диффузия), снижает вероятность того, что исходный лазерный импульс может быть отражен обратно для расчета. В случаях, когда цель имеет диффузное отражение, следует использовать лазерный дальномер, использующий «метод фазового сдвига».
Приемная оптика
Для обеспечения надежности в лазерных дальномерах используется метод минимизации фонового света. Слишком много фонового света может помешать измерению, когда датчик ошибочно принимает некоторую часть фонового света за отраженный лазерный импульс, что приводит к ошибочному измерению расстояния. Например, лазерный дальномер, предназначенный для использования в условиях Антарктики, где ожидается интенсивный фоновый свет, использует комбинация узкополосных фильтров, частот разделенного луча и очень маленькой диафрагмы для блокировки как можно большего количества помех от фонового света насколько возможно.
Приложения
Лазерные дальномеры и дальномеры имеют множество применений, от составления карт до занятий спортом. Их можно использовать для создания карт дна океана или топографических карт, очищенных от растительности. Они используются в вооруженных силах для определения точного расстояния до целей для снайперов или артиллерии, для разведки и инженерных работ. Инженеры и дизайнеры используют лазерные дальномеры для построения трехмерных моделей объектов. Лучники, охотники и игроки в гольф используют дальномеры для расчета расстояния до цели.