Sisältö
Laseretäisyysmittari toimii mittaamalla aika, joka kuluu laservalopulssin heijastumiselta kohdalta ja palautukseen er. Tätä kutsutaan "lentoajan" periaatteeksi, ja menetelmä tunnetaan joko "lentoajan" tai "pulssin" mittauksena.
Toimintaperiaate
Laseretäisyysmittari lähettää laserpulssin kohteessa. Sitten pulssi heijastuu kohteelta ja takaisin lähdelaitteelle (tässä tapauksessa laseretäisyysmittari). Tämä "lentoajan" periaate perustuu siihen, että laservalo kulkee melko vakionopeudella maan ilmakehän läpi. Mittarin sisällä yksinkertainen tietokone laskee nopeasti etäisyyden kohteeseen. Tämä etäisyyslaskentamenetelmä pystyy mittaamaan etäisyyden Maasta Kuuhun muutaman senttimetrin sisällä. Laseretäisyysmittareihin voidaan myös viitata ”etäisyysmittareiksi” tai “laseretäisyysmittareiksi”.
Etäisyyden laskeminen
Mittarin ja kohteen välinen etäisyys saadaan muodossa D = ct / 2, missä c on yhtä suuri kuin valon nopeus ja t on yhtä suuri kuin mittarin ja kohteen välinen edestakainen matka. Kun otetaan huomioon pulssin kulkeva nopea nopeus ja sen tarkennus, tämä karkea laskelma on erittäin tarkka jalkojen tai mailien etäisyyksillä, mutta menettää tarkkuuden paljon lähempänä tai kauempana.
Miksi laserit?
Laserit ovat keskittyneitä, voimakkaita valonsäteitä, yleensä yhdellä taajuudella. Ne ovat erittäin hyödyllisiä etäisyyksien mittaamiseen, koska ne kulkevat melko vakiona nopeudella ilmakehän läpi ja kulkevat paljon pidempiä matkoja ennen hajaantumista (valonsäteen heikkeneminen ja leviäminen) vähentävät mittarin tehokkuutta. Laservalo hajoaa myös vähemmän kuin valkoinen valo, mikä tarkoittaa, että laservalo voi kulkea paljon suuremman matkan menettämättä voimakkuutta. Verrattuna tavalliseen valkoiseen valoon, laserpulssi säilyttää suuren osan alkuperäisestä voimakkuudestaan heijastuessaan kohdalta, mikä on erittäin tärkeää laskettaessa etäisyyttä kohteeseen.
näkökohdat
Laseretäisyysmittarin tarkkuus riippuu alkuperäisestä pulssista, joka palaa lähdelaitteeseen. Vaikka lasersäteet ovat hyvin kapeita ja niillä on suurta energiaa, ne altistetaan samoille ilmakehän vääristymille, jotka vaikuttavat normaaliin, valkoiseen valoon. Nämä ilmakehän vääristymät voivat vaikeuttaa tarkan lukeman saavuttamista etäisyydestä esineestä lähellä viheralueita tai yli 1 kilometrin pitkillä etäisyyksillä autiomaassa. Eri materiaalit heijastavat valoa myös enemmän tai vähemmän. Materiaali, jolla on taipumus absorboida tai hajottaa valoa (diffuusiota), vähentää todennäköisyyttä, että alkuperäinen laserpulssi voidaan heijastaa takaisin laskentaa varten. Tapauksissa, joissa kohteessa on hajaheijastus, olisi käytettävä laservaihemittaria, joka käyttää ”vaihesiirtomenetelmää”.
Optiikan vastaanottaminen
Luotettavuuden varmistamiseksi laseretäisyysmittarit käyttävät jotakin menetelmää taustavalon minimoimiseksi. Liian suuri taustavalo voi häiritä mittausta, kun anturi erehtyy jonkin osan taustavalosta heijastetun laserpulssin suhteen, mikä johtaa väärään etäisyyslukemaan. Esimerkiksi Etelämanner-olosuhteissa, joissa odotetaan voimakasta taustavaloa, käytettävä laseretäisyysmittari käyttää kapeiden kaistaleveyssuodattimien, jaetun säteen taajuuksien ja hyvin pienen iriksen yhdistelmää, jotta estettäisiin mahdollisimman paljon häiriöitä taustavalosta.
Sovellukset
Laseretäisyysmittareilla ja etäisyysmittareilla on laaja käyttömahdollisuus kartanvalmistuksesta urheiluun. Niitä voidaan käyttää luomaan valtamerenpohjan karttoja tai kasvillisuudesta puhdistettuja topografiakarttoja.Niitä käytetään armeijassa tarkan etäisyyden ampujille tai tykistölle, tiedusteluun ja suunnitteluun. Insinöörit ja suunnittelijat käyttävät laseretäisyysmittareita esineiden 3D-mallien rakentamiseen. Jousimiehet, metsästäjät ja golfarit käyttävät kaikkia etäisyysmittareita laskemaan etäisyys kohteeseen.