精密光電距離測量-棱鏡、反射和自然光電距離測量

  光電距離測量
  對于棱鏡、反射片和自然目標(biāo)的光電距離測量，

光軸同軸的激光束來進(jìn)行，反射光由一個(gè)敏感的影像接收器探測并轉(zhuǎn)化成
電信號，通過數(shù)字化、累加和信號分析，就可以得到儀器到目標(biāo)點(diǎn)的距離
。100MHz的調(diào)制頻率是高精度距離測量的保證。
  對自然表面目標(biāo)的測程可達(dá)1000m以上，為了實(shí)現(xiàn)無棱鏡或者反射片如
此長距離的測量，采用了系統(tǒng)分析技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)結(jié)合了相位測量和飛行
時(shí)間法測量的優(yōu)勢而摒棄了它們的弊端，通過評估所有的信號信息進(jìn)行距
離測量，最終，通過基于極大似然法的現(xiàn)代信號處理技術(shù)計(jì)算而得到距離
值。這種新的EDM系統(tǒng)增加了敏感度，從而大大提高了無棱鏡測量的距離。
  測量系統(tǒng)可根據(jù)環(huán)境條件智能地選擇測量頻率，改進(jìn)的EDM使用額外的
不同的頻率來延緩儀器和目標(biāo)之間多路徑反射的影響，而且，測量數(shù)據(jù)處
理時(shí)還考慮了更多提高測量精度和加強(qiáng)距離測量可靠性的方法。還具有在
不利的外界環(huán)境諸如沙塵、煙、霧、雨和雪等條件下進(jìn)行測量的優(yōu)勢。
 
  對激光束的形狀也做了顯著的改善，激光束的不均勻邊緣光線經(jīng)過目
標(biāo)反射后會干擾距離測量結(jié)果，將不均勻的邊緣光線從激光束中剔除，將
優(yōu)化激光束的輪廓和腳印，從而提高測量精度。

  角度測量系統(tǒng)中，LED發(fā)射的光線從線傳感器上方的編碼度盤穿過，編
碼度盤的影像呈現(xiàn)在線傳感器上，編碼影像可轉(zhuǎn)化成角度信息?；诰€編
碼可獲得精度為0．27度的初步角度值，精密角度值是基于線編碼的形心位
置，采用徠卡公司開發(fā)的精密算法求得。為確定某一位置的角度值，線傳
感器至少要捕捉10條線編碼，

  特點(diǎn)和優(yōu)勢體現(xiàn)在它的高頻率測量能力和四重角度探測系統(tǒng)上，高頻
率測量能實(shí)現(xiàn)每秒測量5000個(gè)角度值，四重角度探測系統(tǒng)能測量出編碼玻
璃度盤的準(zhǔn)確位置。高頻角度探測便于實(shí)現(xiàn)直接精確的驅(qū)動控制，在不需
要反復(fù)糾正位置的情況下，TS30能通過直接驅(qū)動準(zhǔn)確地定位到指定位置。
而傳統(tǒng)儀器，由于測量頻率只有幾赫茲，其驅(qū)動控制需要在驅(qū)動軸上使用
一個(gè)附加的編碼器，編碼器自身測量頻率高但是不準(zhǔn)確，需要保持與角度
測量系統(tǒng)同步，編碼器與角度測量系統(tǒng)往往會出現(xiàn)差異，這將導(dǎo)致照準(zhǔn)部
照準(zhǔn)不精確，出現(xiàn)反復(fù)迭代定位測量。
  編碼度盤的實(shí)際位置是通過四重角度讀數(shù)系統(tǒng)測得的，其優(yōu)勢明顯，系
統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差能被消除，大大提高了測量的精度和可靠性。使用兩個(gè)
編碼器的角度測量系統(tǒng)，能夠消

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