大气折射率变化引起测距误差自动补偿技术

发布时间：2020-07-14 23:48

【摘要】：随着科技生活日益发展,人们对距离的测量精度要求也越来越高。精度、实时性、测程是衡量一个测距系统性能的重要指标,也指引了测距仪的发展方向。由于激光的诸多优点,例如单色性好、亮度高以及具有很好的相干性,激光测距仪应运而生。无论是民用领域的建筑物测量,还是航空航天测量等军用领域,激光测距仪都发挥着重要的作用。根据测量方法的不同,激光测距仪分为脉冲式、相位式以及干涉式。其中相位式激光测距兼具高精度和高测程的优点,应用最广。相位法激光测距系统内鉴相器的性能是影响测距精度的一个主要因素,因此需要设法提高测距系统鉴相精度。本文在前人研究的基础之上,引入积累检测这一微弱信号检测方法。结果表明,系统在对信号积累检测之后的鉴相精度优于万分之一;另外,大气环境中的折射率变化也是影响测距精度的一个因素。针对这一问题,本文提出一个新的折射率补偿办法,可有效的对整条测量路径上的平均折射率进行计算。研究表明,该补偿方法可获得理想的结果,折射率的补偿精度取决于鉴相精度。本文主要研究内容包括以下几方面:第一,介绍了激光测距仪与折射率计算的发展历史和应用背景,并对几种常见的测距方法和折射率计算方法进行简要分析。第二,对本文的理论基础——相位法测距原理进行详细说明,讨论了测尺的具体选择方法。第三,介绍了几种常用的鉴相方法,经过比较,选择使用数字鉴相器进行鉴相,并对微弱信号检测方法——相关检测的原理进行理论推导。第四,介绍了过零法鉴相的原理,以过零法鉴相为基础,引入折射率补偿方法和积累检测,分别对这两种方法进行详细的理论推导。最后,针对引入的方法设计合适的数学模型进行仿真计算,通过对数据结果的分析,证明了本文所提方法的合理性。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN249
【图文】：

手持型激光测距仪

FAST反射面上的测量靶标

脉冲法测距原理图

【参考文献】

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本文编号：2755661