Kuidas laserkaugusmõõtja töötab?
Jäta sõnum
Laserkaugusmõõtja töötab, mõõtes aega, mis kulub laservalguse impulsi peegeldumiseks sihtmärgilt ja saatjale tagastamiseks. Seda nimetatakse "lennuaja" põhimõtteks ja meetodit nimetatakse kas "lennuaja" või "impulsi" mõõtmiseks.
Tööpõhimõte
Laserkaugusmõõtur kiirgab sihtmärgi juures laserimpulssi. Seejärel peegeldab impulss sihtmärgist välja ja tagasi saatmisseadmesse (sel juhul laserkaugusmõõtja). See "lennuaja" põhimõte põhineb asjaolul, et laservalgus liigub üsna püsiva kiirusega läbi Maa atmosfääri. Arvesti sees arvutab lihtne arvuti kiiresti kauguse sihtmärgini. See vahemaa arvutamise meetod on võimeline mõõtma kaugust Maast Kuule mõne sentimeetri jooksul. Laserkaugusmõõtjaid võib nimetada ka "vahemiku otsijateks" või "laservahemiku otsijateks".
Vahemaa arvutamine
Kaugus arvesti ja sihtmärgi vahel on esitatud D=ct/2, kus c võrdub valguse kiirusega ja t võrdub arvesti ja sihtmärgi vahelise edasi-tagasi sõidu ajaga. Arvestades suurt kiirust, millega impulss liigub, ja selle fookust, on see karm arvutus jalgade või miilide vahemaade kohta väga täpne, kuid kaotab täpsuse palju lähemal või kaugemal.
Miks Laserid?
Laserid on fokusseeritud, intensiivsed valguskiired, tavaliselt ühe sagedusega. Need on väga kasulikud vahemaade mõõtmiseks, sest nad liiguvad üsna püsiva kiirusega läbi atmosfääri ja liiguvad palju pikemaid vahemaid enne lahknevusi (valguskiire nõrgenemine ja levimine) vähendab arvesti efektiivsust. Laservalgus hajub samuti vähem nagu valge valgus, mis tähendab, et laservalgus võib liikuda palju kaugemale ilma intensiivsust kaotamata. Võrreldes tavalise valge valgusega säilitab laserimpulss suure osa oma algsest intensiivsusest, kui see peegeldub sihtmärgist, mis on objekti kauguse arvutamisel väga oluline.
Kaalutlused
Laserkaugusmõõturi täpsus sõltub saatmisseadmesse naasva algsest impulsist. Kuigi laserkiired on väga kitsad ja neil on suured energiad, on neil samad atmosfäärimoonutused, mis mõjutavad normaalset valget valgust. Need atmosfäärimoonutused võivad raskendada objekti kauguse täpset lugemist roheluse lähedal või üle 1 kilomeetri pikkustel vahemaadel kõrbemaastikul. Samuti peegeldavad erinevad materjalid valgust suuremal või vähemal määral. Materjal, mis kipub valgust absorbeerima või hajutama (difusioon), vähendab tõenäosust, et algne laserimpulss saab arvutamiseks tagasi peegelduda. Kui sihtmärgil on hajus peegeldus, tuleks kasutada laserkaugusmõõturit, mis kasutab faasivahetuse meetodit.
Optika vastuvõtmine
Usaldusväärsuse tagamiseks kasutavad laserkaugusmõõturid taustavalguse minimeerimiseks mõnda meetodit. Liiga palju taustavalgust võib mõõtmist häirida, kui andur eksib peegeldunud laserimpulsi taustavalguse osas, mille tulemuseks on vale kauguse näit. Näiteks Antarktika tingimustes kasutamiseks mõeldud laserkaugusmõõtur, kus oodatakse intensiivset taustvalgust, kasutab kitsaste ribalaiusefiltrite, jagatud valgusvihu sageduste ja väga väikese iirise kombinatsiooni, et blokeerida võimalikult palju taustavalguse häireid.
Rakendused
Laserkaugusmõõturitel ja kauguse otsijatel on palju erinevaid kasutusalasid, alates kaartide tegemisest kuni spordini. Neid saab kasutada ookeanipõhja kaartide või taimestikust puhastatud topograafiakaartide loomiseks. Neid kasutatakse sõjaväes, et pakkuda täpset kaugust snaiperite või suurtükiväe sihtmärkidest, luureks ja inseneritööks. Insenerid ja disainerid kasutavad objektide 3D-mudelite ehitamiseks laserkaugusmõõtjaid. Vibulaskjad, jahimehed ja golfimängijad kasutavad kõik kauguse arvutamiseks sihtmärgini kaugust.
