Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана ЛАЗЕРНЫЕ ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ Под редакцией В.Е. Карасика Рекомендовано Научно-методическим советом МГТУ им. <...> Приведены методики определения предельной измеряемой дальности и расчет точностных параметров дальномеров. <...> Н.Э. Баумана, 2012 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ АЦП — аналого-цифровой преобразователь БИХ — бесконечная импульсная характеристика ИВИ — измеритель временных интервалов ЛИ — лазерный излучатель ЛФД — лавинный фотодиод МПУ — модуль питания и управления ПКД — приемный канал дальномера ПЛИС — программируемая логическая интегральная схема ППЛ — полупроводниковые лазеры ПСВ — показатель световозвращения СКЗ — среднее квадратичное значение ТЛДН—твердотельный лазер с непрерывной диодной накачкой ФПУ — фотоприемное устройство ФЭУ — фотоэлектронный умножитель ЦСП — цифровой сигнальный процессор ВВЕДЕНИЕ Задача измерения расстояния между двумя объектами была актуальной всегда, однако в настоящее время ее значимость в технике особенно возросла, что обусловлено необходимостью высокоточного позиционирования объектов в строительстве, геодезии, военном деле, навигации и т. п. <...> Появились приборы нового класса — сканирующие дальномеры, позволяющие формировать матрицу дальностей с последующим синтезом компьютерной 3D-модели зондируемого объекта. <...> Все дальномеры можно разбить на две группы: 1) активные дальномеры, использующие в процессе измерения дальности подсвет объекта с помощью излучения лазера или светодиода; 4 2) пассивные дальномеры, принцип действия которых основан на триангуляционном (параллаксном) методе. <...> В свою очередь, активные дальномеры по функциональному признаку можно разбить на три типа: 1) лазерные импульсные дальномеры, определяющие дальность по времени распространения лазерного импульса до объекта и обратно; 2) лазерные фазовые дальномеры, измеряющие дальность путем определения <...>
Лазерные_приборы_и_методы_измерения_дальности.pdf
УДК 621.375(075.8)
ББК 32.86-5
Л17
Рецензенты: В.И.Алехнович, А.А. Резунов
Лазерные приборы иметодыизмерения дальности : учеб.
Л17
пособие / В.Б. Бокшанский, Д.А. Бондаренко, М.В. Вязовых,
И.В. Животовский, А.А. Сахаров, В.П. Семенков ; под ред.
В.Е. Карасика. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. —
92, [4] с. : ил.
Изложены принципы построения импульсных и фазовых дальномерных
устройств. Приведены методики определения предельной измеряемой
дальности и расчет точностных параметров дальномеров.
Рассмотрены методы цифровой обработки сигналов, улучшающие характеристики
приборов измерения дальности. Дано описание современной
элементной базы.
Для студентов, изучающих курсы «Проектирование лазерных
оптико-электронных приборов», «Приемники излучения» и другие
курсы аналогичной направленности.
УДК 621.375(075.8)
ББК 32.86-5
Учебное издание
Бокшанский Василий Болеславович, Бондаренко Дмитрий Анатольевич,
Вязовых Максим Вячеславович, Животовский Илья Вадимович,
Сахаров Алексей Александрович, Семенков Виктор Прович
ЛАЗЕРНЫЕ ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ
Учебное пособие
Редактор С.А. Серебрякова
Корректор Е.В. Авалова
Компьютерная верстка В.И. Товстоног
Подписано в печать 27.11.2012. Формат 60×84/16.
Усл. печ. л. 5,58. Тираж 100 экз. Изд. № 33.
Заказ
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана.
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1.
c
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Список сокращений.............................................. 3
Введение ........................................................ 4
1. Лазерные импульсные дальномеры............................. 6
1.1. Принцип действия импульсных дальномеров . . . ........... 6
1.2. Основы светоэнергетического расчета импульсных
дальномеров .............................................. 19
1.3. Особенности построения оптических систем импульсных
дальномеров .............................................. 26
2. Лазерные фазовые дальномеры . . .............................. 43
2.1. Принцип действия лазерных фазовых дальномеров ........ 43
2.2. Особенности светоэнергетического расчета лазерных
фазовых дальномеров ..................................... 59
3. Лазерные импульсные дальномеры с накоплением сигнала. ..... 62
4. Особенности элементной базы лазерных дальномеров . . . ....... 78
4.1. Фотоприемные устройства на основе фотоэлектронных
умножителей.............................................. 79
4.2. Фотоприемные устройства на основе гетероструктурных
p—i—n-фотодиодов ........................................ 83
4.3. Фотоприемные устройства на основе лавинных фотодиодов 86
5. Примеры технической реализации современных дальномеров. . . 91
Литература ...................................................... 95
Стр.96