土1米激光测距机测距精度的分析
土1米激光测距机测距精度的分析
洪名家
激光测距具有较高的测距精度,因此在飞行轨迹等测量应用中具有重要意义。本文对影响脉冲激光测距精度的因素和性质做了初步分析,给出了实际应用的公式和GY-101固体脉 冲激光测距机有关测距精度的试验结果以及在水平测距条件下该机的测距精度。
1. 激光测距误差
固体脉冲激光测距的基本方程是:R=CT/2式中c为光速,t为激光脉冲由发射点射到目标上往返所需的时间。因此,激光测距误差来源千光速的 修正和时间的测量。按误差性质分为:系统误差和偶然误差。
(1)系统误差及修正
对千“米”级测距精度,主要考虑下述三点系统误差的修正:
(a) 计数器频率修正
由千计数器频率和真空光速C。不符而产生与距离有关的系统误差.dR10
(b) 大气修正
激光测距是在大气中进行(或穿过大气层)。光在大气中传播的速度c=立一,fin,为光的群速折射率。实际光速c和大气状态一一大气压P、温度t、水气压e有关。因此,在激光测距中由于激光在大气中传播而产生和大气状态P、t、e有关的系统误差4岛。
(c)主、回波两路接收引起的系统误差一一-电子光学系统误差的修正
GY-101激光测距机其主波采用pin硅光电二极管置于激光器全反射端取样;而回波通过接收望远钵接收目标反射回来的激光脉冲由光电倍增管及放大器获得,因此产生和距离无关而和系统工作状态有关的 系统误差4出。可由对巳知距离合作目标测距获得修正值JRs。
(2)偶然误差及减小偶然误差的方法
偶然误差主要来源于计数器的有限分辨率和主、回波激光脉冲幅度的变化和非理想的前沿。 为了减小偶然误差,必须合理地确定接收参数、选择接收器件、压缩激光发射脉冲宽度以获得足够陡的脉冲前沿。本文提出了影响激光主、回波幅度变化和前沿的有关因素,并给出均方根误差SD.;;;l米的激光测距机有关技术 参数。
2. 实验结果及整机测距精度
标志激光测距机测距精度的均方根误差,采用GY-101激光测距机分别对四个巳知距离的标准大地测量点进行测距(均安装角反射器), 获得了 有关测距精度的实验结果。 结果表明,按上述误差分析和修正,GY-101激光测距机对水平固定目标测距已达到均方根误差80,.;;l米的测距精度。 模拟试验表明,对运动目标测距整机测距梢度仍然保证在SD...;l米 的范围内。
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