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激光測距是以激光器作為光源進(jìn)行對目標(biāo)的距離進(jìn)行測定的技術(shù)。當(dāng)前已經(jīng)發(fā)展出了相位式激光測距、紅外激光測距、脈沖式激光測距等多種激光測距技術(shù)。在實際應(yīng)用中，是通過激光測距儀來實現(xiàn)激光測距的。1961年，美國第一臺軍用激光測距儀通過了軍方論證試驗，對此后激光測距儀很快就進(jìn)入了實用聯(lián)合體。
激光測距基本原理：激光測距儀在工作時向目標(biāo)射出一束很細(xì)的激光，由光電元件接收目標(biāo)反射的激光束，計時器測定激光束從發(fā)射到接收的時間，計算出從觀測者到目標(biāo)的距離。
激光測距儀一般采用三種方式來測量距離：脈沖法、相位法和三角法。
激光脈沖法測距又稱TOF式或者脈沖回波式。
脈沖法測距的過程是這樣的：
測距儀發(fā)射出的激光經(jīng)被測量物體的反射后又被測距儀接收，測距儀同時記錄激光往返的時間。光速和往返時間的乘積的一半，就是測距儀和被測量物體之間的距離。脈沖法測量距離的精度是一般是在+/- 10厘米左右。另外，此類測距儀的測量盲區(qū)一般是1米左右。
脈沖式大多應(yīng)用于測量數(shù)十?dāng)?shù)百米的距離測量當(dāng)中，主要應(yīng)用于機(jī)載平臺的激光雷達(dá)設(shè)備，從數(shù)百米到數(shù)公里不等的距離上，脈沖式原理的激光雷達(dá)能夠精準(zhǔn)測距。在天基平臺例如衛(wèi)星或者是其他航天飛行器上，使用脈沖式測距原理的激光雷達(dá)甚至能夠達(dá)到幾百公里的測距能力。對于脈沖式激光雷達(dá)而言，其計時器是一個高速精準(zhǔn)的計數(shù)器，若想達(dá)到1cm的測距分辨率，這個計時器的計數(shù)間隔要達(dá)到66皮秒，1皮秒相當(dāng)于一萬億分之一秒，這就要求即使頻率達(dá)到15GHz。所以，脈沖式激光雷達(dá)更適用于長距離的測量工作。
相位式激光雷達(dá)使用的測距原理是根據(jù)測量連續(xù)發(fā)射的經(jīng)調(diào)制的測距電磁信號的相位變化，以推算出激光的飛行時間，以此得出測距信息。不同于脈沖式激光測距發(fā)射的離散的激光脈沖，相位式采用的是連續(xù)波激光，由于激光發(fā)射能量的限制，此類設(shè)備一般用于較近距離的測量。
相位式激光測距儀應(yīng)用在精密測距中。由于其精度高，一般為毫米級，用連續(xù)波的激光器作發(fā)射光源，多用氦-氖激光器和半導(dǎo)體激光器，激光功率都較小在毫瓦的量級。為了有效地反射信號，測量配置有合作目標(biāo)的反射鏡稱為角反射器，它是一個棱錐，由三個互成直角的對光全反射的面組成，只要光照射到它上面就會按原路返回。
在激光測距中涉及到三角法測距，它是基于幾何光學(xué)三角測量原理的一種非接觸測量方法，一般量程只限于0.5m以內(nèi)，測量的精度可超過1μm。
三角法測距原理：紅外發(fā)射器按照一定的角度發(fā)射紅外光束，光束遇到被測物體后將會反射回來，反射回來的光線被CCD檢測器檢測，其獲取一個偏移量，從而可以求出激光器到物體的距離。
具有測量速度快、精度高和非接觸測量等特點，而被廣泛用于工業(yè)上對工件的尺寸如長度、寬度、高度和圓跳動、同軸度、平面度等某些形位誤差的測量，同時也可對位移、振動等進(jìn)行非接觸測量。激光三角測量和激光掃描技術(shù)結(jié)合起來還可以對物體進(jìn)行三維測量。
利用脈沖激光測距儀來測量云層垂直高度的儀器稱為云高激光測距儀。這類激光測距儀主要用來測量機(jī)場的云層高度，也可用來測量衛(wèi)星發(fā)射點的云層高度，為飛機(jī)的起降或衛(wèi)星發(fā)射提供安全的氣象數(shù)據(jù)，對國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和提高國際信譽(yù)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
激光相位測距用于大地測量，監(jiān)測大地的微小位移，國家地震局地震研究所在烏魯木齊和拉薩實現(xiàn)了衛(wèi)星激光測距的流動觀測，并取得了寶貴的第一手資料。這些資料將為西部地區(qū)的地殼運(yùn)動監(jiān)測和地震研究提供珍貴的研究數(shù)據(jù)。激光相位測距在地質(zhì)勘探、水利工程、隧道施工等都已得到廣泛應(yīng)用。
高精度激光測距儀可廣泛應(yīng)用于工業(yè)液位、料位、生產(chǎn)線料坯傳送定位，行吊X，Y定位，大型工件裝配定位，工業(yè)安裝，安全檢查，超大物體幾何計量，光散射試驗，超聲波特性試驗，軍事槍械校正，靶距自動控制，船舶安全靠距，集裝箱定中；電力部門測量輸電線桿塔距和桿塔到建筑物距離；也可為電信業(yè)服務(wù)，例如通信線桿、架設(shè)等，提供測距服務(wù)。
高精度激光測距儀與計算機(jī)連接，可以進(jìn)行直接的面積、體積計算，能存儲數(shù)據(jù)，小巧攜帶方便，測距精度高，價格便宜，是房地產(chǎn)測量和糧食倉庫測量的首選儀器。對于交警來說，處理交通事故是一件很麻煩的事情，通常是用傳統(tǒng)的拉皮尺方法，這樣很慢，精度低，尤其是在晚上或是下雨天更是不方便。手持式測距儀解決了這種問題。拿在手上，在處理交通事故時能很快很準(zhǔn)確地進(jìn)行測距，在交通警務(wù)部門有著廣泛的應(yīng)用。在文化娛樂方面也有一種專為高爾夫球場使用的激光測距儀，解決了對小目標(biāo)實際測量難度大以及抖動丟失目標(biāo)的問題，能迅速、準(zhǔn)確、方便地測量目標(biāo)距離，在美國上百家高爾夫球場得到應(yīng)用。
大炮、火箭要能打得準(zhǔn)，首先要把目標(biāo)的距離給測準(zhǔn)。因為打出的炮彈不是平行于地面發(fā)射的，而是沿著所謂拋物線的軌道飛去的，飛過的距離和大炮發(fā)射時與地面成的角度有關(guān)系。目標(biāo)的距離測量準(zhǔn)了，炮手就可以采用準(zhǔn)確發(fā)射角度開炮。以往測量目標(biāo)用的光學(xué)測距儀和無線電測距儀，它們測量目標(biāo)距離的準(zhǔn)確性不高，也不能迅速給出目標(biāo)的距離，完成一次測量要花點時間。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，不能即時即刻測出對方的距離，把它給打垮，自己就會被對方打倒。
用激光為光源制成的激光測距儀，性能獲得很大的改善。首先是它測得準(zhǔn)，通常用的小型激光測距儀，重量也就不過0.5kg左右，它能測量10～20km遠(yuǎn)的目標(biāo)，誤差就只有1～2m。其次是完成測量的時間短，每測一個目標(biāo)的距離，前后花不了1s時間。第三個優(yōu)點是操作簡單，完成測量工作的手續(xù)簡便。測量時通過測距儀上的望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)，掀一掀發(fā)射激光的電鍵，在儀器的顯示器上就會顯示出目標(biāo)的距離。
現(xiàn)代作戰(zhàn)坦克和裝甲車采用Nd：YAG脈沖激光測距儀作為火控系統(tǒng)的總體部件，以改善主要作戰(zhàn)武器的精度。激光測距儀用在不同武器上又可分為地面車載脈沖激光測距儀、對空火炮和導(dǎo)彈防御脈沖激光測距儀、機(jī)載脈沖激光測距儀、艦載脈沖激光測距儀和太空載脈沖激光測距儀等種類。
激光測距儀在飛行器上作為測高儀上使用，效果良好。如直升機(jī)著艦助降測量系統(tǒng)，利用激光相位測距，能實時準(zhǔn)確測量直升機(jī)飛行姿態(tài)，使直升機(jī)安全穩(wěn)定著艦。應(yīng)用在掠海飛行導(dǎo)彈上，能實時測量導(dǎo)彈離水面的準(zhǔn)確高度，使導(dǎo)彈能隨海浪起伏，將導(dǎo)彈淹沒在海浪雜波背景中，避免敵人雷達(dá)等偵察搜索設(shè)備偵測。
