发表时间：2024-08-02 03:03:15 │ 点击数：
搜 索 高级搜索 激 光 技 未 ９１ 月 １９年６ 激光 精 密 测 距 的 发展 和 应用 金 和 钟 （ 杭州大学 区域与城 市科 学 系， 杭 州） ｏＦ国内外主 擅 要 ：苯 文综 台 介绍 国内外激 光精 密测距技 术的发展， 例举 了￣３ － 要 精 密激 光 洲 距 仪 和 其 它 激 光 测量 仪 器的 研 制 和 生 产， 详 细 分 折 了这 些 仪 器 的 主 要九游会 J9官方网站 性 能 、 特 点 以 及 在 乏体 洲 量 、 大 地 测 量 、 工 程 建设 测 量 等领 域 内的 广泛 应 用和 发 展 前 莆， 指 出在 我 国开 发和 研 制 短 程激 光测 距 仪 的必 要 性 。 ｅ ｅ ｅ ｏ ｍ ｔ ｄ ｐｐ ｉ ａ ｉ ｏ ｌ ｓ ｒ ｃｉ ｉ ｎ ｄｉｔ ｃ ｍ ｅ ｕ ｉ ｇ ｉ ｒ ｒ Ｔｈ ｄ ｖ ｌ ｐ ｅ ｔ ａ ｎ ａ ｌｃ ｔ ｏｎ ｆ ａ ｅ ｐ ｅ ｓ ｏ ｓ ａ ｉ ｅ ａｓ ｒ ｎ ｉ ｚ ｏ Ｊ ｎ Ｈ ｅ ｈ ｎｇ Ｄｅ ａｒ ｍｅ ｏ ｇ ｏｎ ｌ ａｎ Ｕｒ ａ ｉ ｎｃ ， Ｈａ ｚ （ ｐ ｔ ｎｔ ｆ Ｒｅ ｉ ａ ｄ ｂ ｎ Ｓｃ ｅ ｅ ｎｇ ｈｏｕ ｖ ｒ ｉｙ） Ｕｎｉ ｅ ｓ ｔ ｓ ｒ ｃｔ ｎｔ ｓ ｐｒ ｈｅ ｄｅ ｅ ｏ ｎ ｏｆ ｌ ｓ ｒ ｄｉ ｔ ｎｃ ｍ ｅ ｓ － Ａｂ ｔ ａ ｛ Ｉ ｈｉ ｐ ａ ｅ ， ｔ ｖ ｌ ｐｍｅ ｔ ａ ｅ ｓ ａ ｅ ａ ｕ ｉ ｇ ｔ ｃ ｏｌ ｙ ａ ｈ ａ ａ ｏ ｉ ｎｔ ｏ ｅ ｈｅｓ ｉ ｎｔ ｆ ｃ ｒ ｓ ａ ｃ ｒ ｎ ｅ ｈｎ ｏｇ ｔ ｏｍ ｅ ｎｄ ｂｒ ａｄ ｓ ｉ ｒ ｄｕｃ ｄ， ｔ ｃ ｅ ｉ ｉ ｅ ｅ ｒ ｈ ｎ ｔ ｍ ａ ａ ｄ ｈｅ ａｃ ｕｒ ｔ ｏｍ ｉ ｅ ｐｒ ｃ ｓ ｏ ｌ ｓ ｒ ｏｐｔ ｃ ｌ ｄｉ ｔ ｎｃ ｎｕｆ ｔ ｅ ｏｆ ｈ ｅ ｐｒ ｎ ｎｔ ｅ ｉｉ ｎ ａ ｅ ｉ ａ ｓａ ｅ ａ ｕｒ ｎ ｉ ｔ ｕ ｎｔ ａ ｈｅ １ ｓ ｒ ａ ｕ ｉ ｉ ｓ ｒ ｎ ｓ ｏｒ １ ｓ ｍｅ ｓ ｉ ｇ ｎＳ ｒ ｍ ｅ ｓ ｎｄ ｏｔ ｒ ｕ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｎｇ ｎ ｔ ｕｍｅ ｔ ｆ ａ ｍｏ ｔ ｈｉ ｔ ｙｅ ｒ ａ ｅ ｅ ｕｍ ｅ ａ ｅ ， ｔ ｒ ｎｃ ｐ ｐｒ ｐ ｒ ｉｓ ａ ｈａ ａ ｅ ｓ ｔ ｒｙ ａ ｓ ｒ ｎ ｒ ｔｄ ｈｅ ｐ ｉ ｌ ａ１ ｏ ｅ ｔ ｅ ｎｄ ｃ ｒ ｃｔ ｒ ｏｆ ｈｅ ｅ ｉ ｔ ｕ ｎｔ ， ｈｅ ｗ ｄｅ ａ ｐｌ ｃ ｔ ｏｎ ｄ ｈ ｖｅ ｏ ｎｇ ｏ ｐｅ ｔ ｉ ｔ ｓ ｎｓ ｒ ｍ ｅ ｓ ｔ ｉ ｐ ｉ ａ ｉ ａｎ ｔ ｅ ｄｅ ｌ ｐｉ ｐｒ ｓ ｃ ｓ ｎ ｒ ｏｕ ｆｅ ｄ ｃ ｌ ｓ ｉ ｌ ｏ ｕ ｖｅ ｅ ｅ ｉ ｕ ｖｅ ａ ｎ ｎ ｅ ｉ ｖａ ｉ ｓ ｉｌ ｓ ｏｆ ｅ ｅ ｔ ａ ｂ ｄｙ ｓ ｒ ｙ． ｇ ｏｄ ｔ ｃ ｓ ｒ ｙ ｎｄ ｅ ｇｉ ｅ ｒ ｎｇ ｉ ｄ ｎ Ｕｒ ｙ ｒ ｎａ ｙ ｅ ｉ ｔ
ｌ， ｄ ｔ ｃ ｓ ｉｙ ｘ ｏ ｔ ｔｏ ｂｕ ｌ ｉ ｇ Ｓ ｖｅ ａ ｅ ａ ｌ ｓ ｄ ｎ ｄｅ ａ １ ａｎ ｈｅ ｎｅ ｅ ｓ ｔ ｏｆ ｅ ｐｌ ｉ ａ ｉ ｎ ｎ ｄ ａ ｍ ａ ａ ｔ ｒ ｓ ｔ ａ ｅ ｕ ｅ ａ ｅ ｉ ｅ ｓ ｎ ｏｕｒ ｏｕ ｎｔ ｙ ａ ｅ ｎｕｆ ｃ ｕ ｅ ｏｆ ｈｏｒ ｒ ｎｇ １ ｓ ｒ ｒ ｎｇ ｆ ｎｄ ｒ ｉ ｃ ｒ ｒ ｏｉ ｅ ｏｕｔ ｓ ｅ １ ｐ ｎｔ ｄ ａ ｗ １ ． 一 、 ｌ 目 言 Ｏ 在 大 地 测 量 中， 三 角 网 的 起 始 边 或精 密 导 线 边 ， 都 要 进 行 高精 度 的 距 离 测 量 。 本 世 纪 ６ 年代 以前， 采用 膨 胀系数极小 的 因瓦线 尺丈量， 在地 形复 杂地 区无 法丈量， 精度也 难 以 提 Ｏ高。 直到本 世 纪６ 年代梅 曼研制成功 世界上第一 台激光器， 激光测距 起了关键性的推 对 动作 用，为研究 高精 度 、长测程 ．白天，夜间均好作 业的激光测距 仪创造 了有利 条件 。美 国首 先研 氦 ， ｏ ｍｅｅ 型 制 成 第 一 个 连 续 波 激 光 器 （ 氖 气体 激 光 器 ） 把 它 附在 Ｇｅ ｄ ｔｒ ４ 上 ， 测 试 结 果 良好 ， ９６ ｏ ｏ ｉｅ３首 次 获 得 研 制 激 光 测 距 的经 验 。 接着 美 国 光 谱 物 理 公 司于 １６ 年 研 制 成 功 Ｇｅ ｄ ｌｔ Ｇ型 — 激 ｒ ｏ长 测 程 激 光 测 距 仪 ， 以ＨｅＮｅ 光 器 ５ Ｗ 为 辐射 源 ， 白天 可 测 ３ ｋ ， 夜 间 可 测 ８ ｋ ， 精 度 ０ｉ ｎ ０ｉ ｎ １ ｐ ｍ Ｄ） Ｄ 。１６ 年瑞典ＡＧＡ厂又 推出用５为 ± （ ｍｍ＋ｌ ｐ ·， （ 为公里 数，下 同） ９ ７ — ｍＷ ，Ｈａ Ｎｅ ＫＤＰ 澈光 器作 光源 ，磷 酸二氢钾 晶体 （ ０ ｍ、夜间６ ｋ ，精 ）作光调制 器， 白天 可 ￣ ３ ｋ ０ｉ ｎ Ｓ ｐｍ ８ １７ 年 ６０度 为 ± （ ｍｍ＋ｌ ｐ · Ｄ）ＡＧＡ一 型 精 密 激 光 测 距 仪 ， ７ 又 研 制 了ＡＧＡ一 ０ 型 我 国 ５ 第 ｌ卷 第３ ９ 期 金 和钟 ｉ 激光 精密 讽 距的 发 展 和 应 用 ９０地 震 研 究 所 于 １ ８ 年 研 制 了Ｊ ３ ＣＹ一 型 澈光 测 距 仪 ， 采 用 ５ Ｗ ｅＮｅ 光 器 作 光 源 ， ＫＤＰ ｒ ｏ Ｈ — 激 ５ ， ａ ｏｒ调 制 器 ， 调 制 频 率 为 １ Ｍ Ｈｚ 白天 测 ４ ｋ 、 夜 间 可 测 ５ ｋ ， 精 度 与 ＡＧＡ一 型 同 。 ｎ ０ｉ ８ 此后 ，随 着激光 、红 外光 、半 导体 、集成 电路、微机处 理等的发 展，先后 发 展了各种 新 型 的高 效率 、小 而轻 、 自动 化、全 能化的中 、短 程激光和红 外光 电测 距仪。瑞典 、西德 、瑞 士 、 美 国 、 英 国 、 日本 和 中 国 等 国家 都 研 制 了 各 种 型 号 的 测 距 仪 。 其 中发 展 较 快 、 国 引 进 ｔｎ比较 我 普 遍的有瑞典ＡＧＡ、西德Ｏｐ ｏ 、瑞 士Ｋｅ ｎ ｌ、 ｒ 、Ｗ ｉｄ 日本 测机舍 等 厂 的 仪 器。如 ６ １ 、ＡＧＡ２ ０ 西 德 ＥＬＤＩ 、 瑞 士 ＤＭ５ １ ＭＥ ３ ０ 、Ｍ Ｅ５ ０ 、 日 本 的 ＡＧＡ１ 、ＡＧＡ１０ ２、 ２ ０、 ００ Ｏ０ ｍ ｉｉ 、Ｒ ２ 等。 ＲＥＤ ｎ ２ ＥＤ ｌ 这 类测 距 仪可 用气体 带光器为光源 ， 也可用 半导体 激光 器为光源 ， 如美 国ＨＰ ３ ０ Ａ采 用砷化 镓激光二极管 作光源， 光 源本身可直 接调制。 公司 中程测距仪 ＨＰ ８ ８ ￣ ５ ｍ，精 度 为 ± （ｒｍ ５ ｐ · Ｄ） ± ｍｍ ４ｌ ｐ · （ Ｄ） 这 类 测 距 仪 的测 程 大 都 在 ５ １ ｋ ３ ａ ４ ｐ ｍ － 或 － Ｓ ｐｍ 。 ２０ 当今 世界 各 国 都 在 向 小 而 轻 、 高 精 度 方 向 发 展 。最 小 最 轻 的 是 ＡＧＡ一 ２ 型 ， 主 机 仅 重 ．ｋ ， ７ × × ０ ｒ ａ 。 ｒ厂１ ３ ｇ 体 积 为 １ ５ ０ １ （ ｍ） ； 精 度 最 高 ９ １ 的 是 瑞 士 的 Ｋｅｎ 和 英 国 ＣＯＭ—ＲＡＤ电 子 仪 ｋ ｍｅｅ ００ ００ 当器 公 司 台 作 研 制 的 Ｍ ｅ ｏ ｔ ｒ ＭＥ３ ０ 和 Ｍ Ｅｓ ０ 激光 测 距 仪 。 前 国 际 市 场 上可 供选 择 亚 ００ ） Ｏ２ａ ４ ｐ ｍ·－ ９５毫 米 级 的 高 精 度 测 距 仪 极 少 ， ＭＥ３ ｛ 的精 度 指标 为 ±（ ． ｒｍ ｌ ｐ Ｄ） 。 １ ８ 年 研 制 ＯＯ － 激光管发 出波长为６ ２ ８ ｍ的连续性偏 振光 为光源 ， 的 ＭＥｓ ０ ， 以ＨｅＮｅ ｉ ３ ． ． ， 主机 重仅１ １ ｇ Ｏ２ａ ． ｐ ｍ· 。 ｒ ｋ
精 度 为 ± （ ． ｒｍ ＋０ ２ ｐ Ｄ） ｕ ９２ ｌ厂 ３０和 ＯＲＳＯ 两 种 红外 澈 光 测 距 仪 ，测 程 １ ｋ １ ８年 后 ， 瑞 士 Ｗ ｉｄ 又 研 制 出 ＤＩ ０ ０ ＤＩ Ｏ２ ｎ ４ｉ ｋｎ ．ｋ， Ｓ ｐ ｍ·－ ３０ 在和 ９ ｉ， 主 机 重 １ ７ ｇ 精 度 为 ± （ ｍｍ ４ｌ ｐ Ｄ） 。 ＤＩ０ ０ 正 常 天 气 条件 下 单 只 棱 镜 ｋｎ ０ ｍ内 不 用 棱 镜 也 可 测 距 ， 精 度 为 ５ １ ｍｍ 】 就 可 测 ５ ｉ， 而 后 者 在 ２ Ｏ ￣ ０ 。 ９４ 我 国 自１ ７ 年 开 始研 制 和 生产 激 光 副 距 仪 样 机 ， 如 武 汉 地 震所 、 北 京 光 仪 厂 、 常 州 第 二 － 澈光 器 为 辐 射 源 的 激 光 测 距 仪 ， 目前 可 供 商 品 出 售 的 尚 电 子 仪 器 厂 ， 先 后 都 生产 了 以ＨｅＮｅ ３ － 、 Ｄｃ ３有北 光厂 的ＤＣＪ２ １ Ｃ ， － ５ ５ ｐ Ｄ） 以及不 ａ － Ｈ一 和常州 二电 仪的 Ｄ Ｈ２ 精度 为 ４ （ｒ ｍ ４ ｐ ｍ·ｋｎ ． ｍ的】 一 激 光 测 距 仪 。用 反 光 镜 ， 测 程九游会 J9官方网站７ ｉ， 精 度 为０ ５ ＣＭ ３ 近 十年 来 ， 高 效 率 、 自动 化 、全 能 化 的 测 距 仪迅 速 发 展， 测 角 、 测 距 实 现 电子 测 量 ， 称 Ｅｌｃｒ ｎ ｃ Ｔａ ｈ ｏ ｔ ｒ Ｔｏａ 电 子 逮 测 仪 （ ｅ ｔｏ ｉ ｃ ｅ ｍｅｅ） ， 其 结 果 可 以 自动 存 储 ， 也 称 全 站 型 仪 器 （ ｔｌ ｔ ｔｏ ） ｔ２Ｓ ａ ｉｎ 。 如 西 德 的Ｅ ｌａ ， 瑞 典 的 Ｅ１ ０、 ８０ ｔｒｎ ｅ以 一ＤＭ５ ２ 美 国的 ＨＰ３ ２ Ａ、 Ａｕ ｏ ａ ｇ ｒ 及 日本 １ ２ 等都 是 有 代 表 性 的全 站 型 仪 器 ， 测 程 一 般 为２ Ｓ ｍ， 度 大 都 为 ± ｒｍ 的 ＤＴＭ一 、Ｍ Ｄ一 ０ ￣ ｋ 精 ３ａ （ － ｐ４ ２ ｐｍ · Ｄ） 。 本文主 要介 绍精 密澈光测距 仪以及伴随 澈光技术 日 益 发 展而 问世的其 它天 体测量 、大 地 测 量 和 工 程 测 量 的 澈光 测 量 仪 器 ， 如 卫 星 激 光 测 距 仪 ， 多 载 波 激 光 测 距 仪 、电 子 速 铡 仪 等 激 光 测量 仪器的发 展水平和现状， 以 及在测绘 科学领 域中的主 要应用 、存在 问 题和 发 展方 向。 二 、 人 卫 激 光 嚣 臣 技 术 已选 圈 碌先 避 水 平 随 着 澈 光 测 距 技 术 的 发 展， 使 地面 的 激 光 测 距发 展到 宇 宙 阅 的 测 距 —— 人 卫 激 光 测 距 和 激 光 刮 月 技 术 ， 随 之迅 速发 展 起来 。 ９ ２ ｍｓ 首 次激 光测 月是１ ６ 年 在美国麻省理 工学院进 行， 当时用 的是 Ｉ 的激 光 脉 冲， 因脉 冲 ９５ 开 持续 时间较 长而没有取得好 结果。１ ５ 年苏联 用Ｑ 关 红宝石 激光器输 出的Ｓ ｎ 的脉 冲， 由 Ｏｓ ０ ｍ左 右 。 １ ６ 年 第一 个 装 有 棱 镜 反 射 镜 的 于 地 球 曲率 和 地 表 不 规 则 的 限制 ， 精 度 仅 达 ± ０ ９４ ９９ １ 卫星送入轨道，１６年阿波罗１号在月球表面放置棱镜反射器阵 ２ 列 （ ｏ块反光锛） 包含ｌｏ 馋 激 光 技 术 ９ 年 月 ｇ１ ６ ５ ｍ。 ， 目前 ， 卫 星 激 光 测 距 （激 光 铡 月精 度 达 到 ± ｃ ｇ ｏ 和 ａ ｌｔｅ １ ｓＬＲ） 对 Ｌａ ｅ ｓ Ｓｔ ｒｅｔ的 观 删 巳 可 ｃ达 ± ｍ的精 度 ， 激 光 ｌ 测 月 （ ｃ ＬＬＲ） 美 国 测 得 的 测 距 精 度 为 ± ｍ ５ ９２ ９１ 我 国 １ ７ 年 开 始人 卫 激 光 测 距方 面 的 研 究 工 作 ， 到 １ ８ 年 分别 在 北 京 、 上 海 、 云 南 、 西 只 ￣２ 。 ９ ８ 安 等 地 建 立 了 第 一 代 人 卫 激 光 测 距 系统 （ 能 观 测低 轨 卫 星， 精 度 为 １ ｍ） １７ 年 开 始 ， １ ￣ ０ ０ ｍ的 上 海 天 文 台和 长春 人 卫 站研 制 第 二 代 测 距 系 统 ， 同年 １ 月 首 次 观 测 到 距 离 ６ ７ ０ ｋ 卫ＬＡＧＥＯＳ 星 ， 观 测 资 料 经 美 国 Ｍ ＥＲＩＴ的 Ｓ ５ ｍ左 右 。 ＬＲ数 据 分 析 中 心 处 理 后 ， 精 度 达 １ ｃ ９４ 西 ０ Ｉ。 Ｔ１ ８ 年 上 海 一 安 人 卫 站 联 测 了 该 两 城 市 的 基 线 长 度 ， 其 精 度 小 于 ２ ｃ Ｉ 最 近 ， 我 国 地 震研 ０ ０ ｍ高 空 的卫 星 单 测 程 精 究 所 研 制 成 功 我 国精 度最 高 的 卫 星 澈光 测距 仪 ， 鉴 定 结 果 ， 测 量 ６ ０ｋ ～３ ｍ， 铡算精度 仅次 于美国 … 。度误 差仅２ ｃ
