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激光杂志 2006年第2期27卷 4-5页

作者：王秀芳王江杨向东王磊吴志海四川大学原子与分子物理研究所四川成都610065 西南技术物理研究所四川成都610041

文章简述了相位激光测距技术的原理,就激光测距研究中关键技术研究状况做了详细阐述。介绍了相位式激光测距仪的发展历史和最新进展,并就相位测距技术的研究发展方向做了分析。

关键词：相位激光测距相位测量测尺频率

相位激光测距与外差干涉相结合的绝对距离测量研究

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应用光学 2010年第6期31卷 1013-1017页

作者：周小珊李岩清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

为了克服一般绝对距离测量方法量程和精度不能同时满足的问题,提出一种相位激光测距与外差干涉相结合的绝对距离测量方案。该方案使用相位激光测距技术进行粗测,双纵模He-Ne激光器外差干涉测长技术进行精测,保证两者结合的单值性。建立... 详细信息

为了克服一般绝对距离测量方法量程和精度不能同时满足的问题,提出一种相位激光测距与外差干涉相结合的绝对距离测量方案。该方案使用相位激光测距技术进行粗测,双纵模He-Ne激光器外差干涉测长技术进行精测,保证两者结合的单值性。建立测量系统,对方案的可行性进行了实验验证,并对影响系统稳定性的因素进行了分析。与双频激光干涉仪的比对结果表明:测量标准差优于1 mm,可以满足一些大尺寸的测量精度要求。

关键词：绝对距离测量相位激光测距外差干涉测量双纵模He-Ne激光器

相位激光测距电光调制高频同步驱动与偏压补偿技术研究

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相位激光测距电光调制高频同步驱动与偏压补偿技术研究

作者：李婧哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着大型精密机械装置领域、船舶工业领域和航空航天等领域的发展,对工业测量仪器提出了更高的要求。例如在探索太空的过程中,相位式激光测距方法被广泛地应用于编队卫星队形的测量与控制,作为一种精测量的手段,常与GPS相对测距技术、... 详细信息

随着大型精密机械装置领域、船舶工业领域和航空航天等领域的发展,对工业测量仪器提出了更高的要求。例如在探索太空的过程中,相位式激光测距方法被广泛地应用于编队卫星队形的测量与控制,作为一种精测量的手段,常与GPS相对测距技术、射频测距技术等相结合,实现毫米乃至亚毫米级的测距精度。在相位式激光测距技术中,测距精度与测尺信号的频率和频率稳定度有关,而光电探测的带宽限制其频率的提高,在此情况下,测尺信号频率的稳定度决定了测距的精度。因此设计频率稳定度较高的测尺生成单元是提升测距精度的关键技术之一。相位式激光测距系统中使用的马赫-曾德尔(MZ)电光强度调制方法可实现的调制带宽大,适用于产生测距需要的高频精测尺信号。但马赫-曾德尔电光强度调制的传输函数会随着温度等因素的变化产生漂移,导致输出的光信号强度幅值的不稳定,在长期测量中会产生调制失真的问题,造成测距系统测量结果的漂移。在相位激光测距系统现阶段存在的上述问题,本论文的主要研究内容如下:(1)针对相位式激光测距系统的测距精度对测尺信号频率及其稳定性的要求,设计测尺生成单元中的信号源,其输出双路正弦波信号,一路为用于调制生成测尺的调制信号,另一路为测相中的混频本振信号,两路频差较小,并具有较好的频率稳定性。信号源模块采用锁相环(PLL)与直接数字频率合成技术(DDS)相结合的方案,保证输出信号的频率稳定度。其频率稳定性可达到0.4ppm。其次,测尺信号的相位值相对于混频本振信号相位值的漂移会带来额外的测距误差,因此要保证信号源输出的两路信号相位差稳定。设计多个DDS模块之间的同步电路,抑制双路信号相位差的漂移,实现其相位差稳定度在0.025以内。(2)针对马赫-曾德尔点光调制器传输函数漂移对测距精度和稳定性的影响,设计偏置电压反馈控制模块,通过采集调制器输出的光信号得到其信号强度幅值的变化,反馈控制提供的偏置电压。模块实现了随着传输函数的漂移自动设置合适的偏置电压,使调制器输出信号强度稳定度为±2%,避免对测距精度和稳定度的影响。模块采用低频小信号代替高频信号进行探测分析,探测调制后的低频小信号会降低电路设计难度,提高了控制精度。本论文中设计的高频信号源和偏压反馈控制模块应用于基于MZ光强调制的相位式激光测距系统中,可以使其精度进一步提高,并改善其测距稳定度。

关键词：相位激光测距高频信号源 MZ电光调制器偏压反馈控制

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提高相位激光测距精确度的研究

岳阳师范学院学报（自然科学版） 2002年第2期15卷 70-72页

作者：彭仕玉张国云岳阳师范学院物理系

提出了提高相位激光测距测量精度的方法 ,给出了用多个辅助频率进行相位激光测距时的精度公式 ,解决了单一频率测量的矛盾 ,扩大了测量范围 ,达到了测距时高精度。

关键词：精确度相位激光测距辅助频率测量原理测距精度调制频率

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提高相位激光测距精确度的研究

上海电机学院学报 2006年第S1期9卷 8-10页

作者：张慧胡雅育同济大学信息与通信工程系上海200092 上海电机学院电子信息学院上海200240

提出了提高相位激光测距测量精度的方法,给出了用两个频率进行相位激光测距时的测量方法,解决了单一频率测量的矛盾,扩大了测量范围,达到了测距时高精度、大范围的工程应用要求。

关键词：相位激光测距频率精度

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提高相位激光测距精确度的研究

精密制造与自动化 2007年第1期 24-26页

作者：张慧同济大学信息与通信工程系 200086

关键词：相位激光测距频率精度

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一种提高相位激光测距精确度的方法

现代电子技术 2005年第16期28卷 113-114页

作者：陈敏杜小平装备指挥技术学院士官系北京101406 装备指挥技术学院电子工程系北京101406

描述了一种采用相位式激光测距提高测距精度的方法,给出了采用相位式进行激光测距的原理,指出了采用单一频率进行测距时存在的矛盾,从而提出了在单一频率的基础上添加多个辅助频率进行测距,分析了采用多个辅助频率进行相位激光测距的原... 详细信息

描述了一种采用相位式激光测距提高测距精度的方法,给出了采用相位式进行激光测距的原理,指出了采用单一频率进行测距时存在的矛盾,从而提出了在单一频率的基础上添加多个辅助频率进行测距,分析了采用多个辅助频率进行相位激光测距的原理,并对采用该方法进行了精度分析。从分析的结论看,采用的辅助频率个数越多,则越能提高测距精度,同时该方法还能提高测量范围,解决了单一频率测量时的矛盾,达到了测距时高精度、大范围的工程应用要求。

关键词：相位激光测距辅助频率精度单一频率测量

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相位式激光测距技术的研究

科技信息(学术研究) 2008年第23期 11-12页

作者：杨健国防科学技术大学继教学院

文章简述了相位激光测距技术的原理,就激光测距研究中关键技术研究状况做了详细阐述。介绍了相位式激光测距原理及关键技术发展,并就影响测量精度的因素做了简单介绍。

关键词：相位激光测距相位测量测尺频率

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基于FPGA嵌入式系统的激光测距机的研究

基于FPGA嵌入式系统的激光测距机的研究

作者：罗韩君国防科学技术大学

学位级别：硕士

相位激光测距是一种高精度的距离测量技术,随着电子器件和信号处理技术的发展,这种测距技术在军用和民用领域必将得到更为广泛的研究和应用。本文介绍了一种基于FPGA嵌入式技术的相位激光测距系统,该系统采用先进的FPGA技术,实现了调... 详细信息

相位激光测距是一种高精度的距离测量技术,随着电子器件和信号处理技术的发展,这种测距技术在军用和民用领域必将得到更为广泛的研究和应用。本文介绍了一种基于FPGA嵌入式技术的相位激光测距系统,该系统采用先进的FPGA技术,实现了调制信号产生、信息控制与处理各模块的整合,解决了传统相位激光测距所难以克服的弱点。论文首先阐述了激光测距和调制信号源的基本原理,分析了影响测距精度的因素,指出应用DDS技术可以实现宽带、高精度的调制信号输出,说明了引起DDS输出信号杂散的原因和解决的办法;同时分析了应用FFT运算实现信号相位提取的基本原理及设计方法,采用这种检相技术,可以极大地提高测相精度与灵敏度;然后提出了基于FPGA嵌入式系统的相位式激光测距机的整体设计,并就各部分进行了详细的分析与设计;接着介绍了激光测距系统的外围电路和基于QuartusII集成软件平台的部分硬件电路的设计,并对其中的设计进行了仿真和验证;最后总结提出了对系统今后的进一步改进和完善的思路。

关键词：相位激光测距 DDS 嵌入式系统现场可编程门阵列(FPGA) 数字检相快速付立叶变换

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高精度激光测距信号处理技术研究

高精度激光测距信号处理技术研究

作者：张铭海电子科技大学

学位级别：硕士

激光测距由于其测量精度高、测量距离远等优点而被广泛应用在诸多涉及测量技术的领域。目前随着诸如民事、科研、军用等领域对测距要求越来越高,如何在保证测量距离的前提下获得更高的测量精度成为一项热门研究。目前对中长距离测量多... 详细信息

激光测距由于其测量精度高、测量距离远等优点而被广泛应用在诸多涉及测量技术的领域。目前随着诸如民事、科研、军用等领域对测距要求越来越高,如何在保证测量距离的前提下获得更高的测量精度成为一项热门研究。目前对中长距离测量多采用脉冲法激光测距,其测量速度快、测量范围广但精度较低。短距离测量多采用相位法激光测距,其测量精度高但测量效率较低、范围较小。因此这里将对提升脉冲法激光测距精度和扩展相位激光测距测量范围两个角度展开具体研究和相关实验。首先针对高精度脉冲法激光测距的信号处理系统进行了具体的原理分析、理论计算、精度分析和实验研究。并从关键技术对比、系统构建、误差分析等角度进行了深入分析。总结了时刻鉴别和时间间隔测量的几种设计方式,完成了器件选用、电路搭建、精度分析等工作。本文进行了脉冲法测距方式下的信号处理模块的相关实验。通过信号发生器发送固定延时间隔的两组信号,完成了接收和时间间隔测量,并在电脑上位机中显示出测量结果。对比所测得实验数据进行了误差分析。可以发现延迟线内插法的时钟分辨率受到温度和电压影响,可以通过校准基准时钟的方式避免时钟产生偏差。这里对200ns的时间间隔数据进行了时间间隔测量,其时差测量的标准偏差值为180ps。即表示对30m的测量距离,其测量误差为2.7cm。对30m到1.5km的测量距离,平均的标准距离偏差值为3.1cm,实现了较高的测量精度。在获得精度较高的脉冲激光测距方式的基础上,本文还提出一种脉冲与相位相复合的测距方式。在发送端发送方波与正弦波调幅相乘的合成波同时携带飞行时间信息和相位信息。在信号处理阶段以脉冲法测距结果作为测距粗尺,相位法测距结果作为测距精尺,从而使得复合后的测距系统既具有相位法的测距精度高的优点又可实现远距离的测量。针对脉冲相位复合的测距方式,本文对其中的脉冲和相位部分进行了具体的原理论述、理论计算和精度分析。论证了脉冲法测距精度可以达到该测距系统粗尺的要求,并完成了测距系统的设计。

关键词：脉冲激光测距相位激光测距信号处理时间间隔测量