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|列兵
測距儀,是利用激光對目標(biāo)的距離進行準(zhǔn)確測定的儀器。測距儀在工作時向目標(biāo)射出一束很細的激光,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。測距儀重量輕、體積小、操作簡單速度快而準(zhǔn)確,其誤差僅為其它光學(xué)測距儀的五分之一到數(shù)百分之一。
一.測距儀分類
測距儀分手持測距儀和望遠鏡式測距儀:
1、手持測距儀:測量距離一般在200米內(nèi),精度在2mm左右。這是目前使用范圍最廣的測距儀。在功能上除能測量距離外,一般還能計算測量物體的體積。
目前市面上主流的都是測距儀,手持式測距儀全球前兩大品牌是徠卡和博世,右圖就是一款主流的手持式測距儀。
2、望遠鏡式測距儀:測量距離一般在600-3000米左右,這類測距儀測量距離比較遠,但精度相對較低,精度一般在1米左右。主要應(yīng)用范圍為野外長距離測量。
望遠鏡測距儀,為遠距離測距儀,目前在戶外使用相當(dāng)廣泛,望遠鏡測距儀全球前四大品牌是圖雅得、博士能、奧爾法和尼康。四個品牌在產(chǎn)品上各有特點,2011年,美國激光技術(shù)雜志公布的數(shù)據(jù),2011年全球單品銷售冠軍是圖雅得YP900,這款測距儀測量精準(zhǔn),反應(yīng)速度快捷
二.測距儀的應(yīng)用領(lǐng)域
測距儀廣泛用于地形測量,戰(zhàn)場測量,坦克,飛機,艦艇和火炮對目標(biāo)的測距,測量云層、飛機、導(dǎo)彈以及人造衛(wèi)星的高度等。它是提高高坦克、飛機、艦艇和火炮精度的重要技術(shù)裝備。由于測距儀價格不斷下調(diào),工業(yè)上也逐漸開始使用測距儀,可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)測控、礦山、港口等領(lǐng)域。
三. 測距儀原理
測距原理基本可以歸結(jié)為測量光往返目標(biāo)所需要時間,然后通過光速c =299792458m/s 和大氣折射系數(shù)n 計算出距離D。由于直接測量時間比較困難,通常是測定連續(xù)波的相位,稱為測相式測距儀。當(dāng)然,也有脈沖式測距儀,典型的是WILD的DI-3000。
需要注意,測相并不是測量紅外或者激光的相位,而是測量調(diào)制在紅外或者激光上面的信號相位。建筑行業(yè)有一種手持式的測距儀,用于房屋測量,其工作原理與此相同。
測距儀一般采用兩種方式來測量距離:脈沖法和相位法。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+/- 1米左右。另外,此類測距儀的測量盲區(qū)一般是15米左右。
激光測距是光波測距中的一種測距方式,如果光以速度c在空氣中傳播在A、B兩點間往返一次所需時間為t,則A、B兩點間距離D可用下列表示。
D=ct/2
式中:
D——測站點A、B兩點間距離;
c——光在大氣中傳播的速度;
t——光往返A(chǔ)、B一次所需的時間。
由上式可知,要測量A、B距離實際上是要測量光傳播的時間t,根據(jù)測量時間方法的不同,測距儀通??煞譃槊}沖式和相位式兩種測量形式。
相位式測距儀
相位式測距儀是用無線電波段的頻率,對激光束進行幅度調(diào)制并測定調(diào)制光往返測線一次所產(chǎn)生的相位延遲,再根據(jù)調(diào)制光的波長,換算此相位延遲所代表的距離。即用間接方法測定出光經(jīng)往返測線所需的時間,如圖所示。
相位式測距儀一般應(yīng)用在精密測距中。由于其精度高,一般為毫米級,為了有效的反射信號,并使測定的目標(biāo)限制在與儀器精度相稱的某一特定點上,對這種測距儀都配置了被稱為合作目標(biāo)的反射鏡。
若調(diào)制光角頻率為ω,在待測量距離D上往返一次產(chǎn)生的相位延遲為φ,則對應(yīng)時間t 可表示為:
t=φ/ω
將此關(guān)系代入(3-6)式距離D可表示為
D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ+Δφ)
=c/4f (N+ΔN)=U(N+)
式中:
φ——信號往返測線一次產(chǎn)生的總的相位延遲。
ω——調(diào)制信號的角頻率,ω=2πf。
U——單位長度,數(shù)值等于1/4調(diào)制波長
N——測線所包含調(diào)制半波長個數(shù)。
Δφ——信號往返測線一次產(chǎn)生相位延遲不足π部分。
ΔN——測線所包含調(diào)制波不足半波長的小數(shù)部分。
ΔN=φ/ω
在給定調(diào)制和標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下,頻率c/(4πf)是一個常數(shù),此時距離的測量變成了測線所包含半波長個數(shù)的測量和不足半波長的小數(shù)部分的測量即測N或φ,由于近代精密機械加工技術(shù)和無線電測相技術(shù)的發(fā)展,已使φ的測量達到很高的精度。
為了測得不足π的相角φ,可以通過不同的方法來進行測量,通常應(yīng)用最多的是延遲測相和數(shù)字測相,目前短程測距儀均采用數(shù)字測相原理來求得φ。
由上所述一般情況下相位式測距儀使用連續(xù)發(fā)射帶調(diào)制信號的激光束,為了獲得測距高精度還需配置合作目標(biāo),而目前推出的手持式測距儀是脈沖式測距儀中又一新型測距儀,它不僅體積小、重量輕,還采用數(shù)字測相脈沖展寬細分技術(shù),無需合作目標(biāo)即可達到毫米級精度,測程已經(jīng)超過100m,且能快速準(zhǔn)確地直接顯示距離。是短程精度精密工程測量、房屋建筑面積測量中最新型的長度計量標(biāo)準(zhǔn)器具?,F(xiàn)應(yīng)用最多的是leica公司生產(chǎn)的DISTO系列手持式測距儀和圖雅得Trueyard 激光測距望遠鏡和奧爾法激光望遠鏡測距儀等。
四.測距儀主要品牌和型號
A. 手持測距儀
手持測距儀的品牌目前市面上主要兩個品牌,從品牌的知名度角度說,在測量領(lǐng)域都是非常出名的品牌:徠卡LECIA,博世BOSCH,。另外還有一些國內(nèi)的品牌,國內(nèi)小品牌建議不要選擇,因為主要是在測量精度上與國外品牌有比較大的差距,雖然從參數(shù)指標(biāo)上看是一樣的。
對于徠卡,博世,這兩個品牌,我個人覺得兩個品牌的質(zhì)量都很好,在品牌上其實購買時,不需要有偏好。主要看價格和功能。
但是由于手持測距儀的功能比較多,首先要選擇好功能,然后在看價格。
所有手持測距儀的品牌選擇總之比較簡單。
B. 測距儀望遠鏡
測距儀望遠鏡,或者叫測距望遠鏡的品牌選擇就相對復(fù)雜一些,目前測距望遠鏡的品牌主要有:圖雅得TRUEYARD, 博士能BUSHNELL,奧爾法ORPHA,尼康NIKON這4個品牌。另外還有一些國外的小眾品牌,建議不要選擇小眾品牌,一方面是性價比較低,另外一點一般售后會有問題。
除了以上品牌外,還有一些國內(nèi)小品牌,國內(nèi)小品牌一般價格會便宜一點,但是無論在精度,做工等方面,與大品牌還有比較大的差距的。另外一點,因為測距儀望遠鏡是電子設(shè)備,國內(nèi)小品牌由于使用的電子器件一般比較差,所以故障率也會比較高。
下面就詳細說一下,上面說的比較出名的4個品牌的各自的優(yōu)勢和劣勢,以及該品牌比較出名的型號:
1. 圖雅得 TRUEYARD
圖雅得全球知名的戶外光學(xué)品牌,在長距離望遠鏡測距儀領(lǐng)域,具有非常重要的位置。長期占據(jù)全球望遠鏡測距儀銷量第一的品牌。2012年美國時代周刊對全美的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,在望遠鏡測距儀的客戶中,超過53%的客戶使用的是圖雅得測距儀。圖雅得望遠鏡測距儀具有測量精準(zhǔn),操作簡便,功能強大、性價比極高的特點。
圖雅得測距儀望遠鏡,其產(chǎn)品的特點主要是:功能全面,操作簡單,性能穩(wěn)定,性價比高。另外一點是其標(biāo)稱的測量距離和精度與其實際數(shù)據(jù)最為接近。
如果您選擇測距儀望遠鏡,圖雅得是一種首選,圖雅得測距儀目前在國內(nèi)比較知名的型號是SP1500和YP900H. 其中SP1500是一款長距離的測距儀,測量距離為1500米,售價僅2300左右,其實際測量距離是可以達到1400米以上的。所以其性價比非常高,同檔的另外品牌的1500米測距儀的價格都在3000元左右。
圖雅得另外一款比較出名的型號是YP900H, 這是一款多功能望遠鏡測距儀,900米測量距離,可以測高,測角。同時可以連續(xù)測距。這款測距儀之所以暢銷,是因為它是目前市面唯一的一款4000元內(nèi),可以同時測高和測角的測距儀望遠鏡。同檔次的尼康1000AS和博士能的205110,205106都沒有測高的功能。
圖雅得2012年還有一款功能非常強大的產(chǎn)品,就是SP1500H,這是一款超強功能的測距儀望遠鏡,這款產(chǎn)品2011年底在美國市場已經(jīng)上市,根據(jù)美國市場的售價,預(yù)計這款測距儀在我國的售價會在4000多元。
這款測距儀測量距離是1500米,可以測水平高度,測絕對高度(高差),測直線距離,測水平距離,同時可以連續(xù)測距,連續(xù)測角??梢哉f是目前市面上功能強最為強大的機型。這款產(chǎn)品在美國市場上市不到半年,銷售狀況非常好,不知道在我國會什么時候上市。
2. 博士能BUSHNELL
博士能在戶外光學(xué)領(lǐng)域可以說位置極高,因為他是目前戶外光學(xué)產(chǎn)品線最全的品牌,包括了望遠鏡測距儀,雙筒望遠鏡,觀鳥鏡和夜視儀。博士能雙筒望遠鏡一直維持全球第一的位置。在望遠鏡測距儀方面,則多年來一直保持全美第三的位置。
博士能望遠鏡測距儀,產(chǎn)品非常多,是目前產(chǎn)品型號最多的品牌。其望遠鏡測距儀產(chǎn)品非常適合高爾夫運動,以及打獵。功能方面都是偏向這兩個方面設(shè)計的。但是作為普通領(lǐng)域應(yīng)用時,操作相對繁瑣一點。另外一點產(chǎn)品缺乏測高的功能。但是其測距儀的觀測效果非常好。
博士能的測距儀,最為知名的型號是ELITE 1500(205100),這是一款非常傳奇的測距儀,全球銷量累計超過100萬臺。這是一款1500碼的測距儀,相對于博士能另外款式都是中國產(chǎn)的,ELITE 1500是唯一一款在日本生產(chǎn)的測距儀,做工精美。這款測距儀性價比非常高,不到3000元的售價,非常具有吸引力,另外其主要特點是續(xù)航時間非常長,操作簡單方便,測量精準(zhǔn)會計。
博士能更新的產(chǎn)品是201965是博士能2012年最新的產(chǎn)品,相對博士能另外測距儀產(chǎn)品,其精度提高到了0.5碼,同時采用更為快速的芯片,讓201965測距速度更快。需要高精度的測距儀,這款是一個比較好的選擇。201965是一款多功能測距儀,可以測角度,測水平距離。與其外觀一樣的另外一款機型是博士能201960(Z6),這款是高爾夫?qū)S脺y距儀。在高爾夫領(lǐng)域非常出名。但是對于普通使用,由于其只提供了旗桿測量一種測量模式,對環(huán)境的適應(yīng)能力會比較差,在有的環(huán)境下,測量不準(zhǔn)確。相對來說,201965具有更高的性價比。
博士能另外一款非常出名的機型,是短距離的202205,這是一款850碼的短距離測距儀,其特點是外觀小巧精致,測量快捷,售價不到1700元,可謂超高性價比。
3. 奧爾法ORPHA
全球第二大望遠鏡測距儀品牌,奧爾法品牌在上世紀(jì),主要以夜視儀為主,目前是全球第一大夜視儀品牌。2000年奧爾法開始進軍望遠鏡測距儀領(lǐng)域,在10年的時間,取得巨大成功,目前位居全球第二大品牌。
奧爾法測距儀產(chǎn)品線非常豐富,非常重視中國市場,其在國內(nèi)的售價,以低于在美國和歐洲市場的售價,所以具有非常高的性能價格比。
奧爾法夜視儀的最為知名的型號是中端距離測距儀600A,和長距離測距儀1800A.
奧爾法600A,是目前唯一的一款價格在千元內(nèi)的品牌望遠鏡測距儀,也是目前全球單品銷量最大的測距儀望遠鏡。600米測量距離(實測距離可以達到500米以上),操作簡單,反應(yīng)快捷,具有連續(xù)測距的功能。性價比極高。如果選擇500-600的測距儀,這是一個很好的選擇。
奧爾法1800A, 最為顯著的特點是其1800米超長測量距離,測量精度高,測速快捷,而售價不到3000元。
奧爾法多功能測距儀是600AH,800AH,市面上少有的能夠同時測高測角的機型,售價2000元左右,也具有比較高的性價比。
4. 尼康NIKON
尼康也是非常出名的光學(xué)產(chǎn)品品牌,在相機及鏡頭方面位置非常重要。在望遠鏡測距儀產(chǎn)品上,尼康由于把該產(chǎn)品作為邊緣產(chǎn)品,未投入研發(fā)資金,其生產(chǎn)技術(shù)多為外購,所以其產(chǎn)品在功能上相對會比較落后一些。
其所有的產(chǎn)品沒有測角的功能,其2011年推出的新款1000AS也僅僅帶測高的功能,而測角功能在五年前就已經(jīng)廣泛應(yīng)用于圖雅得,博士能,奧爾法等一線品牌了。
作為尼康的邊緣產(chǎn)品,尼康望遠鏡測距儀的定價偏高,以利潤為導(dǎo)向的產(chǎn)品,這也嚴(yán)重的影響到其性價比。
尼康比較出名的是其1200S望遠鏡測距儀,目前售價3600元左右,測量距離1200碼,實測距離1000米左右,外觀比較小巧,功能比較簡單,性價比一般。
5. 總結(jié)
如果選擇短距離的望遠鏡測距儀,奧爾法600A 、800A是一個很好的選擇。
如果選擇1000-2000米的望遠鏡測距儀,圖雅得SP1500,奧爾法1800A,博士能205100應(yīng)該是一個好的選擇。另外可以選擇博士能205110。
如果選擇多功能測距儀,圖雅得YP900H是最佳選擇。如果選擇超強功能的望遠鏡測距儀,等圖雅得SP-1500H上市吧。同時奧爾法600AH和800AH也是一個比較好的選擇。另外博士能201965也非常不錯。
如果要打獵和高爾夫使用,博士能的205110和201960是不錯的選擇。
五. 測距儀的特點
遠距離測量,在無反光板和反射率低的情況下能測量較遠的距離;
有同步輸入端,可多個傳感器同步測量;
測量范圍廣,響應(yīng)時間短;
外形設(shè)計緊湊,易于安裝,便于操作;
可測量各種物體距離(不需反射鏡);
增加濾光鏡可測高溫被測體;
可見光容易對準(zhǔn)被測體;
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