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高频共振预探测多脉冲激光测距方法

黄民双 马鹏 刘晓晨

高频共振预探测多脉冲激光测距方法

黄民双, 马鹏, 刘晓晨
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  • 在无合作目标激光测距中,提出了一种高频共振预探测和多脉冲相关处理对远目标距离进行高精度测量的技术方案.脉冲回波光电流信号经高频共振预探测电路进行放大滤波处理并转换为包含高精度定时特征点的高信噪比的双极性衰减振荡脉冲信号;之后利用多脉冲相关处理构造出的新脉冲函数进一步改善其信噪比.理论计算结果表明:最小可探测光脉冲电流仅为17 nA,与直接探测脉冲方法相比信噪比可提高60倍;在回波光电流脉冲峰值1:10000的动态范围内,走离误差小于0.1 ps.根据此原理研制出了脉冲激光测距仪,仪器在激光发射平均功率约为1 mW时,无合作目标测程大于2000 m,在1.5–300 m范围内测距精度达到±(3 mm+2 ppm),远目标测距精度为±(10 mm+10 ppm).该测距仪系统已用于全站仪产品中.
      通信作者: 黄民双, huangminshuang@bipt.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51505035)和北京市科技计划课题重点项目(批准号:Z171100000817008)资助的课题.
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    Velupillai S, Guvenc L 2009 Appl. Control 29 17

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出版历程
  • 收稿日期:  2017-09-20
  • 修回日期:  2018-01-16
  • 刊出日期:  2018-04-05

高频共振预探测多脉冲激光测距方法

  • 1. 北京石油化工学院, 光机电装备技术北京市重点实验室, 北京 102617;
  • 2. 北京化工大学机电工程学院, 北京 100029
  • 通信作者: 黄民双, huangminshuang@bipt.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51505035)和北京市科技计划课题重点项目(批准号:Z171100000817008)资助的课题.

摘要: 在无合作目标激光测距中,提出了一种高频共振预探测和多脉冲相关处理对远目标距离进行高精度测量的技术方案.脉冲回波光电流信号经高频共振预探测电路进行放大滤波处理并转换为包含高精度定时特征点的高信噪比的双极性衰减振荡脉冲信号;之后利用多脉冲相关处理构造出的新脉冲函数进一步改善其信噪比.理论计算结果表明:最小可探测光脉冲电流仅为17 nA,与直接探测脉冲方法相比信噪比可提高60倍;在回波光电流脉冲峰值1:10000的动态范围内,走离误差小于0.1 ps.根据此原理研制出了脉冲激光测距仪,仪器在激光发射平均功率约为1 mW时,无合作目标测程大于2000 m,在1.5–300 m范围内测距精度达到±(3 mm+2 ppm),远目标测距精度为±(10 mm+10 ppm).该测距仪系统已用于全站仪产品中.

English Abstract

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