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面我们了解了几种主要的测距/距离传感器的原理及特点,其中,激光测距传感器因其抗干扰能力强,精度高的优势,自诞生以来,得到了极大的发展,在各行各业都发挥着巨大的作用。
1960年世界上第一台红宝石激光器问世不久,以精密测距为主要功能的激光测距技术便随之诞生了。
第一台红宝石激光器
经过了50多年的发展,其发展大致表现在两个方面:首先是应用各种新技术和设备提高测距精度和观测数据量;其次是提高测距系统的自动化程度,减小人力和物力的消耗。具体为:
1、在测距精度上,从最初的米级逐步提高到分米级、厘米级,目前国际上最先进的台站其测距精度已能达到毫米级。
2、在测距能力上,从最初的最远1000~2000km提高到2万km,乃至3.6万km。激光测月的实现使测距能力达到了38万km。
3、在测距频率上,从最初的每秒一次发展到目前每秒1000~2000次,更高频率的激光测距(如10kHz测距)也在试验中。
4、在测距波长上,目前普遍采用的仍是单色测距系统,一些台站也在使用双色/多色激光测距系统。双波长激光测距系统不再需要大气物理参数和大气模型的修正,只需测量结果本身即可修正大气延迟,就能达到更好的数据精度。
5、在自动化程度上,从初期的人工目视跟踪,发展到今天计算机控制、自动跟踪。
激光测距传感器在宇宙空间探测领域的应用
空间激光测距技术在监测大陆板块运动、地壳形变、地球自转,改进地球重力场和地心引力常数,确定地球和海洋潮汐变化的规律,监测空间碎片等方面具有重要作用。它也是当前高精度卫星精密定位观测的主要手段之一,是现代各种定位观测手段中单点采样精度最高的一种,是支持国际地球自转与参考系服务(IERS)的技术手段之一。卫星激光测距技术在如下应用方面已经取得了显著的成就,具有广阔的应用前景。
精密测定激光卫星的轨道
利用卫星的激光观测数据所确定的轨道精度,3天弧段可达1cm;对于径向定轨精度可达到2~2.5cm。
精确测定地球引力场模型及其时变性
在研究地球质心的位置变化过程中,激光技术测定了目前最准确的地球引力常数GM,其测定值为:GM=398600.4415km3/s2;利用不同轨道倾角和高度的激光卫星,精确测定了地球引力场模型,并且测定了地球引力场低阶球谐系数的季节性变化;同时还得出了地球质心位置的周期性变化,包括季节性和年际变化,最新的测定值为:J2=-2.6*10-11/年(历元1986.0);地球引力场的变化反映了地球内部及各圈层(包括海洋、大气、地下水、冰层等)的复杂运动和相互作用过程,具有重要研究价值。
精确测定地球自转参数
地球自转参数(ERP)定义了地球旋转轴和随时间序列的定向运动以及在天球参考框架中的旋转速度。地球自转参数包括极移和日长(LOD)变化。利用激光测虎技术测定的地球极移分量(XP,YP)精度目前已达到0.1~0.2mas;日长(LOD)的测定精度目前已达到0.1ms。
监测全球地壳板块运动
利用激光长期观测数据可以精确地测定地面测站的地心坐标,高精度测站坐标的解算使得人们监测板块运动的愿望成为可能。利用激光测距技术获得的数据,已经估计了40多个测站的站速度和站间基线的变化率。如果测站位于板块的刚性部分,则其站速度就代表了板块运动。利用测站基线的变化率和站速度可以解算板块间的相对运动。
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欧姆龙 智能传感器内置放大器型激光传感器;ZX1-LD600A61 2M
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欧姆龙 激光型智能传感器,传感头部分;ZX-LD100L
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