国防科学技术大学 硕 位论文 手持式激光测距仪中高精度测相技术的研究 姓名：魏学峰 申请学位级别：硕士 专业：仪器科学与技术 指导教师：陈 20071101
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摘要
激光测距仪因其具有测量精度高、测程远的特点，在测距领域内得到了广泛的应用。
手持式激光测距仪由于采用了相位测量原理，体积更小，测量精度更高，具有很好的发展 前景。本文重点对手持式激光测距仪中的高精度测相技术进行了研究。 首先，对各种激光测距技术进行了概述，介绍了它们的发展趋势，并在分析了现有激
光测距技术中所存在问题的基础上，提出了本文的主要研究内容一应用于手持式激光测
距仪的高精度测相技术。 其次，论述了相位式激光测距仪的工作原理，以及手持式激光测距仪对相位测量的特 殊要求，根据原理确定了所设计仪器的各项工作参数；设计了脉冲填充法及其与模拟内插 法相结合的相位测量电路，对这两种方法进行了实验研究，并对相位测量误差进行了分析。 为了进一步提高测量精度，对基于数字信号处理的相位测量技术进行了研究。阐述了 基于相关检测与ＦＦＴ的相位测量原理，针对正弦信号在相位测量中存在的问题，提出了 基于三角波相关检测的相位测量方法，推导了三角波周期信号的相关函数，对基于相关检
测与ＦＦＴ的相位测量法进行了仿真与实验研究，并对实验误差进行了分析。实验结果表
明，基于ＦＦＴ的相位测量精度可以达到０．１０；与常用的正弦波相比，基于三角波相关检 测的相位测量方法更容易实现，但精度有待于提高。 最后，对所做的工作进行了总结与展望。
关键词：手持式激光测距仪相位测量测量精度模拟内插相关检测
，
ＦＦＴ
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ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ
Ｏｗｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄｓ ｏｆ ｄｉｓｔａｎｃｅ
ａｎｄ
ｌｏｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｄｅｔｅｃｔ，ｔｈｅ ｌａｓｅｒ ｒａｎｇｅｒ ｉｓ ｌａｓｅｒ ｒａｎｇｅｒ，ａｓ
ａ
ｍｅ踟ｅｍｅｍ．Ｈａｎｄ－ｈｅｌｄ
ｐｏｔｅｎｔｉａｌ．Ｔｈｅ
ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｐｈａｓｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ｈａｓ ｍｕｃｈ ｇｏｏｄ ｑｕａｌｉｔｉｅｓ ａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，
ｅａｓｙ ｈｏｌｄ，ｉｔ ｈａｓ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ
ａ
ｗｉｄｅ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｈｉｇｈ
ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｐｈａｓｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ
Ｈａｎｄ??ｈｅｌｄ ｌａｓｅｒ
ｒａｎｇｅｒ ｉｓ ｇｒｅａｔｌｙ ｓｔｕｄｉｅｄ．
Ｆｉｒｓｔｌｙ，ａ ｓｕｍｍａｒｙ ｏｆ ａｌｌ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｌａｓｅｒ ｒａｎｇｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ａｒｅ
ａｎｄ
ｔｈｅｉｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ
ｍａｄｅ．Ｏｎ ｂａｓｉｓ ｏｆ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｅｓ ｏｆ ｌａｓｅｒ ｒａｎｇｉｎｇ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｅｘｉｓｔｉｎｇ，ａｓ
ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｔｈｉｓ ｔｈｅｓｉｓ，ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｐｈａｓｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｔｈｅ
Ｈａｎｄ－ｈｅｌｄ ｌａｓｅｒ
ｒａｎｇｅｒ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．

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