激光測距儀是工程測繪中必備的儀器,為了提升產(chǎn)品技術(shù)及市場競爭力,測繪儀器廠家提出了開發(fā)高精度、遠(yuǎn)距離、低成本測距儀的要求,為此本文設(shè)計了一種數(shù)字相移式激光測距儀。本文設(shè)計的測距儀僅發(fā)射單一高頻調(diào)制頻率激光信號,在接收端,回波激光經(jīng)光電探測器APD轉(zhuǎn)換為光電流,經(jīng)過數(shù)字正交鑒相處理和多次測量平均處理,實現(xiàn)高精度遠(yuǎn)目標(biāo)距離測量,測距儀具有原理結(jié)構(gòu)簡單、成本低等特點。主要工作如下:1.建立了無合作目標(biāo)條件下收發(fā)共軸的測距方程和正交鑒相的誤差模型,分析了測程的影響因素,分析了正交鑒相誤差的影響因素,通過計算表明:正交信號幅值與相位偏移均會對測程精度造成影響,并且不同相位差測量時,誤差因子對測程影響不同。2.設(shè)計了數(shù)字相移式激光測距儀的相關(guān)硬件電路,包括正弦調(diào)制激光發(fā)射電路、光電探測電路、濾波放大電路、混頻電路、AD采集、電源等硬件電路,完成了硬件電路的裝配和調(diào)試等測距儀電路的研制工作。3.借用現(xiàn)有的全站儀測距頭光學(xué)和機械結(jié)構(gòu),利用本文研制的數(shù)字相移式激光測距儀電路,搭建了實驗裝置并進(jìn)行了測距實驗,測距結(jié)果表明:當(dāng)激光發(fā)射平均功率為1mw時,無合作目標(biāo)測程大于500m,測距精度達(dá)到±(3mm+2...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景與研究意義
    1.2 相位激光測距原理
    1.3 數(shù)字鑒相技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 數(shù)字相關(guān)法
        1.3.2 FFT譜分析法
        1.3.3 數(shù)字過零鑒相法
        1.3.4 正交同步解調(diào)鑒相法
    1.4 研究內(nèi)容與目的
第二章 數(shù)字相移式激光測距總體方案設(shè)計
    2.1 測距儀性能要求
        2.1.1 重復(fù)頻率確定
        2.1.2 接收功率
        2.1.3 信噪比
    2.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.2.1 測距系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
        2.2.2 測距方案設(shè)計
        2.2.3 測距系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
    2.3 鑒相方法確定
        2.3.1 多測尺測相
        2.3.2 自動數(shù)字測相
        2.3.3 正交鑒相方法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 數(shù)字相移測距原理分析
    3.1 測程及影響因素分析
        3.1.1 收發(fā)共軸光路的測距方程模型
        3.1.2 測程影響因素分析
    3.2 多次測量平均處理
    3.3 正交鑒相
        3.3.1 正交鑒相誤差模型
        3.3.2 正交鑒相誤差關(guān)系
    3.4 本章小結(jié)
第四章 硬件電路設(shè)計
    4.1 總體方案設(shè)計
    4.2 發(fā)射電路設(shè)計
        4.2.1 激光器選擇
        4.2.2 半導(dǎo)體激光器特性
        4.2.3 激光器驅(qū)動電路設(shè)計
        4.2.4 正弦調(diào)制電路設(shè)計
    4.3 接收電路
        4.3.1 光電轉(zhuǎn)換電路設(shè)計
        4.3.2 放大電路設(shè)計
        4.3.3 混頻模塊設(shè)計
        4.3.4 AD模塊設(shè)計
    4.4 電源電路設(shè)計
    4.5 本章小結(jié)
第五章 實驗結(jié)果與分析
    5.1 實驗系統(tǒng)搭建
    5.2 實驗系統(tǒng)測量
    5.3 測距實驗
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者及導(dǎo)師簡介
專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會決議書



本文編號：3857114