Светодальномер
Изобретение относится к фазовым лазерным светодал| номерам и преднаэ - начёно для измерения расстояний в прикладной геодезии. Целью изоб- ; ратания является упрощение коиструкции при неизменёой точности за счет использования детектора биeнIdi. Луч от лазерного генератора 8 модулируется во амплитуде, в резонаторе электрооптического модулятора 9 колебаниями от генерато1 а 1 и с выхода фазокомпенсационногх) блока 2 IDоднополюсной модуляции с разносом частот, равным частоте колебаний генератора 5. Лазерный луч после прохождения трассы и отражения от ,объекта поступает на вход электрооптического демодулятора 10. Для преобразо вания в низкочастотные колебания в резонатор демодулят рра 10 введены два разнесенных по частоте опорных колебания с расчетом, чтобы на выходе демодулятора ТО.они отличались |to частоте в два: р аза. Первое опорное колебание поступает с фазокомпенсационного блока 4, равное сумме Двух частот от генератора 1. и низкочастотного генератора б Второе опорное колебание поступает с фазокомпенсашионного блока 3, равное сумме частот от фазокомпенсационного блока 2 и удвоитепя 7 низкой частоты. Оптический луч после демодулятора 10 преобразуемся в электрические коле ,6ания низких частот в фотоэлектрическом умножигР пе 11, которые Поступа (Л СП Nd О 00 Nd
(51) 5 С 01 С 3/08
P("г;
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
2 однополюсной модуляции с разносом . частот, равным частоте колебаний генератора 5 ° Лазерный луч после прохо кдения трассы и отражения от, объекта поступает на вход электрооптического демодулятора 10. Для преобразо вания в низкочастотные колебания в резонатор демодулятора 10 введены два разнесенных по частоте опорных колебания с расчетом, чтобы на выхо» де демодулятора 10 они отличались по частоте в два раза. Первое опорное колебание поступает с фазокомпенсационногв блока 4, равное сумме двух частот от генератора 1 и низкочастотного генератора бб Второе опорное колебание поступает с фаеоконпенсационного блока 3, равное сумме час-. тот от фаеоконпенсанионного блока 2 и улеоитепе у нинкой.частоты. бити : ческий луч после демодулятора 10 преобразуется в электрические коле» 3, бания низких частот в фотоэлектрическом умиоаитФпе 11, которые постуна° еа.ф.- ;.,а т ф
СОЮЗ СООЕТСИИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК
:. У ." .== РЕСГВБЛИН
S= гт
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
1ТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМ
ПРИ П НТ СССР (46) 15.01 9". .Бюл. Р 2 (21) 4256881/10 (22) 04.06.87 (71) Ереванский политехнический институт нм. К.Маркса .-(72) А.А,Абрамян, P.À.×îâñåñÿí и Ф.Б.Амбарцумян,(56) Большаков В.д. и др. Радиогео дезические и электронно-оптические измерения, М.: Недра, 1985,. с.173.
° (54 ) СВЕТОДАЛЬНОМЕР (57) Изобретение относится к фаэовым лазерным светодальномерам и предназе начено для измерения расстояний в прикладной геодезии. Целью изобретения является упрощение кон струкции при неизменйой точности за счет использования детектора биений.
Луч от лазерного генератора 8 модулируется по амплитуде. в резонаторе электрооптического модулятора 9 колебаниями от генератора 1 и с выO з хода фаэокомпенсационного блока 2
„„SU„„@529952 . А1
7 .РП<78) ю> ла !!<2<<<2« >!<ОЙ фГ<ГГГ 1> 12. ПОсле раз— д<с<Г< <<<Га>ГЛ но частотс . на <<<Эконо паснъ>х фильтрах 7". и 16 они flooòóflàf<>T на JIBtf. .I(Top 1 7 GHc ний, с выхода которого фаза частот биений сравнивс<с тся в фазометре. 19 разрешения
>Геодиоэначиости с offopffbIMH колеба ння" I
Изобретение относится к фаэовым лазерным СГ<етодальномерам и предназначено для ВысокопрецизиОГ!ных из мерений расстояний при решении задач прикладной геодезии, и радиолокации, в космической технике в метеороло
У
<.. гии и при измерениях специального"
rJ назначения, 20
Ие>Гь<о иэобре гения является упрощение конструкции при неизменной точности измерения, 11а чертеже представлен
Светодальпомер содержит всего один
Г2<ясокостабильный. масштаб!Г! Гй! генератор. 1, три фазокоипенсационных блока 2, 3, 4 однополосной модуляции, .<О генераторы 5 и 6 промежуточной и низкой частот, удвоитель 7 низких частот, лазерный генератор 8, злектрооптический модулятор 9 и демодулятор 1О, фотоэлектронный умножитель
> полосовые фильтры 12 и 73, узкополосные фильтры 14, 15 и 16 низкой частоты, детектор 17 биений, фаэометр
l8 точного измерения дальности и фазометр 1 9 разрешения неоднозначности.
ПерддаГощая часть светодальномера содержит высокостабильный масштабный генератор 1 первой масштабной частоты, выход которого подключен к резонатору Злеf 9, связан!!Ого оптически с лазерным генератором 8. В резонатор модулятора 9 введено еще Одно высокочастотное колебание .второй масштабной частоты с выхода первого фазокомпен50 сационного блока 2 с нужным разГГосом частоты, один вход которого связан с высокостабильным масштабль<м генерато" рои 1, а д1>угой — с генератором 5 промежуточной частоты. Приемная часть светодапьпомера col1ep>I Тор 10, ла вх<>д f<0 of>OI >Госту в,<< Г <2т Г2аж<2 t< lfb <Г! низко I 1< TOTII<2I «гс f 10 второй масштабной частоты с нужГГГ>Гм разносом частот. Выход электрооптического демодуля-, тора 10 связан с фотоэлектронным ум- ножптелем 11, а,он — с полосовым <$II1IBTp0M 1 2, Bblxol2, которого ODIIBQII c двумя узкополосными фильтрами 15 Г1 16 низких частот, вкл<оченными параллельно входу детектора 17 биений. Дяя достижения высоких точностей измерения дальности Аа первой масштабной частоте один из выходов узкополосного фильтра 15 связан непосредственно с входом первого фазометра 18 точного измерения дальности, а для расширения диапазона однозначного измерения дальности второй выход. фильтра 15 и выход фильтра 16 соединены с входом детектора 17, работающего в режиме биений, выход которого соединен с первым входом второго фазометра 19, а второй его вход " с генератором 6 низкой частоты, Для компенсации фаэовьх сдвиГ ов в полосавом фильтре 12 и фильтре 15, возникших 9В cчет ухОда частоть! ВысОКОстя бнльного масштабного генератора 7 или генератора 5 промежуточной частоты, а также за счет расстройки низкочастотных усилителей из-за изменения со временем их ">пектрнческих параметров лод воздействи<м <<з.* f1 ) ч дуляции, равну3«с:ум31< члс тот г< нераторов и б. Второе опорно(вы-с.окочлстотное колеблн11г второ1"1 и;1(— 5 спт абнО11 члс тoTы фО рм11pv(т(. я 1<О 1<т(<11
2 и представляет собой верхнюю боковую частоту однополосйой модуляции, равную сумме частоФ уд13оителя 7, фаФ зокомпенсационного блока 2 и генератора 5. После преобразования колеблигп1-. двух масштабных частот в электрооптическом демодуляторе l0 оптический модулированный луч двумя низкочастотнь1ми колебаниями после фотоэлектронного умножителя 1! преобразо20 вывлется в электрические колебания низких частот, которые проходят линейный полосовой фильтр !2 без ослабления. Выходы узкополосных фильтров 15 и 16 после разделения их по 25 частоте, связанной с детектором !7 биений, которы11 формирует колебание разнЬстной частоты. Использование детектора 1? биений позволяет расширить предел измерения Одноэ11ачной дальности, поскольку эта дальность определяется в этом случае не второй масштабной частотой, а значением раэностной частоты. Для обеспечения высоких точностей 35 измерения дальности выход узкополосного фильтра 15, несущего информацию о задержке фазы на трассе на первой масштабной частоте, -непосредственно связан с фаэометром 18.точного иэме.40 рения дальности. Опорное колебание этого фаэометра поступает с выхода генератора б низкой частоты через линейный полосовой фильтр !3 и узкополосный 45 фильтр !4 ° Они идентичны по схеме и конструкции с фильтрами 12 и )5 и служат для компенсации всех фазовых флуктуаций и возможных сдвигов фаз в них за счет расстроек частот гене50 раторов или изменения параметров схе" мы со временем. Фазовые флуктуации и сдвиги фаз в узкополосных фильтрах 15 и 16 ком" ненсируются в детекторе 17 биений и 55 на точность измерения на ф<3зо <етре 19 они не влияют. ФорМула и э О б р е т TT H H Светодальномер, содержащий лазерный генератор, электрооптичегкl <В<,r Т< ° r! <, 1", 1»,< fr.i;f!<(«Гll ll Т. <1,
Ttgg(lIòè fTTT fé фильтр< !3 и узкополосный 1 фильтр 14. Поскольку их электрическая схема, конструкция стро1 о идентичны то 11 флзоьчf< сдвиги 13 нпх оди11л1(о1<ые и, следс вательно, разность фазовых сдвигов скомпенсируется и не Окажет влияния на точность измерения дальн(3сти. Цпя непосредственного визуального отсчета дальности в качестве фазометрОн !8 и 19 использованы цифровые . счетчит(и, объединенные в один блок. Светодальномер работает следующим образо11. В резонатор электрооптического модулятора Одновременно вводят колебания ITT>fcoKocTcIOI(f1 bH01 o масштабного генератора 1 и колебания второй масштабной частоты с выхода первого фазоком:1снсациогп(огo блока 2 с разносом час от, равным частоте колебаний генератора 5 промежуточной частоты. 1(олебания второй масштабной частоты формируются в блоке 2 с пом(1щью колебаний высокочастотпого масштабного генератора 1 и генератора 5 и представця1от собой верхнюю боковую частоту однополосной модуляции, равную сумме этих двух частог. Лазерный луч, промодулиронанный по амплитуде этими колебаниями, после прохождения трассы и отражения от отража" теля объекта поступает на вход злектрооптического демодулятора 10. На трассе каждое из этих колебаний получает задержку по фазе на своей частоте. Для преобразования этих колебаний в низкие частоты в резонатор электрооптичес1(ого демодулятора 10 введены два раэнесенны по частоте опорны1( колебания, причем с, таким расчетом,, чтобы на выходе дем(3цулятора 10 они по частоте отличались If два раза, Это условие необходимо для стыковки частот в последующих цепях и выравнивания значений частот на входах фазометров 18 и )9 с целью их унификации. Первое Опорное высокочастотное колебание первой мс<сп<табной частоты формируется в треть<:и фазокомпенсацИОННОМ бЛОКС; 4 С ПО TOT " 1520982 Составитель В.Попов Техред А.Кравчук Корректор С.Черни Редактор С.Кулакова Закаэ 1086 Тирам Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по нэобретениям н открытиям прн ГЕНТ СССР 113035, Москва,,%-35, Раушская наб ., д. 4/5 Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 дулятор и демодулятор, фотоэлектронный умно китель, генераторы высокостабнльчый масштабный, промежуточной и низкой частот, связанный с удвоителем частоты, фаэокомпенсапионные блоки однополосной модуляции и узкополосные фильтры, связанные с фаэометрами разрешения неоднозначности,и точного измерения, о т л и ч а ю - 1О д н и с я тем, что, с целью упрощения конструкции, в него введен детектор биений, входы которого через два узкополосных фильтра соединены с вы-. ходом введенного полосового фильтра, вход которого подключен к выходу фотоэлектронного умно кителя-, первый .вход детектора биений соединен с первым входом фаэометра точного измерения, а выход — с первым входом фаэометра разрешения неоднозначности, выход генератора низкой частоты через полосовой и узкополосные фильтры соединен с вторым входом фазометра точного измерения н непосредственно с вторым входом фазометра разрешения неоднозначности.
