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1、2016年4月宇航计测技术Apr.,2016第36卷第2期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.36,No.2試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試文章编号:1000-7202(2016)02-0016-06中图分类号:TH744文献标识码:A脉冲激光测距误差标定及不确定度分析刘红博费丰史学舜刘玉龙刘长明陈海东(中国电子科技集团公司第41研究所,青岛266555)摘要以脉冲激光测距机的测距误差标定为背景,通过对测距误差解析表达式的推导,给出了系统各不确定
2、度分量对测距误差的影响,计算了信号延迟时间、探测器和激光二极管响应时间、晶振频率、大气折射率等不确定度分量。通过对某已标定激光测距机实验验证表明:该装置在500m~20000m测距范围内,测量重复性引入的相对标准不确定度最大值为0.67m,满足该类激光测距机测量不确定度5m(k=2)的校准测试需求。因此,利用该解析表达式可以实现对脉冲激光测距误差的有效评估,这对于脉冲激光测距测试系统、脉冲激光测距机的设计具有重要的指导意义。关键词激光测距机测距误差光电延时法测量不确定度CalibrationMethodandUncertaintyAnalysesofPulseLa
3、serRangingErrorLIUHong-boFEIFengSHIXue-shunLIUYu-longLIUChang-mingCHENHai-dongst(The41ResearchInstituteofCETC,Qingdao266555)AbstractTakingthepulselaserrangefinderforrangingerrorasapplicationbackground,inthispaper,theanalyticformoftherangingerrorwasgiven,andtheimpactofuncertaintytorang
4、ingerrorwerepresentedaccordingtotheformula.Meanwhile,theuncertaintyofthesignaldelay,responseofde-tectorandlaserdiode,crystaloscillatorfrequency,refractiveindexofairiscalculated.Alaserrangefinderwasselectedastheexperimentalobjectandthedistancewastestedat500m~20000m.Theexperimentalshowe
5、dthatthemaxrelativestandarduncertaintywas0.67mbelongtotestrepeatability.Itcanmeettheuncertainty5m(k=2)rangingcalibration.Theperformanceofrangingerrordevicecanbeeffectivelyassessedwiththisformula,anditisofimportantguidingsignificanceforthelaserrangefinderandlaserrangingerrordesign.Keyw
6、ordsLaserrangefinderRangingerrorPhotoelectricdelayUncertaintyOCISCodes收稿日期:2015-08-21,修回日期:2015-12-10作者简介:刘红博(1987-),男,硕士,工程师,主要研究方向:光电检测技术。第2期脉冲激光测距误差标定及不确定度分析·17·1引言激光测距机发射出的激光脉冲进入到光电探测器,该探测器响应时间约1ns,波长范围为200~脉冲激光测距机的特点是测量距离远、峰值功率1100nm,通过调节入射光强最大可实现10V电压高、对光源相干性的要求比较低。因此,它在自动控输出(50
7、赘电阻负载)。由于激光测距机发射功率制、航空航天、大地测量等领域得到了广泛应用[1]。较大,不存在探测器响应不足的问题。输出电脉冲测距误差是评价激光测距机性能的主要指标之信号首先进入脉冲整形电路,提取出干净的电脉冲一。目前,激光测距机校准主要有实际测距法、光纤信号,减少系统误差,利于后续的采集与处理。模拟测量法和光电延时法[2]。实际测距法最大优对激光测距机进行误差测量时,通过控制延时点是直观,而且也包含了测距机各种性能参数对测计数系统的计数值N,就可以实现对不同距离值的距能力的影响。但其缺点也同样明显,一是动用真测量。校准测量距离表达式为实目标,成本较,二是受气
8、候影响较大
