Introduzione al principio di misurazione della distanza del telemetro di onde elettromagnetiche
Esistono due metodi di misurazione delle onde elettromagnetiche: misurazione dell'impulso e misurazione della fase.
variazione del polso
Una parte dell'impulso luminoso emesso dallo strumento ad un'estremità della linea di misura entra direttamente nel dispositivo optoelettronico ricevente dall'interno dello strumento come impulso di riferimento; anche la parte restante dell'impulso luminoso emesso entra nel dispositivo optoelettronico ricevente dopo essere stata riflessa dallo specchio all'altra estremità della linea di misurazione. Misurando il tempo t tra l'impulso di riferimento e l'impulso riflesso, la distanza D può essere ottenuta dalla seguente formula: , dove c è la velocità della luce. I telemetri laser utilizzati nella geodesia satellitare per misurare la Luna e i satelliti artificiali utilizzano tutti il metodo della misurazione degli impulsi.
intervallo di fase
Da un'estremità della linea di misura viene emessa l'onda luminosa o microonde modulata dalla corrente ad alta frequenza e, al ritorno dall'altra estremità, si misura con un rilevatore di fase la differenza di fase tra l'onda emessa e l'eco. Se la frequenza di modulazione è f, il tempo impiegato dall'onda elettromagnetica per andare avanti e indietro è: dove n è
Il numero di settimane intere nel tempo t. Sostituendo t nella formula del metodo di misurazione degli impulsi sopra elencata, la distanza D è: , dove λ è la lunghezza d'onda nota dell'onda modulata, che è equivalente alla lunghezza del righello per misurare la distanza, e n è equivalente alla numero di piedi completi sul campo di misura. Una mantissa lunga meno di un sovrano.
Per determinare il numero n dell'intero piede, vengono solitamente utilizzati il metodo della frequenza variabile e il metodo della frequenza fissa multilivello. Il primo consiste nel far variare continuamente la frequenza di modulazione del telemetro entro un determinato intervallo, il che equivale a modificare continuamente la lunghezza del righello di misurazione, in modo che possa utilizzare l'energia solo per misurare la distanza. Quando si misura la distanza, la frequenza viene modulata successivamente in modo che la mantissa inferiore a un piede intero sia uguale a zero. In base al numero di occorrenze dello zero e al corrispondente valore di frequenza, è possibile determinare il numero n grado dell'intero righello di misurazione. Quando si utilizza il metodo della frequenza fissa multilivello, equivale a utilizzare più righelli di misurazione di diverse lunghezze per misurare la stessa distanza. In base alla differenza di fase misurata con frequenze diverse, il numero intero n può essere risolto per ottenere la distanza D.
Oltre a misurare la differenza di fase con un rilevatore di fase, è possibile utilizzare anche il metodo del percorso ottico variabile, ovvero il sistema ottico interno allo strumento viene utilizzato per modificare il percorso ottico del segnale ricevuto per ritardare il segnale per un periodo di tempo. Quando lo strumento elettronico indica che la fase del segnale trasmesso è uguale a quella del segnale ricevuto, leggere la mantissa direttamente sulla scala. Inoltre, è possibile utilizzare anche un circuito di ritardo per modificare la fase del segnale ricevuto e il circuito può regolare la divisione sul controller e leggere la mantissa.
