8.5.2. Лазерні імпульсні вимірювання відстаней

Лазерна станція складається з імпульсної віддалемірної системи і системи спостереження за штучними супутниками Землі. Принцип імпульсного методу вимірювання відстаней досить простий. Імпульс, що випромінює лазер, розщеплюється на пусковий імпульс, який через внутрішній світловий канал запускає лічильник пробігу й імпульс зупинки, який після розповсюдження до супутника і назад зупиняє процес рахування (рис.8.5).

 

Для реєстрації лічильником світлові імпульси спочатку перетворюють в електричні за допомогою фотоприймача (ФЕП). Час пробігу пропорційний відстані до супутника. Початок відліку для вимірювання часу пробігу (епоху) задають кварцовий, або атомний годинник. Точність вимірювання відстані до супутників для імпульсних віддалемірів 1-ого покоління 1-5 м (візуальне спостереження) і 2-ого покоління 0,1-0,3 м (напівавтоматичне спостереження) суттєво обмежена невизначеністю виявлення відбитого імпульсу. Тому при розробці віддалемірів 3-ого покоління (похибка - кілька сантиметрів, автоматичне спостереження) на передній план були поставлені проблеми генерування надзвичайно коротких імпульсів, створення фотоелектронних приймачів з надзвичайно коротким часом встановлення й аналізу зареєстрованих імпульсів.

У віддалемірах 1-ого і 2-ого поколінь для генерування імпульсів застосовують перемикачі добротності: дзеркала, що обертаються перемикачі на поглинаючих пластинках, комірки Покельса.

За допомогою цих перемикачів можна отримувати імпульси з шириною на рівні 0,5 порядку 10-30 нс у приладах 1-ого покоління і 3-4 нс у приладах 2-ого покоління.

У приладах 3-ого покоління на базі використання акустичної взаємодії мод (типів хвиль) і селекції імпульсів за допомогою комірок Покельса,півширина зменшена до 0,1 не. При нормальному охолодженні рубінові лазери генерують імпульеи з чаетотою проходження 0,5-1 Гц і з півшириною 1-3не і з піковою потужніетю декілька гігават. Для отримання імпульеів з більшою чаетотою проходження і з меншою шириною і таких же пікових потужноетей в наш чае викориетовують багатоетупінчаеті лазери на еклі й неодимі N(1 .

Чае ветановлення ФЕП за оетанні роки вдалоея зменшити до дееятих чаеток наноеекунди. Крім того є електронні лічильники, які за допомогою допоміжного аналогового інтерполятора оетанньої одиниці рахунку дозволяють уточнити чаеовий інтервал до 0,1 не. Таким чином можна вимірювати відетані з еантиметровою точніетю.