Sut mae mesurydd pellter laser yn gweithio?

Mae mesurydd pellter laser yn gweithio drwy ddefnyddio mesur yr amser y mae'n cymryd pwls o olau laser i'w adlewyrchu oddi ar darged a'i ddychwelyd i'r anfonwr. Gelwir hyn yn egwyddor "amser hedfan", a gelwir y dull naill ai'n fesur "amser hedfan" neu "pwls".

Egwyddor Weithredu

Mae mesurydd pellter laser yn gollwng pwls o laser ar darged. Yna, mae'r pwls yn adlewyrchu oddi ar y targed ac yn ôl i'r ddyfais anfon (mesurydd pellter laser yn yr achos hwn). Mae'r egwyddor "amser hedfan" hon yn seiliedig ar y ffaith bod golau laser yn teithio ar gyflymder gweddol gyson drwy awyrgylch y Ddaear. O fewn y mesurydd, mae cyfrifiadur syml yn cyfrifo'r pellter i'r targed yn gyflym. Mae'r dull hwn o gyfrifo pellter yn gallu mesur y pellter o'r Ddaear i'r lleuad o fewn ychydig o centimedrau. Gellir cyfeirio at fesuryddion pellter Laser hefyd fel "finders ystod" neu "finders ystod laser".

Cyfrifo Pellter

Rhoddir y pellter rhwng y mesurydd a'r targed gan D=ct/2, lle mae c yn cyfateb i gyflymder y golau ac mae'n cyfateb i'r amser ar gyfer y daith gron rhwng mesurydd a tharged. O ystyried pa mor gyflym y mae'r pwls yn teithio a'i ffocws, mae'r cyfrifiad bras hwn yn gywir iawn dros bellteroedd o draed neu filltiroedd ond mae'n colli cywirdeb dros bellteroedd llawer agosach neu ffarwel.

Pam Lasers?

Canolbwyntir ar laserau, ffa dwys o olau, fel arfer o un amlder. Maent yn ddefnyddiol iawn ar gyfer mesur pellteroedd gan eu bod yn teithio ar gyfraddau gweddol gyson drwy'r atmosffer ac yn teithio pellteroedd llawer hirach cyn i ymwahanu (gwanhau a lledaenu ffa golau) leihau effeithiolrwydd y mesurydd. Mae golau laser hefyd yn llai tebygol o wasgaru fel golau gwyn, sy'n golygu y gall golau laser deithio llawer mwy o bellter heb golli dwyster. O'i gymharu â golau gwyn cyffredin, mae pwls laser yn cadw llawer o'i ddwyster gwreiddiol pan gaiff ei adlewyrchu oddi ar y targed, sy'n bwysig iawn wrth gyfrifo pellter i wrthrych.

Ystyriaethau

Mae cywirdeb mesurydd pellter laser yn dibynnu ar y pwls gwreiddiol yn dychwelyd i'r ddyfais anfon. Er bod ffa laser yn gul iawn a bod ganddynt egni uchel, maent yn destun yr un gwyriadau atmosfferig sy'n effeithio ar olau arferol, gwyn. Gall yr ystumiadau atmosfferig hyn ei gwneud yn anodd cael darlleniad cywir o bellter gwrthrych ger gwyrddni neu dros bellteroedd hir o fwy nag 1 cilomedr mewn teras haeddiannol. Hefyd, mae gwahanol ddeunyddiau'n adlewyrchu golau i raddau mwy neu lai. Mae deunydd sy'n tueddu i amsugno neu wasgaru golau (trylediad) yn lleihau'r tebygolrwydd y gellir adlewyrchu'r pwls laser gwreiddiol yn ôl i'w gyfrifo. Mewn achosion lle mae'r targed wedi gwasgaru myfyrio, dylid defnyddio mesurydd pellter laser gan ddefnyddio "dull sifftiau cam".

Derbyn Optegau

Er mwyn sicrhau dibynadwyedd, mae mesuryddion pellter laser yn defnyddio rhyw ddull i leihau golau cefndir. Gall gormod o olau cefndir ymyrryd â'r mesur pan fydd y synhwyrydd yn camgymryd rhyw ran o'r golau cefndir ar gyfer y pwls laser a adlewyrchir, gan arwain at ddarllen pellter ffug. Er enghraifft, mae mesurydd pellter laser sydd wedi'i gynllunio i'w ddefnyddio mewn amodau Antarctig, lle disgwylir golau cefndir dwys, yn defnyddio cyfuniad o hidlyddion lled band cul, amleddau ffa wedi'u hollti, ac iris bach iawn i rwystro cymaint o ymyrraeth o olau cefndir â phosibl.

Ceisiadau

Mae gan fesuryddion pellter laser a cwyr ystod amrywiaeth eang o ddefnyddiau, o wneud mapiau i chwaraeon. Gellir eu defnyddio i greu mapiau o fapiau llawr y môr neu dopograffeg wedi'u clirio o lystyfiant. Fe'u defnyddir yn y lluoedd arfog i ddarparu'r union bellter i dargedau ar gyfer snips neu briodas, ar gyfer ailgyflunio ac ar gyfer peirianneg. Mae peirianwyr a dylunwyr yn defnyddio mesuryddion pellter laser i lunio modelau 3D o wrthrychau. Mae saethwyr, helwyr a golffwyr i gyd yn cyflogi chwilwyr ystod i gyfrifo pellter i'r targed.