测距的新概念—相位折合理论
史锦顺 · 2011-02-09 08:37 · 51414 次点击
**测距的新概念—相位折合理论**
史锦顺
**摘要**本文引出折合测尺概念,建立相位测距的新理论——相位折合理论。推得相位测距技术中计算距离的统一公式。新测距公式巧解模糊,简洁明快。提出以微波相位测量来进行距离测量的两种思路。
**引言**
距离测量,又称长度测量,是个古老的命题,基本又重要。人类的日常生活,生产交通交换,都需要长度测量。通常用尺量长度,米尺、卡尺、千分尺,这是人们熟知的。修铁路修公路,建高楼架大桥,都需要精确测量距离,要用测距仪;侦察敌机位置、控制人造卫星,要求测得远测得快,这就要利用电磁波来测量距离。电磁波测距方便快捷,只要能提高精度,应用前景十分广阔。
电磁波在空间的传播速度是常数,这个常数就是光速c。这一点被人们用来测量距离,既快又可以准确。雷达定位,主要是电磁波测距。光也是电磁波,将射频电磁波调制在激光上,使测距精确又便捷。
利用电磁波测量距离,主要有两种方式。一种是测量收发脉冲间的延迟时间,称脉冲测距;一种是测量收发正弦信号间的相位差,即测量相滞,这就是相位测距。由于相滞等于时延与角频率的乘积,若取频率很高,则微小的时延相当于很大的相滞。这样,相位测距的分辨力远远优于脉冲测距的分辨力。分辨力是准确度的基础。本文在现有高稳石英晶体信源、集成频综这些技术背景下,提出以微波相位测量来进行距离测量,可达极高的测量精度。与此类似,用矢量网络分析仪测量电缆长度,标准偏差约0.1mm。
相位测距的重要问题是如何确定收发相差的整周数,这通常称解模糊。现有的理论,解模糊的方式很繁难,且没有给出统一公式。本文揭示相位测距中各频率信号间的关系,建立一套折合测尺理论,方便地得到计算距离的统一公式。公式极简明,请品评。
公式多,详见压缩文件[attach]44363[/attach]