專利名稱：紅外相位測距儀測距能力野外在線模擬檢測方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測距儀的性能檢定技術(shù)，具體地說是一種紅外相位測距儀測距能力野外在線模擬檢測方法及裝置。
背景技術(shù)：
紅外相位測距儀測距精度高、速度快、重量較輕，在地形勘測方面發(fā)揮著重要作用。紅外相位測距儀測距能力主要體現(xiàn)在測程和測距精度兩方面，作為一種被多領(lǐng)域頻繁使用的長度計量儀器，其測距能力的定期檢定是使用者必須關(guān)心的問題。而野外條件下的原位近、中、遠(yuǎn)距離測距功能的檢定和測距精度的檢測，是評價紅外相位測距儀測距能力的兩個核心問題。在國內(nèi)目前執(zhí)行的有關(guān)紅外相位測距儀計量檢定規(guī)程中，其測距能力的檢定是采用室外基線法，該方法的不足之處在于，室外基線法的檢定周期長，人力物力成本高，而且檢定還要受到大氣條件的限制和影響。因而國內(nèi)外學(xué)者開展了大量紅外相位測距儀室內(nèi)檢定方法的研究，其基本思路是將野外基線轉(zhuǎn)入室內(nèi)，建立室內(nèi)的靜態(tài)或動態(tài)基線。但相關(guān)研究僅限于實驗室狀態(tài)，而且，由于受建筑物的長度限制，所建立的室內(nèi)基線較短，難以滿足中、遠(yuǎn)距離的檢測需求。所以，現(xiàn)行的檢測方法均難以滿足紅外相位測距儀測距能力野外在線檢測需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一就是提供一種紅外相位測距儀測距能力野外在線模擬檢測方法，以解決紅外相位測距儀目前不便進(jìn)行野外原位近、中、遠(yuǎn)距離測距功能檢定以及普通檢定方法存在的測距精度不高的問題。本發(fā)明的目的之二就是提供一種紅外相位測距儀測距能力野外在線模擬檢測裝置，以實現(xiàn)對紅外相位測距儀高精度的野外原位近、中、遠(yuǎn)距離測距功能的檢定。本發(fā)明的目的之一是這樣實現(xiàn)的一種紅外相位測距儀測距能力野外在線模擬檢測方法，以光纖延時模擬檢測法進(jìn)行紅外相位測距儀野外原位近距離的測距功能檢定及其測距精度檢測；以電路延時模擬檢測法進(jìn)行紅外相位測距儀野外原位中、遠(yuǎn)距離的測距功能檢定及其測距精度檢測。本發(fā)明中的所述光纖延時模擬檢測法是按以下步驟進(jìn)行
a、將模擬檢測裝置的接收光學(xué)系統(tǒng)調(diào)整對準(zhǔn)到被測紅外相位測距儀的發(fā)射系統(tǒng)上，將模擬檢測裝置的發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)對準(zhǔn)被測紅外相位測距儀的接收系統(tǒng)；將模擬檢測裝置的發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)前端與被測紅外相位測距儀的接收系統(tǒng)前端的間距作為系統(tǒng)誤差值；
b、開啟控制計算機，輸入所述系統(tǒng)誤差值，開啟模擬檢測裝置，開啟被測紅外相位測距儀并預(yù)熱；
C、在控制計算機上選擇光纖延時模擬檢測工作模式，并選定使用光纖一，在控制計算機上顯示出對應(yīng)光纖一的模擬距離值；通過切換控制開關(guān)調(diào)整模擬檢測裝置工作在光纖延時模擬檢測狀態(tài)；
d、在被測紅外相位測距儀上設(shè)定單次測距模式，測距后，從被測紅外相位測距儀上獲得距離測量值并記錄；將所記錄的距離測量值與控制計算機上顯示的模擬距離值進(jìn)行比對，即完成一次檢測過程；
e、分別選擇使用光纖二、光纖三，并重復(fù)步驟c、d，分別獲得對應(yīng)于光纖二和對應(yīng)于光纖三的距離測量值；將獲得的距離測量值與控制計算機上給出的模擬距離值進(jìn)行比對，如果獲得的距離測量值在有效精度位數(shù)上與模擬距離值相同，則表示被測紅外相位測距儀的近距離測距能力正常，否則即表示不正常。本發(fā)明中的所述電路延時模擬檢測法是按以下步驟進(jìn)行
a、將模擬檢測裝置的接收光學(xué)系統(tǒng)調(diào)整對準(zhǔn)到被測紅外相位測距儀的發(fā)射系統(tǒng)上，將模擬檢測裝置的發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)對準(zhǔn)被測紅外相位測距儀的接收系統(tǒng)；將模擬檢測裝置的發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)前端與被測紅外相位測距儀的接收系統(tǒng)前端的間距作為系統(tǒng)誤差值；
b、開啟控制計算機，輸入所述系統(tǒng)誤差值，開啟模擬檢測裝置，開啟被測紅外相位測距儀并預(yù)熱；
C、在控制計算機上選擇電路延時模擬檢測工作模式，并設(shè)定需要模擬的距離值，模擬距離值不小于100米、不大于紅外相位測距儀的測程；根據(jù)控制計算機上提示的衰減片組合形式，在模擬檢測裝置的發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)上設(shè)置對應(yīng)的衰減片組合；通過切換控制開關(guān)調(diào)整模擬檢測裝置工作在電路延時模擬檢測狀態(tài)。d、在被測紅外相位測距儀上設(shè)定單次測距模式，測距后，從被測紅外相位測距儀上獲得距離測量值并記錄；將所記錄的距離測量值與在控制計算機上設(shè)定的模擬距離值進(jìn)行比對，即完成一次檢測過程；
e、分別設(shè)定不同的模擬距離值，重復(fù)步驟c、d，得到對應(yīng)的距離測量值；將獲得的距離測量值與在控制計算機上設(shè)定的模擬距離值進(jìn)行比對，如果獲得的距離測量值在有效精度位數(shù)上與設(shè)定的模擬距離值相同，則表示被測紅外相位測距儀的中、遠(yuǎn)距離測距能力正常， 否則即表示不正常。在進(jìn)行電路延時模擬檢測法檢測的過程中，在控制計算機上設(shè)定模擬距離值的取值點，應(yīng)在被測紅外相位測距儀的測程內(nèi)均勻分布。本發(fā)明檢測方法將光纖延時模擬檢測和電路延時模擬檢測兩種方法相結(jié)合，采用多個測尺頻率進(jìn)行測距，從而兼顧了測程和測距的精度要求。由于是采用連續(xù)調(diào)制的光波進(jìn)行測距，因而測距精度高；采用光纖延時模擬檢測方法，可以保證檢測精度，采用電路延時模擬檢測方法模擬距離值，其設(shè)定簡便，滿足了測程檢測的需要。本發(fā)明對紅外相位測距儀測距能力的檢測，突破了傳統(tǒng)的室外基線和室內(nèi)基線的常規(guī)檢測思路，通過采用光纖延時與電路延時兩種模擬檢測方法相結(jié)合的檢測方案，可實現(xiàn)對紅外相位測距儀測距能力的檢測。本發(fā)明檢測方法既可對紅外相位測距儀進(jìn)行近、中、 遠(yuǎn)測程的檢測，又可進(jìn)行測距精度的檢測和野外在線檢測，滿足了使用單位的使用需要。本發(fā)明的目的之二是這樣實現(xiàn)的一種具有模擬檢測功能的野外在線檢測裝置， 包括有
接收光學(xué)系統(tǒng)，與切換控制開關(guān)相接，用于接收被測紅外相位測距儀發(fā)出的測距光
波；發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)，與切換控制開關(guān)相接，用于將通過光纖傳輸模擬系統(tǒng)的測距光波或者經(jīng)電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)延時的模擬測距光波向被測紅外相位測距儀進(jìn)行回波發(fā)射；
切換控制開關(guān)，分別與所述接收光學(xué)系統(tǒng)、所述發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)、光纖傳輸模擬系統(tǒng)和電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)相接，用于進(jìn)行光纖傳輸模擬系統(tǒng)與電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)的投入切換；
光纖傳輸模擬系統(tǒng)，分別與所述切換控制開關(guān)和控制計算機相接，用于對所接收的測距光波進(jìn)行光纖傳輸；
電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)，分別與所述切換控制開關(guān)和控制計算機相接，用于對所接收的測距光波進(jìn)行電路延時模擬傳輸；以及
控制計算機，分別與所述光纖傳輸模擬系統(tǒng)和所述電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)相接，用于選擇模擬檢測工作模式，并在選定所述光纖傳輸模擬系統(tǒng)中的某個光纖時顯示對應(yīng)的模擬距離值，或者根據(jù)設(shè)定的模擬距離值自動調(diào)整所述電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)的電路工作參數(shù)。在所述光纖傳輸模擬系統(tǒng)中設(shè)置有至少三根長度不同的光纖，在每根光纖的兩端分別接有光纖適配器。在所述光纖傳輸模擬系統(tǒng)中設(shè)置有至少三根長度不同的光纖，在所述光纖的一端端面上鍍有高反射膜。這樣在每根光纖上就可以節(jié)約一個光纖適配器，從而降低系統(tǒng)設(shè)計難度，并使得實際的光纖長度減小為原來的一半，降低了光纖系統(tǒng)的體積和重量，節(jié)約了制造成本。所述電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)是由本征信號取樣器、第一信號濾波電路、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器和FPGA數(shù)據(jù)存儲區(qū)模塊依次相接；所述FPGA數(shù)據(jù)存儲區(qū)模塊的輸出，一路經(jīng)第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第二信號濾波電路、發(fā)光管驅(qū)動電路接紅外發(fā)光管，另一路經(jīng)DSP本征信號特征分析模塊接DSP數(shù)據(jù)指令接口模塊；所述DSP數(shù)據(jù)指令接口模塊的輸出經(jīng)FPGA可預(yù)置精密延時器模塊接FPGA系統(tǒng)時序控制模塊；所述FPGA系統(tǒng)時序控制模塊的第一輸出端接所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，第二輸出端接所述FPGA數(shù)據(jù)存儲區(qū)模塊，第二輸出端接所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器。所述接收光學(xué)系統(tǒng)是由接收物鏡組和第一衰減片組組成。所述發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)是由準(zhǔn)直物鏡組和第二衰減片組組成。本發(fā)明模擬檢測裝置可以實現(xiàn)光纖延時模擬檢測方法和電路延時模擬檢測方法的有效結(jié)合，一般采用多個測尺頻率，以兼顧測程和測距精度的要求，還可方便地擴展本征信號頻率、功率及測距儀接收靈敏度等參數(shù)的檢測。本發(fā)明模擬檢測裝置的重量輕，體積小，靈活性和通用性強，操作簡便，精度有保障，可以進(jìn)行紅外相位測距儀的野外在線檢測。


圖1是本發(fā)明模擬檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖2、圖3是本發(fā)明模擬檢測裝置中的光纖傳輸模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明模擬檢測裝置中的電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明模擬檢測裝置包括有接收光學(xué)系統(tǒng)1、發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)2、切換控制開關(guān)3、光纖傳輸模擬系統(tǒng)4、電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)5和控制計算機6等六個組成部分。其中，接收光學(xué)系統(tǒng)1和發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)2分別連接在切換控制開關(guān)3的固定連接端，光纖傳輸模擬系統(tǒng)4和電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)5分別連接在切換控制開關(guān)3的兩個滑動連接端，以實現(xiàn)工作投入的切換；控制計算機6分別連接在光纖傳輸模擬系統(tǒng)4和電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)5的輸入/輸出端上，以實現(xiàn)模擬檢測工作模式的選擇和控制。圖1中，接收光學(xué)系統(tǒng)1是由接收物鏡組11和第一衰減片組12組成；發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)2是由準(zhǔn)直物鏡組21和第二衰減片組22組成。在光纖傳輸模擬系統(tǒng)4中設(shè)置有至少三根長度不同的光纖41，分別標(biāo)記為光纖一、光纖二和光纖三，在每根光纖的兩端分別接有光纖適配器42 (圖2)。也可在每根光纖 41 一端的端面上鍍高反射膜，在每根光纖41的另一端連接一個光纖適配器42 (圖3)，由此即可將光纖的使用長度減少一半。如圖4所示，電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)5是由本征信號取樣器51、第一信號濾波電路52、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器53和FPGA數(shù)據(jù)存儲區(qū)模塊M依次相接；FPGA數(shù)據(jù)存儲區(qū)模塊M的輸出，一路經(jīng)第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器陽、第二信號濾波電路56、發(fā)光管驅(qū)動電路57接紅外發(fā)光管58，另一路經(jīng)DSP本征信號特征分析模塊59接DSP數(shù)據(jù)指令接口模塊60 ；DSP數(shù)據(jù)指令接口模塊60的輸出經(jīng)FPGA可預(yù)置精密延時器模塊61接FPGA系統(tǒng)時序控制模塊62 ； FPGA系統(tǒng)時序控制模塊62的第一輸出端接第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器53，第二輸出端接FPGA數(shù)據(jù)存儲區(qū)模塊M，第三輸出端接第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器55。電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)5是利用控制計算機6提供模擬檢測的操作界面。參見圖1，本發(fā)明的中、遠(yuǎn)距離測距能力檢測流程是首先，將本發(fā)明模擬檢測裝置的接收光學(xué)系統(tǒng)1調(diào)整對準(zhǔn)到被測紅外相位測距儀的發(fā)射系統(tǒng)上，將本發(fā)明模擬檢測裝置的發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)2對準(zhǔn)被測紅外相位測距儀的接收系統(tǒng)；將本發(fā)明模擬檢測裝置的發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)前端與被測紅外相位測距儀的接收系統(tǒng)前端之間的間距作為系統(tǒng)誤差值，輸入到控制計算機6中。然后，在本發(fā)明模擬檢測裝置中的控制計算機6上設(shè)定需要模擬的距離值，將被測紅外相位測距儀設(shè)定為單次測距模式。啟動被測紅外相位測距儀并預(yù)熱；測距開始，被測紅外相位測距儀發(fā)出測距光波，本發(fā)明模擬檢測裝置接收該測距光波，經(jīng)過相應(yīng)時間的延時后，本發(fā)明模擬檢測裝置產(chǎn)生模擬的測距回波，被測紅外相位測距儀的接收系統(tǒng)收到該測距回波后顯示相應(yīng)的測距距離值。之后，觀測判讀紅外相位測距儀的距離解算結(jié)果是否與在本發(fā)明模擬檢測裝置上設(shè)定的距離值相符——如果相符，則表示該紅外相位測距儀的中、遠(yuǎn)距離測距功能正常；否則即表示該紅外測距儀的工作不正常，需要進(jìn)一步檢修或校正之后才可以使用。在上述檢測過程中，電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)5的工作流程是檢測過程開始后，操作者通過控制計算機6設(shè)定需要模擬的距離值，該距離值作為參數(shù)通過DSP數(shù)據(jù)指令接口模塊60傳遞到FPGA可預(yù)置精密延時器模塊61。FPGA系統(tǒng)時序控制模塊62嚴(yán)格控制第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器53、第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器55和FPGA數(shù)據(jù)存儲區(qū)模塊M的時序。FPGA可預(yù)置精密延時器模塊61將延時時間提供給FPGA系統(tǒng)時序控制模塊62，調(diào)整第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器55的讀取數(shù)據(jù)時序滯后于第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器53采樣時序相應(yīng)的延時時間。開啟被測紅外相位測距儀，并設(shè)定為單次測距工作模式，本征信號取樣器51在探測到測距光波后，經(jīng)第一信號濾波電路52由第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器53采樣，進(jìn)入FPGA數(shù)據(jù)存儲區(qū)模塊M進(jìn)行存儲，之后由第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器陽將存儲區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)讀出，經(jīng)第二信號濾波電路56后，調(diào)制發(fā)光管驅(qū)動電路57，控制紅外發(fā)光管58發(fā)射模擬回波。在模擬檢測過程中，DSP可以隨時讀取FPGA數(shù)據(jù)存儲區(qū)模塊M中的數(shù)據(jù)，由DSP本征信號特征分析模塊59進(jìn)行測距信號特征分析，并將數(shù)據(jù)分析結(jié)果通過DSP數(shù)據(jù)指令接口模塊60傳遞至控制計算機6，進(jìn)行顯示。電路延時模擬檢測的優(yōu)點是可方便地設(shè)定模擬距離值，不足之處是難以模擬短距離，且模擬精度很難到達(dá)毫米級。其原因在于模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器等電子元件自身存在響應(yīng)延時的限制，即利用電路延時的方法實現(xiàn)短距離模擬所需要的較短延時時間(幾納秒至幾十納秒)通常難于實現(xiàn)，因而采用電路延時的方法只適用于模擬中、長距離。因此，本發(fā)明是利用模擬檢測裝置中的光纖傳輸模擬系統(tǒng)4進(jìn)行紅外相位測距儀的近距離測距能力的檢測，參見圖2，其檢測流程是由被測紅外相位測距儀發(fā)出的測距光波通過光纖適配器42、由光纖41的入射端進(jìn)入，再由光纖41的出射端經(jīng)另一光纖適配器 42傳出。測距光波的傳播距離即為光纖41的長度(計算實際傳播距離時還應(yīng)包括系統(tǒng)誤差值)。由于在一定溫度范圍內(nèi)的測距光波在光纖中傳播的光程基本固定，所以采用不同長度的光纖對應(yīng)不同的模擬距離值。光纖延時模擬檢測的優(yōu)點是檢測精度高，容易保證模擬距離值達(dá)到毫米級的精度；不足之處是難以模擬中、長距離。因為要模擬較長的距離值，光纖的長度就要增加，光纖傳輸模擬系統(tǒng)的重量和體積增大，同時，光纖長度增加還會導(dǎo)致光波傳輸?shù)膿p耗增加。為了減小光纖傳輸模擬系統(tǒng)的重量和體積，同時降低光纖傳輸模擬系統(tǒng)的制作成本，光纖的長度一般不超過100米的模擬距離。在實際操作時，在光纖傳輸模擬系統(tǒng)4可設(shè)置10米、50米和100米的三根光纖，并通過圖3所示的光纖端面鍍膜方式來減少光纖的用量，并使得入射的測距光波在傳播至光纖端面時原路反射回去，最后由原入射端傳出。該設(shè)計方按僅使用一個光纖適配器，降低了光纖傳輸模擬系統(tǒng)的設(shè)計難度、重量和體積，節(jié)約了制造成本。由上可知，采用光纖延時模擬檢測和電路延時模擬檢測相結(jié)合的方法，即采用光纖延時的方法模擬短距離，可以保證模擬距離的精度；采用電路延時的方法模擬中、遠(yuǎn)距離，靈活設(shè)定模擬距離值，可以保證測程的檢測，由此滿足了紅外相位測距儀測距能力的檢測需求。從紅外相位測距儀的工作原理來看，其一次測距過程分別采用了不同的測尺頻率，其中高頻率測尺測程短，精度高；低頻率測尺測程長，精度低。本發(fā)明實際上是利用光纖延時方法對紅外相位測距儀的高頻率測尺的工作狀態(tài)進(jìn)行了檢測，利用電路延時方法對紅外相位測距儀的低頻率測尺的工作狀態(tài)進(jìn)行了檢測。兩種模擬檢測方法的結(jié)合，正是針對紅外相位測距儀的測距特點所提出的一種全新有效的檢測技術(shù)方案。此外，采用上述技術(shù)方案，還可以方便地實現(xiàn)本征信號頻率、功率及測距儀接收靈敏度等性能的檢測。其中，本征信號頻率可以由DSP對本征信號采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出；功率檢測可以由分束鏡將部分測距光波信號引至光功率探測模塊予以完成；測距儀接收靈敏度可以通過在模擬檢測裝置發(fā)射的物鏡后添加衰減片進(jìn)行檢測。
利用本發(fā)明模擬檢測裝置進(jìn)行紅外相位測距儀測距能力檢測的操作流程如下
1、調(diào)整模擬檢測裝置的接收光學(xué)系統(tǒng)1對準(zhǔn)被測紅外相位測距儀的發(fā)射系統(tǒng)，模擬檢測裝置的發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)2對準(zhǔn)被測紅外相位測距儀的接收系統(tǒng)。記錄模擬檢測裝置的發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)前端與被測紅外相位測距儀接收系統(tǒng)前端之間的間距，作為系統(tǒng)誤差。2、開啟控制計算機6，輸入上述的系統(tǒng)誤差值；開啟模擬檢測裝置；開啟被測紅外相位測距儀，進(jìn)行預(yù)熱。3、在控制計算機6上選擇光纖延時模擬檢測方法，并確定使用光纖一，這時在控制計算機6上即顯示出實際模擬的距離值(光纖長度+系統(tǒng)誤差)。在模擬檢測裝置上通過切換控制開關(guān)3調(diào)整模擬檢測裝置工作在光纖一檢測的狀態(tài)。4、將被測紅外相位測距儀設(shè)定為單次測距工作模式，紅外相位測距儀開始測距后，即獲得一個距離測量值并記錄下來。將記錄的距離測量值與控制計算機6上顯示的模擬距離值進(jìn)行比對，完成一次檢測過程。5、通過切換控制開關(guān)3調(diào)整模擬檢測裝置分別工作在光纖二和光纖三的檢測狀態(tài)，重復(fù)步驟3、4 ；將獲得的距離測量值與模擬距離值比對結(jié)果，如果獲得的距離測量值在有效精度位數(shù)上與模擬距離值相同，則進(jìn)行步驟6 ；否則即表示被測紅外相位測距儀工作不正常，需要進(jìn)一步檢修、校正之后才可以使用。6、在控制計算機6上選擇電路延時模擬檢測方法，并設(shè)定需要模擬的距離值，模擬距離值不小于100米，不大于被測紅外相位測距儀的測程。此時在控制計算機6上即顯示出需要使用的衰減片組合。在模擬檢測裝置發(fā)射系統(tǒng)上替換為需要的衰減片組合，通過切換控制開關(guān)3調(diào)整模擬檢測裝置工作在電路延時模擬檢測狀態(tài)。7、將紅外相位測距儀設(shè)定為單次測距工作模式，紅外相位測距儀開始測距后，即獲得距離一個測量值并記錄下來。將該距離測量值與在控制計算機6上設(shè)定的模擬距離值進(jìn)行比對，完成一次檢測過程。8、設(shè)定不同的模擬距離值，重復(fù)步驟6、7，并注意取值在被測紅外相位測距儀測程內(nèi)均勻分布；將獲得的距離測量值與模擬距離值比對結(jié)果，如果獲得的距離測量值在米級及以上位數(shù)與設(shè)定的模擬距離值相同，則表示該紅外相位測距儀的中、遠(yuǎn)距離的測距能力正常；否則即表示該紅外相位測距儀的工作不正常，需要進(jìn)一步檢修、校正之后才可以使用。9、關(guān)閉模擬檢測裝置，關(guān)閉被測紅外相位測距儀。
權(quán)利要求
1.一種紅外相位測距儀測距能力野外在線模擬檢測方法，其特征是，以光纖延時模擬檢測法進(jìn)行紅外相位測距儀野外原位近距離的測距功能檢定及其測距精度檢測；以電路延時模擬檢測法進(jìn)行紅外相位測距儀野外原位中、遠(yuǎn)距離的測距功能檢定及其測距精度檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外相位測距儀測距能力野外在線模擬檢測方法，其特征是，所述光纖延時模擬檢測法是按以下步驟進(jìn)行a、將模擬檢測裝置的接收光學(xué)系統(tǒng)調(diào)整對準(zhǔn)到被測紅外相位測距儀的發(fā)射系統(tǒng)上，將模擬檢測裝置的發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)對準(zhǔn)被測紅外相位測距儀的接收系統(tǒng)；將模擬檢測裝置的發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)前端與被測紅外相位測距儀的接收系統(tǒng)前端的間距作為系統(tǒng)誤差值；b、開啟控制計算機，輸入所述系統(tǒng)誤差值，開啟模擬檢測裝置，開啟被測紅外相位測距儀并預(yù)熱；C、在控制計算機上選擇光纖延時模擬檢測工作模式，并選定使用光纖一，在控制計算機上顯示出對應(yīng)光纖一的模擬距離值；通過切換控制開關(guān)調(diào)整模擬檢測裝置工作在光纖延時模擬檢測狀態(tài)；d、在被測紅外相位測距儀上設(shè)定單次測距模式，測距后，從被測紅外相位測距儀上獲得距離測量值并記錄；將所記錄的距離測量值與控制計算機上顯示的模擬距離值進(jìn)行比對，即完成一次檢測過程；e、分別選擇使用光纖二、光纖三，并重復(fù)步驟c、d，分別獲得對應(yīng)于光纖二和對應(yīng)于光纖三的距離測量值；將獲得的距離測量值與控制計算機上給出的模擬距離值進(jìn)行比對，如果獲得的距離測量值在有效精度位數(shù)上與模擬距離值相同，則表示被測紅外相位測距儀的近距離測距能力正常，否則即表示不正常。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紅外相位測距儀測距能力野外在線模擬檢測方法，其特征是，所述電路延時模擬檢測法是按以下步驟進(jìn)行a、將模擬檢測裝置的接收光學(xué)系統(tǒng)調(diào)整對準(zhǔn)到被測紅外相位測距儀的發(fā)射系統(tǒng)上，將模擬檢測裝置的發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)對準(zhǔn)被測紅外相位測距儀的接收系統(tǒng)；將模擬檢測裝置的發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)前端與被測紅外相位測距儀的接收系統(tǒng)前端的間距作為系統(tǒng)誤差值；b、開啟控制計算機，輸入所述系統(tǒng)誤差值，開啟模擬檢測裝置，開啟被測紅外相位測距儀并預(yù)熱；C、在控制計算機上選擇電路延時模擬檢測工作模式，并設(shè)定需要模擬的距離值，模擬距離值不小于100米、不大于紅外相位測距儀的測程；根據(jù)控制計算機上提示的衰減片組合形式，在模擬檢測裝置的發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)上設(shè)置對應(yīng)的衰減片組合；通過切換控制開關(guān)調(diào)整模擬檢測裝置工作在電路延時模擬檢測狀態(tài)；d、在被測紅外相位測距儀上設(shè)定單次測距模式，測距后，從被測紅外相位測距儀上獲得距離測量值并記錄；將所記錄的距離測量值與在控制計算機上設(shè)定的模擬距離值進(jìn)行比對，即完成一次檢測過程；e、分別設(shè)定不同的模擬距離值，重復(fù)步驟c、d，得到對應(yīng)的距離測量值；將獲得的距離測量值與在控制計算機上設(shè)定的模擬距離值進(jìn)行比對，如果獲得的距離測量值在有效精度位數(shù)上與設(shè)定的模擬距離值相同，則表示被測紅外相位測距儀的中、遠(yuǎn)距離測距能力正常， 否則即表示不正常。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紅外相位測距儀測距能力野外在線模擬檢測方法，其特征是，在控制計算機上設(shè)定模擬距離值的取值點，應(yīng)在被測紅外相位測距儀的測程內(nèi)均勻分布。
5.一種紅外相位測距儀測距能力野外在線模擬檢測裝置，其特征是，包括有 接收光學(xué)系統(tǒng)(1 )，與切換控制開關(guān)相接，用于接收被測紅外相位測距儀發(fā)出的測距光波；發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)(2)，與切換控制開關(guān)相接，用于將通過光纖傳輸模擬系統(tǒng)的測距光波或者經(jīng)電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)延時的模擬測距光波向被測紅外相位測距儀進(jìn)行回波發(fā)射；切換控制開關(guān)(3)，分別與所述接收光學(xué)系統(tǒng)、所述發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)、光纖傳輸模擬系統(tǒng)和電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)相接，用于進(jìn)行光纖傳輸模擬系統(tǒng)與電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)的投入切換；光纖傳輸模擬系統(tǒng)(4)，分別與所述切換控制開關(guān)和控制計算機相接，用于對所接收的測距光波進(jìn)行光纖傳輸；電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)(5)，分別與所述切換控制開關(guān)和控制計算機相接，用于對所接收的測距光波進(jìn)行電路延時模擬傳輸；以及控制計算機(6)，分別與所述光纖傳輸模擬系統(tǒng)和所述電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)相接，用于選擇模擬檢測工作模式，并在選定所述光纖傳輸模擬系統(tǒng)中的某個光纖時顯示對應(yīng)的模擬距離值，或者根據(jù)設(shè)定的模擬距離值自動調(diào)整所述電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)的電路工作參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模擬檢測裝置，其特征是，在所述光纖傳輸模擬系統(tǒng)中設(shè)置有至少三根長度不同的光纖，在每根光纖的兩端分別接有光纖適配器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模擬檢測裝置，其特征是，在所述光纖傳輸模擬系統(tǒng)中設(shè)置有至少三根長度不同的光纖，在所述光纖的一端端面上鍍有高反射膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模擬檢測裝置，其特征是，所述電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)是由本征信號取樣器、第一信號濾波電路、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器和FPGA數(shù)據(jù)存儲區(qū)模塊依次相接；所述FPGA數(shù)據(jù)存儲區(qū)模塊的輸出，一路經(jīng)第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第二信號濾波電路、發(fā)光管驅(qū)動電路接紅外發(fā)光管，另一路經(jīng)DSP本征信號特征分析模塊接DSP數(shù)據(jù)指令接口模塊； 所述DSP數(shù)據(jù)指令接口模塊的輸出經(jīng)FPGA可預(yù)置精密延時器模塊接FPGA系統(tǒng)時序控制模塊；所述FPGA系統(tǒng)時序控制模塊的第一輸出端接所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，第二輸出端接所述 FPGA數(shù)據(jù)存儲區(qū)模塊，第二輸出端接所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模擬檢測裝置，其特征是，所述接收光學(xué)系統(tǒng)是由接收物鏡組和第一衰減片組組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模擬檢測裝置，其特征是，所述發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)是由準(zhǔn)直物鏡組和第二衰減片組組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紅外相位測距儀測距能力野外在線模擬檢測方法及裝置。該方法是以光纖延時模擬檢測法進(jìn)行紅外相位測距儀野外原位近距離的測距功能檢定及其測距精度檢測；以電路延時模擬檢測法進(jìn)行紅外相位測距儀野外原位中、遠(yuǎn)距離的測距功能檢定及其測距精度檢測?；谠摲椒ㄔO(shè)計的模擬檢測裝置包括有接收光學(xué)系統(tǒng)、發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)、切換控制開關(guān)、光纖傳輸模擬系統(tǒng)、電路延時相位差編碼控制系統(tǒng)和控制計算機等六個組成部分。本發(fā)明模擬檢測裝置的重量輕，體積小，靈活性和通用性強，操作簡便，精度有保障，可以進(jìn)行紅外相位測距儀的野外在線檢測。
文檔編號G01S7/497GK102540168SQ201210000619
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者侯章亞, 劉寶華, 劉羽翔, 薛明晰, 陳志斌 申請人:中國人民解放軍總裝備部軍械技術(shù)研究所