脉冲激光测距机最大测程测试方法研究

　　0 引 言

　　激光测距具有体积小、操作简单、测量精度高、作用距离远、抗干扰能力强等优点, 在军事上得到广泛应用。激光测距配合各种战术武器使用可使首发命中率高达 80%以上, 大大提高了武器系统的攻击力和准确性。目前, 激光测距仪已大量装备到飞机、坦克、地炮、导弹、军舰、潜艇上。而在激光测距机中应用最广、数量最大、技术最成熟的首推脉冲激光测距机[1, 2]。

　　反映一台激光测距仪是否合格的最重要的综合性指标是最大测程, 其大小取决于激光器的输出功率、束散角以及接收机的探测灵敏度等。如何科学合理地检测最大测程, 一直是人们探讨的焦点。最大测程检测方法也经历了几次变革, 但尚未形成统一的标准。本文对现行的几种检测方法进行了分析比较, 在此基础上提出了一种新的检测方法, 并进行了实测验证和误差分析[2]。

　　1 现行最大测程检测方法

　　1.1 实际测距法

　　实际测距法[3, 4]是最大测程检测最直观的方法,也是在测距机的生产与鉴定中最常用的方法。选择合适天气, 在指标规定的距离上放置一待测的真实目标( 如坦克、飞机等) , 然后对该目标进行测距, 若能达到该测距机的准测率就算该机的测程检验合格。

　　实际测距法存在许多不足, 一是由于动用真实目标, 或成本太高, 或无法实现, 有时用目标靶或远方建筑物来代替, 因此无法控制目标的特性; 二是受天候影响很大, 对同一台测距机, 气候条件不同, 所得最大测程相差极大; 三是不同测距机测程可比性差, 无法判断优劣, 且同一测距机不同天候所做试验的结果可比性也不好。

　　鉴于实际测距法存在的不足, 国内外都在发展激光测距机测程的模拟检测方法, 以提高测程检验的可行性及可靠性。

　　1.2 消光试验法

　　消光试验法[1]是通过在激光测距机的发射或接收光路中加衰减片来测量反射能量衰减量, 从而模拟检测激光测距机最大测程的一种方法。消光试验法又有室外消光法和光纤消光法之分。

　　1.2.1 室外消光法

　　室外消光法检测原理如图 1[1]所示, 在距激光测距机 L(通常取 500 m)处立一标准漫反射测试靶, 靶面反射系数为 ρ且靶面积大于发射激光光斑面积, 在激光测距机发射光路中加入衰减器, 瞄准靶板进行测距, 改变衰减器的衰减量, 直至测距机达到临界稳定测距状态, 此时的衰减量可反映测距机的最大测程。

　　室外消光法最大的不足在于无法得到定量的最大测程值, 因此只适合于批量产品的比对检测, 具有一定的局限性。

　　1.2.2 光纤消光法