Повышение помехоустойчивости фазовых лазерных дальномерных систем

Abstract

Рассмотрен алгоритм измерения фазовых сдвигов в фазовых лазерных дальномерных системах, позволяющий без применения автоматической калибровки существенно уменьшить случайную погрешность измерения, обусловленную действием фликкер-шума. При этом влияние широкополосных помех уменьшается за счет усреднения многократных выборок значений синусоидальной и косинусоидальной составляющих сигнала, используемых для оценки фазового сдвига, пропорционального измеряемому расстоянию. Предложенный алгоритм измерения предполагает введение на одном из этапов работы прибора в измерительный или опорный каналы фазоизмерительного устройства дополнительного фазового сдвига, значение которого зависит от измеряемого расстояния. Путем численного моделирования проведена оценка случайной погрешности измерения расстояния. Полученные при моделировании данные позволяют оптимальным образом выбрать параметры преобразовательных процессов в схеме фазового лазерного дальномера в зависимости от требуемых быстродействия и точности измерения расстояния.

Розглянуто алгоритм вимірювання фазових зсувів у фазових лазерних далекомірних системах, який дозволяє без застосування автоматичного калібрування істотно зменшити випадкову похибку вимірювання, яка обумовлена дією флікер-шуму. При цьому вплив широкосмугових завад зменшується за рахунок усереднення багаторазових вибірок значень синусоїдальної і косинусоїдальної складових сигналу, що використовуються для оцінки фазового зсуву, пропорційного вимірюваній відстані. Запропонований алгоритм вимірювання припускає введення на одному з етапів роботи приладу у вимірювальний або опор- ний канали фазовимірювального пристрою додаткового фазового зсуву, значення якого залежить від вимірюваної відстані. Шляхом чисельного моделювання проведено оцінку випадкової похибки вимірювання відстані. Отримані при моделюванні дані дозволяють оптимальним чином вибрати параметри перетворювальних процесів у схемі фазового лазерного далекоміра в залежності від необхідних швидкодії і точності вимірювання відстані.

The study tested an algorithm for measuring the phase shifts in the phase laser rangefinder systems, allowing to reduce significantly random measurement error caused by influence of flicker noise without automatic calibration. In this case the influence of broadband noise is reduced by averaging multiple samples of values a sine and cosine signal components used to estimate the phase shift that is proportional to the measured distance. The proposed measurement algorithm makes possible the introduction of one of the stages of the instrument in measuring and reference channels of phase measuring device additional phase shift, the value of which depends on the measured distance. Investigators evaluated the random error of measurement distance by numerical simulations. Data obtained in the process of simulation allow to choose the parameters of conversion processes in the phase diagram of the laser range finder, depending on the required speed and accuracy of the distance measurement.