【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及精密位移测量技术，尤其涉及一种长测程和高性能全站仪测距系统。
技术介绍
1、全站仪广泛应用于测绘、交通、矿山、资源等多个行业的测量工作中，既是长度、角度、空间位置（坐标）等数据获取的重要仪器装备，全站仪是集水平角、垂直角、距离 (斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。传统的全站仪中，高增益放大器的增益比较低，一般在10~40倍左右。这种放大器的限制在于其无法接收远距离的信号，因此全站仪的测程受到一定的限制。因此需要一种长测程和高性能全站仪测距系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是要提供一种长测程和高性能全站仪测距系统。
2、为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：
3、本专利技术包括全站仪，所述全站仪包括cpu数据处理单元，光学系统和信号放大电路,所述光学系统的输出端与所述信号放大电路的输入端连接，所述信号放大电路的输出端与所述cpu数据处理单元的输入端连接，所述信号放大电路包括可调高压电路、高频接收放大混频电路和低频放大带通滤波电路，所述光学系统的输出端与所述可调高压电路的输入端连接，所述可调高压电路的输出端与所述高频接收放大混频电路的输入端连接，所述高频接收放大混频电路的输出端与所述低频放大带通滤波电路的输入端连接，所述低频放大带通滤波电路的输出端与所述cpu数据处理单元输入端连接。所述cpu数据处理单元通过高频信号发生器输入所述光学系统用以将把电信号转换成光信号，所述光学系统用于对激光的的多次压缩从而使能量集中
4、进一步地，所述高频接收放大混频电路上设置有雪崩二极管，所述高频信号发生器的输出端与所述激光发射的输入端连接，所述激光发射的输出端与所述雪崩二极管的输入端连接，所述雪崩二极管的输出端与所述高频接收放大混频电路的输入端连接，所述高频接收放大混频电路的输出端与所述低频放大带通滤波电路的输入端连接，所述低频放大带通滤波电路的输出端与所述cpu数据处理单元的输入端连接，所述雪崩二极管上设置有可调高压电路。
5、进一步地，所述的可调高压电路包括温度传感器u4,双路运算放大器u1,双路低电压比较器u2,高压场效应管v2,开关二极管v1,高压二极管v3和功率电感l1，所述温度传感器的输出端与所述高频接收放大混频电路的输入端连接。
6、进一步地，所述的高频接收放大混频电路包括跨阻放大器u3，高频差分放大器u6，混频器u7。
7、进一步地，电流信号经过所述跨阻放大器转变成电压信号，所述跨阻放大器u3的跨阻增益为18 kω、带宽为500mhz。
8、进一步地，所述低频放大带通滤波电路包括双路运算放大器u5。
9、进一步地，所述光学系统包括激光管，反光镜，物镜，目镜，分光圈，柱面镜，分光镜，光纤头和接收管，所述目镜瞄准被测目标后，所述激光管的发射激光的光路输出端通过反射镜与所述柱面镜的第一镜面的输入端连接，所述柱面镜的第一镜面的光路输出端与所述物镜的光路输入端连接，所述物镜到达被测目标后，激光反射的所述物镜的光路输出端与所述分光镜的光路输入端连接，所述分光镜的反射输出端与所述柱面镜的第二镜面的光路输入端连接，所述柱面镜的第二镜面的光路输出端与所述光纤头的输入端连接，所述光纤头的输出端与所述接收管的输入端连接，所述接收管的输出端与所述高频接收放大混频电路的输入端连接。
10、进一步地，所述柱面镜上设置有分光圈。
11、进一步地，所述高频信号生成模块包括温补晶振y1，反相器u8，温度频率生气器u9用于生成六把测尺同时测距。
12、一种长测程和高性能全站仪测距系统的方法，包括以下步骤：采用的是激光相位测距法，全站仪发射出激光，被反射棱镜反回并被全站仪接收，采用测量连续调幅激光信号在待测距离上往返传播所产生的相位延迟,来间接地测定激光信号传播时间,从而求得被测距离,
13、本专利技术的有益效果是：
14、本专利技术是一种长测程和高性能全站仪测距系统方法及其系统，与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：
15、1.本专利技术能够实现光纤双频激光的双频频差任意可调、且频差的准确度达到10-10量级。激光输出功率能够达到20 mw以上，较传统的he-ne气体激光功率显著增大，还能够通过光纤实现远程双频激光的传输。
16、2.本专利技术能够实现光纤双频激光正交分量的线偏振输出，且输出功率较传统he-ne气体激光提升数十倍，可以通过dds任意调节和控制，能够满足不同精密位移测量场合对于双频频差大小的要求。
17、3.本专利技术能够易于实现系统的集成化，提升系统的抗干扰能力,全保偏光纤结构能够保持光束的线偏振态稳定和两束光线偏振态的正交性，能够极大避免线偏振光退偏引入的位移测量误差。
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1.一种长测程和高性能全站仪测距系统，包括全站仪，其特征在于，所述全站仪包括CPU数据处理单元，光学系统和信号放大电路,所述光学系统的输出端与所述信号放大电路的输入端连接，所述信号放大电路的输出端与所述CPU数据处理单元的输入端连接，所述信号放大电路包括可调高压电路、高频接收放大混频电路和低频放大带通滤波电路，所述光学系统的输出端与所述可调高压电路的输入端连接，所述可调高压电路的输出端与所述高频接收放大混频电路的输入端连接，所述高频接收放大混频电路的输出端与所述低频放大带通滤波电路的输入端连接，所述低频放大带通滤波电路的输出端与所述CPU数据处理单元输入端连接，所述CPU数据处理单元通过高频信号发生器输入所述光学系统用以将把电信号转换成光信号，所述光学系统用于对激光的的多次压缩从而使能量集中产生平行光束，所述信号放大电路对反射回来的激光信号进行放大处理。
2.根据权利要求1所述一种长测程和高性能全站仪测距系统，其特征在于，所述高频接收放大混频电路上设置有雪崩二极管，所述高频信号发生器的输出端与所述激光发射的输入端连接，所述激光发射的输出端与所述雪崩二极管的输入端连接，
3.根据权利要求2所述一种长测程和高性能全站仪测距系统，其特征在于，所述的可调高压电路包括温度传感器U4,双路运算放大器U1,双路低电压比较器U2,高压场效应管V2,开关二极管V1,高压二极管V3和功率电感L1，所述温度传感器的输出端与所述高频接收放大混频电路的输入端连接。
4.根据权利要求2所述一种长测程和高性能全站仪测距系统，其特征在于，所述的高频接收放大混频电路包括跨阻放大器U3，高频差分放大器U6，混频器U7。
5.根据权利要求4所述一种长测程和高性能全站仪测距系统，其特征在于，电流信号经过所述跨阻放大器转变成电压信号，所述跨阻放大器U3的跨阻增益为18 KΩ、带宽为500MHz。
6.根据权利要求2所述一种长测程和高性能全站仪测距系统，其特征在于，所述低频放大带通滤波电路包括双路运算放大器U5。
7.根据权利要求1所述一种长测程和高性能全站仪测距系统，其特征在于，所述光学系统包括激光管，反光镜，物镜，目镜，分光圈，柱面镜，分光镜，光纤头和接收管，所述目镜瞄准被测目标后，所述激光管的发射激光的光路输出端通过反射镜与所述柱面镜的第一镜面的输入端连接，所述柱面镜的第一镜面的光路输出端与所述物镜的光路输入端连接，所述物镜到达被测目标后，激光反射的所述物镜的光路输出端与所述分光镜的光路输入端连接，所述分光镜的反射输出端与所述柱面镜的第二镜面的光路输入端连接，所述柱面镜的第二镜面的光路输出端与所述光纤头的输入端连接，所述光纤头的输出端与所述接收管的输入端连接，所述接收管的输出端与所述高频接收放大混频电路的输入端连接。
8.根据权利要求7所述一种长测程和高性能全站仪测距系统，其特征在于，所述柱面镜上设置有分光圈。
9.根据权利要求2所述一种长测程和高性能全站仪测距系统，其特征在于，所述高频信号生成模块包括温补晶振Y1，反相器U8，温度频率生气器U9用于生成六把测尺同时测距。
10.一种长测程和高性能全站仪测距系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：采用的是激光相位测距法，全站仪发射出激光，被反射棱镜反回并被全站仪接收，采用测量连续调幅激光信号在待测距离上往返传播所产生的相位延迟,来间接地测定激光信号传播时间,从而求得被测距离。
...【技术特征摘要】
1.一种长测程和高性能全站仪测距系统，包括全站仪，其特征在于，所述全站仪包括cpu数据处理单元，光学系统和信号放大电路,所述光学系统的输出端与所述信号放大电路的输入端连接，所述信号放大电路的输出端与所述cpu数据处理单元的输入端连接，所述信号放大电路包括可调高压电路、高频接收放大混频电路和低频放大带通滤波电路，所述光学系统的输出端与所述可调高压电路的输入端连接，所述可调高压电路的输出端与所述高频接收放大混频电路的输入端连接，所述高频接收放大混频电路的输出端与所述低频放大带通滤波电路的输入端连接，所述低频放大带通滤波电路的输出端与所述cpu数据处理单元输入端连接，所述cpu数据处理单元通过高频信号发生器输入所述光学系统用以将把电信号转换成光信号，所述光学系统用于对激光的的多次压缩从而使能量集中产生平行光束，所述信号放大电路对反射回来的激光信号进行放大处理。
2.根据权利要求1所述一种长测程和高性能全站仪测距系统，其特征在于，所述高频接收放大混频电路上设置有雪崩二极管，所述高频信号发生器的输出端与所述激光发射的输入端连接，所述激光发射的输出端与所述雪崩二极管的输入端连接，所述雪崩二极管的输出端与所述高频接收放大混频电路的输入端连接，所述高频接收放大混频电路的输出端与所述低频放大带通滤波电路的输入端连接，所述低频放大带通滤波电路的输出端与所述cpu数据处理单元的输入端连接，所述雪崩二极管上设置有可调高压电路。
3.根据权利要求2所述一种长测程和高性能全站仪测距系统，其特征在于，所述的可调高压电路包括温度传感器u4,双路运算放大器u1,双路低电压比较器u2,高压场效应管v2,开关二极管v1,高压二极管v3和功率电感l1，所述温度传感器的输出端与所述高频接收放大混频电路的输入端连接。
4.根据权利要求2所述一种长测程和高性能全站仪测距系统，...
【专利技术属性】
技术研发人员：齐维君，孙宏洪，王建志，时健康，史东旭，赵凯鹏，
申请(专利权)人：中测国检北京科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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