مقدمة لمبدأ تحديد مدى الموجات الكهرومغناطيسية
طريقة قياس النبض
يدخل جزء من نبضة الضوء المنبعثة من الجهاز عند أحد طرفي خط القياس مباشرة إلى جهاز الاستقبال الإلكتروني البصري من داخل الجهاز كنبض مرجعي؛ بعد أن تنعكس نبضات الضوء المنبعثة المتبقية مرة أخرى بواسطة العاكس الموجود في الطرف الآخر من خط القياس، فإنها تدخل أيضًا إلى الجهاز الإلكتروني البصري المستقبل. وبقياس الزمن t بين النبضة المرجعية والنبضة المنعكسة، يمكن حساب المسافة D من المعادلة التالية، حيث c هي سرعة الضوء. في جيوديسيا الأقمار الصناعية، تستخدم أجهزة تحديد المدى الليزرية المستخدمة لقياس القمر والأقمار الصناعية طريقة تحديد المدى النبضي.
طريقة تحديد المرحلة
تنبعث الموجة الضوئية أو الموجات الدقيقة المشكَّلة بتيار عالي التردد من أحد طرفي خط القياس وتعود من الطرف الآخر. يتم قياس فرق الطور بين الموجة المرسلة والصدى باستخدام كاشف الطور. إذا كان تردد التشكيل هو f، فإن الوقت الذي تنتقل فيه الموجات الكهرومغناطيسية ذهابًا وإيابًا هو: حيث n
العدد الكامل للأسابيع في الزمن t. استبدل t في صيغة طريقة نطاق النبض في العمود أعلاه، وسيتم الحصول على المسافة D على النحو التالي. في الصيغة، α هو طول المسطرة مع طول موجة التشكيل المعروفة المكافئ للمسافة المقاسة، N يعادل الطول الكامل على نطاق القياس كونه ذيل أقل من طول قياس واحد.
لتحديد الطول الإجمالي n، عادةً ما يتم استخدام طريقة التردد المتغير وطريقة التردد الثابت متعدد المستويات. الأول هو التغيير المستمر لتردد تعديل جهاز تحديد المدى ضمن نطاق معين، وهو ما يعادل التغيير المستمر لطول مسطرة القياس، بحيث يمكنه الوصول بدقة إلى المسافة المراد قياسها. عند قياس المسافة، اضبط التردد خطوة بخطوة لجعل عدد الذيول أقل من الطول الكامل يساوي الصفر. استناداً إلى عدد مرات حدوث الصفر وقيمة التردد المقابلة، يمكن تحديد العدد الإجمالي لمقاييس القياس n درجة. عند استخدام طريقة التردد الثابت متعدد المستويات، فإن ذلك يعادل استخدام عدة مقاييس قياس بأطوال مختلفة لقياس نفس المسافة. استنادا إلى فرق الطور المقاس عند ترددات مختلفة، يمكن حل الدورة بأكملها n للحصول على المسافة D.
بالإضافة إلى استخدام كاشف الطور للقياس، يمكن أيضًا قياس فرق الطور باستخدام طريقة المسار البصري المتغير، والتي تستخدم النظام البصري داخل الجهاز لتغيير المسار البصري للإشارة المستقبلة، مما يتسبب في تأخير الإشارة لفترة من الوقت. عندما يشير الجهاز الإلكتروني إلى أن مرحلة الإشارة المرسلة هي نفس مرحلة الإشارة المستقبلة، تتم قراءة رقم الذيل مباشرة على المسطرة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام دائرة تأخير لتغيير طور الإشارة المستقبلة، والتي تضبط التقسيم على وحدة التحكم وتقرأ رقم الذيل.
