激光测距

概念定义

激光测距（laser distance measuring）是以激光器作为光源进行距离测量的技术。它利用激光单色性好、方向性强的特点完成测量，可用于昼间及夜间作业。常见距离检测方法还包括超声波测距、红外测距和双目视觉，激光测距是其中以激光传播过程为测量基础的一类方法。

工作原理

激光测距主要采用脉冲法和相位法。脉冲法通过测量激光从发出到返回所经历的往返时间计算距离。在光速为 c、往返时间为 t 时，目标距离 D 可表示为 D=ct/2；公式中的二分之一用于把光的往返路程换算成测量端至目标之间的单程距离。

相位法同样利用激光完成距离测量，但以相位方式实现。脉冲法与相位法构成激光测距的两种主要技术路线，实际系统可按照测量方式选择相应的激光器类型。

技术构成

激光器是激光测距技术的核心光源。气体激光器多用于相位法测距，固体激光器用于脉冲法，半导体激光器则可用于红外测距。不同光源与测量方法的组合，形成面向不同用途的测距系统。

一套测距过程包括激光发射、光束传播、返回信号获取以及距离计算。采用脉冲法时，系统的计算依据是激光往返时间与光速；采用相位法时，测距过程以相位测量为基础。激光良好的方向性有利于把光束指向测量目标，其单色性也是这类技术的重要光学特征。

应用场景

激光测距广泛应用于地形测绘、军事装备和工业测量。地形测绘利用距离数据进行空间测量；军事装备可将其用于目标距离获取；工业领域则借助激光测距完成距离与尺寸相关的测量任务。激光雷达也是相关技术的发展方向，多色集成激光器的出现推动了激光雷达技术发展。

技术特点

激光测距具有精度高、可昼夜作业等特点。激光的单色性与方向性使其适合定向测量，并可按照应用需求采用脉冲法或相位法。其具体技术形态与所选激光器及测距方式相关。

技术演进

1960年，美国科学家梅曼研制成功世界首台激光器；次年，美军推出首台军用激光测距仪。此后，激光测距仪逐步向小型化发展，并扩展至工业领域。2022年，美国罗切斯特大学开发出首个多色集成激光器，推动激光雷达技术发展。2025年4月27日，中国“天都一号”卫星首次实现白天地月空间激光测距，标志着激光测距进一步应用于深空轨道测量。