光学测距机的原理是什么啊?

如图这种炮兵使用的测距机,以及舰船上使用的类似的光学测距机的工作原理是什么啊?有没有比较详细的原理解释,以及使用方法。另外这种测距机的精度如何?

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15个答案
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pin008摄影光学航空兵器杂项自由撰稿人

2015-10-23 14:43

LZ这张图是国产58式1米光学测距机,这个历史可悠久了,德国俄国中国。之前恰好在网上看到过拆解照片http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=334029&page=1


光学测距仪(非光电测距仪),主要是合像式测距仪和体视式测距仪两种,两种的基本原理都是基于三角测量。原理简单至极:

测距仪左右两端各有一个“潜望镜”,两个物镜之间的距离也就是所谓的基线长度,自然是固定的。这两个潜望镜到同一目标时,分别会与基线成一定的夹角。已知底边和两个底角,求三角形的高,标准的中学几何问题。如果其中一个是直角,更容易计算。

如图,基线长度B是固定的,目标距离A不同,测量角α也不同。tan(α)=A/B,所以A=B*tan(α)。

实际使用的时候不用计算,工厂都算好了,直接标在测距仪上/观察窗内,使用者只需要对准,直接读读数就可以了。


测距仪的精度与很多因素有关,例如光学装配水平,调节器精度。但最主要的,也是理论精度,取决于基线长度。因为对同样距离的目标,基线越长,测量角越小,三角计算时函数误差越小。(查一查函数表就明白了)理论误差可以计算,这里不罗嗦了。总之,光学测距仪通常会用基线长度来称呼,例如1米光学测距机、1.5米测距仪。

战列舰得天独厚,也是特别需要,往往装备大型测距仪,例如10米光学测距机,二战时日本的大和级战列舰大和号曾经装备过基线长15米的光学测距仪。

再来说合像测距仪和体视测距仪的区别。简单判断,通常(注意,是通常),目镜只有一个,一只眼瞄的,就是合像测距仪,目镜是两个,需要双目测量的,就是体视测距仪。

合像测距仪是将两个物镜的图像透射到同一棱镜组,所以看到同一个物体的两个成像,更常见的是分成上下两部分,分裂开。当两个成像调节重合,或者上下两半对齐的时候,旋钮上的测距之就是正确的。

如果很早就玩相机,则旁轴、早期的手动单反裂像对焦都是这个原理。这种测距仪的好处是简单,简单培训就会用。

体视测距仪两个目镜分别成像,测距人员用双眼分别通过左、右目镜同时观察。测距人员的双眼观看,会看到重影,当调节光标与目标的像重合后,即可读出准确的测距值。

体视测距仪远距离的精度相对较好,有立体视觉,测量视差小,对于高速运动目标的捕捉能力比较强,但是,对使用人员的要求高,长时间使用人员疲劳在所难免。打仗顾不得许多,到二战后期,体视测距仪成为主力。

雷达和激光测距仪出现后,光学测距仪的作用大不如前,但是,与雷达和激光测距仪不同,光学测距仪不需要电源、电池,属于被动测距产品,不会发射无线电和激光,不易被发现,且光学观察也有很好的直观感受,因此依然被使用。

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我简单说一下,示意图、细节什么的,楼下应该有人会上的。

人两眼看到的物体是不完全相同的,因此人有了立体视觉的硬件条件。根据两只眼的距离、看到物体的差异,大脑会估算出距离,这个精度和仪器比差远了。

那东西就相当于一方面把两眼距离加大,另一方面加上刻度匹配,实现较远距离、较高精度(和裸眼相比)的测距。

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银盐胶片时代的热门产品之一:莱卡相机。上方的两个小圆窗,就是小型的光学测距仪的物镜窗。与大型舰炮、高炮测距仪相比,原理相同,结构类似。

中间小方窗是取景框,相机后面有两个小窗,什么用途应该好猜。


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ykokia环境工程小硕一枚

2015-10-27 12:39
支持者: 慕诗

咦打伞的大姐姐呢

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而且准确率感人,猎杀潜航5真实模式,用潜望镜测距,就是上下像测距,比我在海图上用尺子量的误差可以达到1000m…………

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支持者: 正山

话说现在应该不需要这样复杂的光学设备了吧。两边各加一个摄像头,利用软件匹配图像,省去了中间的光路。这样基线长度可以长到任意值——比如航母的前端与后端。


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记得原来有个科普文教你如何用两根手指计算你和天上的飞机的距离,原理和这个一样,不过精度略低些。

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根据测绘学专有名词,这叫角度前方交会。而GPS、北斗等叫距离后方交会。你可以揣摩一下。

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好像和拇指跳眼法用的是同一种方法

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原理是勾股定理,通过测量两个观察孔与目标形成的夹角,计算夹角角度从而得出距离。


这种测量取决于几个条件

1 上面老兄说的,基线长度

2 观察孔夹角的测量精度(即你的设备是否能够得出一个准确的夹角角度)

至于后面的计算,反而是最简单的东西,任何小学毕业并受过专业训练的人,都能够胜任。

所以在精度方面,就难说了。基线长度肯定最重要,但是话说回来,一战时期的10米测距仪,因为观察孔夹角的计算准确度远远不如现代技术,所以精度未必比得上现代的一米测距机。

一个最简单的例子,雷达直径越大,侦查效果最好,这点绝对正确。但是当技术落差达到一代时,又未必了,你一平方米的50年代苏联技术雷达,肯定比不上人家0.5平方米的欧美60年代技术雷达效果好(我一个铁哥们是成电学雷达发射的,这是他的原话)。

不过据我所知,现代军队已经彻底淘汰了光学测距仪,已经全面使用激光测距仪了。激光测距仪的精度更高,体积更小,在坦克等作战车辆上安装难度更小、更隐蔽、更不容易摧毁。


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那市面上那种100-200来块钱的激光测距仪什么原理呢?

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题图呢题图呢题图呢?!

我进来就是想看看高清大图……

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