Impulsverfahren / Impulslaufzeitverfahren

Das Impulsverfahren ist ein Verfahren zur elektrooptischen Streckenmessung (EDM), die mittels Zeitmessung funktioniert. Im Englischen wird es Time-of-Flight (TOF) genannt. Das Messgerät verfügt über einen Sender, einen Empfänger und einen Zähler. Der Sender sendet einen Lichtimpuls und gibt gleichzeitig ein Startsignal an den Zähler. Der Lichtimpuls wird von einem Reflektor reflektiert und parallel zur Eingangsrichtung zum Gerät zurückgeschickt. Der Empfänger nimmt den Lichtimpuls wieder auf und gibt gleichzeitig ein Stoppsignal an den Zähler.

Impulslaufzeitverfahren zur Streckenmessung (EDM)
Impulslaufzeitverfahren zur Streckenmessung (EDM)

Der Zähler misst die Laufzeit t, die der Lichtimpuls für die Strecke benötigt. Die Distanz D wird durch die Laufzeit (t) und die Lichtgeschwindigkeit (c) im vorhandenen Medium berechnet.

D=\frac{c\cdot t}{2}

Der Nachteil des Impulsverfahrens ist, dass das Messgerät im 10 Pikosekundenbereich (10-11 s) zählen können muss, um eine Streckengenauigkeit im Millimeterberech zu erhalten. Diese Genaugkeit zu erreichen, ist technisch anspruchsvoll. Das Impulsverfahren findet insbesondere im Terrestrischen Laserscanning Anwendung. Viele Laserscanner nutzen eine Kombination mit Waveform-digitizing (WFD). In der tachymetrischen Messung ist das Phasenvergleichsverfahren üblich.

Literaturempfehlung: Joeckel / Stober / Huep (2008) Elektronische Entfernungs- und Richtungsmessung

Typische Klausuraufgaben:

JA/NEIN: Um mit dem Impulslaufzeitverfahren eine Streckengenauigkeit von 1mm zu erhalten, müsste die Zeitmessung im Pikosekundenbereich liegen.
— Ja. Genauer: im 10 Pikosekundenbereich (10-11)

JA/NEIN: Um mit dem Impulslaufzeitverfahren eine Streckengenauigkeit von 1mm zu erhalten, müsste die Zeitmessung im Millisekundenbereich liegen.
— Nein. Hier wäre nur eine Genauigkeit von mehreren Hundert km möglich.

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