相位测距法是通过强度调制的连续光波在往返传播过程中的相位变化来测量光束的往返传播时间,其计算公式如下:
t=Φ/2πf
式中,t为光波往返传播时间(s);Φ为调制光波的相位变化量(rad); f为调制频率(Hz)。
光的往返传播时间得到后,目标至参考点的距离可由下式求得
R=(c/2)×(Φ/2πf)=(λ/2)×(Φ/2π)
式中,R为目标至参考点距离(m);c为光波传播速度(m/s);λ为调制光波波长(m)。
相位位移是以2π为周期变化的,因此有
Φ=(N+△n).2π
式中,N为相位变化整周期数;△n为相位变化非整周期数。
由以上两式可知
R=λ/2×(N+△n)
上式表明,只要测出发射和接收光波的相位差,即可得到目标的距离。因此相位测距可理解为以调制光波半波长为“测量尺度”的距离测量方法。