本发明属于光学遥测技术领域，特别涉及一种光学遥测系统。
背景技术：
基于激光的光学遥测技术一般用于测距、定位。由于经过路径传播，回波信号携带了频率、相位、幅度等丰富的信息，经过先进的微弱信号处理技术，可以获取传播路径上的信息，进而实现遥感遥测的目的。如路径中介质成份对某个波段的吸收，可以通过调制吸收光谱技术反演该种介质的浓度，从而实现遥测。又比如，路径上的某种振动源对光波载频信号进行了被动的调制，通过解调可以恢复振动源的信息，从而实现突破对振动源的进行声波探测的距离和区域限制，实现基于光学检测的距离和区域的拓展。
为了实现高灵敏的检测，需要提高回波光的收集效率和强度。所以，光学遥测系统的出射光束都需要进行准直,以保证测距、定位的准确性。目前,市场上使用的激光器光束准直方法,可归纳为单透镜法、组合透镜法、渐变折射率透镜法、液体透镜法、反射法和衍射法等。上述方法中单透镜法准直效果差，渐变折射率透镜法、液体透镜法、反射法和衍射法结构又过于复杂，目前只有组合透镜法既可以保证一定精度的准直效果，同时避免过于复杂的结构。
公告号202748542，名称为《一种半导体激光器准直用的透镜准直系统》的一篇中国实用新型专利公开了一种半导体激光器准直用的透镜准直系统，采用两片同轴且同向设置的弯月透镜,可以提高能量利用率高、降低像差，且发散角较小，属于组合透镜法的一种，但是目前这种方法在实际使用中缺乏环境适应性，尤其是面对不同结构和距离的反射目标时，需要手动调节透镜的位置和间距，其稳定性差，寿命短，无法根据需要方便的调节在目标处的光斑。
技术实现要素：
本发明为了弥补现有技术的不足，提供一种自动准直的光学遥测系统。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种自动准直的光学遥测系统，包括位于测量激光器前方的准直透镜和回波收集系统，所述准直透镜的前方同轴设置有压控变焦透镜，与压控变焦透镜同轴方向前方设有分束镜，分束镜下方设有瞄准激光器，分束镜上方设有参考气室和参考探测器，测量激光器发出的测量激光一部分经分束镜反射后进入参考气室和参考探测器，瞄准激光器发出的可见激光一部分经分束镜反射后与测量激光器的透过分束镜的测量激光重合，输出窗口位于分束镜前方。
作为优选方案：
所述测量激光器、准直透镜和压控变焦透镜被固定在一套筒内。
所述测量激光器与准直透镜的距离大于准直透镜的焦距。
所述压控变焦透镜为压控的液体变焦透镜，压控的液体变焦透镜内充有聚合物分散液晶。
所述分束镜与测量激光器的出射方向呈45°角。
所述准直透镜为非球面透镜。
所述压控变焦透镜的焦距变化范围为50-120mm。
当上述压控变焦透镜的焦距变化范围在50-120mm之间时，所述准直透镜与压控变焦透镜的间距优选为100-240mm，更加优选的，准直透镜与压控变焦透镜的间距为115mm。
所述回波收集系统包括接收透镜、光锥形器、滤光片和信号探测器，其中接收透镜为大口径透镜，更加优选的，所述大口径透镜为红外菲涅尔透镜。
本发明的有益效果为：
（1）准直结构简单，仅有两片透镜组成，比起手动调节的机械式组合透镜，稳定性好，寿命长；
（2）自动化调节，使用电信号控制压控变焦透镜焦距调节准直，快速准确；
（3）透镜为压控可变焦透镜，焦距变化使准直处理后的光斑大小可调，针对不同距离，不同的检测面，都能够快速方便的调整到合适的光斑使信号探测器接受到的光信号最强，降低盲区，增加探测距离，实现多环境、远距离探测。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1测量激光器，2准直透镜，3回波收集系统，31接收透镜，32光锥形器，33滤光片，34信号探测器，4压控变焦透镜，5套筒，6分束镜，7瞄准激光器，8参考气室，9参考探测器,10输出窗口，11辅助探测目标。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。所述元件可以是独立的，也可是多个元件集成组装在一起的。
本实施例的自动准直的光学遥测系统包括测量激光器1，在测量激光器1的前方放置有准直透镜2，为实现光能的充分利用，并兼顾测量激光器1发出光束的准直度，本实施例优选测量激光器1和准直透镜2的距离略大于准直透镜2的一倍焦距，为减小光线像差，其准直透镜2优选为非球面透镜。在准直透镜2的前方同轴设置有压控变焦透镜4，这里压控变焦透镜4是指通过电压控制调节焦距的透镜，这类压控变焦透镜4属于现有器件，主要应用在相机的成像系统，实现不同焦深或景深的成像，都是集中在光信号的接收端，对于压控变焦透镜4的电压控制原理和电路等这里不再赘述，属于现有技术。优选的，本实施例的压控变焦透镜4为压控的液体变焦透镜，并且此压控的液体变焦透镜内充有聚合物分散液晶，且本实施例的压控变焦透镜4的焦距变化范围在50-120mm之间，调节电压可在20ms内完成焦距的变化调节。根据光线的对称原理，当测量激光器1发出的激光经过准直透镜2后的极小光斑位于压控变焦透镜4焦点处时，可以得到很好的准直效果，准直透镜2与压控变焦透镜4的距离设置为压控变焦透镜4的两倍焦距最佳，在压控变焦透镜4的焦距变化范围在50-120mm之间时，准直透镜2与压控变焦透镜4的间距优选为100-240mm，通过大量试验，本实施例更加优选的，准直透镜2与压控变焦透镜4的间距为115mm最佳，可兼顾准直性和光学效率。
调整准直透镜2和压控变焦透镜4之间的距离虽然有利于出射激光的准直，但考虑到光学仪器的机械稳定性，两透镜之间距离随意改变会使得整个遥测系统稳定性差，寿命短，实际中是不可行的，因此为进一步增强系统的稳定性，作为本实施例的优选方案，所述测量激光器1、准直透镜2和压控变焦透镜4被固定在一套筒5内。
其中上述：
测量激光器1：用于产生测量激光；
准直透镜2：用于将产生的测量激光进行初步准直；
压控变焦透镜4：用于进一步将产生的测量激光进行准直；
套筒5：用于固定测量激光器1、准直透镜2和压控变焦透镜4。
上述测量激光器1、准直透镜2、压控变焦透镜4和套筒5共同组成了本实施例的自动准直系统。
在压控变焦透镜4同轴方向的前方还设有分束镜6，分束镜6为半透半反镜，可以满足波长差别比较大的两束光的分束和合束，分束镜6优选为双色分束镜6。在分束镜6下方还设有瞄准激光器7，分束镜6上方设有参考气室8和参考探测器9，测量激光器1发出的一部分光经分束镜6反射后进入参考气室8和参考探测器9，瞄准激光器7发出的可见激光一部分经分束镜6反射后与测量激光器1的透过分束镜6的一部分测量激光重合，输出窗口10位于分束镜6前方。本实施例以分束镜6与测量激光器1的出射方向呈45°角为例，如附图1所示，但不限于此，分束镜6与测量激光器1的出射方向夹角任意，只要满足上述条件均可。
其中上述：
分束镜6：用于将测量激光器1和瞄准激光器7出射的激光进行分束和合束；
瞄准激光器7：发出瞄准激光；
参考气室8：用于提供激光器的状态检查和为驱动控制提供反馈信息；
参考探测器9：用于保证测量激光器1正常工作，提供参考信号，使结果计算更准确。
由于大多数测量激光器1出射的激光为非可见光，因此为方便肉眼看到测量激光是否打在辅助探测目标11合适的测量面上，反射回来的角度是否合适等，设置了瞄准激光器7，瞄准激光器7发出的可见激光经过分束镜6分成两束，一束经分束镜6透射后沿原方向传播，且与测量激光器1的经分束镜6反射的那部分测量激光汇合合束，合束后进入上方参考气室8和参考探测器9，进入参考气室8和参考探测器9的那部分测量激光用于提供测量激光器1的状态检查和为驱动控制提供反馈信息，显示测量激光器1正常工作与否；另一束则经分束镜6反射后与测量激光器1的透过分束镜6的那部分测量激光重合，实现了对不可见测量激光的跟踪，方便人眼判断测量激光打在辅助探测目标11上的情况。这里需要说明的是，辅助探测目标11并非是检测的目标，而是辅助实现从遥测系统到辅助探测目标11之间的整个路径上的光学信号及由其所携带的气体含量信息的检测，它并非本发明遥测系统的本身结构，仅是为解释本发明遥测系统的功能而出现在附图中的。
回波收集系统3包括接收透镜31、光锥形器32、滤光片33和信号探测器34，其中接收透镜31用于接收辅助探测目标11反射的光线并对此光线进行会聚，经过会聚的光线打到接收透镜31后边的信号探测器34上，得到光线能量和光谱信息；滤光片33用于滤除背景光；光锥型器用于汇聚收集辅助探测目标11反射回来的波信号；信号探测器34用于接收测量激光器1发出且穿过特定光程的经过辅助探测目标11反射回的光线，上述器件为激光遥测系统中回波收集系统3常用器件，这里要说的是本发明对现有回波收集系统3所作的改进之处，改进之处在于：接收透镜31的作用为接收测量激光器1经反射面反射回来的光线，因此接收透镜31的大小影响了能够接收到多少光线，必须设置合适的接收透镜31才能完成光线的回收，考虑到实际情况和仪器要求，接收透镜31优选为大口径透镜，大口径透镜为接受反射光的透镜，起到汇聚光线的作用，发出的测量激光经过辅助探测目标11反射然后通过大口径透镜汇聚，再由信号探测器34接收汇聚后的光线。为了减少体积和重量，本实施例更加优选的采用红外菲涅尔透镜作为大口径透镜。
本发明为实现光线的自动准直，选用压控变焦透镜4，焦距可在50-120mm内实现变焦，在测量不同距离的被测物体时，可调整压控变焦透镜4的焦距，使光线的准直效果更合适，调整压控变焦透镜4的焦距，使接收透镜31接受到的反射光最多，信号探测器34接受到的光信号最强，可保证在合适的距离范围内准直后的光线均可达到使用要求，并使光线的利用效率达到最高。
本实施例的自动准直的光学遥测系统，对于均匀平面辅助探测目标11，当辅助探测目标11接近垂直光轴时，先确定光线入射位置，微调入射角度，根据反射面和准直系统的位置的距离，调整压控变焦透镜4的焦距，使接收端的光斑尺寸在任何距离上都匹配接收透镜31的孔径，达到最佳收集效率。
对于辅助探测目标11不规则反射界面，辅助探测目标11的反射率不是单一值，而是一个曲面分布函数。根据不同的目标，首先确定入射距离，然后通过瞄准激光微调入射光斑在辅助探测目标11上的位置，同时根据信号探测器34的信号输出作为反馈，确定压控变焦透镜4的最佳焦距，控制接收光斑尺寸使光学效率达到极大值，提高收集效率。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。