Tương tự như vậy xác định khoảng cách bằng phương pháp đo pha, giống như đo chia đều độ dài nửa bước sóng giống như phương pháp đo xung. Sử dụng thiết bị đo pha số ghi các xung ngắn nhất thời, mỗi một xung tương ứng với pha nhất định của dòng ánh sáng bức xạ hoặc hấp thụ. Xung ngắn nhất thời được tạo nên từ tín hiệu điện tích hình sin được chuyển sang thiết bị đo pha.
Trong quá trình quét laser mặt đất ảnh hưởng đến kết quả tìm hai hàm cực đại gồm: sự hiện có tiếng ồn trong tín hiệu điện từ, lỗ tín hiệu ra laser, độ phân tán tia laser, khoảng cách đến địa vật, hình dáng địa vật và khả năng phản xạ của mục tiêu.
Giả thiết rằng đối tượng để chúng ta đo khoảng cách có hình dáng là hình cầu với bán kính R bằng khoảng cách từ nguồn quét laser đến mục tiêu địa vật. Lúc đó thời gian truyền tín hiệu laser đến các điểm khác nhau của địa vật và ngược lại đến bộ thu (tính trùng với nguồn bức xạ laser) sẽ là đại lượng không đổi (xem hình 2.13). Trong trường hợp này độ rộng của xung ra và xung vào sẽ trùng nhau và khoảng cách sẽ được xác định với độ chính xác cao nhất. Tuy nhiên trong thực tế trường hợp như vậy không thể xảy ra.
cầu với bán kính R [63]
Giả sử mục tiêu đến là mặt phẳng, lúc này tín hiệu vào sẽ rộng hơn tín hiệu ra, trong trường hợp này mức độ sai lệch phụ thuộc vào việc định vị mặt phẳng đối với vector truyền tia laser (độ sai lệch nhỏ nhất khi mặt phẳng vuông góc với tia (xem hình 2.14). Như vậy độ chính xác xác định khoảng cách trường hợp A cao hơn trường hợp B.
Hình 2.14. Sự phụ thuộc độ rộng của xung vào định vị mặt phẳng địa vật [63] Nếu chú ý tới sự đối xứng đường cong Gauss, thì có thể thay tìm các hàm cực
đại bằng việc xác định vị trí tâm khối của nó theo trục thời gian. Khi đó thời gian truyền tín hiệu từ nguồn bức xạ đến đối tượng địa vật và ngược lại đến bộ thu sẽ được tính theo công thức:
∫ ( )
0 = 1 (2.22)
∫ 1 ( )
+ t1 , tn - thời điểm thời gian ghi tín hiệu vào ban đầu và tín hiệu vào cuối cùng (Hình 2.14), thể hiện giới hạn tích phân.
Mặc dù vậy cần thiết ghi nhận rằng, tính đối xứng của tín hiệu phản xạ sẽ bị phá vỡ bởi phụ thuộc vào hình dáng của mục tiêu, định vị của nó đối với tia quét laser cũng như hàm vô hướng về khả năng phản xạ của địa vật khi tia quét đến.
Trong trường hợp khi tia laser quét đến ranh giới hai địa vật (xem hình 2.15), hàm tín hiệu phản xạ sẽ có hai cực đại. Nếu không tính đến trường hợp này, thì thời gian tính theo công thức (2.22), tiếp theo khoảng cách nhận được theo công thức (2.2) và (2.4) sẽ tương ứng một số điểm M (xem hình 2.15), mà hoàn toàn không thuộc điểm quét vật thể.