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Bei der Laufzeitmessung wird ein zeitlich kurzer Lichtpuls ausgesandt. Die Pulslaufzeit ist die Zeit, die der Lichtstrahl braucht, um von der Quelle, zu einem Reflektor, zumeist Retroreflektor und wieder zurück zur Quelle zu laufen. Durch Messen dieser Laufzeit Δt{\displaystyle \Delta t} kann man über die Lichtgeschwindigkeit die Distanz l{\displaystyle l} zwischen Quelle und Objekt ermitteln. Der Faktor 0,5 trägt dem Umstand Rechnung, dass das Licht die Entfernung zum Objekt hin und zurück durchlaufen muss. Die Lichtgeschwindigkeit wird durch das umgebende Medium mit dem Brechungsindexn{\displaystyle n} reduziert.

Um die Genauigkeitsanforderung an die Zeitmessung zu verringern, werden Verfahren eingesetzt, bei denen der Laserstrahl selbst frequenzmoduliert oder mit einem hochfrequenten Signal moduliert wird.

Wer bereits einmal mit herkömmlichen Messgeräten – wie Meterstab oder Maßband – gearbeitet hat, kennt die Nachteile dieser Messmethoden. So ist es aus praktischen Gründen häufig nicht möglich, Distanzen im Alleingang zu messen, sodass eine zweite Person zwingend benötigt wird. Dieses Problem existiert bei einem Laserentfernungsmesser nicht, da das Anlegen eines Werkzeuges sowie das Markieren von Messpunkten mit einem lasergestützten Distanzmesser nicht mehr notwendig sind. Es wird also niemand mehr benötigt, der beispielsweise das Maßband hält und dafür sorgt, dass beim Markieren nichts verrutscht.

Die Messung mit einem Laserentfernungsmesser ist immer eine Abstandsmessung. Dabei gibt es unterschiedliche Verfahren, die speziell für ihren Einsatzzweck konzipiert wurden. Die für den Heimwerker relevante Messmethode beruht auf der Triangulation.