Измерение расстояний оптическими дальномерами

В зависимости от конструкции оптические дальномеры подразделяются на дальномеры с постоянным параллактическим углом и постоянным базисом.

Нитяные дальномеры являются дальномерами с постоянным параллактическим углом, а дальномеры двойного изображения могут относиться к дальномерам как с постоянным углом, так и с постоянным базисом.

В основу теории дальномеров положено решение вытянутого равнобедренного треугольника (рис. 6.4) по формуле, где S – измеряемое расстояние (высота треугольника); l – база дальномера (основание треугольника); β – параллактический угол.

Наиболее распространенным оптическим дальномером являетсянитяной (штриховой) дальномер. Он представляет собой зрительную трубу, внутри которой перед окуляром помещена стеклянная пластинка с визирной сеткой. На этой пластинке выгравированы дальномерные штрихи а и b (рис. 6.5), которые расположены симметрично к основному горизонтальному штриху. Все зрительные трубы современных геодезических приборов имеют сетку нитей с дальномерными штрихами и используются для измерения расстояний по рейке, являющейся линейной мерой (базисом).

Дальномерная рейка представляет собой деревянный брусок длиной 3–4 м, на котором нанесена шкала сантиметровых делений с оцифровкой каждого дециметра, окрашенных с одной стороны в черный и белый, а с другой стороны в красный и белый цвета.

Рассмотрим принцип измерения расстояний нитяным оптическим дальномером с постоянным углом β = 34,38΄ (рис. 6.5), когда визирная ось инструмента горизонтальна и перпендикулярна к установленной вертикально рейке.

63. Нитяной дальномер – наиболее простой оптический дальномер с постоянным параллактическим углом, предназначенный для определения расстояния до 200-300 метров. В поле зрения зрительной трубы нитяного дальномера видны параллельные дальномерные линии, а в качестве базы используется нивелирная рейка с сантиметровыми делениями. Нитяной дальномер работает по следующему принципу: для определения расстояния подсчитывается число делений между дальномерными линиями, а искомым будет это же расстояние в метрах. Нитяной дальномер имеет простую конструкцию, несложный принцип работы и способен рассчитывать расстояние с небольшими погрешностями, но по показателям точности нитяной дальномер, конечно же, уступает электронному дальномеру. По сути, нитяные дальномеры не являются самостоятельным классом измерительных инструментов – нитяным дальномером оснащено большинство геодезических приборов (теодолиты, нивелиры) для улучшения их характеристик и повышения функциональности.

64. приведение к горизонтальным проекциям наклонных расстояний,измеренных дальномером

65.

66. Принцип измерения расстояний электромагнитными дальномерами

Развитие электроники и радиотехники позволило создать новые приборы для линейных измерений – электромагнитные дальномеры (свето- и радиодальномеры).

Принцип работы этих приборов основан на определении промежутка времени t, необходимого для прохождения электромагнитных волн (световых и радиоволн) в прямом и обратном направлении от точки А, в которой центрирован прибор, до точки В, где установлен отражатель.

Зная скорость распространения электромагнитных колебаний, можно записать

D = 0,5·v·t.

Из-за большой скорости света ( в атмосфере v ≈ 299710 км/с) измерение времени t необходимо выполнять с очень высокой точностью. Так, для измерения расстояния с точностью 1 см, время надо измерить с ошибкой не более 10^-10сек.

Измерения выполняют фазовым или импульсным методом.

В светодальномерах лазерный источник излучения периодически посылает световой импульс. Одновременно запускается счетчик временных импульсов. Счетчик останавливается, когда светодальномер получает световой импульс, возвращенный призменным отражателем. Световой импульс, отразившись от призменного отражателя, останавливает счетчик. Для повышения точности измерения выполняют многократно. Измеренное расстояние высвечивается на цифровом табло.