6.2. ИЗМЕРЕНИЕ ДЛИНЫ ЛИНИЙ ДАЛЬНОМЕРАМИ

Дальномерами называются геодезические приборы, с помощью которых расстояние между двумя точками измеряют косвенным способом. Дальномеры подразделяют на оптические и электронные. Оптические дальномеры делятся на дальномеры с постоянным параллактическим углом и дальномеры с постоянным базисом. Электронные дальномеры - на электронно-оптические (светодальномеры) и радиоэлектронные (радиодальномеры).

Простейший оптический дальномер с постоянным углом - нитяной (рис. 6.8, а) имеется в зрительных трубах всех геодезических приборов. В поле зрения трубы (рис. 6.8, б) прибора видны три горизонтальные нити. Две из них, расположенные симметрично относительно средней нити, называются дальномерными. Нитяной дальномер применяют в комплекте с нивелирной рейкой, разделенной на сантиметровые деления. В приведенном примере между крайними нитями располагаются 21,5 сантиметровых делений рейки. Расстояние между измеряемыми точками на местности 21,5 × 100 = 21,5 м (100 - коэффициент дальномера).

На расстоянии до 200 м по нитяному дальномеру "на глаз" можно

 Рис. 6.8. Оптический дальномер (а), поле зрения трубы (б) и схема измерения (в)
Рис. 6.8. Оптический дальномер (а), поле зрения трубы (б) и схема измерения (в)

57

 Рис. 6.9. Схема выполнения дальномерных измерений при постоянном базисе
Рис. 6.9. Схема выполнения дальномерных измерений при постоянном базисе

отсчитать до 0,5 сантиметрового деления, что соответствует погрешности при определении расстояния 50 см; на расстоянии до 100 м - до 0,2 сантиметрового деления или погрешности 20 см.

Нитяным дальномером можно измерить линии длиной до 300 м с погрешностью до 1:300 от длины.

Дальномерные измерения с постоянным базисом рассмотрим на конкретном примере расстояния от точки А до точки В (рис. 6.9).

В точку А устанавливают теодолит. В точке В располагают отрезок (базис), длина которого l точно известна. Тогда, измерив угол α, можно по известной из тригонометрии формуле L = l tg α вычислить расстояние между точками А и В.

В основе электронных средств измерений лежит известное из физики соотношение S = νt/2 между измеряемыми расстоянием S, скоростью распространения электромагнитных колебаний ν и временем t распространения электромагнитных колебаний вдоль измеряемой линии и обратно.

Из-за особенностей излучения, приема и распространения радиоволн радиодальномеры применяют главным образом при измерении сравнительно больших расстояний и в навигации. Светодальномеры же, использующие электромагнитные колебания светового

 Рис. 6.10. Светодальномер (а) и ход лучей (б)
Рис. 6.10. Светодальномер (а) и ход лучей (б)

58

диапазона, широко применяют в практике инженерно-геодезических измерений.

Для измерения расстояния АВ (рис. 6.10) в точке А устанавливают светодальномер, а в точке В - отражатель. Световой поток посылается из передатчика на отражатель, который отражает его обратно на тот же прибор. Если измерить время прохождения световых волн от светодальномера до отражателя и обратно, при известной скорости распространения световых волн можно вычислить искомую длину линии. Время распространения световых волн может быть определено как прямым, так и косвенным методом.

Прямое определение промежутка времени осуществляется в дальномерах, называемых импульсными. В них измерение времени производится по запаздыванию принимаемого после отражения светового импульса по отношению к моменту его излучения.

Косвенное определение времени прохождения световых волн основано на измерении разности фаз двух электромагнитных колебаний. Такие светодальномеры называют фазовыми. С внедрением полупроводниковых лазерных источников излучения и цифровых методов измерения разности фаз появились импульсно-фазовые светодальномеры, в основе которых лежит фазовый метод измерения временного интервала при импульсном методе излучения.

Примером современного импульсно-фазового светодальномера может служить широко распространенный в нашей стране топографический светодальномер СГ-5. Это высоко автоматизированный прибор, точность измерения расстояний которым характеризуется величиной (10+5D км) мм; предельная дальность - 5 км.

Улучшенный вариант этого светодальномера 2СТ10 (рис. 6.11). Его технические характеристики: средняя квадратическая погрешность измерения расстояний (5 + 3D км) мм; диапазон измерения 0,2 М...10 км; диапазон рабочих температур +40 °С...-30 °С; масса прибора - 4,5 кг. Управление процессом измерения обеспечивается встроенной микроЭВМ. Результаты измерения с учетом поправки за температуру воздуха и атмосферное давление высвечиваются на цифровом табло и могут быть введены в регистрирующее устройство. В приборе имеется звуковая сигнализация обнаружения отраженного от отражателя сигнала, готовности результата измерения

 Рис. 6.11. Светодальномер 2СТ10
Рис. 6.11. Светодальномер 2СТ10

59

 Рис. 6.12. Лазерная рулетка: 1 - корпус рулетки, 2 - лазерное окно, 3 - табло с результатами измерений, 4 - торец, от которого отсчитывается измеряемое расстояние
Рис. 6.12. Лазерная рулетка:
1 - корпус рулетки, 2 - лазерное окно, 3 - табло с результатами измерений, 4 - торец, от которого отсчитывается измеряемое расстояние

и разряженности источника питания. В комплект светодальномера входят: отражатели, штативы, источники питания, зарядное устройство, барометр, термометр, набор инструментов и принадлежностей.

В инженерной геодезии применяют и высокоточные светодаль-номеры. Отечественная промышленность выпускает светодальномеры "Топаз СП22" и СПОЗ (ДК001), точность измерения которыми характеризуется соответственно величинами (1 + D км) и (0,8 + 1,51) км) мм.

Для маркшейдерских работ в шахтах используют светодальномер МСД-1М во взрывобезопасном исполнении с дальностью действия до 500 м и погрешностью измерения (2 + 5D км) мм.

Светодальномеры с пассивным отражением измеряют расстояния до предметов без отражателя, т. е. используют отражательные свойства самих предметов. Примером может служить отечественный светодальномер ДИМ-2, погрешность измерения расстояний которым составляет 20 см.

В настоящее время известны дальномеры с пассивным отражением и погрешностью измерения расстояний до 10 мм. Так, например, дальномер, выпускаемый фирмой "Лейка" (Швейцария), измеряет расстояния до 50 м с погрешностью 2 мм.

Для измерений на строительных площадках, в помещениях используют лазерные рулетки (рис. 6.12), которые не требуют отражателей.

60

Rambler's Top100
Lib4all.Ru © 2010.