Точность измерения расстояний электронными дальномерами

При измерении расстояний дальномерами фазового типа формулу (4) можно записать в следующем виде

D^ftf + ^U

где Аф - разность фаз в пределах одного периода; к - постоянная поправка.

Точность определения расстояния D зависит от точности определе­ния величин, стоящих в правой части равенства.

Скорость С распространения электронных волн в вакууме известна с высокой точностью (относительная ошибка 4*10^-9), частота/ в на­стоящее время определяется тоже с высокой точностью (можно этало­нировать частоты с ошибкой до 1 гц). Разность фаз и постоянная поправка к тоже определяются точно. Основная проблема заключается в определении показателя преломления воздуха. Приближенно л=1 000298. Величина N=(n-\)\0⁶ называется индексом преломления (УУ-298). Она зависит от длины волны, температуры, давления и влаж­ности. Ошибка в температуре на 1° дает ошибку в длине линии Ј)* 10~⁶, а ошибки в давлении на 1 мм ртутного столба - 0,5Z)*10. Практиче­ски температуру и давление измеряют на концах линии. Среднее инте­гральное значение их остается неизвестным. Это обстоятельство в ос­новном и лимитирует точность определения расстояний электронными дальномерами.

Для ослабления ошибок, связанных с определением индекса пре­ломления можно наблюдать в разное время, или расставлять датчики температуры, давления и влажности по измеряемой линии.

На практике точность измерений расстояний конкретным дально­мером обычно характеризуют эмпирической линейной зависимостью вида

m_D=a+bD, (15)

где m_D- средняя квадратическая ошибка расстояния; an Ь-коэффициенты.

Значения коэффициентов а и b находят по методу наименьших квадратов из сопоставления длин линий с их ошибками, полученными при измерении эталонных базисов, или рассчитывают по результатам лабораторных определений отдельных ошибок.

Как видно из формулы (15), ошибка складывается из двух частей: первая не зависит от расстояния, а вторая - пропорциональна расстоя­нию. Например, в паспорте для светодальномера СТ5 приводится ^mD~{ 10+5 х 10~*О) мм. Следовательно, а = 10 мм, b =5* 10"⁶. Эту форму­лу можно представить еще в таком виде: то ⁼10 мм + 5 мм/км.

44.Сущность фазового метода.

В большенстве устройств для измерения расстояния использ-ся моделирование элекромагнитные колебания.Модулирование-это изменение какого-то вида амплитуды, частоты или базы по какому-либо зак-ну.В качестве модулятора в настоящее время применяют полупроводниковые лазеры на основе кристалла аргенида-галия с длиной волны излучения 0,9мкм.До прохождения модулятора электромагнитные волны имеют частоту соответствующих колебаний именуемой несущей.Этой частоте соответствует длинна волны λ’. После прохождения модулятора длинна волны сохраняется,но амплитуда изменяется с заданной частотой.Эта частота называется измерительной,ей соответствует длинна волны λ,которая выполняет роль мерной ленты. λ’=0,6-0,9мкм Пусть передачик излучает электромагнитные волны с длинной волны λ и частотой m. Λ=V/f Эти колебания направляют на отражатель,а также минуя дистанцию приемную часть. Приемник усиливает их и направляет на индикатор сдвига фаз.Пусть для какого-то момента времени t колебания прешедшее с дистанции имеют фазу φот=2πft,где 2πf-круговая частота. Колебание поступающее в приемник минуя дистанцию будет иметь фазу φот=2πf(t+τ) τ= (φ)2πf=(N+ΔN)*1/f; φпр-φот=-πfτ,где N-целое число волн уложившееся в расстоянии 2t; ΔN-домер базового цикла Д= λ/2(N+ΔN) Величину λ можно вычислить по известной частоте ΔN,а величина N остается неизвестной.Определение целого числа периода и называется решением неодназначности