Суть работы прибора заключается в формировании лазерного луча, который отражается от поверхности, расстояние до которой мы измеряем, электроника же переводит данные в привычные для нас миллиметры и т.п.
Что же касается точности проводимых измерительных работ, то основная масса лазерных рулеток позволяет производить измерения с точность до 1,5-2 мм, что возможности обычных рулеток.
Светодальномер — геодезический прибор, позволяющий с высокой точностью (до нескольких миллиметров) измерять расстояния в десятки (иногда в сотни) километров.
(так, например, светодальномером измерено расстояние от Земли до Луны с точностью до нескольких сантиметров)
Понятие о светодальномерах
Измерение расстояний с помощью светодальномера основано на измерении промежутка времени t, в течение которого свет дважды проходит расстояние D, в прямом и обратном направлении (рис.)
Обозначив через V скорость света в атмосфере, напишем формулу для расстояния:
D = V * t/2.
Скорость света в вакууме V0 считается известной V0 = 299 792 458 м/сек, а для получения скорости света в атмосфере V нужно еще знать показатель преломления воздуха
n: V = V0/n.
Светодальномеры бывают импульсные и фазовые. В импульсных светодальномерах промежуток времени t измеряется непосредственно,а в фазовых – через разность фаз. В фазовых светодальномерах используют модулированный свет; частота модуляции бывает от 7 мгц до 75 мгц (что соответствует длине волны от 4 до 40 метров); это так называемая измерительная или масштабная частота; несущие волны располагаются в субмиллиметровом диапазоне.
Приведем рабочие формулы для вычисления расстояний, измеренных фазовым светодальномером:
или D = (N + ΔN) * λ/2
где: f – масштабная частота,
l – длина волны, соответствующая масштабной частоте,
N – число, показывающее сколько раз половина длины волны укладывается в измеряемом расстоянии; оно определяется при “грубом” измерении расстояния на нескольких масштабных частотах,
ΔN – домер фазового цикла; именно он и подлежит точному измерению.
На практике для вычисления горизонтального проложения линии, измеренной светодальномером, используют формулу:
Sизм = Dст. + ΔD t + ΔDP + ΔDe + C – ΔDH
Dст.- длина линии, соответствующая некоторому стандартному значению скорости света Vст. при значениях температуры t0 и давления P0; обычно принимают:
t0 = + 12oC, P0 = 984 ГПА
ΔDt, ΔDP, ΔDe – поправки за отклонение фактических значений метеоэлементов от их стандартных значений.
ΔDt = kt * Dст./100, ΔD P = kP * Dст./100, ΔDe = ke * Dст./100
Коэффициенты kt (температурный), kP (давления) и ke (влажности воздуха) выбирают из заранее составленной таблицы,
C- постоянная поправка светодальномера, определяемая по специальной методике,
ΔDH – поправка за наклон линии:
Согласно ГОСТу 19223-90 светодальномеры в нашей стране выпускаются четырех типов (групп):
Г – для государственных геодезических сетей;
П – для прикладной геодезии и маркшейдерии;
Т – для сетей сгущения и топографических съемок;
СТД – для топографических съемок (диффузное отражение).
Средняя квадратическая ошибка расстояния, измеренного светодальномером, вычисляется по формуле: mD = a + b * D * 10-6.
Для каждой группы светдальномеров значения коэффициентов a и b имеют значения:
СГ (0.1 км < D < 30 км) a = 1мм; 2 мм; b = 1; 2;
СП (0.001 км < D < 5 км) a = 0.1мм; 0.5 мм; 1мм; 2 мм;
СТ (0.002 км < D < 15 км) a = 5 мм; 10мм; b = 3; 5;
СТД (0.002 км < D < 500 м) a = 20 мм.
