Б) отсчеты по дальномерным нитям

Отношение r к b есть коэффициент дальномера k, который принимается равным 100.Тогда общая формула для определения дальномерного расстояния принимает следующий вид:

,

где с – постоянная поправка нитяного дальномера, которая в трубах с внутренней фокусировкой близка к 0.

На практике используется такая формула

,

где О_н и О_в – отсчеты по дальномерным нитям: нижней и верхней соответственно.

В поле зрения трубы (рис. 34,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. На рис. 34б отсчет по нижней нити составляет 1830, а по верхней – 1596, следовательно, дальномерное расстояние составит:

S = 100(1830 – 1596) = 23400 мм или 23,4 м.

На расстоянии до 100 м по нитяному дальномеру визуально можно отсчитать до 0,2 сантиметрового деления, что соответствует погрешности при определении расстояния 20 см. Относительная погрешность составит 1:500 от длины.

Дальномерные измерения с постоянным базисом представлены на рис. 35, на котором видно, что дальномерное расстояние S увеличивается от S₁ до S₂ при уменьшении угла b от b ₁ до b ₂.

Рис. 35. Схема выполнения дальномерных измерений при постоянном базисе

В точку А устанавливают теодолит. В точке M располагают отрезок (базис), длина которого B точно известна. Тогда, измерив угол b ₁, можно по формуле

S₁=B ×tgb ₁

вычислить расстояние между точками А и В.

В основе электронных средств измерений лежит известное из физики соотношение

,

где S – измеряемое расстояние;

v – скорость распространения электромагнитных колебаний;

t – время распространения электромагнитных колебаний вдоль измеряемой линии и обратно.

Для измерения расстояния АВ (рис. 36) 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 основывается на измерении разности фаз двух электромагнитных колебаний.

Примером современного импульсно-фазового светодальномера может служить широко распространенный в нашей стране топографический светодальномер СТ-5. Это высоко автоматизированный прибор, точность измерения расстояний которым характеризуется величиной (10+5S км) мм; предельная дальность – 5 км. Улучшенный вариант этого светодальномера 2СТ10. Его технические характеристики: средняя квадратическая погрешность измерения расстояний (5+3S 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.

Рис. 36. Светодальномер (а) и ход лучей в процессе измерения (б)

 

В инженерной геодезии применяют и высокоточные светодальномеры. Отечественная промышленность выпускает светодальномеры "Топаз СП22" и СПОЗ (ДК001), точность измерения ими составляет (1+S км) мм и (0,8+1,5S км) мм соответственно.

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

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 [1].