38. Нитяный дальномер. Устройство, теория, точность. Определение коэффициента дальномера.

Зрительные трубы многих геодезических приборов снабжены нитяным дальномером. Сетка нитей зрительной трубы, кроме основных штрихов (вертикальных и горизонтальных), имеет дальномерные штрихи a и b (рис. 7.2, а). Расстояние d от оси вращения прибора MM (рис. 7.2, б) до рейки AB равно

d = L + f +  ,

где L  расстояние от фокуса объектива до рейки; f  фокусное расстояние;   расстояние между объективом и осью вращения прибора.

Из чертежа на рис. 7.2, б находим L = n f / p, где p  расстояние между штрихами a и b и n  отсчет по рейке, равный длине ее отрезка, видимого в трубу между дальномерными штрихами a и b. Обозначив f / p = K и f +  = c, получим

d = K n + c , (7.2)

где K  коэффициент дальномера и c  постоянная дальномера.

При изготовлении прибора f и p подбирают такими, чтобы K=100, а постоянная c была близкой к нулю. Тогда d = 100 n.

Точность измерения расстояний нитяным дальномером  1/300.

Определение горизонтального проложения линии, измеренной нитяным дальномером. При измерении наклонной линии отсчёт по рейке это отрезок n = AB (рис. 7.3). Для измерения наклонного расстояния D рейку следовало бы наклонить на угол . При этом отсчёт был бы равен n₀ = A₀B₀ = n cos  и наклонное расстояние D = K n₀ + c = K n cos + c.

. Измерение нитяным дальномером наклонного расстояния

Умножив наклонное расстояние D на cos, получим горизонтальное расстояние d = K n cos²  + c cos .

Прибавив и отняв с cos² , после преобразований получим

d = (Kn + с) cos² + 2c cos sin²(2).

Вторым слагаемым по его малости пренебрежем. Получим

d = (Kn + с) cos² .

Найти горизонтальные расстояния можно и иначе – вводя в измеренные расстояния поправки, выбираемые из «Тахеометрических таблиц».

39. Параллактический метод измерения расстояний. Понятие о свето-дальномерах.

Светодальномер – прибор, измеряющий расстояние по времени прохождения его световым сигналом.

В комплект светодальномера входят приёмопередатчик и отражатель. Приемопередатчик устанавливают на штативе на одном конце измеряемой линии, а отражатель на специальной вешке или тоже на штативе – на другом. Приёмопередатчик излучает световой сигнал, принимает его после возвращения от отражателя, измеряет время t, прошедшее от излучения до приёма, и вычисляет расстояние

D = vt/2.

Здесь v – скорость света (при средних условиях v  299710 км/с).

Время t необходимо измерять с высокой точностью. Так, для точности в расстоянии 1 см время надо знать с ошибкой не более 10^-10 с. Измерение времени выполняется фазовым или импульсным методом.

В импульсном светодальномере (рис. 7.4) лазерный источник излучения 3 под воздействием генератора импульсов 2 периодически посылает через объектив 4 световой импульс. Одновременно переключатель 7 запускает счётчик 8 временных импульсов, поступающих от высокочастотного генератора 1. Световой импульс, отразившись от отражателя 5, поступает на преобразователь 6, который через переключатель 7 останавливает счётчик 8. Число импульсов, сосчитанное счётчиком 8, пропорционально прошедшему времени и, следовательно, измеряемому расстоянию. Для повышения точности измерения выполняются многократно и результаты осредняются процессором 9. Измеренное расстояние высвечивается на табло. Его исправляют поправками за наклон, а также  за атмосферное давление, температуру и влажность воздуха, влияющие на скорость света.

Схема импульсного ветодальномера

Приемопередатчик может представлять отдельный прибор, насадку на теодолит или входить в состав электронного тахеометра.

Отражатели бывают призменные и пленочные. Для увеличения дальности измерений применяют многопризменные отражатели.

Пленочный отражатель представляет собой пленку размером 44 см. Дальность измерений с таким отражателем меньше, чем с призменным. Но зато его можно закрепить в таком месте, где установить призменный невозможно, например – приклеить на сооружение. Точность топографических светодальномеров 2 – 3 см, а применяемых в прикладной геодезии 2 – 3 мм.

Существуют светодальномеры использующие диффузное отражение сигнала от предметов и не требующие отражателя. Таким дальномером является "лазерная рулетка" Disto фирмы Leica (Швейцария). Прибор используют без штатива, с руки. Световой луч наводят на нужные объекты и на шкале читают расстояния до 200 м с точностью 1,5 мм.