Далекомір
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Далекомір

Далекомір, прилад для виміру відстаней. Широко застосовується в інженерній геодезії (при будівництві шляхів сполучення, гідротехнічних споруд, ліній електропередач і т. д.), при топографічній зйомці, у військовій справі (головним чином для визначення відстаней до цілей), в навігації, в астрономічних дослідженнях, у фотографії.

загрузка...

  За принципом дії розрізняють Д. геометричних і фізичних типів. Вимір відстаней Д. першого типа засновано на визначенні висоти h рівнобедреного трикутника ABC ( мал. 1 ), наприклад по відомій стороні AB = l (базі) і гострому куту b , що протилежить (т.з. паралактичному куту). При малих кутах b (виражених в радіанах ) h = l/ b. Одна з величин, l або b , зазвичай є постійною, а інша — змінній (вимірюваною). По цій ознаці розрізняють Д. з постійним кутом і Д. з постійною базою.

  Нитяний Д. з постійним кутом є зорову трубу з двома паралельними нитками в полі зору. Базою Д. служить переносна рейка з рівновіддаленими діленнями. Вимірюване Д. відстань до бази пропорційно числу ділень рейки, видимих в зорову трубу між нитками. Нитяним Д. забезпечений багато хто геодезичні інструменти (теодоліти, нівеліри і ін.). Відносна погрішність нитяного Д. ~ 0,3—1%.

  складніші оптичні Д. геометричного типа мають власну постійну базу. Вони розділяються на дві групи: монокулярні і бінокулярні (стереоскопічні).

  Монокулярний Д. ( мал. 2 ) влаштований т. о., що зображення об'єкту (цілі) видно в окулярі Ок складеним з двох половин розділених горизонтальною лінією; різні половини зображення побудовані променями, прошедшимі різні оптичні системи Д. ( O 1 і O 2 ).

  В разі дуже видаленого об'єкту, коли що потрапляють в Д. промені A 1 і A 2 практично паралельні, обидві половини зображення знаходяться в одному місці на горизонтальній лінії розділу і утворюють цілісне зображення. З наближенням об'єкту до Д. паралельність променів A 1 і a 2 порушується і половинки зображення розходяться уздовж лінії розділу. Для виміру відстані до об'єкту потрібно звести зміщені половинки зображення за допомогою оптичного компенсатора, розташованого в одній з оптичних систем. Результат виміру прочитується на спеціальній шкалі. Погрішність монокулярних Д. подвійного зображення ~ 0,1% при довжинах до 1 км.

  Монокулярні Д. з базою 3—10 см широко застосовують як фотографічних Д. Обично фотографічні Д. об'єднують в одну оптичну систему з видошукачем фото- або кіноапарата. Промені світла від об'єкту зйомки проходят у фотографічний Д. ( мал. 3 ) через дві різні оптичні системи (основну і додаткову). Побудовані цими системами зображення видно в окулярі Д. несуміщеними. Для наведення об'єктиву на різкість і здобуття чіткого фотознімку обидва зображення поєднують в одне переміщенням оптичного компенсатора, пов'язаного з механізмом фокусування об'єктиву фотоапарата.

  Стереоскопічний Д. з постійною базою ( мал. 4 ) є подвійною зоровою трубою з двома окуляром. Дія Д. засновано на стереоскопічному ефекті: що розглядаються окремо кожним оком зображення зливаються в одне об'ємне, в якому відчувається різниця в розташуванні предметів по глибині. Для визначення відстані до об'єкту (цілі) зображення об'єкту поєднують із зображенням спеціальної мітки («марки»), що знаходиться у фокальній плоскості Д. Об'ект і «марка» повинні як би знаходитися на однаковій відстані від спостерігача. Зсув оптичного компенсатора, потрібний для поєднання «марки» і мети, пропорційно визначуваній відстані. Точність стереоскопічного Д., особливо з базою в декілька м-код, на порядок вище за точність монокулярних Д.

  Принцип дії Д. фізичного типа — світлових, радіо і акустичних — полягає у вимірі часу, який витрачає посланий Д. сигнал для проходження відстані до об'єкту і назад. Швидкість поширення сигналу (швидкість світла з або звуком v ) вважається відомою.

  Светодальномери, або електрооптичні Д., діляться на імпульсні і фазові. Д. першого вигляду безпосередньо вимірюють проміжок часу t , за який світловий імпульс проходіт подвоєна відстань до 2 L , так що L = ct/ 2 + до, де до — постійна Д.

  У фазових Д. використовується безперервний світловий потік з штучно створюваними високочастотними змінами (модуляцією) його інтенсивності. При плавній зміні частоти модуляції змінюється різниця фаз модуляції в посиланого і відбитого потоків світла. В результаті в Д. спостерігаються максимуми і мінімуми інтенсивності світла, по числу яких визначають час t t , а потім L (детальніше за див.(дивися) Електрооптичний далекомір ) . По величині і точності светодальномери ділять на великих, середніх і малих (топографічні), дозволяючих вимірювати відстані 20—25 км. з точністю 1 : 400 000, 5—15 км. з точністю 1 : 300 000, а 5—6 км. з точністю 1 : 10 000 — 1 : 100 000. На «Місяцеході-1» був встановлений відбивач лазерного светодальномера, призначений для виміру відстані до Луни (близько 385 000 км. ) з точністю декілька м.

  В радіодалекомірах зазвичай використовують електромагнітні хвилі сантиметрового і міліметрового діапазонів. Розрізняють імпульсні радіодалекоміри і Д. з безперервним випромінюванням (детальніше за див.(дивися) Радіодалекомір ) .

  У зв'язку з сильним поглинанням і розсіянням світла і радіохвиль середовищами (рідинами і твердими тілами) свето- і радіодалекоміри, що конденсують, застосовуються лише в атмосферних умовах і в космічному просторі. Для визначення відстаней в товще за води океанів і Морея використовують акустичні Д., оскільки поглинання водою ультразвука трохи (див. Ехолот, Гідролокатор ) .

  Теоретично радіус дії Д. фізичного типа визначається потужністю посиланих сигналів і чутливістю приймального пристрою Д., що фіксує відбитий сигнал. Можливості Д. ілюструє наступний приклад: під час польоту міжпланетної станції «Венера-7» відстань між Землею і Венерою (понад 60 млн. км. ) вимірювалася з точністю до 1 км.

 

  Літ.: Короткий топографо-геодезічній словник-довідник, М., 1968; Кондрашков А. Ст, Електрооптичні далекоміри, М., 1959; Проворов До. Л., Радіогеодезія, М., 1965; Бородулін Р. І., Огляд сучасної светодальномерной апаратури, «Геодезія і картографія», 1970 №7.

  Ю. Н. Дрожжін-Лабінський

Мал. 4. Зовнішній вигляд (а) і схема пристрою (б) стереоскопічного далекоміра: A 1 , A 2 — вікна; B 1 , B 2 — відбивачі (призми); O 1 , O 2 — оптичні системи, що будують зображення; До — компенсатор для поєднання «марки» із зображенням; C 1 і C 2 — призми; О до — окуляр; у — поле зору з «марками».

Мал. 3. Фотографічний далекомір: C 1 і C 2 — призми, В — об'єктив фотоапарата, До — важіль; до фокусування око бачить у видошукачі два зображення (а), після фокусування — повороту об'єктиву і зсуву важеля з призмою — одне (б).

Мал. 1. Схема що пояснює принцип дії далекоміра геометричного типа: AB — база, b — паралактичний кут, h — вимірювана відстань.

Мал. 2. Пристрій монокулярного далекоміра: B 1 і B 2 — відбивачі, розташовані на кінцях бази; O 1 і O 2 — оптичні системи, що будують зображення; З — спеціальний відбивач (призма), що поєднує обидва зображення в загальній фокальній плоскості F, О до — окуляр. У кухлях показано видиме в окуляр зображення до поєднання (а) і після поєднання (б).