Светодальномеры и радиодальномеры

Электронное измерение расстоянийосновано на измерении времени прохождения светового или радиолуча между двумя точками, в одной из которых находится излучатель, а в другой – отражатель. Таким образом, данный метод измерения расстояний является косвенным. Поскольку луч проходит измеряемое расстояние дважды (прямо и обратно), постольку будет иметь место формула

,

где c – скорость распространения радиоволн или световых волн, t – время прохождения сигнала прямо и обратно, d - постоянная поправка дальномера, вызванная прохождением сигнала по электронным цепям прибора. Скорость c распространения электромагнитных волн зависит от плотности, температуры и влажности воздуха. Поэтому при высокоточных измерениях расстояний измеряются значения указанных величин и в измеренное расстояние вводятся соответствующие поправки.

Первыми геодезическими приборами для измерения расстояний с помощью электромагнитного излучения явились радиодальномеры. Их применение позволило в десятки раз увеличить производительность труда при измерении расстояний. Другое важное преимущество радиодальномеров заключается в том, что для измерения расстояний не требуется наличие прямой оптической видимости, достаточно так называемой радиовидимости. Недостаток радиодальномеров заключался в относительно невысокой точности измерений.

Точность измерения расстояний электронными приборами тем выше, чем меньше длина волны. Поэтому дальнейшее повышение точности измерений было связано с повышением частоты электромагнитных колебаний. В результате на смену радиодальномерам пришли светодальномеры. В настоящее время измерение расстояний с помощью светодальномеров характеризуется как очень высокой производительностью, так и высокой точностью.

В зависимости от точности измерения расстояний светодальномеры подразделяются на три группы. Светодальномеры первой группы называют геодезическими, они предназначены для измерения больших расстояний (до 50 км) с ошибкой порядка 5-10 мм +(1-2 мм/км). Таким образом, приборы данной группы позволяют измерять расстояния с относительной ошибкой не хуже 1:500 000. Основное применение геодезических светодальномеров – измерение сторон в полигонометрии 1 – 2 классов и базисов в триангуляции 1 класса.

Приборы второй группы, называемые топографическими, позволяют измерять расстояния до нескольких километров с абсолютной погрешностью порядка 2 см. Данные приборы используются при создании геодезических плановых сетей более низких классов и при производстве топографических съемок.

Светодальномеры третьей группы предназначены для измерения расстояний до нескольких километров с ошибкой не более 2 мм. Они используются для производства геодезических работ в процессе строительства уникальных инженерных сооружений.

С применения радиодальномеров в геодезии начался процесс электронизации и автоматизации. Если на первых порах человек выполнял почти все операции, то в дальнейшем многие из их числа стали выполняться автоматически. Этому способствовало оснащение приборов встроенными микропроцессами, что также позволило решать программным путем некоторые задачи в реальном масштабе времени.

Дальнейшее развитие возможностей было связано с автоматизацией измерения горизонтальных и вертикальных углов, с появлением безотражательных светодальномеров и с комплексированием электронных блоков различного назначения в один электронный прибор. Примером таких современных приборов являются электронные тахеометры. Наиболее простыми электронными приборами для измерения расстояний в настоящее время являются электронные рулетки. Дальность их действия составляет несколько десятков метров, а ошибка измерений – величину порядка 1 см.

Вопросы

1. Что такое прямое и косвенное измерение?

2. Какие приборы применяются для измерения линий?

3. В чем состоит подготовка линии для измерения лентой или рулеткой?

4. Каким образом осуществляется измерение линий рулеткой или лентой?

5. Что необходимо для нахождения горизонтального проложения линии?

6. Какие поправки вводятся в значение длины линии, измеренной лентой или рулеткой?

7. Напишите формулу для вычисления поправки за наклон линии?

8. Что такое компарирование мерной ленты или рулетки?

9. Напишите формулу для вычисления поправки в длину линии за компарирование?

10. Напишите формулу для вычисления поправки в длину линии за температуру?

11. Что такое горизонтальное проложение?

12. Длина линии равна 123,45 м; угол наклона равен 3°50¢; чему равно горизонтальное проложение линии?

13. Как осуществляется провешивание линии при отсутствии прямой видимости между ее крайними точками?

14. Какова точность измерения линий мерной лентой или рулеткой?

15. Как контролируется измерение линий?

16. Какова допустимая относительная ошибка измерения линий лентой или рулеткой?

17. Каким образом характеризуется точность измерения линий?

18. Что такое относительная ошибка измерения некоторой величины?

19. Напишите формулу для вычисления длины линии при ее измерении светодальномером?

20. Какова точность измерения линий нитяным дальномером?

21. Каков коэффициент нитяного дальномера?

22. Что такое определение неприступного расстояния?

23. Какие существуют способы определения неприступных расстояний?

24. Как осуществляется определение неприступного расстояния на основе теоремы синусов?

25. Как осуществляется определение неприступного расстояния на основе теоремы косинусов?

26. Как осуществляется контроль определения неприступного расстояния?

27. Найти поправку за компарирование, если измеренное значение длины линии равно 123,45 м, номинальная длина мерной ленты равна 20.000 м, а фактическая 20,004 м?

28. Найти поправку за температуру, если измерена линия 200,00, температура в момент компарирования была равна 14°, а в момент измерений 29?

29. С каким знаком вводится поправка за наклон при измерении линий?

30. С каким знаком вводится поправка за компарирование?

31. С каким знаком вводится поправка за температуру?

32. Как влияет на производительность труда применение электронных способов при измерении линий?

33. Какова точность измерения линий светодальномерами?

34. В чем преимущество безотражательных светодальномеров?

35. От чего зависит точность измерения линий с применением электромагнитных колебаний?

36. Какие могут быть способы определения расстояний?

37. С какой точностью необходимо измерять угол наклона для вычисления горизонтального проложения линии?