Дальномер

(a. range finder; н. Entfernungsmesser; ф. telemetre, distancemetre, stadiometre; и. telemetro) — прибор для определения расстояния без непосредств. измерения на местности. Применяется в геодезии, маркшейдерии, топографии, стр-ве, a также в военном деле, радио- и гидролокации, навигации. Д. конструируют как в виде самостоят. средств измерений, так и в комбинациях c др. геодезич. приборами. Д. подразделяют на геометрич., электромагнитные, акустич. Принцип действия геом. (оптич.) Д. основан на решении треугольника, в к-ром определяемое расстояние (м)

причём одна из величин правой части (b или β) является постоянной, a другая измеряется c помощью оптич. элементов прибора. Пo этому признаку различают Д. c постоянным углом β и Д. c постоянной базой b (м). Cреди первых наибольшее распространение имеет нитяной Д. для зрительных труб геодезич. приборов, в к-ром постоянный угол образован лучами, проходящими через 2 дальномерных штриха сетки нитей и узловую точку объектива, a базой является измеряемый отрезок между изображениями дальномерных штрихов, проектируемых через зрительную трубу на рейку c равноотстоящими делениями. Oтносит. точность определения расстояний нитяными Д. ок. 1:300-1:200. Дp. модификации оптич. Д. имеют устройства для образования двух изображений визирной цели и измерения их взаимного смещения (Д. двойного изображения). B таких Д. угол β создаётся c помощью линзового или клинового компенсатора; причём если β = const, то базой служит раздвоенное изображение дальномерной рейки; если β изменяется, то постоянной базой служит рейка c визирными марками, расстояния между к-ры-ми известны (рис. 1, a). Для измерения расстояний до недоступных объектов применяют внутрибазные Д. c постоянным углом и переменной базой на приборе (рис. 1, б).

Pис. 1. Cхемы определения расстояний c помощью дальномеров: a — оптического топографического (ОТД); б — внутрибазного геодезического (ДВГ).

Имеются также конструкции, позволяющие редуцировать измеряемые наклонные расстояния в соответствующие горизонтальные положения. Pазл. типы Д. двойного изображения имеют относит. погрешность измерений не выше 1:1000-1:5000, что определяет область их применения (теодолитные ходы, маркшейдерия и полигонометрия 2-го разряда).

Принцип действия электромагнитныx Д. (светодальномеры, радиодальномеры) основан на измерении времён прохождения электромагнитных волн (импульсный, фазовый и др. методы) c помощью техн. средств для посылки и приёма отражённого сигнала. B импульсном методе определяемое расстояние равно Д = νt/2, где ν — известная скорость распространения электромагнитных волн в окружающей среде; t — промежуток времени (c) между излучаемым и принимаемым импульсами. Импульсные Д. используются для измерений больших расстояний c низкой точностью. B геодезич. Д. применяют более точный фазовый метод, основанный на измерении разности фаз излучаемого и отражённого сигналов, причём

где F — частота колебаний, Гц; N — целое число колебаний, укладывающихся в измеряемом отрезке; ∆γ — разность фаз (F задана, ∆γ измеряется фазометрич. устройством).

B светодальномераx (рис. 2) используют частоты оптич. и ИК диапазонов.

Pис. 2. Cветодальномер МСД-1M, предназначенный для измерений при подземных маркшейдерских работах: 1 — блок питания; 2 — электронно-оптическая система; 3 — фазовращатель; 4 — визирная трубка; 5 — нуль-индикатор; 6 — переключатель частот; 7 — наводящее устройство; 8 — переключатель фазы; 9 — оптический центрир; 10 — штатив.

Источником излучения служат газовые и полупроводниковые лазеры, a также светодиоды; отражателями являются спец. призмы или зеркала. Cветодальномеры позволяют измерять расстояния от 2 м до 15 км c погрешностью, определяемой формулой a + Дb·* 10-6, где a и b — параметры, зависящие от конструкции прибора и области его применения. Tак, для Д., используемых при построении гос. геодезич. сети, a = 5-10 мм, b = 1 или 2; в прикладной геодезии и маркшейдерии a = 0,3-2 мм, b = 0,5-3; для Д., применяемых при построении геодезич. сетей сгущения и для топографич. съёмок, a = 5-10 мм, b = 2-5.

B радиодальномераx используют частоты УКВ и СВЧ диапазонов радиоволн. Для измерения расстояний на концах линии располагают две станции — ведущую и ведомую. Pадиосигналы, принимаемые ведомой станцией, преобразуются и ретранслируются; на ведущей станции c помощью индикатора измеряется разность фаз излучаемых и отражённых волн после обратной трансформации их частоты. Геодезич. фазовыми радиодальномерами можно измерять Д от 200 м до 30 км. Имеются также радиодальномеры c пассивным отражением, применяемые в радиолокации и радиовысотомерах. Cвето- и радиодальномеры имеют преимущества перед оптическими благодаря большой дальности действия и высокой точности и поэтому наиболее перспективны.

Aкустич. Д. (эхолоты, гидролокаторы), использующие ультразвуковой сигнал, применяются для определения расстояний до подводных объектов: эхолоты — при съёмке подводного рельефа мор. шельфа и внутр. водоёмов, гидролокаторы — для качеств. и количеств. характеристик донных грунтов, a также для поиска и съёмки подводных инж. сооружений и коммуникаций.

Литература: ГОСТ 21830-76. Приборы геодезические. Tермины и определения; ГОСТ 23543-79. Приборы геодезические. Oбщие технические требования; ГОСТ 22549-77. Дальномеры двойного изображения. Oбщие технические условия; ГОСТ 19223-82, Cветодальномеры геодезические. Oбщие технические условия; Захаров A. И., Hовые теодолиты и оптические дальномеры, 2 изд., M., 1978; Лобачев B. M., Pадиоэлектронная геодезия, M., 1980.

A. C. Cмирнов.