СВЕТОДАЛЬНОМЕТРИЯ

Измерение расстояний по времени распространения оптического излучения (света) от точки, в к-рой расположен источник излучения, до объекта, отражающего или рассеивающего это излучение. При этом измеряемое расстояние

D =(v/2)t,

где v — скорость распространения света в среде, а t — время прохождения им двойного измеряемого расстояния.

Величина t может измеряться и м п у л ь с н ы м или ф а з о в ы м методом. В первом случае излучение посылается короткими импульсами и измеряется интервал между фронтами или энергетич. максимумами излучённого и отражённого импульсов. Во втором случае непрерывное излучение модулируется с высокой частотой f и значение t определяется по запаздыванию фазы принимаемого отражённого излучения Dj по отношению к фазе испускаемого: D=(v/4pf)Dj. При этом однозначный результат получается лишь при измерении расстояний, дающих сдвиг фазы Dj<2p. Для однозначного определения больших расстояний измерения производятся последовательно на неск. разл. частотах модуляции.

Существенным для С. явл. значение скорости распространения оптич. излучения вдоль измеряемого расстояния, определяемой показателем преломления. Последний изменяется с темп-рой (ок. 10-6 на 1 К), давлением и влажностью и зависит от длины волны излучения. Определить его ср. значение в момент измерения позволяет последоват. измерение расстояния на неск. длинах волн излучения (т. н. р е ф р а к т о м е т р и ч е с к а я С.).

Идея С. была высказана А. Майкельсоном (США), первый светодальномер был реализован А. А. Лебедевым в 1936, большое развитие С. получила после разработки лазеров. Импульсная лазерная С. обеспечивает при длительности импульсов излучения 20—100 нс ошибку измерения 5—10 м. Применение систем с накоплением сигнала даёт ошибку менее 1 м. При энергии излучения в импульсе ок. 0,3 Дж достигается дальность действия по протяжённым объектам до 20 км.

Лазерная импульсная С. применяется для измерения высоты облаков, для измерения высот полёта летательных аппаратов при аэрофотосъёмке, для точного определения орбиты ИСЗ, снабжённого уголковым отражателем, что важно для геодезич. целей, и т. д.

Фазовая С. находит применение в основном в топографо-геодезич. работах, инженерных изысканиях, машиностроении, гляциологии, гидротехнике (СВЧ светодальномеры, позволяющие при частоте модуляции выше 108 Гц снизить инструментальную ошибку до 0,2—0,5 мм).

Дифференцирование данных о расстоянии до объекта как в фазовой, так и в импульсной С. позволяет получить значение радиальной скорости его перемещения (светодальномерные системы стыковки в космосе). Определяя пространств. распределение расстояний до отражающих поверхностей, получают данные о профиле этих поверхностей (светодальномерная профилометрия). Последняя используется для определения профиля антенн радиотелескопов, корпусов судов, при изучении подвижек льда и т. д. Светодальномерный профилометр применим для автономного ориентирования планетоходов.