Дальномеры в тахеометрах
Доклад - Геодезия и Геология
Другие доклады по предмету Геодезия и Геология
?дящих через дальномерные нити в трубе Кеплера с внешней фокусировкой. Прибор установлен над точкой А; в точке В находится рейка, установленная перпендикулярно визирной линии трубы. Требуется найти расстояние между точками А и В.
Рис. 7 - Дальномерные нити
Построим ход лучей из точек m и g дальномерных нитей. Лучи из точек m и g, идущие параллельно оптической оси, после преломления на линзе объектива пересекут эту ось в точке переднего фокуса F и попадут в точки М и G рейки. Расстояние от точки A до точки B будет равно:
D = l/2 * Ctg(?/2) + fоб + d (4.1.2.1)
где d - расстояние от центра объектива до оси вращения теодолита; об-фокусное расстояние объектива; - длина отрезка MG на рейке.
Обозначим (fоб + d) через c, а величину 1/2*Ctg ?/2 - через С, тогда
= C * l + c. (4.1.2.2)
Постоянная С называется коэффицентом дальномера. Из DmOF имеем:
Ctg ?/2 = ОF/mO; mO= p/2 (4.1.2.3)
Ctg ?/2 = (fоб*2)/p, (4.1.2.4)
где p - расстояние между дальномерными нитями. Далее пишем:
С = fоб/p. (4.1.2.5)
Коэффициент дальномера равен отношению фокусного расстояния объектива к расстоянию между дальномерными нитями. Обычно коэффицент С принимают равным 100, тогда Ctg ?/2 = 200 и ? = 34.38. При С = 100 и fоб = 200 мм расстояние между нитями равно 2 мм.
.1.3 Измерение нитяным дальномером наклонного расстояния
Пусть визирная линия трубы JK при измерении расстояния АВ имеет угол наклона ?, и по рейке измерен отрезок l (рис. 8). Если бы рейка была установлена перпендикулярно визирной линии трубы, то наклонное расстояние было бы равно:
= l0 * C + c (4.1.3.1)
Но 0 = l*Cos ? (4.1.3.2)
поэтому
D = C*l*Cos? + c. (4.1.3.3)
Горизонтальное проложение линии S определим из ? JKE:
S = D*Cos? (4.1.3.4)
или
S= C*l*Cos2? + c*Cos?. (4.1.3.5)
рис. 8 - Измерение нитяным дальномером наклонного расстояния
Для удобства вычислений принимаем второе слагаемое равным с*Cos2?; поскольку с величина небольшая (около 30 см), то такая замена не внесет заметной ошибки в вычисления. Tогда
= (C * l + c) * Cos2? (4.1.3.6)
или
S = D* Cos2? (4.1.3.7)
бычно величину (C*l + c) назыывают дальномерным расстоянием. Обозначим разность (D - S) через ?D и назовем ее поправкой за приведение к горизонту, тогда
= D - ?D (4.1.3.8)
где
?D = D * Sin2 ? (4.1.3.9)
Угол ? измеряют вертикальным кругом теодолита; причем при поправка ?D не учитывается. Точность измерения расстояний нитяным дальномером обычно оценивается относительной ошибкой от 1/100 до 1/300.
Кроме обычного нитяного дальномера существуют оптические дальномеры двойного изображения.
4.2 Особенности конструкции и принцип работы
В импульсном светодальномере источником излучения чаще всего является лазер, излучение которого формируется в виде коротких импульсов. Для измерения медленно меняющихся расстоянии используют одиночные импульсы, при быстро изменяющихся расстояниях применяется импульсный режим излучения. Твердотельные лазеры допускают частоту следования импульсов излучения до 50-100 Гц, полупроводниковые - до 104-105 Гц. Формирование коротких импульсов излучения в твердотельных лазерах осуществляется механическими, электрооптическими или акустооптичекими затворами или их комбинациями. Инжекционные лазеры управляются током инжекции.
В фазовых светодальномерах в качестве источников света применяются накальные или газосветные лампы, светодиоды и почти все виды лазеров. Оптический дальномер со светодиодами обеспечивают дальность действия до 2-5 км, с газовыми лазерами при работе с оптическими отражателями на объекте - до 100 км, а при диффузном отражении от объектов - до 0,8 км; аналогично, Оптический дальномер с полупроводниковыми лазерами обеспечивает дальность действия 15 и 0,3 км. В фазовых Светодальномерное излучение модулируется интерференционными, акустооптическим и злектрооптическими модуляторами. В СВЧ фазовых оптических дальномерах применяются электрооптические модуляторы на резонаторных и волноводных СВЧ структурах.
В импульсных светодальномерах обычно в качестве фотоприёмного устройства применяются фотодиоды, в фазовых светодальномерах фотоприём осуществляется на фотоэлектронные умножители. Чувствительность фотоприёмного тракта оптического дальномера может быть увеличена на несколько порядков применением оптического гетеродинирования.
Измерение временных интервалов чаще всего осуществляется счётно-импульсным методом.
Вывод
Дальномер - является лучшим прибором для измерения расстояния на длинные дистанции.
Дальномер тахеометра характеризуется не только точностью, но и дальностью. Как правило, это дальность измерения расстояний до одной призмы. Следует отметить, что эти характеристики связаны друг с другом.
Несмотря на то что значительная часть объема измерений тахеометром не превышает 500-1000 м, периодически приходится измерять значительно более длинные расстояния. Поэтому наилучшими сегодня являются дальномеры с точностью измерений не ниже 2 мм + 2 ррм при дальности 3000-4000 м. Эти параметры должны стать стандартными в будущем для большинства тахеометров. Увеличение дальности измерений в ущерб точности нецелесообразно и неэффективно.
Ожидается, что в целом на мировом рынке в ближайшем будущем стоимость самого оборудования снизится, а встроенных программных средств и их приложений повысится. Стоимость сервиса и запасных частей также должна снизиться вследствие увеличения надежности работы приб