3.3. Оптико-физические мерные приборы

3.3.1. Нитяной дальномер

Одним из самых распространенных оптико-физических мерных приборов является нитяной дальномер. Нитяной дальномер является составной частью всех зрительных труб геодезических приборов – теодолитов, нивелиров, кипрегелей.

Основной частью нитяного дальномера является сетка нитей зрительной трубы. Сетка нитей состоит из двух взаимно перпендикулярных прямых, образующих визирную ось зрительной трубы. Причем одна из нитей располагается горизонтально, а другая вертикаль-но. Относительно горизонтальной прямой и симметрично ей нанесены еще две нити – дальномерные (рис. 52, линии а и в). На рисунке эти нити проходят в этих точках перпендикулярно плоскости рисунка. Расстояние р между этими нитями постоянно.

Из геометрической оптики известно, что лучи аа^/ и вв^/, идущие от верхней и нижней дальномерных нитей параллельно оптической оси кF и преломившись в объективе, пересекаются в точке переднего фокуса и проектируются на рейку в точках А и В, установленную в точке D. Из подобия треугольников а^/Fв^/ и FВА имеем:

и отсюда: S^/ = = Кn,

где K = - коэффициент дальномера, постоянный для данного прибора.

Рис. 52. Графическое решение измерения расстояний

нитяным дальномером

Таким образом, расстояние от оси вращения прибора, установленном над точкой С местности, до рейки, установленной в точке D, будет равно

S = S^/ + f + = K n + c, (86)

где c = f + - постоянная нитяного дальномера, а коэффициент К = 100.

Следует отметить, что в зрительных трубах с внутренней фокусировкой эквивалентное фокусное расстояние изменяется в зависимости от длины измеряемой линии и можно принять

К = 100 + ΔК и Δ S = ΔКn +с.

Тогда

S = 100n + Δ S. (87)

Поправку ΔS определяют путем измерения нитяным дальномером различных известных горизонтальных расстояний:

Δ S = S – 100n. (88)

По результатам этих измерений составляют таблицу или строят график зависимости ΔS от расстояний S. Вообще-то величина ΔS невелика и при решении многих задач ее чаще всего не учитывают.

Поэтому, как правило, используют формулу:

S = Kn = 100n. (89)

При К = 100 параллактический угол β = 34,38^/ = 0,01ρ, где ρ – радиан.

При определении дальномерных расстояний обычно используют рейки с сантиметровыми делениями для технического нивелирования.

Здесь следует также отметить, что при выводе формулы определения расстояния нитяным дальномером визирная ось зрительной трубы была перпендикулярна рейке. В общем случае визирная ось FK имеет с вертикальной рейкой угол, отличающийся от прямого на угол наклона ν, и разность отсчетов по рейке будет равна n^/ (рис. 53). Отсюда величина n будет равна n = n^/cosν. Следовательно, в общем случае формула определения расстояния нитяным дальномером будет иметь вид:

S = Kn^/сosν + c. (90)

В основу определения расстояний оптическими дальномерами этого типа положено решение равнобедренного или прямоугольного треугольника, имеющего одну короткую сторону и противолежащий ей угол, который называется параллактическим углом.