5.4 Измерение расстояний радио- и светодальномерами

Рисунок 52 Схема фазового дальномера

Принцип действия этих приборов основан на измерении времени t, за которое электромагнитные колебания проходят отрезок искомой линии. Такие дальномеры состоят из приемопередатчика, устанавливаемого на одном конце линии, и отражателя волн, располагаемого на другом ее конце. В процессе измерения луч света или радиоволна проходит двойное расстояние, и потому

. (56)

где v– скорость распространения электромагнитных колебаний в атмосфере. Так как скорость света в вакууме c = 299792,5 км/с  310⁸ м/с, то чтобы добиться точности измерений хотя бы до 1 м, время t прохождения сигнала должно регистрироваться с погрешностью t<0,710^–8 сек.

Современные дальномеры бывают двух видов: импульсные, в которых время t измеряют прямым путем с помощью осциллографа (в военных локаторах), и фазовые дальномеры, в которых время t находят по разности фаз поданного и принятого сигналов.

Импульсные дальномеры нашли широкое применение в космических исследованиях, а фазовые дальномеры непрерывного действия – в наземных измерениях. В этих дальномерах мерой для измерения расстояний служит длина  волны модулированных электромагнитных колебаний, и искомое расстояние

, (57)

где n – число уложений волн в двойном измеренном отрезке,    – домер, определяемый по фазовому углу . Для решения неоднозначности при определении числа n измерения выполняют на разных частотах с известными длинами волн. Современные дальномеры снабжены счетно–решающими устройствами и световыми табло, на котором показывается результат измерений.

В измеренное расстояние вносят три поправки: за метеоусловия наблюдений, наклон линии к горизонту и постоянное слагаемое. Точность таких дальномеров характеризуется погрешностью 0,2 – 2 см.

В последнее время в строительной практике нашли применение компактные лазерные рулетки, с помощью которых бесконтактным способом (без отражателей) с достаточной точностью измеряются небольшие расстояния и размеры строительных конструкций.

6 Нивелирование

6.1 Способы нивелирования

Задачами вертикальной съемки местности являются: а) измерение превышений между точками и б) определение высот точек относительно отсчетной уровенной поверхности. Этот вид геодезических работ называется нивелированием.

В зависимости от используемых приборов различают следующие виды нивелирования:

геометрическое; превышение между точками измеряют с помощью прибора с горизонтальным визирным лучом – нивелиром;

тригонометрическое; проводят наклонным визирным лучом теодолита по результатам измерения угла наклона визирной линии и расстояния между точками;

физическое; подразделяется на гидростатическое, барометрическое и аэрорадионивелирование. При гидростатическом нивелировании превышения между точками определяют по разности уровней жидкости в сообщающихся сосудах. Барометрическое нивелирование выполняют с помощью барометров, и разность высот точек соотносят с разностью атмосферного давления в этих точках. Аэрорадионивелирование выполняют с помощью радиовысотомера и статоскопа, позволяющих установить высоту самолета над земной поверхностью и ее изменение за время полета;

автоматическое (механическое) нивелирование осуществляется с помощью нивелиров–автоматов, находящихся на транспортных средствах и содержащих маятниковое устройство с самописцем, автоматически вычерчивающим профиль пройденного пути.

В инженерной практике наиболее часто выполняют геометрическое и тригонометрическое нивелирование.