6. 3. Измерение длины линий дальномерами

Дальномеры служат для определения расстояний без непосредственного измерения их мерными приборами (лентой, рулеткой).

Нитяные дальномеры используют в большинстве современных оптических приборов, имеющих сетку нитей. Нитяной дальномер состоит из двух дальномерных штрихов (нитей) сетки нитей (аа, bb) и вертикальной рейки с сантиметровыми делениями, устанавливаемой в точке местности, до которой измеряют расстояние. Перекрестие нитей m служит точкой визирования (рис. 49).

Рис. 49. Схема измерения расстояний нитяным дальномером при горизонтальном положении оси визирования

При изучении принципов измерения расстояний нитяным дальномером целесообразно рассмотреть два случая, когда: визирная ось горизонтальна и перпендикулярна вертикальной оси рейки (рис. 49); визирная ось наклонна и не перпендикулярна вертикальной оси рейки. Очевидно, что первый случай является частным, а второй общим.

Из рис. 49 следует, что р – это расстояние между верхним и нижним штрихами нитяного дальномера, f – фокусное расстояние объектива, F – передний фокус объектива, ММ – ось вращения прибора, от которой измеряют горизонтальное расстояние d до вертикальной рейки R. При горизонтальном положении визирной оси лучи от дальномерных штрихов определяют соответствующие отсчеты по рейке a и b.

Из подобия треугольников АВF и аbF следует, что

где - коэффициент нитяного дальномера, принимаемый обычно С=100.

Таким образом искомое расстояние d от оси прибора до рейки составляет

где - постоянная нитяного дальномера.

У современных приборов, имеющих внутреннюю фокусировку трубы, постоянная нитяного дальномера с пренебрежительно мала, поэтому для случая горизонтального положения визирной оси можно окончательно записать

d = C · n.

Как следует из рисунка 50, в этом случае при коэффициенте дальномера 100 расстояние до измеряемой точки определяется по формуле:

d = С(а – b).

Рис. 50. Определение расстояния по нитяному дальномеру

Для второго (общего) случая определения расстояния нитяным дальномером при наклонном положении визирной оси прибора, представленного на рисунке 51, видно при угле наклона визирной оси к горизонту υ, используя формулу d = C · n, можно получить некоторое условное (дальномерное) расстояние L:

L = С · n'.

Если бы рейка была нормально по отношению к визирной оси, то по формуле L = С · n' можно было бы получить физически понятную величину наклонного расстояния D, но поскольку рейка вертикальна, то она отклонена от нормали к визирной оси на угол υ, следовательно,

Рис. 51. Схема измерения расстояния нитяным дальномером при наклонном положении оси визирования

И наконец, зная угол наклона визирной оси к горизонту υ, можно определить искомую величину горизонтальной проекции d наклонного расстояния D:

Очевидно, что между величинами дальномерного расстояния L, наклонного расстояния D и его горизонтальной проекции d существует соотношение:

Из этого неравенства следует, что величины L, D, d равны между собой лишь в одном частном случае, когда визирная ось прибора горизонтальна. В остальных случаях разница между этими величинами будет тем больше, чем больше угол наклона визирной оси прибора υ.

Точность измерения расстояний нитяным дальномером относительно невелика и составляет порядка 1:300 измеряемого расстояния. Однако для многих практических задач инженерной геодезии этой точности оказывается достаточно.