расстояние вводят дополнительно поправку, определяемую по специальной номограмме.

Рис. 5.25. Схема дальномера ДН-8

Дальномерами с переменным параллактическим углом являются Д-2 и ДН-8, которые изготавливаются, так же, как и ДНР-5, в виде насадок на теодолит. В комплекте с ними применяют горизонтальные рейки с базисом 2 м и 0,4 м (Д-2) и 1,018 м и 0,550 м (ДН-8). Один из базисов образован визирными целями 1 и 7, второй – визирными целями 3 и 6 (рис. 5.25). Рейка устанавливается на штатив и горизонтируется с помощью круглого уровня 5. Наведение на рейку выполняют по центральной марке 4.

Указанные приборы выпускаются и в исполнении самостоятельных дальномеров, устанавливаемых на штатив.

Диапазон измеряемых расстояний для Д-2 составляет от 40 до 400 м, а для ДН-8 – от 50 до 700 м.

§ 54. Гироскопические приборы

Если массивному физическому телу задать вращение относительно оси Х (рис. 5.26), то направление этой оси в пространстве останется неизменным при любом последующем изменении направлений осей Y и Z (при условии отсутствия сил трения в опорах подвесок). Такая система называется

свободным гироскопом.

Если на ось Х при вращении ротора 1 воздействовать внешней силой, то эта ось будет поворачиваться (прецессировать) в плоскости, перпендикулярной приложенной силе.

На рис. 5.26 а показан трехстепенной гироскоп, с тремя степенями свободы. Если одну степень свободы ограничить, например, создать вокруг оси чувствительности У дополнительную маятниковую нагрузку (рис. 5.26 б), то центр тяжести этой системы сместится вниз. Такая система называется маятниковым гирокомпасом. В гирокомпасе груз Р заставляет ось Х принимать положение, параллельное плоскости горизонта.

139

Указанное явление (свободного гироскопа) происходит при вращении Земли вокруг своей оси. Как известно, ось Земли в мировом пространстве занимает весьма длительное время неизменное положение, в результате чего и происходит смена времен года, поскольку эта ось наклонена к плоскости, в которой Земля вращается вокруг Солнца.

Рис. 5.26. Схема гироскопа а – свободный гироскоп; б – маятниковый гироскоп

При вращении Земли вокруг своей оси в пространстве одновременно вращается (поворачивается) плоскость горизонта вокруг меридиана места и плоскость самого меридиана вокруг отвесной линии. Все эти вращения связаны с первичным, т.е. угловой скоростью вращения Земли ω, и широтой места φ:

Составляющая ω1 определяет изменение высоты Солнца и других небесных тел относительно горизонта, а составляющая ω2 показывает изменение положения светил по азимуту.

Предположим, что ось Х гирокомпаса установлена на широте φ под углом α к меридиану. При суточном вращении Земли положение оси Х по отношению к плоскости горизонта будет непрерывно изменяться – северный ее конец будет подниматься над горизонтом. В то же время, на главную ось Х действует момент силы тяжести маятникового груза. Этот момент приложен в вертикальной плоскости, и его действие вызывает поворот этой плоскости к меридиану в горизонтальной плоскости. В результате непрерывных воздействий указанных сил главная ось гирокомпаса получает незатухающие гармонические колебания относительно направления меридиана места. Период Т незатухающих колебаний зависит от маятникового момента М гирокомпаса, кинетического момента Н ротора, угловой скорости ω суточного вращения Земли и широты φ стояния:

В действительности, из-за воздействия сил трения в опорах, в токопроводящих устройствах и т.п., колебания главной оси гирокомпаса посте-

140

пенно затухают, ось Х при этом движется не по замкнутому эллипсу, а по эллипсовидной спирали, что вызывает погрешность в определении направления. Эту погрешность, как систематическую, определяют специальными приемами в процессе измерений и вводят в виде поправки в измеренную величину.

Здесь следует заметить, что гироскопические геодезические приборы не являются чисто оптическими приборами, рассмотренными выше, поскольку они включают в себя весьма сложные электрические и электронные системы, обеспечивающие работу гирокомпаса и управление им.

Гирокомпасы широко используют для ориентирования линий на поверхности земли и в подземных горных выработках, поскольку, как указывалось выше, главная их ось сохраняет свое направление по меридиану места (как на поверхности, так и под землей). Использование гирокомпасов в подземных условиях значительно сокращает объем работ по ориентированию подземных маркшейдерских сетей.

Рис. 5.27. Гиробуссоль МВБ4М.

1 – крышка гироблока; 2 – батарея; 3 – торсионный подвес; 4 – преобразователь; 5 – ловитель; 6 – токопровод; 7 – арретир; 8 – блокировочное устройство; 9 – экран на ЧЭ; 10

– гиромотор; 11 – зеркало (многогранное); 12 – корпус измерительного блока; 13 – зеркало наведения зрительной трубы по вертикали; 14 – призма; 15 – рукоятка наведения по вертикали; 16 – объектив (телескопический); 17 – пентапризма; 18 – зеркало; 19 – объектив; 20 – зеркало переключения каналов зрительной трубы; 21 – сетка-шкала отсчетной системы; 22 – окуляр; 23 – светофильтр; 24 – призма подсветки; 25 – лампа подсветки; 26 – батарея системы подсветки; 27 – шкала корпусного зеркала; 28 – магнитный экран (расположен на корпусе гироблока); 29 – зубчатое колесо арретира; 30 и

31 – нижняя и верхняя втулки арретира; 32 – чувствительный элемент (ЧЭ); 33 и 35 – нижний и верхний зажимы подвеса; 34 – шпилька с балансировочными грузами; 36 –

защитный колпачок верхнего зажима подвеса.

141