6.8 Измерение расстояний светодальномерами

и лазерными рулетками

Светодальномер – прибор для измерения расстояния по времени прохождения его световым сигналом.

В комплект светодальномера входят приемопередатчик (рисунок 6.11) и отражатель. Приемопередатчик устанавливают на штативе на одном конце измеряемой линии, а отражатель – на специальной вешке или тоже на штативе – на другом конце. Приемопередатчик излучает световой сигнал и принимает его после возвращения от отражателя. Если измерить время прохождения световых волн до отражателя и обратно, то при известной скорости распространения световых волн можно вычислить искомую длину линии:

D = vt / 2,

где v – скорость света, которую при средних

условиях атмосферы принимают

равной v = 299710 км/с;

t – время, прошедшее от излучения до

приема.

Из-за большой скорости света измерения времени t необходимо выполнять с очень высокой точностью. Время распространения световых волн может быть определено как прямым, так и косвенным способами измерений.

Прямое определение промежутка времени осуществляется в дальномерах, называемых и м п у л ь с н ы м и. В них измерение времени производится по запаздыванию принимаемого после отражения светового импульса по отношению к моменту его излучения. Импульсные дальномеры не отличаются высокой точностью, поэтому такие дальномеры не нашли широкого применения в инженерно-геодезических работах.

Косвенное определение времени прохождения световых волн основано на измерении разности фаз двух электромагнитных колебаний. Такие светодальномеры называются ф а з о в ы м и.

С внедрением полупроводниковых лазерных источников излучения и цифровых методов измерения разности фаз появились и м п у л ь с н о- ф а з о в ы е светодальномеры, в основе которых лежит фазовый метод измерения временного интервала при импульсном методе излучения.

Светодальномеры по их назначению делят на три группы: Г – приборы для построения государственных геодезических сетей; П – для прикладной геодезии и маркшейдерии и Т – для топографических съемок. К шифру могут быть добавлены буквы: Н, указывающая, что это насадка на теодолит; Д, что это прибор, использующий диффузное отражение сигнала от предметов и не требующий специального отражателя; М, означающая маркшейдерское исполнение (для подземных работ); и число или дробь, указывающие точность прибора (в мм). При этом дробь вида a / b, означает, что средняя квадратическая ошибка равна (a + bD) мм, где D – расстояние (в км). Например, шифр 2СТ10 5/3 означает: светодальномер топографический, измеряющий расстояния до 10 км со средней квадратической ошибкой (5 + 3D) мм. Цифра 2 впереди шифра – номер модификации прибора.

Отражатели, используемые при светодальномерных измерениях, бывают призменные и пленочные. Основным элементом призменного отражателя является стеклянная призма. Пленочный отражатель представляет собой отражающую светпластиковую пленку, на которую нанесена сетка штрихов.

Безотражательные светодальномеры используют диффузное отражение светового сигнала от поверхности объекта, до которого измеряют расстояние. Примером такого дальномера является лазерная рулетка Disto, выпускаемая фирмой Leica (Швейцария). Прибор используется без штатива, с руки. Световой луч наводят на нужный предмет, и на шкале прибора читают расстояние до него. Прибор предназначен для измерения расстояний до 200 м с точностью 1,5 мм.