54. Фазовый дальномер

При фазовом методе дальнометрирования излучение, применяемое для измерений расстояний, моделируется по синусоидальному закону. При этом интенсивность излучения меняется в зависимости от фазы в значительных пределах. При непрерывном модулированном зондирующем сигнале оптическое излучение используется в качестве несущей, которая преобразуется более низкой частотой. В зависимости от дальности до цели изменяется фаза отраженного сигнала. По величине сдвига фазы определяется дальность до цели. Сущность фазового метода дальнометрирования состоит в следующем. Представьте себе, что излучение газового лазера промодулировано таким образом по амплитуде, что на каждый километр до цели укладывается один период волны, т. е. что сначала амплитуда возрастет до максимума, затем упадет до нуля, изменит знак, возрастет до максимума и снова упадет до нуля. Очевидно, что и в обратном направлении волна пойдет аналогичным образом и придет на приемное устройство в той же фазе, что и была послана. Если мы теперь переместим цель в направлении дальномера на четверть километра, то в районе цели амплитуда света будет иметь максимум, так как она пришла со сдвигом в четверть волны. По величине сдвига фазы можно судить о том, на какое расстояние переместилась цель. Отраженное целью излучение придет на приемник также со сдви¬гом фазы. Величина сдвига фазы говорит о расстоянии до цели. Оценим погрешность фазового метода измерения дальности. Считается, что фаза без чрезмерно больших затруднений может быть измерена с ошибкой в один градус. Если замодулировать непрерывное излучение газового лазера с частотой 10 Мгц, то можно получить погрешность измерений порядка 5 см. Таким образом, можно сказать, что фазовый метод измерения дальности отличается большей точностью, чем импульсный.

Рис. 1. Принципиальная схема фазового дальномера, где генератор - газовый лазер  

На рис. 1 показана принципиальная схема фазового дальномера. Принцип его работы состоит в следующем. Излучение лазера модулируется частотой 5 Мгц и с помощью оптической системы, состоящей из двух линз, направляется на цель. Отраженное целью излучение принимается той же оптической системой и с помощью зеркала направляется на приемник (ФЭУ), усиливается и направляется на блок измерения разности фаз. На пот блок еще раньше пришел сигнал от генерагора, управляющего модулятором. Происходит измерение разности фаз, и информация поступает на индикаторы.

55 Общие сведения о топографических съемках местности.

Топосъемка - это комплекс работ, выполняемых с целью получения топографического плана, карты или цифровой модели местности (ЦММ). Планы и карты создаются в основном методами аэрофотосъемки, но на небольших участках их получают наземными съемками, которые различают по видам используемых основных приборов:

1) теодолитная - теодолит и лента;

2) мензульная - мензула и кипрегель;

3) тахеометрическая - тахеометр;

4) нивелирование по квадратам - нивелир;

5) фототопографическая съемка - фототеодолит.

Для различных видов строительства и в зависимости от стадии проектирования (техническое проектирование и рабочие чертежи) выбирают масштаб съемки. От масштаба зависит точность планов и карт. Так, максимальная точность масштаба 1:1000 характеризуется величиной t=0.1.1000 = 0.10 м. В соответствии с действующими нормативными документами (СНБ 1.02.01-96. Инженерные изыскания для строительства) средняя погрешность в изображении на планах предметов с четкими очертаниями не должна превышать 0.5 мм относительно ближайших точек съемочного обоснования, погрешность в изображении рельефа - 1/3 высоты сечения рельефа горизонталями.

Топосъемка производится относительно пунктов съемочного обоснования, созданного теодолитно-нивелирными ходами, и состоит из полевых и камеральных работ.

Полевые работы включают:

- рекогносцировку - предварительный осмотр местности;

- закрепление точек съемочного обоснования и привязка их к местным предметам линейными промерами;

- измерение горизонтальных углов и длин сторон;

- съемку элементов ситуации и рельефа местности.

К камеральным работам относят:

- вычисление координат и высот пунктов теодолитно-нивелирных ходов;

- нанесение на план этих пунктов;

- построение на плане элементов ситуации и характерных высотных точек с полевых журналов и абрисов;

- проведение горизонталей и вычерчивание плана в соответствии с условными топографическими знаками.