Електронний посібник
ГЕОДЕЗІЯ
частина ІІ
12. СУЧАСНІ ЕЛЕКТРОННІ ГЕОДЕЗИЧНІ ПРИЛАДИ
12.2.1. Світловіддалеміри, їх класифікація, типи, будова
У геодезичних та землевпорядних роботах основними традиціними джерелами похибок були неточності у вимірюванні кутів та довжин ліній. Причому, як правило, похибка у вимірюванні довжин ліній мірними стрічками або рулетками була більшою, ніж похибка вимірювання кутів, і саме вона призводила до недопустимих результатів всієї роботи.
Для підвищення точності кутових вимірювань було винайдено та запроваджено електронні теодоліти, а для вимірювання ліній – світловіддалеміри.
Світловіддалемір – це електронний прилад для вимірювання відстаней (довжин ліній).
Принцип дії світловіддалеміра ґрунтується на вимірюванні часу проходження світла від світловіддалеміра до відбивача або предмета і назад (імпульсний тип роботи).
Також існують моделі приладів, що використовують для вимірювання зміну фаз прямого і відбитого сигналів (фазовий тип) та зміну частоти – частотний тип.
Рис. 12.5. Схема роботи світловіддалеміра
Класифікація світловіддалемірів:
1) геодезичні (СГ – назва)
2) світловіддалеміри топографічні (СТ)
3) світловіддалеміри прикладні.
Світловіддалемір СТ-5 – топографічний, 5 – дальність дії в кілометрах.
Геодезичні – призначені для вимірювання ліній, як правило, в державних геодезичних мережах. Дальність дії – до 50 км. Точність порядку – 10 мм+5 мм на кожний кілометр.
Топографічні – призначені для вимірювання довжин ліній в знімальних мережах і мережах згущення за наземного знімання. Дальність дії – до 5 км.
Прикладні – призначені для високоточних вимірювань ліній інженерно-геодезичних мереж. Дальність дії – до 1 км. Точність порядку – до 1 мм. До цієї групи відносять і портативні прилади – електронні рулетки.
Будова світловіддалеміра (на прикладі СТ-5).
Рис. 12.6. Світловіддалемір СТ-10
1, 14 – кришки; 2 – зорова труба; 3 – ручка; 4 – головка; 5 – рознімник; 6, 13 – стійки; 7 – гвинт; 8 – підставка; 9 – закріпний гвинт; 10 – піднімальний гвинт; 11 – основа; 12 – рознімник для підключення регіструючого пристрою
Рис. 12.7. Світловіддалемір (вигляд із боку лицьової панелі)
1 – стрілочний прилад; 2 – лицьова панель; 3 – цифрове табло; 4 – перемикач ВИКЛ–НАВЕД–РАХУН; 5, 10 – головки гвинтів навідних пристроїв; 6, 9 – ручки закріпних пристроїв; 7 – перемикач ТОЧНО–КОНТР–ГРУБО; 8 – ручка СИГНАЛ; 11 – окуляр оптичного центриру;
12 – циліндричний рівень; 13 – юстувальні гайки рівня; 14 – мікротелефон; 15 – кришка; 16 – ручка установки контрольного відліку
12.2.2. Вимірювання відстаней світловіддалеміром
Для виміру відстані АВ у точці А встановлюють світловіддалемір, а в точці В – відбивач. Світловий потік посилається з передавача на відбивач, що відбиває його назад на той же прилад. Якщо виміряти час проходження світлових хвиль від світловіддалеміра до відбивача й назад, за відомої швидкості поширення світлових хвиль можна обчислити шукану довжину лінії. Час поширення світлових хвиль може бути визначений як прямим, так і непрямим методом.
Пряме визначення проміжку часу здійснюється у віддалемірах, названих імпульсними. У них час вимірюється за запізнюванням прийнятого після відбиття світлового імпульсу стосовно моменту його випромінювання.
Непряме визначення часу проходження світлових хвиль засноване на вимірі різниці фаз двох електромагнітних коливань. Такі світловіддалеміри називають фазовими. Із впровадженням напівпровідникових лазерних джерел випромінювання й цифрових методів виміру різниці фаз з’явилися імпульсно-фазові світловіддалеміри, в основі яких лежить фазовий метод виміру тимчасового інтервалу за імпульсного методу випромінювання.
Прикладом сучасного імпульсно-фазового світловіддалеміра може служити широко розповсюджений у нашій країні топографічний світловіддалемір СТ-5. Це високо автоматизований прилад, точність виміру відстаней яким характеризується величиною (10 + 5D км) мм; гранична дальність – 5 км.
Поліпшений варіант цього світловіддалеміра 2СТ10. Його технічні характеристики: середня квадратична похибка виміру відстаней (5 + 3D км) мм; діапазон виміру – 0,2 м… 10 км; діапазон робочих температур +40 °С…-30°С; маса приладу – 4,5 кг. Керування процесом виміру забезпечується вмонтованою мiкроЕОМ. Результати виміру з урахуванням температури повітря й атмосферного тиску висвітлюються на цифровому табло й можуть бути уведені в пристрій, що реєструє. У приладі є звукова сигналізація виявлення відбитого від відбивача сигналу, готовності результату виміру і розрядженості джерела живлення. У комплект світловіддалеміра входять: відбивачі, штативи, джерела живлення, зарядний пристрій, барометр, термометр, набір інструментів і приладдя.
