Дальномерные измерения

Для дальномерных измерений расстояний используются оптические дальномеры, либо электронные геодезические инструменты с электронными дальномерами.

О птические дальномеры

Определение расстояний этими дальномерами основано на решении равнобедренного треугольника, в котором искомое расстояние D определяется по малому углу β, который называют параллактическим, и по противолежащей стороне b, называемой базой.

β b

Эти три величины связаны между собой формулой: D = b/2 * ctg β / 2. При определении расстояний одна из величин - угол или база принимается постоянной, а вторую измеряют. В зависимости от этого различают:

1) дальномеры с переменным углом и постоянной базой;

2) дальномеры с постоянным углом и переменной базой.

Первый тип оптических дальномеров с постоянной базой представляет собой оптическое устройство, которое закрепляется на зрительной трубе прибора со стороны объектива. В комплект входит также постоянный базис обычно длиной 1 м, который устанавливается горизонтально на штативе и центрируется над удаленной точкой. Дальномерные насадки имеют микроскопы, позволяющие с высокой точностью измерять углы β /2 и соответственно расстояния до 700 м. В настоящее время эти дальномеры практически не используют, их заменили электронные дальномеры.

Что касается второго типа оптических дальномером – с постоянным параллактическим углом, то он широко применяется в виде нитяного дальномера.

Нитяной дальномер с постоянным параллактическим углом имеется в зрительных трубах геодезических приборов (в теодолитах и нивелирах) и состоит он из двух горизонтальных штрихов, расположенных симметрично относительно центрального горизонтального штриха (нити). Эти штрихи называются дальномерными нитями. Визирные нити в различных приборах могут выглядеть так:

В комплект нитяного дальномера входит дальномерная рейка с делениями.

Принципиальная схема нитяного дальномера:

ось вращения прибора

объектив B

а a F

h p β n

b b A

δ f D'

D

M N

M - место установки прибора; N - место установки рейки.

Искомое расстояние: D = D' + f + δ.

Из подобия треугольников AFB и aFb следует: D' / n = f / p D' = f/p *n. Отношение f / p = K называется коэффициентом дальномера, который постоянен для данного прибора.

f + δ = c - постоянное слагаемое дальномера. После подстановки в формулу для расстояния D получим: D = K * n + c. В современных приборах с внутренней фокусировкой c = 0. D = K * n

Для удобства расчетов нитяной дальномер рассчитывают так, что K = 100.

В этом случае 1 см на рейке соответствует 1 м на местности. Если разность отсчетов взять в см, то сразу получим расстояние в метрах. Например, отсчет а = 1655, b = 1500. Тогда n = 155 мм = 15,5 см.

d = K * n = 100 *155 = 15500 мм = 15,5 м.

При определении расстояний по этой формуле предполагается, что дальномерная рейка перпендикулярна линии визирования. Однако, при определении наклонных расстояний, очевидно, что линия визирования не будет перпендикулярна к вертикально стоящей рейке. Рисунок:

B n

n' C

ν

N

M

Для вычисления действительного расстояния D необходимо от отсчета по рейке n перейти к отсчету n', который соответствует правильному положению рейки. В верхнем маленьком треугольнике угол при вершине C равен углу наклона линии визирования ν, а угол при точке В близок к 90˚. Поэтому можно записать:

n' / 2 = n / 2 * cos ν или n' = n * cos ν.

В формуле для D нужно заменить n на n'. Тогда

D = K * n * cos ν, а горизонтальная проекция линии будет равна:

d = D * cos ν = K * n * cos²ν

Точность определения расстояний нитяным дальномером характеризуется относительной погрешностью в среднем около 1 / 400, а в общем погрешность в пределах 1/200 - 1/500. Точность невысока. Поэтому оценка расстояний достаточно приблизительна. Так, для неблагоприятных условий съемки берем 1/ 200, то есть с абсолютной ошибкой в 1 м на каждые 200 м. Тем не менее, для решения некоторых задач эта точность вполне приемлема. Рекомендуется для измерения относительно коротких линий до 100 – 200 м.

Дата добавления: 2014-01-03