Электронные дальномеры (стр. 4 )

Как видно, совершенствование светодальномеров идет в направлении автоматизации измерений, повышения точности, надежности, увеличения дальности действия и уменьшения веса. Следует отметить, что приборы изготавливаемые в России, по этим параметрам пока уступают зарубежным, но они значительно дешевле.

7.РАДИОДАЛЬНОМЕРЫ

Радиодальномер состоит из ведущей и ведомой станций, которые устанавливаются на конечных точках измеряемой линии. Станции обычно делаются взаимозаменяемыми. Между ними предусматривается двухсторонняя радиосвязь.

Современные радиодальномеры работают, как правило, в трех-сантиметровом диапозоне радиоволн. В качестве генератора несущей частоты используются клистронные генераторы или полупроводниковые генераторы на диоде Ганна. Антенны рупорного или зеркального типа. Радиодальномеры построены по гетеродинной схеме. Ведущая или ведомая станция имеют различные несущие частоты. Фазовые измерения выполняются на разностной частоте станций. Для измерения разности фаз низкочастотный сигнал передается с ведомой станции на ведущую путем дополнительной модуляции этим сигналом генератора несущей частоты ведомой станции. В последних моделях радиодальномеров разности фаз измеряются цифровым методом с индикацией результата на электронном табло. Разрешение неоднозначности осуществляется набором фиксированных частот модуляции.

Преимущества радиодальномеров перед светодальномерами заключается в том, что для них не требуется оптической видимости. Измерения можно выполнять в любую погоду. Кроме того приемопередатчик с антенной можно устанавливать на выдвижной телескопической мачте высотой 15-25 м и управлять им с земли, что позволяет обойтись без постройки геодезических знаков. Однако радиодальномерам присуща ошибка, обусловленная отражением радиоволн от подстилающей поверхности и гораздо сильнее (более чем в 100 раз) сказывается влияние влажности на показатель преломления воздуха. Поэтому радиодальномеры уступают светодальномерам в точности измерений.

К числу лучших приборов изготавливаемых в СССР можно отнести радиодальномер «Трап», предназначенный для измерений расстояний от 50 м до 15 км со средней квадратической ошибкой ± (30 мм + 3 мм/км). Радиодальномер снабжен рупорной антенной, которая встроена в корпус прибора. Станции взаимозаменяемые. Каждая питается от аккомуляторной батареи напряжением 12 В и потребляет мощность 18 Вт. Масса станции и аккумуляторного блока по 12 кг. Прибор отличается высоким уровнем автоматизации процесса измерений.

Наиболее совершенными радиодальномерами являются Теллурометр MRA 7 и Теллурометр CMW20 английской фирмы «Теллумат». Это полностью автоматизированные приборы весьма портативной конструкции. Дальность действия Теллурометра MRA7 до 50 км, точность ±(15 мм + 3 мм/км). Станция состоит из приемопередатчика массой 4,0 кг и ручного блока управления массой 0,65 кг. На нем имеется цифровое табло, клавиатура управления и радиотелефон громкоговорящей связи. Настройка станции, измерения и вычисления производится автоматически при помощи встроенного микропроцессора с памятью. С клавиатуры блока управления вводятся метеоданные. На табло выдается наклонное расстояние, горизонтальное расстояние и превышение. Потребляемая мощность станции – 10 Вт.

Теллурометр CMW20 отличается другой оригинальной конструкцией приемопередатчика в виде плоского чемоданчика, крышки которого служат зеркалом антенны. Дальность действия прибора 25 км. При благоприятных условиях измерений достигается точность ±(5 мм + 3 мм/км), что соизмеримо с точностью светодальномеров. Масса станции с блоком управления и источником питания – менее 4 кг. Потребляемая мощность – 12 Вт. Радиодальномер может устанавливаться сверху теодолита.

8. СВЕТОДАЛЬНОМЕР СТ5

Светодальномер СТ5 предназначен для измерения расстояний в полигонометрии и трилатерации 4 класса, в полигонометрии 1 и 2 разрядов и в геодезических работах при стоительстве. Его можно устанавливать на теодолиты серии 2Т для одновременного измерения углов и расстояний, что позволяет весьма эффективно создавать съемочные сети проложением теодолитных ходов, полярным методом и выполнять тахеометрическую съемку.

В светодальномере использован импульсно-фазовый гетеродинный способ измерения расстояния с преобразованием временного интервала. Источником излучения служит полупроводниковый лазерный диод «Круиз»,а приемником сигнала – фотоэлектронный умножитель. Длительность излучения иппульсов в режиме ТОЧНО составляет 10 нс (1 нс=10-9с), в режиме ГРУБО – 50 нс. Частота следования излучаемых импульсов в режиме ТОЧНО = 14985,5 кГц, в режиме ГРУБО 149,855 кГц.

Светодальномером можно измерять расстояния от 0,2 до 5000 м со средней квадратической погрешностью не более ±(10 мм + 5 мм/км).

В состав комплекта входят: светодальномер, призменные отражатели, два источника питания, разрядно-зарядное устройство, подставки, штативы, термометр, барометр и др. Масса светодальномера 4,5 кг, а полного комплнекта – 60 кг.

Результаты измерений индицируются на шестиразрядном электронно-цифровом табло. В приборе имеется выход для подключения регистрирующего устройства.

Основные части светодальномера показаны на рис. 3.

В головке прибора расположены приемопередающая система, источник светового излучения и фотоприемное устройство – фотоэлектронный умножитель (ФЭУ).

При установке на теодолит от светодальномера отделяют основание, а с теодолита снимают ручку для переноски и на ее место закрепляют светодальномер.

При транспортировке светодальномер укладывают в металлический футляр.

На рис. 4 показан 6-призменный отражатель. В комплект входят два таких отражателя. Кроме того, имеется однопризменный отражатель и две платы с тремя призмами. Число призм в отражателе выбирают в зависимости от длины измеряемой линии и атмосферных условий. Расстояния до 1,5 км можно измерять с одной призмой, до 3 км – с 6 призмами. При измерении максимального расстояния в 5000 м отражатель монтируют из 18 призм.

Если светодальномер установлен на теодолит, то при установке отражателя применяют переходник 8 (см. рис. 4). Его ввинчивают вместо хвостовика отражателя. Благодаря переходнику расстояние от центра марки 7 до подставки отражателя равно расстоянию от горизонтальной оси теодолита до подставки теодолита.

 

Рис.3. Светодальномер «Блеск» СТ5 ( вид со стороны лицевой панели): 1 – стрелочный прибор; 2 – лицевая панель; 3 – цифровое табло; 4 – переключатель ВЫКЛ-НАВЕД-СЧЕТ, 5,10 – головки винтов наводящий устройств; 6,9 – рукоятки закрепительных устройств; 7 – переключатель ТОЧНО-КОНТР-ГРУБО; 8 – ручка СИГНАЛ; 11 – окуляр оптического центрира; 12 – цилиндрический уровень; 13 – юстировочные гайки уровня; 14 – микротелефон.

Центрирование отражателя над точкой осуществляется с помощью оптического центрира, устройство которого показано на рис. 5.

Для установки светодальномера и отражателей применяются стандартные подставки и штативы. Кроме того, имеется специальная веха с круглым уровнем для установки однопризменного отражателя.

Источником питания светодальномера служат две батареи герметичных никель-кадмиевых аккумуляторов, которые не требуют доливки электролита и работоспособны в любом положении.

Напряжение 6–8,5 В, емкость около 10 А ×ч.

Измерение линий светодальномером СТ5 выполняется в следующем порядке. Вначале над точкой устанавливается штатив. Затем извлекается из футляра светодальномер, отделяется от него подставка, закрепляется на штативе и центрируется с помощью нитяного отвеса. Потом устанавливается в подставку светодальномер и центрируется с помощью встроенного оптического центрира. После центрирования при вращении светодальномера смещение точки относительно центра окружностей сетки нитей не должно быть более радиуса малой окружности.

 

Рис.4. 6-призменный отражатель с переходником: 1 – трипельпризма; 2 – плата; 3 – винт; 4 – полуось; 5 – визир; 6 – стойка; 7 – марка; 8 – переходник

Аналогично устанавливается штатив с подставкой для отражателей. Окончательное центрирование подставки выполняется с помощью оптического центрира, вставляемого в подставку (см. рис. 5). Затем вместо центрира в подставку вставляется отражатель и наводится с помощью визира на светодальномер.

Непосредственно перед измерением линий проверяется источник питания и установка контрольного отсчета. Для этого переключасм. рис.3 ) ставится в положение ВЫКЛ, подключается источник питания, светодальномер включается в режим СЧЕТ, КОНТР. Если при этом показания стрелочного прибора 1 будут меньше 60 млА, то источник питания следует заменить (показанию 60 млА соответствует напряжение источника питания 6,0 В).

 

Рис.5. Оптический центрир в подставке: 1 – юстировочный винт круглого уровня;

2 – круглый уровень; 3 – опора окуляра; 4 – юстировочные гайки;

5 – цилиндрический уровень.

Для установки контрольного отсчета переключатель 7 ставится в положение ТОЧНО, с объектива снимается аттенюатор (сетка для ослабления светового потока) и одевается блок контрольного отсчета (крышка на объектив, снабженная отражателем). С помощью рукоятки СИГНАЛ устанавливается уровень сигнала в середине рабочей зоны и берется несколько отсчетов по табло 3. Если показания табло отличаются от значения кконтрольного отсчета, указанного в паспорте светодальномера (108 мм), то их изменяют вращением ручки установки контрольного отсчета.

Сам процесс измерения линии заключается в следующем. Светодальномер наводится на отражатель с помощью зрительной трубы (изображение отражателя должно находиться в окружности сетки нитей).

Светодальномер включается в режиме ТОЧНО, НАВЕД, Ручка СИГНАЛ поворачивается по часовой стрелке до ограничения, а при большом уровне фоновых шумов в солнечную погоду и при высокой окружающей температуре – до показания стрелочного прибора не более 20 млА.