Дальномер

прибор для измерения расстояний. Широко применяется в инженерной геодезии (при строительстве путей сообщения, гидротехнических сооружений, линий электропередач и т. Д.), при топографической съёмке, в военном деле (главным образом для определения расстояний до целей), в навигации, в астрономических исследованиях, в фотографии. По принципу действия различают Д. Геометрических и физических типов. Измерение расстояний Д. Первого типа основано на определении высоты h равнобедренного треугольника ABC (рис. 1), например по известной стороне AB = l (базе) и противолежащему острому углу b (т. Н. Параллактическому углу). При малых углах b (выраженных в радианах) h = l/ b. Одна из величин, l или b, обычно является постоянной, а другая — переменной (измеряемой).

По этому признаку различают Д. С постоянным углом и Д. С постоянной базой. Нитяной Д. С постоянным углом представляет собой зрительную трубу (См. Зрительная труба) с двумя параллельными нитями в поле зрения. Базой Д. Служит переносная рейка с равноотстоящими делениями. Измеряемое Д. Расстояние до базы пропорционально числу делений рейки, видимых в зрительную трубу между нитями. Нитяным Д. Снабжены многие геодезические инструменты (теодолиты, нивелиры и др.). Относительная погрешность нитяного Д. Дальномер 0,3—1%. Более сложные оптические Д. Геометрического типа имеют собственную постоянную базу. Они разделяются на две группы. Монокулярные и бинокулярные (стереоскопические). Монокулярный Д. (рис. 2) устроен т. О., что изображение объекта (цели) видно в окуляре Ок составленным из двух половин, разделённых горизонтальной линией.

Разные половины изображения построены лучами, прошедшими различные оптические системы Д. (O1 и O2). В случае очень удалённого объекта, когда попадающие в Д. Лучи A1 и A2 практически параллельны, обе половины изображения находятся в одном месте на горизонтальной линии раздела и образуют цельное изображение. С приближением объекта к Д. Параллельность лучей A1 и a2 нарушается и половинки изображения расходятся вдоль линии раздела. Для измерения расстояния до объекта требуется свести смещенные половинки изображения с помощью оптического компенсатора, расположенного в одной из оптических систем. Результат измерения прочитывается на специальной шкале. Погрешность монокулярных Д. Двойного изображения Дальномер 0,1% при длинах до 1 км.

Монокулярные Д. С базой 3—10 см широко применяют в качестве фотографических Д. Обычно фотографические Д. Объединяют в одну оптическую систему с видоискателем фото- или киноаппарата. Лучи света от объекта съёмки проходят в фотографический Д. (рис. 3) через две различные оптические системы (основную и дополнительную). Построенные этими системами изображения видны в окуляре Д. Несовмещёнными. Для наведения объектива на резкость и получения чёткого фотоснимка оба изображения совмещают в одно перемещением оптического компенсатора, связанного с механизмом фокусировки объектива фотоаппарата. Стереоскопический Д. С постоянной базой (рис. 4) представляет собой двойную зрительную трубу с двумя окулярами. Действие Д. Основано на стереоскопическом эффекте.

Рассматриваемые отдельно каждым глазом изображения сливаются в одно объёмное, в котором ощущается разница в расположении предметов по глубине. Для определения расстояния до объекта (цели) изображение объекта совмещают с изображением специальной метки («марки»), находящейся в фокальной плоскости Д. Объект и «марка» должны как бы находиться на одинаковом расстоянии от наблюдателя. Смещение оптического компенсатора, требуемое для совмещения «марки» и цели, пропорционально определяемому расстоянию. Точность стереоскопического Д., особенно с базой в несколько м, на порядок выше точности монокулярных Д. Принцип действия Д. Физического типа — световых, радио и акустических — состоит в измерении времени, которое затрачивает посланный Д.

Сигнал для прохождения расстояния до объекта и обратно. Скорость распространения сигнала (скорость света с или звука v) считается известной. Светодальномеры, или электрооптические Д., делятся на импульсные и фазовые. Д. Первого вида непосредственно измеряют промежуток времени t, за который световой импульс проходит удвоенное расстояние до 2L , так что L = ct/2 + k, где k — постоянная Д. В фазовых Д. Используется непрерывный световой поток с искусственно создаваемыми высокочастотными изменениями (модуляцией) его интенсивности. При плавном изменении частоты модуляции изменяется разность фаз модуляции у посылаемого и отражённого потоков света. В результате в Д. Наблюдаются максимумы и минимумы интенсивности света, по числу которых определяют время t t , а затем L (подробнее см.

Электрооптический дальномер). По величине и точности светодальномеры делят на большие, средние и малые (топографические), позволяющие измерять расстояния 20—25 км с точностью 1 . 400 000, 5—15 км с точностью 1 . 300 000, а 5—6 км с точностью 1 . 10 000 — 1 . 100 000. На «Луноходе-1» был установлен отражатель лазерного светодальномера, предназначенный для измерения расстояния до Луны (около 385 000 км) с точностью несколько м. В радиодальномерах обычно используют электромагнитные волны сантиметрового и миллиметрового диапазонов. Различают импульсные радиодальномеры и Д. С непрерывным излучением (подробнее см. Радиодальномер). В связи с сильным поглощением и рассеянием света и радиоволн конденсированными средами (жидкостями и твёрдыми телами) свето- и радиодальномеры применяются только в атмосферных условиях и в космическом пространстве.

Для определения расстояний в толще вод океанов и морей используют акустические Д., поскольку поглощение водой Ультразвука незначительно (см. Эхолот, Гидролокатор). Теоретически радиус действия Д. Физического типа определяется мощностью посылаемых сигналов и чувствительностью приёмного устройства Д., фиксирующего отражённый сигнал. Возможности Д. Иллюстрирует следующий пример. Во время полёта межпланетной станции «Венера-7» расстояние между Землёй и Венерой (свыше 60 млн. Км) измерялось с точностью до 1 км. Лит. Краткий топографо-геодезический словарь-справочник, М., 1968. Кондрашков А. В., Электрооптические дальномеры, М., 1959. Проворов К. Л., Радиогеодезия, М., 1965. Бородулин Г. И., Обзор современной светодальномерной аппаратуры, «Геодезия и картография», 1970, №7.

Ю. Н. Дрожжин-Лабинский Рис. 1. Схема, поясняющая принцип действия дальномера геометрического типа. AB — база, β — параллактический угол, h — измеряемое расстояние. Рис. 2. Устройство монокулярного дальномера. B1 и B2 — отражатели, расположенные на концах базы. O1 и O2 — оптические системы, строящие изображения. С — специальный отражатель (призма), совмещающий оба изображения в общей фокальной плоскости F , Ок — окуляр. В кружках показано видимое в окуляр изображение до совмещения (а) и после совмещения (б). Рис. 3. Фотографический дальномер. C1 и C2 — призмы, В — объектив фотоаппарата, К — рычаг. До фокусировки глаз видит в видоискателе два изображения (а), после фокусировки — поворота объектива и смещения рычага с призмой — одно (б).

Рис. 4. Внешний вид (а) и схема устройства (б) стереоскопического дальномера. A1, A2 — окна. B1, B2 — отражатели (призмы). O1, O2 — оптические системы, строящие изображения. К — компенсатор для совмещения «марки» с изображением. C1 и C2 — призмы. Ок — окуляр. В — поле зрения с «марками»..