Оптичні далекоміри
Визначення відстаней оптичними далекомірами засноване на рішенні рівнобедреного трикутника MFN (рис. 8.5, а), в якому шукане відстань D визначається по малому куті. званому параллактическим кутом, і противолежащей йому стороні. званої базою. При визначенні відстаней одну з величин (або,) приймають постійною величиною, а другу вимірюють. Залежно від цього розрізняють:
а) далекоміри з постійним кутом і змінної базою;
б) далекоміри зі змінним кутом і постійна база.
З подоби трикутників MFN і aFb маємо
Рис.8.5. Схеми вимірювання відстаней нитяним далекоміром:
а - паралактичний трикутник; б - схема нитяного
далекоміра; в - схема визначення нитяним далекоміром
горизонтального прокладання лінії
де - відлік, відповідний числу поділок далекомірної рейки, видимих в трубу між далекомірними нитками; - фо-кусні відстань об'єктива; - відстань між дально-мірними нитками.
Ставлення для даного приладу постійно і називається коефіцієнтом далекоміра. Крім того, бу-дем вважати, що постійний доданок далекоміра. Тоді, відповідно до (8.10) отримуємо
В сучасних теодолітах, що мають труби з внутрішнім фокусуванням, постійний доданок з
близьке до нуля. Дебати-Брега цією величиною, отримаємо
Коефіцієнт далекоміра зазвичай дорівнює 100, що відпо-ствует кутку = 34,38 /. Для визначення на рівній місцево-сті мірної стрічкою відкладають відстані 50, 100 і 150 м і роблять по далекомірної рейці відліки, які при К = 100 повинні бути ті ж, що і відведені стрічкою, але в санти-метрах. Якщо коефіцієнт далекоміра виявився не дорівнює 100, виготовляють рейку спеціально для даного далекоміра або складають таблицю поправок. При визначенні відстані за формулою (8.12) предполага-ється, що далекомірна рейка знаходиться перпендикулярно чи-ванні візування. Однак при визначенні похилих рас-стоянь лінія візування, очевидно, не буде перпендіку-лярного до вертикально стоїть рейці (рис. 8.5. В). Тому для обчислення дійсного відстані D необхідно від від-рахунки по рейці перейти до відліку ', відповідному пра-Вільного положенню рейки. Для цього розглянемо треуголь-ник. Кут в вершині N цього трикутника дорівнює куту нахилу лінії візування '. а кут при точці MI близький до 90 °. Тому можемо записати
З урахуванням (8.12) отримаємо
і горизонтальна проекція лінії буде дорівнює
Точність відстаней нитяним далекоміром характеризується відносною помилкою порядку 1: 400.
На точність нитяного далекоміра значний вплив ока-показують товщина віддалемірних ниток, що знижує точність відліку по рейці. Цей недолік усунуто в дально-заходи подвійного зображення. Перед об'єктивом труби такого далекоміра встановлюється оптичний клин К. або компенсатор, що закриває половину світлового отвору об'єктива (рис. 8.6) Візирні промінь, проходячи через оптичний клин, відхилиться на деякий паралактичний кут в точку MI. В результаті спостерігач побачить два зображення-ня рейки, зміщених на величину бази.
Вимірювання відстані від приладу до рейки в цьому випадку буде залежати від типу застосовуваного далекоміра. У далекомірах, з постійним параллактическим кутом, шляхом поєднання двох зображень рейки вимірюється величина бази. В даль-номерах з постійною базою переміщенням лінзового компен-сатора за допомогою спеціальної шкали вимірюють величину параллактического кута.
Мал. 8.6. Схема оптичного далекоміра
Постійний паралактичний кут у далекоміра ДНР-5 задається далекомірним оптичним клином, що закриває по-Ловін поля зору труби.
У комплекті приладу є дві дальномірні рейки різної довжини з сантиметровими поділками. Рейки при изме-реніях встановлюються вертикально в підставці на штатив по круглому рівню.
Особливістю далекоміра ДНР-5 є наявність редуці-рующего клина, який разом з далекомірним клином закривання кість половину об'єктива зорової труби. При нахилах зри-котельної труби редукує клин змінює відлік по далекомірної рейці, приводячи вимірювана відстань до горизонту.
Далекомірний клин приладу підбирається з таким кутом, щоб коефіцієнт далекоміра дорівнював 100. Відстані при використанні далекоміра ДНР-5 визначаються за формулою (8.11), в якій значення п відповідає величині бази. ви-вираженої в розподілах далекомірної рейки.
Далекомір ДН-8 належить до далекоміри з змін-ним параллактическим кутом і постійна база. Далекомір дозволяє вимірювати відстані з відносною помилкою 1 / 1200-1 / 1500. Прилад являє собою насадку до глядач-ної трубі теодоліта з зовнішнім діаметром оправи об'єктива 46 мм. Вимірювання паралактичних кутів здійснюється лінзовим компенсатором, що складається з вимірювальних і ус-тановочних лінз, які прямують незалежно один від одного.
Далекомірна рейка являє собою штангу, на кото-рій укріплені дві пари марок, що утворюють дві бази
розмі-рами 1018 мм і 550 мм. Рейка зміцнюється на штативі і ус-новлюють горизонтально по круглому рівню.
Відстань при використанні далекоміра ДН-8 визначаються-ється за формулою
де - постійний доданок далекоміра. За малості кута можна записати
Позначивши = К - коефіцієнт далекоміра, отримаємо
Для обчислення поправки за нахил лінії вимірюється кут нахилу при наведенні середньої горизонтальної нитки на сере-дину далекомірної рейки.
Далекомір Д-2 з постійною базою і змінним парал-лактіческім кутом випускається у вигляді самостійного при-бору. Дозволяє визначати відстані від 40 до 400 м з середовищ-ній квадратической похибкою 2 см на 100 м відстані, т. Е. З відносною помилкою порядку 1. 5000.
Для вимірювання параллактического кута прилад забезпечений оптичним комбінованим компенсатором, що складається з клинового і лінзового компенсаторів. Клиновий компенсатор утворює постійну частину параллактического кута, лінзовий компенсатор визначає змінну частину цього кута. Повна величина параллактического кута складається з двох його склад-ляющіх- постійної і змінної частини.
Для вимірювання кута нахилу лінії візування прилад має вертикальний круг. За значенням кута нахилу в изме-ренную лінію вводиться поправка за нахил. У комплекті при-бору є далекомірна рейка довжиною 2 м. Рейка складається з 6 марок, що утворюють 5 баз по 40 см кожна, використовуваних в залежності від довжини вимірюваної лінії. Рейка при вимірах може розташовуватися як горизонтально, так і верти-кально. При вертикально розташованої рейці відстані оп-ределяются з відносною помилкою порядку 1/3000.