Светодальномер

Светодальномер

Светодальномер – прибор, в основе которого лежит применение электромагнитных колебаний светового диапазона. Используется для инженерно-геодезических исследований. Светодальномеры также называются электрооптическими дальномерами.

Светодальномеры измеряют расстояния между двумя точками: в первой устанавливается светодальномер, а во второй точке – отражатель. Для произведения измерений световой поток посылается из передатчика в сторону отражателя. Задача отражателя состоит в отражении сигнала в обратную сторону.

Светодальномер с пассивным отражением осуществляет измерение расстояний до предметов, не используя отражатель, а опираясь на отражательные способности самих предметов. Погрешность таких дальномеров не превышает 10 мм.

Для определения времени, за которое осуществляется распространение световых волн, применяют прямой и косвенный способы. Прямой способ состоит в нахождении промежутка времени при помощи импульсных дальномеров, в которых измерение времени находится в результате запаздывания принимаемого после отражения светового импульса относительно момента его излучения. Косвенный способ состоит в измерении разности фаз двух элементов магнитных колебаний.

В качестве источников света применяли лампы накаливания в диапазоне 3—30 Вт, газосветные лампы 50—100 Вт, для современных светодальномеров используются газовые и полупроводниковые оптические квантовые генераторы. Для светодальномеров в основном употребляется амплитудная модуляция с диапазоном частот 10—80 МГц, при этом разность фаз примерно в единицу равносильна модификации расстояния, которое не превышает см.

Модулятор и демодулятор разработаны на принципе Керра эффекта или Поккельса эффекта. Генератор масштабной частоты создает переменное напряжение, которое изменяет световой поток, в генераторе соответствующая длина волны задает масштаб преобразования разности фаз в расстояния. В результате модуляции через линзовую или зеркально-линзовую оптические системы свет компонуется в узконаправленный пучок, который отправляется на отражатель.

При отражении свет фокусируется на демодулятор оптической системой, идентичной передающей системе. Отношение фаз в полученном световом сигнале и в управляющем демодулятором напряжении определяет зависимость регистрируемой индикатором разности фаз интенсивности на выходе демодулятора.

Подразделяются на импульсные и фазовые дальномеры.

Импульсные светодальномеры созданы для прямого нахождения интервала времени, нужного для прохождения двойного расстояния световым импульсом.

Фазовые светодальномеры разработаны на основе применения непрерывного светового потока, при котором образуются искусственные высокочастотные модуляции интенсивности. Если частота модуляции преобразуется плавно, то происходит модулирование разности фаз изменения отправляемого и отраженного потоков света.

Светодальномеры фиксируют наибольшие и наименьшие интенсивности света, количество которых определяет время и расстояние.

Светодальномеры делятся на типы относительно своих размеров и точности измерения:

  1) большие, измеряющие расстояния 0—25 км, точность измерения составляет 1 : 400 000;

  2) средние – 5—15 км, точность – 1 : 300 000;

  3) малые (или топографические), способные производить измерения на расстоянии 5—6 км, при этом точность находится в диапазоне от 10 000 до 100 000.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.