Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Интенсивное развитие геодезических радиодальномеров на­чалось в 1957 г., когда в Лаборатории дальней связи Южно­Африканского Союза (ныне ЮАР) под руководством Т. Уодли был разработан геодезический фазовый радиодальномер санти­метрового диапазона, получивший название «теллурометр». Создание теллурометра явилось дальнейшим развитием прин­ципов радиодальнометрии, разработанных еще в 30-е годы на­шего столетия в Советском Союзе академиками Л. И. Ман­дельштамом и Н. Д. Папалекси. Техническое решение, поло­женное в основу теллурометра, оказалось столь удачным, что во всех современных радиодальномерах по существу так или иначе используется принцип действия теллурометра.

Блок-схема радиодальномера типа теллурометра

На рис. 82 приведена упрощенная блок-схема обеих стан­ций теллурометра первой модели (MRA-1). По такой же схеме были построены советские радиодальномеры ВРД, РДГ и вен­герский радиодальномер GET-B1.

Почти все блоки этой схемы, а также их функциональное взаимодействие рассматривались в предыдущем параграфе, и описание работы схемы в целом сводится к краткому резюми­рованию уже знакомого читателю материала.

Итак, на ведущей станции имеется клистронный генератор, генерирующий колебания несущей частоты ©і. Эти колебания модулируются по частоте колебаниями масштабной частоты Qi, которые генерируются кварцевым генератором. Частотно-моду — лированные колебания излучаются при помощи антенной си­стемы Ai в направлении ведомой станции.

На ведомой станции происходит аналогичный процесс и ан­тенная система Ач излучает в направлении ведущей станции несущую ©2, модулированную по частоте колебаниями ча­стоты й2-

Несущие частоты обеих станций различаются на величину (Опр=|©і—©21, называемую промежуточной частотой, а моду­лирующие частоты обеих станций отличаются на небольшую величину Q=|Qi—£2г|-

На каждой из станций ЧМ колебания, излучаемые обеими станциями, поступают на диод-смеситель Д. На выходе смеси­теля образуется спектр комбинационных частот. Усилитель про­межуточной частоты УПЧ, установленный после смесителя, выделяет и усиливает колебания промежуточной частоты ©пр, которые оказываются промодулированными по амплитуде ко­лебаниями низкой частоты Q — разности частот кварцевых ге­нераторов. Эти AM колебания поступают в амплитудный де­тектор АД, где происходит их детектирование, в результате

чего выделяются синусоидальные колебания низкой частоты Q=2nF.

На ведомой станции НЧ колебания через фазоинверсный каскад, назначение которого будет выяснено в дальнейшем, по­ступают в формирователь импульсов ФИ, где преобразуются в короткие импульсы с той же частотой следования. Импульсы подаются на клистронный генератор и дополнительно модули­руют по частоте генерируемые им колебания.

Вследствие этого на ведущей станции колебания промежу­точной частоты на выходе УПЧ оказываются модулирован­ными не только по амплитуде частотой Q, но и по частоте им­пульсами с той же частотой следования. Эти два вида колеба­ний благодаря их различной модуляции можно разделить. AM колебания детектируются в амплитудном детекторе АД, как было указано выше, а ЧМ колебания — в частотном детекторе ЧД. На выходе АД выделяется синусоидальный сигнал круго­вой частоты Q, а на выходе ЧД импульсный сигнал с той же частотой следования импульсов (F=Q/2n). Разность фаз между этими сигналами измеряется при помощи ЭЛТ (на рис. 82 ФКР — формирователь круговой развертки; ИУ — импульсный усилитель и преобразователь полярности; более подробная схема подключения ЭЛТ приводилась на рис. 81).

Несущие частоты обеих станций лежат в диапазоне 3 ГГЦ (длина волны 10 см), а масштабные—10 МГц (длина волны

ЗО м). Несущие могут перестраиваться в пределах 20%. Про­межуточная частота выбрана равной 33 МГц, а низкая частота /г=1 кГц. Каждая станция имеет набор переключаемых масштабных частот для разрешения неоднозначности (см. стр. 230).

В радиодальномере предусмотрена возможность дуплексной (двусторонней) радиотелефонной связи между станциями. При переключении станций из режима «измерение» в режим «раз­говор» клистронные генераторы модулируются только сигна­лами с микрофонов, а телефоны подключаются к выходам ча­стотных детекторов (на ведомой станции ЧД служит только для осуществления режима «разговор»). В режиме «измерение» телефоны подключены к выходам амплитудных детекторов, и в них прослушивается звук частоты 1 кГц.

Электронно-лучевая трубка на ведомой станции служит для контроля формы импульсов, вырабатываемых в формирователе импульсов ФИ, а при измерениях она используется как визу­альный индикатрр команд оператора ведущей станции на вы­полнение предусмотренных программой переключений. Коман­ды, подаваемые с ведущей станции, заключаются в быстром ручном переключении ведущей станции в режим «разговор» и обратно в режим «измерение»; при этом на экране ЭЛТ ведо­мой станции изображение импульса пропадает и вновь возни­кает, создавая, таким образом, визуальный сигнал.

Наконец, ЭЛТ на ведомой станции выполняет еще одну важ­ную функцию — она используется для проверки и установки частоты F= 1 кГц. Эта операция называется синхронизацией станций. В режиме «синхронизация» (включаемом переключа­телем П на рис. 82) на вертикальные отклоняющие пластины трубки подается синусоидальный сигнал от вспомогательного RC-генератора 1 кГц, а импульсный сигнал отключается. Если F — разность масштабных частот ведущей и ведомой станций — равна частоте колебаний RC-генератора, т. е. 1 кГц, то напря­жение на обеих парах отклоняющих пластин одинаково по ча­стоте и на экране наблюдается неподвижный эллипс (форма его зависит от сдвига фаз этих напряжений и их амплитуд). Если же F отличается от 1 кГц, то на экране возникают более сложные интерференционные фигуры (фигуры Лиссажу). Син­хронизация заключается в подстройке масштабной частоты ве­домой станции до появления неподвижного эллипса.

Описанная схема легла в основу всех последующих разра­боток геодезических радиодальномеров. В эти разработки при сохранении общего принципа построения схемы были внесены многие усовершенствования.

Основные пути усовершенствования, по которым было на­правлено развитие радиодальномерной аппаратуры, следую­щие:

— взаимозаменяемость станций (каждая станция может ра­ботать как в режиме ведущей, так и в режиме ведомой);

—

переход на более короткие несущие волны (с 10 см на 3 см, в отдельных случаях на 8 мм);

— автоматическая подстройка несущей частоты;

— применение двойной синусоидальной ЧМ с поднесущей для передачи НЧ сигнала с ведомой станции на ведущую;

— изготовление приемо-передатчика с антенной системой в виде отдельного блока, который может устанавливаться на мачте и соединяться кабелем с расположенным на земле бло­ком управления и измерения;

— применение транзисторов, стандартных печатных плат и микросхем;

— цифровой отсчет расстояния;

— автоматизация измерений.

Большинство из этих направлений частично или полностью реализовано в радиодальномерах, разработанных после первых моделей.

На рис. 83 приведен вариант схемы радиодальномера с пе­редачей НЧ сигнала путем двойной синусоидальной ЧМ и ком­пенсационным фазометром. Такой вариант использован, напри­мер, в теллурометре MRA-3 и в советских радиодальномерах «Луч» и «Волна». Блок-схема на рис. 83 приведена в упрощен­ном виде — не показан канал радиотелефонной связи и неко­торые другие подробности. Передача НЧ сигнала двойной сину­соидальной ЧМ и работа компенсационного фазометра поясня­лись ранее при изложении основ устройства радиодальномеров
(см. стр. 219 и 221). Поднесущая частота выбирается порядка сотни килогерц. Синхронизация станций в схеме на рис. 83 осу­ществляется, как и в схеме на рис. 82, при помощи вспомога­тельного низкочастотного RC-гєнератора на ведомой станции, но для индикации процесса синхронизации используется не ЭЛТ, а такой же фазорегистрирующий блок, как и на ведущей станции, состоящий из фазового детектора ФД и стрелочного нуль-индикатора. Если частота снимаемого с выхода амплитуд­ного детектора сигнала близка к частоте НЧ сигнала от RC-re — нератора, то возникают биения стрелки индикатора, т. е. она совершает колебания с разностной частотой, и синхронизация заключается в подстройке частоты кварцевого генератора ведо­мой станции до момента нулевых биений.

Дальнейшее совершенствование схемы этого типа состоит в замене аналогового метода измерения разности фаз циф­ровым.

Комментарии запрещены.