Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Классификация светодальномеров. Современные фазовые светодальномеры можно разделить на три следующие группы:

1. Светодальномеры большой дальности действия, при по­мощи которых можно измерять расстояния до 15—50 км со средней квадратической ошибкой порядка ±((5—10) мм + + (1^2) мм/км]. Они предназначаются для измерения сторон в государственных геодезических сетях, а также базисов кос­мической триангуляции и триангуляций высших классов.

‘ 2. Светодальномеры малой дальности действия, при помощи которых можно измерять расстояния до нескольких километров (обычно до 1—3) с ошибкой порядка 2 см. Они предназнача­ются для измерения расстояний в геодезических сетях сгуще­ния и для топографических съемок.

3. Светодальномеры повышенной и наивысшей точности для коротких расстояний, при помощи которых можно измерять расстояния до 0,3—3 км с ошибкой около 2 мм и менее. Они предназначены для прецизионного измерения расстояний при решении задач прикладной геодезии, в маркшейдерских рабо­тах и измерениях специального назначения.

В СССР в соответствии с ГОСТ 19223—82.указанным груп­пам светодальномеров присвоены соответствующие буквенные индексы: 1) Г (геодезические), 2) Т (топографические), 3) П (применяемые в прикладной геодезии). Эти буквы добавляются к букве С, обозначающей слово «светодальномер», после чего указываются цифры, обозначающие дальность действия при­бора. Например, СТ-3 обозначает «светодальномер топографи­ческий с дальностью действия 3 км».

Светодальномеры второй группы (топографические) часто выполняются в виде совмещаемых приборов. Это означает, что они могут использоваться не только как автономные светодаль­номеры, но и как дальномерные насадки на теодолит[20], прида­вая получаемой комбинации приборов функции электронного тахеометра.

yj Работа современных дальномеров в значительной степени автоматизирована. В новейших приборах задачи управления, вычисления и контроля решаются при помощи микропроцес­соров — модулей больших интегральных схем [10]. После наве­дения прибора на отражатель нажимается кнопка запуска, и измерения производятся автоматически по заданной программе. Эта программа обычно включает в себя регулировку интенсив­ности сигнала, определение длины измеряемой и внутренней ка­либровочной линии и вычисление их разности на различных автоматически переключаемых частотах модуляции, учет по­стоянной поправки и осреднение результатов измерений.

Поскольку при создании автоматического прибора он рас­считывается на определенное значение показателя преломления воздуха (т. е. значение наивысшей фиксированной частоты модуляции выбирается. численнб равным половине скорости света в определенных атмосферных условиях), в результате измерений нужно вводить поправку за отличие реальных атмо­сферных условий от расчетных. Эта поправка может вводиться также автоматически путем соответствующего изменения ча­стоты модуляции по результатам измерений метеорологических элементов или путем коррекции результатов вычисления даль­ности, производимой встроенным вычислительным устройством дальномера.

С учетом значения вертикального угла выполняется редук­ция измеренной наклонной дальности на горизонтальную пло­скость в точке стояния прибора (в большинстве электронных тахеометров эта операция выполняется автоматически).

Светодальномеры большой дальности действия. Эти дально­меры в силу своего назначения и с учетом массы и габаритов принципиально, являются автономными приборами. Обычно в приборах этого типа применяются газовые (гелий-неоновые) лазеры, узконаправленное излучение которых способствует по­вышению дальности действия; в качестве модулятора света используются ячейки Поккельса или Керра.

Приборы для измерения больших расстояний чаще всего строятся по гетеродинной схеме (см. рис. 48,а). Фазовые из­мерения выполняются на низкой частоте либо аналоговым ме­тодом с использованием фазового детектора и фазовращателя, как показано на рис. 48,6, либо цифровым методом. Типичная блок-схема прибора при использовании цифрового метода изме­рения разности фаз показана на рис. 53.

Рассмотрим подробнее основные приборы для измерения больших расстояний.

Дальномер «Гранат» (СССР) —модернизированный вариант более раннего дальномера «Кварц» (отличается от «Кварца» меньшими габаритами и массой, меньшей потребляемой мощ­ностью вследствие применения транзисторов вместо ламп; из-за меньшего диаметра оптики дальность действия снижена до 20 км вместо 30 (днем) у дальномера «Кварц»). Основные ха­рактеристики прибора «Гранат»: диапазон измеряемых расстоя­ний 100 м — 20 км; ошибка измерений ± (5 мм + 2 мм/км); по­требляемая мощность 40 Вт; питание — аккумулятор 12 В; масса приемопередатчика без источника питания—15 кг; время измерения линии—10 мин. Источник света — гелий-неоновый лазер ЛГ-78, модулятор — ячейка Керра. Неоднозначность раз­решается применением четырех фиксированных частот модуля­ции, близких к 30 МГц (Х/2=5 м). Прибор не автоматизирован, но набор отсчетов на всех четырех частотах позволяет получать

Рис. 53. . Типичная блок-схема гетеродинного светодальномера с цифровым фазомет­ром

расстояние практически без вычислений (использован пораз­рядный принцип построения метрической шкалы).

Блок-схема прибора совпадает с приведенной на рис. 48 а, б. Работа такой схемы рассматривалась ранее (стр. 156). Модули­рующие и гетеродинные частоты лежат в диапазоне 30 МГц, а низкая разностная частота, на которой производятся фазо­вые измерения, составляет 5 кГц. Общий вид дальномера «Гра­нат» показан на рис. 54.

Дальномер СГ-3 (СССР) предназначен для измерения рас­стояний от 500 м до 20 км днем и до 30 км ночью с ошибкой ± (4 мм+1 мм/км). Источник света — гелий-неоновый лазер типа Л Г-56. Дальномер построен по схеме с синхронной демо­дуляцией (модулятор и демодулятор — ячейки Керра) и после­дующей фотоэлектрической регистрацией сигнала. Частота мо­дуляции может плавно изменяться от 6,7 до 10 МГц. Преду­смотрена возможность автоматической работы дальномера (после ряда соответствующих ручных операций для разреше­ния неоднозначности способом последовательных приближе­ний— см. § 4, стр. 33); в приборе имеется счетно-решающее устройство, выдающее расстояние на 8-разрядное световое табло.

Дальномер СГ-3 довольно тяжел и громоздок: он состоит из приемопередатчика и контрольно-измерительной аппаратуры, содержащей три блока (блок питания, блок управления и счет­чик), устанавливаемых друг на друга (рис. 55). Общая масса блоков прибора ~120 кГ. Дальномер потребляет мощность ~500 Вт и питается от бензоэлектрического агрегата.

Из зарубежных приборов большой дальности действия можно назвать Теодолит 3G (США), приборы из серии «рейнд-

Рис. 54.

Общий вид светодальномера «Гранат»:

/ — индикатор фазы; 2 — отсчет — пая шкала; 3 — фазовращатель

Рис. 55.

Светодальномер, СГ-3:

жеров» (США) (Рейнджмастер III, Рейнджер V, Юнирейнд — жер) и несколько моделей Геодиметра (Швеция): Геодиметр 6BL, Геодиметр 8 и Геодиметр 600. В настоящее время из этих приборов выпускаются только Геодиметр 600 и некоторые мо­дели серии «рейнджеров».

Геодиметр 600 (Швеция) имеет дальность действия 40 км и точность измерений 5 мм+1 мм/км. Источник излучения —

He-Ne лазер, модулятор — ячейка Поккельса. Используются четыре частоты модуляции в районе 30 МГц. Прибор построен по гетеродинной схеме. Дальномер не автоматизирован, но фа­зовращатель механически сопряжен с решающим цифровым устройством, позволяющим получать результат измерения на каждой частоте в метрической форме. Сетка масштабных ча­стот дает возможность определять полное расстояние пораз­рядным способом. Время измерения линии по стандартной про­грамме — 3 мин.

Светодальномеры повышенной и наивысшей точности пред­назначены для высокоточного измерения коротких расстояний; дальность действия их различна для разных приборов: у неко­торых она ограничивается несколькими сотнями метров, а у дру­гих достигает 3 км.

Разграничение приборов этой группы на дальномеры повы­шенной точности и дальномеры наивысшей точности нужно по­нимать в следующем смысле: первые имеют ошибку, исчисляе­мую миллиметрами (на всю длину измеряемой линии), вто­рые— ошибку, составляющую доли миллиметра, т. е., другими словами, первые имеют миллиметровую, а вторые — субмилли­метровую точность измерений.

К дальномерам повышенной точности можно отнести при­боры МСД-1М и Теллурометр МА 100.

Дальномер МСД-1М (СССР)—усовершенствованная мо­дель маркшейдерского светодальномера МСД-1. Предназначен для измерения расстояний от 1 до 500 м с ошибкой ±(2 мм+ + 5 мм/км-). Прибор построен по схеме с фазовым детектиро­ванием в ФЭУ на частоте модуляции света (150 МГц). Источ­ник излучения — светодиод на арсениде галлия, излучающий в ближней инфракрасной области. Модуляция осуществляется по току питания на трех переключаемых частотах вблизи 150 МГц. Модулирующие частоты подаются на светодиод че­рез фазовый манипулятор, осуществляющий периодическую пе­реброску фазы на 180° с низкой частотой. Прибор не автома­тизирован. Фазовые измерения выполняются аналоговым мето­дом при помощи фазовращателя и линии ОКЗ переменной длины, по которой и снимаются отсчеты на каждой из трех масштабных частот.

Дальномер питается от батарей и потребляет весьма, малую мощность — 2,5 Вт. Масса приемопередатчика с источником питания составляет около 9 кг. Время измерения линии — не­сколько минут.

Теллурометр МА 100 (Великобритания) позволяет измерять расстояния до 2 км с ошибкой ±(1,5 мм+2 мм/км). Источник излучения — светодиод на арсениде галлия с внутренней моду­ляцией по току питания. Прибор построен по гетеродинной схеме с использованием четырех масштабных частот в районе 75 МГц, при этом сетка масштабных частот построена по тому же принципу, что и в радиодальномерах типа теллурометр (см.

§ 19, глава 4). Фазовые измерения выполняются цифровым методом.

Прибор частично автоматизирован: расстояние воспроизво­дится на табло, но не сразу, а несколькими последовательными (с ручным переключением) отсчетами, позволяющими опреде­лять все более и более старшие метрические десятичные раз­ряды в значении расстояния. Всего делается 5 отсчетов; самый «точный» из них обеспечивает десятые доли миллиметра. Даль­номер потребляет мощность ~ 15 Вт и имеет массу около 17 кг.

В светодальномерах наивысшей точности используется мо­дуляция света сверхвысокой частотой (СВЧ модуляция), т. е. частотой более 300 МГц. При СВЧ модуляции используется электрооптический кристалл (модулятор Поккельса), поме­щаемый в объемный резонатор, к которому подводится энер­гия СВЧ поля от генератора. При СВЧ модуляции полупро­водниковых излучателей используется непосредственная мо­дуляция тока, подаваемого на излучатель. Дальномеры с СВЧ модуляцией света могут строиться так же, как и обычные све­тодальномеры, по схеме с синхронной демодуляцией или по гетеродинной схеме. •

К светодальномерам наивысшей точности относятся Меко — метр ME 3000 (Швейцария) и советские дальномеры ДК-001 и ДВСД-1200.

Мекометр ME 3000, разработанный в Национальной физи­ческой лаборатории Великобритании, выпускается серийно с 1971 г. швейцарской фирмой «Керн». Диапазон действия прибора — от 20 м до 3 км. Точность измерения расстояний характеризуется величиной 0,1—0,2 мм для расстояний до 100 м и величиной 1 • 10-6 (т. е. 1 мм/км) для расстояний от 100 м до 3 км. Используются пять частот модуляции в районе 500 МГц. Источник света — ксеноновая лампа. Дальномер по­строен по схеме с синхронной демодуляцией; модулятором и де­модулятором служат два отдельных кристалла KDP, помещен­ных в один и тот же объемный резонатор, а фазовые измерения выполняются аналоговым методом при помощи оптической линии задержки. Мекометр ME 3000 относится к частично ав­томатизированным приборам: измерительные операции (изме­нение длины ОЛЗ до получения нулевого сигнала на индика­торе) производятся вручную на каждой из пяти частот, но имеется цифровой счетчик (механического типа), устроенный так, что после выполнения измерений на всех пяти частотах он показывает сразу значение измеряемого расстояния.

Интересной особенностью Мекометра ME 3000 является ав­томатический учет изменений показателя преломления воздуха в точке стояния прибора. Возможность такого учета основана на применении так называемого стандартного резонатора, ко­торый позволяет поддерживать постоянство длины волны мо­дуляции света при изменении атмосферных условий вблизи прибора [21]. Это исключает необходимость введения метеороло­гической поправки, которую обычно получают по измерениям температуры и давления в точке стояния прибора.

Мекометр ME 3000 потребляет мощность 16 Вт и имеет массу 12 кг. Время измерения линии 2—3 мин.

Светодальномер ДК-001 (СССР) имеет дальность действия не менее 300 м и точность ±(0,8 мм+ 1,5 мм/км). Источником излучения служит полупроводниковый GaAs-диод, приемни­ком— ФЭУ. В приборе применена непосредственная модуляция излучения с частотой 750 МГц. Дальномер построен по гете­родинной схеме и может работать в режимах «грубо» и «точно». В режиме «точно» модуляция излучения осуществляется СВЧ генератором с частотой 750 МГц, в режиме «грубо» — ВЧ гене­ратором с частотой 15 МГц. Фазовые измерения выполняются на низкой частоте 15 кГц, получаемой гетеродинированием в опорном и сигнальном каналах. При этом в режиме «грубо» происходит одинарное преобразование частоты (с 15 МГц до 15 кГц), в режиме «точно» — двойное преобразование частоты (с 750 до 15 МГц, затем до 15 кГц) при помощи соответствую­щих гетеродинов. В сигнальном канале преобразование ча­стоты осуществляется в прикатодном пространстве ФЭУ.

Фазовые измерения выполняются при помощи цифрового фа­зометра с выдачей результата на табло. Точность отсчета в ре­жиме «грубо»—1 мм, в режиме «точно» — 0,01 мм.

Дальномер имеет линию ОКЗ в виде трипель-призмы. Оп­тика прибора — аксиальная. Прибор снабжен приспособлением для принудительного центрирования.

Дальномер ДК-001 потребляет мощность ~25 Вт и состоит из двух блоков: приемопередатчика (масса 8 кг) и электрон­ного блока с цифровым фазометром (масса 10 кг).

Дифференциальный высокоточный светодальномер ДВСД-1200В (СССР) предназначен для измерения изменений расстояний и поэтому назван дифференциальным. Прибор мо­жет быть применен для точного контроля расстояний и сле­жения за деформациями различных объектов. Дальномер ра­ботает на единственной частоте модуляции, составляющей 1200 МГц. Диапазон действия прибора — от 0,5 до 250 м (в при­боре нет ни передающей, ни приемной оптической системы). Дальномер построен по схеме с синхронной демодуляцией в том же кристалле KDP, который служит модулятором. Измерения могут выполняться компенсационным способом экстремума или способом сравнения (см. стр. 150—154). Точность прибора (ин­струментальная) характеризуется величиной ±(0,25 мм +

+0,1 мм/100 м) при способе экстремума и величиной

± (0,15 мм + 0,02 мм/100 м) при способе сравнения. Потребляе­мая мощность — около 90 Вт. Прибор состоит из двух отдель­ных блоков: оптического (приемопередатчика) и электронного, содержащего СВЧ генератор и блок питания; общая масса со­ставляет около 30 кг. Подставка приемопередатчика имеет шаровое устройство для принудительного центрирования с ошибкой 0,02—0,03 мм; при измерении со штатива использу­ется переходная плита, ось которой центрируется при помощи оптического центрира с ошибкой 0,3—0,5 мм.

При желании получить полную длину измеряемой линии не­обходимо предварительно знать ее с точностью до Я/4=6 см.

Светодальномеры малой дальности действия (топографиче­ские). Светодальномеры этой группы как по общему количе­ству применяемых приборов, так и по многообразию их ти­пов оставляют далеко позади дальномеры остальных кате­горий.

Как правило, такие приборы имеют в качестве источника излучения полупроводниковые люминесцентные диоды (свето­диоды) на арсениде галлия с непосредственной модуляцией. Передающая и приемная оптические системы имеют коаксиаль­ную или биаксиальную конструкцию. В большинстве приборов используются две частоты модуляции— 15 МГц и 150 кГц, что соответствует масштабам 10 м и 1000 м. Частота, соответ­ствующая грубой шкале дальности, получается либо непосред­ственно, либо как разностная частота в результате смешения с частотой 15,15 МГц; чаще, однако, ее получают путем деле­ния частоты сигнала, соответствующего точной шкале.

Фазовые измерения производятся в основном на низкой ча­стоте (от 1,5 до 25 кГц), получаемой путем преобразования. Цифровой метод измерения разности фаз, как более удобный для автоматизации процесса измерений, находил все большее и большее распространение и сейчас является преобладаю­щим. Обеспечиваемая этим методом разрешающая способность (около 1/5000 от масштаба точной шкалы) позволяет получить необходимую для геодезических работ точность около 1 см. Результаты измерений индицируются в десятичной форме при помощи светоизлучающих диодов (СИД) или жидких кристал­лов (ЖК). Если предусмотрен электрический вывод данных, то эти данные могут регистрироваться с помощью внешнего запо­минающего устройства (чаще всего на магнитной ленте или твердотельных накопителях информации).

В новых приборах процесс измерений, продолжающийся от 0,7 до 10 с, в значительной мере автоматизирован и контроли­руется с помощью электронных устройств. Для управления, контроля и вычислений используется встроенный микропроцес­сор. После наведения на отражатель, которое облегчается бла­годаря индикации с помощью акустического сигнала или свето­диода (или же благодаря использованию вспомогательного прожектора, так как измерения производятся в инфракрасном диапазоне волн), остается в большинстве случаев лишь нажа­тием кнопки запустить процесс измерений.

Батареи электропитания устанавливаются либо внутри прибора, либо снаружи (например, подвешиваются к штативу) и в последнем случае соединяются с приборами при помощи кабеля.

Число автономных светодальномеров малой дальности дей­ствия (табл. 4) в последнее время сокращается, поскольку с помощью таких приборов можно производить только измере­ние расстояний. Приемо-передающий и измерительный блоки иногда разделяют, как это сделано в советском приборе 2СМ-2.

Большую часть созданных к настоящему времени электрон­ных дальномеров составляют совмещаемые приборы (см. табл. 4). Они крепятся с помощью адаптера на монтировке (опорно-поворотном устройстве) зрительной трубы теодолита или на самой зрительной трубе, т. е. представляют собой свето — дальномерные насадки на теодолит, либо устанавливаются на опорной подставке и используются как автономные приборы. Чтобы уменьшить нагрузку на зрительную трубу и сохранить возможность ее перевода через зенит, некоторые изготовители отделяют измерительную (наводимую) головку, содержащую приемную и передающую оптические системы, от блока элек­троники. В этом случае последний помещается на штативе сбоку под ним либо между теодолитом и штативом. На рис. 56 д качестве примера светодальномерных насадок показаны при­боры Геодиметр ПО (Швеция), DI 4 (Швейцария) и RED MINI (Япония).

Если совмещаемый прибор (или его измерительная го­ловка) жестко закреплен на зрительной трубе теодолита, то он (прибор) поворачивается вместе со зрительной трубой. На­правление • излучения дальномера строго или приблизительно параллельно визирной линии.

Если совмещаемый прибор (или его измерительная головка) укреплен на монтировке зрительной трубы, то его горизонталь­ная ось параллельна горизонтальной оси теодолита над ней. Установка совмещаемого прибора на монтировке обеспечивает большую механическую стабильность и облегчает перевод зри­тельной трубы через зенит при установленном дальномере. На­ведение на цель, однако, производится в данном случае при измерениях углов и дальностей раздельно (поскольку визирная ось зрительной трубы теодолита не связана жестко с оптиче­ской осью совмещенного прибора). Крепление совмещаемого прибора на зрительной трубе имеет то преимущество, что для измерения углов и дальностей требуется лишь одно наведение на цель. Некоторые изготовители снабжают приборы адапте­рами, допускающими установку как на зрительную трубу, так и на монтировки теодолитов различных фирм.

Рис. 56.

Совмещаемые светодальномеры:

а —Геодиметр ПО: / — цифровое табло; 2 — пере­

ключатель режимов работы и контроля; 3 — ручка метеокоррекции; б — DI 4; / — светодальномер; 2 — теодолит; 3 — клавиатура управления и вычисления; в — RED MINI: 1 — теодолит; 2 — светодальномер

Кратко охарактеризуем топографические светодальномеры производства СССР и ГДР. К советским приборам этой группы относятся дальномеры серии СМ, включающие приборы 2СМ2, СМ5 и ЗСМ2 («Блеск»); последний прибор по ГОСТ 19223—82 имеет маркировку СТ-5. Выпуск дальномера 2СМ2 в настоящее время прекращен. •

Светодальномер СМ5 предназначен для измерения расстоя­ний от 2 до 500 м со средней квадратической ошибкой 3 см. Основной отличительной особенностью прибора является ис­пользование импульсного метода измерения расстояния в схеме,

ТАБЛИЦА 4 Современные фазовые светодальномеры (одноволновые) Прибор Страна- Даль­ ность Точность к • н ІІ® Источник изготови­ тель действия, км о,* * о се о излучения Еяв Светодальномеры большой «Гранат» СГ-3 СССР 20 5 мм + 2 мм/км 40 He-Ne-лазер СССР 20 4 мм+ 1 мм/км 400 То же Геодиметр 600 Теодолит Швеция 40 5 мм + 1 мм/км 26 » США 80 1 мм+ 1 мм/км 400 » 3G Рейнджер США 25 5 мм + 1 мм/км 85 » V А Рейндж — мастер III США 60 3 мм + 1 мм/км 120 » Светодальномеры повышенной и наивысшей МСД-1М СССР 0,5 2 мм + 5 мм/км 2,5 GaAs-диод ДК-001 СССР 0,6 0,8 мм + 1,5 мм/км 25 То же ДВСД-1200 СССР 0,25 0,25 мм + 1 мм/км 0,15 мм + 0,2 мм/км 90 He-Ne лазер Мекометр ME 3000 Швей­ цария 3 0,2 мм + 1 мм/км 16 Ксенон. лампа Теллуро- Велико­ 2 1,5 мм + 2 мм/км 15 GaAs-диод метр брита­ МА 100 ния

Светодальномеры массового А. Несовмещаемые 2СМ2 СССР ДО 5 2 см + 1 см/км 15 GaAs-диод ЕОК 2000 ГДР 2 10 мм 8 То же «Блеск» СССР 5 — ] 10 мм + 5 мм/км Б. С о і 5 вмещаемые GaAs-диод (СТ-5) СМ5 СССР 0,5 3 см 5 То же Геодиметр Швеция до 5 мм + 5 мм/км GaAs-диод 122 Геодиметр 14А Дистомат Швеция 1,5—3 до 6—15 5 мм + 5 мм/км 24 То же Швей­ до 9—14 5 мм + 1 мм/км 5 » DI 20 СІ-450 цария США 3 5 мм + 5 мм/км 9 » DM-503 Швей­ до 5 3 мм + 3 мм/км 11 » ELDI 2 цария ФРГ 3 5 мм + 2 мм/км 5 » Авторейнд­ США 4 5 мм + 2 мм/км 10 » жер III RED 2 Япония до 5 5 мм + 5 мм/км » RED MINI Япония 0,8 5 мм + 5 мм/км 3 » DM-C3 Япония до 3,2 5 мм + 5 мм/км » DM-S2 Япония до 2,8 5 мм + 5 мм/км »

	Основная	Коли­	Метод	Масса
Модулятор	частота	блоков
модуля­ции, МГц	чество частот	фазовых измерений	прибора, кг	Примечание

дальности действия

Яч. Керра	30	4	Аналог.	15
То же	6,7—10	Перем.	Аналог./цифр.	120
Яч. Поккельса	30	‘ 4	Аналог.	15
То же	50	5	Цифр.	80
»	15	4	То же	18
»	15	4		27
точности для к	оротких р	Расстояний
Внутр. мод.	150	3	Аналог.	9
То же	750	2	Цифр.	8+10
Яч. Поккельса	1200	1	Аналог.	27
Яч. Поккельса	500	5	, Аналог.	18,7
Внутр. мод.	75	4	Цифр.	17

Выпуск прекращен

Точность указана для КСЭ и способа сравнения

Внутр. мод.	15	з	Цифр.	4,6+7
30	3	Аналог.	12
То же приборы
15		Цифр. То же	~4
Внутр. мод.
15	2	4,4+3,6
То же	15	2	»	2,8
	15	2	»	2,5
»	4,5	3	»	3,7
»	15	2	»	2,6
»	15	2	»	1,6
»	15	2		4,2
»	15	3	»	2,4
»	15		» ‘	2,0
»				0,9
»			»	2.0
»			»
»

применения (топографические) приборы

Выпуск прекращен

Импульсно­фазовый прибор То же

характерной для фазового светодальномера гетеродинного типа с цифровым фазометром. Источник излучения (GaAs-диод) из­лучает импульсы длительностью 15 нс. Частота следования импульсов составляет около 15 МГц в режиме «Точно» и в 100 раз меньше (~150 кГц) в режиме «Грубо». Частота сле­дования счетных импульсов составляет ~1,5 МГц.’ Все необ­ходимые частоты получаются десятичным делением частот кварцевых генераторов. Точные значения частот численно равны половине скорости света в определенных атмосферных усло­виях (соответствующей размерности) и поэтому подсчитывае­мое счетчиком и индицируемое на табло число счетных импуль­сов дает непосредственно расстояние в метрической системе единиц. В режиме «Грубо» цена единицы младшего разряда табло 1 см, в режиме «Грубо» 1 мм.

Дальномер является совмещаемым прибором — он может сниматься с основания и устанавливаться на теодолиты серии Т2 (рис. 57). .

Светодальномер «Блеск» (СТ-5) является усовершенство­ванной модификацией дальномера СМ5 и отличается от него повышенной дальностью действия и точностью измерений. Диапазон измеряемых расстояний — от 0,2 м до 1000 м с отра­жателем из 1 призмы и до 3000 м с отражателем из 6 призм. При увеличении количества призм до 18 дальность действия возрастает до 5000 м. Ошибка измерения линии составляет ±(10 мм + 5 мм/км). Остальные основные характеристики те же, что и у СМ5. Несколько изменены параметры зрительной трубы (увеличение и поле зрения). В схему внесены некоторые изменения радиотехнического характера. Конструкция и внеш­ний вид прибора аналогичны СМ5. Дальномер «Блеск» может быть снят с основания и установлен на теодолит. Прибор имеет выход на накопитель информации.

Из топографических светодальномеров производства ГДР отметим прибор ЕОК 2000. Хотя выпуск его прекращен, он еще применяется на производственных геодезических работах, в том числе и в СССР.

Светодальномер ЕОК 2000 (ГДР) имеет дальность действия 2 км и точность, характеризуемую средней квадратической ошибкой 10 мм. Прибор построен по гетеродинной схеме и имеет три фиксированных частоты модуляции в районе 30 МГц. Прибор не автоматизирован (используется аналоговый метод фазовых измерений), но частоты выбраны таким образом, что реализуется поразрядный способ построения метрической шкалы (так же, как, например, в дальномере «Гранат»), и ре­зультаты измерений на всех трех частотах дают возможность получить полное значение расстояния практически без вычис­лений. Дальномер ЕОК 2000 является автономным (несовме­щаемым) прибором.

Электронные тахеометры, которые характеризуются объеди­нением дальномерной и угломерной частей в единую конструк­
цию, выделились в отдель­ную категорию геодезиче­ских приборов.

Важным критерием

классификации электрон­ных тахеометров, дальность действия которых состав­ляет около 5 км, является точность угловых измере­ний. Соответственно разли­чают:

— электронные тахео­метры высокой точности (средняя квадратическая ошибка измерения направ­лений 0,5 мгон (1,6"));

— электронные тахео­метры средней точности (средняя квадратическая ошибка измерения направ­лений более 0,5 мгон).

По конструкции разли­чают:

— электронные тахеометры с визуальным считыванием по­казаний с лимбов и цифровым отсчетом измеряемой электрон­ным способом дальности;

— электронные тахеометры с цифровым отсчетом резуль­татов электронных измерений углов и дальности, а также (в большинстве случаев) с их автоматической регистрацией.

Функции электронного тахеометра, как уже отмечалось в начале данного раздела, могут выполняться также при уста­новке совмещаемого светодальномера на оптический или элек­тронный теодолит. Освоение совмещаемых светодальномеров с автоматическим отсчетом углов и электрическим выводом данных позволяет создать интегральную систему — объедине­ние автоматического светодальномера с электронным теодоли­том и регистрирующими приборами по блочному принципу и включение такого прибора в единую систему обработки данных от съемки на местности до выдачи координат и высот, т. е. осуществить автоматическое картографирование. При этом весь процесс измерений и вычислений в целом автоматически уп­равляется микро-ЭВМ.

Основные характеристики некоторых электронных тахеомет­ров неразъемной конструкции приведены в табл. 5. На рис. 58 показан один из наиболее совершенных по уровню автомати­зации приборов — регистрирующий электронный тахеометр-ав­томат ELTA2 (ФРГ).

Более подробные сведения о конкретных электронных та­хеометрах и их устройстве (а также о некоторых топографи-

ТАБЛИЦА 5 Электронные тахеометры

А. С визуальным Та-5 СССР 2 20 мм GaAs-диод 15 EOT 2000 ГДР До 2 10 мм То же 15 SM 41 ФРГ До 1,8 20 мм + 2 мм/км ъ . 15 RSM 4 ФРГ ДоЗ 10 мм + 2 мм/км » 15 SDM 3 Япония 1.8 5 мм + 5 мм/км »

Б. С электронным RECOTA ГДР Доз 5 мм + 2 мм/км GaAs-диод 15 RETA ГДР ДоЗ 5 мм + 2 мм/км То же 15 Геодиметр Швеция До 5 5 мм + 1 мм/км He-Ne- Ячей­ 30 710А лазер, ка 1 мВт Кер- Геодиметр Швеция До 5,5 5 мм + 3 мм/км GaAs-диод ра 140 НР3820А США До 5 5 мм + 5 мм/км То же 15 ELTA 2 ФРГ До 5 10 мм + 2 мм/км » 15 ELTA 20 ФРГ До 4 10 мм + 2 мм/ км » 15 ELTA 4 ФРГ До 3 10 мм + 2 мм/км » 15 Тахимат Швей­ До 2 5 мм + 5 мм/км » 15 TC-1 цария ET-1 Япония 2 5 мм + 5 мм/км »

ческих и других светодальномерах) можно найти в [6, 9,

10, 12].

Приведем краткие сведения о приборах такого рода, выпу­щенных в СССР и ГДР. Это электронные тахеометры Та-5 (СССР); EOT 2000, RECOTA и RETA (ГДР).

Электронный тахеометр Та-5 представляет собой комбина­цию шкалового теодолита со светодальномером и вычисли­тельным микропроцессорным устройством. Отсчеты с лимбов теодолита снимаются визуально и вводятся в вычислитель при помощи клавиатуры. Вычислитель выдает на цифровое табло горизонтальное проложение, превышение, приращения прямо-

Угломерная часть
Тип теодолита	Точность измерения углов, мгон	Масса. кг	Примечание
(по способу считывания углов)	горизон­ тальных	верти­ кальных

отсчетом углов Шкаловой 2 3,5 8 1 мгон-3,2* 0,3 0,3 11 Выпуск прекращен » 1 1 6,5 » 1 1 7,5 С оптическим микрометром 7,2 отсчетом углов Кодовый с интерполятором 0,5 0,5 12,8 1 1 10,5 Цифровой (инкрементальный) 0,5 0,5 25 Выпуск прекращен 7,5 Кодовый с интерполятором 0,2 0,2 9,5 Выпуск прекращен То же 0,2 0,2 13,5 » 0,3 0,3 13,5 Модификация: ELTA 3 с угл. точн. 0,6 мгон Цифровой (инкрементальный) 1 1 6,5 Модификация: ELTA 46 То жё 0,6 0,6 9,8 » 0,6 1 6,0

угольных координат и зенитное расстояние с учетом поправки за место зенита. Результаты измерений и вычислений могут быть автоматически введены во внешний накопитель информа­ции для последующей обработки на ЭВМ.

Прибор работает в диапазоне расстояний от 2 м до 2 км. Точность измерения расстояний составляет 2 см. Точность из­мерения горизонтальных углов 2 мгон, зенитных расстояний 3,5 мгон.

Электронный тахеометр EOT 2000 также сочетает в себе шкаловой теодолит, светодальномер и встроенный микропро­цессор. Пульт управления с клавиатурой смонтирован на съем-

ной поворачиваемой штанге сбоку прибора. Показания лимбов считываются визуаль­но и вводятся с пульта в мик­ропроцессор. Горизонтальный круг оцифрован в градусной, вертикальный — в градовой системе. На табло может вы­даваться наклонное расстоя­ние, превышение, горизонталь­ное расстояние, высота точки визирования после ввода вы­соты точки стояния. Предус­мотрено автоматическое вве­дение атмосферной поправки для средних метеоусловий, по­стоянной поправки прибора и учет кривизны Земли при оп­ределении превышения, а так­же образование среднего зна­чения зенитных углов, изме­ренных при двух положениях трубы, с учетом поправки за место зенита. Прибор имеет выход для подключения уст­ройства регистрации данных. Дальность действия EOT 2000 с отражателем из 7 призм составляет 2000 м, с блоком из трех таких отражателей — 3000 м. Точность измерения расстояний составляет 1 см, гори­зонтальных и вертикальных углов — 1" (~0,3 мгон).

В настоящее время EOT 2000 заменен более совершенными приборами — RECOTA и RETA.

Электронный тахеометр RECOTA — автоматический реги­стрирующий тахеометр, включающий в себя электронный кодо­вый теодолит, светодальномер и микро-ЭВМ с набором геодези­ческих вычислительных программ. По соответствующей команде вызова с пульта управления может быть выведено на индика­цию наклонное расстояние, горизонтальное расстояние, превы­шение, горизонтальный угол и зенитное расстояние. Эти дан­ные также регистрируются в запоминающем устройстве ЭВМ и обрабатываются в соответствии с заложенными программами, позволяя непосредственно в полевых условиях получать коор­динаты опорных пунктов и проводить другие специальные и контрольные вычисления. Предусмотрено выполнение таких функций, как измерение пролетов и разбивка по полярным ко­ординатам с индикацией продольного и поперечного отклоне­ний, что делает прибор весьма удобным для применения в раз — бивочных и съемочных работах при геодезическом обеспечении строительства.

Дальность действия при­бора— до 3 км. Точность изме­рения расстояний составляет 5 мм+ 2 мм/км, точность измере­ния горизонтальных и верти­кальных углов — 0,5 мгон (1,6").

Получаемые в приборе RE — COTA данные могут быть также переданы на внешние подклю­чаемые накопители информации для дальнейшего использования при картографировании, в част­ности для автоматического вы­черчивания плана местности при помощи графопостроителя.

Электронный тахеометр

RET А представляет собой упро­щенный вариант тахеометра RECOTA, в котором вместо мик­ро-ЭВМ с набором программ применен микропроцессор с при­мерно теми же функциями, как в приборе EOT 2000, плюс элек­тронная индикация углов (в EOT 2000 они отсчитываются визу­ально). Таким образом, RETA — это комбинация электронного теодолита, светодальномера и встроенного микропроцессора. В приборе RETA предусмотрена также возможность работы в режиме слежения («трекинга») —работы с перемещающимся отражателем. В этом режиме на индикацию через каждую се­кунду выводится горизонтальное направление, а через каждые три секунды — новое значение расстояния.

Основные технические характеристики тахеометра RETA те же, что и у прибора RECOTA. Несколько уменьшены масса прибора (с 12,8 до 10,5 кг) и его габариты.

Как и в других приборах этого класса, в тахеометре RETA предусмотрена возможность регистрации данных на внешний накопитель информации.

Внешний вид электронного тахеометра RETA показан на рис. 59.

Комментарии запрещены.