В чем заключается принцип измерения расстояний светодальномером
Измерение расстояний с помощью светодальномера
Измерение расстояний с помощью светодальномера основано на измерении промежутка времени t, в течение которого свет дважды проходит расстояние D, в прямом и обратном направлении (рис.4.27).
Обозначив через V скорость света в атмосфере, напишем формулу для расстояния:
Скорость света в вакууме V0 считается известной V0 = 299 792 458 м/сек, а для получения скорости света в атмосфере V нужно еще знать показатель преломления воздуха n:
В фазовых светодальномерах используют модулированный свет; частота модуляции бывает от 7 мгц до 75 мгц (что соответствует длине волны от 4 до 40 метров); это так называемая измерительная или масштабная частота; несущие волны располагаются в субмиллиметровом диапазоне.
Приведем рабочие формулы для вычисления расстояний, измеренных фазовым светодальномером:
На практике для вычисления горизонтального проложения линии, измеренной светодальномером, используют формулу:
где: Dст.- длина линии, соответствующая некоторому стандартному значению скорости света Vст. при значениях температуры t0 и давления P0; обычно принимают:
ΔDt = kt * Dст./100, ΔD P = kP * Dст./100, ΔDe = ke * Dст./100.
(4.44)
Средняя квадратическая ошибка расстояния, измеренного светодальномером, вычисляется по формуле:
Для каждой группы светдальномеров значения коэффициентов a и b имеют значения:
СГ (0.1 км 
В треугольнике BAB’ угол при точке A очень мал, поэтому в зависимости от положения точки B’ относительно точки B будет выполняться одно из равенств:
Опустим перпендикуляр из точки B’ на линию BA, тогда поправка за центрировку будет равна:
Расстояние S, приведенное к центрам пунктов будет равно:
Основы геодезии
О геодезии и разный полезный материал для геодезистов.
Понятие о светодальномерах
Измерение расстояний с помощью светодальномера основано на измерении промежутка времени t, в течение которого свет дважды проходит расстояние D, в прямом и обратном направлении (рис.4.27).
Обозначив через V скорость света в атмосфере, напишем формулу для расстояния:
Скорость света в вакууме V0 считается известной V0 = 299 792 458 м/сек, а для получения скорости света в атмосфере V нужно еще знать показатель преломления воздуха n:
Светодальномеры бывают импульсные и фазовые. В импульсных светодальномерах промежуток времени t измеряется непосредственно,а в фазовых – через разность фаз.
В фазовых светодальномерах используют модулированный свет; частота модуляции бывает от 7 мгц до 75 мгц (что соответствует длине волны от 4 до 40 метров); это так называемая измерительная или масштабная частота; несущие волны располагаются в субмиллиметровом диапазоне.
Приведем рабочие формулы для вычисления расстояний, измеренных фазовым светодальномером: 
На практике для вычисления горизонтального проложения линии, измеренной светодальномером, используют формулу:
где: Dст.- длина линии, соответствующая некоторому стандартному значению скорости света Vст. при значениях температуры t0 и давления P0; обычно принимают:
ΔDt, ΔDP, ΔDe – поправки за отклонение фактических значений метеоэлементов от их стандартных значений,
ΔDt = kt * Dст./100, ΔD P = kP * Dст./100, ΔDe = ke * Dст./100.
Коэффициенты kt (температурный), kP (давления) и ke (влажности воздуха) выбирают из заранее составленной таблицы,
C- постоянная поправка светодальномера, определяемая по специальной методике,
ΔDH – поправка за наклон линии:
Согласно ГОСТу 19223-90 светодальномеры в нашей стране выпускаются четырех типов (групп):
Г – для государственных геодезических сетей;
П – для прикладной геодезии и маркшейдерии;
Т – для сетей сгущения и топографических съемок;
СТД – для топографических съемок (диффузное отражение).
Средняя квадратическая ошибка расстояния, измеренного светодальномером, вычисляется по формуле:
Для каждой группы светдальномеров значения коэффициентов a и b имеют значения:
СГ (0.1 км
Светодальномеры, электронные тахеометры.
В комплект светодальномера входят приёмопередатчик и отражатель. Приемопередатчик 1 (рис. 8.6) устанавливают на штативе на одном конце измеряемой линии, а отражатель 2 на специальной вешке или тоже на штативе – на другом.
Рис. 8.6. Измерение расстояния светодальномером
Приёмопередатчик излучает световой сигнал, принимает его после возвращения от отражателя, измеряет время t, прошедшее от излучения до приёма, и вычисляет расстояние
Здесь v – скорость света (при средних условиях v » 299710 км/с).
Рис. 8.7. Схема импульсного светодальномера
В импульсном светодальномере (рис. 8.7) лазерный источник излучения 3 под воздействием генератора импульсов 2 периодически посылает через объектив 4 световой импульс. Одновременно переключатель 7 запускает счётчик 8 временны¢х импульсов, поступающих от высокочастотного генератора 1. Световой импульс, отразившись от отражателя 5, поступает на преобразователь 6, который через переключатель 7 останавливает счётчик 8. Число импульсов, сосчитанное счётчиком 8, пропорционально прошедшему времени и, следовательно, измеряемому расстоянию. Для повышения точности измерения выполняются многократно и результаты осредняются процессором 9. Измеренное расстояние высвечивается на табло.
Измеренное расстояние исправляют поправками за атмосферное давление, температуру и влажность воздуха, влияющие на скорость света. Для получения горизонтального проложения вводят поправку за наклон.
Конструктивно приемопередатчик представляет собой отдельный прибор, насадку на теодолит или блок, входящий в состав электронного тахеометра.
По их назначению принято различать светодальномеры для построения государственных геодезических сетей, светодальномеры для прикладной геодезии и маркшейдерии и светодальномеры для топографических съёмок.
Точность топографических светодальномеров 2 – 3 см, а применяемых в прикладной геодезии 2 – 3 мм.
Отражатели бывают призменные и плёночные. Основным элементом призменного отражателя (рис. 8.8 б) является стеклянная трипельпризма отражающая световые лучи в тех направлениях, откуда они пришли. Для увеличения дальности измерений изготавливают многопризменные отражатели.
Плёночный отражатель представляет собой отражающую свет пластиковую плёнку размером 1´1 см и больше, на которую нанесены штрихи (например, вертикальный и горизонтальный). Дальность измерений с пленочными отражателями меньше, чем с призменным. Но зато пленочный отражатель можно закрепить там, где установить призменный отражатель невозможно, например – приклеить в нужном месте на сооружение. Кроме того, пленочные отражатели гораздо дешевле призменных. При выполнении угловых измерений центр штрихов на отражателе служит визирной целью.
Существуют светодальномеры, использующие диффузное отражение сигнала от предметов и не требующие отражателя. Таким дальномером является «лазерная рулетка» Disto фирмы Leica (Швейцария). Прибор используют без штатива, с руки. Световой луч наводят на нужные объекты и на шкале читают расстояния до 200 м с точностью 1,5 мм.
Электронные тахеометры. Электронным тахеометром (рис. 8.8) называется прибор, объединяющий в себе светодальномер, электронный теодолит и микро-ЭВМ. Светодальномер прибора измеряет расстояние до отражателя. Датчики горизонтального и вертикального кругов электронного теодолита выдают отсчеты по кругам. Отсчеты расстояния и углов передаются на индикацию и регистрацию. Микро-ЭВМ обеспечивает возможность решения целого ряда стандартных геодезических задач, для чего прибор снабжен набором необходимых прикладных программ. Полученная в результате измерений и вычислений информация высвечивается на цифровом табло, а также регистрируется во внутренней памяти прибора и на флэш-картах для последующего ввода в компьютер для дальнейшей обработки.
Электронный тахеометр имеет, как правило, две панели управления, расположенные с обеих сторон прибора. На панели управления расположены дисплей и клавиатура для управления процессом измерений и ввода информации вручную. Ввод информации и управление возможны и с дистанционного пульта управления (контроллера). Тахеометр может иметь световой указатель створа, облегчающий установку вехи с отражателем на линию, по которой направлена труба прибора.
Программное обеспечение электронных тахеометров поддерживает решение достаточно широкого круга задач. Обычно бывает предусмотрен ввод и сохранение данных о станции: ее координат, номера точки, высоты прибора, имени оператора, даты, времени, сведений о погоде (ветре, температуре, давлении). По результатам измерений выполняется вычисление горизонтальных и вертикальных углов, дирекционных углов линий, горизонтальных проложений, превышений, высот точек, где установлен отражатель, приращений координат, плоских и пространственных координат наблюдаемых точек. Предусмотрена возможность вычисления координат по результатам засечек, вычисления расстояния до недоступной для установки отражателя точки и координат недоступной точки, определения высоты недоступного объекта. Для обеспечения разбивочных работ служат программы вычисления угла и расстояния для выноса точки с заданными координатами. При решении задач учитывается рефракция световых лучей в атмосфере.
Использование электронных тахеометров значительно повышает производительность труда, упрощает и сокращает время на обработку результатов измерений, исключает такие ошибки исполнителя, которые имеют место при визуальном взятии отсчетов, при записи результатов измерений в журналы, в вычислениях. При работе с электронным тахеометром отпадает необходимость иметь калькулятор для выполнения полевых вычислений.
c 9 до 18 по рабочим дням: +8 (495) 410-22-37
Измерение расстояний с помощью светодальномеров и радиодальномеров является одним из наиболее точных и высокопроизводительных методов производства геодезических работ при изысканиях, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений. Они относятся к группе электромагнитных дальномеров, основанных на принципе измерения времени прохождения электромагнитными волнами удвоенного измеряемого расстояния (от излучателя до отражателя и обратно).
Скорость распространения электромагнитных волн известна, и в вакууме она равна 299 792 456 м/с, а в атмосфере может быть определена с учетом показателя преломления воздуха, зависящего от температуры, давления и влажности атмосферы. Для определения времени ґ существует два метода: импульсный и фазовый. Импульсный метод применяют при измерении больших расстояний, но с малой точностью. В геодезии большее распространение получил фазовый метод, дающий существенно большую точность измерений.
Светодальномеры — оптические приборы для определения расстояний при помощи светового луча. Принцип действия светодальномера заключается в том, что от источника света через модулятор электромагнитные волны передаются на отражатель, установленный в точке, до которой измеряют расстояние. От отражателя электромагнитные волны возвращаются к приемному устройству, совмещенному с передающим. Приемное устройство передает полученные сигналы через усилитель и демодулятор на устройство обработки сигнала, откуда идет на табло индикатора, где и высвечиваются результаты измерений в конечном виде либо в промежуточных значениях.
Источниками излучения в современных светодальномерах, как правило, являются све-тодиоды или оптические квантовые генераторы — лазеры. Модуляция светового потока осуществляется за счет использования оптических и электрооптических явлений, возникающих при прохождении света через жидкости, кристаллы, полупроводниковые диоды и т. д. В качестве приемников используют фотоэлектронные умножители, а там, где источником света являются светодиоды, — фотодиоды.
Отечественный свето дальномер «Блеск-2» (2СТ-10), представленный на рис. 9.7, имеет основные технические характеристики:
Основные технические характеристики светодальномера:
Средняя квадратическая погрешность измерений — ±(3 + 2 ppm х D) мм;
Диапазон измеряемых расстояний — от 1,5 до 7000 м;
Время полного измерения — 4 с;
Масса прибора — 1,1 кг.
Используют радиодальномеры, работающие по тому же принципу, что и светодальномеры. В инженерной геодезии радиодальномеры применяют в основном в качестве навигационного оборудования для производства аэрофотосъемок (радиовысотомеры).
В системах спутниковой навигации «GPS» расстояния до навигационных спутников определяют также по скорости распространения радиосигналов, но эти радиодальномеры построены по принципу синхронизации излучаемых радиосигналов (псевдокодов) искусственными спутниками Земли и в приемниках, размещаемых в точках земной поверхности, координаты которых необходимо определить.
Измерение расстояний светодальномерами
Проверяют параллельность визирных осей оптических систем и фокусировку приемной трубы.
Особое внимание должно быть уделено поверке калибратора шкалы высокочастотного генератора, для чего, изменяя частоту генератора, прослушивают калибровочные точки, поль-
Рис. 4.10. Светодальномер пользуясь таблицей, выданной заводом-СТ-66 изготовителем. Пользуясь наводящими
винтами светодальномера, добиваются появления в приемнике света наибольшей яркости.
Затем при закрытом поляроиде попеременно изменяют частоту высокочастотного генератора и поляризующего напряжения с тем, чтобы отраженный световой сигнал и остаточный свет были наименьшими; для лучшего устранения остаточного света подбирают соответствующую диафрагму.
Измерение расстояний светодальиомером начинают с записи в специальном бланке (журнале) даты производства работ,условий видимости, температуры воздуха, давления, высоты прибора над точкой стояния и отражателя с точностью до сантиметра, и название измеряемой линии.
Для экономии времени рекомендуется прогрев прибора производить сразу же после установки светодальномера на штативе.
Установив прибор над точкой и приведя его в рабочее положение, просчитывают в диапазоне плавного измерения частоты минимумы, отмечая при этом отсчеты по шкале генератора, затем выбирают те минимумы, по которым будет производиться измерение. Эти минимумы рекомендуется брать не менее четырех при измерении стороны менее 1 км.
Частота одного минимума измеряется в следующем порядке: производят калибровку шкалы по ближайшей к первому минимуму кварцевой точке и записывают отсчет;
пользуясь таблицей калибровочных точек, находят значение ее частоты по записанному отсчету;
переключают кварц на 110 кГц и проверяют отсчет, записанный при первой калибровке;
определяют минимум вращением ручки «частота», производя отсчеты в точках одинаковой освещенности. Таких отсчетов делают четыре, проходя при этом минимум при подходе как слева, так и справа, что уточняет отсчеты. При длине определяемой стороны в 200 м разность отсчетов не должна превышать шести, а при 400 м — не более трех делений шкалы; 
по окончании наблюдений минимума вновь производят калибровку шкалы;
наблюдения 2-го, 3-го и 4-го рабочих минимумов производят так же, как и 1-го.
Контролем надежности определения всех четырех минимумов служит получение числа циклов в пределах 0,26 цикла.
Рекомендуется окончательную установку светодальномера производить перед калибровкой шкалы по точкам нулевых биений в 10 кГц и в процессе определения отсчетов рабочих минимумов настройку не производить.
Время наблюдения в приеме, включая калибровку шкалы по точкам нулевых биений в 10 кГц обычно занимают 3—5 мин.
В табл. 4.5 показан порядок наблюдений при измерении линии в 200 м по 4 рабочим минимумам, в последовательности: 1-й — 290 кГц, 2-й — 570 кГц, 3-й — 730 кГц и 4-й — 290 кГц. В таблице числами в скобках показан порядок заполнения журнала для 1-го минимума, причем средние значения отсчетов по шкале генератора из каждого приема записаны до десятых долей, а среднее из всех приемов — до сотых долей. Здесь же приведено и получение методом интерполяции частоты для каждого отнаблюденного рабочего минимума. После записи отсчетов калибровки выведены средние значения.
Для определения расстояния необходимо не менее двух минимумов. Контроль и повышение точности требуют наблюдения большего числа минимумов.
Измеренное светодальиомером расстояние D должно быть исправлено:
за изменение температуры воздуха д JJ 0,0002846 k (t — 12″) ‘ 1 «» 1,0002846 + а (/— 12 е ) ‘
за постоянную поправку светодальномера К — К пр + К отр,
где /(Пр и /(отр — поправки прибора и отражателя определенные на компараторе (базисе, измеренном проволоками) по формуле
средняя квадратическая погрешность этого определения должна быть менее 5 мм.
Поправку за наклон измеренной стороны находят по формуле
Светодальномер ТД-2 (рис. 4.11) выполнен Всесоюз-1, ным научно-исследовательским институтом горной геомеха ники и маркшейдериого дела (ВНИМИ). В нем модуляция и Ш демодуляция света достигается
Если на выходе оптической системы проходит минимум света, то расстояние вычис-
Рис. 4.11. Светодальномер ТД-2 21 2
Зная скорость света с и частоту модуляции /, можно определить N.
Для точного определения числа волн N необходимо^измерение производить не менее чем на двух частотах и /2, тогда
Поворачивая поляроид п. можно регулировать соотношение яркости двух изображений, что делается для более точной фиксации момента уложения числа волн в измеряемой стороне, чем при определении минимума.
Такой способ предложен Ф. П. Носковым, и по сравнению с компенсационным способом экстремума обеспечивает в два раза большую точность.
Интенсивность световых потоков делают равной, плавно изменяя частоту генератора модулирующего напряжения в двух точках равенства — левой и правой (/л и /„) и положение экстремума
четыре минимума по 12 приемов, как по правой, так и по левой точкам.
Шкала генератора разделена на 5000 делений и калибратором частоты /
Каждый отражатель для светодальномера ТД-2 состоит из шести трипельпризм.
После установки светодальномера ТД-2 над центром знака и наведения его на отражатель, присоединяют к нему преобразователь, соединенный кабелем с батареей 6 и 12 В. Напряжение батареи в 6В проверяется с помощью стрелки контрольного прибора по красной риске шкалы, а исправляется реостатом с точностью 0,5 деления шкалы. При работах зимой (при отрицательных температурах) включают преобразователь, ускоренный обогрев термостата и ускоренный обогрев конденсатора. Как только заметят растаявший нитробензол, обогрев конденсатора Керра переводят на нормальный, что также делают и после погашения сигнальной лампы с обогревом термостата.
Проверив анодное напряжение и прослушав точки нулевых биений в головные телефоны, устанавливают окуляр в левое положение, включают свет и подправляют наведение на отражатель, введя верхнее изображение отражателя точно в центр верхнего изобра-жателя зазора электродов Керра; это изображение, при параллельности оптических осей светодальномера, должно быть наиболее ярким. Нижнее изображение, при измерении сторон менее 1 км, остается одинаково ярким.
Путем вращения ручки частоты по изменению яркости верхнего изображения отражателя устанавливают наличие модуляции света.
Так же как и в светодальномере СТ-66, во всем диапазоне частот генератора определяют все минимумы яркости верхнего изображения отражателя и останавливаются на двух в первой половине диапазона и двух во второй.
Насадкой с поляроидом и фильтром добиваются, чтобы нижнее изображение было более ярким, чем верхнее. Установив отсчет первого минимума, вращением ручки частоты вправо и влево уравнивают яркость двух изображений, записывая при этом оба отсчета. Разность между отсчетами обычно (при нормальной модуляции) бывает порядка 150—200 делений при измеряемой линии 200 м и 80—100 при 400 м.
Из калибровочной таблицы выбирают четыре калибровочных точки, установив их отсчеты ручкой частоты, корректируют по одной из них частоту генератора до прослушивания точек нулевых биений. Пользуясь точками нулевых биений, определяют отсчеты остальных калибровочных точек, записывая их до 0,1 деления.
Определение левых и правых (от положения минимума) точек равенства яркости изображений во всех 12 приемах производится до целого деления шкалы, и в каждом приеме должно быть взято четыре отсчета.
Отнаблюдав три приема, вращением ручки частоты вновь определяют отсчеты трех калибровочных точек, прослушивая точки нулевых биений. Такие же действия повторяют и по отношению трех остальных выбранных минимумов.
При вычислении измеренной длины необходимо ввести поправки за люфт ручки отсчетов частоты, за уход частоты, за растяжение шкалы, что определяется по отсчетам ближайших калибровочных точек.
Регулярной поверке необходимо подвергать параллельность приемной и передающей оптических осей. Исправление производится при помощи котировочных винтов правого зеркала. При замене ‘конденсаторов Керра подбирают их так, чтобы при длине определяемой линии 300 м расстояние между точками равенства световых потоков не было больше 100 делений шкалы генератора.
По исправленным средним отсчетам из калибровочной таблицы выбирают длины волн Я;, соответствующие определяемым минимумам, затем находят число Ni уложившихся волн. Измеренное расстояние D получают умножением Я,- на Ah и вычисляют среднее.
В это расстояние вводят поправки за постоянную прибора и отражателя, за изменение температуры, за атмосферное давление и за приведение к горизонту. Поправку за изменение температуры вычисляют по формуле bt=D- 10
® (f— 20 С С); за атмосферное давление бР = 0,4 D ■ 10 _в (760 мм рт. ст., или 1013,2 гПа) и за при-
ведение к горизонту oft= ——(где /г — превышение между
горизонтальной осью прибора и центром отражателя).
До начала и по окончании полевых работ производят эталонирование частоты кварцевого генератора с точностью 0,1 Гц специальным частотомером.
При длине стороны менее 150 м измерение следует производить как разность двух длин, больших 150 м, способом на себя.
В этом случае погрешность определения возрастет и будет равна
Ad = I/Д-Ь. + Д^ = 1 Mddu.
Светодальномер КДГ-3 (рис. 4.12) относится к типу фазовых светодальномеров с фиксированными частотами и фотоэлектрической регистрацией фазы отраженного сигнала. В качестве источника модулированного излучения используется светодиод из арсенида гелия. Для измерения разности фаз применяется фазовращатель.
Светодальномер КДГ-3 устанавливают на штативе уже центрированном при помощи оптического цеитрира и к нему подключают источник питания.
Проверяют ток и наличие модуляции. Необходимые при этом характеристики находят, переключая специальный тестер, причем ток на диоцеизлучателе и фотоумножителе можно отрегулировать.
После контроля электрических цепей производят включение 
Рис. 4.12. Светодальномер КДГ-3 Рис. 4.13. Светодальномер МСД-1
приемопередатчика и наведение его на отражатель при помощи специального визира.
Каждый прием включает четыре отсчета по фазовращателю: первый — при положении стрелки амперметра на середине, второй — при повороте ручки начального отсчета на 180″ (при этом необходимо, чтобы разность между первым и вторым отсчетом была близка к 180°), третий и четвертый приемы производят аналогично двум первым.
Основным недостатком этого светодальномера является сложность схемы (большое число кварцев; каждая из трех генерируемых частот зависит от двух кварцев, а их в приборе шесть, и каждый из них необходимо эталонировать). Кроме того, не предусмотрен контроль за зарядкой сухой батареи — источника питания прибора. Для подзарядки аккумулятора нужен выпрямитель. Установка прибора по отражателю сложна, а фотоумножитель укреплен ненадежно. Для предотвращения ухода оптической линии с линии визирования механическую устойчивость прибора необходимо повысить.
Светодальномер МСД-1 (рис. 4.13) разработан ВНИМИ п относится к типу фазовых светодальномеров с фиксированными частотами. Фиксация фаз отраженного и опорного сигналов осущест-вляет парафазным методом с помощью фазовращателя в оптической
N= Д : 20= 28,02 = 28 Если Zj, > 1.2, то yvt = Л’2 sA,_ = 1,00Л’г = 29,0000 м 11 = 0,2895 если ly то A’x = Л’, + 1 = 29 sjV,= l»,02 Л?2 = 28″,5600 м /2= 0,7292
Жд. _ + = 29,2895 s N, + l 2 = 29,2892
линии. В светодальномере применен полупроводниковый источник.
Светодальномер МСД-1 после его установки при помощи подставки в стандартный трегер над центром пункта и наведения на одно- или двухлинзовый отражатель на жестком центрире подключается к питанию.
На частоте ft производят два отсчета по шкале оптической линии задержки, определяя разность переданного и принятого сигналов.
На частоте [., определяют также два отсчета. При помощи этих отсчетов можно определить измеряемую длину и, таким образом, сделать один прием.
Рис. 4.14. Светодальномер-геодиметр NASM-4B
Записи и вычисления производятся по простой схеме, приведенной в табл. 4.6.
Испытания светодальномера МСД-1, проведенные в октябре 1967 г., показали, что средняя квадратическая погрешность одного измерения, полученная при отклонении от эталона, равна ± 1,3 мм, а вычисленная по внутренней сходимости ±1,1 мм. Среднее отклонение вычисленного числа полуволн от целого числа ± 0,09.
Светодальномер-геодиметр NASM-4B (рис. 4.14) разработан шведским физиком Э. Бергстраидом и относится к све-тодальномерам со стабильной частотой модуляции.
Геодиметр NASM-4B устанавливается на обычном штативе. Ручкой фокусировки 1 (рис. 4.14) по шкалэ 2 устанавливают измеряемое расстояние для того, чтобы получить необходимый угол между оптическими осями передающей и приемной труб.
Производят точную наводку с помощью окуляра 8. Установив отражатель 9 в положение «измерение», поднимают рычаг 10 калибровочной призмы до положения «отражатель» и между электродами конденсатора Керра получают возможность видеть отражатель.
На рис. 4.14 показано два измерительных прибора: нулевой индикатор 5 и контрольный прибор 3 для измерения напряжения подогрева анодного тока высокочастотного усилителя и усилителя па выходе фотоумножителя.
Установив переключатель 4 в положение 1, 2 и 3 ручкой 7, производят установку индикатора на нуль и берут отсчет.
Измерение частоты модуляции делается при помощи переключателя 6. Интенсивность светового потока, поступающего на фотоумножитель, изменяют ручкой 10.
Для определения числа призм на отражателе для измеряемого расстояния рекомендуется пользоваться табл. 4.7.
Вычисление расстояния, измеренного геодиметром NASM-4B, ведется по следующей схеме (табл. 4.8):
1) определяют четыре значения разности фаз при внутренних С и внешних измерениях R для всех трех частот, flt /2 и /3;
2) пользуясь калибровочной таблицей, переводят эти значения в метры;
3) по абсолютным значениям R и С для всех грех частот вычисляют разности t — R— С;
4) по абсолютным значениям L вычисляют разности L2— I. х — А и L:i —L, — В, затем, умножая В на 21, получают приближенное значение расстояния (десятки метров), а умножая А на 400, получают сотни метров е;
5) расстояние D\ вычисляют по формуле
6) для определения расстояния £>., находят по таблицам поправку К о, и тогда
7) определение расстояния D-, производят аналогично, путем определения поправки Кя по таблицам, т. е.
8) берут среднее арифметическое из всех трех определений и прибавляют величину 2000 м X п, где п следует знать заранее (т. е. знать приближенно измеряемое расстояние с точностью порядка 1 км).
Отдельная линия измеряется вместе с установкой отражателя и геодиметра в течение 1—1,5 ч. 
Порядок записи в журнале определения длины сторон полиго-пометрии 1 разряда, измеренный геодиметром NASM-4B, обработка результатов измерений и вычисление длины этой стороны приведен в табл. 4.9.
Система демодуляции в этом приборе позволяет измерять расстояние без калибровочных таблиц.
Наличие диапазонов для измерения малых и больших расстояний позволяет при проложении полигонометрических ходов измерять как стороны хода, так и их замыкающую, т. е. позволяет вводить главные стороны и тем повышать точность полигономет-рического хода.
Расстояния до 1 км измеряют с помощью однопризменного отражателя, причем получают хорошие результаты даже при наличии ухудшенной видимости (дым, пыль и др.).
Порядок записи в журнале и обработка результатов измерений геодиметром 6А и 6В аналогичны записи и обработки определенной 
Рис. 4.15. Светодальномер-геодиметр А ГА-6А и 6В
Рис. 4.16. Светодальномер EOS
стороны измеренной геодиметром NASM-4B и приведенной в табл. 4.8.
Светодальномер EOS (рис. 4.16), в котором применен ультразвуковой модулятор света на твердом теле, позволяющий уменьшить потери силы света.
При измерении расстояний светодальиомером EOS подбирают интенсивность светового потока, пропускаемого через серые клинья так, чтобы стрелка контрольного прибора в положениях N и D показывала отсчет не менее 40 делений шкалы (при нормальном положении 70). Если это условие не выполнено, подбирают напряжение от 800 до 1500 В на ФЭУ переключателем Р или регулируют диафрагмы 0,2 или 0,5 мм переключателем В, добиваясь чувствительности стрелки нуль-индикатора в одном из двух положений переключателя М. Накал ламп (6 или 8В) регулируют переключателем L.
Положение 1 или 2 переключателей Р, L, В и М записывают в журнал.
Ручкой гониометра устанавливают стрелку на нуль и берут отсчет по шкале гониометра, определяя величину фазового угла
Вращая ручку гониометра и стрелки индикатора по часовой стрелке, отсчитывают первое положение фазы; при вращении их в разные стороны отсчитывают второе положение фазы.
При положении ручки оптического короткозамкнутого контура в D (дистанция) фазовые углы измеряют на отражатель, при положении Т — для внутреннего контура, при этом серым клином стрелку контрольного прибора устанавливают на отсчет 70—80 делений.
Фазовый угол можно определить либо способом без средней величины, либо при помощи средней величины.
Первым способом расстояние определяется по фазовым углам только четвертой частоты /. Фазовые углы частот fu /2 и /3 необходимы только для получения целого числа полуволн.
Измерение производят в такой последовательности:
1) при flt /2 и [н последовательно однократно измеряют при положении Т угол ф t и при D угол срх, при D угол ф2 и при Т — угол ф2;
2) для частоты /4 тоже однократно при Т измеряют фх и ф2, а также трехкратно при D углы фх и ф2;
3) для частоты /4 еще раз измеряют при Т углы фх и
Точность измерения расстояний вычисляют по разностям трехкратно определяемых фаз для частоты /4 при положении D. Полусумма отклонений не должна быть более 0,0021, в противном случае число повторений доводят до четырех.
По второму способу для частоты fx определяют при положении Т один раз фj и при D два раза фх; заканчивают прием при положении Т (один раз).
Контроль точности в одном приеме выполняется по разности
величин_+ ___, определенных из первого и второго
положения фаз, разность не должна быть более 0,0030. Таким образом, средняя квадратическая погрешность измерения каждого фазового угла при одной частоте менее 0,0015.
Аналогичные определения делают при /2, и /4, вычисляя средние значения фазовых углов.
Температуру измеряют термометром до 0,2 °С, как правило, на обоих концах изменение температурной линии, так как на 1 С С дает погрешность в расстоянии, равную AD1 = ‘±(l,5x X 10
в D). Измерение линии светодальиомером EOS занимает 10—12 мин.
Порядок записи в журнале измерений стороны полигоиометрии светодальиомером EOS, обработка результатов измерений и вычисление длины этой стороны приведены в табл. 4.9; цифрами в скобках показан порядок полевых записей и вычислений:
1) отсчет по фазовращателю при частотеи разности фаз 90° (1). Свет направлен по короткозамкнутому оптическому контуру Г;
2) отсчеты при направлениях света на отражатель D и той же разности фаз (2) и (3);
3) отсчеты при направлении света на отражатель фаз 270° (4) и (5);
4) отсчет по короткозамкнутому оптическому контуру при разности фаз 270° (6).
В том же порядке производятся записи при частотах /2, /3 и после чего прием заканчивается. Полевые отсчеты по фазовращателю контролируют величиной А
Далее выполняется обработка журнала. Длина измеренной стороны вычисляется в такой последовательности:
1. Определяют сдвиг фаз ср в делениях барабана (25)-—(52). Поправку Koi (45) — (49) выписывают из паспорта прибора.
2. Для вычисления целого числа полуволн четвертой частоты определяют сдвиг фаз (53) — (56) в делениях шкалы. Масштаб получают по разностям частот и выписывают из паспорта строку bi из данного прибора.
4. Число т получают способом приближений. Зная расстояние s с точностью 1,5 км и масштабы Ьх — 3000 м, Ь2 = 2000 м, Ь3 =
25 м, получают для первого масштаба величину /%, округляя полученный результат до ближайшего целого (64), затем по формуле Be = rtiibi дробной части второго масштаба получают расстояние в первом приближении Ьг = Вх + гх—г2 = Вх Агх (66). Разделив Lx на второй масштаб Ь2, получают число т2 (67) и округляют его до ближайшего целого числа (68).
Подобным же образом определяют т6 для третьего масштаба Ь’3 и щ для полуволн V2 (69) — (76). Все mL (67), (75), (77) и (78) не должны отличаться от целого числа более 0,2 единицы.
5. Исходное расстояние s0 получают по 4-й частоте /4 по формуле ь’0 = яД4/2 + /Я/2 (68). Первое слагаемое (77), второе (60).
6. По исходному расстоянию s0 вычисляют целое число п и дробную часть
7. Определяют разности на дробной части ср из измерений и по результатам вычислений (80), (84), (84) и (86).
8. Умножив эти разности на полуволны (87), (88), (89), (90), получают отклонения длин сторон, определенных по частоте /4 для flt f2 и /3, так что отклонение от расстояний, полученных по /4, очевидно, будет равно 0, что является контролем вычислений. Максимальный разброс может быть для 200 м не более 0,020 м.
9. Четвертая часть от суммы всех уклонений и будет поправкой 6S к длине s0 (90).
10. Вычисляют поправку за изменение температуры и атмосферное давление (92) на единицу длины
где t °С — измеренная температура, Р — измеренное давление в Паскалях, затем вычисляют поправку на всю линию k^ =
Длины сторон, полученные по разным частотам, следующие по f jSo = 199,824 по f,S’Q = 199,826 по f3So = 199,821 и по /4Si = = 199,820.
Светодальномер ЕОК-2000 (рис. 4.17) относится к типу фазовых светодалыюмеров с фиксированными частотами и фотоэлектрической индикацией фазы отраженного сигнала.
Светодальномер ЕОК-2000 позволяет измерять стороны длиной в 2 км в дневное время; имеет массу 12 кг.
Светодальномер ЕОК-2000 относится к точным малым полуавтоматическим светодальномерам с фиксированными частотами и фотоэлектрической индикацией фазы отраженного сигнала.
Для облегчения нахождения отражателя светодальномер имеет излучатель видимого света.
В светодальиомере ЕОК-2000 отсчетное устройство фазовращателя механизировано так, что измеряемая длина определяется простым объединением отсчетов по фазовращателю, полученных на различных частотах модуляции.
Для удобства работы в светодальиомере ЕОК-2000 измерительными волнами служат 10, 100 и 1000 м, причем первая соответствует частоте модуляции 29,871 МГц, две же другие — разностям
Рис. 4.17. Светодальномер ЕОК-2000
рукоятка серого клина для регулирования амплитуды сигнала измерения, 29 — контрольная лампа высоковольтного контура (для ФЭУ), 30 — контрольная лампа низковольтного контура (для 12В), 31 — крышка панели с контрольными лампами и предохранителями;
б — вид сбоку: 32 — отверстия приемопередающих систем для визирования (видимым светом) и измерения (инфракрасным светом)
второй и третьей (f2 = 32,968; f3 = 30,271 МГц) по отношению к первой. Фазовые измерения делаются на частоте 7,5 кГц.
Для определения коротких сторон берут отражатель с одной призмой, для более длинных расстояний — с тремя и девятью три-пельпризмами.
Подготавливают к работе светодальномер следующим образом.
Устанавливают и центрируют светодальномер ЕОК-2000 с помощью подъемных винтов (23) (см. рис. 4.17), круглого уровня 1 и оптического центрира 14, предварительно грубо центрируют нитяным отвесом.
Для контроля после точного центрирования вращают светодальномер вокруг вертикальной оси на 200 е ; затем снимают с панели управления защитную крышку и привинчивают к кнопкам «0» <18) и «П» (24) спусковые тросики, присоединяют кабель питания (16) коаксиальным штепселям к сопряженному элементу (20) на приборе контактным зажимом «+» к полюсу «+», а контактным зажимом «—» к полюсу «—» батареи 12В.
Включают питание поворотом переключателя для ФЭУ (12) в положение «1» и убеждаются в исправности контуров: лампы (29 и 30) должны гореть.
Поворачивают позиционный переключатель (26) на
Грубо визируют рефлектор искателем визирной трубой; при плохой видимости следует повернуть (25) на «L» (прожектор).
(28) на «0» (минимальную плотность клина) (27) па «D» (внешний смотровой контур) (26) на «О]» (амплитуду сигнала измерения на 2) (25) на «D» (измерительное измерение),
Поворачивают переключатель (27) на «Г» (калибровочный све товой контур),
Переключатель (5) устанавливают в положение 1 (частота модуляции fj). При фазовом режиме 1,
вращением рукоятки (9) необходимо добиться показания «0» на нуль-индикаторе (4).
Нажимом кнопки «П» (24) следует скомпенсировать наполовину показание прибора 2, поворотом рукоятки (9) и, чтобы стереть показание индикатора (19), нажимают кнопку «0» (18).
Поворачивают переключатель (27) на измерительный световой контур «£)». 
Рис. 4.19. Светодальномер Рис. 4.20. Отражатель к светодаль-геодиметр 12 номеру геодиметр 12
Поворотом переключателя (28) добиваются на приборе 2 зеленого диапазона или по крайней мере — на шкале 4 показаний 50 делений шкалы,
вращением рукоятки (9) следует скомпенсировать при режиме 1 разность фаз, а нажимом кнопки «К» (24) скомпенсировать наполовину показания нуль-индикатора 4.
Поворотом рукоятки (9) записать показание R индикатора (19) и нажать кнопку «0» (18),
поворачивают переключатель (8) на «2» (частота модуляции /2), вращением рукоятки (9) следует скомпенсировать при режиме 1 разность фаз и записать показание R2 фазового индикатора (19), поворачивают переключатель (8) на «3» (частота модуляции /3), вращением рукоятки (5) следует скомпенсировать при режиме 1 разность фаз и записать показание фазового индикатора (19). Сопряженные отсчеты следует записывать в следующем порядке:
R3 560 R2 42,1 Rx 3,33
В табл. 4.10 цифрами в скобках показаны порядок записей в журнале и обработка результатов измерений.