Генике A.A., Афанасьев А.М. Геодезические свето-и радиодальномеры

Подождите немного. Документ загружается.

3. Светодальномеры группы

Р* Я

•S м • %

Sjjisp

OftS .

(ODr S

я с я о

ля*»

О 2

я | а

a«u

с о- „?

«и Я

|з1

£ се

*1-

rt<

со

тН

оГ

•I*

О) < н

ХО

oj i л

8* К О

о я о

G S «

Л- в>

я к ^

£ 5 a s

w 2 .

2 S w *®

* 5 * я

Щ к

3 1

А «Г

F- §

о * *

Д Ь vj

2 о

5 45

,2 flj

i-r

Hga

о к в

F £•«

о 2 я

а з §

« й

gs"

о S-*2

ё ? °

Л Я 5

и о.2

о А

Н Ч

О й>

U Н

О,

Си--.

рЗ А

у Я

*Я “ и

v k3

i t

со

СО

(О

т—1

«о

О CSJ

<—г

т—1

’Т

~Ь

о“

о"

-—<

4* +

<м

см

о"

о о"

о"

«М

»к

*я

Си

*6“

си

(-4

СЗ

си

•&

*я

га

«Я 3

3 ®

д си

я я

»я

' га

S я

я s

»я

га

я 5

« 2

9 ™ *

га

^ 1 о

м3®

S R

2 °з

О)

из

S s ч

я я о

S ф ь

а>

®я

Он

й>

® я

2 и

я ьй

i а *

К Q\

t>~»

о О си

►5 ^ м

f=S л о

со

СО

<и ч

а >>

^ в

Ч т

v га

С-, ч

. §с£

¥ ^ о

Я t-< о

ч S ^

^ р , м

CQ \о •^

-5 4>

< S

■ С

ет

га

Х<

<М

а> о

S о

о со

<и W

f- S

о о

S55

о ^

«и

ё-*

S о

S <M

°с х

Ih U

П р и м е ча н и я : * Масса приемопередатчика и электронного блока. ** Масса дальномера вместе с принадлежностями.

р* я

S S.S -

ю й) R и

га t-i

3 S «

r a e s

SS5

ю ю

со

СО СО

+ +

•I- -I-

LO LO

со

см

о_

£5

* * *

ю <о ^

2 ю

<N ^

+ +

I I I

<и I н

К Эш

Зя*

о) й л

& * в

о § 9

с а в

Lr <»

^ « Си

СО “ О)

а п з ы

ы 5 2

о 2 «

w £ «

* 2 я ®

5 £ w s

“ S s ®

а ^ 5

О §

■Си

-•в

е*

-о

►и »

f- ^

2 £ S

3 s 2

с «

га й

1-г

н « я

о К Е

s & |

£ s к

й « 3

УО

о * .

S £ n

ft * «

о £•*

И ^ о

S к

* t

о 00 00

ю со

со со

4,6

см

С1

Cl Cl

со

«о

со

со «о

со

о о

—1

-20

,_ч

со ю

со

см

со

+ +

1 о

+ +

со

со —<

о w o o

СО 1

ю ю

ю со сч

»я

®s

Рн

Сн

•e« *

Д о

О)

ст>

о сг>

.1.

•|*

со

СО

со

оо оо оо

оо

со

T N

«-Н СО

o 'о

о "

а .

^ л

•е ч

< « < 5

О я л

g « я

= • & !

с - ’5 « Т

f fflU о

« g ^ g

« а;

Я Н

а. ^

сз

«я

ь -

1 А

со -I-

со ^

т ^

■1*

СЧ я

со Ч С 5

^ а

-Н

со

С. i-н -»

й 8 h сз

3 к g я

Й и * 3"

<L>

Г О.

сз >%

£ 4

К е

а. о

\0 Р-н

О ^

fcd ^

сз

а , я .

- га i! Й s о

ь U Н

м о , к

___

Ч re £н Ч л.

и 5 S s м

PQ д S ’&p

I ^

E? «

* (X

4 <

*5 Oh

0> 3

£ §

6-»

О о

<я о

0 , 0

S см

> ^ о

ч —

ч ^

S c

Ч «21

н и н о

Примечания:* Масса выносного приемопередатчика и индикаторного блока. ** Лаговый режим, характерный для измерения рас

стояний между движущимися объектами.

«К Г

8 -

° я"

назем

ная

со

10,5

О к

Cd £

X °

борто

вая

35*

Tt«

со

см

21,5*

ебляе-

мощ-

ъ, Вт ;

назем

ная

300

350 ;

Н S У

о 2 ?.

•

2 5

О О

а 2

о со

о Й

CN »—н

e s S:

№

F' R

5sM

о M Я

я w

С ’И

3 &

5 V *

£ ^

2 S

СО Э” H

s>?2

I-"-

со

о о

о о о to

СО см

ч*

Tf 1

о 1

СО

ю о

см

со

o '

сч

СП

СМ

ГО

со

*1*

•I-

со

со"

•к ‘I* *1*

•1*,

со

со »-« СО

сю

СГ»

o '

со

С^Г

см" СМ~

О) а>

<и

Си

CQ ш

■ !=С

с*

сз

Си

48 з

<а S

из ч>

§ я

О я

- л

« к

сз 5

со ft

о ^

2 м

£<2

о *

VO о)

О я

о,

хо х

* S

я ^

"4 СЗ

й>

О сп

ь 03

Он а

о я

Си

<* ь

а,

5 Ч

5 w

К щ

S “

!•§*•■

l ^ 1

*=5 Л £>

а> си ^

Н н J2

* SC

& v

с_

Он

си

*я

си

а;

a s

4 СсГ

н !

CU<—I

s «

•е»

о*

4,3

<м

ОО

1 см

1—1

со

сч

г-

со

оо

см

LO со

со

*—1

1—1

со

ю ю

о”

см

o '

о о

• сч

<М

со

’“Ч

1—1

со

1Л

'ф см

со

см

оГ

со

■I-

•I-

СО

■!•

•I-

со

О)

т*<

о см

ы ю

о"

см

оГ

О f*J

<и

СЗ

и 3

et я

(=t е(

О)

2 1:3

сз ДН

го

то

Ь £

о.

о- g

о 5

Он

о к

'О о

О ТО

СЗ

£ я

J? =3

сз s

3 СЗ

СЗ S

tc ^

5- со

5- то

О я

О 02

ЬЙ

\о

Л я

Он

С Й

3 8

UCQ

о.

<1 ^

Эй

к ч

н ^

& X

— си

то

о 'Т4

Он $

*- а

^ Э

Sh S®

ч й)

Ф Он

^ о

К О

ж ^

(X я

9Я

сз

I « 2,

Ц 5

^ о ^ -—'

§.

»я

£ о

о "Г

Й£

»я

Я нн

РЭ

О)

1=3

Он

о °

а2

>?0

< 1 о о

о ‘”(

л *

С 5!

Примечания: * Масса выносного приемопередатчика и индикаторного блока. ** В зависимости от типа применяемой антенны.

*** Точность существенно зависит от того, производятся ли измерения в зоне прямой видимости или за ее пределами. **** Дальномерно-угло-

мерная система, позволяющая производить измерения не только дальностей, но и углов со средней квадратической ошибкой 0,03°.

К Р А Т КИ Е СВЕД ЕН И Я О ЕД ИНОМ ЭТАЛОНЕ ЕД И Н И Ц ВРЕМ ЕН И ,

ЧАСТОТЫ, Д Л ИН Ы

Метрологическая аттестация современных свето- и радиодальномеров вы*

полняется с помощью образцовых средств измерений времени, частоты и дли»

ны, причем размер перечисленных единиц измерений передается по метрологи

ческой цепочке от первичных эталонов.

К настоящему времени в международной практике принят единый пер

вичный эталон времени, частоты и длины. Основу данного эталона составляет

квантовый стандарт частоты, представляющий собой генератор незатухающих

электрических колебаний, стабилизация частоты которых осуществляется за

счет атомных процессов, возникающих при переходах возбужденных атомов

с одного энергетического уровня на другой. В СССР в качестве такого эталона

принят цезиевый стандарт частоты, в котором возбуждаются колебания с час

тотой 9 192 631 770 Гц. Воспроизводимость значения этой частоты оценивается

относительной погрешностью не более 5-10-14.

Применительно к данному эталону, секунда как основная единица времени

соответствует 9 192 631 770 периодам этого стандарта частоты.

Для распространения размера упомянутых единиц в оптический диапазон-

в СССР создан радиооптический мост, представляющий собой набор техниче

ских средств, позволяющих с помощью эталона частоты стабилизировать

частоты высокостабильных газовых лазеров.

Основой государственного первичного эталона длины служит при этом

длина волны стабилизированных лазеров, частота излучения которых воспро

изводится с относительной погрешностью около М О '11. Связь между разме

рами единиц длины и частоты устанавливается через скорость распространения

электромагнитных волн в вакууме, величина которой постулируется равной

299 792 458 м/с.

В соответствии с этим метр как основная единица длины определяется

как длина пути, которую проходит свет в вакууме в течение 1/299 792 458 до

ли секунды.

П РИ Л О Ж ЕН И Е 3

СО КРА Щ ЕНИ Я ТЕРМ ИНОВ, ПРИ Н ЯТЫ Е В Т ЕКС ТЕ

АД — амплитудный детектор

A D P — дигидрофосфат аммония

(электрооптический кри

сталл)

AM — амплитудная модуляция

KD P — дигидрофосфат калия (элек

трооптический кристалл)

О Л З — оптическая линия задержки

О КЗ — оптическое короткое замыка

ние

С ВЧ — сверхвысокие частоты

У К В — ультракороткие волны

УНЧ — усилитель низкой частоты

УПЧ — усилитель промежуточной

частоты

ФАП — фазовая автоматическая

подстройка

Ф К — фотокатод

ФМ — фазовая модуляция

ФЭП — фотоэлектронный приемник

Ф ЭУ — фотоэлектронный умножи

тель

ЧД — частотный детектор

ЧМ — частотная модуляция

МНОЖИТЕЛИ И ПРИСТАВКИ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ

ДЕСЯТИЧНЫХ КРАТНЫХ И ДОЛЬНЫХ ЕДИНИЦ

Множитель Приставка

Русское обо

значение

приставки'

Множитель Приставка

Русское обо

значение

приставки

109 гига

ю - 2

санти

Ю6

мега М

ю - 3 МИЛЛИ

103

кило

к ю - 6

микро

мк

102

гекто г

ю - 9

нано

101 дека

да 10-12 . ПИКО

10~1

деци

ПРЕДМ ЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

Автогенератор 134

Аксиальные типы колебаний 114

Активный ответчик 91

Амплитуда колебаний 20

Амплитудная модуляция 30

Амплитудно-фазовая погрешность

201

Анализатор 149

Анизотропия 145

•— естественная 146

— искусственная 146

Антенна Кассегрена 174

Варактор 160

«Веерный» метод 351

Визуальные светодальномеры 37

Внешние модуляторы света 144

Внутренняя модуляция 143

Волновод 172

Гармонические колебания 21

Генератор на диоде Ганна 131

Генератор счетных импульсов 39

Гетеродин 42

Грубые отсчеты 337

Дальномер-рефрактометр 348

Датчик интервала времени счета 39

Двойное лучепреломление 145

Девиация частоты 32

Диаграмма направленности 173

Диафрагма 167

Дисперсионные оптические

рефрактометры 348

Дисперсия 66

Домен 132

Зеркальная антенна 174

Импульсный светодальномер 12

Импульсные сигналы

----

стартовые 207

----

стоповые 207

----

счетные 39

Инверсия населенности 112

Индекс преломления 66

Индекс фазовой модуляции 36

Индекс частотной модуляции 33

Индуцированное излучение 111

Инжекция 119

Интегральная оптика 351

Интерференционный светофильтр 167

Информационный сигнал 17

Источники излучения 104

Кварцевые генераторы 136

Кварцевые резонаторы 136

Коаксиальная оптическая система

166

Колебания 20, 21

— масштабные 29

— модулированные 30

— несущие 29

Колебательное движение 20

Компенсационная ячейка Керра 239

Компенсационный метод фазовых из

мерений 38

Коэффициент глубины модуляции 30

— неоднозначности 56

— отражения подстилающей по

верхности 326

. — пропускания атмосферы 58

— усиления антенны 173

Кристаллы электрооптические 145

— АД Р 146

— КД Р 146

— ниобата лития 146

Лазеры 110

— газовые гелий-неоновые 116

— инжекционные с гетероперехо*

дами 121

— полупроводниковые 118

Лучистый поток 105

Люминесцентные светодиоды 122

Метеорологические поправки 340

Метод прокатки 348

Методы измерений 7

— косвенные 7

— импульсно-фазовые гетеродин

ные 42

—■ импульсные 11

—• прямые 7

Методы разрешения неоднозначно

сти 47

-------

с плавным изменением час

тоты 48

-------

с использованием фиксиро

ванных масштабных частот 50

Механический центр дальномера 74

Многомодовый режим работы лазера

113

Модуляционная характеристика 150

Модуляция гармонических колебаний

Наклонная дальность 341

Настройка объемного резонатора 129

— механическая 129

— электрическая 129

Нейтральный фильтр 167

Нелинейные искажения 200

Неоднозначность определения длины

Низкочастотный метод фазовых изме

рений 41

Объемный резонатор 125

Одночастотный режим работы лазе

ра 114

Одномодовый режим работы лазера

113

•«Окна прозрачности» атмосферы 59

Опорный сигнал 16

Оптический резонатор 112

Оптический фазовращатель 151

Отражательный клистрон 126

Передающая оптическая система 163

Период колебаний 5

«Плоская» оптика 351

Плоскость поляризации 108

Поверхностная плотность потока

излучения 106

Показатель преломления среды 65

-------

фазовый 69

— — — групповой 69

Полуволновое напряжение 148

Полупрозрачная пластина 12

Поляризатор 149

Поляризованный свет 108

Поляроид 149

Порог чувствительности 181

Приборная поправка дальномера 72

Прием измерений 336

Приемная оптическая система 165

Программа измерений 336

Пространственная селекция 167

Пьезоэффект

— прямой 137

— обратный 137

Радиус кривизны траектории электро

магнитных волн 63

Разветвитель 172

Регламентные работы 334

Резонаторный рефрактометр 349

Рупорная антенна 173

Световой поток 105

Светофильтр 167

Система фазовой автоподстройки

202

Скорость распространения электро

магнитных волн 64

----------

в вакууме 65

----------

групповая 69

■

----------

«огибающая» 68

----

— — фазовая 68

Спектр излучения источника 107

Спектральная селекция 167

Спонтанное излучение 111

Способ круговой развертки 37

Текущая фаза 19

Телескопическая коллимирующая

система 165

Темновой ток 180

Термокомпенсация 139

Термостат 140

Термостатирование 140

Точные отсчеты 338

Траектория распространения ълек-

тромагнитных волн 62

Трипельпризма 170

Угловая скорость вращения 14

Угол Брюстера 115

Уравнения гармонических колебаний

«Фазовость» светового пучка 124, 330

Фазовая модуляция 35

Фазовращатель 194

Фазовый детектор 38, 196

Фазовый угол 14

Фазометр 191

— компенсационный 193

— цифровой 40

— интегрирующий 204

Фидерная линия 172

Формула Коши 66

— Рэлея 70

— Фрума и Эссена 72

Фотодиод 183

Фотоэлектронный приемник света 176

Фотоэлектронный умножитель 177

Циклические ошибки 331

Цифровые методы фазовых измере*

ний 39

Частота колебаний 15

Частотная модуляция 32

Четвертьволновая пластина 152

Чувствительность фотоумножителя

— световая (анодная) 179

— спектральная 180

— частотная 181

Ширина диаграммы направленности

173

Электрический центр дальномера 73.

Электронный ключ 39, 205

Электрооптический эффект

— поперечный 152

— продольный 147

Эллиптически поляризованный свет

145

Эффект деградации электролюмине

сценции 123

Эффект Керра 146

— Поккельса 146

Яркость излучающей поверхности 107

Ячейка Керра 155

П р ед и сло ви е ................................................................................................. &

В в е д е н и е ........................................................................................................ 5

Глава I. Теоретические основы геодезических свето- и радиодальномеров

§ 1. Прямые и косвенные методы и зм ерен и й

......................................

§ 2. Выбор носителя инф ор м ац и и

......................................................... 8

§ 3. Выбор принципа измерения малых временных интервалов . . 10

§ 4. Основная рабочая формула фазового дальномера .... 13

§ 5. Общие принципы построения функциональной схемы фазового

дальн о м ер а.................................................................................................... 14

§ 6. Взаимосвязь между вращательным и колебательным движениями 16

§ 7. Длина волны излучаемых электромагнитных колебаний . . . 19-

§ 8. Несущие и масштабные к о л е б а н и я ...................................................22"

§ 9. Основные принципы управления несущими колебаниями . . . 24

§ 10. Методы фазовых измерений, используемые в дальномерах . . 30

§ 11. Импульсно-фазовый гетеродинный м е т о д ...................................... 35

§ 12. Методы разрешения неоднозначности, применяемые в свето- и ра

диодальномерах ........................................................................................... 38

§ 13. Особенности распространения электромагнитных волн, учитывае

мые при дальномерных изм ер ен и ях ......................................................... 46

§ 14. Скорость распространения электромагнитных волн .... 52

§ 15. Приборные поправки дальномеров и методы их учета . . . 58

Вопросы и у п р а ж н е н и я.............................................................................65

Глава II. Обобщенные функциональные схемы дальномеров и их основ

ные ко м п о нен ты ..........................................................................................68

§ 16. Общие п о л о ж е н и я .............................................................................68

§ 17. Обобщенная функциональная схема дальномера с пассивным от

ветом ..............................................................................................................69

§ 18. Обобщенная функциональная схема дальномера с активным от

ветом ..............................................................................................................72

§ 19. Источники несущих электромагнитных колебаний .... 83

§ 20. Источники колебаний масштабной ч а с т о т ы ................................106

§ 21. М о д у л ято р ы ........................................................................................ 112'

§ 22. Системы для направленного излучения и приема несущих коле

баний ..............................................................................................................129

§ 23. Приемники электромагнитных колебаний оптического и У К В диа

пазонов ...........................................................................................................141

§ 24. Фазоизмерительные устр о й с тва........................................................ 154

Вопросы и уп р а ж н е н и я .............................................................................170

Глава III. Основные типы дальн ом еров...................................................173

§ 25. Классификация д альн о м еров..........................................................173

§ 26. Геодезические светодальномеры группы Г ................................174

§ 27. Светодальномеры группы Т ...............................................................200

§ 28. Светодальномеры группы П ..........................................................224

§ 29. Радиодальномеры и радиогеодезические с и с т е м ы

.........................

232

Вопросы и уп р а ж н е н и я ..................................................................................252'