Краткие сведения о методах измерения расстояний при помощи электромагнитных волн
В настоящее время линии измеряют в основном электронными приборами — свето- и радиодальномерами, заменившими трудоемкие измерения базисными приборами. Принцип измерения расстояний этими геодезическими приборами заключается в определении времени и скорости распространения электромагнитных волн (ЭМВ) вдоль трассы измеряемой линии. Расстояние D определяется по формуле
D = υτ/2 + δ (1.81)
где υ, τ — скорость и время распространения ЭМВ вдоль линии D в прямом и обратном направлениях; δ — постоянная приборная поправка. Информацию о времени τ распространения ЭМВ получают с помощью свето- и радиодальномеров, а скорость
υ = с/n (1.82)
определяют по известной скорости с света в вакууме и коэффициенту преломления п, который находят по результатам метеорологических измерений. В дальномерах измеряют или непосредственно х, или величины, функционально связанные с т. Сущность всех методов измерения расстояний состоит в сравнении одного и того же, связанного с электромагнитным излучением, физического параметра до и после прохождения ЭМВ измеряемой трассы прямо и обратно. Для этого на одном конце измеряемой линии устанавливают передатчик и приемник, а на другом — отражатель. Один и тот же сигнал от передатчика направляется по двум путям: непосредственно в приемник и в него же через измеряемую трассу. Первый путь называют опорным каналом, или трактом, а идущий по этому пути сигнал — опорным сигналом. Второй путь создает дистанционный (измерительный) канал, а приходящий от отражателя сигнал называют дистанционным, или измерительным, сигналом. В приемнике опорный и дистанционный сигналы сравниваются по параметру, выбор которого определяет метод измерения расстояния:
- временной, связанный с импульсным излучением и измерением времени прохождения импульсом измеряемой трассы прямо и обратно;
- интерференционный, использующий результаты интерференции опорной и отраженной волн непрерывного излучения без модуляции;
- фазовый, в котором используют непрерывное или импульсное излучение с модуляцией гармоническим сигналом или непрерывное излучение без модуляции; измеряют разности фаз излучаемых и принимаемых колебаний на модулирующей или несущей частоте;
- частотный, в котором применяют непрерывное или импульсное частотно-модулированное излучение, измеряют разности мгновенных частот, излучаемых и принимаемых колебаний.
Фазовый метод измерения расстояний. Светодальномеры и радиодальномеры
Наиболее распространенным методом в геодезии является фазовый, позволяющий измерять расстояния от десятков метров до десятков (в радиодиапазоне — до сотен) километров. Практически во всех свето- и радиодальномерах и в большинстве радиогеодезических систем используют фазовый метод. Поэтому рассмотрим этот метод подробнее.
