Файл: Проворов К.Л. Радиогеодезия учеб. пособие.pdf

стеклянной призмы СП этот отклоненный пучок направляется на приемник световых сигналов.

Посланный светодальномером свет должен возвратиться по возможности с наименьшими потерями энергии. Для этого применяют специальные отражатели. Очевидно, что величина полезного отра­

отражающей площади при измерении больших расстояний достигают установкой нескольких отражателей.

Вследствие неизбежных погрешностей в изготовлении и юсти­ ровке отражателя и из-за непараллельности падающего на него пучка лучей отраженный свет распространяется внутри некоторого

телесного угла. Чем меньше этот угол, тем меньше рассеяние и тем больше световой энергии поступит в приемную оптическую систему. Достаточно малым углом рассеяния (порядка 10—15"), обладает отражатель в виде плоского зеркала, имеющий также значительный коэффициент отражения (0,8—0,9). Однако ориентирование такого отражателя необходимо выполнять с высокой точностью (не грубее 3—4"), вследствие чего плоские зеркальные отражатели почти не применяются.

На рис. 114, а показан отражатель, изготовленный из двух плоских зеркал, расположенных под углом 90°. Отражатель такого типа требует точной ориентировки только в одном направлении: необходимо, чтобы ребро двугранного угла было перпендикулярно измеряемой линии. В отражателе, изображенном на рис. 114, б, три плоских зеркала образуют трехгранный угол, грани которого расположены под углом 90°. Такой отражатель можно ориентировать с точностью в несколько десятков угловых минут. На рис. 114, в изображена схема отражателя, состоящего из сферического зеркала,, в фокусе которого помещается плоское зеркало. Отражатель этого типа имеет малый угол рассеяния, удовлетворительный коэффициент отражения, не требует точной ориентировки относительно измеря­ емой линии, но сложен в изготовлении и потому применяется редко.

215

заичный отражатель зеркально-линзового типа светодальномера СВВ-1 — на рис. 115, б.

Рассмотрим вопрос о предельной дальности действия светодаль­ номера. Очевидно, геометрические условия при светодальномерных измерениях будут такими же, как и при радиодальномерных, а энер­ гетические характеристики должны быть выражены через фотомет­ рические.

Обозначив яркость источника света через В, а площадь выход­

потерь на отражение и поглощение в передающей системе). Освещен­

и рассеяния в оптических средах и отражения при прохождении через границы раздела сред.

Учтем потери световой энергии в оптической системе светодаль­ номера. В общем случае, если световой поток Ф проходит границу раздела среда—воздух N раз и толщина оптических деталей в сумме составляет / единиц длины, то световой поток на выходе системы будет

ФІ = Ф ( 1 - г ) № Д ,

217

где г — коэффициент потерь на одной границе раздела сред н рс — коэффициент пропускания света веществом оптических деталей на единицу длины. В нашем случае необходимо учесть также ко­ эффициент отражения отражателя к0 и коэффициент пропускания света кт (t) системой «модулятор — фазовый детектор». Таким об­ разом общая формула для светового потока, прошедшего через все узлы светодальномера, будет

Коэффициент кт (t) является величиной переменной и в общем

чины, определяемые законом преобразования световой энергии соответственно в модуляторе и детекторе, напряжения на которые подаются со сдвигом фаз на величину ф. В большинстве современных светодальномеров регистрируют не мгновенное значение светового потока, а его среднее интегральное значение за период Т модули­ рующего колебания. Поэтому вместо km(t) следует использовать вели­ чину

Äm = Ä"m/(«P).

так как значение интеграла от произведения двух периодических функций одинаковой частоты будет периодической функцией их фазового сдвига ф.

Теперь для светового потока, поступающего на светоприемник дальномера (глаз или фотоэлектронное устройство), без учета потерь

Перейдем к учету потерь световой энергии в атмосфере. Световой поток, дважды прошедший измеряемое расстояние D, уменьшится в рІ° раз, где ра — коэффициент пропускания атмосферы на единицу длины. Таким образом, световой поток, поступающий на светопри­ емник, будет

218

где у символа светового потока Ф опущен индекс 2.

Как и при радиодальномерных измерениях, под дальностью дей­ ствия будем понимать такое максимальное расстояние, которое

разности фаз Аф

А Ф т і п = - о ^ - Р а І ' т ^ / " ( ф ) А ф ,

^тах

то уравнение дальности фазовых светодальномеров принимает вид

Оценим влияние различных факторов на предельную дальность действия фазовых светодальномеров.

Как видно из (262), дальность действия зависит от прозрачности атмосферы, которая подвержена сильным изменениям и определяется содержанием водяных паров, аэрозолей и т. п. Коэффициент про­ пускания атмосферы Ра связан с дальностью видимости в дневных условиях зависимостью, приведенной в табл. 9.

219