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

изменяемой частотой в пределах от 125 до 250 кГц ( I диапазон) и от 2000 до 4000 кГц ( I I диапазон) и кварцевого генератора на 10 МГц. Колебания гетеродина отличаются от синусоидальных и поэтому содержат большое (до ста) число гармонических составляющих. Это позволяет измерять волномером частоты во всем диапазоне от 125 до 20 000 кГц даже при использовании только гармоник первых порядков. Калибровка шкалы гетеродина производится путем срав­ нения частоты гармонических составляющих колебаний гетеродина

ний частоту модуляции смешивают с точно известной частотой квар­ цевого генератора и измеряют разность этих частот, которая не пре­ восходит 400 кГц. Измеренное значение этой разности затем прибавляется или вычитается из частоты колебаний кварцевого генератора. Частота кварцевого генератора периодически поверяется с помощью специального приемника по эталонной частоте 100 или 200 кГц, передаваемой некоторыми широковещательными станциями. Эталонирование производят описанным ранее способом яркостных меток (стробоскопическим способом).

Зеркально-линзовый отражатель мозаичного типа (см. рис. 115, б) содержит 19 элементарных отражателей, один из которых исполь­ зуется в качестве зрительной трубы для наведения отражателя. При измерениях расстояний, больших 10 км, или при плохой видимости используют два отражателя, устанавливаемых один над другим.

Постоянную поправку приемо-передатчика светодальномера СВВ-1 определяют по его оптической схеме. Расчет производят по формуле

іл — расстояние от центров конденсаторов Керра до точки светодаль­ номера, по которой центрируют приемо-передатчик; і2—расстоя­ ние от зеркал отражателя до точки его центрирования. Влияние не­ симметрии электрических и оптических трактов, как указывалось выше, исключают перестановкой окуляра и источника света после выполнения половины программы наблюдений.

Расстояние, измеренное светодальномером СВВ-1, вычисляют по

в которой N — число фазовых циклов; / — частота модуляции; ѵ — рабочая скорость света и I — постоянная светодальномера. Число фазовых циклов N вычисляется по формуле

где nlk — изменение числа фазовых циклов, подсчитываемое на­ блюдателем при изменении частоты модуляции от fk до ft. Ошибка

278

генератора), отличающиеся от соответствующих модулирующих частот на 15 кГц. Выделившиеся на смесителе колебания разностной частоты 15 кГц через индуктивный фазовращатель и усилитель низкой ча­ стоты 1 подаются на фазовый детектор.

Напряжение гетеродина в качестве опорного подается на внеш­ ний управляющий электрод ФЭУ. В результате смешивания этого колебания с отраженным сигналом фототок ФЭУ содержит большое число гармонических составляющих и в том числе составляющую

Ячейка

Керра

Рис. 150

сразностной частотой 15 кГц. Колебания разностной частоты после усиления в усилителе низкой частоты 2 (высокочастотные составля­ ющие отфильтровываются) поступают на фазовый детектор для срав­

нения с низкочастотными колебаниями, поступающими с усилителя 1. Таким образом, измерение расстояний производится на частоте около 30 МГц, а измерение разности фаз — на низкой частоте 15 кГц.

Оператор, изменяя величину фазового сдвига фазовращателем, добивается нулевого положения стрелки индикатора, при котором фазовый сдвиг между низкочастотными колебаниями будет равен 90 или 270°. Для исключения влияния нестабильности положения нуля фазовращателя используется оптическая линия (на рис. 150 изо­

280

расстояния; I—постоянная поправка светодальномерного комплекта; подстрочный индекс і — 1, 2, 3, 4 обозначает номер частоты модуля­ ции светового потока /. Число фазовых циклов Nt вычисляют по формулам:

iV1 = 205' - 3,8(d 4 - d 1 ) ;

^АѴ /5

где Z)о — приближенное значение измеряемого расстояния; dt — фазовый домер на частоте выраженный в единицах длины.

По тактико-техническим данным светодальномер «Кварц» сопо­ ставим с лучшими зарубежными образцами дальномеров этого типа, например с геодиметром модели-8. Точность измерений дальномером близка к 1 : 1 ООО ООО.

§ 40. М А Л Ы Е СВЕТОДАЛЬНОМЕРЫ С В И З У А Л Ь Н О Й РЕГИСТРАЦИЕ Й СВЕТОВОГО ПОТОКА

В Советском Союзе разработаны и серийно выпускаются три типа малых светодальномеров с визуальной регистрацией светового по­

послужившим для них прототипом. Так, во всех этих устройствах используется плавное изменение частоты модуляции для разрешения неоднозначности; модуляция и фазовое детектирование света осу­ ществляются в ячейках Керра по компенсационному способу экстре­ мума или нулевому методу и т. д. Все они предназначены для реше­ ния примерно одинаковых геодезических задач и потому их основные тактико-технические данные (табл. 12) близки или даже совпадают. Вместе с тем конструкции приборов как в оптической, так и в элек­ тронной частях отличаются.

Светодальномеры типа CT (СТ-62М, СТ-65 и др.), разработанные в МИИГАиК (В. Д. Большаков, А. И. Демушкин), по функциональ­ ной схеме наиболее близки к светодальномеру СВВ-1. В комплект светодальномера входят приемо-передатчик (рис. 151, а), блок пита­ ния, набор отражателей и т. д. В приборе используются линзовые системы с диаметром объектива передающей системы 45 мм и диа­ метром объектива приемной системы 55 мм. Источником света слу­ жит лампа накаливания СГ-2.

281

генератора на частоты 100 и 110 кГц, смесителя и усилителя напря­ жения низкой частоты. В калибраторе генерируются импульсные колебания указанных частот, содержащие большое число гармони­ ческих составляющих, которые и служат для проверки частоты ге­ нератора приемо-передатчика по биениям гармоник калибратора и генератора высокой частоты. Наличие двух стабилизированных ча­ стот позволяет получать густую сетку кварцевых поверочных точек (через 10 кГц) и сравнивать их частоты через генератор приемо-пере­ датчика.

Ячейка Керра±

ИС

Усилитель

низкой

частоты

Ячейка

Керра

Рис . 152

Точность измерения светодальномером CT при расстояниях, больших 2 км, не ниже 10"5 ; линии длиной до 2 км измеряются с ошиб­ кой не более 2 см. Это позволяет применять светодальномер для из­ мерения линий в городской полигонометрии, базисных сторон в три­ ангуляции низших классов, а также для специальных геодезиче­ ских работ.

Светодальномер «Кристалл» разработан в ЦНИИГАиК (Г. А. Фель­ дман). Приемо-передатчик светодальномера (см. рис. 151, б) построен по функциональной схеме, показанной на рис. 153. В этом дально­ мере используется совмещенная зеркально-линзовая оптическая система с диаметром свободного отверстия 100 мм. Модуляция посы­

призма, которая (вместе со стеклянной призмой СП) направляет луч вдоль оптической оси системы. Источником света служит лампа на­ каливания СЦ-78. Применение совмещенной оптической системы по­ зволяет значительно уменьшить габариты и вес приемо-передатчика

283