Стереоскопічними далекомірами

Розвідник-далекомірник, який розглядає поле зору далекоміра, що спрямований на будь-яку ціль, бачить одночасно зображення предметів на місцевості і зображення вимірювальних марок.

Дальність за допомогою стереодалекоміра визначається рішенням прямокутного трикутника АВЦ (рис.2.35), вершина Ц якого знаходиться біля цілі, а основа АВ являє собою базу Б стереодалекоміра, тобто відстань між центрами його вхідних вікон.

Рисунок 2.35 – Схема визначення дальності

за допомогою стереодалекоміра

У цьому трикутнику потрібно визначити сторону Д (дальність до предмета, що спостерігається) по паралактичному куту α і стороні АВ.

Вирішуючи трикутник АВЦ, можна записати

Д = АВ / tg α. (2.8)

Оскільки паралактичний кут α малий (вимірюється хвилинами), то у формулі tg α без особливої похибки можна замінити відповідним кутом, який виражений у радіанах, тоді

Д = Б / α.. (2.9)

З цієї формули видно, що при постійній базі стереодалекоміра дальність до цілі залежить тільки від паралактичного кута. Тому для визначення відстані до цілі досить виміряти паралактичний кут α.

Для вимірювання дальності до предмета стереодалекомір наводять на цей предмет. Припустимо, що наведення виконано так, що у ліве вхідне вікно центральний промінь від предмета потрапляє перпендикулярно до бази стереодалекоміра (рис.2.36), тоді зображення утворюється на центральній лінії лівого окуляра; у праве вхідне вікно стереодалекоміра центральний промінь буде потрапляти під кутом до оптичної осі далекоміра, який дорівнює паралактичному куту α, і дає зображення у правому окулярі з деяким зміщенням від центральної лінії, яка називається лінійним паралаксом.

Рисунок 2.36 – Схема утворення зображення у стереодалекомірі

Розвідник-далекомірник, який спостерігає одночасно у обидва окуляри, стереоскопічно сприймає зображення предмета і марок, які відрізняються по глибині.

У правій трубі стереодалекоміра є компенсатор Км, який складається з двох лінз – нерухомої лінзи І і рухомої лінзи ІІ. При переміщенні лінзи ІІ промінь відхилиться у площині вимірювального трикутника, внаслідок чого зображення предмета горизонтально переміститься у поле зору окуляра. Це переміщення далекомірник буде сприймати як рух у просторі.

У момент стереоскопічного суміщення марки із зображенням предмета у правій трубі стереодалекоміра буде виключено весь паралактичний кут, внаслідок чого компенсатор переміститься на величину, що пропорційна практичному куту. З компенсатором пов’язана шкала відстані, на якій і буде показана дальність, яка відповідає паралактичному куту, визначеному за допомогою компенсатора.

Примітка. Для вимірювання дальності до цілі далекомір наводять у ціль. Припустимо, що наведення здійснено так, що зображення цілі буде на центральній лінії лівого окуляра, тоді в праве вхідне вікно промінь від цілі падає з деяким зміщенням від оптичної осі – це зміщення називається лінійним паралаксом. Промені від цілі, відбиваючись від кінцевих відбивачів на кінцях бази АБ на 90° вправо і 36° вниз, проходять через телескопічні системи труб і виходять в окуляр.

Промені від вимірювальних марок за допомогою системи біаксіального коліматора після відбиття від кінцевих відбивачів пройдуть такий самий шлях.

Оскільки паралактичні кути від цілі і вимірювальних марок різні, то між напрямками променів від цілі і марок в правому окулярі буде лінійне зміщення (лінійний паралакс).

Далекомірник, спостерігаючи одночасно в обидва окуляри, сприймає лінійний паралакс як зміщення по глибині зображення цілі і вимірювальних марок.

У правій голівці далекоміра є компенсатор Км, що складається із двох лінз – нерухомої 1 і рухомої II. При переміщенні лінзи II за допомогою вимірювального валика промінь відхиляється в площині вимірювального трикутника, тобто зображення предмета горизонтально переміщується в полі зору окуляра. Це переміщення далекомірник сприймає як рух у просторі. В момент суміщення зображень марки і цілі в правій гілці оптичної схеми буде вибраний весь паралактичний кут, а відтак і лінза II компенсатора переміститься на величину, пропорційну паралактичному куту. 3 цією лінзою пов’язана шкала відстані, по якій читається дальність до предмета.

Помилки вимірювання відстані. Кожний далекомірник володіє деякою гостротою стереоскопічного зору і тому, природно, паралактичний кут буде вимірювати з деякою помилкою, величина якої визначається гостротою стереоскопічного зору та збільшенням далекоміра. Ця помилка відповідно призводить до помилки у вимірюванні дальності, яка називається лінійною теоретичною помилкою стереодалекоміра і визначається за формулою

DД = (0,000048 · Д²) / (Г · Б), (2.10)

де DД - теоретична помилка далекоміра, м;

Д - дальність, м;

Г - збільшення далекоміра;

Б - база далекоміра, м;

0,000048 - паралактичний кут 10", виражений у радіанах.

Помилки вимірювання дальності, як правило, виражаються в серединних помилках. Значення цих помилок подано в таблиці в технічному описі кожного приладу і практично становить ±2 теоретичних помилки і залежить від ретельності підготовки приладу до роботи, натренованості далекомірника та умов, у яких вимірюється відстань (переважно від контрастності і освітлення простору), табл.2.3.

Таблиця 2.3 – Величини теоретичних помилок вимірювання відстані далекоміром ДС-1

Для зменшення помилок далекомір періодично вивіряють по висоті і відстані, тобто перевіряють виставлення вимірювальних марок по висоті в правому і лівому окулярах і паралельність осей далекоміра в площині вимірювального трикутника.

Особливості конструкції далекомірів ДС-1М1, ДС-2. Стереоскопічний далекомір ДС-2 (рис.2.37, 2.38) має знімні праву і ліву труби, які кріпляться на голівці супорта за допомогою гвинтів. ДС-2 замість лімба має супорт, який служить для установки далекоміра на тринозі та наведення його в горизонтальній і вертикальній площинах (рис.2.39). Труби далекоміра і супорт вкладаються в окремі ящики. До комплекту ДС-2 входить перископ ТР-8, призначений для попереднього наведення далекоміра на ціль. Оптична і кінематична схема ДС-2, а також принцип вимірювання відстані аналогічні далекоміру ДС-1.

Рисунок 2.37 – Комплект далекоміра ДС-2:

1 – труби далекоміра; 2 – супорт; 3 – тринога; 4 – належність до освітлення; 5 – укладальний ящик труб далекоміра; 6 – укладальний ящик супорта;

Акумулятор у сумці

Рисунок 2.38 – Загальний вигляд далекоміра ДС-2:

(а – вид зворотної сторони; б – вид спереду)

Труба ліва; 2 – маховичок вивірки по висоті; 3 – окуляри; 4 – труба права; 6 – маховичок механізму-затискача; 7 – маховичок вивірки по відстані; 8 – орієнтир – бусоль; 9 – голівка; 10 – перископ; 11 – вимірювальний валик; 12 – кільце для установки окулярів по базі очей; 13 – патрон осушення; 14 і 19 – гвинти-затискачі; 15 – маховичок вертикального наведення; 16 –гніздо до реостата; 17 – стовбур триноги; 18 – маховичок горизонтального наведення; 20 – рукоятка для вмикання світлофільтра

На відміну від далекоміра ДС-1 на далекомірі ДС-1М1 додатково встановлено механізм качання марок для більш точного вимірювання дальності, що складається із:

- датчика амплітуди;

- датчика частоти; вимикача;

- з'єднувальних проводів.

Вимірювання відстані в режимі качання марок по глибині відносно нерухомої цілі проводяться після включення тумблера вимикача на правій трубі. Вимірювальні марки починають коливатись з вибраною частотою і амплітудою. Обертаючи маховичок регулювання амплітуди, підбирають таку амплітуду, при якій положення марки, що коливається, збігалося б по глибині з вибраними цілями.

Рисунок 2.39 – Супорт далекоміра ДС-2:

Корпус супорта; 2 – маховичок механізму-затискача; 3 – голівка супорта; 4 – механізм рівня; 5 – маховичок установки шкали грубого відліку; 6 – маховичок точного наведення зі шкалою точного відліку; 7 – стопорний маховичок; 8 – круглий рівень; 9 - маховичок закріплення шкали грубого відліку; 10 – гвинти-затискачі; 11 – напрямні; 12 – маховичок вертикального наведення

Відлік по відстані знімається після виключення механізму, коли є впевненість, що ціль знаходиться на середині «вилки», утвореної крайніми положеннями марки. Цей спосіб вимірювання відстані проводиться з метою уточнення результатів вимірювань, отриманих суміщенням по глибині марок з ціллю, оскільки чутливість очей до установки симетрії вища, ніж до суміщення. Точність визначення відстані буде залежати від вибору оптимального режиму роботи марки, що коливається, тобто від підбору необхідної амплітуди і частоти коливання марки, при яких далекомірник зміг би відчути крайні положення марок по глибині.