Яндекс.Погода

НФ ОАО "ПО"УОМЗ"
Пользователей: 0, Гостей: 3

Поисковые боты: 3
Googlebot, Googlebot, Googlebot







Рейтинг@Mail.ru

Дальномеры. Принцип работы

    Лазерный дальномер – прибор для измерения расстояний. Широко применяется в инженерной геодезии (при строительстве путей сообщения, гидротехнических сооружений, линий электропередач и т. д.), при топографической съёмке, в военном деле (главным образом для определения расстояний до целей), в навигации, в астрономических исследованиях, в фотографии. Лазерные дальномеры основаны на измерении времени прохождения волн соответствующего диапазона от дальномера до второго конца измеряемой линии и обратно. 

    Способность электромагнитного излучения распространяться с постоянной скоростью дает возможность определять дальность до объекта. Так, при импульсном методе дальнометрирования используется следующее соотношение:

L = ct/2, где L – расстояние до обьекта, с – скорость распространения излучения, t – время прохождения импульса до цели и обратно.

Рассмотрение этого соотношения показывает, что потенциальная точность измерения дальности определяется точностью измерения времени прохождения импульса энергии до объекта и обратно. Ясно, что чем короче импульс, тем лучше.

     Задача определения расстояния между дальномером и целью сводится к измерению соответствующего интервала времени между зондирующим сигналом и сигналом, отраженным от цели. Различают три метода измерения дальности в зависимости от того, какой характер модуляции лазерного излучения используется в дальномере: импульсный, фазовый или фазо-импульсный.

     Сущность импульсного метода дальнометрирования состоит в том, что к объекту посылают зондирующий импульс, он же запускает временной счетчик в дальномере. Когда отраженный объектом импульс приходит к дальномеру,то он останавливает работу счетчика. По временному интервалу (задержке отраженного импульса) определяется расстояние до объекта.

     При фазовом методе дальнометрирования лазерное излучение модулируется по синусоидальному закону с помощью модулятора (электрооптического кристалла, изменяющего свои параметры под воздействием электрического сигнала). Обычно используют синусоидальный сигнал с частотой 10…150 МГц (измерительная частота). Отраженное излучение попадает в приемную оптику и фотоприемник, где выделяется модулирующий сигнал. В зависимости от дальности до объекта изменяется фаза отраженного сигнала относительно фазы сигнала в модуляторе. Измеряя разность фаз, определяют расстояние до объекта.

     Портативные лазерные дальномеры были разработаны для пехотных подразделений и передовых артиллерийских наблюдателей. Один из таких дальномеров выполнен в виде бинокля. Источник излучения и приемник смонтированы в общем корпусе с монокулярным оптическим визиром шестикратного увеличения, в поле зрения которого имеется световое табло из светодиодов, хорошо различимых как ночью, так и днем. В лазере в качестве источника излучения используется алюминиево-иттриевый гранат, с модулятором добротности на ниобате лития. Это обеспечивает пиковую мощность в 1.5 МВт. В приемной части используется сдвоенный лавинный фотодетектор с широкополосным малошумящим усилителем, что позволяет детектировать короткие импульсы с малой мощностью. Ложные сигналы, отраженные от близлежащих предметов исключаются с помощью схемы стробирования по дальности. Источник питания – малогабаритная аккумуляторная батарея, обеспечивающая 250 измерений без подзарядки. Электронные блоки дальномера выполнены на интегральных схемах, что позволило довести массу дальномера вместе с источником питания до 2кг.

     Следующий этап военного применения лазерных дальномеров – их интеграция с индивидуальным стрелковым оружием пехотинца.

     Примеров может служить штурмовая винтовка F2000 (Бельгия). Вместо прицела на F2000 может устанавливаться специальный модуль управления огнем, включающий в себя лазерный дальномер и баллистический вычислитель. Основываясь на данных о дальности до цели, вычислитель выставляет прицельную марку прицела как для стрельбы из самого автомата, так и из подствольного гранатомета (если он установлен).

     Впервые на Западе лазерные дальномеры попали в свободную продажу в 1992 г. Тогда фирмa Leica, а затем Swarovski выпустили первые дальномеры с безопасным лазером. Чуть позднее Swarovski предложила модель дальномера, интегрированную в оптический прицел. Однако стоимость этих приборов (несколько тысяч долларов) была очень высока, и реально доступны для широкого потребителя лазерные дальномеры стали с 1996 г., когда фирма Bushnell предложила относительно недорогие приборы. С тех пор некоторые другие фирмы также стали активно работать в этом же направлении – среди них можно отметить Nikon (Япония) и Newcon (Канада). Но все-таки на сегодняшний момент, по данным зарубежной печати, только фирме Bushnell удалось захватить лидирующие позиции – ей принадлежит до 95% этого рынка в США, при этом в модельном ряду Bushnell пять базовых моделей, Nikon – две, Newcon – две, Leica – две. Bushnell , Newcon и Leica имеют в своем арсенале по одной модели выполненной в виде биноклей, весь остальной ассортимент – это монокуляры, приборы с одним оптическим каналом.В СССР (а затем в России) такое оборудование было доступно только военным, причем военные модели используют мощные лазеры, которые при попадании в глаза зачастую приводят к потере зрения и поэтому ни при каких обстоятельствах не могут быть выпущены на потребительский рынок. В последние годы многие торговые фирмы стали завозить приборы для гражданского использования, благо спрос на них стал достаточно большой. К сожалению, отечественная промышленность не в состоянии пока предложить конкурентоспособные дальномеры гражданского назначения и выбор состоит только из приборов зарубежных фирм. Мы выбрали самые популярные модели лазерных дальномеров – монокуляров и провели тест их потребительских свойств – ведь не каждый может позволить себе купить несколько приборов ценой по 300-500 долларов. Итак, кратко опишем “участников” нашего теста. Это наиболее мощные модели с номинальной максимальной дальностью от 800 до 1500 м. Помимо “ветеранов” Bushnell и Nikon, мы взяли две новинки – пока малоизвестный у нас канадский Newcon и продукт легендарной Leica.

     Все приборы имеют служебную индикацию, отражаемую на окуляре. Это позволяет без отрыва дальномера от глаз получить информацию о дальности до цели. Наиболее лаконично подошли к этой теме немцы: Leica отображает только дальность до цели и “прицельную” метку. Больше ничего. Даже при истощении батарей не появляется никакого нового значка, просто цифры и метка начинают мигать. Сами метки и цифры красного цвета, с автоматически регулирующейся яркостью подсветки. Как мы убедились, Leica – это единственный из представленных на тест приборов, удобный для использования при слабом освещении. Красная метка удобно наводится и фиксируется на цели, а для просмотра результата не нужно искать светлого фона, чтобы разглядеть цифры. В дальномере Nikon присутствует несколько элементов индикации. Метка темно-синего цвета представляет собой две горизонтальные и две вертикальные линии, не доведенные до пересечения друг с другом. Линии достаточно толстые, видимо, поэтому их не стали замыкать, чтобы не перекрывать цель. Помимо метки, отображается состояние зарядки батарей (в виде пиктограммы), дальность до цели, текущий режим. Прибор от фирмы Bushnell имеет метку в виде квадрата с расходящимися от его сторон рисками, на дисплей выведены режимы работы дальномера, индикация единиц измерения и индикация работы лазера. Кроме того, при работе дальномера указывается качество приема сигнала в виде полоски.На Newcon прицельная метка может выбираться: либо крест, либо квадрат. Кроме того, отражается режим работы в виде молнии в левом верхнем углу, состояние батарей и индикация единиц измерения. Качество сигнала показывается в виде надписей: “высокое”, “среднее”, “низкое”. (HIGH, MED, LOW).

     Предельные дистанции работы дальномеров, заявленные производителями, носят условный характер. Можно выделить две группы факторов, влияющих на работу дальномера: “качество” цели и внешние атмосферные условия. Наибольшей результативности лазерный дальномер добивается по целям, обладающим максимальным отражающим эффектом. То есть идеальным объектом для лазерного луча будет зеркало большого размера, расположенное под углом 90 градусов к его плоскости, а наихудшим – маленький теннисный мяч, выкрашенный в матовый черный цвет. Другая группа факторов – внешние. Прежде всего, это освещение. В солнечную погоду эффективность работы лазера снижается, а в темноте увеличивается. Атмосферные помехи в виде дождя или снега, расположенные в направлении цели кустарники или деревья также приводят к искажению результатов. В ряде приборов предусмотрен режим “дождь” позволяющий игнорировать такие “ложные цели”. Ну и, наконец, работа дальномера зависит от качества батареек – на “посаженных” источниках питания лазер не сможет дать нужный импульс.

 

Автор: esha от 20.10.2012





  

 


E-mail
Формат

 Печать | Общество с ограниченной ответственностью , 630049, г. Новосибирск, ул. Дуси Ковальчук, д. 179/2,

тел./факс: (383) 286-40-72, E-mail: info@promimservis.ru | | Контакты