Дальномер

Энциклопедический Словарь. 1953—1955

 ДАЛЬНОМЕР, оптич. прибор, служащий для измерения расстояния от наблюдателя до удалённого предмета. Широко применяется в военном деле.

Советский Энциклопедический Словарь. 1980

ДАЛЬНОМЕР, прибор для косвенных измерений расстояний до объектов. По принципу действия Д. подразделяются на 2 осн. группы. 1-ю гр. составляют оптические дальномеры; задача измерения расстояния такими Д. сводится к решению равнобедр. треугольника по известным основанию — базе к противолежащему  (т. н. параллактическому) углу. 2-ю гр. составляют акустические дальномеры, радиодальномеры, электрооптические дальномеры; такие Д. дают показания по результатам измерений временных (или фазовых) соотношений между посылаемыми в направлении на объект акустич. или электромагн. сигналами и принимаемыми эхо-сигналами (отражёнными от объекта). Д. используется в геодезии, топографии, навигации, астрономии, фотографии, воен. деле и др. областях.

ФОТОГРАФИЧЕСКИЙ ДАЛЬНОМЕР, оптич. дальномер, встраиваемый в фото- или киноаппарат для фокусировки объектива; обычно объединён с видоискателем. Наиб. распространён монокулярный Ф. д., создающий 2 оптич. изображения объекта съёмки, совмещаемых при фокусировке.

ДАЛЬНОМЕР // Большая российская энциклопедия. Электронная версия.  (2016)

ДАЛЬНОМЕ́Р, при­бор для оп­ре­де­ле­ния рас­стоя­ния до объ­ек­та. Ши­ро­ко при­ме­ня­ет­ся в гео­де­зии, фо­то­гра­фии, при то­по­гра­фич. съём­ке, ас­тро­но­мич. ис­сле­до­ва­ни­ях, в на­ви­га­ции, во­ен. де­ле и др. об­лас­тях.

По прин­ци­пу дей­ст­вия Д. под­раз­де­ля­ют­ся на 2 осн. груп­пы. Пер­вую груп­пу со­став­ля­ют оп­ти­че­ские Д. – при­бо­ры с ви­зу­аль­ной на­вод­кой на объ­ект, ра­бо­та ко­то­рых ос­но­ва­на на ис­поль­зо­ва­нии за­ко­нов гео­мет­рич. (лу­че­вой) оп­ти­ки. Из­ме­ре­ние рас­стоя­ний та­ки­ми Д. сво­дит­ся к ре­ше­нию рав­но­бед­рен­но­го или пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка по из­вест­ным ос­но­ва­нию (ба­зе) и про­ти­во­ле­жа­ще­му (т. н. па­рал­лак­ти­че­ско­му) уг­лу. Од­на из ве­ли­чин обыч­но яв­ля­ет­ся по­сто­ян­ной, а дру­гая – пе­ре­мен­ной (из­ме­ряе­мой). По это­му при­зна­ку раз­ли­ча­ют Д. с по­сто­ян­ным уг­лом и Д. с по­сто­ян­ной ба­зой. Про­стей­ший оп­тич. Д. с по­сто­ян­ным уг­лом (т. н. ни­тя­ной) пред­став­ля­ет со­бой зри­тель­ную тру­бу, в по­ле зре­ния ко­то­рой на­не­се­на мет­ка в ви­де двух па­рал­лель­ных ни­тей; ба­зой слу­жит пе­ре­нос­ная рей­ка с де­ле­ния­ми. Д. на­во­дят на рей­ку (ви­зи­ру­ют), рас­стоя­ние до ба­зы оп­ре­де­ля­ют по чис­лу де­ле­ний, ви­ди­мых в зри­тель­ную тру­бу ме­ж­ду ни­тя­ми. Ни­тя­ным Д. снаб­же­ны не­ко­то­рые гео­де­зич. ин­ст­ру­мен­ты (тео­до­ли­ты, ни­ве­ли­ры и др.).

Принципиальная схема монокулярного дальномера фотоаппарата (а) и видимые через окуляр изображения объекта при сфокусированном (б) и несфокусированном (в) объективе: I и II – основная и вспомогательная ветви, по которым световые лучи от объекта съёмки поступают в окуляр дальномера; 1 – объект съёмки; 2 – оптический компенсатор; 3 – полупрозрачное зеркало; 4 – окуляр; Θ – параллактический угол; Бд – база монокулярного дальномера; х – расстояние до объекта съёмки

Бо­лее слож­ные оп­тич. Д. име­ют по­сто­ян­ную внутр. ба­зу; в свою оче­редь, они под­раз­де­ля­ют­ся на мо­но­ку­ляр­ные и би­но­ку­ляр­ные (сте­рео­ско­пи­че­ские). Мо­но­ку­ляр­ные Д. ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся в ка­че­ст­ве фо­то­гра­фич. Д., пред­на­зна­чен­ных для оп­ре­де­ле­ния рас­стоя­ния до объ­ек­та съём­ки при фо­ку­си­ров­ке (на­вод­ке на рез­кость) съё­моч­но­го объ­ек­ти­ва. Та­кой Д. обыч­но встро­ен в кор­пус фо­то- или ки­но­ап­па­ра­та и объ­е­ди­нён с ви­до­ис­ка­те­лем в еди­ную оп­ти­ко-ме­ханич. сис­те­му. Лу­чи све­та от объ­ек­та съём­ки про­хо­дят в Д. че­рез две разл. оп­тич. сис­те­мы – ос­нов­ную и вспо­мо­га­тель­ную (рис.). Изо­бра­же­ния, соз­да­вае­мые дву­мя сис­те­ма­ми, вид­ны в оку­ля­ре Д. не­со­вме­щён­ны­ми. Для на­ве­де­ния на рез­кость и по­лу­че­ния чёт­ко­го фо­то­сним­ка оба изо­бра­же­ния со­вме­ща­ют в од­но пе­ре­ме­ще­ни­ем оп­тич. ком­пен­са­то­ра, свя­зан­но­го с ме­ха­низ­мом фо­ку­си­ров­ки объ­ек­ти­ва фо­то­ап­па­ра­та. Сте­рео­ско­пи­че­ский Д. пред­став­ля­ет со­бой двой­ную зри­тель­ную тру­бу с дву­мя оку­ля­ра­ми; дей­ст­вие ос­но­ва­но на сте­рео­ско­пич. эф­фек­те: рас­смат­ри­вае­мые от­дель­но ка­ж­дым гла­зом изо­бра­же­ния объ­е­ди­ня­ют­ся в од­но объ­ём­ное, в ко­то­ром ощу­ща­ет­ся раз­ли­чие в рас­по­ло­же­нии пред­ме­тов по глу­би­не. Для оп­ре­де­ле­ния рас­стоя­ния до объ­ек­та (це­ли) изо­бра­же­ние объ­ек­та со­вме­ща­ют с изо­бра­же­ни­ем спец. мет­ки («мар­ки»), на­хо­дя­щей­ся в фо­каль­ной плос­ко­сти Д. Сме­ще­ние оп­тич. ком­пен­са­то­ра, тре­буе­мое для со­вме­ще­ния «мар­ки» и це­ли, про­пор­цио­наль­но из­ме­ряе­мо­му рас­стоя­нию. Д. с по­сто­ян­ной ба­зой по­лу­чи­ли рас­про­стра­не­ние так­же в во­ен. де­ле (напр., в ар­тил­ле­рии), то­по­гра­фии и не­ко­то­рых др. об­лас­тях. От­но­сит. по­греш­ность оп­тич. Д. со­став­ля­ет от со­тых до­лей до 1%.

Ко вто­рой груп­пе от­но­сят­ся аку­стич. Д., ра­дио- и све­то­даль­но­ме­ры; их дей­ст­вие ос­но­ва­но на из­ме­ре­нии вре­мен­ны́х (или фа­зо­вых) со­от­но­ше­ний ме­ж­ду по­сы­лае­мы­ми в на­прав­ле­нии объ­ек­та аку­стич. или элек­тро­маг­нит­ны­ми сиг­на­ла­ми и при­ни­мае­мы­ми эхо­сиг­на­ла­ми (от­ра­жён­ны­ми от объ­ек­та).

В све­то­даль­но­ме­рах (СД) ис­поль­зу­ет­ся оп­тич. из­лу­че­ние ви­ди­мо­го и ИК-диа­па­зо­нов. Та­кие Д. со­дер­жат ис­точ­ник из­лу­че­ния, уст­рой­ст­во управ­ле­ния его па­ра­мет­ра­ми, пе­ре­даю­щую и при­ём­ную сис­те­мы, фо­то­при­ём­ное уст­рой­ст­во и уст­рой­ст­во из­ме­ре­ния вре­мен­ны́х ин­тер­ва­лов. В за­ви­си­мо­сти от ме­то­дов оп­ре­де­ле­ния вре­ме­ни про­хо­ж­де­ния оп­тич. из­лу­че­ния до объ­ек­та и об­рат­но СД раз­де­ля­ют­ся на им­пульс­ные и фа­зо­вые. Им­пульс­ны­ми СД из­ме­ря­ют рас­стоя­ния не­по­сред­ст­вен­но по вре­ме­ни ме­ж­ду мо­мен­том ис­пус­ка­ния им­пуль­са пе­ре­дат­чи­ком и мо­мен­том воз­вра­ще­ния им­пуль­са, от­ра­жён­но­го от объ­ек­та. Ис­точ­ни­ком из­лу­че­ния обыч­но слу­жат твер­до­тель­ные и ПП ла­зе­ры, ра­бо­таю­щие в ближ­нем ИК-диа­па­зо­не (0,8–1,6 мкм), из­лу­че­ние ко­то­рых фор­ми­ру­ет­ся в ви­де ко­рот­ких им­пуль­сов (дли­тель­но­стью до де­сят­ков на­но­се­кунд). Мед­лен­но ме­няю­щие­ся рас­стоя­ния из­ме­ря­ют с по­мо­щью оди­ноч­ных им­пуль­сов; при бы­ст­ро ме­няю­щих­ся рас­стоя­ни­ях при­ме­ня­ет­ся не­пре­рыв­но-им­пульс­ный ре­жим из­лу­че­ния. Им­пульс­ные СД ис­поль­зу­ют­ся в осн. для из­ме­ре­ния рас­стоя­ний (от со­тен мет­ров до де­сят­ков ки­ло­мет­ров) до диф­фуз­но рас­сеи­ваю­щих объ­ек­тов с точ­но­стью до еди­ниц мет­ров (напр., для оп­ре­де­ле­ния вы­со­ты об­ла­ков, вы­со­ты по­лё­та ле­тат. ап­па­ра­тов при аэ­ро­фо­то­съём­ке, ор­би­ты ИСЗ).

В фа­зо­вых СД ис­точ­ни­ком из­лу­че­ния, как пра­ви­ло, слу­жат све­то­дио­ды, а так­же га­зо­вые и ПП ла­зе­ры не­пре­рыв­но­го дей­ст­вия; рас­стоя­ние до объ­ек­та оп­ре­де­ля­ет­ся по раз­но­сти фаз по­сы­лае­мо­го мо­ду­ли­ро­ван­но­го (напр., по си­ну­со­идаль­но­му за­ко­ну) из­лу­че­ния и при­ни­мае­мо­го (от­ра­жён­но­го) све­то­во­го сиг­на­ла. Обыч­но мо­ду­ля­ция гар­мо­нич. сиг­на­лом оп­тич. из­лу­че­ния га­зо­вых ла­зе­ров осу­ще­ст­в­ля­ет­ся внеш­ни­ми элек­тро­оп­тич. или аку­сто­оп­тич. мо­ду­ля­то­ра­ми на час­то­тах до де­сят­ков и со­тен МГц, а мо­ду­ля­ция ПП из­лу­ча­те­лей – то­ком на­кач­ки. Мо­ду­ли­рую­щее све­то­вой по­ток пе­ре­мен­ное на­пря­же­ние вы­ра­ба­ты­ва­ет­ся ге­не­ра­то­ром мас­штаб­ной час­то­ты, на­зы­вае­мой так по­то­му, что со­от­вет­ст­вую­щая ей дли­на вол­ны оп­ре­де­ля­ет мас­штаб пе­ре­во­да раз­но­сти фаз в рас­стоя­ния. Фа­зо­вые СД обес­пе­чи­ва­ют даль­ность дей­ст­вия при ра­бо­те с оп­тич. от­ра­жа­те­ля­ми на объ­ек­те от еди­ниц до де­сят­ков ки­ло­мет­ров, а при диф­фуз­ном от­ра­же­нии от объ­ек­тов – до со­тен мет­ров.

В ка­че­ст­ве фо­то­при­ём­ни­ков ча­ще все­го при­ме­ня­ют­ся фо­то­дио­ды или фо­то­ум­но­жи­те­ли. Из-за не­ста­биль­но­сти элек­трон­ных эле­мен­тов фа­зо­вый сдвиг сиг­на­лов за вре­мя из­ме­ре­ний под­вер­га­ет­ся дрей­фу. Для его учё­та в СД вклю­ча­ет­ся ли­ния оп­тич. ко­рот­ко­го за­мы­ка­ния – сис­те­ма зер­кал и призм или све­то­во­дов, по ко­то­рой мо­ду­ли­ро­ван­ный свет на­прав­ля­ет­ся из пе­ре­дат­чи­ка в при­ём­ник, ми­нуя из­ме­ряе­мую дис­тан­цию; из­ме­ре­ние раз­но­сти длин внеш­ней и внутр. ди­стан­ции по­зво­ля­ет учи­ты­вать и ком­пен­си­ро­вать ошиб­ку за счёт дрей­фа мас­штаб­ной час­то­ты. Боль­шин­ст­во СД по­строе­но по ге­те­ро­дин­ной схе­ме с из­ме­ре­ни­ем раз­но­сти фаз на низ­кой про­ме­жу­точ­ной час­то­те, что по­зво­ля­ет ав­то­ма­ти­зи­ро­вать про­цесс из­ме­ре­ний с ис­поль­зо­ва­ни­ем циф­ро­вых ме­то­дов. При этом раз­ность фаз ме­ж­ду опор­ным (ис­пус­кае­мым) и из­ме­рит. сиг­на­ла­ми пред­став­ля­ет­ся в ви­де по­сле­до­ва­тель­но­сти им­пуль­сов, чис­ло ко­то­рых под­счи­ты­ва­ет­ся. Совр. СД по­зво­ля­ют из­ме­рять рас­стоя­ния до 50 км с по­греш­но­стью 5–20 мм; раз­ра­бо­та­ны так­же пре­ци­зи­он­ные СД с ошиб­кой из­ме­ре­ния 0,3–0,5 мм и даль­но­стью дей­ст­вия до 0,1–1 км.

В ра­дио­даль­но­ме­рах (РД) обыч­но ис­поль­зу­ют элек­тро­маг­нит­ные вол­ны сан­ти­мет­ро­во­го и мил­ли­мет­ро­во­го диа­па­зо­нов. Раз­ли­ча­ют РД с пас­сив­ным и ак­тив­ным от­ра­же­ни­ем, а по ви­ду из­лу­чае­мых ра­дио­сиг­на­лов – с им­пульс­ным и не­пре­рыв­ным из­лу­че­ни­ем. В РД с пас­сив­ным от­ра­же­ни­ем на вход при­ём­ни­ка по­па­да­ют два сиг­на­ла – пря­мой, не­по­сред­ст­вен­но с ра­дио­пе­ре­дат­чи­ка, и за­паз­ды­ваю­щий (от­но­си­тель­но пря­мо­го), по­сле от­ра­же­ния от объ­ек­та, рас­стоя­ние до ко­то­ро­го оп­ре­де­ля­ет­ся. Для им­пульс­ных РД из­ме­ряе­мое расстоя­ние оп­ре­де­ля­ет­ся как D = ½ vτ, где v – ско­рость рас­про­стра­не­ния ра­дио­волн, τ – вре­мя за­паз­ды­ва­ния от­ра­жён­но­го им­пуль­са. В РД с не­пре­рыв­ным из­лу­че­ни­ем ис­поль­зу­ют­ся ра­дио­сиг­на­лы с пе­рио­ди­че­ски из­ме­няю­щей­ся час­то­той, ин­ди­ка­тор из­ме­ря­ет раз­ность час­тот Ω ме­ж­ду пря­мы­ми и от­ра­жён­ны­ми ко­ле­ба­ния­ми; из­ме­ряе­мое рас­стоя­ние

D = ΩT / 2Δf,

где Т – пе­ри­од мо­ду­ли­рую­щих ко­ле­баний, Δf – диа­па­зон час­тот мо­ду­ля­ции. Пас­сив­ное от­ра­же­ние ис­поль­зу­ет­ся, напр., в ра­дио­ло­ка­то­рах и ра­дио­вы­со­то­ме­рах.

В РД с ак­тив­ным от­ра­же­ни­ем при­ме­ня­ют­ся две стан­ции – ве­ду­щая и ве­до­мая, рас­по­ла­гае­мые на кон­цах из­ме­ряе­мой ли­нии. Ра­дио­сиг­на­лы мо­гут быть им­пульс­ные и не­пре­рыв­ные – на од­ной не­су­щей час­то­те или с мо­ду­ли­ро­ван­ной не­су­щей час­то­той. Ра­дио­сиг­на­лы, при­ни­мае­мые ве­до­мой стан­ци­ей, пре­об­ра­зу­ют­ся и ретранс­ли­ру­ют­ся. При ис­поль­зо­ва­нии не­пре­рыв­ных ко­ле­ба­ний из­ме­ре­ние рас­стоя­ний про­из­во­дит­ся фа­зо­вым ме­то­дом. Наи­боль­шая точ­ность из­ме­ре­ния (ок. 3·10^–6 от из­ме­ряе­мо­го рас­стоя­ния) дос­тиг­ну­та в фа­зо­вых РД, ис­поль­зую­щих мо­ду­ли­ро­ван­ные ра­дио­сиг­на­лы в УКВ-диа­па­зо­не ра­дио­волн с из­ме­ре­ни­ем рас­стоя­ния по сдви­гу фаз мо­ду­ли­рую­щих ко­ле­ба­ний. РД с ак­тив­ным от­ра­же­ни­ем при­ме­ня­ют в на­ви­га­ции, гео­де­зии, в во­ен. де­ле.

В свя­зи с силь­ным по­гло­ще­ни­ем и рас­сея­ни­ем све­та и ра­дио­волн кон­ден­си­ро­ван­ны­ми сре­да­ми (жид­ко­стя­ми и твёр­ды­ми те­ла­ми) све­то- и ра­дио­даль­но­ме­ры при­ме­ня­ют­ся толь­ко в ат­мо­сфер­ных ус­ло­ви­ях и в кос­ми­че­ском про­стран­ст­ве. Для оп­ре­де­ле­ния рас­стоя­ний в тол­ще вод океа­нов и мо­рей ис­поль­зу­ют аку­сти­че­ские Д., по­сколь­ку по­гло­ще­ние во­дой ульт­ра­зву­ка не­зна­чи­тель­но (см. Гид­ро­ло­ка­тор, Эхо­лот).

Лит.: Крат­кий то­по­гра­фо-гео­де­зи­че­ский сло­варь-спра­воч­ник. 3-е изд. М., 1979; Па­щен­ков В. З. Ра­дио- и све­то­даль­но­ме­ры. 2-е изд. М., 1980; Вол­кон­ский В. Б., Яков­лев В. В. Вы­со­ко­точ­ные ла­зер­ные све­то­даль­но­ме­ры для гео­фи­зи­ки, гид­ро­тех­ни­ки и ма­ши­но­строе­ния // Сбор­ник ста­тей, по­свя­щен­ный 90-ле­тию с дня рож­де­ния ака­де­ми­ка А. А. Ле­бе­де­ва. Л., 1985. Кн. 1; Ра­дио­гео­де­зи­че­ские и элек­тро­оп­ти­че­ские из­ме­ре­ния. М., 1985; Мусь­я­ков М. П., Ми­цен­ко Н. Д. Оп­ти­ко-элек­трон­ные сис­те­мы ближ­ней даль­но­мет­рии. М., 1991.

Краткий справочник фотолюбителя. Сост. Н. Д. Панфилов, А. А. Фомин. — 3-е, стереотипное изд. М., 1985

2. Дальномеры

Устройства, позволяющие определить расстояние от фотоаппарата до объекта съемки. Предназначаются в качестве дополнительной принадлежности для шкальных фотоаппаратов. Наблюдая объект съемки через окуляр дальномера, вращают диск со шкалой расстояний до совмещения раздвоенного изображения, видимого в поле зрения, в одно. Расстояние до объекта считывают со шкалы расстояний дальномера. Дальномеры «Смена» и «Блик» выпускаются с пределами измерений расстояний от 1,2 м до ∞.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Дальномер «Блик»

Условия использования материалов