Спосіб вимірювання відстані та пристрій для цього (варіанти), Банк патентів
Винахід відноситься до вимірювальної техніки та призначене для прецизійного вимірювання відстаней. Технічним результатом є пряме високоточне вимірювання та завдання відстаней, підвищення точності вимірювання великих відстаней, прискорення та спрощення процедури вимірювання. Спосіб виміру відстані полягає в тому, що вимірюють час проходження сигналом заданого відрізка. Датчики приймачів, що містять високоточний годинник з накопичуваною за час вимірювання помилкою визначення часу розташовують на потрібній відстані один від одного. Сигнал заданої форми подають вздовж і ззовні з'єднує датчики відрізка і визначають час реєстрації цього сигналу заданого алгоритму кожним приймачів. Відстань визначають на підставі формули l=c(t2-t1+τ), де l - відстань, що визначається, t1 і t2 - час реєстрації сигналу першим і другим приймачем відповідно, τ - поправка. Пристрій визначення відстані включає джерело сигналу заданої форми, приймачі з датчиками цього сигналу, з високоточними годинами, засоби для установки випромінювача і датчики приймачів на одній прямій в середовищі поширення сигналу, а також блок управління. 2 зв. та 27 з.п. ф-ли, 1 іл.
Винахід відноситься до вимірювальної техніки та призначене для прецизійного вимірювання відстаней. Переважне призначення – вимір великих відстаней з високою точністю та завдання еталонних відстаней.
Відомі способи визначення довжини відрізка, що вимірювається, в яких вимірюють фазові зсуви модульованого або немодулированного сигналу з використанням, наприклад, фазометрів або оптичних мостів, де вимірюваний відрізок є одним з плечей моста [патенти US: 4531833; 4413904; 4105332; 4190362;4403857; 5880822; А.А.Геніке, А.М.Афанасьєв. Геодезичні світло- і радіодалекоміри. М., Надра, 1988]. Недоліком їх є необхідність використання контрольних еталонних відрізків, а також внесок у невизначеність результату вимірювань процесів, що відбуваються у випромінюючих, фокусуючих, відбивають, детектують та інших вузлах. Відомий також спосіб визначення довжини відрізка, в якому використовують оптичний резонатор, що складається з нерухомого дзеркала і рухомого дзеркала, при переміщенні якого вважають події резонансу і за кількістю і довжиною хвилі використовуваного монохроматичного світла визначають пройдене дзеркалом відстань [патент US 3661464]. Недоліком цього є складність використовуваного устаткування, пропорційність помилки вимірюваної довжині, т.к. абсолютна помилка, з якою визначена довжина хвилі, множиться на число довжин хвиль, що укладаються на відрізку, що вимірюється, а також великі витрати часу на вимірювання.
Відомі численні способи (і пристрої для їх здійснення) для визначення довжини відрізка (відстань), що полягають у тому, що вимірюють час проходження відстані вимірюваної відстані електромагнітною хвилею від джерела сигналу до приймача (часто з відображенням від дзеркала), широко використовуються, наприклад, в геодезії та в системах навігації, в т.ч. супутникових [Наприклад: Шебшаєвич B.C. та ін. Мережеві супутникові радіонавігаційні системи. - М: Радіо і зв'язок, 1993, с.305-309; UA 94018148, US 2008/0007711 A1]. Недоліком їх є помилки (тимчасові зрушення), що вносяться процесами у випромінювачах, відбивачах та детекторах, що вимагають корекції з використанням еталонних заходів довжини, що робить їх неприйнятними як власне еталони відстані. Якщо час проходження сигналу від джерела до приймача визначають якрізницю часу реєстрації сигналу приймачем і часу випромінювання сигналу джерелом, необхідна корекція, т.к. фіксований в обох випадках час відрізняється від часу проходження сигналом кінців (кінця) вимірюваного відрізка через кінцевий (не визначений суворо) час спрацьовування електронних керуючих і детектуючих пристроїв джерела та приймача, через геометричну рознесеність кінців вимірюваного відрізка і точок, в яких відбувається випромінювання та детектування сигналу, тощо. [US 5880821]. Корекцію виробляють коригуючими добавками на час випромінювання сигналу та/або на час реєстрації після проходження сигналом вимірюваної відстані. Коригувальні добавки часу і визначають, власне, між якими саме точками визначається відстань. Відомий також оптичний далекомір, що вимірює відстань за часом проходження сигналу до відбивача і назад і використовує один і той же детектор для фіксування моментів відправлення та повернення сигналу [US 4770526], але ці сигнали подають на детектор різних світловодів (різні шляхи та їх оптичні довжини ), що також призводить до необхідності корекції часу, що вимірюється за допомогою еталонних відрізків. Додатковим недоліком цих способів та пристроїв їх здійснюють є необхідність регулярного проведення такого коригування (калібрування), т.к. властивості пристроїв (наприклад, швидкодія електронних елементів та вузлів, довжина та властивості світловодів, геометрія всього пристрою) залежать від таких факторів, як температура, вологість, тривалість роботи, термін служби тощо. Під час проведення прецизійних вимірів таке коригування зі звіренням необхідно неодноразово повторювати навіть у ході визначення довжини одного відрізка, т.к. Під час набору статистики змінюються параметри далекоміра.
Метою пропонованого винаходу є створення можливості прямого високоточного виміру та завдання відстаней на основі визначення метра без використання еталонних заходів довжини, в т.ч. завдання еталонних відрізків, підвищення точності виміру великих відстаней, прискорення та спрощення процедури виміру.
Зазначена мета в пропонованому винаході досягається тим (базова процедура), що датчики приймачів, що містять високоточний (високостабільний) годинник з помилкою, що накопичується за час вимірювання Δt