Методы измерения расстояния - от эхолота до дальномера
Измерять расстояние можно на глаз, или как в давние времена аршином. Но многое зависит от дальности дистанции, требуемой точности. И в зависимости от этого выбирается тот или иной метод замера и соответствующий измеритель.
Методы и приборы для измерения расстояния
Если для десятков сантиметров всегда в кармане можно иметь металлический метр или пластмассовую рулетку, то чтобы провести грубую оценку расстояний в несколько десятков или даже сотен метров мы можем, даже не имея в руках никаких хитроумных электронных приспособлений такие как лазерные дальномеры.
Инструмент для измерения расстояния есть у каждого из нас – это наш голос.
Это раз и отраженный сигнал – эхо. Это два. Наши голосовые связки излучают в пространство звуковые волны частотой 3-4 КГц на скорости 330 м/с. Если до ближайшего препятствия около 300 метров, то наш крик или возглас, достигнув допустим склона горы или стены здания, отразится и вернется обратно в виде эха через 2 секунды с учетом прямого и обратного пути.
Если по своим субъективным ощущениям или секундомером зафиксировать момент крика и возврата голосового сигнала, результат мы получим и измеритель расстояния фактически всегда рядом, с нами.
Правда есть 3 ограничения:
- должна быть преграда достаточной площади для отражения;
- голос должен быть достаточно мощным;
- измерить расстояние невозможно как на малой дистанции – слишком мизерное время отклика, доли секунды, которые не возможно засечь ручными методами, так и на большом расстоянии – энергия голоса просто рассеется, так и не достигнув преграды. Не очень надежный голосовой прибор.
Ну и конечно точность “хромает”. Провести замер дистанции с точностью до метра не получится. Погрешность составит несколько десятков метров. Так что практического применения подобный живой метод не получил. Но зато принцип "отправил" - "получил отклик" внедрен и мы об этом скажем, в фазовых дальномерах, стреляющих по поверхности, мгновенным лазерным лучом.
А вот слово ”эхо” в названии другого устройства позволяет буквально открыть глаза как рыбакам, так и исследователям морских глубин. Это эхолот – ультразвуковой измеритель подводных расстояний для обследования дна водоема, обнаружения косяков рыб и поиска скрытых под толщей воды объектов.
Замеры проводится ультразвуковым расширяющимся лучом, что позволяет в дорогих моделях развернуть на дисплее целую картину рельефа озера, моря или океана.
Эхолот – это фактически ультразвуковой дальномер, также используемый для обнаружения и борьбы с подводными лодками.
Радиолокатор – еще один инструмент для измерения километровых дистанций путем генерации и анализа отклика радиоволн, сфера действия которого распространяется на авиацию и судоходство, а значит в быту оборудование практически не применимо – сложное, дорогое и габаритное. Да и потребности в нем нет.
Кстати, существует мнение, что если бы в далеком 1912 году, Титаник был оборудован радиолокатором, возможно, трагедии и не произошло бы…
От километров и сотен метров, перейдем к более скромным масштабам. Измерение расстояния на картах проведет еще один узкоспециализированный “эксперт” курвиметр. Мы упомянули об этом оригинальном механизме не зря. Это один из немногих аппаратов, для измерения криволинейного расстояния, на что что "прямолинейные" лазерные рулетки - дальномеры не способны. Правда сфера действия курвиметров ограничена письменным столом.
Впрочем, измерение расстояний между городами уже не актуально – уже давно все задокументировано, выверено и нанесено на карту.
- Во-первых, есть интернет, где за минуту можно получить всевозможные таблицы с дистанциями между населенными пунктами.
- Во-вторых, Google-карты способны показать расстояние между любыми двумя объектами – до соседнего дома или страны на другом континенте.
Вообще с нелинейным методом измерения расстояния дела обстоят не так хорошо, несмотря на взрывной рост технологий в 20-м и 21-м веке. Не зависимо от того, какой используется способ – оптический, ультразвуковой или электромагнитный, сфокусированный или расширяющийся как свет от фонарика – сигнал всегда идет только по прямой.
Лазерная дальномер-рулетка в подавляющем большинстве случаев проводит замеры на удалении до 100 метров. Отдельные могут похвастаться рекордной дистанцией, превышающей 1000 метров. В таком варианте луч используется на местности - в поле, в степи. Это повседневный прибор для геологов, геодезистов.
Но поскольку подавляющее большинство практических задач - строительных, бытовых вполне вкладываются максимум с сотню метров, баланс между перечнем возможностей, брендом и ценой, обеспечивают лазерные измерители расстояний, рассчитанные именно на этот показатель.