Методи вимірювання відстані - від ехолота до далекоміра

Вимірювати відстань можна на око, або як в давні часи аршином. Але багато що залежить від дальності дистанції, необхідної точності. І в залежності від цього вибирається той чи інший метод виміру і відповідний вимірювач.

Методи та прилади для вимірювання відстані

Якщо для десятків сантиметрів завжди в кишені можна мати металевий метр або пластмасову рулетку, то щоб провести грубу оцінку відстаней в декілька десятків або навіть сотень метрів ми можемо, навіть не маючи в руках ніяких хитромудрих електронних пристроїв такі як лазерні далекоміри.
Інструмент для вимірювання відстані є у кожного з нас – это наш голос.
Це раз і відбитий сигнал – відлуння. Це два. Наші голосові зв'язки випромінюють в простір звукові хвилі частотою 3-4 КГц на швидкості 330 м/с. Цікаво, що з такою ж швидкістю поширюються і ультразвукові імпульси з випромінювача відлякувача собак. Правда там частоти вище - 25 КГц.
Якщо до найближчої перешкоди близько 300 метрів, то наш крик або вигук, досягнувши допустимо схилу гори або стіни будівлі, відіб'ється і повернеться назад у вигляді луни через 2 секунди з урахуванням прямого і зворотного шляху.
Якщо за своїми суб'єктивними відчуттями або секундоміром зафіксувати момент крику і повернення голосового сигналу, результат ми отримаємо і вимірювач відстані фактично завжди поруч, з нами.
Правда є 3 обмеження:

  • повинна бути перепона достатньої площі для відображення;
  • голос повинен бути досить потужним;
  • виміряти відстань неможливо як на малій дистанції – занадто мізерний час відгуку, долі секунди, що неможливо засікти ручними методами, так і на великій відстані – енергія голосу просто розсіється, так і не досягнувши перепони. Не дуже надійний голосовий прилад.

Ну і звичайно точність “кульгає”. Провести замір дистанції з точністю до метра не вийде. Похибка складе кілька десятків метрів. Так що практичного застосування подібний живий нструмент не отримав. Але зате принцип "відправив" - "отримав відгук" впроваджений і ми про це скажемо, в фазових далекомірах, що стріляють по поверхні, миттєвим лазерним променем.
А ось слово ”відлуння” в назві іншого пристрою дозволяє буквально відкрити очі як рибалкам, так і дослідникам морських глибин. Це ехолот – ультразвуковий вимірювач підводних відстаней для обстеження дна водойми, виявлення косяків риб і пошуку прихованих під товщею води об'єктів.

Заміри проводиться ультразвуковимя променем, що розширюєтьс і дозволяє в дорогих моделях розгорнути на дисплеї цілу картину рельєфу озера, моря або океану.
Ехолот – це фактично ультразвуковий далекомір, також використовується для виявлення і боротьби з підводними човнами.
Радіолокатор – ще один інструмент для вимірювання кілометрових дистанцій шляхом генерації і аналізу відгуку радіохвиль, сфера дії якого поширюється на авіацію та судноплавство, а значить в побуті обладнання практично не застосовується –  складне, дороге і габаритне. Та й потреби в ньому немає.

 

До речі, існує думка, що якби в далекому  1912 році, Титанік був обладнаний радіолокатором, можливо, трагедії не сталося б…
Від кілометрів і сотень метрів, перейдемо до більш скромних масштабів. Вимірювання відстані на картах проведе ще один вузькоспеціалізований “эксперт” курвиметр. Ми згадали про цей оригінальний механізмі не дарма. Це один з небагатьох апаратів, для вимірювання криволинейної відстані, на що що "прямолінійні" лазерні рулетки - далекоміри не здатні. Правда сфера дії курвіметрів обмежена письмовим столом.
Втім, вимірювання відстаней між містами вже не актуально – вже давно все задокументовано, вивірене і нанесено на карту.

  1. По-перше, є інтернет, де за хвилину можна отримати всілякі таблиці з дистанціями між населеними пунктами.
  2. По-друге, Google-карти здатні показати відстань між будь-якими двома об'єктами – до сусіднього будинку або країни на іншому континенті.

Взагалі з нелінійним методом вимірювання відстані справи йдуть не так добре, незважаючи на вибухове зростання технологій в 20-м і 21-м столітті. Не залежно від того, який використовується спосіб - оптичний, ультразвуковий або електромагнітний, сфокусований або як світло від ліхтарика, розширюється – сигнал завжди йде тільки по прямій.

Електронний метр – ручний портативний інструмент для точного безконтактного вимірювання відстані.

Лазерна далекомір-рулетка в переважній більшості випадків проводить заміри на видаленні до 100 метрів. Окремі можуть похвалитися рекордною дистанцією, що перевищує 1000 метрів. У такому варіанті промінь використовується на місцевості - в поле, в степу. Це повсякденний прилад для геологів, геодезистів.
Але оскільки переважна більшість практичних завдань - будівельних, побутових цілком вкладаються максимум з сотню метрів, баланс між функціоналом, брендом і ціною, забезпечують лазерні вимірювачі відстаней, розраховані саме на цей показник.