Стадиометрический дальномер

Солдат наблюдает на расстоянии 400 м . Стадиометрический дальномер в левом нижнем углу сетки оптического прицела ПСО-1 можно использовать для определения расстояния до человека или объекта ростом 1,70 метра (5 футов 7 дюймов) с расстояния 200 м (скобка). № 2 справа) до 1000 м (кронштейн № 10 слева).

Стадиометрическая дальномерность , или метод стадий , представляет собой метод измерения расстояний с помощью телескопического прибора . Термин «стадия» происходит от греческой единицы длины Stadion (равной 600 греческим футам, pous ), которая была типичной длиной спортивного стадиона того времени. Стадиаметрическая дальномерка применяется для топографической съемки и в оптических прицелах огнестрельного оружия , артиллерийских орудий или танковых орудий , а также в некоторых биноклях и другой оптике. Он по-прежнему широко используется в военной снайперской стрельбе на дальние дистанции , но во многих профессиональных приложениях его заменяют микроволновыми , инфракрасными или лазерными методами дальномера. Хотя электронные дальномеры гораздо проще в использовании, они могут выдать местоположение стрелка хорошо оснащенному противнику, а потребность в точной оценке дальности существует гораздо дольше, чем электронные дальномеры, небольшие и достаточно прочные, чтобы их можно было использовать в военных целях.

Принцип

Сетка Mil-Dot, используемая в оптических прицелах .

• Если голова человека в шлеме (ростом ≈ 0,25 м) помещается между четвертой перекладиной и горизонтальной линией, человек находится на расстоянии примерно 100 метров.
• Когда верхняя часть тела человека (ростом ≈ 1 м) подходит под первую линию, он оказывается на расстоянии примерно 400 метров.

Метод стадионов основан на принципе подобных треугольников . Это означает, что для треугольника с заданным углом отношение длины противоположной стороны к длине прилегающей стороны ( тангенса ) постоянно. Используя сетку с метками известного углового расстояния, принцип подобия треугольников можно использовать для определения либо расстояния до объектов известного размера, либо размера объектов на известном расстоянии. В любом случае известный параметр используется в сочетании с измерением угла для определения длины другой стороны.

В стадиометрическом дальномере часто используется миллирадиан («мил» или «мрад») в качестве единицы углового измерения. Поскольку радиан определяется как угол, образующийся, когда длина дуги окружности равна радиусу круга, миллирадиан — это угол, образующийся, когда длина дуги окружности равна 1/1000 радиуса круга. Для телескопических углов приближения $\sin(\alpha )=\tan(\alpha )=\alpha$ значительно упростить тригонометрию, позволяя масштабировать объекты, измеренные в миллирадианах через телескоп, в 1000 раз по расстоянию или высоте. Например, объект высотой 5 метров будет покрывать 1 мрад на расстоянии 5000 метров, или 5 мрад на расстоянии 1000 метров, или 25 мрад на расстоянии 200 метров. Поскольку радиан выражает соотношение, он не зависит от используемых единиц; Объект высотой 6 футов с силой 1 мрад будет находиться на расстоянии 6000 футов.

На практике можно увидеть, что грубые приближения можно сделать с помощью прямоугольного треугольника, основание которого (b) равно расстоянию «дальномера» от глаза; при этом апертура (а) представляет собой отверстие, через которое визирована цель - вершина этого треугольника находится на поверхности глаза пользователя.

Для стандартного расстояния от глаза (b) 28 дюймов (71,12 см); это обычная длина выхвата лучника:

28 дюймов × 1 миллирадиан ≈ 0,028 дюйма (0,071 см) — коэффициент стадиона

10 миллирадиан ≈ 0,280 дюйма (0,711 см) — коэффициент стадиона x

100 миллирадиан ≈ 2,80 дюйма (7,112 см) — коэффициент стадиона x1

Приблизительная дальность действия объекта высотой в один фут (30,48 см) на расстоянии примерно 100 миллирадиан составляет 10 футов (3,048 м) или:

Дальность (r) = приблизительная высота объекта (h) × (1000 ÷ апертура в миллирадианах (a))

r = h(1000/a) → где r и h — идентичные единицы измерения, а a — в миллирадианах.

r = h/a → где r и h — одинаковые единицы измерения, а a — в радианах.

Приведенные выше функции-формулы для любой системы линейных мер при условии, что r и h вычисляются в одних и тех же единицах.

Геодезия

Показания стадий, используемые при съемке, можно снимать с помощью современных инструментов, таких как транзиты , теодолиты , алидады в виде планшетов и нивелиры . При использовании метода измерения стадий нивелир или рейку уровня удерживают так, чтобы она находилась между двумя отметками стадий, прибора видимыми на сетке . На стержне стадиона записаны размеры, которые можно прочитать через телескоп инструмента, что дает известную удаленную высоту для расчета расстояния.

Прибор, предназначенный для работы на стадионах, имеет две горизонтальные метки стадионов, расположенные на равном расстоянии от центрального перекрестия сетки. Интервал между отметками стадий в большинстве геодезических инструментов составляет 10 мрад и дает коэффициент интервала стадий, равный 100. Расстояние между инструментом и вехой стадиона можно определить, просто умножив измерение между волосками стадионов (известное как интервал стадий) на 100.

Чтобы этот метод работал напрямую, инструмент должен быть ровным. Если линия визирования прибора наклонена относительно рейки, необходимо определить горизонтальную и вертикальную составляющие расстояния. Некоторые инструменты имеют дополнительную шкалу на вертикальном круге для облегчения измерений под наклоном. Эти градуированные круги, известные как круги стадионов , отображают значения горизонтальных и вертикальных измерений в процентах от наклонных измерений стадионов.

Эта система достаточно точна для определения топографических деталей, таких как реки, мосты, здания и дороги, когда приемлема точность 1/500 (0,2%, 2000 частей на миллион). Показания Stadia также используются для обеспечения повторных независимых наблюдений для повышения точности и проверки ошибок при выравнивании .

Стадионный метод измерения расстояний в первую очередь используется в геодезических целях, поскольку в настоящее время расстояние в основном измеряется электронными методами или методами записи на пленку. Приборы тахеометров не имеют линий стадионов, отмеченных на сетке. Традиционные методы до сих пор используются в районах, где современные инструменты не распространены, или среди любителей старинных методов съемки.

См. также

Ссылки

Рэймонд Дэвис, Фрэнсис Фут, Джо Келли, Геодезия, теория и практика , McGraw-Hill Book Company, 1966 LC 64–66263

Внешние ссылки

Stadia at the Wayback Machine (архивировано 20 мая 2013 г.)
«Техника огня» , гл. 5 FM 23-11 армии США: 90-мм безоткатная винтовка, M67 - демонстрирует стадиометрическую дальномерность в прицеле противотанкового оружия.
Милс / МОА и уравнения диапазона Роберта Симеоне