Высотомер для измерения высоты. Прикладная геодезия

Измерение высоты мерной вилкой. Высоту дерева можно определить мерной вилкой. Для этого ее надо соответствующим образом наладить.

1. В неподвижной ножке на расстоянии 5... 8 см от ее конца просверлить небольшое отверстие.

2. На подвижной ножке точно против отверстия отметить черту и принять ее за нулевое деление. Вправо и влево от нуля нанести косые сантиметровые деления, причем влево от нуля черточки наносят с наклоном влево, а с правой стороны- вправо.

3. Снабдить мерную вилку нитью с отвесом.

Измеряют высоту следующим образом. Мерщик отмеряет от дерева расстояние, примерно равное высоте дерева, и выбирает такое место, чтобы хорошо видна была вершина и основание дерева, например на расстоянии 24 м. Подвижную ножку отодвигает на число сантиметров, равное чис„ у метров от дерева до наблюдателя (в нашем примере 24 см) и закрепляет в этом положении стопором. По внутренней грани неподвижной ножки

визирует на вершину дерева. При этом нить с отвесом займет вертикальное положение и пересечет некоторое число делений на подвижной ножке, которое соответствует высоте дерева от уровня глаза наблюдателя до вершины (2.3).

В равнинной местности, чтобы пол,чить всю высоту дерева, необходимо к полученному отсчету прибавить рост мерщика. В горной местности, если основание ствола расположено ниже наблюдателя, сначала визируют на вершину дерева и делают отсчет, затем визируют на основание. Сумма отсчетов на вершину и на основание ствола и будет высота всего ствола. Если, наоборот, основание ствола расположено выше наблюдателя, то высота ство а будет равна разности отсчетов на вершину и на основание. Погрешность измерений высоты дерева мерной вилкой составляет ±5 ... 8 %

Маятниковый высотомер . Маятниковый высотомер, предложенный таксатором Н. И Макаровым, представляет собой плоскую стальную пластину размером 8X10 см в виде сектора. С лицевой стороны сектора закреплен маятник и нанесены две шкалы высот: верхняя для измерения высоты при базисе 10 м и нижняя для измерения высоты при базисе 20 м. На шкалах деления нанесены по обе стороны от нулевого деления. К секторной пластине высотомера припаяна визирная трубка, глазной

диоптр, который расширен в виде воронки (2.4). На оборот ной стороне сектора по оси маятника имеется фиксатор в виде кнопки. При нажатии пачьием на кнопку маятник приходит в движение и принимает отвесное положение; при снятии пальца с кнопки пружина прижимает маятник к пластине и он оста- нав тивается.

Для измерения высоты дерева маятниковым высотомером поступают следующим образом:

1. Отмеряют от дерева базис 10 м или 20 м в горизонтальном проложении, причем если высота дерева до 15 м отмеряют 10 м, если более 15 м отмеряют 20 м.

2. Берут высотомер в правую руку так, чтобы большой палец был прижат к выемке под шкалой, а указательный - к визирной трубке.

3. Через глазной диоптр визирной трубки визируют на вершину дерева и одновременно указательным пальцем левой руки нажимают на кнопку.

Когда маятник остановится, а вершина дерева будет в центре кружка, осторожно снимают палец левой руки с кнопки и производят отсчет по соответствующей шкале: при базисе в 10 м пэ 10-метровой шкале, а при базисе 20 м по 20-метровой (2.5) Этот отсчет и есть высота дерева от уровня глаза наблюдателя до вершины. Для получения всей высоты необходимо прибавить к ней высоту до уровня глаз наблюдателя.

Если основание дерева находится ниже глаза наблюдателя, то высота дерева равна сумме отсчетов на вершину и основание дерева. Если основание дерева находится выше наблюдателя, то высота дерева равна разности отсчетов на вершину и на основание.

Маятниковый высотомер зарекомендовал себя,^ак прибор, удобный в работе, имеющий простую конструкцию. Погрешность измерения высоты дерева =п5 %, Для получения более точных результатов необходимо вычислить среднеарифметическое значение из двух-трех измерений.

Высотомер-угломер лесной ВУЛ-1. Высотомер-угломер предназначен для измерения высоты растущих деревьев, измерения расстояния (базиса) и определения угла наклона на местности. Он состоит из корпуса, внутри которого на оси подвешен барабан с балансиром, обеспечивающим постоянное положение шкал по отношению к горизонту (2.6К

На барабан нанесены шкалы дл» измерения высоты деревьев с базисного расстояния 15 и 20 м. На каждой шкале нанесены деления в метрах (с правой стороны) для измерения высоты и деления в градусах (с левой стороны) для измерения угла наклона. Базисное расстояние определяют дальномером с использованием специальной ленты из резинотканевой клеенки.

На крышке корпуса имеется шкала для определения базисного расстояния в метрах с учетом вертикального угла (шкала поправок) и тормозное устройство.

Порядок работы при определении высоты дерева на ровной местности:

выбрать место, с которого хорошо видны его основание и вершина;

закрепить базисную ленту на стволе дерева так, чтобы ее первый штрих находился на уровне глаза;

визируя на базисную лент, через дальномер, добиться, чтобы первый штрих ленты совместился со штрихом 15 м или 20 м; одно деление ленты соответствует 1 м расстояния до дерева;

визировать через окуляр высотомера на вершин\ дерева и одновременно нажать на кнопку тормозного устройства;

когда барабан остановится и визирная линия высотомера совпадет с вершиной дерева, снять палец с кнопки и произвести отсчет, КОТОРЫЙ соответствует высоте дерева от уровня глаза наблюдателя до вершины дерева.

Для получения всей высоты дерева необходимо к полученному отсчету прибавить расстояние до уровня глаза наблюдателя.

При определении высоты дерева на наклонной местности необходимо:

закрепить базисную ленту на стволе дерева; с помощью дальномера определить расстояние до дерева (15 или 20 м);

определить угол наклона в градусах, для чего необходимо визировать на верхний штрих ленты;

определить точное расстояние, с которого будет производиться измерение высоты дерева по шкале, находящейся на корпусе высотомера с учетом вертикального угла;

визировать с этого расстояния на вершину дерева и производить отсчет, затем визировать на основание дерева.

Высотомер-крономер ВК-1 . Высотомер предназначен для измерения высоты дерева, расстояний, угла наклона на местности и радиуса крон растущих деревьев. Он смонтирован в металлическом корпусе и состоит из цвух блоков и логарифмического калькулятора. В одном блоке в герметически закрытой камере установлен подвешенный на оси диск, на котором нанесены шкалы: угломерная и высотомерная. В камере вмонтированы отражательная призма с отсчетным индексом и лупа, являющиеся частью визирной системы. Во втором блоке установлена пенто- призма, с помощью которой высотомер-крономер переключается на вертикальное визирование (2.7).

Ниже визирной системы установлен дальномер, состоящий из биопризмы, объектива и окуляра. Грани биопризмы смещают наблюдаемое изображение шкалы (базисной ленты) во взаимно противоположных направлениях (вверх и вниз), образуя сдвоенное изображение.

Логарифмический калькулятор состоит из двух шкал: подвижной и неподвижной. На подвижной шкале дополнительно нанесена шкала поправок на уклон местности, оцифрованная в градусах. На поверхности корпуса находится маховичок, служащий для переключения призмы при измерении высоты или кроны дерева. При измерении высоты точка на головке маховичка должна находиться против буквы Н на корпусе, при измерении кроны - против буквы R.

Измерение высоты дерева высотомером-крономером выполняют следующим образом:

1. Выбирают место, с которого хорошо видны основание и вершина дерева.

2. Подвешивают базисную ленту на стволе дерева так, чтобы ее середина находилась на высоте глаза наблюдателя.

3. Визируя через дальномер на базисную ленту, производят отсчет расстояния по величине взаимного смещения ее изображения.

4. Визируя на середину базисной ленты, определяют уклон

5. После этого, визируя на вершину и на основание дерева, по высотомерной шкале производят отсчеты.

6. На неподвижной шкале калькулятора отыскивают деление, соответствующее базису, и с ним совмещают начало подвижной шкалы (цифра 10) или при наличии уклона - его значение (оцифровка в градусах).

Затем на подвижной шкале находят деление, соответствующее сумме отсчетов по высотомерной шкале, и против него на неподвижной шкале берут значение зысоты дерева. Среднеквад- ратическая погрешность измерения составляет не более, %: высоты деревьев ±3; расстояний ±1; крон деревьев ±4; уклонов местности ±30".

Высотомер Блюме - Лейсса. Он имеет корпус в виде сектора круга (2.8) и диоптры: глазной и предметный, расположенные на концах верхней грани корпуса высотомера. Ниже предметного диоптра находится спускной крючок, который закрепляет в нужном положении маятник высотомера. На оборотной стороне корпуса прикреплена табличка для внесения поправок в зависимости от крутизны склона. Высота деревьев определяется по четырем дугообразным шкалам при различной величине базиса (15, 20, 30, 40 м).

Отличие высотомера Блюме - Лейсса от высотомера Макарова заключается в том, что для измерения расстояния до дерева используется базисная складная лента с делениями 0, 15, 20, 30 и 40, играющая роль дальномерной рейки. Наблюдатель отходит от измеряемого дерева на такое расстояние, чтобы хорошо видно было вершину и основание дерева, и, передвигаясь назад или вперед на несколько шагов, ищет в оптическом измерителе одно из четырех чисел (15, 20, 30 или 40), находящихся на базисной ленте на том же уровне, что и нулевое деление. Если, например, нулевое деление стоит на одном уровне с делением 30, это означает, что от наблюдателя до дерева 30 метров.

После этого необходимо нажать на кнопку, находящуюся на оборотной стороне высотомера, и освободить маятник. Сначала визируют на вершину дерева и, как только маятник, перестанет качаться, нажимают пальцем на спускной крючок, и маятник остановится на том делении шкалы, которое будет соответствовать высоте дерева от уровня глаза.

Если не вдаваться в детали, может показаться, что работа инструмента примитивна и не всегда корректная. На самом деле это далеко не так, ведь очень многое зависит от дополнительных условий - калибровки, настроек в самих часах. Если вы детально изучите все тонкости использования, высотомер может стать относительно надежным источником полезной информации. Конечно, я не претендую на роль эксперта в этой области, но базовые особенности хорошо описаны в инструкциях и википедии. Собрал все объяснения в одном материале на блоге любителей Casio.

GW9400-3ER и 105 метров

Основы работы высотомера - часы получают информацию о высоте над уровнем моря благодаря наличию встроенного датчика атмосферного давления. Сразу хотим подчеркнуть - высоту и атмосферное давление измеряет один датчик , по сути это одни и те же данные, только в разной интерпретации.

с функцией высотомера

Принцип действия барометрического высотомера заключается в измерении атмосферного давления. Все мы знаем, что с увеличением высоты уменьшается текущее атмосферное давление. Этот простой принцип заложен в основу работы прибора, который на самом деле измеряет не высоту а атмосферное давление. Работа высотомера в часах Casio базируется на данных “Международной стандартной атмосферы” (International Standard Atmosphere - ISA), которые предусмотрены Международной организацией гражданской авиации. На рисунке показана зависимость определенной высоты от соответствующего атмосферного давления.

Существует две разновидности представления высоты: абсолютная, которая показывает высоту над уровнем моря и относительная, которая выражает высоту между двумя разными точками. На рисунке 2. наглядно показана разница между этими типами измерений (слева – высота здания, справа – высота над уровнем моря).

Значение высоты измеряется двумя способами: встроенная процедура (над уровнем моря - по умолчанию) или на основе эталонной высоты. В первом случае часы вычисляют высоту на основе данных барометра. Во втором случае берется некий эталон высоты (с помощью карты или другого источника) и высотомер отталкивается от этого значения при дальнейших измерениях.

Предостережения

• Часы получают данные о высоте на основе текущего атмосферного давления. При изменении давления в одном месте, данные о высоте для этого места могут различаться.
• Данные о высоте могут быть неточными во время прыжков с парашютом, полетах на самолете, дельтаплане и т.п. (из-за резких скачков давления).

Единицы измерения

• В зависимости от выбранного часового пояса, часы автоматически определяют единицы измерения.
• Высота измеряется в метрах или футах.
• Диапазон значений для высотомера - от -700 до 10000 метров (от -2300 до 32800 футов).
• Если текущие показатели высоты выходят за рамки вышеописанных значений, на дисплее часов высвечивается пиктограмма “—-”. Данные автоматически обновляются когда показатели войдут в допустимый диапазон измерений.

О работе датчика

• Перед использованием высотомера нужно выбрать формат отображения высоты и частоту ее обновления.
• Первый формат отображения высоты подразумевает наличие графика в верхней части электронного циферблата. Этот график обновляется по мере обновления значений высоты.
• Второй формат вместо графика отображает относительную высоту (разница между текущей высотой и заранее заданной)
• Интервалов обновления высоты всего два: каждую секунду в течение первых 3 минут, затем каждые 5 секунд в течение часа; каждую секунду в течение первых 3 минут, затем каждые 2 минуты в течение следующих 12 часов.

Для корректного отображения текущей высоты датчик необходимо откалибровать . Известны случаи, когда неверная калибровка датчика пилотами самолета становилась причиной авиакатастрофы при полетах с нулевой видимостью [давно это было]. Обратите внимание, высотомер в салоне самолета будет работать некорректно, т.к. в самолете за счет постоянной циркуляции воздуха, его давление существенно отличается от давления воздуха снаружи.

Калибровка представляет собой процесс коррекции показателей датчика с условно идеальными данными другого прибора/источника.

Чтобы свести к минимуму вероятность ошибки в определении высоты, нужно задать эталонное значение высоты . Его необходимо устанавливать на основе точной информации о высоте, определенной, к примеру, с помощью специальных туристических карт или другого надежного источника.

Процесс калибровки довольно прост: в режиме высотомера зажимаем кнопку E, пока на экране не начнет мигать текущее значение высоты. С помощью кнопок A (+) и C (-) установите эталонное значение высоты с интервалом в 1м (5 футов). После этого можно выйти из режима настройки.

Для всех часов Casio процесс схожий, но если возникли какие-то вопросы или проблемы, загляните в инструкцию к своей модели (или напишите нам, мы обязательно поможем).

Теперь о частоте калибровки. Производитель калибрует все датчики после сборки часов, поэтому сразу после покупки никакая калибровка не требуется. Со временем погрешность измерения может увеличиваться, что влечет за собой неверные показатели. Если вы считаете, что данные датчика неверны или сомневаетесь в их корректности, то процесс калибровки не помешает.

Последовательность действий по измерению высоты

Итак, датчик мы откалибровали, теперь можно приступать к измерениям. Напоминаем, процесс описан для часов GW-9400 (модуль 3410). Для других моделей Casio последовательность действий может быть иной, но принцип остается тем же.

Примечание : в новых моделях часов производитель заявляет о более высокой скорости измерения и улучшенной точности.

• Входим в режим альтиметра – датчик сработает автоматически и сразу покажет нам текущую высоту. Первые 3 минуты измерения будут происходить каждую секунду. В зависимости от выбранного ранее типа отображения получаем информацию:

• Можно перезапустить считывание высоты в любое время, нажав кнопку С.
• На графике изменений высоты отображается разница между предыдущим и текущим измерением.

• График изменения высоты показывает последние 20 автоматических значений.

• Обратите внимание, память может хранить до 40 записей о высоте включительно. Если записей будет больше, то из памяти будут удаляться самые старые значения.
• Чтобы записать данные о высоте в память нужно в режиме альтиметра нажать и удерживать кнопку С в течение 2 секунд. На экране отобразится индикатор REC Hold. После этого отпустите кнопку С. Таким образом вы сохраните запись о текущей высоте, времени и дате создания записи.
• Чтобы посмотреть сохраненный записи, используйте кнопки A и C.
• В автоматическом режиме часы сохраняют данные о максимальной высоте, минимальной высоте, общем подъеме и общем снижении. Эти данные обновляются при следующих измерениях.

Вывод

Высотомер в часах касио не меряет высоту линейкой а лишь представляет данные об атмосферном давлении в другом виде. Если вы сомневаетесь в точности датчика, сравните данные часов со специализированной картой. Если информация не отличается существенно - все ок. Если отличается - нужно сделать калибровку.

P.S. Есть что добавить? Пишите в комментариях, добавим к материалу.

Люблю разбираться во всяких тонкостях часов японского производителя. Активно поддерживаю идею "настоящие ударопрочные G-Shock-и должны быть цифровыми", при этом не отказываюсь от ана-диджи. Новости, обзоры, лукбуки - вношу свою лепту в популяризацию часовой продукции Casio в русскоязычном сегменте интернета.

Определение размеров недоступных объектов проще всего выполнять при помощи специализированного геодезического оборудования. Современные электронные тахеометры с режимом безотражательных измерений, лазерные рулетки и высотомеры существенно упрощают задачу, позволяя измерить высоту дерева или ширину реки.

К сожалению, не каждый может себе позволить иметь в кладовке про запас оборудование стоимостью несколько тысяч долларов, а с подобными задачами иногда приходится сталкиваться на бытовом уровне. Для решения этих задач к нам на помощь приходят знания, почерпнутые из цикла «Прикладная геодезия»: «История отрасли» , «Выбираем электронный тахеометр» , «Самостоятельные измерения при помощи рулетки, колышков и смекалки» , школьный курс геометрии, ну и немного смекалки (куда же без нее).

Определение высоты недоступного объекта

Для определения месторасположения будущего дачного домика или любой другой постройки важно знать высоты близлежащих объектов, например столбов или сухих деревьев. Это исключит возможность разрушения вашей недвижимости от падения объекта в случае стихийного бедствия или по каким-либо другим причинам.

Еще один важный момент до начала строительства — определение высоты провисания проводов ЛЭП, проходящих в районе участка. Строительный кран может задеть электролинию, что приведет к печальным последствиям. Не стоит забывать о напряжении пробоя — существует возможность поражения током даже за несколько метров от провода высокого напряжения в сырую погоду.

Для эксперимента попробуем определить высоту опоры ЛЭП 10 кВ от земли до верхнего изолятора различными методами и запишем полученные значения в таблицу.

Метод статистической оценки

Его еще в народе называют методом «на глаз». Суть его заключается в визуальном сравнении известной высоты и недоступной. Для удобства возле измеряемого объекта вы устанавливаете вертикально палку с известной высотой. «Эталон» для сравнения должен быть максимально высоким. Отойдя на удобное расстояние, оцените высоту, а результат запишите в таблицу. Как вы понимаете, один человек не может точно произвести «измерения», поэтому для получения хорошего результата попросите произвести подобные действия ваших родственников или знакомых. Чем больше человек участвуют в «замерах» — тем точнее результат.

Затем наступает время обработки информации: отбросьте крайние значения (максимальное и минимальное), а из остальных результатов вычислите среднее арифметическое. Полученное значение и будет давать представление о высоте недоступного объекта. Погрешность такого метода зависит от опыта людей и качества их пространственной ориентации.

Оценка по фотографии

Бурное развитие технологий позволило интегрировать фотокамеру практически в любой современный гаджет, так что подбор оборудования для подобного эксперимента не составит особого труда. Суть та же — оценка высоты недоступного объекта, но уже не на глаз, а вычислив пропорцию между фотографическим изображением эталона и его реальной высотой.

Возле измеряемого объекта вы устанавливаете палку с известной высотой (мы использовали геодезическую веху), отходите на расстояние, когда верх объекта помещается в кадр. В идеале высота эталона и уровня съемки должна быть примерно одинакова, а саму камеру следует держать ровно. Если позволяют возможности, используйте фотографический штатив, высоту установки которого следует выполнить по рулетке.

Сбросьте изображение на компьютер и освежите в памяти информацию из статьи нашего цикла , в которой мы давали понятие масштаба. Мы получили изображение, размеры которого пропорциональны размерам в натуре, нам просто осталось вычислить масштаб и пересчитать высоту недоступного объекта. Для этого вы можете распечатать фотографию для измерений линейкой или воспользоваться любой программой для обработки изображения, которая позволяет измерять расстояния на фото в сантиметрах.

Этот метод более прогрессивный, но требует наличия компьютера и фотокамеры, а в полевых условиях это не всегда можно обеспечить.

Шариковая ручка

Приспособление для письма всегда найдется в письменном столе, а нам оно поможет в определении высоты объекта, используя метод перспективы. Вместо ручки можно использовать карандаш, ровную палочку или любой другой похожий предмет. Также нам понадобится ассистент и рулетка.

Отходим на такое расстояние, когда нам будет виден объект измерений целиком. Зажав ручку в кулаке, вытягиваем прямую руку перед собой таким образом, чтобы ее кончик совпадал с вершиной объекта. Вытягиваем большой палец руки в сторону параллельно земле, чтобы в итоге получился прямой угол. Затем поворачиваем кисть с шариковой ручкой на 90 градусов, в итоге большой палец у нас смотрит в землю параллельно измеряемому объекту, а кончик ручки указывает на место, куда необходимо переместиться ассистенту.

Мы спроецировали высоту объекта параллельным переносом на землю. Теперь не составит особого труда измерить полученное расстояние рулеткой от ассистента до столба, оно и будет равно определяемой высоте. Метод хорошо подходит для полевых условий, достаточно точный, однако требует наличие помощника.

Измерение тени

Метод, которым пользовались древние египтяне и греки, легко воспроизводится в современных реалиях и требует минимум трудозатрат. Для определения высоты нам необходимо одновременно измерить длину тени от объекта с известной высотой и длину тени от недоступного объекта.

Замеры следует производить в вечернее или утреннее время, когда длина тени максимальная. Этим вы исключите погрешности, а результат вычисляется составлением простейшей пропорции:

Высота столба = рост человека * длина тени столба / длина тени человека

Зеркальный метод

Угол падения, как известно, равен углу отражения. Этот постулат мы и применим для вычисления недоступной высоты. Кладем зеркало на землю примерно так, как показано на фото, отходим в сторону до того момента, пока в зеркале не отразится верхушка измеряемого объекта.

Измеряем необходимые расстояния от человека до зеркала, от зеркала до столба, и получаем требуемую высоту после вычисления пропорции.

Высота столба = рост человека * расстояние от зеркала до столба / расстояние от человека до зеркала

Воздушный шарик

Замеры по «методу Винни-Пуха» вы можете произвести, чтобы порадовать собственных детей. Несмотря на некую комичность, он тоже имеет право на жизнь, т.к. при благоприятных условиях он дает приемлемые результаты.

Для работы нам понадобится шарик, наполненный инертным газом, веревка и рулетка. Аккуратно отпускаем шарик на ниточке параллельно измеряемому объекту, при достижении им вершины фиксируем высоту нити, спускаем шарик и измеряем необходимое расстояние рулеткой. Для получения более точного значения ваш помощник должен отойти на значительное расстояние для более точной визуализации места, когда высота шарика и объекта сравняется. Данный метод мы приводим в качестве одного из альтернативных, поэтому лабораторные испытания мы проводить по нему не будем.

Рояль в кустах

Мы рассмотрели несколько основных методов измерения высоты недоступного объекта. Хотелось бы выяснить, какой из них наиболее точен. В этом нам поможет «рояль в кустах» — электронный тахеометр со специальным программным обеспечением, которое позволяет получить значение высоты в полевых условиях.

Для удобства все значения мы занесем в таблицу, которая и даст нам необходимую наглядность. Как видно из таблицы, все методы имеют небольшую погрешность, однако этого вполне достаточно для оценки высоты недоступного объекта.

Среднее арифметическое из полученных значений равно 9,47 м, так что для получения оптимального результата методы необходимо комбинировать, а полученные значения усреднять. В случае, если необходима высокая точность, можно приобрести маятниковый высотомер, который используют лесники для таксации зеленых насаждений.

Ну а самый точный результат получится при заказе топографической съемки. В техническом задании стоит отметить особое требование — измерение высот деревьев и других недоступных объектов. Как вы понимаете, это будет влиять на сметную стоимость работ, поэтому следующую статью из нашего цикла мы посвятим сметам. За непонятными терминами могут скрываться ненужные вам процессы работ, и наоборот, какие-то важные моменты по незнанию могут выпасть из поля зрения. Вооружившись этими знаниями, вы сможете общаться со специалистами практически на равных, что позволит в итоге сэкономить средства.

Владимир Стефанский, рмнт.ру

Измерение высоты дерева

Для измерения высоты стоящего дерева применяют различные приборы и приспособления. На практике чаще всего используют мерную вилку, эклиметр и маятниковый высотомер. Высоту дерева можно также определить с помощью двух вешек (рис. 23). Одна вешка должна быть равна росту наблюдателя, а вторая выше его. При визировании на вершину дерева должна получиться прямая линия АВ ′В, проходящая через вершины вешек на вершину дерева. Способ основан на определении сторон подобных треугольников, поэтому уклон местности не имеет значения. Треугольники ABC и АВ ′С ′ подобны, а стороны их пропорциональны друг другу. В ′С ′: ВС = АС ′: АС ; В ′С ′ разница в длине вешек. Расстояния АС ′ и АС измеряют рулеткой. Высчитав ВС и прибавив рост наблюдателя h н, получают высоту дерева Н д

Часто высоту дерева определяют также мерной вилкой (рис. 24). В равнинных условиях техника измерения складывается из следующих приемов. Наблюдатель отходит от дерева в сторону примерно на расстояние, равное высоте дерева, это расстояние точно измеряют рулеткой. Подвижную ножку мерной вилки отодвигают от неподвижной на число сантиметров, соответствующее количеству метров от дерева до наблюдателя, и закрепляют ее винтом, Затем визируют на вершину дерева по внутренней грани неподвижной ножки вилки, приложив ее ко лбу. Шнур с отвесом пересекает при этом некоторое число делений на подвижной ножке. Показанное шнуром отвеса число сантиметров, замененное метрами, плюс рост наблюдателя (примерно 1,5 м) будет высотой дерева. Если измеряемое дерево находится на склоне ниже наблюдателя, то сначала визируют на вершину и берут отсчет. Затем визируют на основании дерева и также берут отсчет. Сложив оба отсчета, получают число, равное высоте дерева. Если дерево находится выше наблюдателя, то из первого отсчета вычитают второй . Точность измерения деревьев мерной вилкой не выше ±0,5 м.

Для замеров высот эклиметром используют специальную таблицу определения высот по замеренным им углам наклона в градусах на расстояний от дерева 10; 15 или 20 м (табл. 14).

На пересеченной местности измеряют углы сначала на вершину, а затем на основании дерева. По таблицам находят высоты Н и h (рис. 25). Высота дерева определяется как разность Н - h (см. рис. 25, а) или сумма H + h (см. рис. 25,б).

Простейший прием измерения высоты дерева эклиметром (рис. 26) заключается в следующем. Наблюдатель отходит от дерева примерно на расстояние, равное высоте дерева, и визирует на его вершину. Если на шкале менее 45°, необходимо приблизиться к дереву, если больше 45°, необходимо удалиться от него и повторить визирование. Удаляясь от дерева или приближаясь к нему, следует принять такое положение, чтобы на шкале было 45°. Расстояние от этой точки до дерева плюс рост наблюдателя дадут высоту дерева.

При использовании маятникового высотомера наблюдатель отходит от дерева на 10; 20 или 30 м в зависимости от его высоты. При высоте дерева до 15 м визируют с расстояния 10 м, при высоте дереза 15 - 20 м визируют с отметкой, которая находится в 20 м от дерева. Если по предварительному (глазомерному) определению высота дерева более 25 м, то отходят на расстояние 30 м. Отсчет высоты дерева производят по верхней шкале, если наблюдатель находится на 10-метровой отметке, по нижней шкале - при 20-метровой отметке, по сумме отсчетов двух шкал, когда наблюдатель проводит замер дерева с 30-метровой отметки. Прибавив к полученному отсчету 1,8 м (примерный рост наблюдателя), получают высоту дерева.

На пересеченной местности визируют дважды: на вершину и на основание. Действия в этом случае аналогичны работе с мерной вилкой.

Погрешность измерения высоты дерева высотомером составляет ±5%.

Альтиметр, или как его принято называть – высотомер, является пилотажно-навигационным прибором для измерения высоты полета. Все высотомеры подразделяются на два основных типа по своему строению, а именно на радиотехнические и барометрические приборы.

В старину в качестве высотомера использовали элементарные угломерные приборы, которые позволяли определять высоту по космическим телам, таким как звезды или планеты.

Барометрический альтиметр

С помощью данного прибора возможно определение относительной высоты полета. Это устройство работает за счет измерения давления в атмосфере. Всем известно, что с поднятием на высоту атмосферное давление уменьшается. Именно за счет данного принципа и работает высотомер. В действительности он измеряет не высоту, а давление атмосферного воздуха, на основе которого определяется высота.

Конструктивно альтиметр представляет собой запаянную коробку, которая имеет мембрану. С изменением давления мембрана меняет свое положение. К ней между мембраной и стрелкой прибора существует соединение. В силу этого малейшие изменения мембраны отображаются стрелкой на проградуированной шкале.

Такие высотомеры установлены на летательных аппаратах с небольшой максимальной высотой полета. Прибор имеет сходство с часами, поскольку он имеет круглую форму и две стрелки. Основным отличием является то, что табло разделено на 10 секторов. Одна из стрелок, перемещаясь на одно деление, отмечает высоту в 100 метров, а вторая, меньшая, отмечает изменение высоты на 1 километр.

Более современные барометрические высотомеры позволяют измерять высоту до 20 километров над уровнем моря. Нужно отметить, что эта конструкция неофициально считается стандартом в авиастроении. Также существуют альтиметры с одной стрелкой, полный оборот на 360 градусов отвечает одному километру высоты.

Нужно отметить, что иногда необходима ручная настройка высотомера с учетом наземного давления на аэродромах, тем более когда они расположены в горных районах. Из-за неправильной настройки высотомера случилось много катастроф, риск увеличивается при нулевой видимости.

В странах СНГ принято устанавливать давление на приборе такое же, как и давление аэродрома, на который проводится посадка, это можно считать точкой отсчета. Западные страны в качестве точки отсчета высоты используют давление на уровне моря.

Еще одной точкой отсчета высоты является так называемая линия эшелона. Эшелон – это стандартное давление в 760 мм рт. ст., которое наступает на высоте. Это условная линия высоты с постоянным давлением. Данная условная линия отсчета высоты является стандартом для авиации всего мира. Нужно отметить, что посадка всех летательных аппаратов запрещена без уточнения атмосферного давления над аэродромом. Требования ИКАО гласят об обязательном наличии на борту диспетчерского альтиметра, который кроме показа высоты сигнализирует самолетному ответчику, все это позволяет авиадиспетчерам определить реальную высоту полета судна.

Существуют небольшие высотометры, которые используют десантники и парашютисты для прыжков. Данный прибор имеет небольшую массу и размер, корпус изготовлен из ударопрочного материала. Такие системы устанавливаются на парашютах. На данный момент используют и электронные приборы, которые сигнализируют о прохождении заданных высот.

Радиотехнический альтиметр

Высотометр радиотехнического типа позволяет отображать высоту полета за счет посыла электронной волны в направлении земли, после чего она отбивается и принимается прибором на борту самолета. Анализируется время возвращения сигнала, определяется высота самолета над поверхностью земли. Основным отличием от барометрического высотомера является то, что определяется реальная высота, а не относительная. Кроме того, это устройство отображает высоту с большей степенью точности.

Все же на практике прибор эффективен на небольших высотах, поскольку для большой высоты необходим мощный излучатель сигналов и соответствующее оборудование для фильтрации и устранения помех.

Система состоит из передатчика типа СВЧ и антенны, которая расположена на нижней части фюзеляжа самолета. Также имеются отражатели и приемники сигналов, система обработки и отображения на приборной доске в кабине пилотов. Радиотехнические альтиметры делятся на два типа. Первые работают на высотах до 1,5 километра в непрерывном режиме. Вторые работают в диапазоне от 1,5 и до 30 километров, но они функционируют в импульсном режиме. Все высотомеры имеют сигнальные системы малой высоты полета, которые звуком и светом сообщают о понижении высоты от предварительно заданной.

Недостатком данного прибора является то, что луч от передатчика направлен четко вниз. За счет этого эффективным радиотехнический альтиметр можно считать только на равнинной местности и совершенно бесполезным в горных районах. Кроме того, при большом крене машины прибор показывает завышенные показатели, что не отвечает действительности. Говоря о безопасности, необходимо отметить, что такие приборы подают мощные коротковолновые импульсы, которые наносят урон биосфере.

GPS-высотомер

В авиации высоту можно вымерять с помощью современных GPS-приемников. Этот прибор работает за счет посыла сигналов на несколько спутников, которые находятся на постоянных орбитах движения. Математические вычисления прибора позволяют точно определить координаты летательного аппарата и его высоту. Высота измеряется относительно модели земли типа WGS84. Нужно отметить, что прибор GPS работает со спутниками. Так с помощью связи с двумя спутниками можно установить точные координаты. Чтобы определить высоту полета, необходима связь с тремя спутниками. Работа высотомера GPS имеет значительно больше преимуществ, нежели барометрические и радиотехнические приборы, поскольку определение высоты не зависит от показателей давления, пересеченной местности и крена летательного аппарата.

Все же некоторые недостатки существуют и в таких приборах. При использовании на скоростных истребителях очень быстрое снижение не позволяет приборам отображать реальные показатели. В подобной ситуации вычислительному прибору необходимо время на отправление и получение сигнала от спутника, подобные задержки могут достигать одной секунды. Более новые модели GPS-альтиметров имеют возможность учитывать скорость снижения, что делает их более точными.

Для небольших высот более точными и надежными являются все же барометрические и радиотехнические высотомеры, поскольку на них не влияет отражение сигналов от поверхности и помех от наземных электрических систем.

Бытовые GPS-системы, которые используются в автомобилях или мобильных телефонах, могут иметь отклонение от точности на 10 метров, этого достаточно для эффективного ориентирования на местности. Военные и спецслужбы США используют закрытый и более точный канал GPS под названием L1, который позволяет измерять точность высоты до нескольких сантиметров.

Гамма-лучевой альтиметр

Принцип работы данного прибора основан на излучении изотопов 137 Сs или 60 Со, которые посылаются на поверхность и отбиваются обратно. Подобный прибор используется на небольших высотах в несколько десятков метров. Основным преимуществом является стабильность лучей, на которые практически не влияют помехи. Такой высотомер был установлен на космическом корабле «Союз» и обозначался как изделие «Кактус». Система была установлена на днище корабля и имела соответствующее маркирование радиационной опасности.

В итоге нужно отметить, что высота полета очень важна, поскольку точное ее определение позволяет обеспечить безопасность полетов. В силу этого подход к определению высоты должен быть комплексным и летательные аппараты должны иметь сразу несколько высотомеров разной конструкции. Только таким образом можно достичь точности вычисления. Экипаж самолетов проходит глубокую подготовку по работе с приборами, что позволяет анализировать все показания системы. Отказ одного из приборов высоты во время полета приравнивается к летному происшествию.