Достоинство светодальномеров заключается в возможности сведения светового потока с помощью сравнительно простых и небольших по размерам оптических систем (антенн) в узконаправленный луч с высокой плотностью энергии в его поперечном сечении (использование лазерных источников излучения). Для светодальномеров характерна практическая прямолинейность светового луча. При использовании лазерных источников излучения практическая дальность действия в чистой атмосфере составляет 40-60 км.

Рис. 6.4. Схема фазового светодальномера

На рис. 6.4 приведена более полная схема фазового свето-дальномера. Он состоит из передатчика, включающего в себя источник излучения 6, оптическое устройство формирования светового потока 1, модулятор колебаний 2 и оптическую передающую систему 3, отражателя 4, установленного в конечной точке линии, приемника, включающего приемную оптическую систему 8 с приемником излучения 9. В состав прибора входит генератор частоты 5, фазовращатель 7, который определяет значение τ , а также регистрирующее устройство, выдающее значение измеренного расстояния.

Модуляторы изменяют излучение по амплитуде, частоте, фазе или плоскости поляризации излучения. Модуляторы должны обеспечивать изменение параметров излучения на высоких частотах (до 100 – 150 МГц) с возможным плавным изменением указанной частоты в широком диапазоне. Модуляторы должны обладать малыми потерями света с целью обеспечения необходимой энергии выходного пучка, определяющей дальность действия прибора.

Часто оптические передающая и приемная системы конструктивно объединены в одну (приемопередатчик).

Оптические системы подразделяют на двухтрубные, однотрубные коаксиальные или разделенные, однотрубные совмещенные. По конструкции они бывают линзовыми и зеркально-линзовыми (рис. 6.5).

Оптическая схема рис. 6.5 а применяется в отечественных светодальномерах СВВ-1, СТ, СГ-3 и др. Система рис. 6.5 б используется в шведских светодальномерах «Геодиметр». Система рис. 6.5 в применяется в светодальномерах «Кристалл».

При измерениях используют пассивные зеркально-линзовые и трипельпризменные отражатели (рис. 6.5 г, д, е). Конструкция отражателя позволяет возвращать световой пучок по тому же направлению, по которому он пришел на отражатель, т.е. точно в направлении на приемное устройство. При измерении больших расстояний, с целью увеличения отраженного сигнала, применяют уголковые отражатели, которые представляют собой блок из нескольких трипельпризм.

Рис. 6.5. Оптические системы, применяемые в светодальномерах:

а — линзовая двухтрубная; б — совмещенная зеркально-линзовая коаксиальная; в – зеркально-линзовая совмещенная; отражатели: г — зеркально-линзовый; д – двухзеркальный со сферическим зеркалом; е – трипельпризма; 1 – источник излучения; 2 – модулятор; 3 – светоразделительная призма-куб; 4 – сферическое зеркало передатчика; 5 – оптическая система приемника; 6 – четвертьволновая пластина; 7 — биполяризатор

Если коэффициент отражения объекта составляет 15-20%, то при использовании лазерного источника излучения можно работать без отражателя (по стене дома белого цвета и др.). В настоящее время применяют пленочные отражатели, приклеиваемые на конструкции сооружений, в том числе и в недоступных местах. Пленочный отражатель имеют широкую диаграмму отражения светового сигнала, что позволяет производить измерения и при боковых на него направлениях светового пучка от передатчика.

В табл. 6.1 приведены характеристики некоторых светодальномеров, используемых геодезическими и маркшейдерскими службами.