Гипсометр — это прибор для измерения высоты или возвышения . Могут использоваться два различных принципа: тригонометрия и атмосферное давление .
Английское слово hypsometer происходит от древнегреческих слов ὕψος (húpsos, «высота») и μέτρον (métron, «мера»).
Простой шкальный гипсометр позволяет измерить высоту здания или дерева, наведя линейку на основание и верх измеряемого объекта, когда расстояние от объекта до наблюдателя известно. Современные гипсометры используют комбинацию лазерного дальномера и клинометра для измерения расстояний до верха и низа объектов, а также угол между линиями от наблюдателя до каждого для расчета высоты.
Пример такого шкального гипсометра показан здесь, и можно увидеть, что он состоит из визирной трубы, фиксированной горизонтальной шкалы и регулируемой вертикальной шкалы с прикрепленной отвесной линией. Принцип работы такого шкального гипсометра основан на идее подобных треугольников в геометрии. Сначала регулируемая вертикальная шкала устанавливается на подходящей высоте. Затем, как в шаге 1 на иллюстрации, производится прицеливание на вершину объекта, высоту которого необходимо определить, и записывается показание на горизонтальной шкале, h'. Расчет этого значения в конечном итоге даст высоту h от линии глаз наблюдателя до вершины объекта, высоту которого необходимо определить. Аналогично, как в шаге 2 на иллюстрации, производится прицеливание на основание объекта, высоту которого необходимо определить, и записывается показание на горизонтальной шкале, d'. Расчет этого значения в конечном итоге даст расстояние от основания объекта до линии глаз наблюдателя. Наконец, необходимо измерить расстояние x от наблюдателя до объекта.
Рассматривая геометрию, задействованную в шаге 1, получаем эскиз a: два прямоугольных треугольника, показанные здесь с идентичными малыми углами желтым цветом. Далее на эскизе b мы видим, что два треугольника имеют идентичные углы - каждый имеет прямой угол, тот же самый малый угол, показанный желтым цветом, и тот же самый больший угол, показанный оранжевым цветом. Поэтому на эскизе c мы видим, что, используя принцип подобных треугольников, учитывая, что каждый треугольник имеет одинаковые углы, стороны будут пропорциональны: x - расстояние до объекта, пропорциональное x', высоте, установленной на вертикальной шкале гипсометра, и h - высота объекта над линией глаз наблюдателя, пропорциональная h', показанию по горизонтальной шкале гипсометра.
Учитывая, что Tan (маленький желтый угол) = Противоположная сторона / Смежная сторона, следовательно, Tan (маленький желтый угол) = h / x = h' / x'. Следовательно, h = h'x / x'.
Аналогично геометрия, задействованная в шаге 2, приводит к эскизу d: два прямоугольных треугольника. Далее на эскизе e мы видим, что два треугольника снова имеют одинаковые углы - каждый имеет прямой угол, тот же самый малый угол, показанный желтым, и тот же самый больший угол, показанный оранжевым. Поэтому на эскизе f мы видим, что, используя принцип подобных треугольников, учитывая, что каждый треугольник имеет одинаковые углы, стороны будут пропорциональны: x - расстояние до объекта пропорционально x', высоте, установленной на вертикальной шкале гипсометра, и d - глубина объекта ниже линии глаз наблюдателя пропорционально d', показанию по горизонтальной шкале гипсометра.
Учитывая, что Tan (малый угол) = Противоположная сторона / Прилежащая сторона, следовательно, Tan (малый угол) = d / x = d' / x'. Следовательно, d = d'x / x'.
Таким образом, общая высота объекта равна x (d' + h') / x'.
.png/1280px-Hypsometer_(by_Koehne).png)
Гипсометр давления, показанный на рисунке (справа), использует принцип, согласно которому точка кипения жидкости понижается при уменьшении барометрического давления , а барометрическое давление изменяется в зависимости от высоты точки наблюдения. [1]
Прибор состоит из цилиндрического сосуда, в котором кипит жидкость, обычно вода, увенчанного рубашкой, в наружных перегородках которой циркулирует пар, а в центральной помещен термометр . Чтобы вывести высоту станции из наблюдаемой точки кипения, необходимо знать связь, существующую между точкой кипения и давлением, а также между давлением и высотой атмосферы. [1]
