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Distanzmesser

[55] Distanzmesser (Entfernungsmesser), Instrumente zur Bestimmung der Entfernung eines Punktes vom Stand aus in der Luftlinie ohne mechanische Längenmessung (optische Distanzmessung). Ihre Konstruktionsprinzipien führen sich fast ausnahmslos auf die geometrische Aufgabe zurück, aus Basis nebst anliegenden Winkeln die Höhe jedes Dreiecks, oder aus Basis und Spitze die Höhe des gleichschenkeligen, oder aus einer Kathete und anliegendem Winkel die andre Kathete des rechtwinkeligen Dreiecks zu ermitteln. Eine Basis muß also als bekannt vorausgesetzt werden. Bei dem Romershausenschen D. (Engymeter, Diastimeter, »Nähemesser«) nimmt man die Größe eines Menschen als bekannt an. Man benutzt ein Sehrohr mit einem System paralleler Horizontalfäden in gleichen Zwischenräumen und beobachtet, wieviel dieser Zwischenräume auf den in der Ferne anvisierten Menschen gehen. Bezifferung oder Tabelle gibt dann die Distanz an. Je weiter entfernt, um so unsicherer wirken bei der geringen Veränderung des »Sehwinkels« und der »scheinbaren Größe« alle solche Apparate. Ähnlich ist die Distanzmessung mit Kippregel und Tachymeter (s. d.) an der Distanzlatte, die bei Anwendung des Liniensystems auf ein Fernrohr natürlich viel genauer wirkt. Für vielfache Zwecke ist aber die Anwendung der Meßlatte auf den Zielpunkt untunlich, namentlich für Kriegszwecke. Man hat deshalb D. konstruiert, die eine Basis am Standort benutzen unter Messen oder Abstecken der beiden anliegenden Winkel. Zur ersten Gruppe dieser D. gehören Instrumente, die in freier Hand gehalten werden, wie z. B. die Distanz-Winkelspiegel oder -Prismen, mit deren Hilfe auf dem Boden ein gleichschenkeliges Dreieck abgesteckt wird, dessen Basis, mit 30 oder 50 multipliziert, die Distanz ergibt. Souchet (»Archiv für Artillerie- und Ingenieuroffiziere«, 1893) steckt ein rechtwinkeliges Dreieck ab und sucht mit Hilfe eines zweiten Prismas mit etwas kleinerm Ablenkungswinkel den andern Endpunkt der variabeln Basis auf. Bauernfeind schlägt vor, auf dem Boden eine Basis abzustecken und die beiden Winkel mittels eines vereinfachten Spiegelsextanten zu messen. Diese Instrumente geben jedoch bei der großen Disproportion zwischen der zulässigen Basis und den weiten Distanzen nicht die erforderliche Genauigkeit. – In einer zweiten Gruppe von Distanzmessern ist die Basis ins Instrument selbst verlegt und wird durch eine Röhre von 1–4 m Länge gebildet, an deren Ende Fernrohre mit Fadenkreuz befestigt sind, die nach dem Objekt gerichtet werden. Roskiewicz mißt die Winkel durch ein Fadenmikrometer, das an einem der beiden festsitzenden Fernrohre angebracht ist, während Berdan das eine Rohr um einen Zapfen drehbar macht und den von der Basis und diesem Rohr eingeschlossenen Winkel mißt. Dasselbe Prinzip in kompendiöser Form benutzt Jähns: eine Messingbasis mit zwei Spiegeln an den Enden, die, dem Ziele zugekehrt, dessen Spiegelbild in ein zwischen ihnen auf der Basis angebrachtes Glasprisma und durch dieses gemeinsam zum Auge führen. Die Drehung zum Einstellen des einen Spiegels auf das Objekt wird mikrometrisch gemessen und hiernach unmittelbar die Distanz festgestellt. Diese Gruppe von Instrumenten gewährt den Vorteil, daß die Entfernung von einem einzigen Standpunkt aus ermittelt wird, hat jedoch den Nachteil, daß die Disproportion zwischen Basis und Distanz noch viel größer ist als bei ersterer, so daß selbst bei bester Ausführung Kollimationsfehler auftreten, welche die Resultate in allzu hohem Grade beeinträchtigen. In eine dritte Gruppe lassen sich die Instrumente vereinigen, bei denen eine Basis von ausgiebiger Länge auf dem Boden abgesteckt wird und die Winkelmesser von Stativen getragen werden. Hierher gehört der Nolansche Range finder (Dinglers »Polytechnisches Journal«, Bd. 196): an jedem Ende der Basis wird ein Stativ aufgestellt, deren jedes einen Winkelmesser trägt, der aus zwei gekreuzten, um einen gemeinschaftlichen Zapfen drehbaren Fernrohren besteht. Das eine Fernrohr wird nach dem Objekte, das andre nach dem zweiten Stativ gerichtet, der eingeschlossene Winkel mittels eines Kreissektors gemessen und mit Hilfe einer Rechenmaschine die Distanz ermittelt. Hierher gehört auch das Telemeter von Paschwitz, bei dem ein Fernrohr mit Fadenkreuz und einem vor dem Objektiv angebrachten Winkelspiegel zur Anwendung gelangt, durch den die Teilung eines in 20 m Entfernung aufgestellten Visierstabes gleichzeitig mit dem anvisierten Objekt im Fernrohr sichtbar ist. Nach Umwechselung beider Apparate kann auf einer Skala des Fernrohrs direkt die Entfernung des anvisierten Objektes abgelesen werden. Nach Lorber ist der mittlere Fehler bei diesem D. auf 1000 m Entfernung 4 m, auf 2000 m 10 m und bei 5000 m 50 m.

Bei dem D. für Küstenverteidigung von Siemens u. Halske befinden sich an beiden Endpunkten einer sehr langen Basis Beobachter, die im gleichen Moment die von einem Schiff und der Basis eingeschlossenen Winkel messen und nach einer Station telegraphieren, wo sich ein Apparat befindet, der das Dreieck in verjüngtem Maßstab wiedergibt und das Abgreifen der Entfernung des Schiffes gestattet. Auf der Beobachtung der Zeitdifferenz zwischen Blitz und Knall eines Geschützes beruht das Telemeter von Le Boulengé (Brüssel 1875): eine graduierte, beiderseitig geschlossene, mit Äther gefüllte Glasröhre, in der ein aus zwei mittels Drahtes von einigen Zentimetern Länge verbundenen konkaven Silberblechscheiben bestehender Schwimmer langsam niedersinkt, wenn die Röhre vertikal steht. Zur Beobachtung hält man dieselbe horizontal, stellt den Schwimmer auf Null. Erfolgt der Blitz, so stellt man sie vertikal und beobachtet, auf welchen Grad der sinkende Schwimmer beim nun folgenden Knall zeigt. Die in Sekunden ausgedrückte Zeit mit 333 multipliziert, ergibt die Entfernung in Metern. Es hat sich aber gezeigt, daß die Schallgeschwindigkeit bei Geschossen mit sehr großer Anfangsgeschwindigkeit 333 m in 1 Sekunde weit übersteigt. Der von Zeiß in Jena hergestellte stereoskopische D. verwertet die natürliche Befähigung des Menschen, mit seinen beiden[55] parallel gerichteten Augen stereoskopisch zu sehen, und beruht auf der Anwendung von Helmholtz' Telestereoskop, das die dem Sehen mit unbewaffneten Augen gesteckten Grenzen des Feldes der stereoskopischen Wahrnehmung, je nach der Wahl der Basis des Instruments und der Fernrohrvergrößerung, beliebig erweitert. Der stereoskopische D. benutzt ein Zeißsches Doppelfernrohr, in dessen Bildfeldebenen gezeichnete und photographisch verkleinerte Marken mit Zahlen eingesetzt sind, die beim Sehen mit beiden Augen als ein neues Raumbild von Marken über dem Raumbild der Landschaft zu liegen scheinen, so daß die gesuchte Entfernung eines Landschaftspunkts unmittelbar an diesen künstlichen Markzeichen abgelesen werden kann. Besondere Hilfseinrichtungen ermöglichen, den Apparat auch in der Nacht und im Dämmerlicht zur Messung der Entfernung von Lichtern zu benutzen. Die Firma liefert D. von 50, 87 und 144 cm Basis. Die Skala der erstern umfaßt Entfernungen von 75–3000, die der zweiten solche von 300–5000, die der dritten solche von 700–10,000 m. Die Fehlerwerte betragen:

Diese Fehlerwerte gelten nur für vollkommen ruhige, durchsichtige Luft. Mit der Trübung und Unruhe der Luft wachsen auch die Fehler mit steigender Entfernung schneller als in der Tabelle angegeben.

Eine andre Art des stereoskopischen Entfernungsmessers enthält in jedem einzelnen Gesichtsfeld nur eine einzige Marke, die aber durch mikrometrische Bewegung ihren scheinbaren Ort im Raume stetig ändern kann und in bestimmter Stellung in gleicher Entfernung erscheint wie das zu beobachtende Objekt. Die gesuchte Entfernung wird dann vom Beobachter an einer Trommelteilung abgelesen. Der Vorteil dieser Meßmethode mit wandernder Marke gegenüber der Anwendung einer Skala besteht darin, daß man hintereinander mehrere voneinander völlig unabhängige Einstellungen machen und dadurch die Sicherheit der Messung erhöhen kann. Anderseits geht hierbei der die Anwendung einer Skala auszeichnende Vorteil der leichtern Übersicht und des schnellen Erfassens der Entfernungen verschiedener Objekte mehr oder weniger verloren. Vgl. Karstens, Enzyklopädie der Physik (Leipz. 1856); Wondre, Telemetrie (Brünn 1887); Roskiewicz, Über Kriegsdistanzmesser (Graz 1888); Paschwitz, Die in den Armeen benutzten Entfernungsmessersysteme und die Telemeter Paschwitz (Berl. 1903).