Основы геодезии, Мг 21 | Методическая разработка:
Типы теодолитов
Государственным стандартам ГОСТ 10529 – 79 предусмотрен выпуск следующих теодолитов:
- Высокоточный теодолит Т1 характеризуется следующей квадратической погрешностью измерения горизонтального угла одним приемом равного 1“. Он применяется для угловых измерений в плановых опорных сетях 1 и 2-го классов, а также при выполнении высокоточных геодезических работ при строительстве и эксплуатации отчетных инженерных сооружений.
- Точные теодолиты Т2 и Т5 со средними квадратическими погрешностями измерения углов соотвественно2“ и 5“. Точные теодолиты используются при создание плановых опорных сетей 3 и 4-го классов, сетей сгущения 1-го разряда при геодезических разбивочных работах соответствующей точности.
- Технические теодолиты Т15 , Т30 и Т60, из них первые два применяются при развитии съемочных сетей и топографических съемках, теодолит Т60 предназначен для измерений в учебных целях.
В таблице 10 приведены основные характеристики перечисленных выше теодолитов.
Кроме указанных в таблице теодолитов ГОСТ 10 529-79 предусмотрен выпуск их модификаций.
Таблица 10
Показатель | Т 1 | Т2 | Т 5 | Т15 | Т30 | Т 60 | |
Средняя квадртическая погрешность измерения угла одним приемом, угловые секунды(“) не более: горизонтального круга | 1 | 2 | 5 | 15 | 30 | 60 | |
Вертикального круга | 1,5 | 3 | 12 | 25 | 45 | – | |
Увеличение поля зрения трубы | |||||||
Угол поля зрения трубы | 1 | 511,5 | 1,5 | 2 | – | ||
Наименование расстояние визирования, м | 5 | 2 | 2 | 1,5 | 1,2 | 1 | |
Цена деления ампулы уровня на 2 мм, угловые секунды(“): Алидады горизонтального круга | 10 | 15 | 30 | 45 | 60 | 60 | |
Алидады вертикального круга | 10 | 0 | 25 | 45 | – | – | |
Рабочие диаметры кругов, мм Горизонтального | – | 90 | 90 | 76 | 72 | – | |
Вертикального | – | 65 | 70 | 72 | 72 | – | |
Масса прибора, кг. | 11 | 5 | 4,5 | 3,5 | 2,5 | 2 | |
Кроме указанных в таблице теодолитов ГОСТ 10 529-79 предусмотрен выпуск их модификаций.
Например, теодолиты Т15 и Т30 могут изготовляться в маркшейдерском исполнении, в этом случае к их обозначению добавляют буквы М (Т15М, Т30М). Теодолиты Т5 и Т15 могут иметь компенсатор углов наклона, заменяющий уровень при алидаде вертикального угла, такие теодолиты обозначений имеют букву К (Т5Ки Т15К).
Если зрительная труба прибора имеет прямое изображение к его обозначению добавляется буква П ( Т5КП).
На основе единой базовой модели теодолита Т2 разработана группа унифицированных теодолитов 2Т. Входящие в нее приборы обозначают 2Т2, 2Т5, 2Т5К. Благодаря унификации их узлов и основных деталей ( например зрительной трубы, осевых сетей) работа с ними значительно облегчает.
На строительных объектах наибольше распространение получили оптические теодолиты Т30 и Т15.
Теодолит Т30 Круглое основание 1 теодолита (Рис 17, а), с которым скреплена подставка 13 одновременно служит дном футляра прибора. Это позволяет закрывать теодолит футляром, не снимая его со штатива и тем самым предохранять прибор от механических повреждений при переносе со станции на станцию. Ось вращения теодолита приводиться в отвесное положение подъемными винтами 15 с помощью цилиндрического уровня 5 на горизонтальном круге. Уровень расположен правильно коллимационной полоски зрительной трубы и заменяет отсутствующий в приборе уровень при вертикальном круге. Исправительным (юстировочным) винтом ось уровня 2 устанавливается перпендикулярно оси вращения теодолита Лимб и алидада могут вращаться совместно и раздельно, что обеспечивает закрепительными 14 и наводящими винтами лимба и так же винтами 3 и 4 алидады.
Зрительная труба имеет оптический визир 9 для предварительного наведения на предмет, ее фокусировка осуществляется вращением винта кремальера 7. Вместе с трубой скреплены вертикальный круг и отсчетный микроскоп. Закрепительным винтом 8 трубу фиксируют в заданном положение, а наводящие финты 6 медленно вращают ее в вертикальной плоскости для точного наведения на цель.
Зрительная труба теодолита Т30 может быть использована как оптический центр. Для этого ее устанавливают вертикально объективом вниз на точку стояния через отверстие в круглом основание прибора. Деление на горизонтальном и вертикальном кругах нанесены через с оцифровкой каждого градуса.
Изображения отсчетного индекса и штрихов обоих кругов (рис17 б) передают в поле зрения отсчетного микроскопа с помощью отсчетного штриха с точностью до десятых долей наименьшего деления, оцениваемых на глаз. На Рис. 17, б, отсчет по вертикальному кругу равен , а по горизонтальному – .
Теодолит Т15 . Прибор (Рис. 26, а) прикрепляется к головке штатива становым винтом. Подставка 2 прибора имеет подъемные винты 14 и пружинистую пластину 1 верхняя часть теодолита крепиться к подставке непосредственно закрепительными винтом. На алидаде горизонтального круга устанавливается цилиндрический уровень. Зрительная труба фокусируется вращением центра кремальера, вынесенного, как у теодолита Т30 на колонку прибора. На колонке размещены головки закрепительных и наводящих винтов зрительной трубы и алидады горизонтального круга. На трубе имеется два оптических визира, один из них может быть заменен цилиндрическим уровнем, что дает возможность определять превышения горизонтальным лучом.
Рис. 26. Оптический теодолит Т30
а – общий вид, б – поле зрения оптического микроскопа; 1 – основание, 2 – уровень, 3 -закрепительный винт алидады, 4 – наводящий винт алидады, 5 – цилиндрический уровень, 6- наводящий винт трубы, 7 – кремальер 8 – закрепительный винт трубы, 9 – оптический визир, 10 – окуляр, 11 – отсчетный микроскоп, 12- колонны, 13 – подставка, 14 – закрепительный винт лимба, 15 – подъемные винты.
Окуляры зрительной трубы и микроскопа устанавливаются по глазу наблюдателя вращением диоптрийных колец. Исправительные винты сетки нитей находятся под колпаком окулярной части трубы. В корпусе расположены механизмы закрепляющих и наводящих устройств, а так же оптические детали отсчетной системы.
Для определения магнитных азимутов линий к колонке крепиться буссоль. Для удобства отсчетов и установки буссоли устройство снабжено зеркалом.
Концы пузырька контактного цилиндрического кругов освещаются через отверстие в колонке с зеркалом.
Скрепления лимба и алидады горизонтального круга достигается нажатием клавиши. При нажатии на фиксатор клавиши соскакивает с его выступа, разъединяя алидаду и лимба.
Теодолит Т15 оборудован оптическим центром расположенным внутри алидадой части прибора.
В поле зрения шкалового микроскопа теодолита Т15 (Рис. 26(б)) видны одновременно изображения штрихов горизонтального Г и вертикального В кругов. Лимбы обоих кругов разделены через 1 и оцифрованы. Шкалы микроскопа содержат по 60 основных делений и по два дополнительных. Цена деления каждой шкалы 1` доли деления отсчитывают на глаз с погрешностью не более 0,1.
Дальнейшей модернизации описанного выше теодолита является прибор Т15, он обеспечивает большую эффективность в работе, благодаря оптическому компенсатору, заменяющий уровень при алидаде вертикального круга. При этом отпадает необходимость приведения пузырька уровня вертикального круга в нульпункте при отсчитывании по кругу.
Теодолиты с металлическими лимбами в настоящие время не выпускаются и применяются на практике лишь в отдельных случаях, а так же в учебных целях. В этих теодолитах отсчетными устройствами служат верньеры расположенные по противоположными концам диаметра алидады. Технические характеристики теодолитов с металлическими лимбами приведены в таблице 11.
Таблица 11
Показатели | ТТ-50 | ТТ-5, ТН, ТТП |
Увеличение зрительной трубы | ||
Поле зрения трубы | ||
Коэффициент нитяного дальномера | 100 | 100 |
Наименьшее расстояние визирования, м | 2 | 2 |
Цена деления лимбов | 20 | 10 |
Точность верньеров, с | 30 | 30 |
Цена деления уровня горизонтального круга, с | 40-60 | 35-55 |
Цена деления вертикального круга, с | 20-40 | 25-35 |
Вес теодолита со штативом, кг | 5,2 | 3,2 |
Рис 27. Оптический теодлит Т15
а – общий вид; б – поле зрения шкалового микроскопа; 1 – пружинящая пластина, 2 – подставка, 3 – закрепительный винт лимба, 4 – оптический визир, 5 – вертикальный круг, 6 – зеркало буссоли, 7 – оптический визир, 8 – окуляр, 9 – закрепительный винт трубы, 10 – зеркало, 11 – кремальер, 12 – наводящий винт трубы, 14- подъемные винты, 15 – уровень, 16 – наводящий винт алидады, 21 – горизонтальный круг.
Рис. 28. Теодолит с металлическими лимбами ТТ-50
1 – штатив, 2- подставка, 3 – подъемные винты, 4 – наводящие винты лимбы, 5 – закрепительный винт лимба, 6 – наводящий винт трубы, 7,8 –зрительная труба, 9 – кремальер, 10 – закрепительный винт трубы, 11 – окуляр, 12 – уровень, 13 – наводящий винт алидады, 14 – закрепительный винт алидады
Теодолит-тахеометр ТТ-50 (Рис. 28) состоит из под ставки 1, подъемными винтами 3. Горизонтальный круг имеет наводящий 4 и закрепительный винт лимба 5. Алидада вращается с помощью закрепительного 14 и наводящего винтов 13. Для отсчетов по лимбу используют верньеры. Зрительная труба 7, крепиться на колонках имеет закрепительный 10 и наводящий винт трубы 6. Алидада вертикального круга снабжена наводящим винтом. Вертикальную ось теодолита приводят в отвесное положение подъемными винтами с помощью уровня горизонтального круга.
Правила общения с теодолитом. При получении прибора необходимо детально ознакомиться с укладкой и закреплением прибора в упаковочном ящике или футляре. При переносе прибора и установке его на кронштейн или штатив следует предварительно убедиться в надежности закрепления верхней части теодолита в подставке, всегда следуют держать теодолит за подставку. Теодолит прикрепляют к штативу или кронштейну становым винтом так чтобы подъемные винты вращались свободно.
При изучении устройства теодолита. По литературным источникам необходимо определить отдельные части прибора и исправить их в действии. Закрепительные вины, подставка лимба, алидада и зрительной трубы вращаются без излишних усилий. Наводящие винты должны вращаться плавно и мягко без заметных усилий. В противном случае следует прекратить наведение и установить причину, затруднявшее значение. Применение силы при вращении винтов ведет к их поломке.
Вращение верхней части прибора вокруг вертикальной оси и зрительной трубы вокруг горизонтальной оси осуществляет только после ослабления закрепительных винтов. Вращение должно быть также плавным, без ощутимых задержек. Поворачивать верхнюю часть теодолита следует за алидадную часть у закрепительного винта, а закрепительную трубу за кожух около окулярной части. Нельзя касаться руками оптических деталей. При выполнении измерений в полевых условиях теодолит защищают от влаги и прямого воздействия солнечных лучей зонтом, специальным чехлом или футляром, а при дожде как правило, не работают. При переносе теодолита вместе со штативом с точки на точку не допускают толчков и значительных наклонов. После окончательных работы теодолит протирают сухой мягкой тряпкой, а оптические детали – специальной кисточкой из комплекта прибора. Профилактическую чистку прибора из теплого помещения переносят в упаковочном ящике или футляре и его выдерживают его до принятой температуры окружающий среды. После окончания полевого сезона прибор ставят на консервацию в специальной мастерской.
Рис. 29. Теодолит Т30
Задания:
1. Описать последовательность действий при извлечении теодолита из футляра и установке его на штатив.
2. Записать в рабочей тетради названия пронумерованных на рис. 29 частей теодолита Т30.
3. Описать порядок действий при подготовке зрительной трубы к наблюдателю.
4. Произвести отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругу теодолита. Записать расположение шкал этих кругов в соответствии с полученными вами отсчетов.
для чего предназначен, основные характеристики и принцип работы
Секреты обработки дерева и металла- Бетон и работа с ним
- Инструменты
- Дрели и шуруповерты
- Инструменты для работы с трубами
- Культиваторы
- Лобзики
- Ножи
- Отвертки и ключи
- Паяльники
- Пилы
- Свёрла
- УШМ (болгарки)
- Уровни
- Краски и окрашивание
- Металлические изделия
- Арматура
- Болты, винты, гайки, гвозди
- Заборы и ворота
- Листы и профлисты
- Печи и мангалы
- Проволока
- Профили, уголки, швеллеры
- Металлы
- Алюминий
- Вольфрам
- Сплавы
- Сталь
- Температура плавления
- Цинк и цинкование
- Самоделкин
- Сварка
- Электроды
- Станки и оборудование
- Буры
- Газовое оборудование
- Двигатели
- Для работы с деревом
- Для работы с металлом
- Дробилки
- Дровоколы
- Измельчители
- Компрессоры
- Коптильни
- Мотоблоки
- Пескоструи
- Плуги
- Прессы
- Триммеры, газонокосилки, мотокосы
- Фрезы
- Трубы
- Работа с трубами
- Хочу всё знать!
Геодезия ч.2
Геодезия ч.1
Основные контрольные обследования
Геодезические изыскания включают в себя такие обширные области, что необходимо учитывать кривизну Земли. Таким образом, исходные измерения для классической триангуляции (основной метод съемки, заключающийся в точном измерении базовой линии и вычислении других местоположений с помощью измерения угла) сводятся к длине уровня моря, чтобы начать вычисления, и вносятся поправки на сферическое превышение в угловых определениях. Геодезические работы подразделяются на четыре «порядка», в соответствии с точностью, причем съемки первого порядка имеют наименьшую допустимую погрешность. Первичная триангуляция выполняется в соответствии с жесткими спецификациями для обеспечения точности первого порядка.
В настоящее время предпринимаются усилия по расширению и объединению существующих континентальных сетей с помощью спутниковой триангуляции, с тем чтобы облегчить приведение всех основных геодезических съемок к единому мировому базису и определить размер и форму земного сфероида с гораздо большей точностью, чем это было сделано ранее. В то же время нынешние национальные сети будут укреплены, а оставшийся объем работы может быть несколько сокращен. Спутниковая триангуляция была введена в эксплуатацию в Соединенных Штатах в 1963 году с наблюдениями отскока а-13, запущенного в том же году, и некоторыми предыдущими работами с использованием пассивных отражающих спутников Echo 1 и Echo 2. Первый спутник, специально предназначенный для геодезических работ, Pageos 1, был запущен в 1966 году.
Первым требованием для топографического картирования данной местности является адекватная схема расположения горизонтальных и вертикальных контрольных точек, а начальным этапом является сбор всей такой имеющейся информации. Она состоит из описания точек, для которых были определены положения (в терминах широты и долготы) и высоты над средним уровнем моря. Они иногда располагаются на некотором удалении от непосредственного проекта, и в этом случае необходимо расширить уже имеющиеся работы. Это обычно делается по стандартам второго или третьего порядка, в зависимости от длины задействованных цепей.
Точность геодезических измерений может быть повышена практически до бесконечности, но только при увеличении затрат. Соответственно, используются контрольные съемки; они состоят из сравнительно небольшого числа точных измерений, охватывающих всю площадь проекта и из которых делаются короткие, менее точные измерения для объектов, подлежащих размещению. Простейшей формой горизонтального управления является траверса, которая состоит из ряда отмеченных станций, Соединенных измеренными курсами и измеренными углами между ними. Когда такая серия расстояний и углов возвращается в свою точку начала или начинается и заканчивается на станциях высшего (более точного) контроля, ее можно проверить и при малых погрешностях измерений скорректировать на математическую непротиворечивость. Предполагая или измеряя направление одного из курсов и прямоугольные координаты одной из станций, можно вычислить прямоугольные координаты всех станций.
Триангуляция
Система треугольников обычно обеспечивает превосходное горизонтальное управление. Измеряются все углы и по крайней мере одна сторона (основание) триангуляционной системы. Хотя можно использовать несколько схем, одна из лучших — это четырехугольник или цепочка четырехугольников. Каждый четырехугольник, с его четырьмя сторонами и двумя диагоналями, обеспечивает восемь углов, которые измеряются. Чтобы быть геометрически согласованными, углы должны удовлетворять трем так называемым угловым уравнениям и одному боковому уравнению. То есть три угла каждого треугольника, которые прибавляются к 180°, должны иметь такие размеры, чтобы вычисление через любой набор соседних треугольников внутри четырехугольников давало одинаковые значения для любой стороны. В идеале четырехугольники должны быть параллелограммами. Если система соединена с ранее определенными станциями, то новая система должна соответствовать установленным измерениям.
Когда съемка охватывает область, достаточно большую для того, чтобы кривизна Земли была фактором, в качестве опорной поверхности должно использоваться воображаемое математическое представление Земли. Считается, что ровная поверхность на среднем уровне моря представляет собой размер и форму Земли, и это называется геоидом. Из—за гравитационных аномалий геоид нерегулярен; однако он очень близок к поверхности, образованной эллипсом, вращающимся вокруг своей малой оси, то есть эллипсоидом, слегка уплощенным на концах или сплюснутым. Такая фигура называется сфероидом. Некоторые из них были вычислены различными органами власти; тот, который обычно используется в качестве опорной поверхности англоязычными нациями,-это сфероид Кларка (Александр Росс) 1866 года. Этот сплюснутый сфероид имеет полярный диаметр примерно на 27 миль (43 километра) меньше, чем его диаметр на экваторе.
Поскольку направления гравитации сходятся к геоиду, длина земной поверхности, измеренная над геоидом, должна быть уменьшена до ее эквивалента на уровне моря, т. е. Предполагается, что эти длины являются расстояниями, измеренными на сфероиде, между протяженными линиями силы тяжести вплоть до сфероида от концов измеренных длин на реальной поверхности Земли. Положение обзорных станций на земной поверхности задается в сферических координатах.
Контрольные отметки, или отмеченные точки На поверхности земли, Соединенные точным выравниванием, составляют вертикальные элементы управления геодезией. Высоты контрольных точек задаются в терминах их высоты над выбранной ровной поверхностью, называемой датумом. В крупномасштабных исследованиях обычным датумом является геоид. Высота над уровнем моря, принимаемая за нулевую для эталонных данных, представляет собой высоту среднего уровня моря, определяемую серией наблюдений в различных точках вдоль морского побережья, проводимых непрерывно в течение 19 и более лет. Поскольку средний уровень моря не совсем совпадает с геоидом, вероятно, из — за океанских течений, при корректировке сетки уровней для Соединенных Штатов и Канады все высоты, определенные для среднего уровня моря, были удержаны на нулевой высоте.
Поскольку ровные поверхности, определяемые выравниванием, слегка искажаются в области по направлению к полюсам Земли (из-за уменьшения центробежной силы и увеличения силы тяжести на более высоких широтах), расстояния между поверхностями и геоидом не совсем точно отражают высоту поверхностей от геоида. Чтобы исправить эти искажения, ортометрические поправки должны быть применены к длинным линиям уровней на больших высотах, которые имеют тенденцию Север–Юг.
Тригонометрическое выравнивание часто необходимо там, где нет точных высот или когда необходимо определить высоты недоступных точек. Из двух точек известного положения и высоты горизонтальное положение неизвестной точки определяется путем триангуляции,а вертикальные углы от известных точек измеряются. Различия в высоте от каждой из известных точек до неизвестной точки могут быть вычислены тригонометрически.
Национальная океаническая служба в последние годы надеялась увеличить плотность горизонтального контроля до такой степени, чтобы ни одно место в Соединенных Штатах не находилось дальше 50 миль (80 километров) от основной точки, и успехи, ожидаемые в аналитической фототриангуляции, позволяют предположить, что предполагаемая плотность контроля вскоре может оказаться достаточной для топографического картирования. Существующая плотность контроля в Великобритании и большей части Западной Европы уже достаточна для проведения картографических и кадастровых съемок.
Глобальное позиционирование
Методы, используемые для определения положения опорных точек в пределах области, подлежащей нанесению на карту, аналогичны методам , используемым в навигации. Однако в геодезии требуется большая точность, и это достижимо, потому что наблюдатель и прибор неподвижны на земле, а не на корабле или самолете, который не только движется, но и подвержен ускорениям, что делает невозможным использование спиртового уровня для точных измерений высот звезд.
Техника определения местоположения по наблюдениям за небесными объектами быстро устаревает. Практикуя его, землемер использует теодолит с духовным уровнем для точного измерения высоты Солнца в разное время суток или нескольких известных звезд в разных направлениях. Каждое наблюдение определяет линию на поверхности Земли, на которой должен находиться наблюдатель; несколько таких линий дают фиксацию, точность которой определяется тем, насколько близко эти линии встречаются в точке. Для определения долготы необходимо также записать среднее время по Гринвичу каждого наблюдения. Это было получено с 1884 года с помощью точного хронометра, который проверялся по крайней мере один раз в день по сигналам времени, передаваемым телеграфно по наземным линиям и подводным кабелям или передаваемым по радио.
Более поздняя процедура глобального позиционирования основана на использовании спутников, местоположение которых в любой момент времени точно известно, поскольку они постоянно наблюдаются с ряда станций во всех частях мира. Координаты этих станций устанавливались путем очень крупномасштабной триангуляции на основе сочетания радиолокационных наблюдений расстояний и измерений направлений движения специальных аэростатов или мигающих спутников, полученных путем фотографирования их в известные моменты времени на фоне неподвижных звезд.
Основной метод использования спутников для точного позиционирования основан на применении эффекта Доплера. Радиосигнал передается спутником на постоянной частоте, но стационарный наблюдатель обнаруживает более высокую частоту, когда спутник приближается, и более низкую, когда он удаляется. Скорость падения частоты зависит от расстояния наблюдателя от траектории спутника, поэтому определение этой скорости обеспечивает измерение этого расстояния. В момент наиболее близкого приближения спутника наблюдаемая частота совпадает с передаваемой, поэтому в это время наблюдатель должен находиться где-то вдоль линии под прямым углом к траектории спутника. Поскольку этот след над поверхностью Земли точно известен во все времена, эти данные определяют положение наблюдателя.
Создание основы
Большинство геодезических каркасов возводятся путем измерения углов и длин сторон цепочки треугольников, соединяющих точки, фиксируемые глобальным позиционированием. Затем местоположение наземных объектов определяется по отношению к этим треугольникам менее точными и, следовательно, более дешевыми методами. Создание такой структуры гарантирует, что детальные обследования, проводимые в разное время или разными геодезистами, будут соответствовать друг другу без дублирования или пробелов.
На протяжении веков углы этих треугольников располагались на вершинах холмов, каждый из которых был виден по крайней мере с двух других, при этом измерялись углы между соединяющими их линиями; этот процесс называется триангуляцией. Длины одной или двух из этих линий, называемых основаниями, измеряются с большой тщательностью; все остальные длины выводятся тригонометрическими вычислениями из них и углов. Быстрая проверка точности обеспечивается путем измерения всех трех углов каждого треугольника, которые должны складываться до 180 градусов.
В небольших плоских областях, работающих в больших масштабах, может быть легче измерить длину всех сторон, используя ленту или цепь, а не углы между ними; эта процедура, называемая трилатерацией, была непрактична на больших или холмистых областях до изобретения электромагнитного измерения расстояния (EDM) в середине 20-го века. Эта процедура позволила измерять расстояния так же точно и легко, как и углы, с помощью электронного хронометража прохождения излучения по измеряемому расстоянию; микроволны, которые проникают сквозь атмосферную дымку, используются на больших расстояниях, а световое или инфракрасное излучение-на коротких. В устройствах, используемых для ЭДМ, излучение представляет собой либо свет (генерируемый лазером или электрической лампой), либо сверхвысокочастотный радиолуч. Световой луч требует четкой линии визирования; радиолуч может проникать сквозь туман, дымку, сильный дождь, пыль, песчаные бури и некоторую листву. Оба типа имеют передатчик-приемник на одной обзорной станции. На удаленной станции световой тип содержит набор угловых зеркал; высокочастотный тип включает в себя ретранслятор (требующий оператора), идентичный передатчику-приемнику на исходной станции. Угловое зеркало имеет форму внутренней части угла куба; оно возвращает свет к источнику под любым углом, под каким бы он ни был получен, в разумных пределах. Ретранслятор должен быть направлен на передатчик-приемник.
В обоих типах приборов расстояние определяется временем, за которое радиолуч или световой луч проходит до цели и обратно. Прошедшее время определяется сдвигом фазы модулирующего сигнала, наложенного на несущий пучок. Электронные схемы обнаруживают этот сдвиг фазы и преобразуют его в единицы времени; использование более чем одной модулирующей частоты устраняет неоднозначности, которые могли бы возникнуть, если бы использовалась только одна частота.
ЭДМ значительно упростило альтернативный метод, называемый обход, для создания рамок. Во время прохождения геодезист измеряет последовательность расстояний и углов между ними, как правило, вдоль пройденного маршрута или потока. До появления EDM траверсирование использовалось только в равнинных или лесных районах, где триангуляция была невозможна. Измерение всех расстояний с помощью ленты или цепи было утомительным и медленным, особенно если требовалась большая точность, и никакой проверки не было достигнуто, пока траверс не закрылся сам по себе или между двумя точками, уже зафиксированными триангуляцией или астрономическими наблюдениями.
Как при триангуляции, так и при траверсировании необходимо учитывать наклон каждой измеренной линии, чтобы карту можно было свести к горизонтали и отнести к уровню моря. Измерительная лента может быть натянута вдоль земли или подвешена между двумя штативами; при точной работе необходимо применять поправки на провисание, натяжение и температуру, если они отличаются от значений, при которых лента была стандартизирована. В работах высшего порядка, известных как геодезические, погрешности должны быть сведены к одному миллиметру в километре, то есть к одной доле в 1 000 000.
Теодолит
Хотя для эскиз-карт компас или графические методы приемлемы для измерения углов, только теодолит может обеспечить необходимую точность в рамках, необходимых для точного картографирования. Теодолит состоит из телескопа, вращающегося вокруг горизонтальной и вертикальной осей, так что он может измерять как горизонтальные, так и вертикальные углы. Эти углы считываются с окружностей, градуированных в градусах, и с меньшими интервалами в 10 или 20 минут. Точное положение индексной метки (показывающей направление прямой видимости) между двумя из этих градаций измеряется с обеих сторон круга с помощью нониуса или микрометра. Точность современных геодезических приборов первого порядка с пятидюймовыми стеклянными кругами составляет примерно одну секунду дуги, или 1/3 600 градуса. С помощью такого прибора боковое перемещение цели на один сантиметр можно обнаружить на расстоянии двух километров. Повторяя измерение целых 16 раз и усредняя результаты, можно более точно измерить горизонтальные углы; в геодезической съемке измерения всех трех углов треугольника, как ожидается, дают сумму 180 градусов в течение одной секунды дуги.
В наиболее точных дальних работах в качестве мишеней для теодолита используются сигнальные лампы или гелиографы, отражающие солнце. Для менее требовательной работы и работы на более коротких расстояниях можно использовать меньшие теодолиты с более простыми системами считывания; мишени обычно представляют собой полосатые шесты или дальномерные стержни, удерживаемые вертикально помощником.
Обширная совокупность этих измерений создает сеть точек как на карте, где их положение определяется их координатами, так и на земле, где они обозначаются столбами, бетонными отметками грунта, болтами, впущенными в тротуар, или деревянными колышками различной степени стоимости и постоянства, в зависимости от важности и точности каркаса и карт, которые должны быть основаны на нем. После того, как эта структура была установлена, геодезист приступает к детальному картографированию, начиная с этих наземных отметок и зная, что их точность гарантирует, что полученные данные будут точно соответствовать аналогичным деталям, полученным в других частях структуры.
Детальная съемка
Фактическое изображение объектов, которые должны быть показаны на карте, может быть выполнено либо на земле, либо, начиная с изобретения фотографии, авиации и ракетостроения, путем интерпретации аэрофотоснимков и спутниковых изображений. На земле каркас расчленяется на еще более мелкие участки по мере того, как геодезист перемещается из одной точки в другую, фиксируя дальнейшие точки на объектах из каждой позиции с помощью комбинаций измерения угла и расстояния и, наконец, рисуя объекты между ними от руки. В сложных условиях местности эта операция может быть медленной и неточной, как это видно из сравнения карт, сделанных на земле, с теми, которые были сделаны впоследствии на основе аэрофотоснимков.
Однако наземная съемка все еще должна использоваться для некоторых целей; например, в районах, где трудно получить аэрофотоснимки; под пологом леса, где требуется форма Земли, а не верхушки деревьев; при очень крупномасштабных работах или близком контурировании; или если объекты, подлежащие нанесению на карту, нелегко опознать на аэрофотоснимках, как это имеет место с границами собственности или зонами перехода между различными типами почвы или растительности. Одно из двух фундаментальных различий между наземной и воздушной съемкой заключается в том, что, как уже упоминалось, наземная съемка интерполирует или делает наброски между фиксированными точками, в то время как воздушная съемка с помощью полуавтоматических приборов может непрерывно отслеживать объекты, как только известны положения фотографий. Одним из последствий этого является отображение объектов в однородных деталях, а не на коротких отрезках между точками, зафиксированными в наземной съемке.
Второе отличие заключается в том, что при наземной съемке для горизонтальных и вертикальных измерений могут применяться различные методы и точность, причем последние обычно являются более точными. Точные определения высот необходимы для инженерных и планировочных карт, например, для железнодорожных уклонов или особенно для ирригационных или дренажных сетей, поскольку вода в открытых каналах не течет вверх по склону.
Методы, используемые для фиксации местоположений в рамках горизонтальной детализации, аналогичны, но менее точны, чем методы, используемые для первичной структуры. Углы могут быть измерены с помощью ручного призматического компаса или графич
Геодезические работы компании «ЛИМБ» | Строительный журнал
09.03.2017 Опубликовано в рубрике: ДругиеВажно понимать, что при строительстве любого объекта не обойтись без заранее подготовленного и правильно оформленного, утвержденного соответствующими органами проекта. Речь идет о том, что работа специалистов в области геодезии считается весьма полезной. Таким образом, удастся избежать ошибок при сооружении здания или дома, которые могут привести к серьезным нарушениям при его эксплуатации. Необходимо отметить, что существует огромный ассортимент услуг такого типа, где надо отдать предпочтение надежности и опыту.
Стоит отметить, что геодезия является довольно-таки сложной наукой, где нельзя допускать неточностей. Все подсчеты должны быть идеальными, чтобы в полной мере определить параметры конструкции. Компания «ЛИМБ» готова порадовать своими достижениями в этой сфере деятельности. Речь идет о работе настоящих профессионалов, которые имеют массу положительных отзывов. Ценовая политика отличается доступностью, что при сотрудничестве позволит существенно сэкономить бюджет.
Если говорить о сроках и особенностях выполнения задач, то специалисты с огромным опытом работы и отличными рекомендациями смогут вас приятно удивить. Оперативность, точность и надежность гарантированы каждому заказчику. Также все заявки рассматриваются в индивидуальном порядке, где удастся обсудить нюансы работы. На сайте http://limb.su можно взять много полезной информации. В том числе представлен перечень услуг, отзывы клиентов, преимущества сотрудничества с данной компанией.
Можно обратить свое внимание также на то, что все работы проводятся оперативно и без задержек в сроках. Поэтому можно быть уверенными в том, что проект вашего объекта попадет в руки точно в указанный день и время. Выполненные замеры будут отличаться точностью, поэтому строительство в любом случае принесет только положительный результат.
Наша фирма успела воспользоваться отличным сервисом в области геодезии от профессионалов данной компании. Стоит отметить, что персонал внимательно относиться к своей работе, поэтому уделяет время сбору данных, расшифровке и созданию проекта. В соответствии с современными нормами и стандартами создается план, по которому удастся выполнить строительство максимально точно и качественно. Главное, что компания дает гарантии своих услуг, а это позволит вам убедиться в правильности своего решения.
Автор: Анатолий Соколовский
-12 – ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ СЪЕМКИ – Конспект лекции – Инженерная геодезия
Конспект лекции – Инженерная геодезия
скачать (333. (круговой транспортир) параллельно плоскости Р, то проекция угла АВС на плоскость L также будет горизонтальным углом . Подписав деления круга L по часовой стрелке, получим измеряемый угол как разность отсчетов =а–с. Данная схема измерения горизонтального угла реализована в теодолитах.
Теодолиты. Первый угломерный прибор Герона, 6 век до н. э., состоял из круга, окружность которого разделена на 360 частей,
В настоящее время теодолиты различаются по точности измерения углов и конструктивным особенностям. Согласно ГОСТ 10529 – 86 г. теодолиты подразделяются на технические – Т30, Т15, точные – Т5, Т2, высокоточные (прецизионные) – Т1, Т0.5. Цифра – средняя квадратическая погрешность измерения угла одним приемом в лабораторных условиях в секундах. В строительстве применяются технические и точные теодолиты.
В последние годы выпускаются теодолиты 2-го, 3-го и 4-го поколений. Например, 2Т30, 2Т30М, 4Т5КП (2, 4 – базовые модели, М – маркшейдерский, К – компенсатор, П – прямое изображение трубы). В теодолитах Т15, Т5 для измерения вертикальных углов установлен дополнительный уровень, а в теодолитах Т15К, Т5К – компенсатор для приведения алидады вертикального круга в горизонтальное положение автоматически при угле наклона не превышающем 2, что ускоряет процесс измерения вертикальных углов. Зрительная труба с прямым изображением более удобна в работе, чем труба с обратным изображением.
В теодолитах любой конструкции должны быть уровни и подъемные винты для приведения лимба в горизонтальное положение. Закрепительные винты лимба, алидады и зрительной трубы для закрепления их при взятии отсчетов. Наводящие (микрометренные) винты лимба, алидады и зрительной трубы для повышения точности наведения на точки местности, приспособления для центрирования.
Основные части теодолита, их метрологические характеристики
| Зрительная труба. В современных приборах применяются зрительные трубы с внутренней фокусировкой. Труба состоит из окуляра, объектива, фокусирующей линзы в середине трубы, которая перемещается при фокусировании кремальерой, и сетки нитей, установленной в окулярной части трубы, рис.17. Вертикальные нити а, а служат для измерения горизонтальных углов, горизонтальная нить в – для измерения вертикальных углов, горизонтальные штрихи d (дальномерные нити) – для измерения расстояний. Сетка нитей может смещаться горизонтально при помощи исправительных винтов 1 и вертикально – винтами 2. |
-13 –
Линия, соединяющая центр сетки нитей и центр объектива, называется визирной осью трубы.
Основной метрологической характеристикой зрительной трубы является увеличение трубы v
, которое определяет точность визирования: mv = 60 / v. Чем больше v , тем точнее визирование, (разрешающая способность глаза в угловой мере 60). В теодолитах Т30 v = 18, T15, T5, T2 v = 25, T1 v=40. Таким образом, в технических и точных теодолитах средняя квадратическая погрешность визирования mv = 2.5 – 3.| Уровни. В теодолитах применяются цилиндрические уровни, рис.18. Верхняя точка называется нуль-пунктом. От нее вправо и влево нанесены штрихи, расстояния между которыми 2 мм. Угловая величина 2 мм называется ценой деления уровня. Отсчетные устройства служат для оценки долей деления лимба. Они бывают штриховыми, шкаловыми микроскопами и оптическими микрометрами, рис.19. В теодолитах Т30 наименьшее деление лимба, называемое ценой деления, l= 10, рис.19, а. Отсчет производится по неподвижному штриху алидады с оценкой деления лимба на глаз: 250 25.
Для приведения длины линии АВ к горизонту измеряют угол наклона или превышение h . Если предусмотрено программой измерений, то в приближенное значение D0 вводят поправки за компарирование и температуру: D = D0 + D0 Lk / L0 + D0 (tизм – t0 ). По наклонному расстоянию D вычисляют горизонтальное проложение d на МК: d=D Cos . Или в расстояние D вводят поправку за превышение: h2=D2 – d2=(D+ d) (D– d) , приняв (D+d) 2D, получим (D – d) = h2 / 2D и d = D – h2 / 2D. Решить задачу можно без МК. Для контроля измерений и повышения точности длины линий измеряют в прямом направлении от А к В (Dпр) и независимо в обратном направлении от В к А (Dобр ). Расхождение между двумя измерениями D = (Dпр – Dобр) не должно превышать, в соответствии с теорией погрешностей, доп. , пересекут рейку в точках в и н. По отрезку на рейке n=н-в (разность отсчетов по дальномерным нитям) и малому углу , называемым параллактическим, решается задача по определению расстояния D: D=D’+c; D’=(n/2)ctg(/2)=(n/2)/tg(/2)= n / =K n; D=Kn+c, где с–расстояние от оси прибора до переднего фокуса F, (постоянная слагаемая дальномера, величина малая), К= / –называется коэффициентом дальномера, =3438. В теодолитах дальномерные нити в и н наносятся на сетку нитей симметрично средней нити v так, чтобы параллактический угол = 34.38 и постоянное слагаемое с=0. Тогда расстояние D = K n, где коэффициент дальномера К = 100, что удобно для вычисления расстояний: 1 см на рейке соответствует 1 м расстояния. D=Kn принято называть дальномерным расстоянием. Формула D = K n выведена для случая, когда визирная ось трубы перпендикулярна рейке. На практике это условие не выполняется из-за наклона измеряемой линии АВ. При углах наклона ≥ 30 горизонтальное проложение d вычисляется по формуле: d = D cos2 . Точность измерений нитяным дальномером зависит от точности дальномерного отсчета n .При благоприятных условиях измерений для расстояний 100 м (n=100 см) погрешность определения n составит 3 мм и относительная погрешность определения расстояния mD/D=1/300. Таким образом, точность измерения расстояний нитяным дальномером на порядок ниже точности измерений лентами и рулетками. Поэтому применение нитяного дальномера ограничивается съемочными работами (при съемке ситуации и рельефа для составления топографических планов). Для определения неприступного расстояния АВ = d, рис.31, выбирают вспомогательную точку С так, чтобы треугольник АВС был примерно равносторонним. Измеряют мерным прибором два раза AC = b, называемым базисом, и теодолитом все три угла. Контроль измерений по угловой невязке f = – 1800. Если f доп.f = 1 = 1 = 1.7 , то углы измерены правильно и их уравнивают: урав = изм – f/3. По уравненным углам вычисляют длину линии d по формуле синусов: d = b sin2 / Sin3 . Для контроля и повышения точности длину линии d определяют второй раз независимо: строят новый базис, измеряют при нем углы, вычисляют d. Если d= (d1изм – d2изм ) d , где 1/N – нормативная точность измерений, вычисляют среднее значение. Процесс линейных измерений лентами и рулетками трудоемкий. Существенное облегчение линейных измерений при высокой точности их дают применение светодальномеров. Светодальномер устанавливают в начальной точке линии – в конечной точке призменный отражатель. Труба наводится на отражатель, нажимается кнопка запуска и измерения производятся автоматически по заданной программе: управление, вычисления и контроль решаются с помощью встроенной микроЭВМ. 6.1. Геометрическое нивелирование Геометрическим нивелированием называется измерение превышений при помощи горизонтального луча, который строится нивелиром. Принципиальная схема устройства нивелира: параллельность визирной оси трубы и оси цилиндрического уровня. При положении пузырька уровня в нульпункте визирная ось трубы горизонтальна. В строительстве геометрическое нивелирование – основной вид измерения превышений. Применяется два способа геометрического нивелиро- вания: из середины и вперед.
|
