Чем можно измерить длину пути

Одометр, курвиметр и дорожное колесо

Данная статья является теоретической частью к уроку «Курвиметр из Lego EV3».

Одометр (от древнегреческого odos — дорога, metron — мера) — прибор для точного определения пройденного расстояния. Этот прибор есть в каждом автомобиле, а использовать его начали еще до нашей эры. На приборной панели автомобиля одометр выводит информацию о пройденном пути с момента схода автомобиля с конвейера. Кроме этого, с его помощью можно узнать расстояние от одного пункта до другого. Одометр можно установить даже на велосипед.

Термин «одометр» прочно закрепился за измерителями пройденного пути, установленных на транспортных средствах.

Для ручных одометров, используемых для измерения кривых линий на картах или на строительном участке, используют другие термины.

Курвиметром (с греческого curvus – изогнутый, metron — мера) называют устройство для измерения длины кривых линий на карте или схеме. Первые курвиметры для работы с картами начали использовать топографы, моряки и военные в конце 19 века. С помощью курвиметра можно определить длину извилистой реки или дороги, просчитать длину туристического маршрута от одной точки до другой.

Механический курвиметр состоит из циферблата со шкалой (может быть несколько шкал, например, для пересчета сантиметров в километры или дюймов в мили), стрелки, колесика, корпуса и ручки. Если прижать колесико к карте и вести им по нужной линии, стрелка покажет пройденный путь в сантиметрах. Если масштаб карты 1: 50 000, то останется только умножить это число на 50 000 и получим длину линии в сантиметрах. Например, 2 см на циферблате в этом масштабе дадут длину пути в 100 000 см, или 1000 метров.

Дорожное колесо, он же дорожный курвиметр (реже — мерное колесо) – ручной прибор для измерения расстояния на местности. Это устройство по сравнению с картографическим курвиметром имеет огромное колесо с длиной окружности в 1 метр.

Дорожный курвиметр (дорожное колесо)

Дорожное колесо состоит из длинной ручки (как правило, телескопической), колеса с длиной окружности 1 метр и счетчика или электронного дисплея. Механический счетчик имеет несколько колесиков. Первое колесико счетчика обычно показывает дециметры (десятки сантиметров). Далее идут колесики с метрами, десятками метров и сотнями метров.

История

В трудах древнеримских писателей Страбона и Плиния Старшего можно найти упоминание о расстояниях, которое преодолевало войско Александра Македонского (336 — 323 года царствования до н.э.) при покорении новых земель. Причем упоминаемые маршруты оказались очень точными. Скорее всего, в эти далекие от нас времена уже использовали специальные приборы, которые позволяли с небольшой погрешностью измерять пройденный путь. По некоторым источникам первое упоминание механического одометра принадлежит древнегреческому ученому Архимеду (287—212 годы жизни до н. э.).

Одометр Герона Александрийского. В труде «О диоптре» во второй половине I века нашей эры греческий математик и механик Герон Александрийский дал детальное описание устройства одометра.

Напомним, что этот выдающийся инженер изобрел прибор для определения направления на объект (диоптр), автоматические двери, автоматический театр кукол, самозарядный арбалет, паровую турбину (эолипил Герона). В трехтомном трактате «Механика» Герон Александрийский описал пять видов простейших механизмов: рычаг, клин, винт, ворот и блок. Герон вывел «золотое правило механики», согласно которому выигрыш в силе при использовании простых механизмов сопровождается потерей в расстоянии. В оптике сформулировал законы отражения света и принцип прямолинейного движения света, в математике – способы измерения математических фигур.

Одометр Герона Александрийского представляет собой тележку на двух колесах. Длина окружности колеса такова, что за 400 оборотов тележка проезжала римскую милю (1 римская миля или миллиатрий = 1598 м). В коробочке помещались несколько червячных передач. Сверху на диске помещались камешки, которые при обороте колеса на нужный угол падали в ящик. Подсчитав количество камней можно было узнать, какое расстояние прошла тележка.

Одометр Леонардо да Винчи (1452 — 1519) – широко известная конструкция дорожного колеса итальянского средневекового художника, скульптора, архитектора, писателя, музыканта, изобретателя и ученого. Напомним, что кисти знаменитого итальянца принадлежат картины «Мона Лиза», «Тайная вечеря» и «Витрувианский человек». Леонардо да Винчи изобрел колесцовый замок (оригинальное устройство для высекания искры в пистолете), впервые предложил схему телескопа с двумя линзами, много занимался темой летательных аппаратов, но в этом деле не добился успеха. Его рисунки в области анатомии человеческого тела намного обогнали свое время.

Леонардо да Винчи в устройстве одометра заимствовал идеи у своих предшественников — древнеримского архитектора и инженера Ветрувия и Герона Александрийского. Как и в конструкции Герона в этом приборе используются камешки для подсчета расстояния.

Одометр Леонардо да Винчи и его 3D реконструкция

На верхнем рисунке мы видим два разных одометра Леонардо да Винчи. В первом случае изображена двухколесная тачка, во втором – одноколесная. Легкая одноколесная тачка подошла бы для измерения расстояния человеком, а устойчивая двухколесная – в качестве прицепа для лошадиной повозки.

С помощью многоступенчатой зубчатой передачи вращение от ведущей оси передается на горизонтальное колесо для счета. Двухколесная тачка, кстати, на ведущей оси имеет червячную передачу. В горизонтально расположенном колесе для счета имеются лунки, в которые кладут камешки.

Длина окружности колеса тачки – 1.5 метра. Каждые 6 метров (3 оборота) лунка на колесе для счета совпадает с отверстием, и камешек падает в корзину. 48 камней * 6 метров = 288 метров – такую дистанцию можно измерить без «перезарядки» инструмента.

Видео:

Вопросы:

1. От каких слов происходят термины «одометр» и «курвиметр»?

2. Какая механическая передача использовалась в одометре Герона Александрийского?

3. С помощью каких предметов в одометре Герона и Леонардо ла Винчи происходил подсчет пройденного расстояния?

4. Какая длина окружности колеса обычно используется в дорожном курвиметре?

5. Петя измерил длину туристического маршрута на карте масштабом 1:100 000 и получил 10 сантиметров на курвиметре. Какова истинная длина пути, которую должны пройти туристы?

Источник

Чем измеряют железную дорогу

Казалось бы, да, всем же известно, что в стране нашей принята метрическая система измерений, что не вершками и аршинами и не милями буржуазными, а нашими, родными километрами. Да и знакомы мы с этими километрами с самого раннего детства. Вон они, столбики километровые вдоль каждой дороги понатыканы…

Такие, да не такие! Железнодорожные километровые столбики круче любых автомобильных, и сейчас расскажу почему. Начнем с самого начала.

Расстояние на железной дороге считается с одной стороны, от Москвы. Для сравнения, если вы поедете от одного большого города до другого на автомобиле, то в начале пути вы увидите первые километры вашего пробега. А когда проедете и тот город, то за ним дорога начнется заново, с первых километров.

На железной дороге все не так! Видели фотографию вверху статьи? Это железнодорожный километровый столбик. Указывается, какой километр вы проехали, и какой следующий. Этот стоит прямо у нас на станции. Но и это еще не все, на протяжении всего километра, через каждые сто метров, стоят пикетные столбики.

Таким образом, машинист или любой другой железнодорожник, услышав километр и пикет, с точностью до ста метров определит, например, место препятствия на пути. Например, если лавина сошла на пути или камнепад. Машинист или увидевший препятствие работник докладывает километр и пикет места события.

Но километр не единственная мера длины на железной дороге. Километрами измеряется расстояние, а вот вместимость каждого пути измеряется в вагонах. И поездной диспетчер, планируя обгон поезда или стоянку его на станции, смотрит не длину пути в метрах, а вместимость в условных вагонах.

За условный вагон принято брать стандартный полувагон. Но реалии таковы, что сами вагоны могут быть длиннее условного вагона. Например, рефрижераторная секция, при фактических пяти вагонах, имеет длину семь условных вагонов. Или состав из пассажирских вагонов, каждый пассажирский вагон длиннее стандартного почти в два раза, а современные, которые с отъезжающей дверью, еще на метр длиннее.

Поэтому в документах на поезд указывается два параметра, количество вагонов и длина поезда в условных вагонах. И, планируя работу с поездом, этот показатель учитывается в первую очередь.

А вот скажите, какой работник на глаз определяет расстояние до вагонов, вместимость того или иного участка уже занятого пути, сколько свободного места осталось на пути, после остановки поезда? Правильно, составитель поездов. Потому что при осаживании составов, находясь на подножке первого вагона, составитель по рации говорит оставшееся до стоящих вагонов расстояние в вагонах. Например: «разрыв пятнадцать вагонов» , или «разрыв пять вагонов» .

А при работе с пассажирскими вагонами составитель скажет: «разрыв десять классных вагонов» , какие вагоны, такое и расстояние.

Не забудьте подписаться на канал, впереди еще много интересного!

И постарайтесь не материться в комментариях

Источник

Лекция Измерительные приборы и измерительные комплексы. Приборы для измерения длин линий

Что измеряют геодезические приборы:

Измерение расстояний

Самая простая геодезическая задача — это измерение длины линии. Ленты и рулетки, длинномеры и геометрического типа дальномеры — это приборы, с помощью которых измеряют короткие линии со сравнительно невысокой точностью. А вот если речь идёт об измерениях высокоточных или базисных, а также о значительных расстояниях, понадобится уже дальномер — световой, электромагнитный, радиоволновый или лазерный. Особенно распространены такие приборы в космической и морской геодезии.

Измерение превышений

Для измерения высот и их разницы используются нивелиры и профилографы. Нивелиры используют вместе со специальными нивелирными рейками. Существуют оптические, цифровые и лазерные нивелиры. Причём последние нельзя путать с просто лазерными уровнями, которые отличаются не только конструктивно, но и по обеспечению точности.

Измерение углов

Измерение углов очень долго обеспечивалось с помощью довольно простых инструментов

Знаете ли ВЫ: Какие приборы использует наша компания?

— транспортиров, экеров и эклиметров. Более сложным прибором является буссоль — подвид компаса, которым можно измерить магнитный азимут, то есть угол, на который линия отклоняется от направления на север магнитного меридиана. Основной современный прибор для измерения углов — это теодолит, довольно сложный оптический прибор, позволяющий добиваться очень высокой точности измерений.

Определение местоположения

В стародавние времена определение местоположения больше всего волновало моряков — спросить не у кого, да и сухопутных ориентиров практически нет. Было создано много специфических приборов для навигации и определения широты своего местоположения -астролябия, секстант, квадрант и другие раритеты. В настоящее время никого не удивишь «навигаторами» на различных электронных устройствах. Это стало возможно с появлением специальных навигационных спутников, которые дают возможность определения непосредственно местоположения объекта на местности.

Давно не секрет — прогресс не стоит на месте. Время, когда измеряли все эти величины по отдельности, да еще и «дедовскими» приборами, ушло безвозвратно в прошлое. В рамках этой статьи не будем рассматривать буссоли, кипрегели и стальные рулетки- только актуальное и наиболее распространенное геодезическое оборудование.

Каждая уважающая себя геодезическая бригада в составе 2-4 человек, чтобы справиться практически с любыми инженерно-геодезическими изысканиями, должна иметь следующие приборы:

Приборы для измерения углов

Фото С. В. Хлебнова Нивелир (1952).

При­бо­ры для из­ме­ре­ния уг­лов вклю­ча­ют в се­бя оп­ти­че­ские, элек­трон­ные и ги­ро­ско­пич. тео­до­ли­ты, та­хео­мет­ры, эке­ры, эк­ли­мет­ры, бус­соль­ные при­бо­ры и го­нио­мет­ры. Тео­до­ли­ты по­зво­ля­ют оп­ре­де­лять на­прав­ле­ния, го­ри­зон­таль­ные и вер­ти­каль­ные уг­лы. При этом исполь­зу­ет­ся ра­бо­чая ме­ра – го­ри­зон­таль­ный и вер­ти­каль­ный лим­бы с гра­дус­ны­ми (360°) или де­ци­маль­ны­ми (гра­до­вы­ми) (400g) де­ле­ния­ми. Cозданы элек­трон­ные та­хео­мет­ры и ла­зер­ные ру­лет­ки, с по­мо­щью ко­то­рых в по­ле­вых ус­ло­ви­ях мож­но из­ме­рять го­ри­зон­таль­ные и вер­ти­каль­ные уг­лы и рас­стоя­ния, ав­то­ма­ти­че­ски вы­пол­нять не­об­хо­ди­мые вы­чис­ле­ния по пла­но­во­му и вы­сот­но­му по­ло­же­нию оп­ре­де­ляе­мых то­чек ме­ст­но­сти.

-Тахеометр.

Понятное дело, измерять углы, длины и высоты разными приборами — не слишком удобно и довольно долго к тому же. Поэтому для тех случаев, когда нужно проводить несколько типов измерений, существуют приборы комбинированные, такие как тахеометр. Это наиболее современный электронно-оптический прибор, который позволяет измерять любые длины, разницы высот и горизонтальные углы.

В большинстве случаев этого прибора достаточно для фиксации всех необходимых измерений на объекте, при условии, что точность прибора соответствует виду работ. Именно подобные приборы, в большинстве своем, Вы можете видеть на стройплощадках, на участках соседей и вдоль дорог нашей страны. Тахеометры на данном этапе развития технологий являются наиболее востребованными и универсальными приборами для проведения геодезических измерений.

Металлическая рулетка

Рулетки бывают разными, но все они работают по одному принципу. Они идеально подходят для проведения простых измерений на улицах и в помещении.

Преимущества этого прибора:

  1. Компактность. Тонкий стальной прут удобно намотан и спрятан в корпусе. Прибор можно носить с собой в кармане.
  2. Безопасность и экологичность.
  3. Не требует элементов питания.
  4. Можно использовать в любую погоду на улице.
  5. Срок эксплуатации измеряется десятками лет.
  6. Показывает минимальную погрешность. Собственно, погрешность зависит от пользователя.
  7. Приемлемая цена и доступность. Продается в любом магазине и стоит недорого.
  1. Фиксированная длина. Если объем измерения будет иметь длину больше длины рулетки, то для измерения придется перекладывать сам прибор, чтобы измерить дополнительное расстояние. Это не только неудобно, но и неэффективно, так как появляются погрешности.
  2. Учитывая тот факт, что этот инструмент для измерения длины выполнен из металла, при частом контакте с водой он подвергается коррозии.
  3. В труднодоступных местах его применение невозможно.

-Нивелир

Во многих случаях нет необходимости в более громоздких и намного более дорогих и сложных в использовании тахеометрах. В строительстве зданий, дорог и других сооружений после планового определения местоположения объекта нужно лишь контролировать высоту, уровень и вертикальность поверхностей. С этими функциями легко справляется нивелир. Его основная задача — измерять превышения между объектами. Бывают нивелиры электронные, оптические, лазерные, с автоустановкой и прочие. Во многих случаях нивелиры использовать удобнее и целесообразнее —например, при наблюдении за осадками зданий и сооружений используются высокоточные нивелиры с автоустановкой, нежели тахеометры- опять же из-за дороговизны последних. Подводя некую черту по использованию нивелиров, можно сказать, что чаще всего они используются непосредственно в процессе строительства из- за простоты использования и относительной дешевизны.

Виды приборов

В строительных магазинах продаются различные инструменты, с помощью которых можно измерить расстояние. Более дорогие можно арендовать. Для многих компаний это солидный бизнес – они дают в аренду инструменты. Это выгодно не только им, но и строительным бригадам — это дает возможность сократить финансовые затраты на покупку собственного инструментария.

Из наиболее популярных инструментов для измерения расстояния можно выделить следующие:

  1. Обычная рулетка.
  2. Нивелир.
  3. Лазерная рулетка.
  4. Стандартная линейка, которая есть у каждого школьника.
  5. Штангенциркуль.
  6. Микрометр.

В школе базовыми инструментами для измерения расстояний на геометрии являются всем известные линейки. А вот в строительстве они используются крайне редко.

-GPS оборудование

GPS модули или приемники сопутствуют нам в повседневной жизни в наших телефонах, навигаторах, планшетах и т.д. Они призваны помочь нам сориентироваться на местности и не потеряться в городских джунглях. Однако они имеют мало общего с геодезическим GPS оборудованием.

Геодезистам эти приборы нужны не для ориентирования на местности, а для точного определения местоположения «тарелки» (обычно такой формы придерживаются производители GPS приемников). Погрешность обычно составляет 0,5-2 сантиметра относительно ближайшего пункта Государственной Геодезической Сети (ГГС). В то время, как обычные навигаторы дают ошибку местоположения около 10-20 метров, что в работе геодезиста недопустимо. Но есть множество факторов, которые весьма часто негативно влияют на величину погрешности геодезических измерений при помощи GPS оборудования. Поэтому недостаточно просто приобрести дорогостоящую «тарелку», и начать определять местоположение соседних заборов, например, как обычным навигатором. Без должной калибровки и последующей обработки измерений ничего не выйдет.

В общем, если увидите геодезиста с «тарелкой» на вешке, знайте- он определяет точное местоположение точки, над которой стоит приемник.

Лекция по дисциплине «Основы Геодезии»

Приборы для непосредственного измерения линий. Компарирование мерных приборов. Вешение линий. Порядок измерения линий.

Целью линейных измерений является определение горизонтальных расстояний (проложений) между точками местности.

Непосредственный способ основан на непосредственном измерении линий местности механическими линейными приборами, к которым относятся мерные ленты, рулетки и проволоки. Процесс измерения длин линий непосредственным способом состоит в последовательном откладывании мерного прибора в створе линии.

Измерения линий на местности могут выполняться непосредственно, путем откладывания мерного прибора в створе измеряемой линии, с помощью специальных приборов дальномеров и косвенно. Косвенным методом измеряют вспомогательные параметры (углы, базисы), а длину вычисляют по формулам.

Приборы для непосредственного измерения линий

Для измерения длин линий посредством откладывания мерного прибора используют стальные мерные ленты, которые обычно изготавливают из ленточной углеродистой стали. В геодезической практике чаще всего применяются штриховые и шкаловые ленты.

Штриховые ленты имеют длину 20 и 24 м, ширину 15 – 20 мм и толщину 0,3 – 0,4 мм.

На ленте нанесены метровые деления, обозначенные прикрепленными бляшками, и дециметровые деления, обозначенные отверстиями. Метровые деления на обеих сторонах оцифрованы. Счет оцифровки делений ведется на одной стороне от одного конца ленты, а на другом – от другого конца. За длину ленты принимают расстояние между штрихами, нанесенными на крюках у концов ленты. К крюкам приделаны ручки. К ленте прилагается 6 или 11 шпилек на кольце. Шпильки сделаны из стальной проволоки диаметром 5 – 6 мм и длиной 30 – 40 см в нерабочем положении ленту наматывают на кольцо

Для измерения небольших расстояний применяют стальные и тесьмяные рулетки длиной 5, 10, 20, 50 м. Деления на рулетках нанесены на одной стороне через 1см и редко через 1 мм. Свернутая рулетка помещается в металлический или пластмассовый корпус.

Компарирование мерных приборов.

Мерные ленты и рулетки перед измерением ими линий должны быть проверены. Данная проверка называется компарированием и состоит в установлении действительной длины мерного прибора путем его сравнения с образцовым прибором, длина которого точно известна.

Для компарирования штриховых лент за образцовый мерный прибор принимают одну из лент, имеющихся на производстве, длину которой выверяют в лаборатории Государственного надзора за стандартами и измерительной техникой Государственного комитета стандартов РФ и пользуются ею при сравнении с рабочими лентами. Компарирование шкаловых лент производят на специальных приборах, называемых стационарными компараторами.

Простейший способ компарирования штриховых лент состоит в следующем. На горизонтальной поверхности, например, на полу, укладывают образцовую ленту. Рядом с ней кладут проверяемую ленту так, чтобы их края касались друг друга, а нулевые штрихи совмещались. Жестко закрепив концы с нулевыми штрихами, ленты натягивают с одинаковой силой и измеряют миллиметровой линейкой величину несовпадения конечных штрихов на других концах лент. Данная величина показывает на сколько миллиметров рабочая лента короче или длиннее образцовой и называется поправкой за компарирование Δℓ.

Длина проверяемой 20-метровой ленты не должна отличаться от длины образцовой ленты более чем на ±2 мм. В противном случае в результаты измерения линий вводят поправки. При этом, выполняя измерения линий рабочей лентой, полагают, что её длина равняется 20 м. Поправки определяют по формуле

где D – длина измеренной линии.

Поправку вычитают из результатов измерения, когда рабочая лента короче образцовой, и прибавляют, когда она длиннее.

Прямую линию на местности обычно обозначают двумя вехами, установленными на её концах. Если длина линии превышает 100 м или на каких-то её участках не видны установленные вехи, то с целью удобства и повышения точности измерения её длины используют дополнительные вехи. Их устанавливают в воображаемой отвесной плоскости, проходящей через данную линию. Эту плоскость называют створом линии. Установка вех в створ данной линии называется вешением

Вешение линий может производиться на глаз, с помощью полевого бинокля или зрительной трубы прибора. Вешения обычно ведут «на себя». Наблюдатель становится на провешиваемой линии у вехи А (рис.), а рабочий по его указанию ставит веху в точку С так, чтобы она закрывала собой веху В. Таким же образом последовательно устанавливают вехи в точках D и Е. Установка вех в обратном направлении (от себя), является менее точной, так как ранее выставленные вехи закрывают видимость на последующие. Более точно вехи в створ выставляют по теодолиту, установленному в точке А и сориентированному на веху В.

Измерение линий на местности штриховыми лентами производят двое рабочих. По направлению измерения один из них считается задним, второй – передним. Ленту аккуратно разматывают с кольца. Её оцифровка должна возрастать по ходу измерения. Для закрепления мерной ленты в створе линии используется 6 шпилек. Перед началом измерения 5 шпилек берет передний мерщик и одну – задний. Задний мерщик совмещает с началом линии нулевой штрих ленты. Используя прорезь в ленте, закрепляет шпилькой её конец рядом с колышком, обозначающим начальную точку линии

Передний мерщик, имея в руке 5 шпилек, по указанию заднего мерщика, встряхнув ленту, натягивает её в створе линии и фиксирует первой шпилькой передний конец ленты. Затем задний мерщик вынимает свою шпильку из земли, вешает её на кольцо, и оба мерщика переносят ленту вперед вдоль линии. Дойдя до воткнутой в землю передним мерщиком шпильки, задний мерщик закрепляет на ней свой конец ленты, а передний, натянув ленту, закрепляет её передний конец следующей шпилькой (рис.). В таком порядке мерщики укладывают ленту в створе линии 5 раз.

После того как передний мерщик зафиксирует пятой шпилькой свой конец ленты, задний мерщик передает ему кольцо с пятью шпильками, которые он собрал в процессе измерения (рис.). Число таких передач (т.е. отрезков по 100 м при длине ленты в 20 м) записывают в журнале измерений. Последний измеряемый остаток линии обычно меньше полной длины ленты. При определении его длины метры и дециметры отсчитывают по ленте, а сантиметры оценивают на глаз (рис.).

Измеренная длина линии D вычисляется по формуле :

D = 100 · a + 20 · b + c,

где a – число передач шпилек;

b – число шпилек у заднего мерщика на кольце;

Для контроля линию измеряют вторично 24-метровой или той же 20-метровой в обратном направлении. За окончательный результат принимают среднее арифметическое из двух измерений, если их расхождение не превышает:

1/3000 части от длины линии при благоприятных условиях измерений;

1/2000 – средних условиях измерений;

1/1000 – неблагоприятных условиях измерений.

Ослабление влияния данных факторов на точность измерений достигается более тщательным вешением линий, использованием динамометров для натяжения лент, введением поправок в измеренные длины, проведением контрольных измерений и т. п.

На точность измерения длин мерной лентой большое влияние оказывают условия местности, характер грунта и растительного покрова. Поэтому в зависимости от рельефа и условий измерений условно различают три класса местности:

I класс – местность, благоприятная для измерений (ровная поверхность с твердым грунтом);

II класс – местность со средними условиямидля измерений (холмистая поверхность со слабым грунтом);

III класс – местность, неблагоприятная для измерений (сильно пересеченная, заросшая кустарником местность с кочками и выемками, с песчаной или заболоченной почвой).

Практикой установлено, что относительные погрешности измерения линий штриховыми мерными лентами не должны превышать: на местности I класса – 1:3000, II класса – 1:2 000 и III класса – 1:1 000.

Длинномер относят к подвесным мерным приборам. В длинномере стальную проволоку натягивают между двумя фиксированными на местности точками. По проволоке в процессе измерения прокатывают устройство, основными элементами которого являются мерный диск и счетный механизм, позволяющий установить количество оборотов диска на прокатываемом отрезке проволоки

Схема измерения расстояния длинномером. 1 – длинномер; 2 – проволока; 3 – шкалы; 4 – динамометр; 5 – груз; 6 – стремя; 7 – штативы; 8 – раздвижные стойки-упоры; 9 – оптический центрир

-Штатив

Очень простой инструмент геодезиста. Многие сталкивались со штативами при съемках фотографий или фильмов с использованием профессионального оборудования. Геодезисты также пользуются специальным оборудованием, которое без штативов обойтись не может. От остальных геодезические отличаются в основном простотой конструкции, неприхотливостью в использовании и «неубиваемостью». Ведь работать приходится совсем не в идеальных условиях. Основная задача геодезического штатива- неподвижно зафиксировать прибор, который на него устанавливается. На штатив сначала ставится трегер- специальное устройство для центрирования над определенной точкой при необходимости и горизонтирования прибора. Потом уже ставится прибор-тахеометр, нивелир и т.д. Различают деревянные, металлические и штативы из композитных материалов. В последнее время самыми «продвинутыми» являются штативы из фибергласса. Они очень легкие, прочные..но пока что неоправданно дорогие.

Геодезический инструмент для измерения расстояний

Большая Советская Энциклопедия Значение слова в словаре Большая Советская Энциклопедия прибор для измерения расстояний. Широко применяется в инженерной геодезии (при строительстве путей сообщения, гидротехнических сооружений, линий электропередач и т. д.), при топографической съёмке, в военном деле (главным образом для определения расстояний…

Энциклопедический словарь, 1998 г. Значение слова в словаре Энциклопедический словарь, 1998 г. прибор для косвенных измерений расстояний до объектов. По принципу действия дальномеры подразделяются на 2 основные группы. 1-ю группу составляют оптические дальномеры; задача измерения расстояния такими дальномерами сводится к решению равнобедренного треугольника…

Толковый словарь русского языка. Д.Н. Ушаков Значение слова в словаре Толковый словарь русского языка. Д.Н. Ушаков дальномера, м. (спец.). Оптический прибор для определения расстояния до отдельных видимых предметов. Бинокль с дальномером.

Новый толково-словообразовательный словарь русского языка, Т. Ф. Ефремова. Значение слова в словаре Новый толково-словообразовательный словарь русского языка, Т. Ф. Ефремова. м. Прибор для определения расстояния от наблюдателя до отдаленного предмета без непосредственного измерения на местности.

Толковый словарь русского языка. С.И.Ожегов, Н.Ю.Шведова. Значение слова в словаре Толковый словарь русского языка. С.И.Ожегов, Н.Ю.Шведова. -и,м. Прибор для определения расстояния. Оптический д. Акустический д.

Википедия Значение слова в словаре Википедия Дальноме́р — устройство, предназначенное для определения расстояния от наблюдателя до объекта. Используется в геодезии , для наводки на резкость в фотографии , в прицельных приспособлениях оружия , систем бомбометания и т. д.

-Вешка

Тоже достаточно простой геодезический инструмент. Выглядит как круглая палка высотой около 1.8м. Однако многие вешки раздвигаются и могут иметь высоту до 6 метров. Наверху может находиться как отражатель, так и GPS приемник. Отражатель может быть разной формы и конструкции. Главная его задача- отражать сигнал, посланный дальномером. Его особенностью является то, что луч/сигнал, приходящий с прибора-измерителя отражается точно обратно.

В конечном итоге-там где находится отражатель или приемник на геодезической вешке происходит определение местоположения измеряемой точки.

Современные геодезические приборы (тахеометры)

Для решения задач по вопросам позиционирования объектов (точек) наблюдения широко применяется различная геодезическая и навигационная аппаратура. Рассмотрим основные виды современных геодезических и навигационных приборов, а также принципы их работы.

Теодолит — это прибор для измерения на местности горизонтальных и вертикальных углов.

У первых теодолитов в центре угломерного круга на острие иголки помещалась линейка, которая могла свободно вращаться на этом острие (как стрелка у компаса); в линейке были сделаны вырезы, и в них были натянуты нити, играющие роль отсчетных индексов. Центр угломерного круга помещали в вершину измеряемого угла и надежно его закрепляли. Поворачивая линейку, совмещали ее с первой стороной угла и брали отсчет N1 по шкале угломерного круга. Затем совмещали линейку со второй стороной угла и брали отсчет N2. Разность отсчетов N2 и N1 равна значению угла. Подвижная линейка называлась алидадой, а сам угломерный круг назывался лимбом. Для совмещения линейки-алидады со сторонами угла применялись примитивные визиры.

Современные теодолиты, сохранив идею измерения угла, конструктивно значительно отличаются от старинных теодолитов. Во-первых, для совмещения алидады со сторонами угла используется зрительная труба, которую можно вращать по высоте и по азимуту, во-вторых, для отсчета по шкале лимба имеется отсчетное приспособление, в третьих, вся конструкция теодолита закрыта прочным металлическим кожухом. Для плавного вращения алидады и лимба имеется система осей, а сами вращения регулируются зажимными и наводящими винтами. Для установки теодолита на земле применяется специальный штатив, а совмещение центра лимба с отвесной линией, проходящей через вершину измеряемого угла, осуществляется с помощью оптического центрира или нитяного отвеса.

Стороны измеряемого угла проектируются на плоскость лимба подвижной вертикальной плоскостью, которая называется коллимационной плоскостью. Коллимационная плоскость образуется визирной осью зрительной трубы при вращении трубы вокруг своей оси.

Визирная ось трубы (или визирная линия) – это воображаемая линия, проходящая через центр сетки нитей и оптический центр объектива трубы.

Основные части теодолита показаны на рисунке 1, где:


Рисунок 1. — Основные части теодолита.

  • 2 – алидада – подвижная часть теодолита, несущая систему отсчитывания по лимбу и визирное устройство – зрительную трубу (обычно всю вращающуюся часть теодолита называют алидадной частью или просто алидадой);
  • 3 – зрительная труба, которая крепится на подставках на алидадной части;
  • 4 – вертикальный круг, служащий для измерения вертикальных углов;
  • 5 – подставка с тремя подъемными винтами;
  • 6, 7, 8, 9, 10, 11 – зажимные и наводящие винты вращающихся частей теодолита – соответственно лимба, алидады, трубы (зажимные винты называют также закрепительными и стопорными, а наводящие – микрометренными);
  • 12 – винт перестановки лимба;
  • 13 – уровень при алидаде горизонтального круга;
  • 14 – уровень вертикального круга;
  • 15 – винт фокусировки трубы;
  • 16 – окуляр микроскопа отсчетного устройства.

Кроме того, основными частями теодолита являются лимб – угломерный круг с делениями от 0 до 360o (при измерении углов лимб является рабочей мерой), система осей, обеспечивающая вращение алидадной части и лимба вокруг вертикальной оси и штатив с крючком для отвеса, площадкой для установки подставки теодолита и становым винтом.

В теодолитах различают три разных вращения: вращение зрительной трубы, вращение алидады и вращение лимба; при этом вращение трубы и вращение алидады снабжаются двумя винтами каждое – зажимным и наводящим. Что касается вращения лимба, то оно оформляется по-разному. В повторительных теодолитах лимб может вращаться только вместе с алидадой; в теодолите Т30 (2Т30 и т.п.) для вращения лимба имеются два винта: зажимной и наводящий, причем они работают только при зажатом винте алидады. В теодолите Т15 первых выпусков лимб скреплялся с алидадой с помощью специальной защелки и в таком положении совместное вращение алидады и лимба регулировалось винтами алидады. В точных и высокоточных теодолитах вращение (перестановка) лимба выполняется специальным бесконечным винтом (позиция 12 на рисунке 1, б). Перед началом работы с теодолитом оператор должен установить его строго горизонтально с помощью встроенного в прибор уровня, вращая регулировочные винты. После этого можно выполнять съёмку. Для этого оператор должен навести визир оптической трубы прибора на отражатель или измеряемый объект, а затем записать вертикальный и горизонтальный углы, показываемые прибором.

В последнее время при выполнении геодезических работ на местности широко применяется универсальный тахеометр (рисунок 2). Тахеометром называют теодолит, совмещённый с дальномером.


Рисунок 2. — Конструктивные элементы тахеометры.

Современные электронные тахеометры оснащаются микрокомпьютерами, которые показывают на дисплее вычисленные углы и расстояния, а также могут сразу же преобразовывать их в координаты на местности. Тахеометры бывают отражательные и безотражательные. Отражательные тахеометры требуют для своей работы отражателей, устанавливаемых на вешках. Безотражательные тахеометры используют в своей работе мощный лазерный луч, который может отражаться от любых объектов на местности.

Лазерные сканеры по своим функциям похожи на электронные безотражательные тахеометры (измеряют углы и расстояния до любых объектов), но они выполняют измерения не по одной точке, указываемой оператором, а сразу пакетами. Сканеры перемещают лазерный луч по горизонтали и вертикали, снимая подряд все объекты, попадающиеся на пути. В результате образуется плотная сеть точек съёмки.

-Лазерная рулетка

Появилась относительно недавно в геодезических бригадах, так как раньше была довольно дорога и сложна в использовании. И по сей день не является единственным прибором для измерения непосредственно расстояний на объекте. Удобно использовать на коротких расстояниях и в помещениях. В уличных условиях применяется не часто, так как необходимо иметь поверхность, на которую можно навести лазерный луч. Также минус многих моделей без оптического визира- плохая видимость лазерной точки на ярко освещенных поверхностях.

Ввиду этого, сейчас все еще достаточно часто приходится использовать стальные рулетки длиной до 50м. Большей длины не выпускают, поэтому расстояния более 50 метров являются источниками ошибок из-за нескольких этапов измерений. Измерения нужно проводить вдвоем, да и провис ленты доставляет некоторую ошибку в измерения.

В итоге лазерные рулетки используются повсеместно кадастровыми инженерами и геодезистами в тех случаях, когда это целесообразно и возможно. В остальных случаях выручает старая-добрая стальная рулетка.

Приборы для измерения расстояний

При­бо­ры для из­ме­ре­ния рас­стоя­ний наи­бо­лее мно­го­чис­лен­ны и раз­но­об­раз­ны по кон­ст­рук­ции. К ним от­но­сят­ся мер­ные при­бо­ры, ос­но­ван­ные на прин­ци­пе от­кла­ды­ва­ния ра­бо­чей ме­ры (про­во­ло­ки, лен­ты, ру­лет­ки, жез­лы, нут­ро­ме­ры, мет­рш­то­ки), оп­ти­ко-ме­ха­нич. дально­ме­ры ви­зу­аль­но­го ти­па (оп­ти­че­ские и двой­но­го изо­бра­же­ния), све­то­даль­но­ме­ры, ра­дио­даль­но­ме­ры. Оп­ре­де­лять рас­стоя­ния мож­но пу­тём гео­мет­рич. по­строе­ний на ме­ст­но­сти (напр., три­ан­гу­ля­ции), ко­гда из­ме­ря­ют од­ну или не­сколь­ко из сто­рон гео­мет­рич. по­строе­ния, уг­лы ме­ж­ду все­ми сто­ро­на­ми, а за­тем вы­чис­ля­ют все ос­таль­ные сто­ро­ны, оп­ре­де­ляя та­ким об­ра­зом рас­стоя­ния до не­дос­туп­ных объ­ек­тов. Оп­тич. даль­но­ме­ры ис­поль­зу­ют ре­ше­ние вы­тя­ну­то­го тре­уголь­ни­ка, с из­вест­ным ко­рот­ким ба­зи­сом и из­ме­рен­ным ма­лым па­рал­лак­ти­че­ским уг­лом. Прин­цип дей­ст­вия све­то­даль­но­ме­ров сво­дит­ся к из­ме­ре­нию вре­ме­ни про­хо­ж­де­ния све­то­во­го им­пуль­са до от­ра­жа­те­ля и об­рат­но и вы­чис­ле­нию рас­стоя­ний с учё­том зна­ния ско­ро­сти све­та в ре­аль­ной сре­де. В ка­че­ст­ве ис­точ­ни­ка све­та ис­поль­зу­ют­ся по­лу­про­вод­ни­ко­вые ла­зе­ры.

Источник

Поделиться с друзьями
Моя стройка
Adblock
detector