Меню

Геодезия приборы для линейных измерений



Лекция Линейные измерения и приборы для линейных измерений.

Тема 2. Линейные измерения и приборы для линейных измерений

2. 1 Назначение и классификация приборов для линейных измерений

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

Существует два способа измерения длин линий в геодезии: непосредственный и косвенный. Каждому из этих способов присущи свои приборы и методы измерений. В зависимости от назначения геодезических работ, требований к их точности, условий выполнения измерений, а также наличия определенных приборов могут применяться те или другие способы линейных измерений.

Например, ГОСТ 21830-76 [1] выделяет следующие приборы для линейных измерений и дает им соответствующие определения.

1 Базисный прибор .

Геодезический прибор для измерения длин линий непосредственным откладыванием мерных проволок.

2 Геодезический дальномер.

Геодезический прибор для измерения длин линий без непосредственного откладывания меры длины вдоль измеряемых линий (косвенным способом).

3. Дальномерная насадка

Геодезический дальномер, приспособленный для работы с другим геодезическим прибором и установки на нем.

4. Редукционный дальномер (Х)

Геодезический дальномер, позволяющий непосредственно отсчитывать горизонтальные проложения измеряемых линий.

5. Геометрический дальномер

Геодезический дальномер, основанный на решении треугольника.

6. Оптический дальномер

Геометрический дальномер, использующий для определения расстояний оптические элементы;

7. Дальномер двойного изображения (Х)

Оптический дальномер, содержащий устройства для образования двух изображений визирной цели и измерения их взаимного смещения;

8. Внутрибазный дальномер (Х)

Дальномер двойного изображения с базой при приборе;

9. Оптический дальномер с постоянным углом

10. Оптический дальномер с постоянной базой

11. Нитяный дальномер

Оптический дальномер с постоянным углом, образованным лучами, проходящими через два дальномерных штриха сетки нитей и узловую точку объектива зрительной трубы;

12. Электромагнитный дальномер

Геодезический дальномер, принцип действия которого основан на измерении времени прохождения электромагнитных волн.

Электромагнитный дальномер, использующий электромагнитные волны светового диапазона.

Электромагнитный дальномер, использующий электромагнитные волны радиодиапазона.

15. Фазовый дальномер

Электромагнитный дальномер, в котором для измерения времени прохождения волн измеряют разности фаз непрерывного излучения.

16. Импульсный дальномер

Электромагнитный дальномер, использующий импульсы излучения.

17. Проволочный дальномер (Х)

Геодезический прибор для измерения длин линий, содержащий проволоку, натягиваемую вдоль измеряемой линии, и прокатываемую по этой проволоке измерительную головку со счетным механизмом.

В данной группе часть приборов можно считать музейными экспонатами (Х) . Это дальномерные насадки, редукционный дальномер; дальномер двойного изображения; внутрибазный дальномер, проволочный дальномер. С другой стороны некоторые приборы являются дальнейшей детализацией отдельных указанных в списке приборов.

В то же время ГОСТ абсолютно игнорирует такой большой класс средств измерения длин линий как металлическая рулетка, которая по-прежнему остается популярным средством измерения у геодезистов всего мира при выполнении ряда работ. В настоящее время эта группа пополнилась таким измерительным прибором как лазерная рулетка. Впрочем, она вполне подпадает под электромагнитные дальномеры.

Инструкция ГКИНП (ГНТА) 17-195-99 «Инструкция по проведению технологической поверки геодезических приборов» [2] в числе поверяемых приборов для линейных измерений называет только два типа: 1 – рулетки и землемерные ленты; 2 – электромагнитные дальномеры. Однако до настоящего момента существуют такие высокоточные средства линейных измерений, как инварные мерные проволоки, а также оптические дальномеры, которые есть практически в каждом теодолите и нивелире.

С учетом вышесказанного в настоящее время имеет смысл говорить о следующих группах приборов для измерения длин линий:

1 – металлические ленты и рулетки;

2 – базисные приборы (мерные проволоки);

3 – оптические дальномеры;

4 – электромагнитные дальномеры.

На рис. 2.1 показана современная классификация геодезических приборов для линейных измерений. Следует подчеркнуть, что именно геодезических, потому что в промышленности, в частности в машиностроении, существует много других приборов и инструментов для линейных измерений, но они не используются в геодезии, за исключением, может быть, работ, связанных с поверками эталонных средств измерений или специальных высокоточных работ. Но поверка эталонных средств линейных измерений, а также специальные высокоточные работы, не являются массовыми геодезическими работами и поэтому мы их здесь не рассматриваем.

Рис. 2.1 – Классификация приборов для линейных измерений, используемых на настоящее время (2013-2014 г.)

Источник

Геодезия приборы для линейных измерений

В настоящее время для решения различных геодезических задач применяются измерительные приборы и измерительные комплексы:

Все измерительные приборы можно разделить по различным группам.

1. По функциональному назначению:

– приборы для линейных измерений (длин линий) или дальномеры;

– приборы для угловых измерений (горизонтальных и вертикальных углов) или теодолиты;

– приборы для определения превышений или нивелиры;

– приборы для определения пространственного положения снимаемых точек или тахеометры;

– приборы для съемки поверхности снимаемого объекта или сканеры, лидары и фотокамеры;

– приборы для ориентирования (определения истинных азимутов и дирекционных углов линий) или буссоли и гирокомпасы.

2. По физическим принципам измерительного процесса, заложенного в основу приборов:

4. По физической природе носителей информации:

Самые древние из перечисленных приборов – это приборы для линейных измерений. Эти приборы прошли длительную эволюцию от простейших измерительных приспособлений типа веревок или цепей до современных лазерных дальномеров и светодальномеров.

Первыми средствами измерения расстояний служили руки и ноги человека, длина его тела, шаги. Расстояние измерялось шагами почти у всех народов, но для измерения полей и других больших расстояний шаг был слишком малой мерой, поэтому была введена трость, или двойной шаг. В Риме вводится мера, равная тысяче двойных шагов, получившая название миля ( от слова «милле», «милиа» – «тысяча»). Для больших расстояний уже стали использовать время: «дни пути», моряки использовали «трубки» – расстояния, которое судно проходило за время выкуривания одной трубки, римские «стадии» – это расстояние, которое пробегал воин за время опускания солнечного диска (около 2 минут).

Название верста происходит от слова «вертеть», которое сначала означало поворот плуга при пахоте.

Но первым искусственным мерным инструментом, видимо, явилась палка, шест. Аршин происходит от татарского «прут или леторосль». Ярд также с английского означает «прут». В Прибалтике линейная мера «рута» происходит от немецкого Ruthe – прут, лоза [2].

Все геодезические приборы для измерения длин в соответствии с принципом, положенным в основу измерения, можно разделить на механические, оптические приборы, основанные на физических методах определения расстояний.

Механические мерные приборы представляют собой линейные меры различной длины, изготавливаемые чаще всего из металла или фибергласса (стеклопластика) с капроновым кордом в виде лент, рулеток, проволок и т.п., служащие для непосредственного измерения длины линии путем последовательного отложения длины мерного прибора в створе измеряемой линии. Результаты измерения получают суммированием количества отложений в принятых единицах измерений.

Штриховая лента представляет собой стальную полосу длиной 20 или 24 м, шириной 15–20 мм и толщиной 0,3–0,4 мм. За длину ленты принимается расстояние между штрихами, нанесенными против середины закруглений специальных вырезов, в которые вставляются металлические заостренные шпильки для фиксации концов ленты на земной поверхности в процессе измерений. Счет делений ведется на обеих сторонах, но в противоположных направлениях. 20–тиметровая штриховая лента разделена на метры овальными пластинками и дециметры отверстиями в полотне ленты. Отрезки линий менее дециметра оцениваются на глаз с точностью до 1 см [1].

24-метровые штриховые ленты по виду, оцифровке и числу делений не отличаются от 20-метровых. Длина условного метра для них составляет 120 см, поэтому для получения фактического расстояния результат измерения следует умножить на коэффициент 1,2. Такие ленты предназначены для контрольных измерений расстояний, выполненных обычной 20-метровой лентой. В зависимости от условий местности штриховые ленты обеспечивают точность измерения длин линий от 1:1000 до 1:3000 [1].

Читайте также:  Ионная сила раствора единицы измерения

Шкаловая лента представляет собой сплошную стальную полосу длиной 24 или 48 м, на концах которой имеются шкалы длиной по 10 см с миллиметровыми делениями. Разбивка на метровые и дециметровые отрезки на ленте отсутствует. За длину ленты принимается расстояние между нулевыми делениями шкал (рис. 3).

Измеряемая линия предварительно разбивается на пролеты, длина которых примерно равна номинальной длине ленты. Длины пролетов фиксируются. Отсчеты по шкалам берутся с точностью до 0,2 мм.

Измерение длин шкаловыми лентами может производится как по поверхности земли, так и в подвешенном состоянии на специальных штативах с блоками. Точность измерения длин линий шкаловыми лентами при благоприятных условиях достигает 1:7000.

Измерения производят либо по поверхности земли, либо подвешивая мерный прибор на небольшой высоте (1.0–1.5 м) на специальных штативах. В обоих случаях вместо прямой – кратчайшего расстояния между конечными точками – измеряют некоторую ломанную линию. Поэтому для получения горизонтального проложения измеряют углы наклона линии или отдельных ее частей.

Одним из наиболее простых по устройству мерных приборов является землемерная лента, предназначенная для измерения длин с невысокой точностью, характеризующейся относительной погрешностью порядка 1:1000 – 1:2000. В настоящее время землемерные ленты практически не используются.

Российские рулетки выпускают со шкалами номинальной длины: 1, 2, 3, 5, 10, 20, 30, 50 и 100 метров. Рабочая поверхность рулетки называется полотном или лентой. Российские рулетки изготавливают с лентами из нержавеющей стали (условное обозначение Н) и углеродистой стали (условное обозначение У) с защитным антикоррозионным покрытием: лаковым, эмалевым, полимерным.

Шкалы рулеток наносят с миллиметровыми, сантиметровыми, дециметровыми и метровыми интервалами.

По точности нанесения шкал рулетки изготавливаются двух классов: 3–го и 2–го класса.

Рулетки в зависимости от класса точности и материала изготовления обеспечивают производство линейных измерений с относительными погрешностями от 1:2000 до 1:20000.

При измерениях повышенной точности необходимы тщательное компарирование рулетки, измерение и учет температуры, а также постоянство натяжения ленты.

Наиболее долговечными являются ленты, изготовленные из нержавеющей стали, и ленты имеющие полиамидное покрытие. Полиамид – прозрачный пластик, который надежно защищает металлические ленты от воздействия влаги и трения. Рулетки с такими лентами не ржавеют, разметка на них не стирается [3].

Рулетки с учетом их технических характеристик, рекомендуется использовать для различных геодезических работ: измерение линий, разбивочные работы, поэтажное распространение отметок, исполнительные съемки, различные обмеры габаритов конструкций и др.

Достоинства рулеток: компактность, малый вес, простота устройства и эксплуатации при сравнительно высокой точности измерений, особенно коротких линий [4].

Недостатки – большая трудоемкость при измерении отдельных линий, необходимость расчистки трассы, вешения, измерения углов наклона отдельных участков линий и т.п.

Мерные проволоки предназначены для высокоточных линейных измерений. Наиболее известными приборами этого типа являются базисные приборы с инварными проволоками, которые обеспечивают точность линейных измерений с относительной погрешностью порядка 1:1000000. В настоящее время в связи с появлением электронных измерительных приборов, обеспечивающих практически такую же точность измерений, проволоки в геодезии практически не используются.

Источник

Линейные (геодезические) измерения

Приборы, используемые для линейных измерений. Производство землемерных лент. Поправка за компарирование. Схема измерения расстояния длинномером. Измерение длин линий инварными проволоками. Дальномеры с переменным и постоянным параллактическим углом.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 04.04.2018
Размер файла 294,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Линейные (геодезические) измерения — вид геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величиной являются длины сторон геодезических сетей (расстояния или их разности). Измерения могут быть прямыми и косвенными. Прямые — непосредственное накладывание единицы измерения на накладываемую величину. Косвенные — измерения величин и вычисления по ним искомой величины. В линейных измерениях используется метрическая система (десятичная), где каждая последующая мера в 10 раз больше предыдущей. 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, используемые для линейных измерений, условно делят на две большие группы: механические и физико-оптические.

1. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Для измерения длин линий посредством откладывания мерного прибора используют стальные мерные ленты, рулетки, тросы, длинномеры, инварные проволоки и др.

1.1 Землемерные ленты

Землемерные ленты изготавливают длиной 20 м, 24 м и 50 м. Обозначают землемерные ленты буквами ЛЗ (лента землемерная) и ЛЗШ (лента землемерная штриховая). Изготавливают их из стальной полосы, которая наматывается на барабан. На обоих концах ленты имеются рукоятки, предназначенные для выравнивания полосы на поверхности земли и обеспечения необходимого натяжения при измерениях силой 10 кг.

Рис. 1. Землемерные ленты

Лента землемерная разделена на метры и дециметры. Метры обозначены ромбическими пластинами с порядковыми номерами метров. Необходимо помнить, что на разных сторонах полотна ленты надписи возрастают в противоположных направлениях. С одной стороны в прямом (1, 2, 3. 19), с другой — в обратном (19, 18, 17. ) порядке. Полуметры обозначены заклепками, дециметры — круглыми отверстиями. Лента хранится в свернутом положении на специальном кольце. Сворачивая или снимая ленту с кольца, необходимо избегать образования петель. В комплект ленты входят 11 или 6 шпилек (рис. 2, б).

Рис. 2. Землемерная лента.

Ленту перед измерениями компарируют, т. е. сравнивают ее с эталонной (нормальной) мерой. Выполняют сравнение на полевом компараторе. Полевой компаратор — это линия на ровной местности длиной 100 — 200 м. Концы компаратора закрепляют для долговременной сохранности вкопанными вровень с землей бетонными пилонами (пирамидками), в верхние срезы которых вмурованы металлические марки с крестообразной насечкой. Длину компаратора (расстояние между марками) определяют при помощи контрольной ленты, длина которой известна с высокой точностью. Сравнив длину компаратора с длиной, измеренной рабочей лентой lp, получают погрешность рабочей ленты за компарирование:

где п — число уложений рабочей ленты в длине компаратора.

Например, =119,917 м; lp = 119,792 м; n = 6; Дк = (119,792 — 119,917) : 6 = — 0,021 м.

Поправка в расстояние, измеренное рабочей лентой, по величине будет равна погрешности за компарирование, но иметь обратный знак

Результат измерения линии с поправкой за компарирование вычисляют по формуле

Поправку за компарирование учитывают тогда, когда длина ленты отличается от своего номинального значения больше чем на ±2 мм.

Для измерения расстояний на местности применяют рулетки, изготовленные из различных материалов: тесьма, ПВХ, стекловолокно, сталь и др. Длина рулетки может составлять от 3 до 100 м. Условное обозначение рулеток должно состоять из номинальной длины шкалы, материала ленты, класса точности, конструктивного изготовления вытяжного конца ленты и обозначения настоящего стандарта. Шкалы рулеток наносят с миллиметровыми, сантиметровыми, дециметровыми и метровыми интервалами. По точности нанесения шкал рулетки могут изготовляться двух классов: 3-го и 2-го классов. Рулетки должны быть работоспособны при температуре плюс 50°С до минус 40°С и относительной влажности 98% при плюс 20°С. Рулетки в зависимости от класса точности и материала изготовления обеспечивают производство линейных измерений с относительными ошибками от 1 : 2000 до 1 : 20 000. При измерениях повышенной точности необходимы тщательное компарирование рулетки, измерение и учет температуры, а также постоянство натяжения.

Читайте также:  Чем можно измерить палец для кольца дома

Рис. 3. Рулетка геодезическая из ПВХ

Рис. 4. Рулетки геодезические металлические

Рис. 5. Рулетка геодезическая из стекловолокна

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 (рис.6).

Рис. 6. 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

1.4 Инварная проволока

Инварная проволока (сплав железа с никелем, обладает малым температурным коэффициентом линейного расширения), как и длинномер, представляет собой подвесной мерный прибор. В процессе измерения, ее основная часть — 24-метровая проволока, последовательно натягивается между соседними штативами, равномерно расставленными вдоль линии. Измерение длин линий инварными проволоками отличается высокой точностью, но требует больших затрат труда и времени.

Жезлы представляют собой профилированные металлические линейки с делениями 0,1 мм и встроенным в корпус линейки термометром. В длину жезла вводят поправку за температуру, если она будет отличаться от температуры, при которой определялась длина жезла при компарировании. Номинальная длина жезлов стандартная — 2 и 3 м. Жезлы используют для компарирования рулеток, их шкал, а также шкал и интервалов нивелирных реек различной точности и назначения, для точных разбивок базисов на местности.

Рис. 7. Жезл измерительный

2. ФИЗИКО-ОПТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

2.1 Оптические дальномеры

Оптическим дальномером называют прибор, в котором для определения расстояний используются оптические элементы. Из оптических дальномеров наибольшее распространение получили нитяный дальномер и дальномеры с переменной базой и переменным параллактическим углом.

Рис. 8. Схемы измерения расстояний оптическими дальномерами а — с постоянным параллактическим углом; б — с переменным параллактическим углом; в — с использованием нитяного дальномера VV — вертикальная ось вращения прибора; д — расстояние от оси вращения прибора до центра объектива; р — расстояние между дальномерными нитями; Е — расстояние от переднего фокуса до рейки; S — общее расстояние от оси вращения прибора до рейки

Нитяный дальномер имеется практически во всех геодезических приборах (теодолитах, нивелирах). Сетка нитей зрительной трубы содержит две дальномерные нити, проекция которых через зрительную трубу в пространство предмета образует параллактический угол

где а — расстояние между дальномерными нитями на сетке нитей; f — фокусное расстояние объектива зрительной трубы.

При определении расстояний нитяным дальномером используют рейки МN (рис. 13.8, в).с сантиметровыми делениями, по которым берут отсчет l (число видимых в зрительную трубу сантиметров между проекциями дальномерных нитей). Дальномерное расстояние рассчитывают по формуле

где K = 100 — коэффициент дальномера; с = (д + f) — постоянная нитяного дальномера (для большинства приборов с близка к нулю). Коэффициент дальномера зависит от величины параллактического угла и фокусного расстояния. В связи с тем, что при фокусировании на различные расстояния значение фокусного расстояния у зрительных труб с внутренней фокусировкой несколько изменяется, то и коэффициент К может оказаться не равным 100. Кроме того, и значение сможет отличаться от нуля. Для повышения точности измерения расстояний выполняют поверку значения К с целью установления зависимости F = K(D). Для выполнения поверки нитяного дальномера на местности выполняют разбивку створной линии через 20 м (до 200 — 250 м) и последовательно определяют значения D20, D40, . . . , Dn по нитяному дальномеру для получения значений К20, К40, …, Кn. Составляют таблицу К(D), которую используют затем при измерениях интерполированием значений К для текущего расстояния. Точность нитяного дальномера примерно составляет 1:300 от измеренного расстояния. Длинные линии целесообразно измерять короткими отрезками длиной 50 — 100 м. Точность измерений в этом случае может достигать 1: 600 и даже 1:1000. Чаще всего нитяный дальномер используют при определении дальномерных расстояний до точек при тахеометрической съемке.

Дальномер с постоянным параллактическим углом представляет собой насадку к теодолитам Т15 и Т30. Он служит для измерения расстояния по вертикально установленной рейке, имеющей установочный уровень. Погрешность измерений составляет 1:2000. Диапазон измеряемых расстояний от 20 до 120 м. Измерительная рейка снабжена шкалой с делениями 2 см. Длина рейки 1,5 м. Применяют дальномер при прокладке теодолитных ходов и при съемке на пересеченной местности. Насадка дальномера автоматически приводит (редуцирует) наклонные до 10є расстояния к горизонту. Если наклон линий больше 10є, то в измеренное расстояние вводят дополнительно поправку, определяемую по специальной номограмме.

Дальномеры с переменным параллактическим углом изготавливаются, так же, как и дальномеры с постоянным параллактическим углом, в виде насадок на теодолит. В комплекте с ними применяют горизонтальные рейки с базисом 2 м и 0,4 м (Д-2) и 1,018 м и 0,550 м (ДН-8). Один из базисов образован визирными целями 1 и 7, второй — визирными целями 3 и 6 (рис. 13.9). Рейку устанавливают на штатив и приводят в горизонтальное положение с помощью круглого уровня 5. Наведение на рейку выполняют по центральной марке 4. Кроме насадок, указанные приборы могут выпускаться и как самостоятельные дальномеры.

Рис. 9. Схема дальномера с постоянным параллактическим углом

2.2 Электромагнитные дальномеры

Электромагнитные дальномеры — это устройства для измерения расстояний по времени распространения электромагнитных волн между конечными точками линии. При этом предполагается, что скорость распространения электромагнитных колебаний в момент измерений известна и постоянна. Для определения скорости распространения электромагнитных волн в атмосфере используют формулу

где n — показатель преломления атмосферы на пути электромагнитного излучения, который зависит от магнитной проницаемости µ и диэлектрической постоянной е. В свою очередь, значения µ и е зависят от плотности воздуха и частоты использованных колебаний. При качественном учете метеоусловий остаточная погрешность в определении расстояния составляет 1:500 000. При измерении коротких расстояний (до 1 — 2 км) точность измерений определяется, в основном, погрешностями измерения времени нахождения светового пучка в пути, при расстояниях в десятки километров — погрешностями в определении показателя преломления воздуха. Скорость распространения электромагнитных колебаний в вакууме известна с высокой точностью (с = 299792458 м/с). Точность измерения времени в настоящее время составляет примерно 10-10с, что соответствует расстоянию в 1 — 2 см. Такие дальномеры относят к точным. В зависимости от вида используемых электромагнитных колебаний дальномеры делят на свето- и радиодальномеры. В зависимости от характера излучения — на импульсные и фазовые.

Рис. 10. Радиодальномер

Все электромагнитные дальномеры состоят из двух основных частей — приемопередатчика и отражателя, устанавливаемых в конечных точках линии. При импульсном способе измерения расстояний (рис.11, а) передатчиком 2 генерируются импульсы, которые направляются в сторону отражателя 4. От отражателя импульсы попадают на приемное устройство 3, которое отправляет эту информацию в индикатор времени 1, где регистрируется время начала посылки импульса и момент его прихода от отражателя. Таким образом, регистрируется время ф нахождения импульса в пути на двойном расстоянии. Импульсы излучаются через равные промежутки времени с высокой частотой. Импульсные дальномеры имеют сравнительно невысокую точность (от 1,5 до 150 м), но обладают большой оперативностью, что целесообразно использовать для измерения расстояний до движущихся объектов. Наиболее точные импульсные дальномеры применяют в аэрофотосъемке для определения высоты фотографирования (точность измерений составляет 1,2 м в равнинной и до 2 м в горной местности).

Читайте также:  Биополе человека это измерить

Принципиальная схема фазового дальномера приведена на рис. 11, б.

Рис. 11. Способы измерения расстояний: импульсный (а); фазовый (б)

Передатчик 2 непрерывно излучает и направляет в сторону отражателя электромагнитные колебания с частотой f. Часть сигнала ответвляется на фазометр 5 (опорный сигнал). После отражения на приемник 2, а затем — на фазометр, поступает отраженный сигнал. По фазе отраженного сигнала определяется дальность до объекта. Современные фазовые дальномеры позволяют измерять расстояния с точностью от 1,5 до 15 мм, т.е. в пределах нескольких миллиметров.

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 (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. 12. Светодальномер

компарирование линейный измерение геодезический

На рис.13 приведена более полная схема фазовогосветодальномера. 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 ф , а также регистрирующее устройство, выдающее значение измеренного расстояния.

Рис. 13. Схема фазовогосветодальномера

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 передающая и приемная системы конструктивно объединены в одну (приемопередатчик). При измерениях используют пассивные зеркально-линзовые и трипельпризменные отражатели. Конструкция отражателя позволяет возвращать световой пучок по тому же направлению, по которому он пришел на отражатель, т.е. точно в направлении на приемное устройство. 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. Пленочный отражатель имеет широкую диаграмму отражения светового сигнала, что позволяет производить измерения и при боковых на него направлениях светового пучка от передатчика.

2.4 Ультразвуковые дальномеры (рулетки)

Одним из наиболее простых и дешевых аппаратов, разработанных учеными и конструкторами, является ультразвуковой дальномер. Подобные приборы еще называет эхолотами. Они нашли довольно широкое применение в различных сферах жизнедеятельности человечества. Принцип работы данного устройства заключается в том, что испускаемый на определенный предмет звук, находящийся за пределами слышимости людей, отражается от данного предмета и улавливается приемной частью прибора. Скорость прохождения звука в воздухе имеет определенное значение при фиксированной плотности, что позволяет рассчитать расстояние. Для более точного направления звукового пучка на предмет, до которого нужно измерить расстояние, был разработан дальномер ультразвуковой с лазерной указкой. Это значительно повысило удобство проведения работ и точность измерений. Современные аппараты обладают возможностью проведения более сложных операций, чем просто фиксация результатов измерений, так, например, они могут рассчитывать площадь обмеряемой территории, а также угловые координаты заданной точки. Однако при всех своих несомненных плюсах эти лазерные и ультразвуковые приборы не способны заменить стальную или синтетическую ленту при больших расстояниях, в так называемых «полевых» условиях. В первую очередь это касается точности измерения, которая определяется средой, в которой распространяется ультразвук. Ее характеристики и их значения, в первую очередь плотности, не являются постоянными и могут меняться в процессе проведения измерительных работ. К другим недостаткам можно отнести ограниченность по расстоянию замера. Минимальная дистанция для данных приборов составляет 0,3 м., а максимальная 20 м.

Рис. 14. Ультразвуковая рулетка с лазерной указкой

Эта группа приборов предназначена для высокоточного измерения весьма малых расстояний. Такие приборы используются для компарирования мерных приборов, создания эталонов, высокоточного и точного смещений объектов и весьма малых скоростей перемещений. Интерферометр — это прибор, в котором производится пространственное разделение двух световых лучей и создание между ними разности хода с целью получения интерференционной картины, по которой и определяют измеряемую величину.

Рис. 15. Интерферометр

Геодезия — наука об измерениях на земной поверхности. В геодезии применяются преимущественно линейные и угловые измерения. Такие измерения необходимы для определения формы и размеров нашей планеты — Земли и её частей, для определения координат пунктов, создания карт, планов и профилей и для строительства различных сооружений. Геодезические измерения производятся также под земной поверхностью (в связи с горными работами, сооружением тоннелей и т.п.), под водой (при съёмках дна морей, океанов, озёр) и в околоземном пространстве. Геодезия при решении поставленных перед нею задач пользуется достижениями ряда других наук и прежде всего математики и физики. Материалы геодезических работ в виде планов, карт и числовых величин (координат и высот) точек земной поверхности имеют большое применение в различных отраслях народного хозяйства. Всякое сооружение проектируют с учетом имеющихся на местности контуров сооружений, дорог, водных источников, почвы, грунта. Поэтому для проектирования необходим план местности с подробным отображением всех деталей. Проектирование и строительство сел, городов, железных и шоссейных дорог нельзя выполнять без геодезических материалов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кучко А.С. Инженерная геодезия: метод. указания и контрольные задания для студентов-заочников строительных специальностей высших учебных заведений / под общей ред. проф. А.С. Кучко. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1985.

2. Фёдоров В.И., Шилов П.И. Инженерная геодезия: учебник для вузов. 2-е изд., пере- раб. и доп. М., Недра, 1982.

3. Разумов О.С. Инженерная геодезия в строительстве: учеб. пособие для строит. спец. вузов / под ред. О.С. Разумова. М.: Высш. шк., 1984.

4. Лукьянов В.Ф. Учебное пособие по геодезической практике. М.: Недра, 1986.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Приборы для измерение расхода открытых потоков. Интеграционные измерения с движущегося судна. Измерение расходов воды с использованием физических эффектов. Градуирование вертушек в полевых условиях. Измерение расхода воды гидрометрической вертушкой.

курсовая работа [1,5 M], добавлен 16.09.2015

Понятие и содержание геодезии как научной дисциплины. Система географических координат. Ориентирование линий в геодезии. Топографические карты и планы. Плановые и высотные геодезические сети. Линейные измерения. Работы, связанные со строительством.

курс лекций [1,7 M], добавлен 05.02.2014

Сущность угловых геодезических измерений. Обзор и применение оптико-механических и электронных технических теодолитов для выполнения геодезической съемки. Принципы измерения горизонтальных и вертикальных углов, особенности обеспечения высокой их точности.

курсовая работа [241,6 K], добавлен 18.01.2013

Техника геодезических измерений и построений. Правила работы с геодезическими приборами. Прохождение теодолитного хода. Расчеты горизонта инструмента и абсолютных отметок на пикетах и промежуточных расстояниях. Вычисление координат точек полигона.

отчет по практике [37,2 K], добавлен 19.06.2015

Понятие о геодезии как о науке, её разделы и задачи. Плоская прямоугольная и полярная системы координат. Абсолютные, условные, относительные высоты точек. Понятие об ориентировании, истинный и магнитный азимуты, геодезические измерения, их виды, единицы.

шпаргалка [23,7 K], добавлен 23.10.2009

Источник