Тема: Измерения расстояний
1. Приборы для измерения линий
_______ Линейные измерения на местности могут выполняться непосредственно (с помощью мерных приборов) и косвенно (с помощью дальномеров). В качестве мерных приборов используются следующие.
1.1. Стальные мерные ленты со шпильками
 |
1.2. Стальные рулетки различной длины (от 2 до 100 м) в открытом или закрытом корпусе
 |
1.3. Инварные ленты и проволоки (сплав железа и никеля в соотношении 64:36)
1.4. Дальномеры различной точности
 |  |  |
_______ Наиболее простым из дальномеров является нитяной . Более сложные – светодальномеры и лазерные . Самым точным считается лазерный дальномер.
 |
_______ Для транспортировки лента наматывается на металлическое кольцо.
_______ Компарирование ленты – это сравнение длины рабочей ленты с длиной эталона. Выполняется на компараторах .
 |
_______ На концах компаратора укрепляются металлические шкалы длиной 150 мм . При компарировании измеряется температура воздуха ( tкомп. ).
2. Подготовка линии местности к измерению
_______ Перед измерением линии конечные точки закрепляются. В конце линии ставится веха. При длине линии более 200 м она предварительно провешивается, то есть в створ линии ставятся дополнительные вехи.
 |
3. Порядок измерения линии лентой
_______ Измерение линии производят два мерщика – передний и задний. У заднего мерщика одна шпилька, а у переднего – 10 .
_______ Задний мерщик выставляет переднего в створ линии и собирает шпильки. Когда у заднего мерщика набирается 10 шпилек, он передает их переднему и записывает передачу.
 |
_______ В результате длина линии вычисляется по формуле:
 , |
____ где N – количество передач по 10 шпилек;
_______ n – количество шпилек у заднего мерщика, не считая шпильки, которая в земле;
_______ r – остаток.
_______ Линия обязательно измеряется прямо и обратно . При измерении записывается температура воздуха ( tизм. ).
4. Учет поправок при линейных измерениях. Точность измерений
_______ В измеренное значение длины линии вводят поправки :
ΔDk – поправка за компарирование,
ΔDt – поправка за температуру,
ΔDv – поправка за наклон линии.
 |
где D – длина измеренной линии,
___ Δl – поправка за компарирование.
_______ Если поправка положительная , то есть длина ленты больше 20 м , то поправка прибавляется, если отрицательная – отнимается.
 |
α – линейный коэффициент расширения стали ( 12*10 -6 );
поправка за температуру вводится если (tизм. – tкомп.) > 8 o .
 |
 |
 |
_______ Тогда в общем виде:
 |
_______ При измерении длин линий не только мерной лентой, но и другими мерными приборами (рулетками, инварными проволоками) вводятся те же поправки.
_______ Точность измерений линий лентой зависит главным образом от характера местности:
при идеальных условиях – 1/3000 ;
при средних условиях – 1/2000 ;
при неблагоприятных условиях – 1/1000 . Например: точность 1/2000 означает: на 100 м ± 5 см .
5. Определение неприступных расстояний
_______ В некоторых случаях, вследствие каких-либо препятствий, измерить линию продольного хода непосредственно лентой невозможно.
5.1. 1-й случай: (точка В недоступна для линейных измерений). По теореме синусов
_______ Разбиваем на местности ≈ равносторонний треугольник. Измеряем углы: ß1 , ß2 , ß ‘ 1 , ß ‘ 2 и базисы b1 , b 2 . Тогда неприступное расстояние АВ определяется по теореме синусов :
 |
 |
_______ При заданной точности измерения базисов 1:2000 , предельное расхождение между двумя определениями d не должно превышать 1:1000 . За окончательное значение берется среднее из двух определений .
5.2. 2-й случай: разбиваем на местности примерно равнобедренные треугольники ABC, ABC1. По теореме косинусов _______ Этот способ применяется, когда между точками A и В нет взаимной видимости.
 |
 |
 |
 |
 |
Измеряются базисы: a , b , a1 , b1 . Расстояние определяется по теореме косинусов . Расстояние определяется дважды. Расхождение между двумя определениями – 1/1000 . За окончательное значение берется среднее.
6. Оптические дальномеры
_______ Наиболее распространенным типом дальномеров является нитяной .
 |
Здесь p – расстояние между дальномерными нитями;
_____ n – количество делений дальномерной рейки между дальномерными нитями;
_____ p – коэффициент дальномера, который обычно равен 100 ;
_____ n – количество делений дальномерной рейки, видимых в трубу между дальномерными нитями.
_______ Расстояние с помощью нитяного дальномера определяется по формуле:
 |
_______ При измерении наклонных расстояний дальномером визирный луч направлен наклонно.
 |
_______ Если бы рейка стояла перпендикулярно лучу MN , то взяв по рейке отчет n ‘ , мы определили бы расстояние:
 |
_______ где C – постоянное слагаемое дальномера. В действительности же рейка всегда ставится вертикально и берется отчет n . Считая треугольник прямоугольным, получим:
 |
_______ cледовательно:
 |
_______ Тогда горизонтальная проекция d равна:
 |
_______ Исследованиями установлено, что точность измерения расстояний нитяным дальномером при использовании технических теодолитов ≈ 1/300 .
_______ С другими оптическими дальномерами можно ознакомиться в учебнике Д.А. Кулешова, Г.Е. Стрельникова «Инженерная геодезия для строителей» .
_______ В настоящее время для определения расстояний разработаны светодальномеры и лазерные дальномеры . Устройство этих приборов основано на измерении времени, необходимого для прохождения электромагнитных волн в прямом и обратном направлениях.
 |
 |
_______ Считая, что скорость распространения электромагнитных волн V известна, можно записать:
 |
_______ Прибор состоит из приемопередатчика, установленного на начальной точке, и отражателя, установленного на конечной точке линии.
_______ Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме:
_______________________________________________ V = 2997925 ± 0,4 км/c
Источник
Измерение длины линий оптическими дальномерами
Дальномераминазываются геодезические приборы, с помощью которых расстояние между двумя точками измеряют косвенным способом. Дальномеры подразделяются на оптические и электронные. Оптические дальномеры делятся на дальномеры с постоянным параллактическим углом и дальномеры с постоянным базисом. В зависимости от вида электромагнитных колебаний электронные дальномеры подразделяются на светодальномеры, использующие поддиапазон видимых и инфракрасных длин волн и радиодальномеры, использующие поддиапазон радиоволн.
Светодальномеры.По методу определения времени прохождения света по измеряемой линии светодальномеры можно делить на импульсные, фазовые и комбинированные.
В импульсных светодальномерах излучение высокой интенсивности производится в виде кратковременных импульсов, а время прохождения световым импульсом расстояния до отражателя и обратно определяется непосредственно с помощью быстродействующего датчика времени либо с последующим преобразованием временного интервала. Принцип измерения показан на рисунке 21.
 | Импульс электромагнитных колебаний передатчиком 1 направляется к отражателю 3; одновременно часть импульса направляется на индикатор времени 4. Отраженный импульс улавливается приемником 2 и регистрируется индикатором времени. Для образования сигнала и обеспечения работы частей дальномера служит источник энергии 5. |
| Рисунок 21 – Принцип измерения расстояния светодальномером |
Определив время t прохождения импульсом пути «передатчик – отражатель — приемник» и зная скорость распространения электромагнитных волн в воздухе V , можно рассчитать расстояние между точками А и В по формуле:
D = D1 + c =V t/2 + c, (12)
где D1 – расстояние, проходимое световым импульсом от передатчика до отражателя;
с – постоянная дальномера, определяемая специальными исследованиями.
Радиодальномеры. Принцип действия радиодальномеров практически тот же, что и светодальномеров. Радиодальномер состоит из двух взаимозаменяемых приемопередающих радиостанций, размещаемых в пунктах, между которыми определяется расстояние. Радиостанции снабжены устройствами для измерения времени прохождения радиосигналов от одного пункта до другого.
В отличие от светодальномеров, на работу которых существенно оказывают влияние атмосферные условия, радиодальномеры позволяют вести измерения при любых метеорологических условиях (кроме сильного дождя) и в любое время суток.
Оптические дальномеры – это геодезические приборы, позволяющие определять горизонтальные и наклонные расстояния косвенным методом. В основу определения расстояний положено решение равнобедренного треугольника, имеющего одну короткую сторону (рисунок 22).
Рисунок 22 – Принцип измерения расстояний оптическими дальномерами:
а – параллактический треугольник, б – с постоянным параллактическим углом,
в – с постоянной базой
Острый угол такого треугольника ε называетсяпараллактическим,а противолежащая сторонаb – базой.Расстояние D определяется решением параллактического треугольника по формуле:
(13)
Нитяной дальномер — простейший оптический дальномер с постоянным параллактическим углом и переменной базой имеется в зрительных трубах всех геодезических приборов. В поле зрения трубы прибора видны три горизонтальные нити. Две из них, расположенные симметрично относительно средней нити, называются дальномерными. Нитяной дальномер применяют в комплекте с нивелирной рейкой, разделенной на сантиметровые деления (рисунок 23).
Источник
