D = b∙ctg .

Поскольку угол b мал (менее 1 0 ), то функцию tg можно заменить значением аргумента , выраженным в радианной мере. Тогда:

Конструкциями оптических дальномеров предусматривается, что одна из величин (угол b или база b) является постоянной, а вторая — переменной величиной, подлежащей измерению. В зависимости от этого различают два типа оптических дальномеров.

10.3.1 Дальномеры с постоянным параллактическим углом. При работе с такими дальномерами измеряют переменную величину l с помощью дальномерной рейки, устанавливаемой в конечной точке измеряемой линии. Обозначив в формуле постоянную величину r/b через К, получим:

где К – коэффициент дальномера.

Наиболее распространенным оптическим дальномером является нитяной дальномер с постоянным параллактическим углом. Он состоит из двух горизонтальных нитей, параллельных средней горизонтальной нити сетки трубы теодолита или нивелира. В комплект нитяного дальномера входит вертикальная рейка с делениями. Для измерения линии на одном её конце ставят инструмент, а на другом – отвесно рейку. Коэффициент нитяного дальномера равен 100.

К достоинствам нитяного дальномера относится простота устройства и удобство применения, к недостаткам – сравнительно низкая точность измерения расстояний, равная Последнее обусловлено влиянием на результаты измерений неблагоприятных внешних условий, неточности отсчитывания по рейке, большой толщины нитей, неточности коэффициента дальномера и делений рейки и т.п.

10.3.2 Дальномеры с постоянной базой. При работе с дальномерами данного типа измеряют угол b; постоянная база b закрепляется на дальномерной рейке специальными марками. В этом случае искомое расстояние определится по формуле:

где К = b∙r — коэффициент дальномера.

Во всех случаях дальномерная рейка может занимать как горизонтальное, так и вертикальное положение.

10.3.3 Дальномеры двойного изображения в значительной мере свободны от недостатков, присущих нитяному дальномеру, и позволяют получать результаты с точностью, близкой к точности измерения расстояний мерными лентами. В основу этих дальномеров положено свойство стеклянной призмы отклонять проходящие через нее лучи к основанию. Призма с очень малым преломляющим углом называется оптическим клином. Дальномеры двойного изображения изготавливаются в двух видах:

— дальномеры с постоянным параллактическим углом и переменной базой, в которых используется оптический клин;

— дальномеры с постоянной базой и переменным углом, в котором используются линзы либо их системы.

Источник

Параллактический метод измерений расстоянии

Под параллактическим способом понимается косвенный способ определения расстояния с помощью малого базиса, разбиваемого поперек измеряемой полосы, и параллактических углов, под которыми базис рассматривается из концов полосы. В первый раз данный способ был использован русским астрологом и геодезистом В. Я. Струве в 1836 г. при измерении длин сторон в полигонометрии. Параллактический способ употребляется в вариантах, когда конкретное измерение расстояний мерными устройствами нереально из-за наличия в створе измеряемых линий различного рода препятствий или проблемно ввиду сильно пересеченной местности. Геометрическая фигура, образованная измеряемой линией с базисом и связывающим их построением, именуется параллактическим звеном. Более обширное распространение в геодезической практике получили два типа параллактических звеньев. Звено треугольной формы с маленьким базисом, размещенным в конце полосы под углом 90°. В этом звене угол у = 90° именуется прибазисным. На местности измеряют базис Ь и параллактический угол ср.

48. Светодальномер — геодезический прибор, позволяющий с высокой точностью (до нескольких миллиметров) измерять расстояния в десятки (иногда в сотни) километров.

Расстояния измеряют по разности фаз излучаемого и принятого луча, модулируя свет разными частотами (фазовые светодальномеры) или по времени прохождения лучом измеряемого расстояния (импульсные светодальномеры).

Светодальномеры состоят из:

источника света или излучателя, обычно лазера,

отражателя (размещается на другом конце измеряемой линии),

Повышение мощности излучателя привело к возможности получения устойчивого отраженного сигнала от диффузной поверхности, что дает возможность измерять расстояние без использования отражателя. В свою очередь это приводит к экономии временных затрат.

В зависимости от области применения светодальномеры подразделяют на четыре группы:

СГ — светодальномеры, применяемые в государственной геодезической сети;

СП — светодальномеры, применяемые в прикладной геодезии;

СТ — светодальномеры, применяемые в геодезических сетях сгущения и для выполнения топографических съемок;

СТД — светодальномеры топографические, работающие по диффузному отражению.

49. Тригонометрическое нивелирование называют также геодезическим или нивелированием наклонным лучом. Оно выполняется теодолитом; для определения превышения между двумя точками нужно измерить угол наклона и расстояние. В точке А устанавливают теодолит, в точке В — рейку или веху известной высоты V. Измеряют угол наклона зрительной трубы теодолита при наведении ее на верх вехи или рейки (рис.4.38). Длину отрезка LK можно представить как сумму отрезков LC и CK с одной стороны и как сумму отрезков LB и BK с другой. Отрезок LC найдем из ΔJLC: LC = S*tg ν , остальные отрезки обозначены на рисунке.

LC + CK = LB + BK и S * tg( ν) + i = V + h.

Отсюда выразим превышение h

h = S * tg(ν) + i — V. (4.67)

Выведем формулу превышения из тригонометрического нивелирования с учетом кривизны Земли и рефракции. Вследствие рефракции луч от верхнего конца вехи идет по кривой, а визирная линия трубы будет направлена по касательной к этой кривой в точке J. Визирная линия трубы пересечет продолжение вехи в точке L1, а не L. Проведем уровенные поверхности в точках A, B, J (рис.4.39).

Проведем касательную к уровенной поверхности в точке J и обозначим: высоту прибора — i, высоту вехи — V, горизонтальное проложение линии AB — S.

Превышение точки B относительно A выражается отрезком BK. Отрезок L1K на рис.4.39 можно выразить через его части двумя путями:

L1K = L1E + EF + FK,
L1K = L1L + LB + BK.

Отрезок L1E найдем из Δ JL1E. Этот треугольник можно считать прямоугольным, так как угол L1EJ очень мало отличается от прямого, всего лишь на величину центрального угла ε =(S / R)*r. Этот угол при S = 1 км не превосходит 0.5′.

но поскольку JE = S, то L1E = S * tg(ν).

Отрезок EF выражает влияние кривизны Земли:

отрезок FK равен высоте прибора FK = i; отрезок L1L выражает влияние рефракции:

L1L = r * (S2 / 2*R) * k = p * k;

отрезок LB равен высоте вехи V.

S * tg(ν) + p + i = r + V + h,

h = S * tg(ν) + (i — V) + (p — r),

h = S * tg(ν) + (i — V) + f. (4.68)

При измерении расстояния с помощью нитяного дальномера формула превышения несколько изменяется; так как S = (Cl + c)* Cos2(ν), то

h = 0.5*(Cl + c)*Sin(2*ν) + i — V + f = h’+ i — V + f,

Величину h’= 0.5*(Cl + c)*Sin(2*ν) называют тахеометрическим превышением.

При S = 100 м величиной f можно пренебречь, так как

где S — расстояние (в сотнях метров).

Ошибка измерения превышения из тригонометрического нивелирования оценивается величиной от 2 см до 10 см на 100 м расстояния.

При последовательном измерении превышений получается высотный ход; в высотном ходе углы наклона измеряют дважды: в прямом и обратном направлениях.

Теодолитная съёмка

горизонтальная геодезическая съёмка местности, выполняемая для получения контурного плана местности (без высотной характеристики рельефа) с помощью Теодолита

Геодезические работы в путевом хозяйстве весьма разнообразны, производятся съемки:

плана и профиля пути, полосы отвода, станций,

больных и временных объектов железнодорожного пути, подлежащих оздоровлению или замене,

площадей под застройку служебных и технических зданий,

устройств водоснабжения и канализации при их ремонте;

А также, проводятся гидрологические и гидрометрические работы при обследовании искусственных сооружений; выполняются разбивочные работы по перенесению проектов на местность и при текущем содержании пути и ряд других.

Все эти работы делятся по периодам выполнения на подготовительные, полевые (основные) и камеральные.

Период подготовительных работ начинается обычно с момента получения задания и заканчивается выходом в поле для производства съемки или разбивки.

В этот период производится:

подбор и получение в необходимом количестве геодезических инструментов, принадлежностей и полевых журналов;

оформление в необходимых случаях разрешения на право производства работ;

сбор технической документации, необходимой для производства топографо-геодезических работ;

комплектование штата рабочих;

инструктаж по технике безопасности и должностным инструкциям и подготовка геодезического инструмента к производству работ.

Полевые геодезические работы выполняются непосредственно на местности и в зависимости от назначения в них входят:

создание плановой основы;

привязка геодезической основы участков съемки к пунктам государственной основы или ведомственных съемок;

съемка подробностей ситуации, рельефа, профилей и отдельных объектов;

разбивка по перенесению проекта на местность при капитальных работах и при текущем содержании пути;

наблюдения за режимом рек и водоемов и ряд других видов геодезических работ.

При выполнении полевых работ ведется документация: пикетажные, нивелировочные, тахеометрические журналы, журналы углов поворота, абрисы и др.

В процессе камеральной обработки полевой документации производится: обработка угловых измерений, вычисление координат вершин полигонов и отметок точек, вычерчивание планов, профилей, графиков и ряд других работ.

Абрис в геодезии — сводка уравновешенных результатов измерения углов, произведенного в точках триангуляционной сети. Пункт, к которому относится такой абрис, часто называется пунктом абриса. Карл Гаусс в своих абрисах приводил лишь уравновешенные направления. Позже для всякого пункта тригонометрической сети показываются, кроме уравновешенных, «измеренные направления» и логарифмы расстояний между всеми визирными точками и точкой абриса.

Электронный тахеометр

Электронный тахеометр — это высокоточный и высококачественный современный геодезический прибор который значительно упростил проведение геодезических измерений.
По сути, электронный тахеометр состоит из угломерной части, светодальномера, и встроенного компьютера. Таким образом с помощью угломерной части определяются горизонтальные и вертикальные углы, светодальномера — расстояния, а встроенный компьютер решает различные геодезические задачи, обеспечивает управление прибором, контроль и хранение результатов измерений. Результаты измерений можно перекачать на ПК и обработать в специальных программах.
Электронные тахеометры могут работать как в отражательном режиме (наблюдатель ведет измерения на специальные устройства — отражатели, призмы, отражающие марки) так и в безотражательном режиме (наблюдения ведутся непосредственно на наблюдаемый объект)
Существуют также роботизированные тахеометры, с помощью которых наблюдения может вести один человек, эти приборы по заданной программе сами находят положение отражателей и производят измерения.
Область применения электронного тахеометра достаточно широка: — строительство, землеустройство, топография, инженерный изыскания и т.д.
Основные функции тахеометра — определение координат; вынос в натуру координат, линий и дуг; обратная засечка; определение высоты недоступного объекта; вычисление площади и т.д

52. ТАХЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКА. Работа на станции при съемке пдробностей. Абрис.

Работу на станции ведут в такой последовательности:

1) Устанавливают теодолит над точкой съемочного обоснования и приводят его в рабочее положение. Нивелирной рейкой с точностью до 0,01 м измеряют высоту теодолита V. Результат записывают в журнал тахеометрической съемки. Для упрощения последующих вычислений рекомендуется высоту прибора V отметить на рейке шнурком или лентой яркого цвета и при наблюдениях визировать на эту отметку.

2) Определяют место нуля вертикального круга и записывают его в журнал тахеометрической съемки.

3) Ориентируют лимб по направлению на одну из точек съемочного обоснования. Так как тахеометрическая съемка выполняется при одном положении вертикального круга, целесообразно ориентировать теодолит при положении вертикального круга слева (Л).

Для ориентирования совмещают отсчетный индекс алидады с нулевым штрихом лимба горизонтального круга, закрепляют алидаду, открепляют лимб и, вращая его, визируют на выбранную точку съемочного обоснования. После этого закрепляют лимб и наводящим винтом лимба совмещают центр сетки нитей с выбранной точкой.

4) На каждой станции наблюдатель и записывающий осматривают участок съемки, выявляют характерные точки ситуации и рельефа. Записывающий составляет абрис.

На абрисе показывают положение станции, на которой стоит теодолит, станцию, на которую теодолит сориентирован, снимаемые предметы и контуры местности, выбираемые реечные точки. Реечные точки должны иметь сквозную нумерацию на всем снимаемом участке с первой по последнюю станцию.

При съемке ситуации реечные точки должны быть на всех поворотах контуров, а также через принятые расстояния на прямых участках контуров.

При съемке рельефа реечные точки выбирают на характерных для рельефа элементах — на вершинах, точках перегиба ската и т.д. Их распределяют равномерно по всему участку. Обычно направление скатов показывают на абрисе стрелками.

При составлении абриса намечают последовательность перехода с одной точки на другую.

5) Последовательно устанавливают рейку на все намеченные точки. При визировании на рейку вертикальную нить сетки совмещают с осью рейки, а горизонтальную — с отсчетом, соответствующим высоте прибора. Если этот отсчет не видно, то среднюю нить наводят на какой-либо отсчет, кратный метру (2 или 3 м) и записывают его в соответствующую графу тахеометрического журнала.

Источник