Измерение линий мерными приборами

 

 

Измерение линий состоит в том, что мерный прибор (ленту, рулетку) последовательно откладывают между начальной и ко­нечной точками измеряемой линии.

Измерение производят в такой последователь­ности.

Рекогносцировка, т. е. предварительное озна­комление с местностью. При рекогносцировке намечают на местности положение линий, подлежащих измерению. Линии стараются располагать так, чтобы условия для измерений были наиболее благоприятными.

Вешение линии,т. е. установка вешек в створе линии. Створом называют вертикальную плоскость, про­ходящую через конечные точки линии.

При подготовке створа линии к измерению ее концы фиксиру­ют кольями, штырями, обрезками труб и т. д.; расчищают полосы шириной 1,5...2,0 м от растительности и остатков снесенных стро­ений; забивают колья или штыри в местах перегибов местности. До измерения линию обозначают на местности (примерно через100м) вешками – деревянными или металлическими кругляка­ми с равномерной яркой красно-белой окраской и заостренными концами. Вехи устанавливают либо «на глаз», либо с помощью оптической зрительной трубы с такой частотой, чтобы при на­хождении мерщика у одной из них обеспечивалась видимость двух смежных. Вешение «на глаз» менее точно, чем с помощью опти­ческой трубы с увеличением, однако его точность вполне доста­точна, если измерение делать мерной лентой со шпильками.

Вешение «на глаз» (рис. 30, а)выполняют приемами «от себя» и «на себя». При вешении «от себя» один мерщик становится на исходной точке, а на конечной точке второй мерщик устанавливает веху­ 7 такой высоты, чтобы она была видна с исходной точки.

Второй мерщик по створу на расстоянии не более 100м от начала устанавливает веху 4, перемещая ее перпендикулярно створу до совпадения ее с вехой 7 на конечной точке. Команды о смеще­нии устанавливаемой вехи в створ подают отмашкой руки.

 

 

 

Рис. 30. Вешение линии:

а – профиль и план; б – измерение линии; 1,4,7 – вехи; 2,5 – шпильки;

3,6 – замеры

 

 

При вешении «на себя» мерщик выставляет вешку или уклады­вает мерную ленту в створе двух других вех, имея их перед собой.

Измерение линии (рис. 30, б)выполняет бригада из двух че­ловек. Ленту разматывают с кольца. Передний мерщик (МП) с десятью (пятью) шпильками протягивает передний конец ленты и по указанию заднего мерщика (МЗ) укладывает ее в створ из­меряемой линии. Задний мерщик совмещает начальный штрих зад­него конца ленты с началом линии, вставляя в вырез ленты шпиль­ку. Передний мерщик встряхивает ленту, натягивает ее «от руки» силой около 98 Н и в вырез на переднем конце вставляет шпильку. Затем МЗ вынимает зад­нюю шпильку, МП снимает со шпильки ленту, и оба переносят ее вперед вдоль линии. Дойдя до первой шпильки, МЗ закрепляет на ней ленту, ориентирует МП, выставляя его руку со шпилькой и лентой в створ линии по передней вехе 7. Затем работа продол­жается в том же порядке, что и на первом уложении ленты. Целое уложение ленты называется пролетом.

Когда все 11(6) шпилек будут выставлены, у МЗ окажется 10 (5) шпилек. Задний мерщик передает переднему все собранные шпильки. Измеренный отрезок будет равен 10 l ₀, что при 20-метро­вой длине ленты равно 200м. Число таких передач записывают в журнал измерений. Сюда же записывают результаты измерения неполного пролета: от последней шпильки в полном пролете до конечной точки линии.

Для контроля линию измеряют вторично, при этом мерщики меняются местами, а за начало измерений принимают бывшую последней точку при измерении линии «прямо».

Чтобы избежать грубых погрешностей при измерении, выпол­няют следующие действия: 1. подсчитывают, сколько шпилек у МЗ и МП, чтобы удостовериться, что в сумме они составляют комплект. 2. Следят, чтобы при измерении остатка отсчет выпол­нился от заднего конца ленты. 3. При отсчитывании делений на середине ленты следят, чтобы лента не быта перекручена, так как при этом можно спутать число целых метров. Например, вме­сто 6м отсчитать 9м, вместо 9 - 11м.

Измеренную 20-метровой лентой длину линии D вычисляют по следующей формуле:

 

 

D = 200N + 20(п – 1) + r,

 

где N – число передач шпилек; п – число шпилек у М3; r – остаток.

За окончательное значение принимают среднее арифметичес­кое от измерений «прямо» и «обратно». Измерения считают вы­полненными правильно, если раcхождение результатов измере­ний «прямо» и «обратно» не превышают:

1:3000 от измеренной длины – при благоприятных условиях измерений (например, твердое покрытие);

1:2000 – при средних условиях измерений (например, ровная поверхность грунта);

1:1000 – при неблагоприятных условиях измерений (например, болотистая, кочковатая заросшая местность, снег и т. д.).

Измерения линий рулеткой производят аналогично. Однако фиксация концов измеренных отрезков при работе рулеткой должна выполняться более точно (вешкой, иглами, остроотточенными карандашами и т. д.).

Измерение линий шкаловыми лентами с повышенной точностью производят по кольям, которые вбивают в грунт под шкалами. Натяжение мерного прибора осуществляют силой 98 Н с помощью пружинного динамометра. Концы отрезков линии на кольях фиксируют булавками и произ­водят отсчеты по передней (П) и задней (3) шкалам. После каждой пары отсчетов ленту сдвигают. В зависимости от требований к точности производят две или три пары отсчетов. О правильности отсчетов судят по разностям (П - 3).

Сравнение значений длин отрезков, измеренных в прямом и обратном направлениях D _пр и D _обр позволяет обнаружить грубые промахи в измерениях, например, просчеты в целое число отложений мерного прибора. Назад

 

ВЫЧИСЛЕНИЕ ДЛИНЫ ЛИНИИ

При вычислении длин линий в результат измерения вводят поправки, которые исключают влияние система­тических погрешностей.

Поправка ∆ D _к за компарирование мерного прибора. При измерении линий фактическая длина мерного при­бора отличается от номинала на величину поправки за компарирование
l = l₀ + ∆ l _к. Оцифровка мерного при­бора соответствует номиналу, поэтому результат измере­ния остатка обозначим через r ₀. В этом случае фактиче­ская длина остатка r за счет поправки за компарирование изменится на величину, пропорциональную длине остат­ка, т. е.

 

r = r ₀ + (∆_к/ l ₀) r ₀ (26.1)

 

Аналогичное равенства можно записать для отрезка, чья длина кратна номинальной длине ленты l ₀

 

D = n(l ₀ + ∆ l _к), (26.2)

 

где n – число целых мерных лент, отложенных в процессе измерения отрезка.

Полная длина линии запишется как сумма (24.1) и (24.2)

 

D = n(l ₀ + ∆ l _к) + (r₀ + r ₀). (26.3)

 

Раскроем скобки и перепишем формулу (24.3) в несколько ином виде

D = (n l ₀ + r ₀) + _к. (26.4)

Величина (n l₀ + r ₀) – эта длина линии, вычисленная с номинальным значением длины мерного прибора. Обозначив ее через D ₀, запишем

D = D ₀ + (D ₀/ l ₀)∆ l _к.

Величину

∆ D _к = D – D ₀ = (D ₀/ l ₀)∆ l _к

называют поправкой в длину мерного прибора за компарирование.

 

Поправка ∆ D _t за температуру мерного прибора. При измерении линий температура мерного прибора t обычно отличается от температуры компарирования t ₀. В этом случае длина мерного прибора равна

 

l = l ₀ + α(t – t ₀) l ₀

где α– коэффициент линейного расширения материала мерного прибора (для стали α= 12,5.10^-6).

Соответственно изменится длина остатка

 

r = r ₀ + α(t – t ₀) r ₀.

С учетом предыдущего соотношения получим уравнение, учитывающее поправку за температурное расширение прибора.

 

 

D = (n l ₀ + r ₀) + α (t – t ₀) (n l ₀ + r ₀),

 

но n l ₀ + r ₀ = D ₀, тогда

 

D = D ₀ + α (t – t ₀) D ₀.

 

Величину

 

∆ D_t = D – D ₀ = α(t – t ₀) D ₀.

 

называют поправкой в длину линии за температуру мер­ного прибора.

Если при измерении линий для создания топографиче­ских планов разность температур по абсолютной величине не превышает 8º, то поправку за температуру не учиты­вают. При учете поправок обычно измеряют температуру воздуха, а не мерного прибора. Возникающая при этом погрешность мала и не влияет на точность измерений.

При измерении длин линий на конструкциях зданий и сооружений дополнительно учитывают температурные расширения конструкций. Если температуру конструкций при эксплуатации обозначить через t _э, то поправку за температуру можно вычислить по формуле

∆ D_t = ∆α(t _ср– t _э) D ₀ + ∆ t α_ср D ₀, (26.5)

 

где α_ср, t _ср– средние значения соответственно коэффи­циентов линейного расширения и температур конструк­ций и мерного прибора; ∆α, ∆t – разности коэффициентов линейного расширения и температур конструкций мерного прибора.

Поправку по формуле (26.5) учитывают при выполнении высокоточных линейных измерений на конструкциях уникальных сооружений.

На объектах массовой застройки из сборных железо­бетонных конструкций разность коэффициентов линейного расширения ∆α. близка к нулю (0,5.10^-6), поэтому пер­вый член правой части равенства (26.5) мал. Тогда

 

∆ D_t = ∆ t α_ср D ₀.

 

Наибольшие затруднения при измерениях вызывает определение температуры конструкций, так как для этого приходится в них делать лунки. Поэтому поправки по формуле (26.5) учитывают только при возведении зданий повышенной этажности и промышленных сооружений с пролетами между опорами более 6м.

На типовых зданиях массовой застройки для упро­щения вычислений и измерений значения поправок метро­вых делений прибора приводят к значениям температуры эксплуатации здания, что позволяет обойтись без учета температуры.

Поправка ∆ D _ν,h за приведение линии к горизонту. Горизонтальное положение d наклонной линии D находят по углу наклона v или по превышению h (рис. 31).

Если известен угол наклона, то из прямоугольного треугольника АВС имеем

 

d = D cos ν.

 

 

Рис. 31. Поправка за приведение линии к горизонту

 

При вычислениях горизонтальных проложений исполь­зуют микрокалькуляторы. При отсутствии микрокальку­лятора для упрощения вычислений в результаты измере­ний вводят поправку

 

∆ D _ν = d – D = – D (1 – cos ν) = –2 D sin(ν /2)

 

Поправка за приведение линий к горизонту всегда отрицательна,, так как горизонтальное проложение всегда меньше длины наклонной линии.

При углах наклона менее 10º синус изменяется про­порционально значениям угла. Поэтому sin (v /2)≈ 0,5 sin v. Тогда

 

∆ D _ν = –0,5sin² ν

Если известно превышение концов измеряемой линии, то по теореме Пифагора (рис. 31)имеем

 

D ² = d ² + h ²; h ² = D ² – d ² = (D – d) (D + d).

При вычислениях поправки обычно удерживают две­–три значащие цифры, поэтому можно принять d≈D. Если учесть, что ∆ D_h = d – D, то

 

∆D _h = – h ²/2 D (24.6)

 

Если линия имеет перегибы ската, то поправки за приведение к горизонту вычисляют по частям. При этом линию разбивают на отрезки с равномерными скатами, а поправку для каждого отрезка вычисляют раздельно по формуле (24.6).

Окончательно горизонтальное проложение линии с уче­том всех поправок вычисляют по формуле

 

 

d = D ₀ + ∆ D _к + ∆ D_t + ∆ D _ν,h.

 

 

При измерении линий могут быть допущены промахи и грубые погрешности. Один вид промахов (оцифровку делений) был отмечен выше. Существует еще целый ряд погрешностей, влияние которых на суммарный результат измере­ний можно существенно уменьшить. Эти погрешности носят си­стематический характер по влиянию на результат, но случайны по величине. Чтобы уменьшить их величины, необходимо учиты­вать следующее.

1. Отклонение концов рулетки от створа измерений всегда увеличивает измеряемую длину. Чем меньше отклоняются концы от створа, тем меньше погрешность измерения. При измерениях для многих целей укладку мерных приборов в створ производят с использованием оптических труб. К такому приему прибегают в тех случаях, когда хотят получить результат с относительной погрешностью менее 1:3000 от измеряемой длины. Отклонения от створа концов 30 и 50-метровых рулеток более чем на 0,15м недопустимы.

2. Большую погрешность в измеряемую длину может внести разное натяжение прибора при эталонировании и практической работе. Следует избегать избыточного натяжения, так как тонкое полотно рулеток растягивается, при этом часто не восстанавли­вая начальную длину. Достаточно точно (до ± 100 Н) можно вы­держать натяжение, используя для этого ручные приборы – ди­намометры типа ПН-2 или пружинные бытовые весы.

3. Недопустимо ослаблять внимание при отсчитывании по кон­цам мерного прибора или его фиксации. Достигнутая точность может быть утрачена при неодновременном снятии отсчетов, под­вижке мерного прибора во время фиксации его концов. Поэтому не следует пренебрегать возможностью дважды или даже трижды взять отсчеты по концам мерного прибора и сравнить разности от­счетов по переднему и заднему концам (П – 3). Разность отсчетов (для одного пролета измерений) при работе рулетками не должна превышать 2мм, а при измерении мерными лентами – 1см.

4. Необходимо следить не только за превышением концов мер­ного прибора, но и за его изгибом в вертикальной плоскости. Точ­ность определения поправки за наклон зависит от точности опре­деления превышений: чем короче линия, тем точнее надо знать превышение. Как правило, достаточно его знать с погрешностью до 1,0...1,5 см на 100м длины.

5. При введении поправок за отличие температуры, данной в урав­нении рулетки (+20С^º), и температуры измерений следует помнить, что измеряют температуру воздуха, а поправку вводят за изменение температуры металлического полотна мерного прибора. Поэтому при прямом солнечном облучении мерного прибора термометр подкла­дывают под его полотно и держат 3...5 мин. с тем, чтобы точнее определить температуру мерного полотна. Разность температуры воз­духа и мерного прибора измеряют с погрешностью не грубее 5 С^º.

6. Существенно исказить результат измерения может плохое за­крепление точек, между которыми ведется измерение. Вязкая поч­ва, зыбко забитые кол, штырь или шпилька, изменяющие свое положение от случайных ударов, приводят к появлению недопу­стимых погрешностей в измеряемой длине. Назад

 

 

ОПТИЧЕСКИЕ ДАЛЬНОМЕРЫ

 

В основу определения расстояния (рис. 32) опти­ческими дальномерами положено оптико-механическое решение равнобедренного параллактического треуголь­ника, в котором известен параллактический угол β и про­тиволежащая ему сторона b, называемая базой дально­мера.

 

 

 

Рис. 32. Параллактический треугольник

 

Обычно параллактический угол мал (не более 1º), длина базы находится в пределах 1-3м, измеряемое же расстояние D достигает сотен метров.

Из треугольника ANMимея в виду, что биссектриса перпендикулярна к базе b, напишем

 

D = ctg , (27.1)

или по малости угла

D = ctg = , (27.2)

 

где ρ – число угловых секунд в радиане.

В зависимости от того, какой элемент, входящий в формулу (27.2), изменяется, различают следующие типы дальномеров: 1) дальномер с постоянным углом; 2) дальномер с постоянной базой; 3) дальномер с переменным углом и пере­менной базой.

В практике находят применение главным образом первые два ти­па дальномеров, которые изготавливаются в виде порта­тивных насадок на объектив зрительной трубы геодези­ческого прибора (теодолита, тахеометра и др.) или в виде самостоятельных приборов.

Постоянный параллактический угол образуется опти­чески: с помощью дальномерных штрихов на сетке нитей (нитяной дальномер), призм или линз; надеваемых на объектив зрительной трубы (дальномеры двойного изображения с клиновым или линзовым компенсато­рами).

Переменный параллактический угол образуется вза­имным перемещением линз – компенсаторов, устанавли­ваемых перед объективом.

Роль базы выполняет дальномерная рейка, устанавливаемая вертикально или горизонтально.

Вертикальная рейка удобна в эксплуатации, так как может быть изготовлена значительной высоты (до 3­ – 4м) и легко удерживаться руками в отвесном положении с контролем по круглому уровню. Недостатком ее приме­нения является неодинаковое искривление (рефракция) нижнего и верхнего визирных лучей, вследствие чего разность рефракций входит в результат измерений как погрешность, снижая точность измерения расстояний.

Горизонтально расположенная рейка свободна от влияния вертикальной рефракции, но менее удобна в эксплуатации, так как для обеспечения видимости ее концов требуется прорубка широких визирок при рабо­тах в залесенной местности, а для установки необходим штатив. Практические габариты горизонтальной рейки1-2м.

Многолетний опыт эксплуатации оптических дально­меров, особенно при выполнении инженерно-геодезичес­ких работ в труднодоступных районах новостроек, в тайге, горах, в застроенных городских условиях дает основание утверждать, что они являются подчас единст­венно возможным средством оперативного измерения расстояний с наименьшей затратой труда.

Поскольку назначение оптических дальномеров ана­логично назначению механических мерных приборов, це­лесообразно рассмотреть условия, при которых дально­мером можно измерить расстояние с такой же точностью.

Из формулы (27.2) получим выражение для отно­сительной погрешности измерения расстояния

 

 

= + , (27.3)

 

где m_b, m_D, m_β – средние квадратичные погрешности измерения базы, расстояния и параллактического угла соответственно.

Для дальномеров с постоянным параллактическим углом и переменной базой из формулы

(27.3) имеем

 

. (27.4)

При значении базы, равном 3м, и нормативной относительной погрешности измерений 1:1500 имеем

m_b = b мм.

 

При таком же базисе и необходимости измерений с точностью 1:5000 величина m_b не должна быть более 0,7мм.

Для дальномеров с переменным параллактическим углом и постоянной базой из формулы (27.3) имеем

 

. (27.5)

 

На расстоянии 100м при базе, равной 1м параллактический угол β составит 2000˝, а точность его измерения при нормативной погрешности 1:5000 должна быть

 

˝;

 

Как следует из этого анализа, для получения расстоя­ний с такой же относительной погрешностью, как и приизмерении механическими мерными приборами, измере­ние базы и параллактического угла следует выполнять с весьма высокой точностью. Назад

 

 

НИТЯНОЙ ДАЛЬНОМЕР

 

Принцип измерения расстояний дальномерами основан на решении прямоугольного треугольника, в котором по малому параллактическому углу β и противолежащему катету b (базису) определяют длину другого катета D = ctg β. Для упрощения измерений одну из этих вели­чин делают постоянной, а другую измеряют. Если ве­личина b постоянная, а величину β измеряют, то это даль­номер с постоянным базисом. Если величина β постоянна, а измеряют b, то это дальномер с постоянным углом.

Наибольшее распространение в геодезической прак­тике нашел нитяный дальномер. Это дальномер с постоянным параллактическим углом и переменным базисом. Он состоит из двух горизонтальных нитей, параллельных средней нити сетки трубы прибора. В комплект дальномера входит вертикальная рейка с сантиметровыми деле­ниями.

Для измерения расстояний на одном конце отрезка устанавливают прибор, а на другом – рейку (рис. 33, а). Пусть визирная ось трубы горизонтальна. Лучи от дальномерных нитей, изображенных на рисунке точками а и b, пройдя через объектив и передний фокус F, пересекут рейку в точках A и В.

Из подобия треугольников A F Bи а' Fb' следует: D' /n = f/р, откуда

 

 

D' =(f/р) n,

где f – фокусное расстояние объектива; р – расстояние между дальномерными нитями.

 

 

 

 

 

Рис. 33. Схема измерений нитяным дальномером:

а – проложений; б – наклонных расстояний

 

Отношение f/р = К для данного прибора постоянно и называется коэффициентом дальномера. На рис. 33, а видно, что

 

D = D ' + f + δ,

 

где δ – расстояние от объектива до оси вращения трубы.

Величину с = f + δ называют постоянным слагаемым дальномера, а определяемое расстояние вычисляют по формуле

 

D = Кп + с. (28.1)

В современных приборах постоянное слагаемое мало и его часто не учитывают при измерениях.

В приборах с фокусным расстоянием объектива f = 200мм обычно расстояние между дальномерными ни­тями делают равным р = 2мм. В этом случае К = f/р = 100. что существенно упрощает вычисления. При сан­тиметровых делениях рейки дальномерный отсчет по ней в делениях выразит расстояние в метрах.

Формула (28.1) получена для случая, когда рейка рас­положена перпендикулярно к визирной оси трубы. При измерениях на местности это условие нарушается, так как рейку устанавливают вертикально и при наклонном положении визирной оси (рис. 33, 6). Если рейка наклонена по отношению к визирной оси на угол ν, то вместо пра­вильного отсчета М' N' = n' возьмут отсчет М N = n. Эти величины связаны соотношением n' = n cos ν. Под­ставляя значение n' в формулу (28.1), получим

 

D = K n' + c = Kn cos ν + c

 

но d = D cos ν, тогда

 

d = Kn cos² ν +c cos ν

 

Величины с и ν малы, поэтому с cosν ≈ c cos² ν, тогда

 

d ≈ (Kn + c) cos² ν. (28.2)

 

Для вычислений горизонтальных проложений более удобно воспользоваться поправками

 

 

∆ D _ν = d – D ≈ D (1- cos² ν) ≈ Dsin² ν

 

 

Точность измерений нитяным дальномером зависит, в основном, от точности дальномерного отсчета, влияния вертикальной рефракции и параллакса нитей.

Для вычисления средней квадратической погрешности т _Dизмерения расстояний воспользуемся формулой (28.1). Если среднюю квадратическую погрешность дальномер­ного отсчета обозначить через т_п, то

т _D= Кт_п или т _D /Кп = т_п/п.

 

Так как Кп ≈ D, то

m_D/D = т_п/п. (28.3)

 

При благоприятных условиях измерений для расстоя­ния 100м (п = 100 делений) средняя квадратическая погрешность дальномерного отсчета равна 0,25 деления. Подставляя эти значения в формулу (28.3), получим

 

m_D/D = 1/400.

 

С учетом влияния остальных фактов, относительная погрешность измерения расстояний нитяным дальноме­ром находится в пределах 1/200-1/400, при среднем ее значении 1/300. Назад

 

 

СВЕТО– И РАДИОДАЛЬНОМЕРЫ

 

 

Свето-и радиодальномеры относятся к группе электромаг­нитных дальномеров, работающих на принципе измерения вре­мени прохождения электромагнитными волнами измеряемого расстояния. Если обозначить скорость распространения электромагнитных волн через υ, а время их прохождения измеряемого расстояния через t, то это расстояние определится по формуле

 

D = υt/2.

 

Скорость распространения электромагнитных волн известна, и в вакууме она равна 299792456 м/с, а в воздухе может быть определена с учетом показателя преломления воздуха, завися­щего от температуры, давления и влажности атмосферы. Для определения времени t существуют два метода: импульсный и фазовый. Импульсный метод применяется при измерении боль­ших расстояний, но с малой точностью. В геодезии более широ­кое распространение получили фазовые дальномеры, имеющие более высокую точность измерений.

Светодальномеры – это приборы для определения расстояний при помощи светового луча. Принцип действия све­тодальномера заключается в том, что от источника света через модулятор электромагнитные волны передаются на отражатель, установленный в точке, до которой измеряется расстояние. От отражателя волны возвращаются к приемному устройству, со­вмещенному с передающим. Приемное устройство передает по­лученные сигналы через усилитель и демодулятор на устройство обработки сигнала, откуда он идет на табло индикатора, где и высвечиваются результаты измерений в конечном виде, либо в промежуточных значениях.

Источниками излучения в этих приборах могут быть лампы накаливания, газоразрядные лампы, светодиоды, оптические квантовые генераторы – лазеры. Модуляция светового потока осуществляется за счет использования оптических и электро­оптических явлений, возникающих при прохождении света через жидкости, кристаллы, полупроводниковые диоды и др. В каче­стве приемников используются фотоэлектронные умножители, а там, где источником света являются светодиоды – фотодиоды. Визуальный прием менее эффективен, поэтому совершенствова­ние приема и обработки сигналов осуществляется в направле­нии автоматизации всех процессов измерений.

Отечественные светодальномеры делятся на четыре типа: 1) высокоточные (СВ-6), для измерения расстояний до 50км со средней квадратической ошибкой не более (1 + D_км/5)см в трилатерации, полигонометрии и триангуляции 1, 2 и 3 клас­сов; 2) высокоточные (СМ-02) для измерения расстояний до300 м со средней квадратической ошибкой не более 0,2см в ин­женерно-геодезических и маркшейдерских работах; 3) точные (СМ-2) для измерения расстояний до 2км со средней квадратической ошибкой 2см в трилатерации и полигонометрии 4 класса; 4) технические (СМ-5) для измерения расстояний до 5км со средней квадратической ошибкой 5см в полигонометрии 2 разряда и теодолитных ходах.

Ниже приводится краткая характеристика некоторых отече­ственных светодальномеров.

Светодальномер «Кварц» предназначен для измерения расстояний в геодезических сетях 1 и 2 классов. Днем им можно измерять расстояния до 30км, ночью – до 50км. Наблю­дения одного приема занимают не более 5 мин, а вычисле­ния – 20 мин. В качестве источника света применяется неоно­вый лазер (ЛГ-56), а модулятора – ячейка Керра, представ­ляющая собой стеклянный сосуд, наполненный нитробензолом, в котором имеются два электрода. При наличии напряжения на электродах нитробензол приобретает свойство двойного лу­чепреломления, которое и используется в светодальномерах.

Светодальномер СТ-65 – малый топографический светодальномер, предназначенный для измерения расстояний от 0,1 до 2км днем и до 5км ночью. Время измерения расстояния 15 мин, средняя квадратическая ошибка измерения т= (15+3 D KM) мм в качестве модулятора здесь применена ячейка Керра, а источника тока – лампа накаливания СГ-2. Определе­ние расстояний производится расчетом по формулам.

Светодальномер СМ-3 – квантовый геодезический светодальномер малый, предназначенный для измерения расстоя­ний от 2 до 1600м. Средняя квадратическая ошибка измерения 3см. Для измерения одним приемом вместе с вычислениями требуется не более 15 мин. В качестве источника света приме­нен светодиод из арсенида гелия, излучающий световой поток с длиной волны 0,91 мкм.

Приемо-передающая система – со­вмещенная; регистрация отраженного светового потока – фото­электронная.

Светодальномер 2 СМ-2 – относится к группе топо­графических приборов. Предназначен для измерения расстояний от 2 до 2000м со средней квадратической ошибкой 2см. Масса прибора

5,8кг.

Светодальномер СТ-5 может служить примером современного фазово-импульсного топо­графического светодальномера широко распространенного в нашей стране.

Это высокоавтоматизированный прибор, точность измерения расстояний которым характеризуется величиной (10 + 5D км) мм; предельная дальность – 5км.

Светодальномер 2СТ - 10 это улучшенный вариант предыдущего дальномера. Его технические характеристики: средняя квадратическая погреш­ность измерения расстояний (5 + 3D км) мм; диапазон измерения 0,2м...I0,0 км; диапазон рабочих температур +40…–30 Сº;масса прибора 4,5кг.

Управление процессом измерения обеспечивает­ся встроенной микро ЭВМ. Результаты измерения с учетом по­правки на температуру воздуха и атмосферное давление высве­чиваются на цифровом табло и могут быть введены в регистриру­ющее устройство. В приборе имеется звуковая сигнализация об­наружения отраженного сигнала, готовности результата измере­ния и разряженности источника питания. В комплект светодаль­номера входят: отражатели, штативы, источники питания, за­рядное устройство, барометр, термометр, набор инструментов и принадлежностей.

Светодально­меры «Топаз СП-2» и СП-03 (ДК-ООI) являются примером высокоточных светодаль­номеров, которые выпускает отечественная промышленность. Точность измерения этих дальномеров характеризуется соответственно величинами (1 + D км) и(0,8 + 1,5 D км) мм.

Светодально­мер МСД-1М используют для маркшейдерских работ в шахтах. Он разработан во взрывобезопасном исполнении с дальностью действия до 500м и погрешностью измерения (2 + 5D км) мм.

Светодальномеры с пассивным отражением измеряют рассто­яния до предметов без отражателя, т.е. используют отражатель­ные свойства самих предметов. Примером может служить отече­ственный Светодальномер ДИМ-2, погрешность измерения рас­стояний которым составляет 20см.

В настоящее время известны дальномеры с пассивным отраже­нием и погрешностью измерения расстояний до 10мм. Так, например, дальномер, выпускаемый фирмой «Лейка» (Швейцария), измеряет расстояния до 50м с погрешностью 2мм.

Для измерений на строительных площадках и в помещениях используют лазерные рулетки, которые не требуют отражателей.­

Основными частями светодальномера являются: приемо-пе­редатчик, монтируемый на штативе, электронный блок, элек­тронное табло, блок источников питания, уголковые отра­жатели. Результаты измерения выдаются в метрах с точно­стью до миллиметров и не требуют каких-либо дополнительных

преобразований. Блок источников питания обеспечивает напряжение от 12 до 15 В при помощи аккумуляторов. Угол­ковые отражатели – триппельпризменные устанавливаются на штативе. Время измерения расстояния 10 мин.

Радиодальномеры работают на сантиметровом диапа­зоне ультракоротких радиоволн. Их преимущество перед свето­дальномерами состоит в том, что они могут работать в любых атмосферных условиях, кроме сильных дождей. Принцип работы радиодальномеров мало отличается от светодальномеров. Здесь функции отражателя выполняют станции, аналогичные излучающей, т. е. активные переизлучатели, вместо пассив­ных – в светодальномерах. Кроме того, в радиодальномерах применяются антенные устройства. В последних моделях пере­даточные и отражательные станции взаимозаменяемые, что зна­чительно повышает возможности радиодальномеров.

Радиодальномер ДВ2 позволяет определять расстоя­ния от 0,2 до 30км. В этом дальномере применена фазовая си­стема измерения расстояния. Передающая и переизлучающая станции взаимозаменяемые. В комплект радиодальномера мо­гут входить телескопические мачты высотой до 30м, которые позволяют устанавливать на них дистанционно управляемые станции. Эти мачты выполняют функции геодезических сиг­налов. Назад