В.О. Боровий,Р.М. Літнарович
ГЕОДЕЗИЧНІ ПРИЛАДИ
Конспект лекцій
для студентів спеціальностей
6.07 09 04 “Землевпорядкування та кадастр”
7.07 09 08 “Геоінформаційні системи і технології”
Чернігів – 2003
Боровий В.О., Літнарович Р.М. Геодезичні прилади.
Конспект лекцій для студентів спеціальностей
6.07 09 04 “Землевпорядкування та кадастр”,
7.07 09 08 “Геоінформаційні системи і технології”.
ЧДІЕіУ, Чернігів, 2003,-94с.
Рекомендовано для використання у навчальному процесі на засіданні Вченої Ради ЧДІЕіУ, протокол №6 від 27.06.01.
Рецензенти: В.Г. Бурачик, д.т.н., професор
В.І. Канівець, д. с.-г наук, професор
М.І. Кравцов, к.т.н., доцент
Конспект лекцій складено на основі курсів “Оптико-механічні геодезичні прилади”, який читається на другому курсі землевпорядних спеціальностей і “Електронні геодезичні прилади”, який читається на третьому курсі.
Конспект лекцій записав студент III курсу Останін Віталій Сергійович.
Приведені основні положення геметричної і фізичної оптики, необхідні для вивчення сучасних геодезичних приладів. Розглянуті теорія і будова окремих частин геодезичних приладів і методи їх досліджень.Відображені принципові схеми, будова, дослідження, перевірки і юстування основних типів геодезичних приладів.
Ó В.О. Боровий, Р.М. Літнарович
ЗМІСТ
Передмова.......................................................................................................6
III СЕМЕСТР
Лекція №1
1. Предмет, задачі курсу, його зв`язок з іншими дисциплінами..........................7
2. Призначення і класифікація геодезичних приладів........................................7-9
3. Розвиток геодезичного приладобудування за кордоном, в Росії і на Україні................................................................................................................9-16
4. Принцип Ферма. Основні закони геометричної оптики. Повне внутрішнє відбиття.................................................................................................................16
Лекція №2
5. Плоске дзеркало. Система двох дзеркал: паралельних і між якими є кут..16-17
6. Лінзи. Їх види. Оптичні деталі з плоскими заломлюючими
поверхнями....................................................................................................17-18
7. Види призм. Відбивні призми, їх застосування, позначення і типи. Оптичний клин..................................................................................................................18-19
8. Центрована і ідеальна оптичні системи. Кардинальні площини і точки. Телескопічна система.....................................................................................19-21
Лекція №3
9. Лупа. Об`єктив, його характеристики. Види об`єктивів. Телеоб`єктив....21
10. Окуляр, його характеристики. Види окулярів. Мікроскоп.........................22-23
11. Оптичні системи зорової труби. Типи фокусування...................................23-24
Лекція №4
12. Основні характеристики зорової труби, методи їх визначення..................24-25
13. Кутомірні круги і лінійні шкали. Способи їх виготовлення.......................25-26
14. Поняття про похибки поділок кутів і методи їх визначення......................26-27
Лекція №5
15. Типи і призначення відлікових устаткувань.................................................27-30
16. Рівні геодезичних приладів, їх призначення. Види ампул..........................30-31
17. Круглий, циліндричний, контактний рівні, їх устрій...................................31-32
Лекція №6
18. Ціна поділки рівнів..........................................................................................32-33
19. Методи визначення ціни поділки рівня.........................................................33
20. Електронні рівні...............................................................................................33-34
IV СЕМЕСТР
Лекція №7
21. Осьові системи геодезичних приладів. Вимоги до осьових систем...........34
22. Основні конструкції вертикальних осей.......................................................35-36
23. Типи компенсаторів в нівелірах.....................................................................36-37
24. Маятникові компенсатори нахилу.................................................................37-38
Лекція №8
25. Компенсатори нахилу з рівнем......................................................................38-39
26. Принцип дії рідінних компенсаторів. Види демпферування......................39-40
27. Ексцентриситет алідади і лімба, його вплив.................................................40
28. Вплив екценриситету......................................................................................40-41
Лекція №9
29. Визначення екцентриситету алідади і лімба................................................41
30. Методика визначення екцентриситету.........................................................41-42
31. Підіймальні гвинти, закріпні і навідні гвинти.............................................42
32. Виправні, юстувальні гвинти. Елеваційний гвинт......................................43
33. Правила поводження з геодезичними приладами.......................................43
Лекція №10
34. Тахеометри......................................................................................................44
35. Авторедукційний тахеометр з базисом при інструменті............................44-45
36. Електронні тахеометри..................................................................................45
37. Спеціальні геодезичні прилади.....................................................................45-46
V СЕМЕСТР. ЕЛЕКТРОННІ ГЕОДЕЗИЧНІ ПРИЛАДИ.
Лекція №1
Основні методи вимірювання віддалей...............................................................48
1.1 Часовий.............................................................................................................48-49
1.2 Фазовий............................................................................................................49-50
Лекція №2
2.1 Частотний метод..............................................................................................50-51
2.2 Частотний метод з модульованими коливаннями........................................51-52
2.3 Схема Доплерівського віддалемірного пристрою........................................52
Лекція №3
3.1 Виключення багатозначності за наближеними значеннями виміряємої лінії................................................................................................52-53
3.2 Виключення багатозначності при плавній зміні частоти (одноступеневий спосіб)..............................................................................................................53-55
3.3 Виключення багатозначності при вимірюваннях на фіксованих частотах...........................................................................................................55-57
3.4 Виключення багатозначності на близьких фіксованих довжинах хвиль (частот)............................................................................................................57
Лекція №4
Функціональні схеми світловіддалеміра............................................................57
Загальна функціональна схема віддалеміра.................................................57-58
Загальна функціональна схема світловіддалеміра першого покоління....58-59
Лекція №5
Світловіддалеміри другого і третього поколінь.................................................59-60
5.1 Загальна функціональна схема віддалемірів другого і третього поколінь...60
5.2 Віддалеміри третього покоління.......................................................................60
Лекція №6
Джерела світла світловіддалемірів........................................................................60
6.1 Електромагнітні хвилі оптичного діапазону................................................60-62
6.2 Будова газового лазера...................................................................................62-63
Лекція №7
Принцип дії напівпровідникових оптичних генераторів..................................63
7.1 Напівпровідниковий лазер.............................................................................63
7.2 Принцип дії напівпровідникових оптичних генераторів............................63-64
Лекція №8
Способи модуляції світла.....................................................................................64
8.1 Модуляція і інтенсивність світла..................................................................64-65
8.2 Два способи модуляції світла........................................................................65
8.3 Механічні і фізико-оптичні модулятори......................................................65-66
Лекція №9
Фазовий зсув променів.........................................................................................66
9.1 Оптичні осі кристала......................................................................................66-67
9.2 Комірка Керра.................................................................................................67-69
9.3 Фазовий зсув променів...................................................................................69
Лекція №10
Ефект Керра...........................................................................................................69
10.1 Статична і модуляційна характеристики неповної комірки Керра.........69-70
10.2 Фотоелектронні помножувачі та фотодіоди..............................................70-72
Лекція №11
Оптичні системи світловіддалемірів..................................................................72
Додатки..................................................................................................................74-92
ПЕРЕДМОВА
Сучасні геодезичні прилади зручні в роботі, високопродуктивні, забезпечують високу точність вимірювань. Їх правильна експлуатація потребує від виконавців робіт поглиблених знань. Тому, в навчальні плани землевпорядних спеціальностей включена дисципліна “Геодезичні прилади”, яка вже чотири роки читається в ЧДІЕіУ.
Розкривається предмет і задачі курсу, його зв`язок з іншими дисциплінами, призначення і класифікація геодезичних приладів, розвиток геодезичного приладобудування за кордоном, в Росії і на Україні.
Приврдиться основний принцип геометричної оптики, розглядаються системи двох дзеркал, лінзи, їх види, оптичні деталі з плоскими заломлюючими поверхнями, види призм.
Розглядаються центрована, ідеальна оптична система, каринальні площини і точки, телескопічні системи, лупи, об`єктиви їх характеристики, види об`єктивів, окулярів.
Приводяться оптичні системи зорової труби і її основні характеристики, кутомірні круги, відлікові устаткування, рівні геодезичних приладів, компенсатори.
Відображені принципова схема світловіддалеміра, функціональні схеми світловіддалемірів першого, другого і третього поколінь, джерела світла світловіддалемірів, принцип дії напівпровідникових оптичних генераторів, способи модуляції світла, фотоелектронні помножувачі та фотодіоди,оптичні системи світловіддалемірів.
Частина перша конспекта прочитана доктором технічних наук, професором В.О Боровим;
Частина друга конспекта прочитана кандидатом технічних наук, доцентом Р.М. Літнаровичем.
III СЕМЕСТР
Частина I
Предмет і задачі курсу, його зв`язок з іншими дисциплінами.
Предмет курсу - це інженерно-технічна прикладна дисципліна, яка вивчає теорію і устрій геодезичних приладів, а також елементи їх конструювання, виготовлення, юстировки і дослідження. Геодезичні прилади в більшості застосовуються в геодезії, але мають значне використання і в інших інженерно-технічних дисциплінах:
-землеустрої;
-лісоустрої;
-дорожніх вишукуванях;
-меліорації та інших.
В своїй більшості це оптико-механічні прилади, вони мають працювати в різних кліматичних умовах (від –400 до +500С), при вібраціях та інших метеорологічних факторах. Особливим фактором в геодезії є рефракція.
Останніми роками в ряду геодезичних приладів з`явилися спеціальні геодезичні прилади, які мають застосування в машинобудуванні, приладобудуванні, спеціальних будівельних роботах та іншому.
Це такі геодезичні прилади: лазерні геодезичні прилади, автоколімаційні прилади, GPS-приймачі.
Найважливішою характеристикою кожного геодезичного приладу є точність. Тому, виникають наступні задачі курсу:
1. Навчитися елементам конструкції приладів, технології їх виготовлення;
2. Ознайомитися з різними методиками вимірювання;
3. Навчитися методам визначення поправок, введення їх в результати досліджень;
4. Знати особливості дослідження приладів, юстировок окремих параметрів.
