Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Видео 3. Измерение горизонтального угла полным приемом.




 

При измерении углов круговым способом поступают следующим образом. Установив теодолит над точкой О, и наведя трубу на первую точку, визируют все направления по ходу часовой стрелки и берут соответствующие отсчёты. Последнее визирование выполняют вновь на первую точку; если лимб был неподвижен, то первый и последний отсчёты должны совпасть, иначе необходимо произвести измерения заново. Далее вычисляют величины основных углов как разность отсчёта на данное направление и первого отсчёта. Во втором полуприёме переводят трубу через зенит и последовательно визируют те же направления, но уже против часовой стрелки. Все промежуточные углы вычисляются как разности основных углов.

Измерение вертикальных углов (углов наклона) производится при помощи вертикального круга теодолита. Для удобства измерений вертикальных углов необходимо, чтобы при горизонтальном положении визирной оси (и нахождении в нуль-пункте пузырька цилиндрического уровня при алидаде) отсчёт по вертикальному кругу был нулевым. Однако это условие далеко не всегда выполняется. Отсчёт по вертикальному кругу, когда визирная ось горизонтальна, а пузырёк уровня при алидаде находится в нуль-пункте, называется местом нуля. Для измерения угла наклона зрительную трубу при положении КЛ наводят на некоторую точку A и, приведя пузырек в нуль-пункт, берут отсчёт Л. Аналогично берут отсчёт П. Тогда угол наклона (для теодолитов со шкалами вертикального круга с двойной оцифровкой, например, 4Т30) может быть найден как ν = Л – МО = МО – П, где место нуля МО = (Л+П)/2. Правильность измерения вертикальных углов контролируется постоянством МО (рис. 12). Точность измерения вертикальных углов зависит в первую очередь от погрешности отсчёта. Из других причин следует упомянуть вертикальную рефракцию (которую при длине менее 300 м можно не учитывать).

 

 
Рис. 12. Измерение вертикальноых углов.

 

 

3.8 Источники погрешностей, влияющих на точность измерения углов и методы их ослабления

 

При измерении горизонтальных углов необходимо оценивать точность измерений. К систематическим погрешностям измерения горизонтальных углов относятся влияние наклона вертикальной оси, влияние эксцентриситета алидады (несовпадения центра лимба и центра алидады), влияние коллимационной погрешности (неперпендикулярности визирной оси и оси вращения зрительной трубы). Две последних погрешности устраняются при измерениях при двух положениях круга - полным приёмом.

Помимо вышеперечисленных, погрешности, возникающие при измерениях, могут быть классифицированы следующим образом:

1. погрешность визирования

2. погрешность отсчитывания

3. погрешность за центрирование

4. погрешность за редуцирование

Погрешность визирования (неточность наведения на цель) m v зависит от увеличения зрительной трубы v и для теодолита Т30 составляет около трёх секунд (mv = 60΄΄/ v, где 60΄΄ - минимальный угол, при котором глаз наблюдателя различает две отдельные точки). Погрешность отсчитывания по штриховому микроскопу для того же теодолита составляет порядка 18΄΄ (исходя из формулы m0=0,03t, где t =10΄ - цена деления шкалы). Погрешность за центрирование (несовпадение центра прибора с вершиной угла) зависит от длины стороны хода и от погрешности mе (зависящей от точности центрирования) установки теодолита над вершиной измеряемого угла. Она вычисляется по формуле mx=(ρ / d) me, где ρ – коэффициент, равный 3437,75 (в минутах), а d – длина стороны теодолитного хода. Погрешность за редуцирование (несовпадение визирной цели с отвесной линией, проходящей через центр наблюдаемого пункта) аналогична погрешности за центрирование и при одинаковых условиях приблизительно с ней совпадает.

 

 

3.9 Линейные измерения. Непосредственный метод измерения. Мерные приборы

 

Измерение расстояний производят непосредственным или косвенным методом. При непосредственном измерении расстояния мерный прибор (рулетка, лента и т.п.) последовательно укладывают в створе измеряемого отрезка. При косвенном методе измеряют вспомогательные параметры (углы и базисы, время и т.п.), а длину находят по формулам, связывающим измеренные параметры и длину. Точность измерений в зависимости от метода колеблется в очень широких пределах (от 1:200 до 1:1000000). Закрепление концов отрезка в зависимости от назначения и сроков использования производится колышками, деревянными столбами, железобетонными монолитами. Для непосредственного измерения используют землемерные ленты со шпильками.

Перед измерениями производят рекогносцировку, т.е. ознакомление с местностью. Затем выполняют вешение лини, т.е. установку вешек в створе линии. Измерение производят два человека: задний прикладывает ноль прибора к начальной точке и закрепляет ленту шпилькой, а передний, уложив ленту в створ, натягивает ленту и закрепляет её шпилькой. Далее ленту снимают, причём заднюю шпильку вынимают. Операцию повторяют. Когда у переднего рабочего заканчиваются шпильки, задний передаёт ему 10 штук; передача отмечается в журнале. Остаток r измеряют по надписям на пластинках (целое число метров), по отверстиям (расположенным через дециметр) и сантиметры – на глаз. Длина линии вычисляется по формуле

 

  D = nl + r  

где:

n – число целых отложений ленты,

l – длина ленты.

 

Все линии измеряют в прямом и обратном направлениях, за окончательное значение принимают среднее из них.

 

  Рис. 20. Определение неприступного расстояния.

 

Встречаются случаи, когда при измерении длины линии мерную ленту применить невозможно, а дальномер отсутствует или его использование невозможно. Тогда неизвестное расстояние l вычисляют, измерив длину базиса b и углы α и β (рис. 13), при этом желательно измерить угол γ. Тогда по теореме синусов

 

  l = b sinβ/sinγ  

 

Если угол γ измерить невозможно, то γ = 180º – (α + β). Углы α и β по возможности должны быть близки к 60º.

 

3.10 Компарирование мерных приборов

 

Под влияние различных факторов длина мерного прибора изменяется. Поэтому перед началом и в конце сезона мерные приборы компарируют, т.е. определяют их фактическую длину. Для этого производят сравнение длин прибора и эталона или базиса. Если длина прибора и эталона одинакова, то проводят непосредственное сравнение их длин; тогда длина прибора l = l 0 + δ l к, где δ l к – поправка за компарирование. В полевых условиях компарирование выполняют на базисах (как правило, длиной 120 м). После многократных измерений длины компаратора Dк мерным прибором поправку за компарирование вычисляют по формуле

 

  δlк = (Dк – Dр)/n,  

где:

n = Dр/l0 – число отложений мерного прибора.

 

 

3.11 Вычисление длин линий

 

При вычислении длин линий в результат вводятся некоторые поправки. Поправка в длину мерного прибора за компарирование

 

  δDк = (D0/l0)/δlк  

 

Поправка в длину мерного прибора за температуру

 

  δDt = α(t – t0)D0  

где:

α – коэффициент линейного расширения материала мерного прибора,

t0 – температура, при которой проводилось компарирование, вводится в том случае, если разность температур, при которых проводились измерения и компарирование, превышает 8º. При высокоточных измерениях на конструкциях уникальных сооружений водятся дополнительные поправки за температуру конструкций. Поправка за приведение линии к горизонту может быть вычислена как

 

  δDν = – 2Dsin2 (ν/2) или δDν = – ½ sin2 ν  

 

при ν<10º, где ν – угол наклона, или

 

  δDh = –h2/2D,  

где:

h – превышение концов измеряемой линии. Поправка за приведение линии к горизонту учитывается, как правило, в том случае, если угол наклона более 3º.

 

3.12 Источники погрешностей, влияющих на точность линейных измерений

 

На точность измерения линий влияют как систематические, так и случайные погрешности. Помимо вышеупомянутых поправок, рассматривают также погрешности за компарирование (её принимают равной λк = 0,6 мм), погрешность за уложение мерного прибора в створ (λc = m2c/(l √2), погрешность за превышение концов мерного прибора (λh = m2h/2 l, где mh – средняя квадратическая погрешность измерения превышения). Из случайных погрешностей рассматриваются: погрешность отсчитывания по шкалам мерного прибора η0,1 = 0,15τ; погрешность фиксации концов мерного прибора ηф = 1,5 мм для фиксации шпильками и ηф = 1,0 мм при прочерчивании линии на асфальте карандашом. Также рассматриваются погрешности при измерении параметров систематических погрешностей. Требования к точности линейных измерений зависят от характеристик сооружения и вида конструкции. Условия, необходимые для обеспечения заданных точностей, даны в СНиП.

 

3.13 Косвенные измерения. Нитяной дальномер. Свето- и радиодальномеры. Лазерный дальномер. Методика измерений, точность измерений и поправки в результаты измерений.

 

Нитяной дальномер – это дальномер с постоянным параллактическим углом и переменным базисом. Принцип его работы основан на решении прямоугольного треугольника: по известному малу параллактическому углу и катету (базису) определяют расстояние (гипотенузу). Для измерения расстояний на одном конце отрезка устанавливают рейку, на другом – прибор. Наведя прибор на рейку и взяв отсчёты по дальномерным нитям, вычисляют длину базиса n (разность отсчётов по нитям). Если визирный луч не горизонтален, то отсчёт по рейке увеличится на величину 1/cos ν, где ν – угол наклона, следовательно отсчёт надо умножить на cos ν. Тогда расстояние будет равно произведению исправленного отсчёта на величину K, называемую коэффициент дальномера. В современных приборах он, как правило, равен 100. Полученная величина – длина наклонной линии; горизонтальное проложение, т.о., может быть найдено как

l = Kn cos2 ν

 

Видео 4. Тригонометрическое нивелирование.

 

Относительная погрешность измерения расстояний нитяным дальномером колеблется от 1:200 до 1:400.

Принцип действия электромагнитного дальномера основан на измерении времени прохождения сигналом измеряемого расстояния. Общая схема такова: на одной из точек устанавливают приёмопередатчик, на другой – отражатель. Измерив время между излучением сигнала и его приходом обратно τ2D, и зная скорость распространения сигнала v можно по формуле D = v τ2D/2 определить расстояние. При измерении временного интервала непосредственно возникают большие трудности, поэтому обычно измеряют через функцию от времени. Основным методом является фазовый. Фазоизмерительное устройство определяет разность фаз излучаемого и принимаемого колебания. Тогда время прохождения сигнала будет τ2D = Δφ2D/2π f, и, соответственно, расстояние D = v τ2D/2 = v Δφ2D/4π f. Однако в действительности, т.к. Δφ2D = 2πN + φ и фазоизмерительное устройство может измерить разность фаз от 0 до 2π, то, переписав формулу в виде D = (N + ΔN)/λ2 замечаем, что мы не знаем величины N, т.е. возникает т.н. неоднозначность в значении измеряемого расстояния. Для разрешения неоднозначности используют способ плавных частот и способ фиксированных частот. Пусть мы плавно меняем частоту f, и, следовательно, длину волны λ, до тех пор, пока дробная часть периода не станет равна нулю. Тогда D = Nc/2 f 1. При дальнейшем изменении частоты вновь возникшая дробная часть снова попадёт: D = (N+1)c/2 f 2, и т.д. вплоть до D = (N+n)c/2 f n. Тогда N = n f 1/(f nf 1). Описанный метод применяют в дальномерах с переменной частотой модуляции. В случае использования метода фиксированных частот получают систему уравнений вида D = (N1 + ΔN11/2, D = (N2 + ΔN22/2, D = (N3 + ΔN33/2 и т.д. На практике отношения частот берут равным 10; это позволяет определять расстояния с точностью до 1000, 100, 10 и т.д. метров. Точное значение расстояния получают по частоте f 1, все остальные частоты используют для разрешения неоднозначностей.

 

3.14 Нивелирование. Виды нивелирования

 

Нивелирование – это вид полевых геодезических работ по определению высот точек и превышений между ними.

 

Нивелирование используют для определения высот точек; при производстве строительно-монтажных работ с помощью нивелирования устанавливают строительные конструкции в проектное положение по высоте. Различают нивелирование геометрическое, тригонометрическое, физическое, стереофотограмметрическое и автоматическое.

- Геометрическое нивелирование – метод определения превышений при помощи горизонтального визирного луча и нивелирных реек. Для получения горизонтального луча используют специальный прибор – нивелир.

- Тригонометрическое нивелирование – метод определения превышений по измеренным углу наклона и расстоянию между точками.

- Физическое нивелирование включает в себя методы, основанные на различных физических законах и явлениях: гидростатическое, барометрическое, радиолокационное и др.

- Стереофотограмметрическое нивелирование выполняется посредством измерений на стереоскопических парах снимков.

- Автоматическое (механическое) нивелирование осуществляется с помощью специальных приборов, вычерчивающих профиль проходимого пути.

 

 

3.15 Приборы для нивелирования

 

Геометрическое нивелирование выполняется при помощи нивелиров и нивелирных реек. Нивелиры, в зависимости от их конструкции, бывают с цилиндрическим уровнем или с компенсатором (с самоустанавливающейся линией визирования). Нивелиры в соответствии с их точностью делятся на высокоточные, точные и технические.

 

Таблица 1

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...