Метрологічні основи геодезичних вимірювань

Геодезичні вимірювання — це процес знаходження виконавцем або реєструючим обладнанням значення фізичної величини об'єкта за допомогою технічних засобів з урахуванням впливу навколишнього середовища.

При вирішенні топографо-геодезичних задач, що пов'язані із знаходженням розмірів деяких об'єктів (елементів) і визначенням їх положення в просторі, використовують переважно дві фізичні величини: довжину й кут.

Залежно від вимірюваної фізичної величини розрізняють види топографо-геодезичних вимірювань: лінійні, кутові й висотні.

Довжина — властивість відрізка прямої, ламаної або кривої лінії. При цьому за довжину ламаної приймають суму довжин відрізків окремих її ланок, а за довжину кривої — межу, до якої наближається вписана в цю криву ламана лінія при необмеженому збільшенні числа її ланок, коли довжина найбільшої ланки наближається до нуля. Під довжиною при топографо-геодезичних вимірюваннях розуміють горизонтальну або похилу довжину прямої, а також висоту або перевищення однієї точки над іншою.

Кут — це властивість, що характеризує поворот від початкового до кінцевого положення рухомого променя, який виходить з точки, що зветься вершиною.

Розміром фізичної величини називають кількісний вміст в даному об'єкті властивості, що відповідає поняттю фізичної величини.

Засобом для отримання кількісного вмісту властивості в даній фізичній величині є фізична величина того ж виду, в якій кількісний вміст властивості прийнято за одиницю. Одиниця вимірювання — фізична величина, розміру якої присвоєне числове значення, що рівне одиниці.

За основну одиницю довжини прийнято метр (м). З кінця 18 сторіччя за метр було прийнято відстань, що дорівнювала одній деся-тимільйонній чверті Паризького меридіана. З цією метою було виготовлено еталонний метр, що був міжнародним прототипом метра, який представляв платинову лінійку, довжина якої була один метр. В 1960 році було прийнято, що метр рівний 1650763,73 довжині хвилі випромінювання атомами криптона-86 в вакуумі. Довжину лінії на місцевості виміряють в метрах (м) й кілометрах (км), а на кресленнях — в сантиметрах (см) й міліметрах (мм).

За основну одиницю плоского кута прийнято радіан — кут між двома радіусами кола, що опирається на дугу, довжина якої рівна радіусу. В градусній кутовій мірі за один радіус прийнято 1/360 довжини кола, тобто 1/90 прямого кута. Один градус ділиться на 60 мінут, а одна мінута - на 60 секунд.

Вимірювання виконують при наявності відповідних умов: об'єкта вимірювань — фізичної величини, значення якої визначають; суб'єкта вимірювань — спостерігача, тобто особи, що виконує вимірювання; технічних засобів, якими виконують вимірювання; методів вимірювання — сукупності правил і прийомів використання засобів вимірювань для отримання значення фізичної величини, що вимірюється; зовнішнього середовища — середовища, в якому виконують вимірювання.

Таблиця 1.1.

Метрологічні характеристики та призначення приладів для вимірювання довжини ліній

Тип приладів	Точність вимірю-вань	Призначення
Механічні:
Жезли	1:1000000	Компарування мірних приладів
шварні дроти	1:1000000-1:500000	Високоточне перенесення на натуру проектних ліній, компарування мірних приладів, вимірювання базисів у триангуляції і полігонометрії
Мірні стрічки, рулетки, троси	1:700-1:5000	Знімання, розвідувальні роботи і розмічання
Фізико -оптичні:
Оптичні віддалеміри	1:300-1:5000	Знімання і розвідувальні роботи
Радіолі-зичні віддале-міри	1:10000-1:1000000	Побудова знімальних геодезичних мереж у триангуляції і полігонометрії

Рулеткироблять із сталевої штаби шириною 10-12 і товщиною 0,15-0,3 мм. На рулетці нанесено міліметрові поділки по всій довжині або тільки на першому дециметрові. Сантиметрові поділки наносяться по всій довжині. Сталеву штабу намотують на кільце, що утримується хрестовиною або вилкою. До комплекту рулетки та стрічки можуть входити динамометри, які забезпечують її натягання з силою 98,07 Н.

Для вимірювання відстаней непрямим способом використовують віддалеміри, які дозволяють швидко одержувати результати вимірювань з підвищеною точністю і без попередньої підготовки лінії на місцевості. Але віддалеміри не пристосовані для відкладання проектної відстані.

В основі принципу вимірювання відстаней за допомогою оптичних віддалемірів лежить залежність між сторонами паралактичного трикутника, в якому відомі базис та паралактичний кут.

Залежно від елемента паралактичного трикутника, що вимірюється, оптичні віддалеміри бувають з постійним кутом і змінним базисом, з постійним базисом і змінним кутом, із змінними кутом і базисом.

Найпоширеніший нитковий віддалемір з постійним паралактичним кутом і змінним базисом, який дозволяє вимірювати відстані непрямим способом. Цей прилад, розміщений в зоровій трубі теодоліта або нівеліра, виконано у вигляді двох рівновіддалених від центра горизонтальних рисок сітки ниток, що утворюють паралактичний кут променями візування, що проходять через ці риски. Якбазис використовують дерев'яні рейки з сантиметровими поділками, які встановлюють у вертикальне положення на місцевості. Точність вимірювання відстаней нитковим віддалеміром у сприятливих умовах 1 : 300. Відстань, яку вимірюють нитковим віддалеміром, м,

В = Кп + с,

де К = 100 — коефіцієнт ниткового віддалеміра;

п — різниця відліків на рейці між крайніми штрихами

сітки зорової труби;

с — стала віддалеміра (в сучасних приладах с = 0.). Принцип вимірювання довжини ліній радіофізичними віддалемірами заснований на визначенні часу, за який електромагнітні хвилі проходять вимірюваний відрізок в прямому та зворотному напрямах. Комплект віддалеміра включає приймально-передавальний пристрій, встановлений в одній із кінцевих точок, і відбивач хвиль, розміщений на другій кінцевій точці.

Залежно від методу визначення часу, за який хвилі проходять відстань передавач-відбивач-приймач, віддалеміри ділять на фазові та імпульсні. Фазовий світловіддалемір 2СМ-2 з фіксованими частотами модуляції призначений для вимірювання відстані до 2000 м з середньою квадратичною похибкою 1 : 100 000. Світловіддалемір СМ-5 дозволяє вимірювати відстані до 500 м з середньою квадратичною похибкою

1 : 25 000. Світловіддалеміром МСД-ІМ вимірюють відстані до 500 м з середньою квадратичною похибкою 1 : 10 000.

Світловіддалемір С-1М, що виробляється на Україні ЦКБ «Арсенал», призначений для вимірювання відстаней в гірничих виробках та польових умовах. Принцип його дії ґрунтується на вимірюванні фази сигналу світла, що відбивається в місці, яке контролюється. Обладнаний лімбами для вимірювання кутів з невисокою точністю: горизонтальних 10 мінут й вертикальних один градус. Діапазон вимірювання відстаней: при одному відбивачеві — 5—5000 м, а при декількох відбивачах — 5-5000 м з точністю ±(5 + 5 • 10-⁶) мм.

Світловіддалемір Блеск — 2 (2СТ-10), що виробляється Уральським заводом (Росія), призначений для вимірювання довжин ліній до 10 км. Управління процесом вимірювання забезпечує вмонтована мікро-ЕОМ. Результати вимірювань, з урахуванням поправок на атмосферний тиск й температуру, видаються на табло та можуть бути введені в накопичувач. Відбивач є однопризмовий або шестипризмовий. Діапазон вимірювання відстаней 2-Ю - 10 000 м з похибкою ±(5 + 3 • 10) мм.

Швидко й точно без сторонньої допомоги дозволяють вимірювати відстані ручні без відбивачів лазерні віддалеміри. Для автоматичного вимірювання відстані вони використовують лазерний промінь, що відбивається від поверхні й повертається назад до приладу. Прилад випромінює сигнал в червоному спектрі видимого діапазону, що дозволяє бачити точку, до якої вимірюється відстань. Круглий рівень дозволяє контролювати горизонтальне положення приладу.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Топографо-геодезичні знімання на місцевості. ТЕОРЕТИЧНІ ЗАСАДИ	\|	Випробування приладів для вимірювання довжини ліній

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.013 сек.