- •1. Что означает слово «нивелирование»?
- •2. Какие существуют методы нивелирования?
- •3. Расскажите о назначении нивелиров и их классификации?
- •4. Перечислите основные части нивелира?
- •5. Объясните устройство зрительной трубы?
- •6. Объясните устройство и назначение цилиндрического уровня ?
- •7. Объясните устройство и назначение круглого уровня ?
- •8.Что такое пятка рейки?
- •9. Почему на рейке нанесены две шкалы?
- •10. Как привести нивелир в рабочее положение?
- •11. В чем особенность устройства нивелиров с компенсаторами?
- •12. В чем отличие лазерных нивелиров от традиционных?
- •13. Расскажите о методике измерении превышений способом «вперед» и «из середины»?
- •14. Что такое репер?
- •15. Что такое горизонт инструмента и в каких случаях его вычисляют?
- •16. Перечислите погрешности, влияющие на точность геометрического нивелирования?
- •17. Как ослабить влияние внешних условий на точность измерения превышений?
- •18. В чем преимущество нивелирования «из середины» перед нивелированием «вперед»?
- •19. Назовите и покажите на чертеже основные геометрические оси нивелира?
- •20. Как проверить параллельность оси круглого уровня и оси вращения нивелира?
- •21. Как проверить и отъюстировать параллельность оси цилиндрического уровня и визирной оси зрительной трубы?
- •22. Что такое нивелирный ход?
- •23.Расскажите о назначении и классификации теодолитов?
- •24.Расскажите о технических характеристиках теодолитов?
- •25. Назовите основные части теодолита и их назначение?
- •26. Что представляют собой отсчетные устройства теодолита 2т30п?
- •На рис.5.3 а отсчет по вертикальному кругу равен 4◦43,0′, а на рис.5.3 б он равен -4◦17,0′.
- •28. Расскажите об устройстве и назначении сетки нитей?
- •29. Что такое визирная ось зрительной трубы?
- •30. Расскажите о назначении и устройстве цилиндрического уровня ?
- •31. В чем основное отличие электронных теодолитов от существующих?
- •32. Как привести теодолит в рабочее положение?
- •33. Что относится к метрологическим характеристикам теодолитов?
- •34. Как определить увеличение зрительной трубы?
- •35. Как определить угол поля зрения трубы?
- •36. Как определить цену деления цилиндрического уровня?
- •37. Назовите и покажите на чертеже основные оси теодолита?
- •38. Какие условия должны выполняться во взаимном расположении геометрических осей?
- •39. Как проверить перпендикулярность оси циллиндрического уровня и оси вращения теодолита?
- •40. Как проверить перпендикулярность визирной оси и оси вращения зрительной трубы?
- •4 3. Что такое горизонтальный угол?
- •44. Расскажите о технологии измерения горизонтального угла?
- •45. Перечислите погрешности, сопровождающие процесс измерения горизонтальных углов?
- •46. Расскажите подробнее об инструментальных погрешностях?
- •47. Как невыполнение условия перпендикулярности оси циллиндрического уровня и оси вращения теодолита скажется на точности установки конструкций в отвесное положение?
- •48. Как влияет невыполнение условия перпендикулярности визирной оси и оси вращения зрительной трубы на точность установки конструкций в отвесное оложение?
- •49. Как влияет на точность установки конструкций в отвесное положение невыполнение условия перпендикулярности оси вращения трубы и оси вращения теодолита?
- •5 0. Как влияет погрешность центрирования на точность измерения горизонтального угла?
- •51. Что такое погрешность редукции и как она влияет на точность измерения горизонтальных углов?
- •52. Что такое погрешность наведения на визирную цель и как ослабить ее влияние на точность измерения горизонтальных углов?
- •53. Что такое погрешность отсчитывания и как ослабить ее влияние на точность измерения горизонтального угла?
- •54. Какое влияние оказывают внешние условия на точность измерения горизонтальных углов?
- •55. Что такое вертикальный угол?
- •56. Что такое «место нуля» вертикального круга и как его определить?
- •57. Как измерить вертикальный угол?
- •58. Назовите основные погрешности измерения угла наклона?
- •59. Что такое тригонометрическое нивелирование? Вывод формулы.
- •60. Расскажите об истории развития средств линейных измерений?
- •61. Какие приборы применяют для линейных измерений?
- •62. Как на местности закрепляют концы отрезков?
- •63. Как измерить длину линии рулеткой (мерной лентой)?
- •64. Какие погрешности сопровождают процесс измерения линии?
- •65. Что такое погрешность компарирования и как ослабить её влияние на результат измерения?
- •66. Как исключить из результата измерения погрешность наклона линии?
- •67. Всегда ли необходимо измерять угол наклона?
- •68. Как влияет изменение температуры мерного прибора на точность измерения длины линии?
- •69. С какой точностью выполняют измерения длин линий в строительстве?
- •70. Расскажите о принципе измерения расстояний нитяным дальномером?
- •71. Как расстояние, измеренное нитяным дальномером, привести на горизонтальную плоскость?
- •72. Какие погрешности влияют на точность измерения длин линий нитяным дальномером?
- •73. Какие существуют косвенные методы измерениядлин линий?
- •74. Расскажите о принципе измерения длин линий с помощью электромагнитных колебаний?
- •75. Расскажите подробнее о фазовых светодальномерах?
- •76. Какие погрешности оказывают влияние на точность измерений длин линий?
- •77. Расскажите о технологии измерения расстояний светодальномером?
60. Расскажите об истории развития средств линейных измерений?
В качестве таких мер принимались части человеческого тела или отрезки пути, преодолеваемые человеком за более или менее определенные интервалы времени, например световой день.
Первые меры длины Киевской Руси (Х1- Х11 вв.) назывались локоть, пядь, стопа, ладонь, палец. Однако расплывчатость и неоднозначность таких мер приводила к серьезным конфликтам. Поэтому уже в то время возникла необходимость поддержания единства мер, т.е. установления эталонов.
Примером тому служит «Золотой пояс» великого князя Святослава Ярославича (1027 – 1076),который определил длину своего пояса как ″мера и основание″. Для непосредственных измерений применяли рабочие деревянные меры, равные длине «Золотого пояса» (его длина была 108 см). Отступление от эталона жестоко наказывалось. К концу Х11 века на Руси сложилась система мер, включающая версту, сажень, локоть, пядь, перст, вершок. В то же время развитие межгосударственных торговых связей, строительство, проведение на больших площадях картографических работ требовало упорядочения линейных мер.
Реформы Петра 1 не обошли стороной и систему линейных мер. По его указу было принято соотношение русских и английских мер. Основные из них и их связь с современной международной СИ приведены в табл.6.1. Сделанный шаг в направлении включения России в английскую систему мер потребовал не только больших усилий по переходу на данную систему мер, но и внес определенную путаницу, особенно на первых порах. Эти меры часто фигурировали совместно в одном документе. Так в указе Сената от 24 июля 1741 года предписывалось, чтобы сооружавшиеся дома располагались ″от земли до нижнего пола на самых низких местах вышиной в 2,5 аршина, а на прочих местах, которые воде не столь подвержены, на 1 фут выше большей прибылой воды″.
Рост объемов геодезических работ в России, как и во всем мире, требовал совершенствования рабочих мер. Для измерения расстояний стали применять цепи длиной 5-10 сажень; для измерения превышений – нивелиры. Наблюдение за правильностью мер возлагалось на воевод и губернаторов. За неисправные меры владельцы несли суровые наказания. Так купцы, уличенные в неисправности мер, обязаны были возвратить покупателю товара втрое больше, уплатить в казну денежный штраф и понести телесное наказание.
Таблица 6. 1. Связь единиц мер, применявшихся в России с международной
Величина |
Наименование единицы и ее дольные |
Перевод в СИ |
Длина |
1 верста = 50 сажень = 1500 аршин |
1,0668 км |
|
1 сажень = 3 аршинам = 48 вершкам |
2,1336 м |
|
1аршин = 16 вершкам |
71,120 см |
|
1 фут =12 дюймам = 120 линиям |
10,3048 м |
|
1 дюйм = 10 линиям = 100 точкам |
2,54 см |
|
1 линия = 10 точкам |
2,54 мм |
Площадь |
1 десятина = 2400 кв. сажен |
10925,4 м2 |
Объем |
1 бочка = 40 ведрам = 400 штофам |
491,98 дм3 |
|
1 ведро = 10 штофам = 20 бутылкам |
12,2994 дм3 |
|
1 штоф = 2 бутылкам = 10 чаркам |
1,22994 дм3 |
|
1 бутылка = 10 шкаликам |
0,61497 дм3 |
Масса |
1 берковец = 10 пудам = 400 фунтам |
163,805 кг |
|
1 пуд = 40 фунтам = 1280 лотам |
16,3805 кг |
|
1 фунт + 32 лотам = 96 золотникам |
409,572 г |
|
1 лот = 3 золотникам = 288 долям |
12,297 г |
Идея связать единицу длины с физической постоянной, например, с длиной дуги меридиана находила все большую поддержку как в России, так и в европейских странах. Созданная в 1736 году комиссия Сената поддержала эту идею и рекомендовала перейти к десятичному принципу их деления. Этому способствовали достижения теоретической и практической геодезии, которые позволяли установить размеры Земли.
Для выработки предложений по эталону меры длины 26 мая 1791 года Национальное собрание Франции создало специальную комиссию Парижской Академии наук в составе Жана Бора, Жозефа Лагранжа, Пьера Лапласа. Комиссия рекомендовала в качестве такого эталона принять одну десятимиллионную часть длины одной четверти земного меридиана. По заданию комиссии академики-геодезисты Ж.Б. Деламбер и П.Ф.Мешеню в течение 6 лет выполнили измерение длины дуги меридиана между Дюнкером и Барселоной. По результатам их измерений в 1799 году была изготовлена и утверждена ″истинная мера″, получившая название метр. В 1889 году было изготовлено 30 прототипов архивного метра, два из которых №11 и №28 были переданы России. Так было положено начало международной системы
линейных мер. За один метр принималась длина международного прототипа при температуре 0ºС.
Переход России на международную систему был долгим и трудным. Только в 1916 году русское правительство утвердило положение, первая статья которого гласила: ″В Российской империи применяются меры русские и международные метрические″. Полностью перейти на метрическую систему линейных мер удалось только в 1924 году, когда постановлением правительства запрещалось применение всяких других мер, кроме метрических.
К хранению архивного метра предъявляются очень жесткие требования, которые должны обеспечить неизменность его размеров во времени, что в значительной мере усложняет его воспроизведение, т.е. сравнение с ним рабочих эталонов. Эта проблема заставляла ученых искать другие пути его хранения и воспроизведения. К тому же ученых и практиков к середине ХХ века перестала удовлетворять точность сравнения национального эталона с прототипом. Открытие новых физических явлений позволило найти пути более точного и надежного воспроизведения метра. Так в настоящее время метр воспроизводится с использованием длины волны монохроматического света. 14 октября 1960 года Х1 Международная конференция мер и весов приняла решение в качестве метра считать 1650763,73 длины волны в вакууме излучения соответствующего переходу между уровнями 2р10 и 2d5 атома криптона 86. Это позволило в 100 раз повысить точность воспроизведения эталона и она составила 3*10-8.
21 октября 1983 года XVII Генеральная конференция мер и весов в Париже приняла новое определение метра как длины расстояния, которое свет проходит в безвоздушном пространстве за 1/299792458 сек. Это стало возможным с появлением атомной шкалы времени и развитием лазерных средств измерения расстояний. Точность воспроизведения метра при этом возросла. Абсолютная погрешность воспроизведения метра не превышает 1нм.
Одновременно с развитием мер совершенствовались приборы для измерения длин линий на местности. Так в 30-х годах прошлого столетия был создан сплав инвар, который практически не реагирует на изменение температуры окружающей среды. Мерные инварные проволоки позволяют измерять базисы в триангуляции с относительной погрешностью, не превышающей 10-6 .
К этому же периоду относятся первые опыты по измерению расстояний радиолокационными способами. В 1936 году в ГОИ под руководством академика А.А.Лебедева был создан первый в мире светодальномер. Он послужил началом новой отрасли науки и приборостроения в области физических методов измерения расстояний.
Внедрение лазеров, электронных микромодулей и других средств новой техники ознаменовало собой качественный скачек в развитии геодезического приборостроения.
История развития линейных мер неразрывно связана с развитием человеческого общества и является составной частью нашей истории и цивилизации. Особенно важно знать эту историю специалистам, связанным с геодезическими измерениями на местности. Это позволяет более глубоко изучить возможности современных средств линейных измерений, их точностные характеристики, видеть пути дальнейшего развития, ибо каждая вещь известна лишь в той степени в какой ее можно измерить.