Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Болгов И.Ф. Геодезические измерения в сельскохозяйственном строительстве

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

23.10.2023

Размер:

8.43 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 217 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 > Следующая >>>

реходе на горизонтальную рейку и устранении дальиомёриых нитей. Такие инструменты будут рассмотрены.

Поскольку в настоящее время в производстве используются ис ключительно инструменты с внутренней фокусировкой, а исследо ваниями установлено, что в таких инструментах постоянное слагае мое нитяного дальномера не более 2—3 с,м, то этим постоянным можно пренебречь во многих случаях инженерной практики . Тогда коэффициент дальномера определяется по измеренному лентой рас

стоянию D и дальномерному отсчету п на	этой	линии	по	формуле
K = D : п.
Дальномером измеряются, как правило,		наклонные		расстоя
ния, а при построении топографических планов н а д о зиать				их гори
зонтальные проекции. Их получают так. Пусть		визирная		ось	на
правлена под углом v к горизонту. Если	бы в момент		отсчета		по

Рис. 34.

дальномерпым нитям рейка была перпендикулярна к визирной ли


нии, то д а л ы ю м е р н о е расстояние было D = K-n'.				В	действительности
ж е рейку д е р ж а т	всегда отвесно. Следовательно,				рейка	не будет
перпендикулярна	ic визирному лучу па угол v, а				тогда	д а л ы ю м е р -
ный отсчет будет	(рис. 34): п' = п • cos v.			будет D='K-n
Следовательно, д а л ы ю м е р н о е расстояние							• cos v,
а его горизонтальная проекция d = К•п•cos2v,				которая		по	дально
мерному отсчету	п и углу наклона v выбирается				из таблиц . Умно
ж а я выражение для d на tgv ,		получим	формулу		для вычисления
превышений по дальномерному		отсчету: h =-^-К-п-5\п2ч,				"которые,
как и d, выбираются из таблиц.
К а к видно из изложенного, здесь совершенно					не учтено		посто
янное слагаемое	дальномера, которым		мы пренебрегли			по	его ма-

Лости в выпускаемых нашей промышленностью инструментах. У этих инструментов специальными конструкторскими приемами оп тиков-механиков передний фокус объектива как бы искусственно перенесен на ось вращения инструмента, и по дальномерному отсче ту определяется сразу расстояние от точки установки инструмента до рейки и превышение.

15. Дальномеры двойного изображения


Кроме нитяного дальномера,			есть	еще много	дальномеров			раз
ных конструкций, дающих		значительно		большую	точность		измере
ния расстояний. Это достигается			путем	повышения		точности отсче
тов по рейке или переустройства			самой	рейки, а т а к ж е применением
принципа двойного изображения .
Действие дальномеров		двойного		изображения		основано		на
свойстве отклонения визирного луча стеклянной					призмой		(оптиче
ским	клином) к основанию	призмы от его первоначального					направ
ления	(рис. 35). Если подобрать		коэффициент преломления				стекла

Рис. 35.

призмы и ее преломляющий угол так, чтобы угол р отклонения луча оказался равным 34'22",6, то эта призма может служить в дально мере с коэффициентом 100. Этот угол р называется днастимометрнческнм (постоянным) углом, измеряющим расстояние

К = ctg р = ctg 34'22",6 Р= 100.

Оптический клин специально подбирается по размерам, уста навливается перед объективом зрительной трубы и закрывает толь ко половину объектива. В этом случае луч света, идущий от креста сетки нитей через открытую часть объектива, отметит на рейке одну точку М, а луч, идущий от того ж е ' к р е с т а сетки нитей через закры тую клином часть объектива, отметит на рейке другую точку О, так

как этот луч отклонится клином на угол р. То ж е самое	происходит
с к а ж д о й точкой рейки.	1

И д у щ и е от точек рейки лучи через закрытую и открытую части объектива дают в поле зрения трубы два изображения точек, а сле довательно, и реек. В результате этого в трубу можно увидеть два изображения рейки, прилегающих друг к другу, расположенных од-

fro над другим и смещенных относительно друг друга. Величина" смещения зависит от расстояния между инструментом и.рейкой.

Пусть на рис. 36 отрезок п, горизонтальный и расположенный перпендикулярно к визирной оси трубы рейки, являетсяразностью

			Рис.	36.
отсчетов	по двум изображениям			рейки. Тогда искомое					расстояние
от оси вращения инструмента			до рейки		будет
или		D =п	• ctg	р + с
	D = K • л + с = 100				• п +	с.

Следовательно, мы .получили				формулу,		аналогичную				формуле
нитяного дальномера . Обычно горизонтальные рейки							устраиваются
так, что	величина с автоматически прибавляется к						отсчету и				спе
циально	во внимание	не принимается. З а д а ч а сводится						к	возможно
точному	определению	величины смещения п				одноименных				штрихов
рейки.
Д л я	уточнения отсчетов применяется специальный винт с деле
ниями, называемый' микрометром. Этот винт						вращает		две		плоско
параллельные пластинки, устанавливаемые						перед оптическим					кли

ном. С помощью вращения пластинок микрометром можно совмес тить одноименные штрихи обоих изображений и сравнительно точно взять отсчет непосредственно с барабана микрометра. Ч а щ е для этой цели применяют более сложные оптические устройства, назы ваемые компенсаторами.

Перечисленные детали (оптический клин, плоскопараллельные пластинки, микрометр и др.) заключаются в специальный металли ческий цилиндр, называемый насадкой, который надевается на объ ектив зрительной трубы.

В нашей стране есть два типа дальномеров двойного изображе ния: дальномеры с постоянным базисом (с рейкой постоянной дли ны) и переменным углом, к которым относятся дальномеры Д Н - 0 5 ,

ДНТ - 2, и дальномеры с переменным	базисом	и постоянным	углом,
к которым относятся: дифференциальные дальномеры ДН - 04,				Д Д - 3
и другие. В следующих п а р а г р а ф а х	подробнее	остановимся	на	уст

ройстве, конструктивных особенностях, определении постоянных, применении и точности дальномеров двойного изображения .

Согласно ГОСТ 11356-65 в С С С Р

теперь

выпускаются дально

меры двойного изображения с шифрами ДН - 04,

Д Н Р - 0 6 ,

Д Н - 0 8 ,

ДН - 10, Д Н - 2 0 со средней

квадратнческой

ошибкой

соответственно

не более 4, 6, 8,

10, 20 см на 100 м измерения

расстояний. П о суще

ству дальномер

Д Н - 0 4 — это та ж е д а л ы ю м е р н а я насадка

Д Д - 3 , но

с горизонтальной

рейкой,

используется

с теодолитом Т5 и др. Д а л ь -

номерная насадка

Д Н Р - 0 6 в основных

чертах

повторяет

ДАР - 100

и работает в комплекте с вертикальной

рейкой. Д а л ь н о м е р

Д Н - 0 8 —

эта насадка

Д Н Т - 2 . Д а л ы ю м е р н а я

насадка

ДН - 1 0 отличается от

дальномера

Д Д - 5 только

шифром

и иной р а з г р а ф к о й

далыюмерны.ч

реек и используется с теодолитом

ТЗО. Д а л ь н о м е р Д Н - 2 0

представ

ляет собой

внутрпбазпый

дальномер

Д В Г

с базисом

в 60 см при

инструменте с ..пределом

измерения

расстояний

20—300 м, а с при

менением дополнительного базиса с пределом 2—400 м. В геодези ческих работах используются т а к ж е оптические дальномеры ОТД , Редта, Д а л ь т а и другие,


16. Дифференциальный дальномер Д Д - 3							(ДН-04)
Дифференциальный		дальномер Д Д - 3 (ДН-04)				системы Грейма
и Никифорова действует		па принципе двойного изображения с по
стоянным параллактическим углом п применяется						в	виде насадки
на объектив зрительной		трубы	к наиболее распространенным теодо
литам. Эта насадка применима			как при горизонтальной, так и при
вертикальной рейке. Н а с а д к а предназначена					для	измерения рас
стояний	от 20 до 200 м с относительной			средней		квадратнческой
ошибкой не более 1:2000. В корпусе насадки					расположены два оп
тических	клина в правой	(от наблюдателя)			половине		объектива.
Клинья	и пластинка заключены		в общую	оправу,		закрепленную в

корпусе насадки винтами. Перед клиньями имеется шторка, которая

открывается во время измерения				расстояний. Д л я			уравновешива
ния трубы с насадкой па фокусирующее кольцо						надевается проти
вовес.
При	работе с вертикальной		рейкой		дальномер		устанавливается
на трубе	теодолита так,	чтобы	линия		разреза	компенсатора, де
л я щ а я световой диаметр		пополам,		расположилась			вертикально, а

зажимной винт насадки расположился справа относительно наблю

дателя . Расстояния		измеряются	при одном каком-либо		положении
вертикального	круга	теодолита.	Если	насадку развернуть . на 90°, то
измерения можно производить			по горизонтальной рейке, закрепив
ее на штативе в горизонтальном положении. В комплект					дальномера
входят две рейки с верньерами,			имеющими двухстаитиметровые де
ления.
На рис. 37 измеряемое расстояние D определяется					по формуле
D = D\ + c, а так как
Di = - \| - ctg	то	D = c t g - \|	- + с.	В е л и ч и н а c t g - \| -

я в л я е т ся дл я данного типа дальномеров постоянной, называется коэффициентом дальномера и обозначается через К- Следователь но, D = K-n + c. Оптическая система дальномера устроена так, что перемещения нити сетки трубы по изображению верньера дают воз можность получить сотые и тысячные доли деления шкалы рейки,

	Рис. 37.
т. е. повысить точность	отсчета по сравнению с обычным		верньером
в 100 раз. Следовательно, точность отсчитывания по рейке настоль
ко высока, что ошибки	отсчитывания мало	влияют на точность из
мерений.
Отсчитывание по	рейке производится	следующим	образом.

Средняя горизонтальная нить сетки располагается вблизи нулевого


штриха верньера. Затем микрометренным винтом				труба		перемеща
ется до тех пор, пока какой-либо		штрих верньера		не	совместится
точно со штрихом	рейки, при этом средняя нить сетки				д о л ж н а			быть
в пределах ш к а л ы	верньера. Отсчет состоит из целого					числа		деле
ний рейки от пятки до нуля верньера, из десятых				долей			делений
рейки, определяемых по совпадающему штриху			верньера,				и	сотых
долей деления рейки, равных числу целых . делений				верньера от ну-
'левого до средней, нити сетки. Тысячные доли деления					оцениваются
на глаз, ка к доли	от последнего	целого деления	верньера				до	сред
ней нити сетки. Например, на рис. 38 отсчет будет				32, '378,			а	иско
мое расстояние при этом отсчете по двухсантимётровой						ш к а л е		рав
но 64,750 м, если при смещении нити в обратном			направлении					вто
рой отсчет по рейке оказался равным 32,372. Д л я				горизонтального

проложения в полученное расстояние вводится поправка за угол паклона визирного луча.


Верньеры на рейках	наносят	так, что' на одной стороне рейки
постоянное слагаемое	дальномера		с = 0 , а	на другой		стороне
с = 11,111 м. Р а с х о ж д е н и я	между	результатами		измерений		линии по
двум сторонам рейки не д о л ж н ы		быть	больше "1:800		расстояния.
Д л я вычисления горизонтального		проложения		линии	вертикальным

кругом теодолита измеряют угол наклона линии визирования. При этом среднюю нить сетки наводят на штрих верньера, совмещенный

5—7380

со штрихом рейки при измерении расстояния, делают отсчет по вер тикальному кругу и вычисляют угол наклона .

Горизонтальное проложение получают по формуле: d = D • cos2 ( v + 17'П",3),

где (v - f 17'11",3) — угол

наклона

биссектрисы

параллактического

угла.

Поскольку

коэффициент

дальномера

может

отличаться

от

100

в связи с изменением

положения

насадки

на зрительной

трубе или

с изменением

положения

ви

зирной

оси в трубе

теодолита,

- то перед работой его необходи

мо проверить и привести к

значению

100. С

этой

целью

на ровной поверхности измеря

ются

проволокой

или

лептой

5—б

интервалов;

не

кратных

целому

метру,

на

базисе

дли

ной

около

140 м с относитель

ной

ошибкой

1 : 5000—1 : 7000.

Затем

определяют суммарную

длину

двух-трех

интервалов с

помощью

насадки и сравнива

ют

с известным значением

их.

Если

расхождения

больше

1 : 3000—1 : 5000, то

изменяют

угол

между

плоскостью

оптических

клиньев

визирной

осью

зрительной трубы

помощью

двух

исправительных

вин

тов,

позволяющих

наклонять

оправу

вместе

оптическими

клиньями по'

отношению

визирной

оси

трубы,

или ж е с по

мощью вертикальных

исправительных

винтов

сетки

нитей. После

исправления необходимо измерить насадкой расстояния до всех то чек базиса: расхождения между результатами этих измерений и длинами соответствующих интервалов базиса не д о л ж н ы быть больше 1:3000: Коэффициент дальномера должен проверяться в на


чальный период работы с насадкой		ежедневно. Если коэффициент
сохраняет свое значение, его определяют раз в неделю.
Н а с а д к у типа Д Д - 3 (ДН-04)		представляет	собой		авторедук
ционный дальномер ДАР - 100	( Д Н Р - 0 6 ) , разработанный				Г. К. Бес-
часным. П о принципу устройства он является			оптическим дально
мером двойного изображения	с-постоянным углом			и вертикальной
рейкой; фактически величина	параллактического			угла	несколько

меняется в зависимости от угла наклона трубы, в связи с чем осу ществляется автоматическое редуцирование (приведение) наклон ных расстояний на горизонтальную плоскость. Происходит это по

тому, что редукционный оптический клин свободно подвешен			на оси
и при наклоне зрительной трубы в пределах	± 2 Г	этот клин под
действием силы тяжести остаемся, наподобие	отвеса,	в1 одном	и том
66

же занимаемом положении относительно вертикальной линии. Сле довательно, при помощи этой насадки и вертикально поставленной рейки непосредственно измеряется горизонтальное проложеиие ли нии от 20 до 200 м с относительной ошибкой не более 1:1500.

Дальномерный отсчет по рейке делается так же, как при изме рении линий насадкой Д Д - 3 . .Постоянное ' с л а г а е м о е дальномера Д Н Р - 0 6 (ДАР-100) соответствующим смещением верньера на рейке учитывается при отсчетах автоматически. Приведение коэффициен та дальномера к значению К = 100 производится так же, как и в на

садке Д Д - 3 . Так как при работе с дальномером ДАР - 100	не требу
ется измерять углы наклона и вычислять горизонтальные	приложе

ния, то производительность труда повышается примерно на 40% по сравнению с дальномером Д Д - 3 . В последнее время в практику гео дезических работ начинают входить безреечные (внутрибазные) дальномеры, которые удобно применять в строительной обстановке, ио точность их пока низка.

17.Дальномер ДНТ-2 (ДН-08)

Этот дальномерный комплект, как и его предшественники сис темы советского конструктора В. А. Белицина, представляет собой дальномер двойного изображения с переменным параллактическим углом и постоянным базисом. Он предназначен для измерения длин линий от 40 до 700 м с относительной средней квадратической ошиб кой порядка 1:1500 и применяется с теодолитами для безотказной работы в температурном диапазоне от —40° С до + 5 0 ° С.

В дальномерный комплект входят: дальномерная насадка, би

призма, щелевая		д и а ф р а г м а ,	укладывающиеся при перевозках и
хранении	в особый укладочный		ящик; две дальномерные рейки, уг
ломерные	марки	и треножные	подставки, укладывающиеся в спе-

Рис. 39.

а н а л ь н ый футляр . Д л я измерения длины		ЛИНИИ на одном конце		ее
устанавливается теодолит е д а л ь н о м е р н о й		насадкой,	а на другом	—
дальномерная	рейка ( р и с . 3 9 ) .
Измерение	расстояний с помощью дальномерной		насадки сво

дится к измерению величины параллактического угла р, опирающе

гося на базис рейки в

(рис. 39). Расстояние

от вершины

параллак

тического угла, которая находится между полулинзами

компенсато

ра, до

плоскости

марок

рейки

так как угол В мал и с

достаточной точностью

можно

заменить

функцию t g этого угла

через аргумент; р " = 206265.

Расстояние

от вертикальной осп в р а щ е н и я

теодолита

до

оси

рейки

D—D\

+ C\ + C2,

где С, — расстояние от вертикальной

оси

вращения теодолита

до

вершины

параллактического

угла

\\,С2—

расстояние от плоскости марок до оси рейки. Величины С\

и С 2

по

стоянны для данного теодолита и реек, их сумма

С = С\ + С2

для

на- '

садки

Д Н Т , теодолита

ТТ-5 и д а л ы ю м е р н ы х

реек, входящих

в ком

плект,

является

постоянным

слагаемым

дальномера,

равным

0,10 м. Следовательно,

D=b

-\-С

или D

-f-C,

где К

—

для

данной насадки и рейки величина постоянная, называется

коэффи

циентом дальномера и определяется до начала работ на1

специально

измеренном

базисе.

П о л н а я формула

для

вычисления горизонтального

проложенпя

по данным

измерения

расстояний

дальномером

Д Н Т

имеет

вид:

d = -g- + C + A D / — A D V )

где

поправка

A D (

за

изменение

длины

рейки

и дальномерной

шкалы вследствие влияния температуры вы

числяется по формуле

ADt=\(t

— (о)-§-,

где А=; 16,10~6 —разность

коэффициентов линейного расширения материалов, из которых из


готовлены штанга рейки			и д а л ь н о м е р н а я		шкала;
/ — температура, при которой измерялась данная линия;
t0 — средняя температура, при которой определено							значение	ко
эффициента		дальномера . З н а к		поправки	Д£>( такой		же, как	знак
разности	температур (t—^0). П о п р а в к а вводится					при	f<0 ^ = ± 1 0 ° .
Поправка ADV за наклон измеряемой линии вычисляется при углах
наклона,	превышающих		1°, так	же, как	и при	измерении линий
стальной	лентой.
Н а с а д к а		служит непосредственно для измерения					параллакти

ческого угла. Она надевается на объективную часть'зрительной тру

бы теодолита и закрепляется на ней	винтом.	Основными		частями
насадки являются компенсатор и микроскоп. Компенсатор				создает
в поле зрения трубы теодолита два изображения дальномерной					рей
ки, наложенными одно на другое. Он	состоит	из двух	разрезанных
по диаметру положительной и отр'ицательиой-дли'ннофокусиых					линз.
Компенсатор и д а л ь н о м е р н а я ш к а л а ,	оцифрованная		через	5	деле-
68

ний от	0 до 120,	находятся в корпусе, закрываемом		крышкой. Д л я
снятия	отсчетов	по дальномерной шкале	служит шкаловой микро
скоп, состоящий		из объектива, шкалы из	10 делений	и окуляра .

Бипризма устанавливается в фокальной плоскости зрительной трубы теодолита взамен сетки. На гранях бипризмы нанесены штри хи, аналогичные штрихам сетки трубы теодолита. Бипризма делит каждое изображение рейки, полученное компенсатором, на две час ти, а щелевая д и а ф р а г м а срезает верхнюю часть одного и нижнюю

часть другого изображения, что позволяет	совмещать	изображения
марок рейки с высокой степенью точности,	располагая	их на	про
должении друг друга. Щ е л е в а я д и а ф р а г м а	навинчивается на		внеш

нюю резьбу окуляра трубы так, чтобы щель располагалась горизон тально, и закрепляется винтом.

Д а л ь н	о м е р н а я рейка служит		для	создания	постоянных базисов
(большого	и	малого) . Д в е крайние марки образуют большой				базис
рейки в 1018		мм, используемый	при	измерении	расстояний	более

180 м; две средние марки — малый базис в 550 мм, применяемый при измерении расстояний до 180 м. Марки укрепляются на штанге, внутри которой имеется термометр. Рейка устанавливается в тре ножнике, закрепляемом на штативе становым винтом. Д л я приведе ния рейки в горизонтальное положение служит круглый уровень, а для установки ее перпендикулярно к измеряемой линии — оптиче

ский

визир. Д л я

измерения горизонтальных

углов

с л у ж а т угломер

ные

марки, устанавливаемые

как на рейках,

так

непосредственно

в треножник.

Параллактический угол

(3 измеряется

многократно

перемеще

нием

одного изображения относительно

другого

на

длину

рейки.

При

измерении угла совмещают

изображения

а и в'

марок

рейки

и читают отсчет П\ по дальномерной ш к а л е

при

помощи

шкалового

микроскопа. Затем совмещают

изображения одноименных

(левых

п правых) марок

и берут

второй

отсчет п2;

разность /ъ — п\ дает

ве

личину

угла

|3 из

одного

приема. Таких

приемов

делают

4 для

рас

стояний

до

400 м и б —

для

больших,

расстояний.

Если

отсчет

п2 сделать при совмещении изображений в и а' марок рейки, то раз ность п2—iii дает удвоенный параллактический угол (рис. 40). Мак симальные расхождения между значениями параллактических уг лов, полученных из разных приемов па станции, не д о л ж н ы прево-

Рис. 40.

сходить 0,15 деления дальиомерной шкалы при измерении линий до 400 м и 0,20 деления при измерении линий свыше 400 м.

З а окончательное значение параллактического угла принимает ся среднее арифметическое из всех значении угла, измеренных на станции. Коэффициент дальномера К определяется тем наблюдате лем, который будет работать с насадкой, путем измерений дальио мерной насадкой через к а ж д ы е три месяца параллактических углов на нескольких линиях, длины которых известны из измерений их мерной проволокой или лентой. Средняя относительная ошибка оп ределения коэффициента дальномера не д о л ж н а превышать 1:4000, а сами базисные линии д о л ж н ы быть известны с ошибкой не более 1:5000.

Д а л ы ю м е р п а я насадка является	оптическим инструментом вы
сокой точности и требует правильного и бережного		ухода;	такого
же бережного обращения требуют	и д а л ы ю м е р н ы е	рейки,	чтобы
обеспечить высокую точность работы	дальномера .
к
18. Понятие о светодальномерах и радиодальномерах
Выдающиеся достижения современной науки		и техники		все
шире используются в геодезии. Так, например, развивающиеся				раз

делы науки и техники — радиолокация и светолокация — находят

все большее применение в геодезических работах			при линейных из
мерениях. Д л я измерения	расстояний в настоящее			время		исполь
зуются преимущественно	ультракороткие	радиоволны			и	световые
волны, а соответствующие приборы называются			радиодальномера
ми и оветодальномерами. (иногда светодалыюмеры				называют элек-
грооптическими д а л ь н о м е р а м и ) .
В радио- и светолокации есть два основных			метода:			импульс
ный и непрерывного излучения. При импульсном			методе		расстояние
D может быть определено по времени t прохождения				радиоволн или
волн света в прямом и обратном направлениях вдоль					измеряемой
линии, если известна скорость и распространения этих волн:
При методе непрерывного излучения наиболее				распространен
ным является фазовый метод измерения		расстояний, при				котором

определяется число N электромагнитных волн известной длины X, «укладывающихся» вдоль измеряемой линии в прямом и обратном направлениях .

Система радиоаппаратуры излучает и принимает		отраженные
радиоволны или световые	волны (рис. 41). Точность измерения		рас
стояний новыми методами	(радио- и светолокация) в большой		сте
пени зависит от точности	учета состояния атмосферы	вдоль	изме-

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 217 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ