Файл: Мозжухин, О. А. Геодезические методы в строительстве учебное пособие.pdf

Рассмотренный нами ранее нитяной дальномер относится по геометрической схеме к дальномерам первой категории, посколь­ ку угол при инструменте [3 о является постоянным, а базис Z, от­ считываемый по рейке, переменным. Таким образом, в дально­ мерах первой группы измеряют базис /, соответствующий по­ стоянному углу ^ о, а в дальномерах второй группы измеряют угол р , лежащий против базиса постоянной длины 10.

Ввиду малости угла 3:2 тангенс его можно заменить сину­ сом, а следовательно (ом. § 28), представить в виде

где р " = 206 265"—число секунд в радиане. Учитывая это, формулу (39) перепишем

формулы (40). Обозначив коэффициент дальномера через к, за­ пишем формулы

для дальномеров второго вида.

Вкачестве базиса изготовляют специальные вертикальные или горизонтальные рейки.

Всоответствии о ГОСТ П356—65 предусмотрено изготовлять четыре типа оптических дальномеров ДН-04, ДНР-06, ДН-9Д ДН-10 в виде насадки на объектив теодолита и один ДВ-20 как самостоятельный прибор. Дальномерная насадка ДНР-06 обес­ печивает получение редуцированного на горизонтальную плос­ кость расстояния. Всеми другими насадками измеряют Наклон­ ные расстояния. Шифр ДВ означает «дальномер внутрибазный». Цифрами показана средняя квадратическая ошибка в санти­ метрах, которую обеспечивает дальномер на 100 м измеряемою расстояния.

На рис. 85 показан теодолит ТЗО с насадкой ДН-10 на объек­ тиве. Она состоит из двух линз, одна из которых отклоняет ви­

зирный луч в вертикальной плоскости на угол р " = 2062"6,

97

рис. 86. Дальномерная рейка в комплекте

ДНЮ

99

рис. 87. Дальномер ДВ20

§ 32. Светодальномеры

Принцип измерения расстояний свею-"и радиодальномерами состоит в измерении времени т , потребного для прохождения электромагнитными колебаниями (световыми волнами или ра диоволнами) двойного расстояния между пунктами местности, на которых установлена светоили радиодальномерная аппара­ тура. Искомое расстояние D находят в функции переменного т по формуле

нитных колебаний—предполагается на момент измерений извест­ ной.

В современных физических дальномерах используется фазо­ вый метод измерения расстояний, основанный на определении числа N волн известной длины X , «укладывающихся» вдоль измеряемой линии в прямом и обратном направлениях. В этом случае

D

\ N

2

В комплект радиодальномера входят ведущая и ведомая станции. Первая—излучает, принимает и сравнивает радиосигналы, несущие информацию о пройденном расстоянии. Вторая— принимает, усиливает и ретранслирует сигналы обратно, т. е. выступает в роли «активного» отражателя,

100

Светодальномер имеет назначение, аналогичное ведущей станции радиодальномера. На противоположной стороне изме­ ряемой линии устанавливают «пассивный» отражатель, пред­ ставляющий собой в простейшем виде зеркало.

Светодальномеры более перспективны по сравнению с радио­ дальномерами для использования в инженерно-строительной практике (в основном применительно к инженерно-геодезичес­ ким изысканиям). Рассмотрим их основные типы.

Государственным стандартом предполагается изготовлять серийно четыре типа отечественных светодальномеров, имею­ щих шифры: СБ-1, СМ-2, СК-02, С/С-5. Первая буква шифра оз­ начает светодальномер, а вторая характеризует дальность дей­ ствия прибора: Б—большие расстояния, М—малые и К—корот­ кие. Цифрами указана инструментальная погрешность прибора в см. Длина больших расстояний, на которые рассчитан дально­ мер, составляет примерно 50 км. Малых не менее 2 км, а корот­ ких—около полукилометра. «Светодальномер СБ-1 предназначен для использования на основных геодезических работах высокой точности. Имеет лазерный источник излучения. Изготовлялся , под названием «Кварц».

Сведодальномер СМ-2 является усовершенствованной конст­ рукцией дальномера КДГ-3 (квантовый дальномер геодезичес­ кий), изображенного на рис. 88. Последний имет дальность дей­ ствия до 2 км с точностью измерений ± 1—2 см.

Светодальномеры для измерения коротких расстояний СК-02 и СК-5 имеют дальность действия соответственно не менее 300 и

■«'-г-гЗ

рис. 88. Светодальномер КДГЗ

101

500 м с точностью измерения±2 мм в одном случае и ±5 см—‘в другом. Светодальномер СК-02 предполагается изготовлять на базе маркшейдерского светодальномера МСД-l, а СК-5 на ос­ нове светодальномерной насадки ДНК-02 к теодолиту.

В соответствии с ГОСТом светодальномеры, кроме СБ-1, до­ пускается изготовлять в виде насадок к теодолиту. Тогда к шиф ру добавляется буква Н. Например, СКН-5.

Многими иностранными фирмами созданы оригинальные кон­ струкции светодальномеров и радиодальномеров. Особые успехи в разработке светодальномеров («Геодиметров») различного на­ значения имеет шведская фирма АГА. Начиная с 1947 по 1971

рис. 89. Светодальномер Per. Эльта (ФРГ)

102

год фирмой выпущено 8 моделей светодальномеров с последо­ вательно улучшаемыми эксплуатационным характеристиками.

На рис. 89 изображен светодальномер фирмы «Оптоп» (ФРГ), предназначенный для использования в области прик­ ладной геодезии и топографических съемок. Прибор представ­ ляет собой сочетание светодальномера с теодолитом. Результа­ ты измерения расстояний, горизонтальных и вертикальных углов могут быть зафиксированы на перфорированную ленту и обра­ ботаны на электронно-вычислительной машине.

Дальность действия светодальномера 2 км. Точность измерепия±1 см. Точность измерения углов±3". Вертикальный круг снабжен компенсатором наклона. Результаты измерений рас­ стояний и углов можно прочесть на цифровом табло.

§ 33. Приборы для непосредственного измерения расстояний

п Реимущественное использование как в практике строитель­ ных изысканий, так и в процессе производства строительно-мон­ тажных работ имеют стальные мерные ленты и рулетки.

Стальные рулетки в соответствии с ГОСТом изготавливают длиной 10, 20, 30, 50, 75 и 100 м с делениями нанесенными через 1 см. В пределах первого дециметра деления указаны через 1мм.

Стандартом предусмотрено изготовление мерных стальных лент длиной 20, 24 и 50 ми шириной 10— 15 мм. Они бывают двух типов: ЛЗ—ленты землемерные и ЛЗШ —ленты землемер­ ные штриховые. На концах лент ЛЗШ нанесены миллиметровые шкалы длиной 1 дм. Метровые деления ленты обозначены циф­ рами, указанными на приклепанных к ленте пластинах. Полу­ метровые—металлическими шайбами, а дециметровые деления обозначены круглыми отверстиями. При хранении и транспорти­ ровке ленты наматывают на кольцо с тремя ограничителями. Для фиксации концов ленты при измерениях в комплект входит б или 11 стальных шпилек.

Точность измерения расстояний при откладывании ленты по земле характеризуется относительной ошибкой 1:2000 при бла­ гоприятных условиях местности (ровная гладкая поверхность, например, асфальт). В случае неблагоприятных условий точ­ ность снижается до 1:1000 (например, при измерениях по пашне, в лесу и т. д.).

103

Для повышения точности расстояния измеряют проволоками, находящимися в подвешенном состоянии и при постоянном на­ тяжении (рис. 90). Над точками, обозначающими концы линии, устанавливают штативы, между которыми натягивают проволо ку. Длина проволоки может быть заранее известна или измере­ на специальным прибором—длинномером. Последний состоит из

рис. 90. Измерение расстояний проволоками

шкива, который прокатывают по проволоке вручную, и счетчика, фиксирующего по числу оборотов пройденный путь. Точность измерения расстояний длинномером составляет 1:10000. В ком­ плект прибора входит, наматываемая на барабан, тонкая прово­ лока диаметром до 0,5 мм и длиной до 500 м.

Для непосредственного определения расстояния путем после­ довательного отложения выпускают стальные и инварные прово­ локи длиной 24 м. Точность измерения расстояний проволоками колеблется от 1:25000 до 1:1000000.

Основными источниками ошибок при непосредственном изме­ рении расстояний являются следующие причины:

1. Отклонение фактической длины мерного прибора от своего номинала.

В процессе измерений лента должна сохранять номинальной свою длину (например, 20, 24 или 50 м). В случае укорочения или некоторого удлинения полученные такой лентой результаты будут содержать систематическую ошибку. Для ее устранения в измеренные неверной лентой результаты вводят поправку, опре­ деляемую по формуле

где D—длина измеренной линии, А I—разность между фактиче­ ской длиной ленты и номинальной ее длиной /о. Поправку нахо­ дят путем сравнения (компарирования) рабочей ленты с лен­ той-эталоном. В качестве последней может быть использована новая лента, не бывшая в употреблении.

Следует заметить, что завод, выпускающий мерные приборы, гарантирует уклонение длины лент от номинала не более ± 2 мм

,104

для 20 и 24-метровых лент и ± 3 мм для 50-метровых лент при температуре окружающего воздуха -f- 20°С. Если измерения про­ изводят при другой температуре, то лента может несколько из­ менить свои размеры. Зная коэффициент линейного расширении стали am l‘2-10—6 , эти изменения легко учесть и ввести поправ­ ку в результат измерения D пользуясь формулой:

2. Наклон линии к горизонту, который приходится учитывать как при измерении, так и отложении длин линий на местности.

При составлении планов по измеренным по земле наклонным раестояпям D (рис. 91) находят горизонтальные проложенин А Указанные на плане расстояния d выносят на местность при пе­ ренесении проекта в натуру путем отложения наклонных рас­ стояний D. В том и другом случае требуется знать поправку на наклон

AD^ — D— d=-D—D Cosp = D (1 —Cosfi) —2 D Sin2 —^— , (46)

которое можно получить из следующих соображений. Согласно

из измеренного расстоянияБ. При отложении длины линии па местности ее прибавляют к проектному значению расстояния. При измерении и отложении линий мерный прибор должен рас­ полагаться как можно точнее вдоль направления, обозначенного закрепленными на местности двумя пунктами. Ориентируясь на эти пункты и производят измерение длины по кратчайшему на­ правлению. При трассировании инженерных сооружений линей­ ного типа прямолинейные участки могут достигать несколько ки­ лометров. Поэтому перед началом измерения их провешивают,

105