Неравноточные измерения. Понятие веса

Неравноточные измерения – измерения, выполненные в различных условиях, приборами различной точности, различным числом приемов и т.д. , когда меняется один или несколько фактов сопровождающих измерения (прибор, объект, внешние условия).

Надежность результата, выраженная числом, называется его весом. Чем надежнее результат, тем больше его вес. Вес связан с точностью результата измерения, которая характеризуется средней квадратической погрешностью. Поэтому вес результата измерения принимают обратно пропорциональным квадрату средней квадратической погрешности.

По определению веса p его общее математическое выражение можно записать: pi = c/m2i, где с – некоторая постоянная в-на – коэффициенту пропорциональности, m – средняя квадратическая ошибка измерения.

Обычно вес какого-либо результата принимают за единицу и относительно его вычисляют веса остальных неизвестных.

Б23)

Виды геодезических измерений на местности. Сущность угловых, линейных измерений и измерений превышений.

Геодезические измерения – измерения, проводимые в процессе топографо-геодезических работ.

Вид геодезических измерений – классификационная категория геодезических измерений, выделяемая по признаку измеряемой геодезической величины.

Различают следующие виды геодезических измерений:

Угловые (геодезические) измерения – вид геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величиной являются горизонтальные и (или) вертикальные углы (зенитные расстояния).

Линейные (геодезические) измерения – вид геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величиной являются длины сторон геодезических сетей (расстояния или их разности).

Геодезические измерения превышений – вид линейных геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величиной являются разности высот пунктов (точек).

Для измерения горизонтальных и вертикальных углов на местности применяется специальный геодезический прибор теодолит.

Принцип и способы измерения горизонтальных углов (способ приёмов и полуприёмов)

Способ полуприёма:

Отличается простотой самый быстрый способ и не имеет контроля. Теодолит устанавливается в вершину горизонтального угла и приводят в рабочее положение.

1. Центрирование- совмещение вертикальной оси прибора с вершиной измеряемого угла, выполняется с помощью нитяного отвеса.

2. Горизонтирование- приведение вертикальной оси прибора в отвесное положение (уровень). Лимб горизонтального круга при измерении закрепляют.

Вывод: способ полуприёма применяется при теодолитной съёмке и тахеометрической.

Способ приёма (полный приём).

Состоит из двух полуприёмов, т.е угол измеряется дважды при двух положениях вертикального круга:

Существуют ещё способы круговых приёмов, повторений, комбинаций.

Измерение вертикальных углов.

Отсчёты КЛ и КП далее верт угол = 0,5(КЛ-КП)=КЛ-МО ; МО=0,5(КП+КЛ).

Линейные измерения

Порядок линейных измерений:

1. Закрепление точек.

2. Вещение линий- установка дополнительных вешек в створе измерений линий.

3. Измерение расстояний в прямом и обратном направлении.

Д=Lпр*n+r, где n-количество уложений прибора; r-остаток.

Дср=Дпр/2+Добр/2

Оценка точности сделанных измерений . Точность оценивается относительной погрешностью. =Дср-Добр –абсолютная погрешность fотн=/Дср=1/N

Виды измерений:

1. Прямые измерения – когда непосредственно получают уравнение с 1 мерой.

2. Косвенные измерения – когда результаты являются функцией от другой непосредственно измеряемой величины.

Косвенный способ измерения расстояний.

Измерение расстояния с помощью дальномеров. Различают дальномеры: оптические, светодальномеры и радиодальномеры. Принцип измерение расстояния сводится к решению треугольника, в котором по малому углу β и противолежащей стороне (базису) b нужно вычислить расстояние D. D=b*ctgβ

Различают дальномеры: с постоянным углом и переменным базисом, с постоянным базисом и переменным углом. Представителем оптич дальномера с пост углом явлнитяной дальномер.

В поле зрения трубы теодолита имеются дополнительные штрихи (дальномерные); они позволяют с помощью рейки с делениями измерить расстояние от теодолита до рейки.

Измерение превышений

Нивелирование- это вид геодезических работ по определению превышений. Геометрическое нивелирование-метод определения превышения с помощью горизонтального визирного луча и нивелирных реек. Для получения горизонтального луча используют нивелир. Широко применяется в строительстве. Тригонометрическое нивелирование- это метод определения превышения по измеренному углу наклона и расстояния между точками. Его применяют при топографических съёмках и при определении больших превышений.

Физическое нивелирование относятся методы: гидростатического нивелирования, основанный на применении сообщающихся сосудов, барометрическое нивелирование, разность давлений, радиолокационное нивелирование, основанный на отражении электромагнитных волн от земной поверхности.

Автоматическое нивелирование, осуществляется с помощью специальных приборов устанавливаемых на авто. Сразу вычерчивается профиль местности на ленте.

Геометрическое нивелирование:

1. При нивелировании из середины. В точках А и В устанавливают отвесно рейки. На которых нанесены шкалы, а по середине нивелир. Когда осуществляют нивелирование от А к В то рейку в точке А считают задней а В передней. Если взять отсчёты а и в то превышение будет равно h=a-b

2. При нивелировании вперёд нивелир устанавливают в точке А, измеряют высоту прибора I а затем берут отсчёт b. Превышение вычисляется по формуле h=i-b

После определения высоты точек находят: Нв=На+h. Когда высоты точек расположены на значительном расстоянии. В этом случае от точки А до В прокладывают нивелирный ход, состоящий из нескольких станций. Превышение между точками будет равно сумме превышений hав. Высоту точки В находят по формуле Нв=На+ hав

1. Особенности съемки застроенных территорий.

1.Горизонтальная съемка застроенных территорий в масштабах 1:2000 - 1: 500 выполняется самостоятельности или в сочетании с высотной съемкой.

Горизонтальная съемка выполняется способами: полярным, створов, графоаналитическим, засечек, перпендикуляров (абсцисс и ординат), стереотопографическим.

При всех способах горизонтальной съемки должны составляться абрисы, производиться обмеры контуров зданий (сооружений) и измеряться контрольные связки между ними.

2.Съемка застроенной территории должна производиться с пунктов (точек) опорной и съемочной геодезических сетей (приложение Г).

Створные точки, определяемые от пунктов и точек геодезической основы, должны определяться с точностью не менее 1:2000.

При использовании способа засечек допускаются углы в пределах от 30° до 150°.

3.Измерение горизонтальных углов при съемке следует выполнять теодолитом при одном положении вертикального круга со средней погрешностью не более 1' и с контролем ориентирования лимба на станции, расхождение от первоначального ориентирования допускается не более 1,5'.

4. Накладка контуров капитальных зданий (сооружений) с помощью транспортира допускается при величине полярных расстояний до 6 см в масштабе плана. При полярных расстояниях, превышающих указанную величину, накладка таких контуров на план должна производиться по координатам.

5. При графоаналитическом способе съемки углы кварталов и капитальные здания (сооружения), опоры, колодцы, центры стрелочных переводов должны наноситься на план по координатам, определенным с пунктов планового съемочного обоснования, и данным обмеров контуров зданий (сооружений). Съемку прочих элементов ситуации допускается производить методом мензульной или тахеометрической съемки.

6. Высоты люков колодцев подземных сооружений и верха труб на дорогах, урезов воды в водоемах (водотоках), полов в капитальных зданиях (по дополнительному заданию) должны определяться геометрическим нивелированием по двум сторонам рейки или тригонометрическим нивелированием при двух положениях вертикального круга. Расхождение между превышениями не должны быть более 2 см. Высоты других пикетов следует определять по одной стороне рейки (при одном положении вертикального круга в случае тригонометрического нивелирования), при расстояниях до пикетов более 250 м следует вводить поправки за кривизну земной поверхности и рефракцию.

7. На улицах (проездах) поперечные профили должны измеряться через 40, 60, 100 м (в зависимости от масштаба планов), а также в местах перегиба рельефа и по осям пересекающихся улиц (проездов).

8. При нивелировании поперечных профилей должны быть определены высоты у фасадной линии, бровки тротуара (бордюрного камня), оси улицы (проезда), бровки и дна кюветов, а также других характерных точек рельефа.

28. (7.2)Основные части геодезических приборов и их назначение.

Основные части теодолита и их назначение.

1- лимб - оцифрованная составляющая горизонтального круга

2- ось горизонт круга входит в алидаду

3- зрительная труба, при вращении вокруг основной оси HH’ образует коллимационную пл-ть

4- подставки(колонки) зрительной трубы

5- цилиндрический ур-нь

6- вертикальный круг (для измерения углов наклона) находится на осн оси зрит трубы

7- подставка с подъемными винтами

Основными частями оптического нивелира НЗ

1) являются: зрительная труба 1, цилиндрический 2 и круглый 7 уровни, фокусирующий винт 10, закрепитель-

ный 9 и микрометренный 8 винты, элевационный винт 4,подставка 6, подъемные винты

5. Нивелир прикрепляется к штативу с помощью станового

винта.Зрительная труба нивелира состоит из объектива 11 и окуляра 3, между ними перемещается фокусирующая линза. В окулярной части трубы расположена стеклянная пластинка с нанесенной сеткой

нитей. Исправительные винты сетки нитей закрыты отвинчивающейся крышкой. Подставка

.

Рис. 11.1. Оптический нивелир Н3

инструмента опирается на три подъемных винта. Для наведения на предмет на

зрительной трубе имеется визирка 12.

29.(11.2)

. У́ровень (ватерпа́с) — инструмент для проверки угла между заданной линией или поверхностью и горизонтальной плоскостью.

Обычно уровень представляет собой брусок с укреплённой в нём прозрачной ампулой бочкообразного (от геометрии «бочки» зависит точность и чувствительность уровня[источник не указан 227 дней]) продольного сечения, открытой для обозрения. Ампула содержит подкрашенную жидкость (обычно используется спирт, так как он обладает низкой температурой замерзания) с небольшим пузырьком газа. При горизонтальном положении ампулы пузырёк находится точно посередине ампулы.

Брусок обычно изготавливается из пластмассового или металлического профиля. Применяют уровни с различным числом ампул. Чаще всего обязательно присутствует ампула, ориентированная вдоль оси бруска. Она используется для определения горизонтальности линий или поверхностей. Кроме того, применяют ампулы, ориентированные перпендикулярно или под заданным углом к оси бруска.

На стенках ампулы обычно рисуют две окружности вдоль боковой поверхности, равноотстоящие от серединного положения пузырька. Они улучшают контроль за положением пузырька.

Ещё одна возможная проблема использования уровня — снижение точности установки ампул в теле бруска, что происходит от падений инструмента, неизбежных при работе. Для проверки точности уровня нужно положить его на заведомо горизонтальную (если проверяется горизонтальная ампула) плоскость и заметить положение пузырька. Затем развернуть его на 180 градусов в горизонтальной плоскости и снова посмотреть на положение пузырька. В обоих случаях пузырёк должен попадать в центр ампулы, если плоскость действительно горизонтальна, или хотя бы одинаково смещаться от центра ампулы, если плоскость слегка наклонна. Тогда можно считать, что уровень исправен. Проверку «вертикальной» ампулы проводят аналогично, разница только в том, что прикладывать уровень следует к вертикальной плоскости. Если есть неидентичность положения пузырька при противоположных ориентациях уровня, неизбежны погрешности в строительных работах.

Зрительная труба нивелира состоит из объектива и окуляра, между ними перемещается фокусирующая линза. В окулярной части трубы расположена стеклянная пластинка с нанесенной сеткой нитей. Исправительные винты сетки нитей закрыты отвинчивающейся крышкой. Подставка инструмента опирается на три подъемных винта. Для наведения на предмет на зрительной трубе имеется визирка.

Установка нивелира имеет целью привести визирную ось зрительной трубы в горизонтальное положение. Вначале инструмент устанавливают «на глаз» так, чтобы зрительная труба была горизонтальна. Затем с помощью подъемных винтов пузырек круглого уровня приводят в нуль-пункт. Окончательное приведение визирной оси в горизонтальное положение выполняют непосредственно перед отсчетом по рейке: или путем приведении в нуль-пункт пузырька цилиндрического уровня.

В процессе поверок контролируют правильность взаимного положения осей и частей нивелира. Если обнаруживают несоответствие, его устраняют посредством юстировки (исправления).

Перед началом поверок нивелир устанавливают на штативе или специальном кронштейне.

Б25)

1. Отсчетные устройства теодолита.

Отсчитывание – это определение положения отсчетного индекса относительно штрихов рабочей меры. В оптических теодолитах отсчитывание может вестись по одной стороне лимба ГК и ВК – односторонняя система отсчитывания при двух положениях круга или одновременно по двум диаметрально противоположным его частям – двухсторонняя система отсчитывания при любом положении круга.

Отсчетные устройства: штриховой и шкаловой микроскопы. Эксцентриситет горизонтального круга.

С помощью отсчетных устройств в теодолитах считывают показания с лимбов. В современных точных и технических теодолитах применяются штриховые микроскопы (отсчет по штриху-индексу) и шкаловые микроскопы (отсчет по шкале), а высокоточных теодолитах используют микрометры.

Отсчетный микроскоп через систему призм и линз выводит в окуляр изображения градусных делений горизонтального и вертикального кругов. (На рис.23а (далее исправлен) показано поле зрение штрихового микроскопа с изображением штриха и лимбов с ценой деления в 10': вертикального В и горизонтального Г. Визуально оценивая десятые доли делений лимбов с точностью до 1', отсчеты на рисунке В=7˚ 45' и Г=345˚ 54'.

В поле зрения шкалового микроскопа теодолита 2Т30 (рис.23б) цена деления лимба составляет 1 , отсчетная шкала разделена через 5', отсчеты на рисунке В = -9˚ 37', Г = 293˚ 42'.)

В теодолитах со штриховыми и шкаловыми микроскопами отсчеты производят по одному концу диаметра лимба. Для уменьшения влияния эксцентриситета горизонтального круга (рис.23.2)- несовпадения оси вращения прибора С' с центром кольца делений лимба C - измерение горизонтального угла производят дважды: при круге лево (отсчет М') и при круге право (отсчет N').

Так как при этом отсчеты берутся по диаметрально противоположным концам лимба, то среднее из полученных результатов не содержит погрешности от влияния эксцетриситета (M+N)/2 =(M'+N')/2.

33. (2.2) Поверки и юстировки теодолита 2Т30

1. Поверка: ось цилиндрического уровня при горизонтальном круге должна быть перпендикулярна вертикальной оси прибора.

2. Поверка: горизонтальный штрих сетки нитей должен быть перпендикулярен вертикальной оси прибора (юстировочные винты).

3. Поверка: визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна горизонтальной оси прибора. КЛ и КП- отсчёты по горизонтальному кругу. С-коммационная погрешность. С=(КЛ-КП-+180)/2=1градусу или меньше.

Юстировка:

1. Nпр=КЛ-С

2.устанавливаем правильный отсчет на микроскопе при помощи наводящего винта алидады.

3. Возвращаем сетку нитей центром на точку при помощи юстировочных винтов.

34. (10.2)Установка теодолита в рабочее положение.

а) центрирование – совмещение основной оси II’с вершиной угла при помощи отвеса

б) нивелирование – (горизонтирование) – приведение основной оси II’ в отвесное положение с помощью подъемных винтов

в) подготовка зрительной трубы для наблюдений:

-установка по глазу (фокусировка сетки нитей), осуществляется с помощью окулярного кольца

-установка по предмету (фокусировка зрительной трубы), осуществляется с помощью барабана кремальеры

-устранение параллакса осуществляется одновременным вращением кольца и барабана кремальеры