Вимір довжини ліній віддалемірами

Далекомірами називаються геодезичні прилади, за допомогою яких відстань між двома точками вимірюють непрямим способом. Далекоміри підрозділяють на оптичні й електронні. Оптичні далекоміри діляться на далекоміри з постійним паралактичним кутом і далекоміри з постійним базисом. Електронні далекоміри - на електронно-оптичні (світлодалекоміри) і радіоелектронні (радіодалекомiри).

Найпростіший оптичний далекомір з постійним кутом - нитяної (рис. 6.8, а) є в зорових трубах всіх геодезичних приладів. У поле зору труби (рис. 6.8, б) приладу видні три горизонтальні нитки. Дві з них, розташовані симетрично щодо середньої нитки, називаються далекомірними. Нитяний далекомір застосовують у комплекті з нівелірною рейкою, розділеної на сантиметрові розподіли. У наведеному прикладі між крайніми нитками розташовуються 21,5 сантиметрових розподілів рейки. Відстань між вимірюваними точками на місцевості 21,5 х 100 = 21,5м (100 - коефіцієнт далекоміра).

Рис. 6.8 Оптичний далекомір (а), поле зору труби (б) і схема виміру (в)

Рис. 6.9. Схема виконання дальномірних вимірів при постійному базисі

На відстані до 200м по нитяному далекомірі «на око» можна відрахувати до 0,5 сантиметрового розподілу, що відповідає погрішності при визначенні відстані 50см; на відстані до 100м - до 0,2 сантиметрові розподіли або погрішності 20см.

Нитяним далекоміром можна виміряти лінії довжиною до 300м з погрішністю до 1:300 від довжини.

Далекомірні виміри з постійним базисом розглянемо на конкретному прикладі відстані від точки А до точки В (рис. 6.9).

У точку А встановлюють теодоліт. В точці B розташовують відрізок (базис), довжина якого l точно відома. Тоді, вимірявши кут , можна по відомій із тригонометрії формулі L= ltg обчислити відстань між точками А и В.

В основі електронних засобів вимірів лежить відоме з фізики співвідношення S=vt/2 між вимірюваними відстанню S, швидкістю поширення електромагнітних коливань v і часом (поширення електромагнітних коливань уздовж вимірюваної лінії й назад.

Через особливості випромінювання, прийому й поширення радіохвиль радіодалекоміри застосовують головним чином при вимірі порівняно більших відстаней й у навігації. А світлодалекоміри, які використовують електромагнітні коливання світлового діапазону, широко застосовують

Рис 6.10. Світлодалекомір (а) і хід променів (б)

у практиці інженерно-геодезичних вимірів.

Для виміру відстані АВ (рис. 6.10) у точці А встановлюють світлодалекомір, а в точці В - відбивач. Світловий потік посилає з передавача на відбивач, що відбиває його назад на той же прилад. Якщо виміряти час проходження світлових хвиль від світлодалекоміру до відбивача й назад, при відомій швидкості поширення світлових хвиль можна обчислити шукану довжину лінії. Час поширення світлових хвиль може бути визначене як прямим, так і непрямим методом.

Пряме визначення проміжку часу здійснюється в далекомірах, називаних імпульсними. У них вимір часу виробляється по запізнюванню прийнятого після відбиття світлового імпульсу стосовно моменту його випромінювання.

Непряме визначення часу проходження світлових хвиль засновано на вимірі різниці фаз двох електромагнітних коливань. Такі с світлодалекоміри називають фазовими. Із впровадженням напівпровідникових лазерних джерел випромінювання й цифрових методів виміру різниці фаз з'явилися імпульсно-фазові світлодалекоміри, в основі яких лежить фазовий метод виміру тимчасового інтервалу при імпульсному методі випромінювання.

Прикладом сучасного імпульсно-фазового світлодалекоміру може служити широко розповсюджений у нашій країні топографічний світлодалекомір СГ-5. Це високо автоматизований прилад, точність виміру відстаней яким характеризується величиною (10 + 5D км) мм; гранична дальність - 5км.

Поліпшений варіант цього світловіддалеміра 2СТ10 (рис. 6.11). Його технічні характеристики: середня квадратична похибка виміру відстаней (5 + 3D км) мм; діапазон виміру 0,2м... 10км; діапазон робочих температур +40 °С...-30 °С; маса приладу — 4,5кг. Керування процесом виміру забезпечується вмонтованою мiкроЕОМ. Результати виміру з урахуванням виправлення за температуру повітря й атмосферний тиск высвітлюється на цифровому табло й можуть бути уведені в пристрій, що реєструє. У приладі є звукова сигналізація

Рис. 6.11. Світловіддалемір 2СТ10

виявлення відбитого від відбивача сигналу, го­товності результату виміру і розрядженості джерела живлення. У комплект світлодалекоміру входять: відбивачі, штативи, джерела живлення, зарядний пристрій, барометр, термометр, набір інструментів і приладдя.

В інженерній геодезії застосовують і високоточні світлодалекоміри.

Рис. 6.12. Лазерна рулетка: 1- корпус рулетки, 2 - лазерне вікно, 3 - табло з результатами вимірів, 4 - торець, від якого відраховується вимірювана відстань

Вітчизняна промисловість виробляє світлодалекоміри „Топаз СП22” і СП03 (ДК001), точність виміру якими характеризується відповідно величинами (1+1) км) і (0,8+ 1,5 D км) мм.

Для маркшейдерських робіт у шахтах використовують світлодалекомір МСД-1М у вибухобезпечному виконанні з дальністю дії до 500м і погрішністю виміру (2+ 5D км) мм.

Світлодалекоміри з пасивним відбиттям вимірюють відстані до предметів без відбивача, тобто використовують відбивні властивості самих предметів. Прикладом може служити вітчизняний світловідалемір ДИМ-2, погрішність виміру відстаней яким становить 20 см.

У цей час відомі далекоміри з пасивним відбиттям і погрішністю виміру відстаней до 10мм. Так, наприклад, далекомір, що випускає фірмою «Лійка» (Швейцарія), вимірює відстані до 50м з

погрішністю 2мм.

Для вимірів на будівельних майданчиках, у приміщеннях використовують лазерні рулетки (рис. 6.12), які не вимагають відбивачів.

Розділ 7

НІВЕЛЮВАННЯ