Измерение расстояний с помощью оптических дальномеров,

ИЗМЕРЕНИЕ РАССТОЯНИЙ

Расстояния измеряют при выполнении любых геодезических работ.

Прямые (непосредственные) измерения выполняют с помощью лент, рулеток. При косвенных измерениях, выполняемых с помощью оптических или электронных дальномеров, расстояние вычисляют по непосредственно измеренным углам, времени, другим расстояниям.

В настоящее время основным прибором для измерения расстояний является светодальномер.

Непосредственное измерение расстояний

Непосредственное измерение выполняется путем прямого укладывания мерного прибора вдоль измеряемой линии.

Мерные приборы: стальные ленты, стальные и тесьмяные рулетки.

Стальная землемерная 20-метровая лента ЛЗ-20 – штриховой прибор. Цена деления ленты 10 см, отсчет берется на глаз с точностью 1 см. Для работы лента снабжается комплектом из 6-ти шпилек.

Шкаловые стальные рулетки с эмалевым покрытием и ценой деления 1 мм выпускаются длиной 10, 20, 30, 50 и 100 м.

Шкаловые тесьмяные рулетки с ценой деления 1 см выпускаются длиной 10, 20, 30 и 50 м.

Устройство лент и рулеток, технология измерений этими приборами подробно описаны в любом учебнике геодезии и здесь опущены.

До начала измерений определяют действительную длину мерного при-бора, сравнивая рабочую ленту (рулетку) с образцовым мерным прибором. Такое сравнение называется компарированием. Величина Dl = l - l_o ,

где l – действительная длина мерного прибора при температуре компарирования t_k , l_o – номинальная длина мерного прибора, называется поправкой за компарирование.

Уравнением мерного прибора называется выражение вида

l = l_o + Dl_k при температуре t_k .

Например, l = 20 м – 3ммпри t_k = +20°C .

Поправку за компарирование вводят, когда длина мерного прибора отличается от номинальной более чем на 1/10 000.

Если температура при измерении расстояния значительно отличается от температуры компарирования, то вычисляют поправку за температуру по формуле Dl_t = l_o×a(t_u - t_k) , где a – термический коэффициент.
Для 20-метровой стальной ленты Dl_t = 0,24(t_u - t_k) , мм/градус.

Поправку вводят, если разность температуры воздуха при компарировании и измерении линий превышает 8°С.

Общую длину линии, измеренной лентами (рулетками), определяют по формуле

D = N(l₀ + Dl_k + Dl_t) + r , (5.1)

где N – целое число уложений ленты (рулетки), r – остаток (домер), меньший длины ленты.

Точность непосредственного измерения линий зависит от рельефа местности, характера почвенно-растительного покрова и находится в пределах 1:3000...1:1000. Для контроля и повышения точности линии измеряют лентами (рулетками) дважды – в прямом и обратном направлениях.

Измерение расстояний с помощью оптических дальномеров,

Нитяный дальномер

Все оптические дальномеры – это приборы геометрического типа, работающие по схеме, показанной на рис. 5.1. На одном конце измеряемой линии устанавливается прибор, на другом – базисная рейка.

g Db     Рис. 5.1

Из рисунка следует формула ,

где D – определяемое расстояние, g – угол, под которым из точки установки дальномера виден базис b.

Так как D>>b , то угол g всегда мал. Тогда и

. (5.2)

В формуле (5.2) либо базис b, либо угол gможно сделать постоянным. Соответственно этому различают дальномеры с постоянным базисом и постоянным углом.

5.2.1. Оптические дальномеры с постоянным базисом

Базис представляет собой деревянную или металлическую рейку длиной 1,5...3 м, которую можно устанавливать горизонтально или вертикально. Угол g измеряется с помощью теодолита или специального прибора.

Точность измерения расстояний дальномерами с постоянным базисом зависит от типа прибора и находится в пределах 1:1000...1:25 000.

В настоящее время оптические дальномеры с постоянным базисом практически полностью вытеснены светодальномерами – приборами значительно более точными и надежными.

5.2.2. Оптический дальномер с постоянным углом – нитяный

Дальномер такого типа представляет собой два дополнительных штриха (две нити) на сетке нитей трубы, симметричных относительного центрального штриха. Такой дальномер называют нитяным. С помощью нитяного дальномера расстояние измеряют по вертикально установленной рейке. Геометрическая схема нитяного дальномера показана на рис. 5.2.

ось A прибора объектив сетка рейка bF V V a   d f D’ B

Рис. 5.2

Угол gделают равным 0,573°, так что ctgg= 100. Эту величину называют коэффициентом дальномера. Формула (5.2) приобретает вид

D = kb = 100b .

Длина базиса обычно выражается в сантиметровых делениях рейки, т.е. АВ = b = n см. Тогда

D = kn = 100n , (5.3)

т.е. каждому сантиметру на рейке между дальномерными штрихами соответствует метр на местности.

Нитяный дальномер прост, надежен. Им снабжаются трубы всех геодезических приборов. Точность нитяного дальномера порядка 1:300.

Из рис. 5.2 следует

D = D¢ + f + d = D¢ + c .

Оптическую систему труб современных приборов рассчитывают так, чтобы постоянное слагаемое с было близким к нулю. Поэтому для определения расстояния достаточно использовать формулу (5.3).