Алидада с диоптрами – (с арабского «аl-idhada» — перев. ручка, нарукавник) геодезический прибор в виде линейки с диоптрами по концам, устанавливаемой на планшете при графических работах и выполняющей функцию кипрегеля.
Алидада Максимовича – для определения углов наклона. Снабжена уровнем, вертикальной шкалой и бегунком на предметном диоптре.
Астролябия геодезическая – (от астро-лат. «звезда» + «лейбос» – слежу) угломерный прибор для определения на местности взаимного положения линий и углов между ними. Представляет собой горизонтальный градуированный круг-лимб с парой диоптров, на котором соосно вращается алидада с парой диоптров.
Астрономический круг Борда – прибор для астрономических угловых измерений (высоты светил над горизонтом).
Буссоль – (от итал. «вussola» – коробка) геодезический прибор, предназначенный для определения магнитных азимутов.
Буссоль Шмалькальдера – для определения магнитных азимутов, отличие от традиционной буссоли – легкий лимб (картушка) закреплен на самой магнитной стрелке.
ОНИКС-1.ОС с классическими анкерами
Ватерпас (простой нивелир) – (от англ. «water» – вода и «poise» – равновесие, противовес) инструмент для измерения превышений точек на местности, представляет собой деревянный треугольник с отвесом.
Водяной уровень (нивелир) – прибор для нивелирования, два стеклянных сосуда с пробками, соединенные металлической трубой. Верхние урезы воды в трубках определяют горизонтальную линию.
Геодезическая веха – для визирования и провешивания линий на местности, обычно представляет собой шест, раскрашиваемый контрастными полосами определенной длины,
Геодезическая рейка – для визирования и определения расстояний (с использованием дальномерной насадки или специальной сетки нитей).
Гирокомпас – геодезический компас, основанный на свойстве гироскопа с 2-мя степенями свободы устанавливаться в меридиональном направлении.
Гониометр – (от греч. «угол измеряю») для определения на местности взаимного положения линий и углов между ними, по сути – это круговая астролябия, лимб и алидада с диоптрами, которой заменены двумя соосными цилиндрами с прорезями.
Горный компас – прибор для определения элементов залегания геологических пластов, в отличие от компаса имеет лимб, градуированный против часовой стрелки и эклиметр.
Градшток (навигационный инструмент) – инструмент для определения угла подъема солнца или звезды над горизонтом.
Дальномер – приборы для определения линейных расстояний оптическим или другим немеханическим опосредованным способом (например измерением времени прохождения отраженной волны).
Дальномер двойного изображения – оптический дальномер для определения линейных расстояний, содержащий устройство для образования двух изображений визирной цели и измерения их смещения.
Дальномерная насадка – геодезический дальномер, приспособленный для работы совместно с другим геодезическим прибором и установки на нем.
Дальномер нитяной (штриховой) – дальномер с дальномерными штрихами на сетке нитей.
5 электроинструментов, которые ДОЛЖНЫ БЫТЬ У КАЖДОГО!
Дезенсекстант – геодезический инструмент для откладывания на местности фиксированного угла, по сути это двухзеркальный экер с одним подвижным зеркалом и измерительным сектором.
Зигария – прибор для нивелировочных работ. При равновысотности точек закрепления проволоки-подвеса с зигарией, инструмент находится точно посередине, а отвес на нулевой отметке.
Квадрант – астрономо-геодезический прибор для измерения вертикальных углов.
Кипрегель – (от нем. «kippen» – вращаться, опрокидываться, и фр. «rigle» — линейка) прибор для графических построений на планах, по сути, линейка со зрительной трубой, работает только в паре с мензулой.
Клитограф (клитометр) Лефебре – (от греч. «сlitos» – покатость) по сути, рамочный угломерный инструмент с отвесом (для измерения вертикальных углов наклона).
Компас – круговая буссоль, для измерения магнитного азимута, имеет полный измерительный круг на 360°. В геодезии традиционно сохранялось название «буссоль», тогда как для ориентирования были широко распространены географические (или бытовые) компасы, часто наручные, в геологии получил широкое распространение «горный компас», конструктивной особенностью которого являются обратная градуировка лимба (против часовой стрелки), наличие эклиметра (угломера для замера элементов залегания пластов) и уровней.
Круг Пистора – отражательный угломерный навигационный прибор, как и секстант, для определения высоты светила над горизонтом.
Курвиграф Жургейля – цилиндрический двухзеркальный эккер, для откладывания на местности фиксированного угла.
Мензула – (от лат. «mensula» – столик) регулируемая основа планшета, на который устанавливается кипрегель или алидада с диоптрами, для приведения его в строго горизонтальное положение при проведении съемки графическим способом (мензульной съемки). Полагается, изобретена Иоаном Преториусом, профессором математики в Баварии ок. 1611 г.
Мензульная буссоль – инструмент для ориентировки планшета (мензулы) в меридиональном направлении.
Мерная лента (мерительная лента) – введена в употребление в первой половине 19 века во Франции обер-геометром кадастра Журданом. Металлическая (реже на тканевой основе) лента определенной длины, наматываемая на крестовину или бобину, для измерения линейных расстояний на местности.
Мерная цепь – (предложена в начале 17 в. профессором астрономии Оксфордского университета Э.Гунтером) цепь определенной длины из металлических стержней для измерения линейных расстояний на местности.
Нивелир – (от франц. «niveau» — уровень, горизонтальная плоскость) геодезический высотомер для определения превышений горизонтальной линией визирования.
Нивелир-теодолит – преимущественно использовался в качестве нивелира, но имел возможность выполнять и некоторые функции теодолита: в отличие от обычного нивелира имел дополнительную возможность перемещения зрительной трубы в вертикальной плоскости, часто с вертикальным измерительным лимбом или сектором (для измерения небольших вертикальных углов).
Нитяной дальномер – для определения линейных расстояний, представляет собой оптический дальномер с постоянным углом, образованным лучами, проходящими через два дальномерных штриха сетки нитей и узловую точку объектива зрительной трубы.
Одометр – (от греч. «hodos», — дорога и «metrein» – измерять) счетчик оборотов колеса
Ориентир-буссоль – (от лат. «oriens» – восток) прямоугольная буссоль с измерительным сектором для ориентировки планшета.
Пассажный инструмент – для определения времени прохождения светил через определенный меридиан (для определения географической долготы).
Пантометр – геодезический прибор для определений на местности взаимного положения точек и линий, измерений вертикальных и горизонтальных углов. Представляет собой гониометр (два соосных полых цилиндра с прорезями), снабженный зрительной трубой и вертикальным измерительным кругом или сектором.
Рейки Штраусса (водяной нивелир) – стеклянные градуированные сообщающиеся сосуды с водой. Служил для нивелировочных работ.
Римский жезл – линейная мера длины, представляющая собой деревянный (металлический) шест определенной длины
Римский крест – эккер из двух взаимно перпендикулярных планок, один луч креста длиннее остальных, для откладывания на местности фиксированного угла.
Рулетка – мерная лента на металлической или тканевой основе определенной длины, спирально сматываемая в специальный корпус.
Секстант – отражательный прибор, преимущественно навигационного назначения для определения высоты солнца или звезды над горизонтом.
Тахеометр – геодезический прибор, предназначенный для «быстрого» («тахео-» — быстро измеряющий) измерения горизонтальных и вертикальных углов, длин линий и превышений.
Теодолит геодезический – угломерный инструмент, применяющийся при геодезических, маркшейдерских, астрономических и некоторых других работах для измерения горизонтальных углов между линиями и углов наклона линий (при астрономических измерениях – зенитных расстояний).
Теодолит шаропилотный – угломерный инструмент для слежения за шаром-пилотом при метеорологических исследованиях.
Угломер – маркшейдерский инструмент для измерения угла наклона подземных выработок
Универсальный геодезический инструмент (или универсал) – прибор для геодезических и астрономических измерений, устройство которого позволяет с равной точностью измерять как горизонтальные, так и вертикальные углы. Отличия от теодолита – устройство зрительной трубы позволяет вести наблюдения в зените (труба эксцентрически вынесена на оси или имеет ломаную форму), точность измерения по вертикали приближена к точности измерения по горизонтальному кругу.
Уровень – прибор или устройство, служащее для определения горизонтальности тестируемой поверхности (или положения геодезического прибора и его отдельных узлов относительно отвесной линии (см. жидкостной, круглый, накладной, реверсивный, цилиндрический уровни). Часто самостоятельный прибор в маркшейдерском, строительном деле.
Шагомер (педометр) – счетчик шагов.
Эккер – (от франц. «еquerre» от латин. «quadrare» — строить квадрат) геодезический инструмент для откладывания на местности фиксированного угла.
Эклиметр Брандиса – (от греч. «еx» — c, «clino» – наклоняю, «metrein» – измерять) устройство для измерения вертикальных углов. Представляет собой круглую коробку, в которой на оси вращается кольцо-отвес с делениями, наблюдаемыми через лупу.
Элементы геодезических устройств
Алидада – подвижная часть прибора, расположенная соосно с измерительным кругом (лимбом) и несущая элементы отсчетного устройства.
Ампула уровня – прозрачный резервуар, герметически запаянный после наполнения его жидкостью, с внутренней поверхностью определенного радиуса кривизны.
Арретир – механическое приспособление для закрепления подвижной части прибора при транспортировке.
Бакса – (искажен.немец. «Buchse», полый цилиндр, коробка) полый цилиндр, в котором обычно помещается стержень, втулка (цапфа) с возможностью вращения вокруг своей оси.
Бленда – приспособление в виде цилиндра или конуса, надеваемое на оправу объектива с целью исключения попадания в него солнечных лучей.
Визир – механическое устройство прибора для предварительного грубого наведения на объект.
Винт закрепительный – закрепительное устройство в виде винта.
Винт микрометренный – устройство для малых перемещений лимба или алидады.
Винт подъемный – горизонтирующее устройство в виде винта.
Винт становой – винт для закрепления прибора на штативе.
Винт стопорный – винт для крепления детали.
Винт установочный – винт для приведения пузырька в заданное положение.
Винт элевационный – установочное приспособление для изменения наклона зрительной трубы прибора и оси связанного с ней уровня.
Винт юстировочный – винт для выполнения юстировки (регулировки) прибора.
Втулка оси – деталь в виде полого цилиндра (конуса), внутри которой вращается ось.
Дальномер двойного изображения – оптический дальномер, содержащий устройство для образования двух изображений визирной цели и измерения их смещения.
Дальномер нитяной – оптический дальномер с постоянным углом, образованным лучами, проходящими через два дальномерных штриха сетки нитей и узловую точку объектива зрительной трубы.
Диоптр – (от греч. «dioptra, dia» -насквозь, «optein» — смотреть)
Зеркало подсветки – отражательный элемент для направления естественного света в оптическую систему прибора.
Картушка – легкий лимб, закрепленный на магнитной стрелке.
Круг геодезического прибора – деталь прибора, несущая лимб.
Лагер оси – (от нем. «lager» — ложе) деталь осевой системы, служащая опорой для цапфы (оси).
Лимб – (от лат. «limbus» – кайма, полоса) измерительный круг, рабочая мера прибора в виде круговой шкалы.
Лимб кодовый – лимб, содержащий кодовую маску.
Лупа отсчетная – положительная линза с небольшим фокусным расстоянием, используемая совместно со шкалой.
Маска кодовая – совокупность знаков (символов) для передачи, обработки и хранения информации,
Мера прибора рабочая – предназначена для воспроизведения физической величины заданной размерности.
Микрометр – (от греч. «micros» – маленький и «metrein» – измерять) отсчетное устройство для точного измерения сравнительно малых величин. Идея применения в угломерных инструментах принадлежит Товгю Мейеру старшему (род. В 1723- 1782 г), усовершенствовал Рамсден в конце 18 в.
Микроскоп отсчетный – (с лат. «микро» — маленький, «скоп» — смотрю) микроскоп с устройством для получения отсчета по рабочей мере прибора.
Насадка дальномерная – геодезический дальномер, приспособленный для работы совместно с другим геодезическим прибором и установки на нем.
Нониус – отсчетное устройство для оценки десятых долей шкалы прибора.
Обоймицы – устаревшее название лагера оси, устройство в виде металлической вилки для крепления зрительной трубы.
Объектив – часть оптической системы со стороны объекта зрительной трубы, образующая обратное действительное изображение.
Окуляр – часть оптической системы со стороны глаза зрительной трубы, увеличивающая изображение, даваемое объективом.
Ось – деталь, предназначенная для поддержания вращающихся частей прибора без передачи крутящих моментов.
Отвес – механический центрир маятникового типа, пример отвеса – веревка с грузиком.
Планшет – (от франц. «planchette» – доска) мензульная доска, на которую закрепляется чертеж.
Подставка геодезического прибора – нижняя часть прибора, служащая для его установки и горизонтирования.
Приспособление присоединительное – механическое устройство для крепления прибора на рабочем месте.
Сетка нитей зрительной трубы – система штрихов, расположенных в плоскости изображения, даваемого объективом.
Труба астрономическая – зрительная труба обратного (перевернутого, в отличие от земной трубы) изображения.
Труба внецентренная зрительная – визирная ось трубы не лежит в одной отвесной плоскости с вертикальной осью прибора (труба эксцентрично вынесена для возможности наблюдения в зените).
Труба зрительная – визирное устройство геодезического прибора, содержащее объектив, окуляр и сетку нитей.
Труба зрительная земная – зрительная труба прямого (не перевернутого, в отличие от астрономической) изображения.
Труба зрительная ломаная – труба, у которой оптическая ось – ломаная линия (посредством призмы или зеркала внутри трубы).
Труба теодолита поверительная – зрительная труба, предназначенная для определения азимутальных сдвигов подставки теодолита.
Уровень – устройство, служащее для определения положения геодезического прибора и его отдельных узлов относительно отвесной линии (см. жидкостной, круглый, накладной, реверсивный, цилиндрический уровни).
Уровень жидкостный – уровень с ампулой, заполненной жидкостью так, чтобы внутри нее осталось свободное пространство в виде пузырька.
Уровень круглый – жидкостный уровень, у которого внутренняя поверхность имеет сферическую форму.
Уровень накладной – съемный уровень, оправа которого имеет рабочие поверхности для установки на деталь прибора.
Уровень реверсивный – цилиндрический уровень со шкалами на двух диаметрально противоположных сторонах ампулы.
Уровень цилиндрический – жидкостной уровень, у которого внутренняя поверхность имеет тороидальную форму. Вероятно изобретен парижским механиком Шапото, описан в 1666 г.
Устройство горизонтирующее – установочное приспособление для приведения геодезического прибора в горизонтальное положение.
Устройство закрепительное – установочное приспособление для закрепления подвижного узла прибора в заданном положении.
Устройство ориентирующее – часть конструкции прибора, предназначенная для приведения рабочих узлов в заданное положение.
Устройство отсчетное – часть конструкции средства измерений, предназначенная для отсчитывания значений измеряемой величины.
Цапфа – (от нем. «zapfen» – стержень, шпиль, вертлуг или вращающийся на своей оси цилиндр) круглый стрежень или с шаровой опорой, помещенный в баксу с возможностью вращения.
Целик – визирное устройство в виде короткого стержня с конической верхней частью.
Шкала – совокупность отметок и проставленных чисел отсчета, соответствующих ряду последовательных величин.
Штатив – (от лат.«stativus» — стоящий) предназначен для установки на грунт и закрепления на нем прибора в рабочем положении.
Штрихи сетки нитей дальномерные – штрихи сетки нитей, предназначенные для определения расстояний по рейке.
Эклиметр – (от греч. «ex» -c, «clino» – наклоняю, «metrein» — измерять) устройство для измерения вертикальных углов представляет собой тяжелую стрелку, выполняющую роль отвеса, с прорезью для снятия отсчетов.
Ящик укладочный – упаковка в виде прямоугольной призмы.
Источник: www.gsi.ru
Геодезические приборы, оборудование, инструменты
Каталог тахеометров
Многофункциональные геодезические приборы, сочетающие в себе теодолит, лазерный дальномер и компьютер, предназначенный для решения множества строительных и геодезических задач. Описание устройства данного вида прибора представлено на странице «электронный тахеометр»
Основные модели: Sokkia, Trimble, Topcon, Nikon, Pentax, Leica, Geomax
Теодолит
Геодезический инструмент для определения направлений и измерения горизонтальных и вертикальных углов при геодезических работах. Теодолиты делятся на оптико-электронные и оптико-механические. Более подробная информация о данном виде прибора представлена на странице «Оптический теодолит»
Основные модели: Sokkia, Pentax, Теодолиты УОМЗ, Vega и Boif
Геодезическое оборудование нового поколения для нивелирования, т. е. определения разности высот между несколькими точками земной поверхности происходит при помощи автоматического считывания отсчета со специальных реек, приборы их регистрируют в памяти и проводят обработку.
Основные модели: leica, Sokkia, Trimble, Topcon
Геодезический инструмент старого поколения, служит для определения разности высот между несколькими точками земной поверхности. Более подробная информация о данном виде прибора представлена на странице «Оптические нивелиры»
Основные модели: Sokkia, Leica, Pentax, Geomax, Vega, Foif, Boif, South, УОМЗ
Геодезические приборы для определения географических координат текущего местоположения антенны приёмника, на основе данных о временных задержках прихода радиосигналов, излучаемых спутниками навигационных систем. В зависимости от используемой системы навигации разделяются на GPS-приёмники, ГЛОНАСС-приёмники.
Источник: geostart.ru
Приборы применяемые при геодезических работах
Для геодезических работ любого плана используются различными способами многочисленные инструменты и методы. Недавно, на смену старому поколению приборов и методов, использующихся при геодезической съемке, пришло новое. В таблице 1 представлены основные приборы и инструменты для геодезических работ [7, C.112].
| Группа приборов и инструментов | Название. шифр |
| Обычные геодезические приборы | Теодолиты:2Т30, 4Т30П, 4Т15П, 3Т5КП Нивелиры: Н3, 2Н – ЗЛ Ленты: ЛЗ – 20, ЛЗШ – 50 Рулетки: 20, 30, 50 м |
| Специальные геодезические приборы | Приборы вертикального проектирования: Лазерные визиры, нивелиры, теодолиты: ЛВ, ЛН, ЛТ |
| Малые контрольные приборы | Отвес, рейка – отвес, уровни, ватерпас |
| Приспособления и устройства | Шаблоны, кондукторы |
Таблица 1 – Приборы и инструменты для геодезических работ
Тахеометр – многофункциональный геодезический прибор, сочетающий в себе теодолит, лазерный дальномер и компьютер, предназначенный для решения множества строительных и геодезических задач. Наиболее популярны тахеометры Topcon, Sokkia, Leica.
Теодолит – геодезический инструмент для определения направлений и измерения горизонтальных и вертикальных углов при геодезических работах. Наиболее популярны теодолиты Sokkia, Pentax, Vega.
Нивелир – геодезический инструмент для определения разницы высот точек земной поверхности. Наиболее популярны нивелиры Leica, Sokkia, Pentax.
GPS приемник – геодезический прибор для выполнения спутниковых определений
Приборы вертикального проектирования предназначены для передачи планового положения точек в зенит (вверх) или надир (вниз).Они применяются при строительстве высотных зданий, сооружений и дымовых труб. Используются при установке буровых вышек, теле – и радиоантенн.
Гиротеодолит – гироскопическое визирное устройство, предназначенное для ориентирования туннелей, шахт, топографической привязки . Служит для определения азимута (пеленга) ориентируемого направления и широко используется при проведении маркшейдерских, геодезических, топографических и других работ [9, C.71].
Новым их поколением является электронное и лазерное оборудование, пришедшее на смену оптическому.
Электронный тахеометр – геодезический прибор для измерения расстояний, горизонтальных и вертикальных углов. Используется для вычисления координат и высот точек местности при топографической съёмке местности, при разбивочных работах, переносе на местность высот и координат проектных точек.
Тахеометры, в которых все устройства (угломерные, дальномерные, зрительная труба, клавиатура, процессор) объединены в один механизм, называют интегрированными тахеометрами.
Тахеометры, которые состоят из отдельно сконструированного теодолита (электронного или оптического) и светодальномера, называют модульными тахеометрами.
В электронных тахеометрах расстояния измеряются по разности фаз испускаемого и отраженного луча (фазовый метод), а иногда (в некоторых современных моделях) – по времени прохождения луча лазера до отражателя и обратно (импульсный метод). Точность измерения зависит от технических возможностей модели тахеометра, а также от многих внешних параметров: температуры, давления, влажности.
Диапазон измерения расстояний зависит также от режима работы тахеометра: отражательный или безотражательный. Дальность измерений при безотражательном режиме напрямую зависит от отражающих свойств поверхности, на которую производится измерение. Дальность измерений на светлую гладкую поверхность (штукатурка, кафельная плитка) в несколько раз превышает максимально возможное расстояние, измеренное на темную поверхность. Максимальная дальность линейных измерений для режима с отражателем (призмой) – до пяти километров (при нескольких призмах – ещё дальше); для безотражательного режима – до одного километра. Модели тахеометров, которые имеют безотражательный режим, могут измерять расстояния практически до любой поверхности, однако следует с осторожностью относиться к результатам измерений, проводимых сквозь ветки, листья и подобные преграды, поскольку неизвестно, от чего именно отразится луч, и, соответственно, расстояние до чего он измерит.
Существуют модели тахеометров, обладающие дальномером, совмещенным с системой фокусировки зрительной трубы. Преимущества таких приборов заключается в том, что измерение расстояний производится именно на тот объект, по которому в данный момент выставлена зрительная труба прибора.
Точность угловых измерений современным тахеометром достигает половины угловой секунды (0°00’00,5″), расстояний – до 0.6мм + 1 мм на км (например, в тахеометрах серии TS30 от фирмы Leica Geosystems).
Точность линейных измерений в безотражательном режиме – 2мм + 2мм на км.
Большинство современных тахеометров оборудованы вычислительным и запоминающим устройствами, позволяющими сохранять измеренные или проектные данные, вычислять координаты точек, недоступных для прямых измерений, по косвенным наблюдениям. Некоторые современные модели дополнительно оснащены системой GPS (например, Leica Smart Station).
Тахеометры, собираемые из отдельных модулей, позволяют выбрать компоненты именно под конкретные прикладные задачи, полностью исключив лишнюю функциональность.
Автоматическое считывание углов выполняется путем их перевода в электрические сигналы при помощи аналого–цифровых преобразователей (АЦП). Применяют в основном два вида АЦП–кодовый и инкрементальный (цифровой, дигитальный).
При кодовом методе лимб является кодовым диском с системой кодовых дорожек, обеспечивающих создание сигналов 0 и 1 в двоичной системе исчисления или сигналы в двоично-десятичных кодах, циклических и др., а также коды с избыточностью (корректирующие коды), позволяющие обнаруживать и исправлять ошибки. Кодовый метод является абсолютным, при котором каждому направлению однозначно соответствует определенный кодированный выходной сигнал. Для считывания информации с кодовых дисков обычно используют фотоэлектрический способ, при котором диск просвечивают световым пучком, поступающим на фотоприемное устройство, и в результате на выходе получают комбинации электрических сигналов, соответствующих определенным значениям направлений. Затем электрические сигналы поступают в логические схемы, и в итоге измеряемая величина в цифровом виде воспроизводится на табло.
В инкрементальном методе используют штриховой растр (систему радиальных штрихов), который через одинаковые интервалы (до 100 штрихов на 1мм) наносят на внешний край лимба или алидады. Штрихи и равные им по толщине интервалы создают последовательность элементов «да-нет», которые называют инкрементами. Считывание выполняют также оптическим методом, числу прошедших инкрементов соответствует число световых импульсов, поступивших на светоприемник. Для учета направления вращения круга используют два фотоприемника, воспринимающих импульсные сигналы, сдвинутые по фазе на 90°, что достигается соответствующим размещением фотоприемников относительно растра или использованием двух одинаковых растров, сдвинутых относительно друг друга на 1/4 инкремента.
Инкрементальный метод является относительным, которым измеряют углы, а кодовым, который является абсолютным, – направления. Для повышения точности применяют системы, содержащие несколько расположенных определенным образом относительно круга пар фотодиодов, сигналы от которых сдвинуты по фазе, совместная обработка сигналов дает высокое угловое разрешение.
Микропроцессорыв электронных тахеометрах используют для управления, контроля и вычислений. На табло по команде с пульта управления процессора могут выдаваться наклонные расстояния, горизонтальные проложениния, горизонтальные и вертикальные углы, превышения и др. В электронных тахеометрах последних моделей имеются микроЭВМ с памятью и устройством ввода и вывода данных, с регистрацией информации в запоминающем устройстве и ее выводом на внешний накопитель.
Имеется возможность в соответствии с заложенными программами в полевых условиях решать различные геодезические задачи, результаты могут выдаваться на табло, записываться в память или могут быть переданы на подключенный к прибору внешний накопитель информации.
Внешний полевой накопитель («электронный полевой журнал») хранит полученную в поле информацию для последующей обработки в камеральном вычислительном центре. Следовательно, современные электронные тахеометры позволяют создавать комплексную систему автоматизированного картографирования, состоящую из электронного тахеометра, полевого накопителя информации, стационарной ЭВМ и графопостроителя.
Электронная тахеометрия позволяет решать следующие задачи:
1. Сгущение геодезической сети методом полигонометрии;
2. Измерение сторон в трилатерации;
3. Создание планово-высотного обоснования;
4. Привязка снимков;
5. Топографическая крупномасштабная съемка местности;
6. Геодезические работы при инженерно-геодезических изысканиях;
7. Геодезическое обеспечение монтажных работ при строительстве зданий и инженерных сооружений;
8. Геодезические работы на строительных площадках и многие другие задачи геодезии, земельного и городского кадастра [6, C.48].
Электронный теодолит, на рисунке 4 изображены основные плоскости и оси теодолита. ГГ, ВВ – следы плоскостей горизонтального и вертикального кругов; LL, ll, l’l’– ось цилиндрического накладного уровня, цилиндрического уровня при алидаде горизонтального и вертикального кругов; vv, hh, рр – вертикальная ось теодолита, ось вращения зрительной трубы и оси вращения подъемных винтов соответственно; zz – визирная ось, проходит через перекрестие сетки нитей и оптический центр объектива.
Рис. 4 – Геометрическая схема высокоточного теодолита
Плоскость горизонтального круга и ось вращения трубы должны быть перпендикулярны к вертикальной оси теодолита. Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы. Ось вращения алидады и ось вращения горизонтального круга должны проходить через центр кольца делений лимба. При угловых измерениях вертикальная ось теодолита должна совпадать с отвесной линией в точке его стояния. Нарушения геометрической схемы теодолита приводят к ошибкам в отсчетах и в итоге – к ошибкам в конечных результатах угловых измерений.
В теодолите должны быть согласованы точность изготовления осевой системы, точность нанесения делений, точность визирования, точность изготовления и компоновки узлов отсчетного устройства, точность изготовления цилиндрических уровней, компенсаторов.
Горизонтальный и вертикальный круги являются главными частями теодолита – угломерного прибора, при помощи которого измеряют горизонтальные и вертикальные углы.
На рисунке 5 приведена схема теодолита.
Рис.5 – Схема теодолита: 1 – стеклянный горизонтальный круг;
2 – стеклянный вертикальный круг; 3 – алидада; 4 – зрительная труба; 5 – колонка; 6 – цилиндрический уровень; 7 – окулярная часть отсчетного микроскопа; 8 – подъемный винт; 9 – подставка; 10 – головка штатива; 11 – закрепительный винт.
В настоящее время горизонтальный и вертикальный круги (лимбы) изготавливают из стекла, на скошенных краях лимбов нанесены деления от 0 до З60°, интервал между делениями обычно равен 5,10, 20, 30′ или 1° и называйся ценой деления лимба. Над лимбом помещают вращающуюся вокруг вертикальной оси верхнюю часть теодолита, состоящую из алидады 3 и зрительной трубы 4 (рисунок 5).
При вращении зрительной трубы вокруг горизонтальной оси HH1 установленной на подставке (колонке) 5, образуется вертикальная плоскость, которую называют коллимационной. Оси вращения zz1 алидады и лимба, называемые вертикальной осью прибора, должны совпадать. Для фиксирования отсчета по лимбу на алидаде имеется индекс. Для повышения точности отсчета используют специальные отсчетные устройства. Угломерные круги закрывают металлическими кожухами.
Вертикальную ось zz1 теодолита приводят в отвесное положение, а плоскость лимба – в горизонтальное положение по цилиндрическому уровню 6 с помощью подъемных винтов 8.
Зрительная труба жестко скреплена с лимбом вертикального круга и вращается вокруг горизонтальной оси HH1 ее поворот на 180° называют переводом трубы через зенит, при этом вертикальный круг, если смотреть от окуляра, относительно зрительной трубы может располагаться справа (круг право П) или слева (круг лево Л).
Вращающиеся части теодолита имеют закрепительные и наводящие винты, закрепительными винтами фиксируют соответствующую часть в неподвижном положении, а наводящие – плавно вращают при точном наведении перекрестия нитей на визирную цель.
В комплект теодолита входят штатив, буссоль и другие принадлежности. На штатив (тренога с металлической платформой) устанавливают теодолит, который крепят к платформе треноги с помощью станового винта 11. Центрирование, то есть установку центра лимба на одной отвесной линии с вершиной измеряемого угла, выполняют с помощью отвеса металлического (нить с закрепленным на одном ее конце грузом, второй конец нити закрепляют на вертикальной оси теодолита) или оптического, оптическая ось которого совпадает с вертикальной осью теодолита. Буссоль используют для ориентировки нулевого диаметра лимба по магнитному меридиану.
Электронный теодолит, в новых высокоточных теодолитах, выпуск которых начат несколько лет назад, используется система отсчета с оптико-электронным сканированием, позволяющая автоматизировать процесс угловых измерений и повысить приборную точность.
Зрительные трубы в таких теодолитах имеют прямое изображение. Имеются как мининмум два режима работы:
— простой – для высокоточных угловых измерений,
— следящий – для наблюдения за подвижной целью.
Точность отсчета по кругам – 1, или 0,1″– по усмотрению наблюдателя. Отсчеты выражаются в градусах или гонах (1/400 части окружности).
Электронный теодолит имеет дисплейную панель управления и регистратор. Клавишами задают режим работы теодолита, на экран дисплея выводятся значения измеренных углов. Регистратор хранит записанную информацию, ведет математическую обработку результатов измерений согласно заданной программе. К регистратору можно подключить компьютер.
Лазерный теодолит, в этом теодолите визирная ось воспроизводится узконаправленным пучком света. Лазерные теодолиты целесообразно использовать для разбивочных работ при строительстве дорог, мостов, зданий, сооружений и т. п. В отечественных лазерных теодолитах ЛТ–75 (для больших расстояний), ЛТ–56 (для разбивочных работ на стройплощадках), созданных на базе лазеров ЛГ–75, ЛГ–56, излучатель перекладывается в лагерах.
В настоящее время в нашей стране и за рубежом выпускают лазерные насадки к теодолитам, при этом ось светового пучка должна совпадать с визирной осью зрительной трубы. Достигается это с помощью призм, направляющих пучок лазерного излучения в окуляр трубы.
Рис. 6 – Лазерный теодолит
В лазерном теодолите, лазер 1 смонтирован на теодолите 2, при этом луч лазера выходит параллельно визирной оси. Лазерные теодолиты выпускают фирмы Великобритании, Бельгии, Франции, Польши и других стран.
Рис. 7 – Гидроскопический теодолит
Гироскопический теодолит (гиротеодолит), используют для определения истинных азимутов направлений, в нем угломерный прибор соединен с датчиком направления меридианов. В качестве датчика обычно используют маятниковый гироскоп, который также называют гирокомпасом, указателем меридиана, гиробуссолью. Внутри гирокамеры 4 на тонкой металлической ленточке-торсионе 8 подвешен чувствительный элемент 5 гироскопа. Гироскоп – трехфазный асинхронный двигатель, питается током по двум ленточным токопроводам 2 и торсионам.
Чувствительный элемент 5 помещен в корпус гидроблока 7, который скреплен с алидадой угломерной части. При транспортировке прибора чувствительный элемент и корпус гидроблока скреплен арретиром 6. При измерении наблюдают в окуляр автоколлиматора 1 на алидаде изображение штрихов его шкалы. Синхронно с движением по азимуту чувствительного элемента с помощью редуктора 3 поворачивается корпус гироблока, концы токопроводов и верхний зажим ленты, при этом исключается закручивани при движении чувствительного элемента.
Для проектирования на горизонтальный круг 10 точек реверсии колебаний чувствительного элемента и пользуют систему, состоящую из автоколлиматора 1 на алидаде и зеркала 1 укрепленного на штанге 9 чувствительного элемента.
В противоположных точках реверсии движение чувствительного элемента прекращается, в момент остановки производят отсчеты по горизонтальному кругу через дополнительный окуляр, по отсчетам определяют значение N, соответствующее положению динамического равновесия чувств тельного элемента, при котором главная ось гироскопа совпадает с плоскостью истинного меридиана. После этого перекрестие нитей зрительной трубы наводят на визирную цель, азимут А направления на которую определяют.
Лазерный нивелир (построитель плоскостей), геодезический прибор предназначенный для определения превышений и передачи высотных отметок, область применения у таких приборов достаточно широка, это работы при строительстве и реконструкции сооружений как внутри так и снаружи здания, работы по прокладке подземных комуникаций, монтаже технологического оборудования.
Работа с лазерным нивелиром достаточно проста, тем более, что большинство современных приборов снабжены автоматически горизонтирующимся пучком излучения, многие приборы снабжены вращающимся лазерным пучком, способным строить горизонтальные, а некоторые модели и вертикальные плоскости. Для производства работы необходимо установить прибор в рабочее положений (установить на подставку/штатив) и взять отсчет по видимому лазерному лучу с помощью специальной или нивелирной рейки, а иногда и по обычной рулетке. Дальность работы лазера обычно находится в пределах 20 – 30 м., при наличии приемника излучения до 100 м. и более.
Основными характеристиками лазерного нивелира является: — точность измерения превышений, дальность работы лазера, количесвто лазерных лучей, вес прибора, наличие автоматического компенсатора, уровень влагопылезащиты [11, C.248].
Также существуют ещё и следующие типы приборов:
1. Лазерный нивелир, выравнивающийся вручную и контролирующийся посредством пузырьковых уровней, расположенных в компенсаторе. Прибор позволяет выполнять разметку под любым углом, а не только по горизонтали и вертикали;
2. Вертикальным полуавтоматическим лазерным нивелиром стоит пользоваться, если в работе периодически требуется выравнивание по вертикали. В конструкции для этой цели предусмотрен пузырьковый уровень или сигнальный датчик.
3. Многофункциональные самовыравнивающиеся автоматические нивелиры обладают широким спектром возможностей для выравнивания по всем направлениям.
4. Ротационные лазерные нивелиры образуют видимую горизонтальную, наклонную и вертикальную плоскость с помощью высокочастотного вращения луча лазера. Такой нивелир необходимо устанавливать при помощи пузырьковых уровней.
Лазерные сканирующие системы. в большинстве конструкций сканеров используется импульсный лазерный дальномер. На пути к объекту импульсы лазерного излучения проходят через систему зеркал, которые осуществляют пошаговое отклонение лазерного луча. Наиболее распространенной является конструкция, состоящая из двух подвижных зеркал.
Одно из них отвечает за вертикальное смещение луча, другое – за горизонтальное. Зеркала сканера управляются прецизионными сервомоторами, в конечном итоге, они и обеспечивают точность направления луча лазера на снимаемый объект. Зная угол разворота зеркал в момент наблюдения и измеренное расстояние, процессор вычисляет координаты каждой точки.
Все управление работой прибора осуществляется с помощью портативного компьютера со специальными программами. Полученные значения координат точек из сканера передаются в компьютер по интерфейсному кабелю и накапливаются в специальной базе данных. Следует отметить, что объемы данных, полученные со сканера, могут достигать сотен мегабайт, а порой и гигабайт.
Сканер имеет определенную область обзора или, другими словами, поле зрения. Предварительное наведение сканера на исследуемые объекты происходит либо с помощью встроенной цифровой фотокамеры, либо по результатам предварительного разряженного сканирования. Изображение, получаемое цифровой камерой, передается на экран компьютера, и оператор осуществляет визуальный контроль ориентирования прибора. Сканирование может производиться как сразу всего поля зрения, так и лишь какой-то его части. Поэтому фотоизображение может быть использовано для выделения из общей картины нужных локальных областей [5, C.98].
Источник: infopedia.su
Приборы, используемые в геодезии
Информация
Когда люди проходят мимо геодезистов, работающих на улицах, стройках, на садовых участках, многие задаются вопросом- а что это за «тренога» такая, куда посмотреть в прибор, а что я там увижу? Как называется этот прибор, и зачем он здесь стоит? Часто-это праздное любопытство. Иногда просто пытаются вникнуть и понять, как это действует и что меряет. Некоторые просто работают в смежных отраслях и хотят расширить свой кругозор.
Существуют очень сложные системы и сверхточные приборы, которые редко используются, и в обычной жизни инженера Вы с ними не встретитесь. Попробуем вкратце рассказать про приборы, которые, в основном, используют геодезисты в прикладной геодезии. Про те штативы и «палочки», с которыми ходят геодезисты.
Что измеряют геодезические приборы:
Перед тем, как начнем- небольной опрос:
Измерение расстояний
Самая простая геодезическая задача — это измерение длины линии. Ленты и рулетки, длинномеры и геометрического типа дальномеры — это приборы, с помощью которых измеряют короткие линии со сравнительно невысокой точностью. А вот если речь идёт об измерениях высокоточных или базисных, а также о значительных расстояниях, понадобится уже дальномер — световой, электромагнитный, радиоволновый или лазерный. Особенно распространены такие приборы в космической и морской геодезии.
Измерение превышений
Для измерения высот и их разницы используются нивелиры и профилографы. Нивелиры используют вместе со специальными нивелирными рейками. Существуют оптические, цифровые и лазерные нивелиры. Причём последние нельзя путать с просто лазерными уровнями, которые отличаются не только конструктивно, но и по обеспечению точности.
Измерение углов
Измерение углов очень долго обеспечивалось с помощью довольно простых инструментов — транспортиров, экеров и эклиметров. Более сложным прибором является буссоль — подвид компаса, которым можно измерить магнитный азимут, то есть угол, на который линия отклоняется от направления на север магнитного меридиана. Основной современный прибор для измерения углов — это теодолит, довольно сложный оптический прибор, позволяющий добиваться очень высокой точности измерений.
Определение местоположения
В стародавние времена определение местоположения больше всего волновало моряков — спросить не у кого, да и сухопутных ориентиров практически нет. Было создано много специфических приборов для навигации и определения широты своего местоположения -астролябия, секстант, квадрант и другие раритеты. В настоящее время никого не удивишь «навигаторами» на различных электронных устройствах. Это стало возможно с появлением специальных навигационных спутников, которые дают возможность определения непосредственно местоположения объекта на местности.
Давно не секрет — прогресс не стоит на месте. Время, когда измеряли все эти величины по отдельности, да еще и «дедовскими» приборами, ушло безвозвратно в прошлое. В рамках этой статьи не будем рассматривать буссоли, кипрегели и стальные рулетки- только актуальное и наиболее распространенное геодезическое оборудование.
Тахеометр
Понятное дело, измерять углы, длины и высоты разными приборами — не слишком удобно и довольно долго к тому же. Поэтому для тех случаев, когда нужно проводить несколько типов измерений, существуют приборы комбинированные, такие как тахеометр. Это наиболее современный электронно-оптический прибор, который позволяет измерять любые длины, разницы высот и горизонтальные углы.
В большинстве случаев этого прибора достаточно для фиксации всех необходимых измерений на объекте, при условии, что точность прибора соответствует виду работ. Именно подобные приборы, в большинстве своем, Вы можете видеть на стройплощадках, на участках соседей и вдоль дорог нашей страны. Тахеометры на данном этапе развития технологий являются наиболее востребованными и универсальными приборами для проведения геодезических измерений. Топографические съемки, межевание и разбивка осей , например без тахеометра невозможна.
Нивелир
Во многих случаях нет необходимости в более громоздких и намного более дорогих и сложных в использовании тахеометрах. В строительстве зданий, дорог и других сооружений после планового определения местоположения объекта нужно лишь контролировать высоту, уровень и вертикальность поверхностей. С этими функциями легко справляется нивелир.
Его основная задача — измерять превышения между объектами. Бывают нивелиры электронные, оптические, лазерные, с автоустановкой и прочие. Во многих случаях нивелиры использовать удобнее и целесообразнее —например, при наблюдении за осадками зданий и сооружений используются высокоточные нивелиры с автоустановкой, нежели тахеометры- опять же из-за дороговизны последних. Подводя некую черту по использованию нивелиров, можно сказать, что чаще всего они используются непосредственно в процессе строительства из- за простоты использования и относительной дешевизны.
GPS оборудование
GPS модули или приемники сопутствуют нам в повседневной жизни в наших телефонах, навигаторах, планшетах и т.д. Они призваны помочь нам сориентироваться на местности и не потеряться в городских джунглях. Однако они имеют мало общего с геодезическим GPS оборудованием.
Геодезистам эти приборы нужны не для ориентирования на местности, а для точного определения местоположения «тарелки» (обычно такой формы придерживаются производители GPS приемников). Погрешность обычно составляет 0,5-2 сантиметра относительно ближайшего пункта Государственной Геодезической Сети (ГГС).
В то время, как обычные навигаторы дают ошибку местоположения около 10-20 метров, что в работе геодезиста недопустимо. Но есть множество факторов, которые весьма часто негативно влияют на величину погрешности геодезических измерений при помощи GPS оборудования. Поэтому недостаточно просто приобрести дорогостоящую «тарелку», и начать определять местоположение соседних заборов, например, как обычным навигатором. Без должной калибровки и последующей обработки измерений ничего не выйдет.
В общем, если увидите геодезиста с «тарелкой» на вешке, знайте- он определяет точное местоположение точки, над которой стоит приемник. В последнее время вынос границ участка на местность производится практически только GPS методом. Это гораздо быстрее и удобнее.
Штатив
Очень простой инструмент геодезиста. Многие сталкивались со штативами при съемках фотографий или фильмов с использованием профессионального оборудования. Геодезисты также пользуются специальным оборудованием, которое без штативов обойтись не может. От остальных геодезические отличаются в основном простотой конструкции, неприхотливостью в использовании и «неубиваемостью».
Ведь работать приходится совсем не в идеальных условиях. Основная задача геодезического штатива- неподвижно зафиксировать прибор, который на него устанавливается. На штатив сначала ставится трегер- специальное устройство для центрирования над определенной точкой при необходимости и горизонтирования прибора. Потом уже ставится прибор-тахеометр, нивелир и т.д.
Различают деревянные, металлические и штативы из композитных материалов. В последнее время самыми «продвинутыми» являются штативы из фибергласса. Они очень легкие, прочные..но пока что неоправданно дорогие.
Вешка
Тоже достаточно простой геодезический инструмент. Выглядит как круглая палка высотой около 1.8м. Однако многие вешки раздвигаются и могут иметь высоту до 6 метров. Наверху может находиться как отражатель, так и GPS приемник. Отражатель может быть разной формы и конструкции. Главная его задача- отражать сигнал, посланный дальномером.
Его особенностью является то, что луч/сигнал, приходящий с прибора-измерителя отражается точно обратно.
В конечном итоге-там где находится отражатель или приемник на геодезической вешке происходит определение местоположения измеряемой точки.
Лазерная рулетка
Появилась относительно недавно в геодезических бригадах, так как раньше была довольно дорога и сложна в использовании. И по сей день не является единственным прибором для измерения непосредственно расстояний на объекте. Удобно использовать на коротких расстояниях и в помещениях. В уличных условиях применяется не часто, так как необходимо иметь поверхность, на которую можно навести лазерный луч. Также минус многих моделей без оптического визира- плохая видимость лазерной точки на ярко освещенных поверхностях.
Ввиду этого, сейчас все еще достаточно часто приходится использовать стальные рулетки длиной до 50м. Большей длины не выпускают, поэтому расстояния более 50 метров являются источниками ошибок из-за нескольких этапов измерений. Измерения нужно проводить вдвоем, да и провис ленты доставляет некоторую ошибку в измерения.
В итоге лазерные рулетки используются повсеместно кадастровыми инженерами и геодезистами в тех случаях, когда это целесообразно и возможно. Практически все измерения помещений для экспертиз помещений или технических планов без нее не обходятся. В остальных случаях выручает старая-добрая стальная рулетка.
Трубо-кабелеискатель
Прибор, сопутствующий инженерно-геодезическим изысканиям для нанесения подземных коммуникаций на план. Часто в комплект входит генератор, который устанавливается на коммуникацию в ее видимой части. Он генерирует вибрации, которые фиксирует приемник. После обнаружения поворотных точек коммуникации- их наносят на геоподоснову или топографический план. Кабелеискатель также может измерить глубину залегания коммуникации с точностью до 0.01 м.
Источник: zemlemer67.ru