Г л а в а 6. Линейные измерения

§ 17. Измерения длины линий мерными приборами

Еще один вид геодезических измерений – это линейные измерения. Их целью является определение горизонтальных расстояний между точками местности. В геодезии длины линий могут быть измерены:

• непосредственным методом (применяют механические приборы – мерные ленты, рулетки, проволоки);

• косвенным методом (длина линии определяется как функция геометрических или физических соотношений; используемые приборы – дальномеры).

Мерные ленты

В комплект мерной ленты входят: сама лента, кольцо для ее наматывания, 6 или 11 шпилек. Шпильки используются для фиксации концов ленты при измерениях.

Мерные ленты бывают штриховые и шкаловые, штриховые применяются на практике чаще. Погрешность измерения длин линий штриховой лентой не должна превышать для 1-го класса местности 1/3000, для 2-го – 1/2000, для 3-го – 1/1000 общей длины хода.

1 класс местности – местность с благоприятными условиями для измерений, т.е. ровная с твердым грунтом,

2 класс местности – местность со средними условиями для измерений, холмистая со слабым грунтом,

3 класс местности – местность неблагоприятная для измерений (заросшая кустарником, с кочками и выемками).

Порядок измерения длин линий мерной лентой

Перед началом работ производят рекогносцировку, т.е. предварительное ознакомление с местностью. В процессе рекогносцировки на местности намечается положение линий, подлежащих измерению. Для обеспечения видимости на конечных точках измеряемой линии устанавливают вешки (это деревянный шест длиной 1,2–2,5 м с одним заостренным концом; через 20 см на вешках наносятся полосы красного и белого или черного и белого цвета).

При измерениях длин линий до 150 м достаточно установить вешки в конечных точках линии (в условиях равнинной местности). Если длина линии более 150 м, а также при сложном рельефе линию необходимо провесить. Вешением называют установку вешек в створе линии, т.е. в вертикальной плоскости, проходящей через ее конечные точки. Существуют следующие способы вешения линий: на себя, через холм, через овраг (рис. 18).

Способ «на себя» применяется в случае хорошей видимости между конечными точками линий в следующем порядке (рис. 18, а). Наблюдатель становится в 1–2 м от вешки, установленной в точке А, так, чтобы обе вешки в точках А и В были в створе. Рабочий по сигналу наблюдателя последовательно устанавливает в створе линии вешки 1, 2, 3 и т.д.

Способ «через холм» применяется, если между конечными точками А и В нет взаимной видимости и заключается в последовательном приближении точек С и D к створу линии (рис. 18, б). При этом точку D₁ выбирают в створе приближенно, а точку С₁ устанавливают в створ линии В–D₁. Далее в створе линии С₁–А устанавливают вешку в точке D₂ , в створе линии В–D₂ – вешку С₂ и т.д. до тех пор, пока из точки С будет видно, что вешка D закрывает А, а из точки D – что вешка С закрывает В.

а)	б)
в)
Рис. 18. Вешение линий: а) на себя б) через холм; в) через овраг

С

вешки

пособ «через овраг» применяется, если линия пересекает лощину или овраг (рис. 18, в). Вешание в этом случае производится с двух концов линии. При этом на краях оврага предварительно устанавливают вешки (точки А и В). Сначала из точки В в створе линии В-А устанавливается вешка 1, затем способом «от себя» в створе линии В-1 вешки 2 и 3. По ним выставляется вешка 4 в створе 2–3. Далее в створе 1–4 на дне оврага (лощины) ставят вешку 5.

Измерение линий мерными лентами производят два человека в следующем порядке. Задний рабочий прикладывает нуль прибора к начальной точке А и закрепляет ленту шпилькой 1 (рис. 19). Передний мерщик, имеющий 10 (5) шпилек комплекта, по команде заднего мерщика укладывает ленту в створе линии. Для того, чтобы лента лежала в створе, ее встряхивают, натягивают и фиксируют передний конец ленты шпилькой 2. Шпилька должна втыкаться в землю отвесно и на такую глубину, чтобы при натяжении ленты она не сорвалась с места. Далее передний мерщик вынимает ленту со шпильки 2 и протягивает ее на один пролет . Задний мерщик, забрав шпильку 1, доходит до оставленной шпильки 2 и надевает на нее задний конец ленты. Передний мерщик вновь натягивает ленту по створу линии и фиксирует ее конец шпилькой 3 и т.д. Ленту укладывают в створе линии до тех пор, пока передний мерщик не израсходует все 10 (5) шпилек. В этом случае отложенное расстояние будет равно 200 (100) м.

Рис. 19. Измерение линии мерной лентой

Одна шпилька остается в земле у переднего конца ленты. Задний мерщик передает 10 (5) шпилек переднему мерщику и фиксирует в журнале одну передачу комплекта шпилек. Дальнейшие измерения выполняются в той же последовательности. Измерение остатка r производится мерной лентой на глаз. Для контроля линию измеряют два раза – в прямом и обратном направлениях или 20-метровой и 24-метровой лентами в одном направлениях.

Для исключения возможных погрешностей в измеренные длины линий вводят поправки: за компарирование прибора; за температуру; за наклон линии (т.е. за приведение линии к горизонту).

Поправка за компарирование прибора. Приборы периодически компарируются – определяют их фактическую длину путем сравнения с эталоном. В качестве эталона применяется мерный прибор, точность измерений которого в 3–5 раз выше, чем проверяемого. Поправка измеряется по формуле

,

(20)

где l – длина мерного прибора; – поправка за компарирование (приводится в паспорте прибора); – измеренная длина линии.

Поправка за температуру определяется по формуле

,

(21)

где  – коэффициент линейного расширения; t – температура мерного прибора при измерении; t₁ – температура компарирования.

Поправка за наклон линии местности к горизонту независимо от знака наклона будет всегда отрицательной. Определяется как разность между длиной наклонной линии D и ее горизонтальным проложением d. Может быть определена по формуле

,

(22)

где – угол наклона линии к горизонту.

Таким образом, конечная длина наклонной линии определится по формуле:

.

(23)

Для стальной мерной ленты при значении l_к < 2 мм величиной D_к пренебрегают; при разности < 8º поправку D_t не учитывают; поправку за наклон учитывают только, если > 1º.