11.2.2. Виконання лінійних вимірювань підвісними мірними приладами

Нехай вимірний дріт, натягнутий гирями за гачки, що на кінцях шкал, завдяки тросикам, які пропущені через блоки спеціальних верстатів і шкали підняті на однакову висоту (рис. ІІ.2.2).

Рис. 11.2.2. Мірний дріт, підвішений на блочних верстатах і натягнутий гирями

Висоту дроту регулюють, змінюючи нахил блочних верстатів. Висота дроту має бути такою, щоб шкали доторкалися до ціликів і можна було вимірю­вати довжину / між сусідніми ціликами. Підвішений дріт завжди буде мати прогин, який залежить насамперед від сили натягу. Вимірювання підвісними приладами, запропоновані шведським геодезистом Едеріним, ґрунтуються на тій властивості, що під час постійного натягування дроту або мірної рулетки

138

Планові геодезичні мережі

довжина хорди /₀ (між нулями шкал) - практично стала. Цю хорду /₀ і приймають за довжину мірного приладу.

Бригада лінійних вимірювань поділяється на три ланки:

1. Ланка провішування - чотири особи. Завдання ланки - зцентрувати оптичні центрири над кінцями лінії, а також розташувати створні штативи в створі лінії (застосовуючи теодоліт) і на віддалях приблизно 24 або 48 м (залежно від довжини дроту), користуючись спеціальним дротом або тросом відповідної довжини. Керівник ланки, навівши трубу теодоліта на візирну марку, що на протилежному від теодоліта кінці лінії, повертає трубу тільки у вертикальній площині, задаючи створ. Два виконавці в створі розмічають відрізки по 24 м (48 м), натягнувши трос. Четверта особа ланки встановлює штативи так, щоб цілики були в створі лінії. Віддалі між суміжними ціликами також контролюються дротом або тросом.

2. Ланка вимірювання ліній - вісім осіб. Керівник робіт; два техніки, які одночасно, за командою керівника, беруть відліки задньої та передньої шкал; двоє робітників - тримають блочні верстати; двоє - підвішують, знімають та переносять гирі; старший технік - записує в журнал результати вимірювань, вимірює температуру повітря термометром-пращом. На окремому відрізку лінії вимірювання виконують так: подають команду: "підвісити дріт", техніки, що переносять дріт у натягнутому стані (дріт під час переходів до наступного відрізка не повинен торкатися землі) з'єднують дріт із тросиками та підтримують шкали так, щоб вони не бились об цілики. Далі команда: "приготувати гирі", потім через декілька секунд "гирі опустити". Коливання дроту під час натягування можна загасити легкими дотиками біля середини дроту. Під час вимірювань тільки техніки, що беруть відліки, злегка притримують шкали над ціликами без зусиль уздовж лінії, дріт повинен вільно провисати під своєю вагою. Далі подають команду: "Увага! Відлік!" Передній і задній техніки одночасно беруть відліки з точністю до 0,1 мм. Потім передній голосно називає свій відлік. Записувач записує в журнал П₁; тільки після цього задній технік, що запам'ятав свій відлік 3_1; голосно називає його. Візьмемо шкали І типу. Записувач розраховує: А₁=П₁-3₁. Дріт дещо (на 1-3 см) зміщують уздовж лінії, щоб змінити відліки шкал. Це робить передній технік. Далі відліки повторяють. Знаходять Д₂ = П₂ - 3₂, А₃ = П₃ - 3₃. Зрозуміло, відліки змінюються, а різниці відліків Aj, А₂, А₃ повинні бути майже однаковими. Допускають максимальне розходження між найменшими та найбільшими значеннями А 0,5 мм для /₀ ~ 24 м, та 1,0 мм для /₀ ~ 48 м. Якщо

139

Розділ II

ця умова не виконується, беруть три пари нових відліків. Якщо умова досягнута, подають команду: "гирі зняти", "дроти відчепити", "вперед". Ланка переходить до наступного відрізка лінії. На кожному відрізку виконують вимірювання температури одночасно з лінійними вимірюваннями.

3. Ланка нівелювання - 3 особи (нівелювальник, записувач, рейковик), методом геометричного нівелювання визначає перевищення h_t між сусідніми ціликами з контролем (по чорній та червоній стороні рейки). Допускають розходження до 5 мм, як і під час виконання технічного нівелювання; з однієї станції можна визначити 4 перевищення, якщо дріт 48 м, та 8 перевищень, якщо дріт 24 м. Максимальна довжина плеча становитиме ~ 100 м. Створні штативи можна знімати з місць тільки після закінчення нівелювання.

Отже, бригада вимірювання ліній у траверсній полігонометрії складається не менше ніж з 15 осіб (8 інженерно-технічних робітників і 7 робітників). Зауважимо, що цей вид геодезичних робіт вимагає найбільшої бригади серед усіх інших видів геодезичних робіт. Якщо послідовно встановлювати штативи у створі, виконувати лінійні вимірювання та нівелювання ціликів, тоді можна обмежитися мінімальною бригадою з 7 осіб. Але тоді час виконання вимірю­вань збільшиться майже втричі. Тому доцільною є описана організація робіт. Зауважимо, що встановлення штативів у створі інколи доцільно замінити кілками (товщина не менше за 5 см, висота - не менше ніж 1 м), які забивають у ґрунт. Тоді у верхні зрізи кілків забивають особливі металеві цілики, загострені в нижній частині.

У полігонометрії 4 класу виконують вимірювання одним інварним або сталевим дротом у прямому та зворотному напрямах, або двома такими дротами в одному напрямі. Кожний відрізок (без переходів) вимірюють одним і одразу ж іншим дротом. Це значно економить час, хоча необхідно ще двоє додаткових робітників, які тримають другий дріт напоготові розмотаним.

У полігонометрії І розряду вимірювання виконують одним інварним або сталевим дротом тільки у прямому напрямку. У полігонометрії II розряду -також одним сталевим дротом, тільки у прямому напрямку. Можна не брати відліки шкал, а фіксувати під час натягування розташування нульових поділок шкал (наприклад, цвяхами).

Під час вимірювання, як правило, дріт не вкладається в лінію цілу кількість разів. Є ще залишок, який називають доміром. Доміри вимірюють металевою рулеткою з міліметровими поділками, яку натягують так, що вона майже не провисає. Тому не допускають, щоб домір був довший за ¹Л довжини дроту. Якщо домір виявляється довшим, тоді на продовженні створу лінії встановлюють ще один штатив, виміряють цей відрізок, який наближено

140

Планові геодезичні мережі

дорівнює довжині дроту. У такому разі домір буде від'ємним. Отже, під час лінійних вимірювань бувають додатні і від'ємні доміри. Домір також приводять до горизонту. Для цього визначають перевищення між кінцями доміру.

11.2.3. Джерела похибок під час вимірювання ліній підвісними мірними

приладами

Будемо вважати, що діє тільки десять джерел похибок, а саме:

1. Компарування. Компарування виконують для встановлення фактичної довжини мірного дроту. Під час компарування неминуче буде деяка похибка, що має випадковий характер (знак похибки невідомий). Припустимо, що в результаті компарування знайшли рівняння дроту: /₀ = 24 м + 5,5 мм, якщо t ° = 15 °С. Нехай допустили випадкову похибку 0,2 мм, тобто насправді довжина дроту /₀ = 24 м + 5,7 мм, 1° = 15 °С. Похибка о, 0,2 мм під час вимірювання ліній стає систематичною, діє для кожного відкладання дроту з одним знаком (скорочує довжину дроту у наведеному прикладі).

2. Провішування. Неточне встановлення ціликів у створ лінії приводить до вимірювання лінії, довшої від прямої. Похибка а₂ систематична (подовжує лінію).

3. Натяг. Під час польових робіт масло, яким змащують осі блоків, забруднюється пилом, згущується: тертя блока з віссю збільшується. У результаті, навіть для тих самих гир, натяг зменшується, дріт провисає більше. Похибка а₃ систематична, подовжує лінію.

4. Вітер. Вітер, особливо боковий (діє під деяким кутом до напрямку лінії), додає дроту деякої ваги, збільшує провисання дроту. Похибка а₄ систематична, подовжує лінію.

5. Нахил місцевості. Викликає нахил дроту. Виміряне перевищення h між сусідніми ціликами має випадкову похибку ± А₅ .

6. Температура. Під час вимірювання необхідно знати температуру дроту. Фактично вимірюють температуру повітря. Похибка ± Л₆ випадкова.

7. Нестійкість створних штативів. Приводить до випадкової похибки ± А₇ .

8. Похибка відліку шкал. Похибка ± Л₈ випадкова.

9. Похибка вихідних даних (координат). Впливає на величину нев'язки. Похибка ± А₉ випадкова.

10. Інші похибки. У цю групу ми зараховуємо сумарну (спільну) дію неврахованих джерел (наприклад, нахил шкал, похибка ланцюгової лінії, тобто зміна довжини від нахилу дроту тощо). Похибки ± А₁₀ випадкові.

141

Розділ II

Як ми вже знаємо, похибки лінійних вимірів витягнутого ходу приводять до поздовжнього зсуву кінцевої точки. Тому запишемо:

Припустимо, що всі похибки мають однакову абсолютну величину (тобто діє так званий принцип однакових впливів); врахуємо також, що похибки 2, 3, 4 діють з одним знаком:

(П.2.2)