книги из ГПНТБ / Новая геодезическая техника и ее применение в строительстве учеб. пособие

стороны в сторону, слушает в головные телефоны звуковой тон и; при минимуме интенсивности звука, что соответствует положе­ нию / антенны, проектирует на землю середину рамки антенны,, отмечая это колышком на земле или мелом (при работе над асфальтом). Далее, оператор движется в направлении оси ИПК, придерживаясь все время минимального звукового сигнала и отмечает все точки поворотов ИПК, ответвлений, закруглений и т. п.

Рис. V.2. К выносу оси ИПК на поверхность и определению глубины заложения:

оси, до получения минимума звукового сигнала, что будет иметь место, когда силовые линии поля скользят по плоскости антен­ ны (положение 2). Фиксируют точку В минимума звука колыш­ ком. Повернув антенну на 90°, находят таким же образом точ­ ку С с другой стороны оси ИПК. Измеряют рулеткой расстоя­ ние СВ. Так как силовые линии имеют, как правило, вид концентрических окружностей, то полученный треугольник СДВ является равнобедренным, прямоугольным в точке D. Высота треугольника может быть определена по формуле

Л = (1/2)С5.

При наличии в одной траншее нескольких ИПК для раздель­ ной их съемки производится поочередное подключение генерато­ ра ТКИ к каждой из ИПК в отдельности. Точность определения местоположения ИПК зависит от помех, возникающих от посто-

190

ронних источников тока, а также и от тока генератора ТКИ. Особенно сильны помехи на участках с большим количеством пересекающихся кабелей и трубопроводов, а также при работе на увлажненных грунтах. Помехи ослабляются при подключе­ нии генератора к ИПК в двух и более точках.

Если в траншее уложено несколько трубопроводов, то при сильном сигнале генератора наблюдается искажение сигнала за счет наводок э. д. с. от подключенного трубопровода на непод­ ключенные. Сигналы искажаются в местах разветвления ИПК (имеет место интерференция электромагнитных волн), в местах ответвлений трубопроводов, если они имеют существенно разные диаметры и т. п.

Для более точного определения глубины заложения ИПК ан­ тенну следует держать возможно ближе к поверхности земли. Точность определений можно повысить путем изменения мощно­ сти генератора, особенно если рядом с определяемой линией рас­ положены смежные трубопроводы или кабели. В общем случае

плане; h — глубина заложения ИПК, см; d — диаметр ИПК, см.

191

Точность определения увеличивается с применением более мощных генераторов [V.22, 23]. В таблице V.1 приведены техни­ ческие характеристики некоторых ТКИ [V.9].

§ V. 2. Геодезический контроль и управление строительными механизмами по лучу лазера

К настоящему времени разработано несколько различных ла­ зерных устройств (лазерных визиров) для применения при гео­ дезических работах в строительстве. Во всех случаях комплект устройства состоит из двух основных частей: передающей и при­ емной. Передающая часть прибора (лазерный излучатель) слу­ жит для формирования в пространстве опорного луча или плос­

приема и регистрации луча и определения координат объекта, с которым скреплен экран.

Луч, выходящий из лазера, проходит систему формирования излучения, состоящую в общем случае из модулятора, устройст­ ва развертки* или сканирования** и коллиматора. Формирова­ ние луча имеет целью повышение дальности действия, помехо­ устойчивости и точности прибора.

Механический способ модуляции с помощью диска с отвер­ стиями, вращаемого электродвигателем, имеет небольшую ча­ стоту, но зато почти 100%-ный коэффициент модуляции. Частота

(см. рис. 1.3.), после прохождения которой точечное изображе­ ние источника света растягивается в линию и направляется во входное отверстие коллиматора для уменьшения угла расходи­ мости в плоскости, перпендикулярной направлению развертки. Совокупность цилиндрической линзы и коллиматора позволяют получить веерообразный луч, растянутый до 2° с расходимостью около 20". Коллиматор устанавливается так, чтобы его входной зрачок был расположен почти в фокальной плоскости цилиндри­ ческой линзы.

192

Сканирование электромагнитным способом осуществляется с; помощью зеркала, укрепленного на стрелке гальванометра. Световой луч лазера 1 (рис. V.3, а) направляется на зеркало галь- • ванометра 2, стрелка которого перемещается под воздействием, переменного тока. Отраженный от зеркала луч описывает в про-'

через зеркало, а часть отражается на зеркало 6, которое отра-. жает луч в направлении, параллельном первому.

Для уменьшения расходимости луча в лазерной технике ши-- роко используются линзовые оптические системы — коллимато-:

ры. Луч, выходящий из оптического резонатора лазера, имеет диаметр 1—2 мм и угол расходимости в пределах 5—10'. Для получения луча с малой расходимостью применяют коллиматор типа «обращенный астрономический телескоп», т. е. зрительную трубу фокусируют на бесконечность и луч лазера пропускают через нее в направлении окуляр — объектив. При этом угол рас-

х -

Рис. V.4. Способы получения двух параллельных лучей:

а — с помощью бипризмы; б — с помощью полупрозрачной плоско-

параллельной пластинки

ходимости луча уменьшается до величины, определяемой отно­ шением фокусных расстояний окуляра и объектива:

следующего приближенного соотношения [V. 6]

L = К ( Р л ^ п ^ а ) / ( Р ф в а ) ,

где L — дальность действия, м; Тф— коэффициент оптического пропускания фотоприемника; т п — коэффициент оптического про­

Минимальное разрешаемое приемником поперечное смещение луча А/ (перпендикулярное направлению распространения све­ та) определяется зависимостью

194

pa составляет около 30 мм. Питание осуществляется от сети пе­ ременного тока 220 В, потребляемая мощность около 80 Вт.

Лазерный визир ЛВ-2 был разработан для задания направле­ ния и контроля положения горнопроходческого щита [V. 1]. Для контроля положения щита на прямолинейном участке трассы необходимо определить величину линейного смещения по осям х

х и у применяются экраны 2 и 4, установленные на одной и той же оси. Задний экран 2 изготовляется полупрозрачным, чтобы не мешать прохождению луча на передний экран 4. Измерив сме­ щение Axi и Аг/i по заднему экрану и Ах2 и Ау2 — по переднему,

196

проектного положения. Недостатком такого фотоприемника яв­ ляется необходимость использования большого количества фото­ элементов. Точность контроля зависит от размера фотоэлемен­ тов и их взаимного расположения. Такой фотоприемник позволя­ ет при использовании одного луча контролировать координаты только одной точки оси механизма.

2. При необходимости контроля быстро движущихся меха­ низмов в пределах большой площади поперечного смещения (1X1 м) применяется фотоприемник в виде линейки, на которой

низмов (например горнопроходческого щита) в пределах малого поперечного и углового смещений применяются матрицы из двух или четырех фотоэлементов (рис. V. 8). Для измерения по одно­

от некоторого среднего (нулевого) положения. Сигналы с фото­ элементов через усилители 5 подаются на обмотки электродви­ гателя. Фотоприемник укрепляется на контролируемом механиз-

198