Методичка

Для этого от знаков закрепления оси, например точёй Ci и С2 (рис. 45,а), перпендикулярно £ Оси Б-Б откладывают равные отрезки длиной а и получают парал­ лель оси Б-Б. В одной из точек параллели, на­

пример точке С'и устанавливают теодолит, приводят его в рабочее положение, визируют на точку Сг и за­

крепляют алидаду и лимб. Затем последовательно берут отсчеты по горизонтально расположенной рейке

в верхнем 6? и нижнем Ь” сечениях колонны. От­ счеты производят по вертикальной нити сетки зритель­ ной трубы по черной и красной сторонам рейки. Для контроля вычисляют разность нулей рейки РО = Ьк — Ьч. Результаты измерений выписывают на схему (рис. 45,6).

Величину смещения геометрической оси колонны с оси здания вычисляют по черной и красной сторонам рейки:

Дг„ = а — bi4 — 0,5 • di\ Дгк — а — Ь1к— 0,5 • d{ + РО,

где di — ширина или диаметр колонны.

Так, для колонны Б1 имеем следующие смещения в направлении оси 1-1:

в верхнем и нижнем сечениях колонны и выписывают

Рис. 45. Исполнительная съемка колони:

а схема; б образец ведениячжурнала; в исполнительный чертеж

171

их на схему исполнительной съемки (рис, 45, в) соот­ ветственно в числителе и знаменателе у стрелки, пока­ зывающей направление смещения. Так, верх колонны Б1 смещен в плоскости оси 1-1 на Д = 0,5(— 1 —5) == = —3 мм по направлению к оси В-В, а низ — на 5 мм в том же направлении:

Аналогичным образом определяют смещения колонн в направлении продольных осей.

При высотной исполнительной съемке определяют отметки опорных поверхностей консолей. Работу выполняют, как при съемке панелей.

Перед началом работ составляют график распре­ деления обязанностей в бригаде.

По завершении представляют следующие мате­ риалы:

журнал измерений при плановой исполнительной съемке колонн или журнал плановой съемки панелей,

СПЕЦИАЛЬНАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА

ВСТРОИТЕЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

§34. СВЕТОДАЛЬНОМЕРЫ

/

3 ад а ч а: ознакомиться с устройством светодальномера, подготовкой прибора к наблюдениям, процессом

светодальномера, журнал измерений, рабочая тетрадь. Светодальномеры предназначены для измерения расстояний с высокой точностью. Если определить время т, в течение которого электромагнитные коле­ бания со скоростью va пройдут двойное расстояние D

от излучателя до объекта и обратно, то

Скорость распространения электромагнитных коле­ баний »о в вакууме известна с высокой точностью и равна 299 792,5 км/с. При определении скорости va электромагнитных колебаний в атмосфере необходимо учитывать давление, температуру и влажность воз­ духа.

172

прошедшего с момента излучения до момента приема отраженного импульса.

Световой поток в современных светодальномерах регистрируется фотоэлектрическим способом.. .

По ГОСТ 19223—82 светодальномеры классифици­ руют в зависимости от области их применения: в госу­ дарственных геофизических сетях — дальномеры груп­ пы Г, в прикладной геодезии и маркшейдерии — груп­ пы П, в сетях сгущения и при выполнении топографи­ ческих съемок— группы Т.

Рассмотрим принцип действия импульсного светодальномера СМ-5, серийно выпускаемого отечествен­ ной промышленностью и предназначенного для исполь­ зования в инженерной геодезии и маркшейдерском деле.

Оптический квантовый'генератор / (рис. 46) излу­ чает зондирующий импульс световой энергии в сто­ рону отражателя, установленного на другом конце измеряемой линии. Одновременно в формирователь времени счета 2 поступает опорный сигнал.

Отраженный сигнал попадает в фотоэлектрический приемник 3, преобразуется в электрический сиг­ нал и направляется в формирователь времени счета, где вырабатывается управляющий импульс, длитель­ ность которого соответствует времени т запаздывания отраженного сигнала. Этот импульс открывает селек­ тор 4 и пропускает в течение времени т напряжение

173

Рис. 47, Оптическая схема светодалыюмера СМ-5

масштабной частоты, подсчитанное электронным счет­ чиком за время открытого состояния селектора, можно записать т — NT.

Для выдачи на табло результатов в единицах изме­ рения длины в дальномере имеется счетно-решающее устройство 7.

На -рис. 47 приведена оптическая схема светодальномера СМ-5. В режиме «дистанция» модулированное излучение светодиода / проходит через отверстия а а с диафрагмы 2 переключателя «дистанция — окз» (оптическое короткое замыкание), отражается от грани разделительной призмы 3, формируется объективом 4 в параллельный пучок и направляется на отражатель. Отраженный световой сигнал проходит через объектив 4, отражается от другой грани разделительной призмы и фокусируется в плоскости полевой диафрагмы 6, совмещенной с входным торцом световода 7. После

174

прохождения световода излучение фокусируется на фотокатод фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) 10 дополнительным микрообъективом 8, пройдя . через интерференционный фильтр 9.

В режиме «окз» диафрагма переключателя «дис­ танция— окз» поворачивается так, что излучение в направлении отражателя перекрывается, а через отверстия b и с часть излучения фокусируется блоком ОКЗ 5 в плоскости . полевой диафрагмы и направ­ ляется световодом 7 и объективом 8 на ФЭУ.

На ФЭУ принятый сигнал детектируется и с помощью подаваемого на фотокатод напряжения час­ тоты вспомогательного генератора преобразуется в низкочастотный сигнал. Напряжение с выхода ФЭУ проходит через узлы электронной схемы и попадает на счетный узел. На второй вход счетного узла посту­ пают опорные импульсы. Частота следования импуль­ сов в режиме «грубо» — 14,9855 Гц, в режиме «точно»

— 1498,55 Гц. Интервал времени между каждым опор­ ным и следующим за ним сигнальным импульсами пропорционален измеряемому расстоянию. Этот интер­ вал измеряется путем подсчета укладывающихся в нем импульсов^ заполнения, частота следования кото­ рых 1498,55 Гц.

Напряжение частоты модуляции светодиода в режиме «точно» вырабатывается задающим кварце­

в режимах «точно» , и «грубо» получаются делением частоты задающего кварцевого генератора декадными делителями частоты. Частота вспомогательного гене­ ратора, подаваемая на ФЭУ в режиме «точно», со­ ставляет 14 984,0 кГц и стабилизирована схемой фа­ зовой автопостройки частоты. В режиме «грубо» на ФЭУ подается частота вспомогательного генератора, деленная на 100.

В режиме «наведение» при наведении на отража­ тель питание делителей частоты и счетного узла от­ ключается, а на излучатель подается напряжение от отдельного генератора импульсов.

Уровни сигналов в режимах «грубо», «точно* и «наведение» выравнивают подбором коэффициента усиления ФЭУ, общая регулировка усиления осуществ­ ляется резистором «сигнал».

175

Высвечиваемый на табло отсчет представляет собой разность результатов в режимах «дистанция» и «окз». Переключение данных режимов осуществляется авто­ матически по командам программного устройства счетного узла. Начало высвечивания отсчета (Dwст—

— DOKS) сопровождается звуковым сигналом микроте­ лефона. -

Приемопередатчик имеет устройство блокировки счета, исключающее получение на табло ложных результатов при появлении помех в створе между приемопередатчиком и отражателем.

Уровень принимаемого сигнала контролируется по стрелочному прибору.

Постоянную поправку светодальномера устанавли­ вают равной нулю с помощью схемы коррекции по­ стоянной. Коррекция осуществляется установкой зна­ чения контрольного отсчета, указанного в паспорте светодальномера.

Краткое описание светодальномера СМ-5

СМ-5 — это полуавтоматический прибор импульсного типа с частотой модуляции 1498,55 Гц? предназначен­ ный для измерения расстояний в диапазоне от 2 до 500 м. Источником излучения служит полупроводни­ ковый светодиод на арсениде галлия с длиной волны 0,9 мкм.

Источник питания — кадмиево-никелевая батарея аккумулятора общим напряжением 6—8 В.

Средняя квадратическая погрешность измерения расстояний одним приемом — 30 мм. Предельные углы наклона измеряемой линии ± 2 0 ° . Температурный диапазон работы от — 30° до -J- 40 °С. Масса приемо­ передатчика 4,5 кг. Прибор работает в режимах «наве­ дение» и «измерение».

Прибор устанавливают на специальную поворачи­ вающуюся подставку с оптическим центриром, имеет индикатор для фиксации максимума отраженного света. Максимальное отклонение стрелки индикатора вправо соответствует максимуму светового потока.

Описание приемопередатчика

Приемопередатчик (рис. 48) имеет корпус, внутри которого расположены приемопередающая оптическая система, светодиод, ФЭУ, печатные узлы с элементами

176

Рис. 48. Приемопередатчик светодальномера СМ-5

электрической схемы. На верхней части корпуса зак­ реплен визир 6.

На основании прибора 16 винтами закреплены стойки 18 и 4, соединенные ручкой 5. На стойке 18

иосновании прибора размещены наводящие и закре­ пительные устройства, предназначенные для наведе­ ния приемопередатчика на отражатель в вертикальной

игоризонтальной плоскостях. На основании установ­ лен цилиндрический уровень 1 с котировочными гай­ ками и окуляр оптического центрира 15.

На лицевой панели 7 расположена ручка «сигнал» 13, переключатель «измер-00000» 12, переключатель «грубо-точно-акк» 10, стрелочный прибор 9, цифровое табло 8 и ручка установки контрольного отсчета 3.

Под крышками стоек находятся электронная и электрическая схемы прибора; открывать крышки

категорически запрещается. На крышке стойки 18 рас­ положен переключатель 17 «выкл-навед-счет», на стойке 4 — разъемы 2 и 19 для подключения кабеля от источника питания и микротелефона.

Методика измерения

1. Приемопередатчик и отражатель устанавливают над точками, между которыми измеряют расстояние. Источник питания размещают рядом со штативом приемопередатчика, переключатель 17 устанавливают

m

в положение «выкл» и после этого подключают пита­ ние.

2. На объектив приемопередатчика надевают блок контрольного отсчету, устанавливают переключатель 12 в положение «измер», а переключатель 10 в поло­ жение «точно». Переключателем 17 включают приемо­ передатчик в режиме «счет» и через минуту враще­ нием ручки 3 устанавливают паспортное значение контрольного отсчета. Включают приемопередатчик

иснимают блок контрольного отсчета.

3.С помощьк) оптического визира наводят приемо­ передатчик на отражатель, зажимают рукоятки закре­ пительных устройств и наводящими винтами вводят изображение отражателя в центр окружности сетки. При малых расстояниях в центр окружности вводят верхнюю призму отражателя. -

4.Включают приемопередатчик в режиме «наве­ дение» (переключатель 17 устанавливают в положение «навед»), поворачивают ручку 13 «сигнал» по часовой стрелке до ограничителя, а при большом уровне шумов

до показания стрелочного прибора не более 20 мкА. Изменяют ориентирование приемопередатчика на отражатель в вертикальной и горизонтальной плоскос­ тях до получения сигнала. Наличие сигнала индици­ руется отклонением стрелки прибора вправо по шкале. Вращением наводящих винтов И п 14 наводят приемо­ передатчик по максимуму принимаемого сигнала и одновременно устанавливают ручку «сигнал» в поло­ жение, при. котором уровень сигнала наиболее близок к 6Q мкА.

. 5. Устанавливают переключатель 10 в положение «грубо», переключатель 17 — в положение «счет», сни­ мают по табло и записывают два . отсчета в режиме «грубо» (второй для контроля). Переводят переклю­ чатель 10 в положение «точно», снимают по табло и записывают три отсчета. Все отсчеты снимают только после звукового сигнала.

6. Два раза повторяют наведение приемопередат­ чика на отражатель по максимуму принимаемого сиг­ нала и после каждого наведения снимают по три отсчета в режиме «точно». Выключают приемопередат­ чик.

7.Измеряют температуру воздуха и записывают

еев журнал,

т

Обработка результате» измерений Расстояние D вычисляют по формуле

D = D '+ 10~SD' (Кв + К/)»

где D' — полный результат измерения в режимах «грубо» и «точно»; Кп — поправочный коэффициент, учитывающий изменение показателя преломления атмосферы; К/ — поправочный коэффициент, учиты­ вающий температурное изменение частоты кварцевого генератора.

Результат D' получают как среднее значение из всех отсчетов в режиме «точно». Для этого сравни­ вают цифры в разрядах единиц метров при отсчетах в режимах «грубо» и «точно». Возможны два вари­ анта:

1) сравниваемые значения равны. В этом случае записывают значения от единиц метров до миллимет­

корректируют цифры в разрядах десятков и сотен мет­ ров отсчета в режиме «грубо», по цифрё в разряде метров среднего значения всех отсчетов в режиме «точно» по следующему правилу: если число единиц метров отсчета в. режиме «грубо» больше числа единиц метров отсчета в режиме «точно», то двузначное число, обозначающее десятки и сотни метров отсчета в режи­ ме «грубо», увеличивают на одну единицу; если число единиц метров отсчета в режиме «грубо» меньше числа единиц метров отсчета в режиме «точно», то двузнач­ но число, обозначающее десятки и сотни метров отсчета в режиме «грубо», уменьшают на одну еди­ ницу.

Итак, в результат D' записывают значения от еди­ ниц метров до миллиметров среднего значения отсче­ тов в режиме «точно», а в разрядах десятков и сотен метров — откорректированные цифры соответствую­ щих разрядов отсчета в режиме «грубо».

179

Пример.

Значение коэффициента Кп определяют из номо­ граммы или таблицы по значениям температуры воз­ духа и атмосферному давлению.

Значение коэффициента Kf определяют по графику, приведенному в паспорте прибора.

Горизонтальное проложение вычисляют по формуле d = D cos v.

Организация работ

На учебном геодезическом полигоне выбирают гео­ дезический пункт, с которого можно измерить рас­ стояния до 3—4 других пунктов. Расстояния должны быть от 100 до 500 м.

Перед демонстрацией работы светодальномера студенты должны изучить устройство и подготовку прибора к работе. Преподаватель демонстрирует рабо­ ту светодальномера для каждой бригады отдельно. Студенты записывают в журнал результата измере­ ний и выполняют обработку полученных данных.

После обработки измерений преподаватель сооб­ щает эталонные значения измеренных расстояний, а студенты оценивают точность полученных резуль­ татов.

К зачету бригада представляет конспект с описа­ нием устройства светодальномера, журнал измерений и ведомость вычислений с оценкой точности измерений.

§ 35. ЛАЗЕРНЫ Е ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

З а д а ч а : изучить устройство, ознакомиться со сферой применения и освоить методику выполнения геодези­ ческих и монтажных работ с лазерными приборами.

Лазер (оптический квантовый генератор — ОКГ) состоит из газоразрядной трубки с активным вещест­ вом, излучающим в возбужденном состоянии свет,

180