10. Угловые измерения в полигонометрии

Основным способом измерения углов полигонометрии 4 кл., 1 и 2 разрядов является способ круговых приемов. Этим способом измеряют углы на пунктах, где есть более 2-х направлений. На пунктах, где 2 направления, производят измерение влево или вправо лежащих по ходу углов способом отдельного угла (без замыкания горизонта).

Измерение выполняют с помощью трехштативной системы.

Количество приемов в зависимости от класса или разряда:

приборы	4кл.	1р.	2р.
Тип Т2	6	2	2
Тип Т5	-	3	2

Направления на стенные знаки в 4 кл. измеряют 3 круговыми приемами после окончания измерения углов по ходу. В 1 и 2 раз. измерения направлений производится по программе измерения основных углов. Результаты измерений должны быть в пределах допусков:

Угловые измерения	Т2	Т5
Расхож. в полуприеме	8,0˝	0,2˝
Расхож. в приеме	8,0	0,2
Колеб. 2С в приеме	12,0	-
Повторное набл. начал. пункта в полуприеме	8,0	0,2
Колебания м/у приемами	8,0	0,2

При привязке к стенным знакам колебания, приведенные к общему нулю в отдельных приемах, не должны превышать 10˝ при расстояниях более 10 м и 15˝ при расстоянии менее 10 м. от вспомогательного до стенного знака.

При измерении углов на примычных пунктах расхождение м/у измеренным и исходным не должно быть более: 6˝ в 4 кл., 10˝ для 1 раз., 20˝ для 2 раз.

При наблюдении на визирные цели сигналов и пирамид должны учитываться элементы центрировки и редукции.

Если завершенные приемы не удовлетворяют допуску , то повторяют те из них, которые имеют наименьшее и наибольшее значения. Измерения повторяют на тех же установках лимба.

Основными источниками ошибок при угловых измерениях являются: инструментальные; личные ошибки наблюдателя (визирование, взятие отчета); внешние условия; ошибки за редукцию; ошибки за центрировку.

11. Способы измерения длин линий в полигонометрии: измерение линий оптическими дальномерами, параллактическим способом, светодальномерами,

Современные оптические дальномеры двойного изображения делятся по точности: низкой (относ. точ. 1:500), средней (1:1000-1:2000), точные (1:5000).

Точный оптический топографический дальномер ОТД двойного изображения с постоянным базисом и переменным параллактическим углом представляет собой самостоятельный прибор, предназначенный для измерения расстояний относит. ош. из одного приема 1:6000.

Обычно расстояние измеряют по горизонтально поставленной рейке, можно и вертикально поставленной, но это будет менее точно.

Горизонтально поставленную рейку устанавливают перпендикулярно измеряемой линии. Зрительную трубу наводят рейку так, чтобы разделительное ребро бипризмы делило рейку пополам.

При одном и том же расстоянии возможно несколько вариантов совмещений марок (первой со второй, первой с третей и т. д.) выбирают тот, при котором разность N м/у номерами совмещаемых марок максимальна.

Порядок измерения: поворачивают рычаг перекидного клина вверх, наводящим винтом измерительной части компенсатора совмещают изображения марок и берут отчет n1, определяют разность N1 между номерами совмещ-ых марок; поворачивают рычаг перекидного клина вниз, определяют n2 и N2. На этом заканчивается первый прием. Вычисляем параллактический угол β_u = n1 – n2.

Измерение переменной части параллактического угла производят 6-10 приемами. Максимальное колебание м/у углами β_u в различных приемах не должно превышать 0,15 делений. За окончательный угол берут средний из приемов.

Закончив измерение β_u по одной стороне рейки, переходят к другой стороне.

Так стороны рейки имеют различные по величине базисы, величины параллактических углов β, измеренных по второй стороне, следует привести к масштабу второй стороны:

β_прив = (β_u′+ β_k )+0,01*( β_u′+ β_k ), где β_k – постоянная величина, создаваемая перекидным оптическим клином.

Максим. расхождение м/у средними значениями β по первой и второй сторонам рейки для одной линии не должно превышать 0,15 делений.

После измерений расстояний измеряют вертикальный угол наклона линии визирования. Вычисляют длину линии. Общая формула s = (l/2)*ctg (β/2).

Основными источниками ошибок: ошибка постоянного слагаемого, коэффициента дальномера и постоянной части параллактического угла, ошибка вследствие неточного редуцирования расстояния, ошибка дальномерной рейки, ошибка от неперпендикулярности плоскости рейки к измеряемой линии, ошибка за несимметричность установки рейки относительно измеряемого отрезка, за температуру, случайные ошибки наблюдателя, колебание изображения, рефракция.

В приборе Редта сочетается точный оптический теодолит, позволяющий измерять вертикальные и горизонтальные углы со ср. кв. Ош. 4-5˝, с прецизионным оптическим дальномером двойного изображения с постоянным диастимо-мертическим углом и переменным базисом, позволяющим измерять горизонтальные проложения с от. ср. кв. ош. 1:5000.

Порядок измерения: зрительную трубу наводят на рейку так, чтобы горизонтальная нить трубы делила рейку по горизонтали примерно пополам; поворотом кольца переключателя вправо до упора включаем дальномер двойного изображения; Вернер горизонтального круга подводят примерно в середину поля зрения трубы; совмещают микрометренным винтом штрихи верньера и рейки; берут отчет.

Полный отчет l складывается из отчетов по шкале рейки, верньера, оптического микрометра.

Основными источниками ошибок:

- ошибка постоянного слагаемого,

- коэффициента дальномера и постоянной части параллактического угла,

- ошибка вследствие неточного редуцирования расстояния,

- ошибка дальномерной рейки,

- ошибка от неперпендикулярности плоскости рейки к измеряемой линии,

- ошибка за несимметричность установки рейки относительно измеряемого отрезка,

- за температуру,

- случайные ошибки наблюдателя,

- колебание изображения,

- рефракция.

Измерение линий в полигонометрии параллактическим методом

Параллактический способ-косвенный метод определения расстояний с помощью малого базиса, разбиваемого или устанавливаемого поперёк измеряемой линии, и параллактических углов, под которыми базис рассматривается из концов линий. Измеряемая линия вместе с базисом и связующим их построением образует параллактическое звено. Применяется, если на трассе хода значительные по размерам препятствия, сильно пресеченная местность, для измерения отдельных линий.

П араллактический способ измерения линий, повышающий производительность труда по сравнению со способом непосредственного многократного отложения мерного прибора, заключается в построении базисной сети в виде параллактического звена с острыми углами, противолежащими короткому базису.

Схемы параллактических звеньев полигонометрии. а — звено треугольной формы; б — звено с симметричным расположением базиса относительно определяемой стороны; в — звено ромбической формы; г — сложное звено треугольной формы; д — сложное звено параллактической полигонометрии

Расстояние определяют тригонометрическим путём по точно измеренному малому базису и лежащему против него острому параллактическому углу и по измеренному с меньшей точностью прибазисному углу, который получается при пересечении базиса с определяемой линией.

В городских условиях и на строительных площадках в качестве базиса удобно применять двухметровые горизонтальные жезлы, изготавливаемые из инварного прута диаметром 8-12 мм, заключенного в дюралевую трубу диаметром 35-40 мм. Базисом является расстояние между визирными марками, укрепленными на концах инварного прута. Для установки жезла в горизонтальное положение используют круглый уровень, а в перпендикулярное к измеряемой линии — оптический визир.

Различные формы параллактических звеньев

1 . Звено треугольной формы (рис, а).

Контрольная формула для вычисления расстояния

При v ≈ 90°, sin (φ+v) ≈ cosφ ≈1, s≈b/φ; lns = lnb-lnφ

Относительная ошибка вычисленной линии зависит от относит ошибки измерения базиса и угла.

2 . Створно-короткобазисный сп-б (рис.б) .

3. Звено ромбической формы с ассиметричным базисом (рис, в). В этом случае

Или где Δs_y = y²/s,y — величина несимметрии базиса. Значение

4.   Звено ромбической формы с симметричным базисом — частный случай звена ромбической формы с асимметричным базисом, когда у = Δ₁ = Δ₂ = 0, в этом случае

, . 5.   Сложное звено треугольной формы (рис. 1.9, г). По теореме синусов с учетом треугольника с базисом b получаем

При v = 90°

П ри mφ₁ = mφ₂ = mφ и m_b =  0 имеем

6.   Сложное звено, изображенное на рисунке 1.9, д, приводит к формулам Параллактические углы необходимо измерять с высокой точностью mφ = mβ = 1" теодолитами типа Т2. Для ослабления влияния длинно- и коротко-периодических ошибок делений лимба углы на визирные марки жезла целесообразно измерять на заранее выбранные части лимба, где ошибки в делениях минимальны, на этом же участке лимба нужно измерять параллактические углы и при компарировании жезла на полевом компараторе.Для определения длин линий необх след-ие приборы: оптич теодолит со штативом, два оптич центрира, две-три визирные марки, два-три штатива, базисный прибор БП-2 или 3.

Источники ош-к: неточное измерение базисов и параллактических углов – самая основная, несимметрия базисных марок, неточность в определении величины несимметрии базиса, неперпендик-ть расположнения базиса к измеряемой линии

Определение длины линии s по частям, каждую из которых в свою очередь находят из построения простых параллактических звеньев, называют створно-короткобазисным параллактическим способом.

Измерение линий в полигонометрии светодальномерами.

Для линейных измерений в инженерной полигонометрии наибольшее применение нашли светодальномеры и способы, основанные на косвенном определении расстояний.

Наибольшее распространение при инженерно-геодезических работах получили малые светодальномеры отечественного и зарубежного производства, обеспечивающие точность измерения 5-10 мм. Большие возможности открываются в области исследования деформаций сооружений большой протяженности за счет внедрения в практику высокоточных дифференциальных светодальномеров, позволяющих измерять приращения расстояний до 1 мм.

Общий принцип измерения длин линий светодальномерами основан на определении времени, которое затрачивают световые волны на прохождение измеряемого отрезка в прямом и обратном направле­ниях.

Д ля этого на одной из конечных точек отрезка устанавливают приемо-передающее устройство, на другой — отражатель. Световые волны посылаются передатчиком на отражатель, который в свою очередь направляет их на приемник. Если обозначить скорость рас­пространения световых волн через v, а время их прохождения сигнала через τ, то длина линии D равна D = vτ/2.

Скорость распространения световых волн в вакууме известна и равна v0= 299 792 456 м/с. Скорость световых волн в воздухе вычисляют по формуле v = v0/n,

где n — показатель преломления воздуха, определяемый по темпе­ратуре, давлению и влажности атмосферы.

Время τ прохождения световых волн от передатчика через отражатель к приемнику измеряют или непосредственно или косвенным методом. В зависимости от метода определения τ различают импульс­ные и фазовые дальномеры.

Импульсный дальномер имеет передатчик, являю­щийся генератором колебаний с устройством для образования импульсов. Приемник состоит из чувствительных элементов и устройства для преобразования поступающих сигналов к виду, удобному для измерений.

Фазовый светодальномер основан на определении времени τ путем измерения разности фаз незатухающих колебаний в нескольких диапазонах частот.

Светодальномерная полигонометрия

Время τ прохождения световых волн от передатчика через отражатель к приемнику измеряют или непосредственно или косвенным методом. В зависимости от метода определения τ различают импульс­ные и фазовые дальномеры.