Эталонирование светодальномера ст5

Топографический светодальномер «Блеск» СТ5 предназначен для измерения расстояний при создании съемочного обоснования и геодезических разбивочных сетей для строительства.

В светодальномере реализован импульсный метод измерения расстояния с преобразованием временного интервала на двух частотах: f₁ = 14985,5 кГц и f₂=149,855 кГц. Длительность импульсов 10 нс. Источником излучения является полупроводниковый лазерный диод с длиной волны излучения 0,86 мкм,а приемником – фотоэлектронный умножитель.

Внешнее устройство светодальномера показано на рис.2.2 и2.3. В комплект светодальномера входит: источник питания; зарядно-разрядное устройство; термометр; барометр; оптический центрир (рис.2.4).

Измерение расстояний светодальномером выполняют в следующем порядке.

1.Установить штатив над точкой съемочного обоснования и выполнить предварительное его центрирование с помощью нитяного отвеса при горизонтальном положении головки. Ножки штатива должны быть надежно вдавлены в землю. Установить светодальномер на штатив и произвести окончательное центрирование и нивелирование с помощью оптического центрира 11 и цилиндрического уровня 12 (рис.2.3). С этой целью устанавливают прибор так, чтобы ось цилиндрического уровня расположилась по направлению двух подъемных винтов, и вращением их выводят пузырек уровня в нуль-пункт. Поворачивают светодальномер на 90⁰ и третьим подъемным винтом выводят пузырек уровня в нуль-пункт. Данные действия необходимо повторить 2-3 раза. Пузырек в любом положении прибора должен оставаться в нуль-пункте. Если он отклоняется более чем на два деления, необходимо произвести юстировку уровня, а затем вновь нивелировать прибор.

Произвести окончательное центрирование с помощью оптического отвеса. Для этого, вращением диоптрийного кольца окуляра оптического отвеса, отфокусировать на закрепленную точку перемещением окуляра вдоль оси и, если центр точки не находится в центре окружности сетки нитей, то ослабив становой винт, сместить подставку по головке штатива до совмещения изображения точки с центром окружности сетки нитей. После этого снова выполнить нивелирование подставки и, если необходимо, снова сместить подставку. В рабочем положении пузырек. уровня не должен смещаться из нуль - пункта более чем на два деления, а центр знака не должен выходить за пределы малой окружности.

Рис.2.3. Светодальномер Рис. 2.4

Рис.2.5. Отражатель Рис.2.6. Оптический центрир

1-оправа призмы; 2-накладка; 1-юстировочный винт уровня;

3-стойка; 4-визирная марка; 2-круглый уровень; 3-оправа окуляра

5-винт 4-оправа сетки; 5-юстировочные

гайки; 6-цилиндрический уровень

2.Установить отражатель на другом конце линии съемочного обоснования. Для этого необходимо выполнить центрирование и нивелирование подставки с помощью оптического центрира из комплекта светодальномера. Процедура центрирования и нивелирования не отличается от изложенной выше.

На практике имеются и другие способы. Например, штатив устанавливают над точкой и на глаз выполняют центрирование и нивелирование. Ножки штатива должны быть хорошо вдавлены в землю. Подъемными винтами подставки вводят точку в центр сетки нитей отвеса, а затем, устанавливая поочередно цилиндрический уровень по направлению каждой ноги штатива и, открепив ее зажимной винт, изменяют положение ее таким образом, чтобы пузырек уровня оказался в нуль - пункте. После чего снова приводят пузырек уровня в нуль-пункт подъемными винтами и оценивают положение точки относительно сетки нитей. Если отклонение небольшое, то перемещают подставку по головке штатива, если значительное, то повторяют выше изложенную процедуру.

После центрирования, оптический центрир убирают, а на его место устанавливают отражатель и наводят его на светодальномер. Затягивают закрепительный винт подставки (отражатель ориентирован на светодальномер).

3. Проверка источника питания и установка контрольного отсчета. Установить переключатель 4 (рис.2.3) в положение ВЫКЛ, подключить аккумулятор, установить переключатель 7 в положение КОНТР, переключатель 4 в положение СЧЕТ. Показание стрелочного прибора 1 должно быть не менее 60 мкА. Если меньше, то источник питания необходимо зарядить, если 60 и более, то можно работать.

Перевести переключатель 7 в положение ТОЧНО, снять с объектива аттенюатор, надеть на объектив блок контрольного отсчета, установить уровень сигнала, вращением ручки сигнала 8 в середине рабочей зоны и взять несколько отсчетов по табло. Если показания табло отличаются от 95, вращением ручки 16 установить показание 95. После чего блок контрольного отсчета необходимо снять с объектива и установить аттенюатор.

4.Навести светодальномер на отражатель. Вращением окуляра зрительной трубы получить четкое изображение сетки нитей. Установить винты 5 и 10 (рис.2.3) в среднее положение. Ослабить рукоятки закрепительных винтов 5 и 10, повернув их против часовой стрелки. Навести светодальномер на отражатель с помощью зрительной трубы. Зажать рукоятки закрепительных винтов и вращением наводящих винтов (5 и 10) ввести изображение отражателя в окружности сетки нитей.

Включить светодальномер в режим НАВЕДЕНИЕ (переключатель 7 в положение ТОЧНО, переключатель 4 в положение НАВЕД). Повернуть ручку 8 по ходу часовой стрелки до ограничения (в солнечную погоду до 20 мкА). Изменять ориентирование светодальномера на отражатель в вертикальной и горизонтальной плоскости поочередным вращением наводящих винтов, добиваясь максимума сигнала, одновременно уменьшая его до середины рабочей зоны.

5.Проведение измерений. Установить переключатель 4 в положение СЧЕТ, оценить положение стрелки прибора и при необходимости подстроить ручкой 8 сигнал (стрелка должна находиться в середине рабочей зоны). Взять не менее трех отсчетов измеряемого расстояния и записать в журнал. Отсчеты брать после звукового сигнала. Повторить еще два раза наведение на отражатель по max сигнала и после каждого наведения взять по три отсчета.

Перевести переключатель 7 в положение КОНТР, взять отсчет для определения значения поправки K_f.

6.Измерение метеоданных. Погрешность измерения расстояния светодальномером зависит от погрешности определения температуры и атмосферного давления вдоль трассы измерений. Так погрешности определения температуры в 1⁰С соответствует погрешность измерения расстояния в мм. 1.0*10^-6D, а погрешности определения давления в 1 гПа (0.75 мм. рт. ст.),соответствует погрешность в расстоянии 0.5*10^-6D (D в мм.). Поэтому значение метеоданных необходимо определять с точностью 1⁰С и 1 мм. рт. ст.

7.Измерение высоты прибора и высоты отражателя. Измеренную светодальномером длину линии необходимо привести на горизонтальную плоскость. Для этого дополнительно измеряют или угол наклона линии, или превышение между концами отрезка. Но в обоих случаях необходимо знать высоту прибора и отражателя над закрепленным центром. Измерения выполняют рулеткой от горизонтальной оси вращения прибора до закрепленной точки с точностью до мм. На практике редуцирование наклонной линии на горизонтальную плоскость чаще всего осуществляют через высоты концов отрезка.

Т

Рис.6

0

-5

5

Рис.7

График значений поправки Д_ц

Показания табло в режиме КОНТРОЛЬ

аблица 2.3 Журнал измерения длин линий светодальномером «Блеск» Наблюдатель Помощник

Дата Погода Время

Измеряемая линия № -

i_пр = 1.65 м i_отр = 1.47 м H_ст = 160.383 м H_отр = 170.450 м

Метеоданные: t = 15.5⁰C, P = 750 мм. рт. ст.

Измерение (режим точно)				Вычисления
№ п/п	1-наведение	2-наведени	3-наведение
1 2 3	333.615 333.618 333.617	333.614 333.613 333.616	333.615 333.615 333.617	Dт = 333616 мм Кп = 0.4 Кf = 0 ΔDц = +1 мм Dи = 333617 мм

+5мм +5vv
-5 0

1

3

5

7

9

Рис. 2.9. График значений поправки Дц

8.Обработка результатов измерений. Расстояние D_и в мм. вычисляют по формуле

D_и = D_т + 10^-5 D_т (К_п + К_f) + ΔD_ц, (2.4)

где D_т – среднее арифметическое значение отсчетов в режиме ТОЧНО;

К_п – поправочный коэффициент, учитывающий изменение показателя преломления атмосферы;

К_f – поправочный коэффициент, учитывающий температурное изменение частоты кварцевого генератора;

ΔD_ц – поправка на циклическую погрешность.

Значение коэффициента К_п определяют по монограмме (рис.2.7), а К_f по графику (рис.2.8). Величину поправки ΔD_ц определяют по графику (рис.2.9) по единицам и десятым долям метра, на которые заканчивается результат D_т.

При измерении угла наклона линии ν, горизонтальное положение D_г вычисляют по формуле

D_г = D_и * cos ν. (2.5)

Если известны высоты концов отрезка H_пр и H_отр и измерены высоты i_пр и i_отр, то горизонтальное проложение вычисляют по формуле

D_г = D_н² – [(H_пр + i_пр) – (H_отр + i_отр)]² (2.6)

Пример записи результатов измерений и вычислений приведен в журнале измерения длин линий светодальномером СТ5 «Блеск».

Эталонирование светодальномера выполняют на том же базисе, что и определение коэффициента нитяного дальномера. Сравнивая проекции длин линий на горизонтальной плоскости, измеренные рулеткой и светодальномером, необходимо сделать заключение о наличии систематических погрешностей. Величину систематической погрешности следует учитывать в виде поправки при дальнейших измерениях длин линий.

Таблица 2.4 Результаты эталонирования светодальномера

№ отрезка	Dр, м рулетка	Dс, м. Светодальномер	Dр – Dс Мм
1 2 3 10