Линейные измерения в геодезии прямым методом

Электронные тахеометры, свето-дальномеры и лазерные рулетки

В основе измерения расстояний профессиональными лазерными рулетками, свето-дальномерами, которые применяются и в современных конструкциях электронных тахеометров, заложены три принципа:

• импульсный;
• фазовый;
• комбинированный (импульсно-фазовый).

Импульсный метод состоит в определении измеряемой длины через нахождение времени прохождения сигналов инфракрасного лазерного излучения от источника импульса до объекта и обратно. В фазовом методе длины сторон измеряются через определение разности фаз переданного и получаемого сигналов. Оба этих принципа дают достаточно высокую точность на разных расстояниях от приборов.

В современных тахеометрах используется также комбинированный метод, заключающийся в фазовом способе определения временного промежутка при импульсном излучении сигнала. Нахождения расстояний с их помощью может осуществляться в трех режимах:

• безотражательном;
• на светоотражательную пленку;
• на стандартные призмы.

Для безотражательного способа нахождения длин (горизонтальных проложений) и с применением светоотражательных пленок для расстояний от 0,3 м до 500 м электронные тахеометры дают паспортную точность ± 2-3 мм. При наведении на отражательные конструкции призм на расстояния до пяти километров точность определения увеличивается дополнительно до 2ppm на каждый дополнительный километр измерений.

Лазерные рулетки с такой высокой точностью позволяют очень разнообразно использовать их в строительных и отделочных работах, с учетом наличия в них дополнительных опций по определению площадей, объемов и других.

Виды линейных измерений

Линейные измерения на местности выполняются с помощью различных методов, которые позволяют определить длину или расстояние между двумя точками. В зависимости от вида измерения, используются различные инструменты и техники.

Среди основных видов линейных измерений на местности можно выделить:

1. Прямолинейное измерение:

   Прямолинейное измерение выполняется с использованием рулетки, ленты или линейки и позволяет определить расстояние между двумя точками на плоской поверхности. Для достижения более высокой точности, иногда используют оптические или электронные приборы.

2. Трассировочное измерение:

   Трассировочное измерение выполняется с помощью специальных трассировочных инструментов, таких как канатная трассировочная система. Этот метод позволяет измерить длину и профиль неизвестных участков местности с использованием провода или каната.

3. Линейное измерение по горизонтальной поверхности:

   Линейное измерение по горизонтальной поверхности выполняется с помощью теодолита и нивелира. Этот метод позволяет определить горизонтальные расстояния и углы между точками, что особенно полезно при построении дорог, трубопроводов и других инженерных сооружений.

4. Линейное измерение по вертикальной поверхности:

   Линейное измерение по вертикальной поверхности выполняется с помощью нивелира и служит для определения разности высот между точками на местности. Этот метод очень важен при проектировании зданий, дренажных систем и других сооружений, где необходимо учитывать отклонения в вертикальной плоскости.

Выбор метода линейных измерений зависит от конкретной задачи и требуемой точности. Каждый из методов имеет свои преимущества и ограничения, и профессиональные землемеры выбирают наиболее подходящий метод для каждой конкретной задачи.

Способы измерения расстояний на местности

Метод отступов

Закрепляем начало длинной рулетки на одном конце базисной линии. Далее протягиваем рулетку по прямой, например, вдоль здания, к другому концу намеченной базисной линии и закрепляем ее там. Проверяем, чтобы она не провисала.

Другой, короткой рулеткой, протянутой под прямым углом измеряем боковые расстояния от базисной линии до отмеченных на плане объектов – деревьев и кустарников, технологических люков, колодцев, углов сооружений. При каждом измерении боковых расстояний отмечаем текущее значение базисной линии. Прямой угол задаем, используя любой большой прямоугольный объект, например кусок оргалита или фанеры. Кроме того, прямой угол можно задать с помощью «египетского» треугольника. Еще древним египтянам было известно, что в треугольнике, со сторонами 3, 4 и 5 м угол, лежащий напротив пятиметровой стороны — прямой угол 90°. Для удобства, вместо метров, можно использовать относительные величины, отрезки любого размера. Главное – соблюсти пропорции.

Этот метод измерений можно применять в любом месте участка, если предварительно обозначить базисную линию. Таким образом, двигаясь по базисной линии от начала длинной рулетки, снимаем показания в каждой точке, которая соотносится с объектами измерения.

На обмерном плане отмечаем исходную точку цифрой «0» , а направление измерений обозначаем стрелкой. Делая замеры, записываем значения одинаково, по линии, с которой они соотносятся, тогда потом их будет легче считывать.

Метод треугольника

Другим известным способом измерений является метод треугольника. В нем используется уже обозначенная базисная линия и рулетка. В этом методе замеры проводят от двух фиксированных точек на базисной линии.

На рисунке базисная линия проходит вдоль стены дома. В качестве фиксированных точек на базисной линии в этом случае удобно использовать углы дома. Для измерения, например, положения дерева на участке, измеряем расстояния между точками С и А, а далее между точками С и В. При переносе на рабочий план, циркулем проводим окружности с радиусами ас и вс. В месте пересечения окружностей будет вершина С – центр дерева.

Метод треугольника можно использовать для измерения любых элементов в саду. Метод особенно удобен для измерения объектов, непараллельных основному строению, находящихся под углом к нему. Это могут быть, например, дорожки или другие строения. Проводим измерения методом треугольника. В результате план может состоять из множества пересекающихся треугольников.

Сочетание этих двух методов позволяет проводить любые измерения расстояний на участке. Но есть еще один метод измерения расстояний на местности. Он не требует вообще никаких измерительных инструментов.

Измерение расстояний на местности шагами

Каждый человек, в одних и тех же условиях, имеет примерно одинаковую длину шага. Длину среднего шага можно принять равной одной четверти роста съемщика плюс 37 см. Так, если рост съемщика 1,72 м, то за среднюю длину его шага можно принять 43 см + 37 см = 80 см, а пара шагов равна 160 см. Чтобы получить более точное значение длины пары шагов, съемщик должен выверить их в тех условиях, в которых будут происходить измерения. Ошибка измерений такого метода, в среднем, не превышает 3% пройденного пути.

Другой, современный, способ измерения расстояний шагами, это использование фитнес браслета с шагомером или приложения шагомер на смартфоне. Здесь подсчеты и вычисления, описанные выше, происходят автоматически. Конечный результат смотрим на дисплее.

Линейные измерения на местности (измерение расстояний рулетками, мерными лентами, мерными проволоками)

Определение длин линий на местности может осуществляться при помощи различных приборов и различными способами. Выбор способа измерений зачастую зависит от того какой прибор у нас есть и от тех условий в которых придётся производить измерения. Одними из самых дешёвых приборов для измерения расстояний являются рулетки, мерные ленты и мерные проволоки.

Для измерения расстояния на местности могут использоваться измерительные рулетки, землемерные ленты или мерные проволоки. Все эти измерительные приборы снабжены штрихами или шкалами, которые позволяют определить необходимое расстояние на местности.

Перед тем как начать измерения необходимо произвести проверку мерных приборов. Для этого необходимо установить истинную длину мерного прибора (во время измерений приборы могут деформироваться), сравнив его с эталоном (образцовым прибором), длина которого точно известна.

Для осуществления проверки необходимо разместить проверяемый прибор и эталон на горизонтальной поверхности, (например, на полу или на ровной поверхности пришкольного участка), укладывают образцовую ленту. Далее необходимо совместить нулевые деления, жёстко закрепив концы прибора и эталона, а затем натянуть ленту (рулетку, мерную проволоку) и проверить совпадение конечных штрихов. В случае несовпадения конечных штрихов необходимо вычислить значение на которое различаются длины измеряемого прибора и эталона, для того чтобы добавить (отнять) данную величину в результаты измерений.

С помощью стальных лент и рулеток длины линий могут измеряться с относительной погрешностью 1:1000 — 1:5000 от измеряемой длины.

Пред началом измерений отрезка на местности необходимо обозначить его крайние точки, установив две вешки (небольшой прямой кол или палка с заостренным нижним концом, которым она втыкается в вертикальном положении в почву при вешении линии) на концах.

Если территория, по которой производятся измерения, имеет углы наклона более 1о необходимо их измерять (например, теодолитом) и учитывать. Для нанесения линий на план или чертёж, расчёта площадей используют проекцию линии на горизонтальную плоскость.

В случае, когда измеряемый отрезок имеет неодинаковый угол наклона необходимо разделить его на части, которые имеют постоянный угол наклона и измерять их отдельно.

Если длина отрезка более 100 м, отрезок на местности имеет разные углы наклона или на каких-то её участках не видны установленные вехи, то с целью удобства и повышения точности измерения её длины используют дополнительные вехи. Их располагают в отвесной плоскости, проходящей через заданные точки. Эту плоскость называют створом линии.

Точность линейного измерения

Линейное измерение — это процесс определения размеров и длин объектов или расстояний между ними. Точность линейного измерения является одной из важнейших характеристик этого процесса. Точность определяет, насколько близким к истинному значению будет полученный результат измерений.

В точности линейного измерения учитываются различные факторы, которые могут влиять на точность измерений. Одним из таких факторов является точность используемого измерительного прибора. Чем выше точность прибора, тем меньше вероятность возникновения ошибок измерений. Кроме того, важную роль играет качество и подготовка измеряемого объекта. Наличие дефектов или деформаций на поверхности объекта может привести к неточным измерениям.

Для выражения точности линейного измерения применяются различные показатели. Одним из таких показателей является абсолютная погрешность. Абсолютная погрешность указывает на разницу между полученным результатом измерений и истинным значением. Часто абсолютную погрешность выражают в определенных единицах измерения, например, в миллиметрах или микрометрах.

Еще одним показателем точности линейного измерения является относительная погрешность. Относительная погрешность выражает отношение абсолютной погрешности к величине измерения. Она представляется в виде десятичной или процентной доли и позволяет сравнивать точность различных измерений.

Для обеспечения высокой точности линейного измерения применяются различные методы и технологии, такие как использование высокоточных измерительных приборов, минимизация внешних воздействий на измерения, проведение нескольких повторных измерений для усреднения результатов и другие.

Измерение расстояний нитяным дальномером

Нитяные дальномеры используют в большинстве современных оптических приборов, имеющих сетку нитей. Нитяной дальномер состоит из двух дальномерных штрихов (нитей) сетки нитей и вертикальной рейки с сантиметровыми делениями, устанавливаемой в точке местности, до которой измеряют расстояние.

При изучении принципов измерения расстояний нитяным дальномером целесообразно рассмотреть два случая, когда: 1) визирная ось горизонтальна и перпендикулярна вертикальной оси рейки; 2) визирная ось наклонна и не перпендикулярна вертикальной оси рейки.

Для случая горизонтального положения визирной оси горизонтальное проложение вычисляют по формуле: d = Cn = С(а-b) С – коэффициент нитяного дальномера, принимаемый обычно С = 100 или С = 200; п – расстояние между верхним и нижним штрихами нитяного дальномера d В А a = 1520мм b = 1375мм d = 100*(1520-1375) = 14500мм = 14,50м

При угле наклона визирной оси к горизонту v, можно получить некоторое условное (дальномерное) расстояние D. Зная угол наклона визирной оси к горизонту v, можно определить искомую величину горизонтальной проекции d наклонного расстояния D: d D cos 2 v D Cn

Измерение высоты с помощью лазерного дальномера

Лазерный дальномер — это инструмент, который измеряет расстояние до объекта, используя лазерный луч. В случае измерения высоты, лазерный дальномер измеряет расстояние от его позиции до земли и до цели, с которой измеряется высота. Затем, используя простые математические вычисления, определяется разница высот между двумя точками.

Измерение высоты с помощью лазерного дальномера имеет несколько преимуществ:

• Высокая точность: лазерные дальномеры обеспечивают высокую точность измерения, что позволяет получать достоверные данные о высоте объекта или местности.
• Быстрота: измерение производится мгновенно благодаря использованию лазерного луча. В результате, полученные данные можно использовать немедленно.
• Удобство использования: лазерные дальномеры компактны и легки в использовании. Они не требуют сложной настройки и обучения для их использования.

Однако, измерение высоты с помощью лазерного дальномера имеет некоторые ограничения:

• Влияние условий окружающей среды: качество измерения может зависеть от освещения, атмосферных условий или типа поверхности, на которую направлен лазерный луч.
• Ограниченная дальность: лазерные дальномеры имеют определенную максимальную дальность измерения, которая может ограничить их использование в некоторых ситуациях.

В целом, измерение высоты с помощью лазерного дальномера — это эффективный и удобный метод получения данных о высоте объектов на местности. Он широко применяется в различных областях, таких как геодезия, строительство, лесное хозяйство и других.

Оптические дальномеры

_______Наиболее распространенным типом дальномеров является нитяной.

p_____n_____p100_____n_______

_______

_______Если бы рейка стояла перпендикулярно лучу MN, то взяв по рейке отчет n’, мы определили бы расстояние:

_______Cn

_______

_______d

_______≈ 1/300

https://vk.com/video_ext.php

_______Д.А. Кулешова, Г.Е. Стрельникова «Инженерная геодезия для строителей»_______светодальномерылазерные дальномеры

_______Считая, что скорость распространения электромагнитных волн V известна, можно записать:

_______

_______Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме:_______________________________________________V = 2997925 ± 0,4 км/c

https://vk.com/video_ext.php

https://vk.com/video_ext.php

Инструкция по прохождению теста

• Выберите один из вариантов в каждом из 10 вопросов;
• Нажмите на кнопку «Показать результат»;
• Скрипт не покажет результат, пока Вы не ответите на все вопросы;
• Загляните в окно рядом с номером задания. Если ответ правильный, то там (+). Если Вы ошиблись, там (-).
• За каждый правильный ответ начисляется 1 балл;
• Оценки: менее 5 баллов — НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО, от 5 но менее 7.5 — УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО, 7.5 и менее 10 — ХОРОШО, 10 — ОТЛИЧНО;
• Чтобы сбросить результат тестирования, нажать кнопку «Сбросить ответы»;

Учет поправок при линейных измерениях. Точность измерений

_______ В измеренное значение длины линии вводят поправки :

ΔD_k – поправка за компарирование, ΔD_t – поправка за температуру, ΔD_v – поправка за наклон линии.

где D – длина измеренной линии, ___ Δl – поправка за компарирование.

_______ Если поправка положительная , то есть длина ленты больше 20 м , то поправка прибавляется, если отрицательная – отнимается.

α – линейный коэффициент расширения стали ( 12*10 -6 ); поправка за температуру вводится если (t_изм. – t_комп.) > 8 o .

_______ Тогда в общем виде:

_______ При измерении длин линий не только мерной лентой, но и другими мерными приборами (рулетками, инварными проволоками) вводятся те же поправки.

_______ Точность измерений линий лентой зависит главным образом от характера местности:

при идеальных условиях – 1/3000 ; при средних условиях – 1/2000 ; при неблагоприятных условиях – 1/1000 . Например: точность 1/2000 означает: на 100 м ± 5 см .

Базисный прибор и длиномеры

Для некоторых высокоточных линейных измерений применяли приборы, состоящие не из металлической полосы или ленты, а из проволоки специального металлического сплава. К таким приборам, безусловно, относится так называемый базисный прибор. Ранее, в геодезическом и маркшейдерском производстве использовались также автоматические проволочные длиномеры. Каждый из них использовался для конкретных видов работ.

• двадцати четырех метровые отрезки инварной проволоки, в количестве от трех до восьми штук, в зависимости от марки прибора (БП-1, БП-2, БП-3);
• два блока с грузами, в виде десяти килограммовых гирь, через которые подвешивается и натягивается мерная проволока;
• штативы с целью фиксации инварной проволоки в измеряемом створе;
• трегеры с оптическими центрирами, теодолиты, нивелиры, термометры и другое вспомогательное оборудование.

В маркшейдерской практике для измерения глубины вертикальных шахтных стволов применялись автоматические длиномеры ДА-2, состоящие:

• из единого корпуса, со встроенной лебедкой, через которую опускается в шахтный ствол мерная проволока;
• и мерного диска со счетчиком оборотов и шкалой на реборде.

В поверхностной полигонометрии использовались автоматические длиномеры марки АД-1м. В их состав входили: проволока, проходящая через длиномер с мерным диском, со считываемым устройством, направляющими роликами и тормозным механизмом.

Порядок измерения линии лентой

_______ Измерение линии производят два мерщика – передний и задний. У заднего мерщика одна шпилька, а у переднего – 10 .

_______ Задний мерщик выставляет переднего в створ линии и собирает шпильки. Когда у заднего мерщика набирается 10 шпилек, он передает их переднему и записывает передачу.

_______ В результате длина линии вычисляется по формуле:

,

____ где N – количество передач по 10 шпилек; _______ n – количество шпилек у заднего мерщика, не считая шпильки, которая в земле; _______ r – остаток.

_______ Линия обязательно измеряется прямо и обратно . При измерении записывается температура воздуха ( t_изм. ).

Индиректные методы измерения

Одним из альтернативных индиректных методов измерения является использование тригонометрической геодезии. При таком подходе измеряются углы, образованные направлениями на изучаемые точки, и используются тригонометрические формулы для нахождения расстояний и углов между точками.

Еще одним индиректным методом измерения являются измерения на основе радиолокации. При этом используется перекрёстная фиксация точек с помощью радара или спутниковой навигации. Этот метод особенно полезен в труднодоступных местностях или при обмере больших расстояний.

Также для индиректных измерений можно использовать технические средства, такие как лазерные дальномеры или специальные оптические инструменты. Они позволяют измерять расстояния без необходимости физического касания с объектами измерения.

Важно отметить, что точность индиректных методов измерения зависит от множества факторов, таких как погрешность измерительных приборов, человеческий фактор, а также условия окружающей среды. Поэтому для достижения наиболее точных результатов рекомендуется использовать несколько разных методов и проводить дополнительные проверки

Виды линейного измерения

Линейное измерение является одним из основных способов измерения различных объектов и предметов. При линейном измерении используется линейная размерная шкала, которая позволяет определить длину, ширину или высоту объекта.

Существует несколько видов линейного измерения, которые применяются в различных областях науки, техники и промышленности:

1. Измерение с помощью линейной шкалы. Это самый простой и наиболее распространенный способ линейного измерения. Линейная шкала представляет собой ровную полоску с делениями, на которых указывается значение измеряемой величины. При измерении с помощью линейной шкалы необходимо поместить объект вдоль шкалы и прочитать значение на месте, где заканчивается объект.
2. Линейные измерительные инструменты. Для более точного и удобного измерения длины объектов существуют специальные инструменты, такие как линейка, штангенциркуль, микрометр и лазерный дальномер. Эти инструменты позволяют измерять длину объекта с большей точностью и учетом множества дополнительных параметров.
3. Линейная интерполяция. Иногда необходимо измерять объекты, у которых не все параметры известны или доступны для измерения. В таких случаях применяют линейную интерполяцию — метод, позволяющий определить промежуточное значение на основе известных точек на линейной шкале. Для этого используются специальные формулы и алгоритмы расчета.
4. Линейное измерение на производстве. В промышленности и производственных процессах линейное измерение играет важную роль. Оно позволяет контролировать размеры и параметры изделий, обеспечивая их соответствие заданным требованиям. Для линейного измерения на производстве используются специальные приборы и системы контроля качества.

Все эти виды линейного измерения имеют свои преимущества и области применения. Выбор метода зависит от требуемой точности измерения, доступных инструментов и условий проведения измерений.