- •Вопрос№3 Классификация геодезических приборов, требования к ним
- •Вопрос №4 Основные стадии разработки геодезических приборов
- •Вопрос№6 Положения и законы геометрической оптики.
- •Вопрос №7 Показатель преломления. Полное внутреннее преломление
- •Вопрос № 8 Стёкла, применяемые для изготовления оптических деталей
- •Вопрос 9 Плоские и сферические зеркала, системы плоских зеркал
- •Вопрос№10 Отражательные призмы
- •Вопрос №12 п реломление луча сферической поверхностью.
- •Вопрос №13 Преломление луча двумя сферическими плоскостями
- •Вопрос№14 Идеальная оптическая система.
- •Вопрос №16 Ограничения пучков в оптических средах.
- •Вопрос №17 Аберрации оптических систем.
- •Вопрос № 19 Глаз как оптическая система
- •Вопрос№20 Лупа, микроскоп.
- •В опрос№ 21 Зрительные трубы геодезических приборов.
- •В опрос№ 22 Основные оптические характеристики зрит труб и их определение
- •Вопрос №23 Рабочие меры геодезических приборов.
- •Вопрос №27 Принцип работы микрометра с длиннофокусными линзами
- •Вопрос № 28 Исследование рена двустороннего оптического микрометра.
- •Вопрос № 32 Компенсаторы угла наклона.
- •Вопрос №34 Исследование компенсаторов наклона в нивелирах.
- •Вопрос№ 37 Подставки и подъёмные винты. Требования :
- •Вопрос № 39 Элевационные винты. Исправительные винты уровней и сеток нитей.
- •Вопрос №41 Исследование эксцентриситета алидады и лимба горизонтального круга.
- •Вопрос №42 Исследования влияния коллимационной ошибки и наклона оси вращения зрительной трубы.
- •Вопрос № 43 Общие сведения о нивелирах, геом условия, нивелирные рейки, цифровые нивелиры.
- •Вопрос №44. Исследования и поверки нивелиров определяются гост 10528-76 действующими инструкциями и наставлениями.
- •Вопрос №46 Приборы гидронивелирования.
- •Вопрос № 49 Общие сведения о наземных лазерных сканерах
- •Вопрос №51 о бщие сведения о светодальномерах
- •Вопрос №52 gps приемники. Общие сведения.
- •Вопрос №53 Обращение с геодезическими приборами, хранение приборов и уход за ними.
Вопрос№1 Геодезическое инструментоведение — прикладная техническая дисциплина, изучающая геодезические приборы, их теорию, устройство, методы исследований, а также правила обращения с приборами и ухода за ними. Одной из важнейших задач повышения качества подготовки молодых специалистов в области геодезии является углубление их знаний о геодезических приборах.
Инструментоведение тесно связано с геодезией, физикой, материаловедением и другими науками. Геодезическое инструментоведение в своем развитии, например, учитывает требования геодезии к точности, производительности и полевым экспедиционным условиям работы приборов. В свою очередь, геодезия при разработке и выборе методов измерений, проектировании и организации работ опирается на достижения геодезического приборостроения и геодезического инструментоведения.
Современный инженер-геодезист, инженер-астроном-геодезист, инженер-исследователь природных ресурсов Земли и Мирового океана должен хорошо знать геодезические приборы, чтобы уметь правильно их выбирать и успешно применять для данного вида и класса работ, устранять в случае необходимости их неисправности и участвовать в разработке новых высокопроизводительных геодезических приборов. При решении задач исходит из требований геодезии к результатам измерений, а выводы и положения широко используются в геодезии при расчёте точности, разработке методов измерений ,организации работ. Инженер-геодезист должен хорошо знать и целесообразно использовать геод приборы. Необходимо: 1.основательно разобраться в теории , устройстве и принципе действия прибора, 2.научиться юстировать прибор, уметь обнаруживать неисправности, 3.усвоить и знать способы повышения измерительных качеств прибора.
Вопрос№2 Краткий исторический обзор развития геодезического инструментоведения.
Трудно установить время, когда были созданы первые простейшие геодезические инструменты. Их появление относится к глубокой древности и связано с насущными потребностями материальной жизни общества. Живопись на египетских гробницах свидетельствует о том, что в те времена земельные участки измерялись шнуром с узлами. При сооружении каналов применялись желоба, наполненные водой, и отвесы, подвешенные к концам желобов.
6в д. н. э. – построение оросительной системы в долине Нила: (примирение желоба с водой в качестве нивелира)
2в д. н. э. – описание простого инструмента для измерения углов в сочинении Герона “О диоптрах”
В этот же период Гиппарх описывает инструмент – астролябия.
10 – 12 вв. в России в сборнике законов “Русская правда” постановление о земельных границах, устанавливаемых на местности геодезическими приборами.
10 в. – средняя Азия – труды по топографии (Аль-Бернуни) появление машинки для нанесения делений на лимб. Появился сектант (прибор для определения положения светил на небосклоне).
На рубеже 14 – 15вв. узбекский математик и астроном Улугбек сконтруировал и применил универсальный прибор, заменивший астролябию и квадрант, который позволял измерять углы по направлениям на небесные светила.
1590г. – изобретение мензулы (Преториус), при этом, вместо кипрегеля использовалась линейка с диоптрами.
1606г. – оптик Липперсгей получил привилегию от правительства на открытие зрительной трубы. Тогдаже Янси изобрел микроскоп.
1609г. – Галилей изготовил зрительную трубу.
1611г. – Кеплер сконструировал зрительную трубу с сеткой нитей и разработал теорию зрительной трубы, причем нити до недавнего времени были паутиновыми.
1620г. – голландский (французский) ученый Вернье изобрел приспособление для отсчитывания по шкалам (Вернье (нониус)).
1643г. – итальянец Торричелли создал первый ртутный чашечный барометр, используемый на практике в 1647 году.
1662г. – французский механик Тевено изготовил цилендрический уровень.
1674г. – итальянский ученый Монтанари применил в зрительной трубе дальномерные нити.
1730г. – англичанин Д. Сиссон создал первый теодолит, принципиально похожий на современный.
1800г. – появился первый сифонный барометр.
1840г. – К. Г. Гаусс в диоптрических исследованиях заложил основу теории построения изображения в системе линз.
1850г. – русский механик Заруби создал планиметр для измерения площадей. В эти же годы появились нивелиры с прикладным уровнем.
1866г. – впервые в Чехословакии применены стеклянные круги в геодезических приборах.
Особое место в истории развития геодезического инструментоведения занимают градусные измерения, которые проводились в России с 1816 по 1855гг. под руководством военного генерала Теннера и директора Пулковской обсерватории академика Струве В. А.
(дуга Струве – 25^20’ по меридиану северного ледовитого океана до устья Дуная протяженностью около 3 км). В процессе этой работы были предложены специальные приборы и технологии, которые позволили измерять базисы с точностью до 1/300000
1869г. – профессор Гаммер разработал диаграмму кривых. В этот же период шведский ученый Билль предложил внутреннюю фокусировку в зрительной трубе, контактный цилиндрический уровень, оптический микрометр, инварные рейки.
1922г. – фирма Карл-Цейс выпустила оптический теодолит.
1906г. – В московском межевом институте начинается чтение курса – теория оптических инструментов.
1910 – 1913гг. производство геодезических инструментов в России достигло своего максимального развития.
1915г. – профессор Кислов написал капитальный труд “Теория оптических инструментов”, который является отечественной школоо прикладной оптики и оптического приборостроения.
1918г. организуется Государственный оптический институт.
1919 – 1920гг. – Осваивается производство оптического стекла.
1923г. – создаются заводы “Геодезия” и “Геофизика”.
1926г. – налаживается поизводство новых теодолитов в России.
1927г. – серийный выпуск теодолитов.
1934г. – в Государственном оптическом институте проводятся опытные измерения расстояний радилокационным способом (академики Мандельштам и Папалексий).
1936г. – под руководством А. А. Лебедева был создан первый светодальномер. Измеряемое расстояние до 4 км с погрешностью 1/2000
Вопрос№3 Классификация геодезических приборов, требования к ним
Геодезич приборы:
1.угломерные: теодолиты (маркшейдерские, астрономические, механич, оптич, электронные, оптико-механ), гиротеодолиты, буссоли, экеры, эклиметры, транспортиры;
2. Для определения превышений: нивелиры( оптич, оптико-механ, с уровнем, с компенс), цифровые микробаронивелиры, гиронивелиры;
3.для измерения длин линий: мерные проволоки БЛ-3, мерные рулетки РВ-30, мерные ленты ЛЗ-20, оптич. дальномеры, светодальномеры, радиодальномеры.
4. комбинированные: кипрегель, тахеометр, инерциальные системы GPS, сканеры,
5. Комплектующие: приборы: центриры (самост, встроенные, уровнем, с компенсатором); принадлежности: рейки (нивелирные, тахеометрич, дальномерные), штативы, линейки, вехи, марки.
По точности:
1.высокоточные (для осн геодезич работ и высокоточных инженерных) ,
2.точные (для развития сетей сгущения, массовых инж-геод работ),
3.технические (для съемочных ситей, для съёмок).
Требования к современным геодезическим приборам определяются:
— интенсивным развитием народного хозяйства страны и ограниченным приростом трудовых ресурсов;
— условиям эксплуатации, транспортировки и хранения приборов;
— техническими и технологическими возможностями промышленных предприятий страны;
— запросами потребителей.
Современные массовые геодезические приборы должны обеспечивать высокую производительность труда исполнителя при достаточной точности измерений; высокую надежность в процессе эксплуатации и транспортировки в полевых экспедиционных условиях; простоту и удобство операций и конкурентоспособность на мировом рынке. Поставленным требованиям могут удовлетворить только приборы, имеющие малые габариты и массу, жесткие по конструкции, надежно сохраняющие юстировку, противостоящие коррозии и другим воздействиям внешней среды, имеющие минимум удобно расположенных рукояток управления, содержащие элементы автоматизации и сохраняющие длительное время надлежащий внешний вид.
При проектировании, разработке и выпуске геодезических приборов особое внимание следует уделять научно обоснованному выбору металла, оптического стекла и других материалов, из которых изготавливаются отдельные узлы прибора; тщательной разработке технологии изготовления деталей; сборке и юстировке прибора; обеспечивать доступность юстировки в полевых условиях. Нельзя выпускать приборы с малым светопропусканием, с полузакрытым полем зрения, недостаточным удалением выходного зрачка, низким качеством изображения зрительных труб и отсчетных устройств и т. д.
Общие технические требования к геодезическим приборам определены ГОСТ 23543—79. В соответствии с ГОСТ в качестве основных характеристик условий эксплуатации приборов приняты: температура среды 20±5 °С; относительная влажность воздуха 60±20%; атмосферное давление 101,325± ±3,333 кПа (760+25 мм. рт. ст.).
Вопрос №4 Основные стадии разработки геодезических приборов
Различают несколько фаз жизненного цикла приборов:
1.разработка,
2.установочная серия,
3.серийное производство,
4.эксплуатация,
5.ремонт,
6.хранение.
Разработка - комплекс научно-иследовательских и опытно-конструкторских работ. Ведётся подготовка данных для разработки технического задания, выявляются эффективные, проводятся испытания принципов, заложенных в конструкцию. Изготавливаются макеты и их экспериментальные образцы. Анализируются результаты экспериментов и исследований, составляется научно-технический отчёт с рекомендациями по техническому заданию на проведение работ. Опытно-конструкторские работы включают в себя:
1.разработка тех задания: общие сведения о приборе, требования к нему, габариты, питание, транспортировка, хранение, компактность. 2.подготовка тех предложения, его рассмотрение и утверждение. Согласование и формулировка всех пунктов тех задания.
3.разработка эскизного проекта,
4.разработка тех проекта,
5.разработка конструкторской документации, предназначенной для изготовления опытных образцов прибора(до 10шт),
6.разработка документации установочной серии(до 100шт) и их испытание и исследование,
7.разраб рабочей документации и серийного производства. На всех стадиях приборы должны быть поверяемы и подлежащими юстировке.