33

3 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

3.1 Способы измерения длин линий.

3.2 Механические приборы для непосредственного измерения линий, их

компарирование.

3.3 Вешение и измерение линий мерной лентой, точность измерения.

3.4 Определение горизонтальных проложений наклонных линий.

3.5 Измерение длины линий оптическими дальномерами.

6. Косвенные способы измерения расстояний.

3.1 Способы измерения длин линий

Целью линейных измерений является определение горизонтальных расстояний (проложений) между точками местности. Длины линий местности в геодезии измеряют непосредственным либо косвенным способами; каждому из этих способов присущи свои приборы и методы измерений.

Непосредственный способ основан на непосредственном измерении линий местности механическими линейными приборами, к которым относятся мерные ленты, рулетки и проволоки. Процесс измерения длин линий непосредственным способом состоит в последовательном откладывании мерного прибора в створе линии.

При косвенном способе длина линии определяется как функция установленных геометрических или физических соотношений. Геометрические соотношения используют для аналитических вычислений искомых расстояний по измеренным базисам и углам, а также в оптических дальномерах. Физические соотношения для измерения расстояний положены в основу конструкции электрофизических приборов – светодальномеров и радиодальномеров.

2. Механические приборы для непосредственного измерения линий, их компарирование

Для непосредственного измерения линий применяются следующие приборы: мерные ленты длиной 20 и 24, реже 50 и 100 м. Мерные ленты изготавливают из стали или инвара (сплав 64 % железа, 35,5 % никеля и 0,5 % различных добавок, обладающего малым температурным коэффициентом линейного расширения). По конструкции различают штриховые и шкаловые ленты.

При инженерных геодезических работах обычно применяют стальные штриховые мерные ленты типа ЛЗ (лента землемерная).

1- корпус рулетки, 2 – лазерное окно, 3 – табло с результатами измерений, 4 – торец, от которого отсчитывается измеряемое расстояние

Рисунок 3.1. Лазерная рулетка

Ленты землемерные делят на три вида:

• Штриховая лента представляет собой стальную полосу длиной 20 или 24 м, шириной 15-20 мм и толщиной 0,3-0,4 мм. За длину ленты принимается расстояние между штрихами, нанесенными напротив середины закруглений специальных вырезов, в которые вставляются металлические заостренные шпильки для фиксации концов ленты на земной поверхности в процессе измерений (рисунок 14).

• 20-метровая штриховая лента разделена на метры, полуметры и дециметры. Метровые деления отмечены с обеих сторон полотна овальными пластинками, на которых выдавлены порядковые номера метров; дециметровые деления обозначены отверстиями в полотне ленты, а полуметры – круглыми заклепками с шайбами. Отрезки линий менее дециметра оцениваются по ленте на глаз с точностью до 1 см. В нерабочем положении лента наматывается на специальную металлическую кольцевую оправу и закрепляется винтом. К ленте прилагается комплект из 6 или 11 шпилек на проволочном кольце.

Рисунок 14 – Штриховая мерная лента

• Шкаловая лента, представляет собой сплошную полосу, на концах которой имеются шкалы длиной по 10 см с миллиметровыми делениями (рисунок 15) разбивка на метровые и дециметровые отрезки на ленте отсутствует. За длину ленты принимается расстояние между нулевыми делениями шкал.

Рисунок 15 - Шкаловая мерная лента

Рулетки предназначены для измерения коротких линий при топографо-геодезических, землеустроительных и строительных работах. Рулетки бывают стальные длиной 10, 20, 30, 50 м и более и тесьмяные длиной 5, 10 и 20 м.

Мерные проволоки (стальные и инварные) применяют при точных и высокоточных линейных измерениях: их длина 24 и 48 м, диаметр проволоки – 1,65 мм. На обоих концах проволоки расположены шкалы длиной 8-10 см с миллиметровыми делениями.

Фактическая длина мерного прибора обычно отличается от номинальной, т.е. указанной на нем длины.

Перед началом линейных измерений должна быть определена действительная длина мерного прибора по сравнению с другим прибором, длина которого заранее известна с достаточной точностью. Процесс сравнения длины рабочего мерного прибора с образцовой мерой называется компарированием.

Разность l между фактической длиной l и длиной l₀ контрольного прибора называется поправкой за компарирование:

l _к´, = l – l₀ (5)

Тогда фактическая длина рабочей ленты (рулетки) будет:

_, l = l₀ + Δl_к´ (6)

где l₀ - номинальная длина рабочей ленты или рулетки.

Компарирование мерных приборов производится на специальных устройствах – компараторах. Компараторы бывают стационарные и полевые. На стационарных компараторах имеются образцовые инварные жезлы, при помощи которых определяют длину компаратора с высокой точностью, а затем сравнивают его длины с длиной мерного прибора, находят длину последнего.

Кроме этого вводят поправку на температуру:

∆l_t = α·(t ­ t_о )· l_о, (7)

где α = 12,5 ·10^-6 – коэффициент расширения стали;

t - температура, при которой производится измерение;

t_о – температура, при которой измеряли компаратор;

l_о – номинальная длина мерной ленты.

По окончании компарирования к каждому мерному прибору прилагают свидетельство, в котором указываются способ и дата компарирования, длина прибора, натяжение и температура компарирования.