Измерения расстояний нитяным дальномером

Расстояние между точками может быть измерено нитяным дальномером по вертикальной рейке с сантиметровыми делениями. Горизонтальное проложение S, выраженное в метрах, вычисляют по формуле:

                    S  = K L  + C,                                                                                (9)

где   К – коэффициент дальномера, равный обычно 100;

        L – расстояние между дальномерными штрихами сетки нитей, выраженное в см (равно числу сантиметровых делений рейки, между дальномерными штрихами с точность до десятых.);

C – постоянная дальномера, у современных приборов близка к нулю и, как правил, не учитывается.

Наиболее простой вариант измерения: визирная ось зрительной трубы горизонтальна, а рейка – отвесна. Для измерения длины отрезка на одном его конце устанавливают теодолит, на другом – рейку. В аудиторных условиях приборы устанавливают на консоли или геодезические столбы, а рейки на специальные подставки, расположенные в удобном месте вдоль коротких стен аудитории.

Приводят прибор в рабочее положение и визируют на рейку. Визирную ось приводят в горизонтальное положение, для чего на вертикальном круге устанавливают отсчёт, равный МО. Затем по верхней и нижней дальномерным нитям берут отсчёты с точностью до 1мм. Напомним, что отсчёт состоит из четырёх цифр. Первые две из них – номер дециметра, на который проецируется дальномерная нить сетки. Третья и четвертая – число сантиметровых делений (взятое с точностью до десятых долей), отсчитываемое от начала дециметра до дальномерной нити. Отсчёты записывают в журнал в сантиметрах. Далее вычисляют разность отсчётов L и умножают на К =100, в результате получают искомое расстояние с точностью 0,1 м (табл.6).

Таблица 6

Журнал измерения расстояний нитяным дальномером

Номер рейки	Отсчёты по дальномерным нитям, см		Разность отсчётов L, см	Расстояние S = 100 L, м
	верхней	нижней
1	173.4	156.2	17.2	17,2
2	249.4	138.6	10.6	10,6

Каждый студент должен измерить два разных расстояния.

На практике часто одну из дальномерных нитей совмещают с границей сантиметровых или дециметровых (что удобнее) делений рейки, тогда разность отсчетов L определяют числом сантиметровых делений между нитями, которое нужно сосчитать с точностью до 0.1.

Если концы измеряемого отрезка находятся на разных высотах, линия визирования не перпендикулярна к отвесно установленной рейке, и формулы для определения горизонтального расстояния имеют вид:

                       S= К L cos² n, или S= К L sin² z,                                                (10)

где ν - угол наклона визирной оси; а z – зенитное расстояние.

 

Работа с нивелиром

Общие положения

Нивелирование – вид геодезических работ, выполняемых с целью определения превышений между точками местности и их высот. По способам выполнения и применяемым приборам различают несколько видов нивелирования. Геометрическое нивелирование заключается в непосредственном измерении превышения между двумя точками с помощью горизонтального визирного луча, создаваемого геодезическим прибором – нивелиром, и вертикально установленных на них реек. Превышение h в этом случае получается как разность между отсчётами по задней з и передней п рейкам, т.е:

h = з – п,

(1)

В основу классификации нивелиров положены три основных признака: точность определения превышений, способ установки визирного луча в горизонтальное положение и их конструктивные особенности (оптические и цифровые).

Нивелиры бывают высокоточными, точными и техническими. В основе этой классификации - допустимые средние квадратические погрешности измерения превышения на 1 км двойного хода.

По способу установки визирного луча в горизонтальное положение нивелиры подразделяют на два типа:

1) с установкой его в горизонтальное положение с помощью цилиндрического уровня;

2) с самоустанавливающейся в горизонтальное положение линией визирования, т. е. с компенсатором углов наклона визирной оси. У таких нивелиров к шифру добавляется буква К.

В настоящее время точные и технические нивелиры имеют на подставке шкалу (лимб) для измерения горизонтальных углов с невысокой точностью. К шифру таких нивелиров добавляется буква Л. Пример полной расшифровки названия нивелира 2Н−3Л: 2−номер модификации прибора, Н − нивелир, 3−средняя квадратическая погрешность измерения превышения на 1 км двойного хода в мм, Л − лимб.

2.2. Устройство нивелира 2Н−3 Л

Нивелир 2Н−3Л (рис.1) состоит из двух основных частей: верхней, несущей зрительную трубу с цилиндрическим уровнем, наводящим, элевационным и закрепительным винтами; нижней, представляющей собой подставку с лимбом, тремя подъёмными винтами и пружинящей пластиной.

Зрительная труба прямого изображения, увеличением 32^Х состоит из металлического корпуса 1, внутри которого расположено фокусирующее устройство. Фокусировка осуществляется вращением кремальеры 5. В корпусе трубы с одной стороны расположен объектив 4, с другой – окуляр с зажимной гайкой 14 и сетка нитей, для резкого изображения которой следует вращать окулярное кольцо.

На корпусе в коробке 2 установлен контактный уровень с призменно-линзовой системой передачи концов пузырька уровня в поле зрения зрительной трубы (рис.2). Он служит для приведения визирной оси в горизонтальное положение. Исправительный винт для юстировки цилиндрического уровня расположен под коробкой 2 ближе к окуляру. Для приведения вертикальной оси прибора в отвесное положение служат круглый уровень 7 (рис.1), имеющий три исправительных винта, и три подъёмных винта 9 подставки 12. Считается, что указанное условие выполнено, если пузырёк круглого уровня расположен в нуль-пункте. Но это не означает, что
визирная ось горизонтальна, поэтому перед отсчитыванием по рейке элевационным винтом 8 совмещают концы пузырька цилиндрического уровня, видимые в поле зрения трубы, (рис.2). Для грубого визирования прибора на рейку на корпусе трубы имеется визир 3 (рис.1), а точное наведение осуществляется наводящим винтом 6. Пружинящая пластина крепится на специальных проточках подъёмныхвинтов. В центральной части пластины расположенавтулка с резьбой под становой винт, посредством которого прибор закрепляется на штативе. К подставке прикреплена шкала 10 с ценой деления 1°. Ее ориентировку можно менять вращением от руки. Для взятия отсчётов с точностью до 6´ используется верньер 11. Перед измерением горизонтального угла с помощью нитяного отвеса выполняют операцию центрирования прибора.

2.3. Устройство нивелира 2Н−10КЛ

Нивелир 2Н−10КЛ состоит из неподвижной части – подставки с тремя подъёмными винтами, на которой укреплён горизонтальный лимб и подвижного корпуса, в котором размещены зрительная труба прямого изображения, маятниковый компенсатор, круглый уровень с крышкой − зеркалом.

Для приведения вертикальной оси прибора в отвесное положение служат круглый уровень и три подъёмных винта подставки, а для закрепления прибора на штативе – пружина подставки и становой винт.

Компенсатор - маятниково типа, его назначение – автоматически устанавливать линию визирования в горизонтальное положение при наклоне оси вращения в пределах ±20´.

Устройства для измерения горизонтальных углов такие же, как и у нивелира 2Н−3Л.

Нивелирные рейки

Нивелирные рейки (РН-3, РН-10) состоят из брусков двутаврового сечения, изготовленных из дерева или пластмассы. Они бывают складными или цельными, длиной 3 и 4 м. Концы бруска заключают в металлические оковки. Торец нижней оковки – плоскость, называемая пяткой рейки. По всей длине рейки наносят шкалу (сантиметровые деления в виде шашек, которые оцифровывают через 1 дм). Отсюда название реек – шашечные.

На одной стороне рейки шашки чёрные, и нанесены на белом фоне через 1 см, на другой, контрольной - красные на белом фоне. Три цветные шашки (чёрные или красные с белыми промежутками) каждого дециметрового интервала, соединяют вертикальной полосой. Это соединение напоминают букву E, высотой 5 см, что значительно облегчает взятие отсчёта. На чёрной стороне нуль шкалы совпадает с пяткой рейки. На красной стороне ей соответствует другой отсчёт (например, 4787), что позволяет контролировать результаты измерений.

В процессе работы рейки устанавливают на деревянные колья, металлические костыли или башмаки.

Основные проверки нивелиров

Нивелиры должны отвечать следующим геометрическим условиям (рис.3):

- ось круглого уровня должна быть параллельна оси zz вращения нивелира;

- горизонтальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна оси zz вращения прибора;

- ось uu цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси VV (главное условие).

У нивелиров с компенсаторами, в пределах диапазона его работы, визирная ось должна располагаться горизонтально (главное условие). Проверяется также диапазон действия компенсатора и точность установки линии визирования в горизонтальное положение.

Проверка круглого уровня

Круглый уровень отличается от цилиндрического уровня тем, что внутренняя поверхность крышки ампулы отшлифована под сферу, а на ее внешней поверхности нанесены две концентрические окружности. Осью уровня является радиус указанной сферы, проходящий через её нуль–пункт (центр окружностей).

Для выполнения проверки с помощью подъёмных винтов приводят пузырёк круглого уровня в нуль−пункт, затем поворачивают нивелир на 180°. Если пузырёк сместился с нуль−пункта, то его приводят в исходное положение, устраняя половину смещения исправительными винтами уровня, а половину подъёмными винтами подставки. Указанные действия повторяют до тех пор, пока при любом положении трубы смещение пузырька от центра крышки не будет превышать половины его диаметра. По окончании проверки исправительные винты должны быть надёжно закреплены.