Островський А.Л. Геодезія. Частина перша. Топографія

Подождите немного. Документ загружается.

Розділ II

Якщо з'явиться попереджувальне повідомлення "Invalid Measurement"

неправильне вимірювання) для будь-якого вимірювання, продовжують

іиконувати виправлення, поки не отримають успішне вимірювання (можливо,

ірилад встановлений некоректно або впливають зовнішні умови). Тоді

іатискають клавішу Щ, щоб прийняти вимірювання.

Щоб вийти із програми виправлення ADJUSTMENT, потрібно натиснути

клавішу Ш2я один раз, на дисплеї відобразиться попередній крок виправлення.

~ ми

Потрібно натиснути клавішу

ЩЯІ

вдруге, на дисплеї з'являться пункти головного

меню. Натиснувши клавішу

вимірювання за замовчуванням.

втретє, на дисплеї отримаємо режим

111.3.6.

Нівелірні рейки

Нівелірні рейки - це бруски, ширина яких до 10 см, товщина 2-3 см,

зисота 3-4 м. Рейки бувають суцільні або складувань Для технічного

зівелювання використовують переважно складувані рейки. Дві частини рейки

скріплені між собою і фіксуються ручкою-замком. На обох боках рейки на

Зілому тлі нанесено сантиметрові поділки шкали. На одному боці - чорні

'чорна шкала), на другому - червоні (червона шкала). Щоб спростити

відлічування, поділки об'єднано по п'ять сантиметрів буквою Е. Кожний

дециметр на рейці підписаний двозначним числом.

Нуль чорної шкали збігається з початком рейки, а перший дециметр

червоної шкали підписаний числом 47 або 48.

Чорна шкала є основною, а червона шкала

зміщена на величину, яку називають п'яткою

рейки (різниця відліків червоної і чорної шкал

рейки).

Рейки можуть мати ручки і сферичний

рівень для встановлення у прямовисне положення.

Шкалу рейки після того, як кінці буль-

башки циліндричного рівня зведено в контакт

(див. рис. ІІІ.З. 17), відлічують горизонтальною

ниткою сітки ниток. Відлік рейки - чоти-

ризначне число. Перші дві цифри - це значення,

вказане на рейці молодшого дециметрового

штриха, між якими міститься горизонтальна

Відлічування чорної шкали рейки: 0884 мм

Рис.

111.3.17.

Поле зору нівеліра

Н-3 та відлік чорної шкали

рейки

>262

Вертикальне знімання

нитка сітки ниток (08). Третя цифра у відліку - кількість сантиметрових поділок

від молодшого дециметрового штриха до горизонтальної нитки сітки ниток (8).

Четверта цифра у відліку - десята частка найменшої поділки шкали рейки

(0,1 см) від останнього сантиметрового штриха до горизонтальної нитки сітки

ниток у бік збільшення відліку (4).

ІІІ.З.

Визначення ціни поділки циліндричного рівня

та збільшення зорової труби за допомогою нівелірної рейки

Перед нівелюванням Ш або IV класів виконавець повинен упевнитися, що

нівелір придатний для цього. Необхідно визначити ціну поділки циліндричного

рівня та збільшення зорової труби. Ці два параметри найкраще характеризуюч і,

ючність нівелірів. Найпростіше і достатньо точно знайти ці параметри нівеліра

можна за допомогою рейки.

Встановимо на майже горизонтальній поверхні нівелір та рейку на віддалі

приблизно 50 м і виміряємо цю віддаль з точністю 1-2 см.

Поділки рівня праворуч від нуль-пункгу вважатимемо додатними, а ліво-

руч - від'ємними. Елеваційним гвинтом перемістимо бульбашку праворуч на

максимально можливу кількість поділок. Візирна вісь труби відхилиться вгору.

Відлічимо шкалу рівня по лівому й правому краях бульбашки. На рис.

ІІІ.З.

І8.н

і 5,0 і +10,0. Середній відлік +7,5 поділки. Відразу відлічимо шкалу рейки (відлік

ні). Тепер, повертаючи елеваційний гвинт у протилежний бік, перемістимо

бульбашку максимально ліворуч. Коли бульбашка зупиниться, відлічимо шкалу

рейки (відлік а

) та по краях бульбашки шкалу циліндричного рівня. На рис.

ІІІ.З. 18.

б: -5,0 і -10,0. Середній відлік: -7,5.

Між двома положеннями візирної осі утворився вертикальний кут а (рис.

III.3.18, в), а середина бульбашки перемістилася на п поділок. У наведеному

прикладі п- 15 поділок.

І 'ис. ІІІ.З.

18.

Визначення ціни поділки циліндричного рівня нівеліра за допомогою рейки

263

Роздю ill

Ціною поділки циліндричного рівня т називають вертикальний кут, на

який нахилилася візирна вісь приладу, якщо середина бульбашки перемістилася

на одну поділку шкали рівня.

Відповідно до визначення ціни поділки рівня маємо:

а"

— (Ш.3.4)

Оскільки кут а малий, розглядатимемо h = а\ - а

як дугу, описану

h а"

радіусом S. Тому

—

= —, звідки

S р"

(III.3.5)

Підставимо значення а" з формули (III.3.5) в (ІІІ.3.4). Отримаємо

х--^. (ЦІ.3.6)

•

Якщо залишити h у міліметрах, а 5 - у метрах, то для збереження рівності

потрібно значення р" - 206265" зменшити в 1000 разів. Матимемо:

р" = 206,265"« 206". Тоді формула (111.3.6) набуде робочого вигляду

(III.3.7)

S-n

Як видно з (III.3.7), для визначення т" треба знати, що h = а\ - а

, п -

кількість поділок, на які перемістилася середина бульбашки під час нахилу

труби, та S - віддаль від нівеліра до рейки.

Кутовим збільшенням зорової труби Г

називають відношення

= —, (Ш.3.8)

де /

об

- фокусна віддаль об'єктива; f

- фокусна віддаль окуляра; а' - кут,

під яким видно зображення предмета в трубі; ю - кут, під яким видно

неозброєним оком предмет, розташований в головній точці об'єктива (в

задньому фокусі).

Оскільки око спостерігача не в головній точці об'єктива, а дещо позаду

окуляра, тоді предмет буде видно під кутом ffl,, іншим, ніж (0.

Величину /"називають видимим збільшенням зорової труби

Г = — . (111.3.9)

У геодезичній практиці найчастіше погрібно знати видиме збільшення

труби. Метод його визначення, який запропонував Галілей, полягає в тому, що

Вертикальне

знімання

одночасно розглядають рейку одним оком через зорову трубу, а другим

безпосередньо (без труби). У трубу бачимо збільшені поділки, а без труби - в

натуральну величину.

Рейку встановлюють на віддалі 5-10 м від нівеліра. Розглядають в трубу,

наприклад, п'ять сантиметрових поділок рейки (див. рис.

ІІІ.З.

19).

Уявно продовжимо верхній та нижній

І >:іV

вибраного п'ятисантиметрового відріз-

і і на рейці, який бачимо лівим оком, тобто

1.1 межі поля зору труби, до перетину з

рейкою, яку одночасно бачимо правим

ІЖОМ, і беремо два відліки рейки з точністю

чоча б 0,5 см. Нехай нижній відлік рейки

0,0 см, а верхній - 200,5 см. Різниця

відліків: 200,5 - 50,0 = 150,5 см.

Тоді видиме збільшення труби

вповить

гдс=

150

Такий метод визначення видимого

іоиіьшення труби доволі простий, однак

постерігач повинен мати певні навички, щоб одночасно розглядати одним

•

жом рейку, а другим - її зображення в полі зору труби.

111.3.8.

Розрахунок оптимальної віддалі

від нівеліра до рейки

Оптимальна віддаль від нівеліра до рейки - це така віддаль, у межах якої

неминучі похибки вимірів не перевищують допустимих значень. Основні

приладові похибки геометричного нівелювання - це встановлення візирної осі в

ризонтальне положення т" та похибка відлічування шкали рейки т".

Встановлення візирної осі в горизонтальне положення залежить від ціни

поділки циліндричного рівня. Якщо ціна поділки рівня т, то ця похибка т,

порівнюватиме

" = 0,15-Т*. (ІІІ.З. 10)

Якщо г" = 20", то т

" = 0,15

•

20" = 3".

Похибка відлічування шкали рейки залежить від збільшення зорової

руби Г

. Як відомо, критичний кут зору для нормального, неозброєного

Рис.

III.

3.19. Визначення видимого

збільшення зорової труби

за допомогою рейки

265

Розділ II

людського ока дорівнює 60". Якщо предмет розглядають в трубу зі збільшенням

, то похибка візування

mj= —. (ІІІ.З. 11)

Якщо Г

= 20

, то т" = — = 3".

Сумарна т"

кутова похибка дії цих двох чинників - встановлення

візирної осі в горизонтальне положення т"

та похибка візування т

(оскільки

вони випадкові й можуть мати різні знаки) буде

(ІІІ.З. 12) т

-т

+т

1,2

Якщо т"

т"

= т"

3", то

т, =/я"

•

л/2 = 4,2".

(ІІІ.З. 13)

Задамо допустиму сумарну похибку відліку в лінійній мірі т

, зумовлену

двома факторами: похибкою горизонтування т

та похибкою візування т

На нівелірній рейці найменша поділка дорівнює 1 см. Під час

відлічування рейки сантиметр поділяють на око на міліметри. Допустима

похибка відлічування становить т

=±2мм. Тоді, як видно з рис. III.3.20,

оптимальну довжину променя візування d, тобто віддалі від нівеліра до рейки

1ТІ ТУІ

(плеча нівелювання), можна знайти із формули

——

= —у або

(ІІІ.З. 14)

, 2мм

•

206265"

d = = 98,2 м » 100 м . Зрозумшо, що, якщо допустима

4,2

похибка відліку перевищує 2 мм, оптимальне значення d збільшиться.

Рис.

II1.3.20.

До розрахунку оптимальної віддалі від нівеліра до ройки

>266

Пирії І і JKOribl IU

ЗНІМНІ

111) І

111.3.9.

Лазерні нівеліри

Лазерні набудовувані площини (рис. ІІІ.З.21, III.3.22) - це різновид лазерних

нівелірів. Вони бувають статичними і ротаційними. Ротаційні частіше

чікористовують на відкритих майданчиках. Статичні застосовують під час

•удівельних або ремонтних робіт всередині

невеликих приміщень. На відміну від ротаційних

чизериих нівелірів, які внаслідок обертання

іазерного променя задають вертикальну або гори-

юіпальну площини, статичні лазерні побудо-

увачі формують одночасно дві, три і більше

ілзсрних площин чи точок або в проекції на

оризонтальну або вертикальну площини будують

опкі прямі лінії, відносно яких виконують по-

іа.чьші вимірювання. Сьогодні найщирше засто-

•

овуються багатопроменеві лазерні побудовувачі,

пні можуть моделювати до чотирьох вертикальних

площин і горизонтальну з розгорткою 360°.

Візуально розкреслюючи приміщення, вони

гають чудовими орієнтирами для роботи.

Нідерами з виробництва лазерних побудовувачів

площини є німецькі компанії Geo-Fennel і Stabila

а американська фірма Zircon.

Сьогодні лазерні нівеліри вважають най-

i ращою альтернативою традиційним побудовува-

чам площини.

Лазерні нівеліри, як і оптичні, викорис-

ювують для визначення перевищення між точ-

ками або винесення на місцевість проектних

відміток. Лазерні нівеліри створюють видиму горизонтальну, вертикальну або

нахилену площини за допомогою лазерного променя, який обертається зі

швидкістю до 600 об/хв. Площину встановлюють в горизонтальне положення за

допомогою електронного або рідинного рівня або автоматичною системою

дмопівелювання. Для фіксації цієї площини можна використовувати як звичаї";

ii рейки, так і рейки, обладнані спеціальним приймачем випромінювання

Гочність нівелірних робіт підвищується завдяки використанню приймачів.

Лазерні нівеліри застосовують для виконання робіт у приміщеннях та за

хніми межами, в промисловому та цивільному будівництві, монтажі інженерної і

обладнання, для розмічування і задавання напрямку, в землевпорядкуванні. їх

Рис.

II1.3.21.

Загальний

вигляд побудовувача точок

Multi-Pointer

Рис.

III. 3.22.

Загальний

вигляд побудовувача площин

Stabila LAX-50

Розділ II

також широко використовують під час внутрішніх будівельних робіт, таких як

зведення стін, підвісних стель, вирівнювання підлоги, встановлення віконних і

дверних коробок, для автоматизації ландшафтних робіт, оскільки лазерний

промінь дає можливість візуально контролювати відхилення в горизонтальній і

вертикальній площинах.

ІІІ.З.

10.

Функціональні можливості

та технічні характеристики лазерних нівелірів

Розглянемо функціональні можливості й технічні характеристики

лазерних нівелірів найвідоміших фірм-виробників геодезичного обладнання.

TRIAX - МР400 (рис. III.3.23) - точний лазерний нівелір з електронним

компенсатором і видимим лазерним променем, який використовується для

автоматичної побудови горизонтальної площини. Виготовляє японська фірма

Sokkia. Вертикальна площина будується вручну. Прилад має режим контролю

горизонтального положення (функцію "Tilt"), який перериває роботу лазера

автоматично і запобігає одержанню неточних вимірів, якщо будь-які сторонні дії

вивели прилад з горизонтального положення. Дає змогу регулювати швидкість

обертання лазерного променя. Видимість лазерного променя змінюється залежно

від освітлення середовища, в якому він поширюється. Лазерний промінь має

невелику видимість за невеликої швидкості обертання. Можна відрегулювати

обертання променя вручну, для того щоб

добре його бачити під час роботи на

великих відстанях. Режим сканування

також дає змогу спостерігати лазерний

промінь, коли прилад дуже далеко. Прилад

може працювати в режимі розгортай

лазерного променя. Цей режим ідеальний

для вимірювань на невеликих відстанях.

У разі поганої видимості лазерного

променя, за великих відстаней, яскравого

освітлення використовується пристрій TRG

- R81, який працює і в режимі приймача, і

як пульт дистанційного керування.

Лазерний нівелір TRIAX - МР400

застосовують для встановлення підвісних

стель, підлоги, секційного розмічування,

монтажу обладнання, прокладання труб та

інших видів робіт за межами приміщення.

Рис. 11 1.3.23. Загальний вигляд

лазерного нівеліра TRIAX- МР400

>268

Вортикальне знімання

Особливості TRIAX - МР400:

• Автоматичне приведення у горизонтальне положення у горизонталь

ній та вертикальній площинах.

• Вибір режимів лазерного променя (обертання, сканування, розгортки

режим точки, розмічування).

• Зміщення зони сканування праворуч-ліворуч.

LP310 (рис. III.3.24) - лазерний нівелір

фірми Sokkia з невидимим лазерним променем,

який використовують для побудови горизон-

ідльної площини. Обладнаний електронним ком-

пенсатором, а не повітряним, як його

попередник. Має додаткові функції: "Windy", яка

час змогу ігнорувати вібрації, які виникають у

їй гряну погоду, та "Н.І. Alert", контролює

постійне положення горизонту приладу під час

роботи.

Особливості LP310:

• будує горизонтальну площину;

• обладнаний електронним компенса-

тором;

Рис.

111.3.24.

Загальний

ви.-її>,

лазерного нівеліра LP310

• функція"\Уїпс!у";

• функція"Н.І. Alert".

LP30A, LP31A (рис. III. 3.25) - високоточні

антоматичні лазерні нівеліри фірми Sokkia для

побудови горизонтальної площини. Викорис-

іовуються для автоматизації процесів вимірю-

иання та керування будівельною технікою на

великих будівельних майданчиках. Високо-

іочний компенсатор з повітряним демпфером

іабезпечує стабільність лазерного променя в

місцях, де сильна вібрація. У нівелірі перед-

бачено вимкнення лазера, коли кут нахилу

приладу перевищує межі діапазону компенсації.

Особливості LP30A, LP31A:

• будує горизонтальну площину;

• має великий радіус дії;

• забезпечує високу точність результатів

вимірювання.

Технічні характеристики вищезгаданих лазерних нівелірів наведено

іабл. ІІІ.З.2.

Рис. III. 3.25. Загальний

чи.

чі)

лазерного нівеліра LP30A

Розділ

НІ

Таблиця ПІ. 3.2.

Технічні характеристики лазерних нівелірів

Модель нівеліра

LP30A, LP31A

LP310

TRIAX- МР400

Гип лазера

невидимий,

735 нм, клас 1

невидимий, 785

нм

видимий, 635 нм;

клас 3R

Гип компенсатора маятниковий електронний електронний

Цапазон роботи

компенсатора

±10°

±4°

±4,5°

Точність встановлення

роменя у вертикальне

юлоЖення

± 10 мм на ЗО м

Точність встановлення

'роменя у

оризонтальне

положення

±3.4 мм на 100 м

± 4,8 мм на 100 м

± 10 мм на 100 м

радіус дії у

ертикальному режимі

і-'. ,

20 м '

%діуе дії у

оризонтадьному режимі

300 мз

приймачем

120 м з приймачем

LR100,

300 м- з MR310

300 м з приймачем

TRG-R81

Гочнісгь у режимі

розгортки

rV - '

± 4, 5 мм на 12 м

ЕСуг

сканування

10° -35°

Джерела живлення:

їм ' елементи

живлення

акумулятори

4 х LR2Q або D

В DC 39 ,

2 х LR20 або D

BDC40

тривалість роботи: •

елементів живлення

кумулятора

55 год

20 год

100 год

40 год

160 год

40 год

Гсмперагура зберігання

-20°С~ f80°C

обоча температура

- 10°С - +50° С

-5°С-+50°С

Зага

2,0 яг

2,3 кг

1,3 кг

Ротаційні нівеліри Rugby 100/100LR, Rugby 200 (Leica Geosystems,

Швейцарія) - це нова серія лазерних нівелірів для розв'язання інжснерпо-

годезичних задач у промисловому і цивільному будівництві як всередині

оиміщення, так і назовні. На відкритому будівельному майданчику, щоб

бдІпоійти якість приймання лазерного випромінювання і отримати точніші

2?ь

Вертикальне знімання

результати вимірювання, використовують ручний приймач Rod Eye або

промисловий приймач, який встановлюється на будівельні машини.

Rugby 200 (рис. III.3.26) - це нівелір з авто-

матичним встановленням у горизонтальне та верти-

кальне положення. Діапазон роботи компенсатора

становить ± 5°. Видимий лазерний промінь, обер-

таючись на 360°, формує горизонтальну площину,

яку можна використовувати як вихідну для

розв'язання стандартних задач з нівелювання на

будівельному майданчику. Додатковий промінь

потрібен для побудови кутів 90° та у разі пе-

ремикання лазера вниз - як лазерний висок для

центрування над точкою. Крім горизонтальної і

вертикальної площин, нівелір може будувати похилу

площину. Для цього в ньому є функція задавання проектного ухилу в площинах

X і У.

Отже, на відміну від попередників Rugby 100/100LR, Rugby 200 можна

використовувати для вертикального розпланування будівельного майданчика як

під горизонтальну, так і під похилу площини. Повнофункціональний пулі,

дистанційного керування дає змогу сповільнити обертання лазерного променя

або розвернути сегмент сканування у напрямку нового місця монтажу.

Лазерні нівеліри серії Rugby широко застосовують під час виконання

внутрішніх будівельних робіт, таких як зведення стін, підвісних стель,

вирівнювання підлоги, встановлення віконних і дверних коробок, а також для

побудови опалубки і вкладання бетону, монтажу інженерного обладнання, для

розмічувальних робіт. їхні технічні характеристики подано в табл. III.3.3.

Таблиця ІІІ.З.

Технічні характеристики деяких нівелірів серії Rugby

Модель нівеліра

Rugby 100

Rugby 100LR Rugby 200

1 2

3 4

Тип лазера видимий, 635 нм

інфрачервоний,

780 нм

видимий,635 нм

Самонівелювання

автоматичне

горизонтальне

автоматичне

горизонтальне

автоматичне

горизонтальне і

вертикальне

Робочий діапазон

до 300 м з

приймачем

до 750 м з

приймачем

до 300 м з

приймачем

до 50 м -візуально

Рис.

111.3.26.

Загальний

вигляд лазерного нівеліра

Rugby 200

270