Островський А.Л., Мороз О.І., Тарнавський В.Л. Геодезія, частина II

Подождите немного. Документ загружается.

Включити віддалемір в режим "счет", "точно", встановити рівень

"сиглалу" в середині робочої зони. Перевірити можливість зміни

відліку поворотами головки встановлення контрольного відліку,

д) Мікроалтерметр. Перевірка виконується вимірюванням сили

струму двома приладами незалежно. Мікроамперметром сила

струму вимірюється так. Встановлюють перемикач І в положення

"контр", а перемикач II - в положення "викл", підключають до с/в

джерело енергії і встановлюють на його виході напругу, під час

якої показ приладу с/в зі стрілкою складає 60 мкА. Потім іншим

приладом вимірюють напругу, що дає батарея. Напруга має бути

60 ±0,5 В.

2) Перевірка оптичного центрира світловіддалеміра та відбивача.

Перевірка виконується так само, як і оптичного центрира теодоліта.

Зміщення центра сітки ниток з центра знака на радіус малого кола, яким є

форма сітки ниток центрира (для висоти штатива 1,3 м) дає похибку

центрування 0,7 мм.

3) Перевірка сітки ниток зорової труби світловіддалеміра.

Виготовити з картону або твердого

паперу спеціальну марку у відповідності з

рис. ІІ.6.17. Центр перехрестя марки має

знаходитися вище центру призми

однопризмового відбивача на 63 ± 1 мм.

Встановити відбивач на віддалі 100-150 м

від с/в. Увімкнути світловіддалемір в

режим "наведення". Навести с/в на від-

бивач, домогтись максимуму відбитого

сигналу. Встановити заготовлену марку, як

показано на рис. ІІ.6.17. Оцінити роз-

біжність центрира сітки ниток з пере-

хрестям марки. Якщо розбіжність значна

(більше радіуса кола), відкрутити захисний

ковпачок, що закриває юстувальні гвинти

сітки ниток. Повертаючи послідовно про-

тилежні юстувальні гвинти, ввести центр

сітки ниток (центр кола) в перехрестя

марки. Затягнути юстувальні гвинти. Пов-

торити перевірку. Встановити захисний

ковпачок.

4) Перевірка відхилення частоти квар-

цового генератора від номіналу.

Перевірка виконується частотоміром з частотою 1498,55 кГц.

Спочатку потрібно зняти кришку 15. Підключити частотомір до гнізда /

плати в стояку 6 (рис. ГІ.6.11). Перемикач частотоміра "время счета" вста-

новити в положення 10

т8. Включити світловіддалемір в режим "счет",

л и

Рис. ІІ.6.17. Марка для

перевірки зорової труби.

232

"контр". Взяти декілька відліків по частотоміру та обчислити їх середнє

арифметичне /

ар

в Гц та десятих долях Гц. Обчислити відхилення (дрейф)

частоти А/ за формулою:

А/

(і 0/сц, ~ 4/іЛамі».

•

016.51)

де А/, - поправка за температурну зміну частоти в Гц, яка визначається за

графіком, наведеним в паспорті світловіддалеміра; /

И0МІІІ

= 14985500 Гц.

Значення А/ не має бути більшим за 60 Гц для часу в межах 6 місяців

(півроку). Підстроювати частоту кварцового генератора резистором / до

розходження з номіналом не більше 15 Гц. Опломбовують підстроювальні

резистори та закривають кришку 15.

5) Перевірка відхилення контрольного відліку під час зміни напруги

живлення.

Встановлюють на об'єктив с/в блок контрольного відліку. Вста-

новлюють напругу джерела струму (8,5 ± 0,2) В. Вмикають с/в в режим

"счет", "точно" і встановлюють контрольний відлік, вказаний в паспорті

світловіддалеміра. Зменшують напругу до значення, під час якого спра-

цьовує схема звукової індикації розрядки акумуляторів (5,8-6,2 В). Зміна

контрольного відліку не має бути більшою за 3 мм.

6) Перевірка (визначення) циклічної похибки світловіддалеміра.

По суті, це вже не перевірка, а дослідження світловіддалеміра.

Розмінують на місцевості 11 точок на відстанях від світловіддалеміра, що

визначаються за формулою:

=А+К ±0,1 (метри). (ІІ.6.52)

де А - будь-яке число в межах від 5 до 25 м, К = 0, 1, 2, 3...9, 10.

Вимірюють отримані відстані рулеткою. Похибки вимірювань не мають

перевищувати 1,5 мм. Вимірюють ці ж відстані світловідцалеміром. Ви-

мірювання виконують з атенюатором (оскільки всі відстані до 400 м ви-

мірюють з атенюатором) з рівнем відбитого сигналу в середині робочої

зони. Піч час вимірювання кожної відстані визначають значення контро-

льного відліку. Відхилення значення контрольного відліку від паспортного

враховують під час обчислення результатів вимірювань. Далі обчислюють

значення АК для кожної з точок за формулою:

АК = Дтк~Док- (Н-6.53)

де Д

ТК

- середнє арифметичне значення відліку в режимі "точно", Д

ОК

результат вимірювання рулеткою, мм. Для різниці значень АК в двох

сусідніх точках більше, ніж 5 мм, розмічають проміжні (додаткові) точки і

для них також визначають значення АК. Розмах циклічної похибки (різниця

максимального та мінімального значення АК) не повинен перевищувати 10

мм. Приклад результатів вимірювань для визначення циклічної похибки

подано в таблиці II.6.1, а приклад побудови графіка циклічної поправки

подано на рис. 11.6.18.

233

Таблиця П.6,1

Приклад побудови графіка поправки на циклічну погрішність.

Результати вимірювання відстані в межах 10 м.

Відстань Д

ок

,мм

Результат

вимірювання

світловіддалеміром

Дтк '

ММ

АЦцк=-&к =(Док -Дтк),

мм

5099 1 5097

6089

6087,5

+ 1,5

7035

7037 -2 ~~

8037

8041 -4 ~~

9004

9007,5

-3,5 ~~

10088

10091

-3

11080

11083

-3

12001

12004,5

-3,5

12997

14010

14008,5

+1,5

15023

15019,5

+3,5

14503

14499

ЬД*.

7) Визначення середньої квадратичної похибки вимірювання віддалей

світловіддалеміром СТ-5.

Визначення фактичної точності світловіддалеміра також слід від-

нести не до перевірок, а до дослідження світловіддалеміра. Кожна кон-

трольна лінія має бути виміряна не менше, ніж шістьома прийомами в

режимі "точно". Прийом - одне наведення на відбивач та три відліки на

дисплеї. Рекомендується лінії довжиною 100, 300, 500 м вимірювати з 3-

234

призмовим відбивачем; лінії 1000,2000 м - з 6-призмовим; лінії 3000, 5000 м

- з 18-призмовим. Всього не менше 7 ліній. Рекомендується виконувати

вимірювання під час похмурої, безвітряної погоди, під час незначних

турбулентних перемішувань в атмосфері. Похибка вимірювання темпе-

ратури вздовж контрольних ліній не повинна перевищувати 1°С, атмос-

ферного тиску - 2 гПа (1,5 мм.рт.ст.). Контрольні лінії повинні мати точність

хоча б у 5 разів вищу за точність світловіддалеміра СТ 5, тобто

= 2 +1-Ю

5. Виробник вважає, що точність СТ-5 дорівнює

=10 + 5-10

5. Значення середньої квадратичної похибки вимірювання

к -тої контрольної лінії одним прийомом вираховується за формулою:

де А, - різниця між результатами вимірювання к -тої лінії, і -тим прийомом

та довжиною даної контрольної лінії, в мм, п - кількістю прийомів, п> 6.

Значення т

д к

- не має перевищувати 10+510"

11.6.10. Вимірювання ліній світловіддалеміром СТ-5

Попереднє підготування до вимірювання.

Перелічимо основні процеси підготування.

1) Центрування с/в та відбивача над кінцями лінії, що вимірюється.

Вимірювання висоти приймача і та відбивача /.

2) Живлення вмикати тільки тоді, коли перемикач II "вимкнено" і

встановлено атенюатор, щоб уникнути засвічення.

3) Увімкнути живлення. Поставити перемикач І в положення "кон-

троль". Стрілка мікроамперметра (мкА) повинна показувати однакову

напругу незалежно від положення перемикача II: чи "вимкнено", чи

"наведення", чи "счет".

4) Якщо для положення "счет" напруга 6 В (60 мкА), а для "наведення"

менше, або більше на 20-40 мкА, тоді виконується регулювання. Слід

зняти кришку 15, викруткою повертати шліц резистора Н через отвір

в планці резистора.

5) Встановити контрольний відлік на дисплеї, вказаний в паспорті

приладу (зазвичай, 100-105). Для цього:

а) Встановити положення "вимкнено", поміняти атенюатор на блок

контрольного відліку;

б) Поставити "точно", "счет". Взяти кілька відліків на дисплеї;

в) За необхідності, головкою встановлення контрольного відліку

поставити вказаний в паспорті відлік. Встановити атенюатор.

Наведення с/в на відбивач.

1) Трубу з атенюатором навести на відбивач.

(И.6.54)

235

2) Поставити головку гвинта "сигнал" до обмеження, а під час сонця та

великому засвітлюванні - до відліку не більше 20 мкА.

3) Навідними гвинтами змінювати наведення в горизонтальній та вер-

тикальній площині до максимуму сигналу й одночасно утримувати

головкою "сигнал" рівень сигналу в середині робочої зони шкали.

Вимірювання.

1) Перемикач II поставити в положення "счет", а перемикач І залишити

в положенні "точно". Почнуться вимірювання. Дочекатися звукового

сигналу і послідовно взяти три відліки з дисплея, записати їх в

журнал. Це один прийом.

2) Виміряти та записати метеодані Т та Р.

3) Ще два рази повторити уточнення наведення на відбивач в режимі

"наведення" і "точно" і після кожного наведення взяти ще по три

відліки. Всього буде виконано три прийоми, дев'ять відліків.

4) Якщо не впевнені в стабільності контрольного відліку, то необхідно

ще раз визначити контрольний відлік. Нижче подано приклад запису

в журналі вимірювання лінії.

Таблиця ІІ.6.2

Журнал вимірювання с/в "Блеск"

Спостерігач: Літинський В.О.

Помічник: Ващенко В.І.

Лінія № 7-25. Наближена довжина 4 км.

Висота с/в: 1,70 м., відбивача: 1,53 м.

Дата: 14.04.2004 р. Початок 17.00. Кінець 17.20.

Погода: похмуро, слабкий вітер.

Метеодані с/в: І = +9,5°С, Р = 103,0 кПа.

Відбивач І = +8,5°С, Р = 100,0 кПа

>°°

> ^ = Ю1,5 кПа (761,3 мм.рт.ст.).

Вимірювання (режим "точно")

Обчислення

1-е

наведення

2-е

наведення

3-є

наведення

Обчислення

983,573

983,571

=3983573,8 мм.

= -0,9-К

= +0,3

;

АД

= - 5 мм

Я. =Д

+10-

£>

(К

+/:,) +

£>, = 3983545 мм.

983,575

983,574

=3983573,8 мм.

= -0,9-К

= +0,3

;

АД

= - 5 мм

Я. =Д

+10-

£>

(К

+/:,) +

£>, = 3983545 мм.

983,573

983,580

983,568

=3983573,8 мм.

= -0,9-К

= +0,3

;

АД

= - 5 мм

Я. =Д

+10-

£>

(К

+/:,) +

£>, = 3983545 мм.

11.6.11. Вимірювання ліній та вертикальних кутів компактною

тотальною станцією ЗЕТ-вЕ

Будова цієї тотальної станції та вимірювання нею горизонтальних

кутів розглянуті в параграфі ІІ.З.

236

Перед вимірюванням ліній необхідно впевнитися, що:

1) Станція та рефлектор (відбивач) встановлені над кінцями лінії,

приведені в робочий стан, тобто, що виконане їх центрування та

нівелювання.

2) Напруга батареї достатня.

3) Правильно введена постійна рефлектора. Чи встановлена бажана

розмірність віддалі та чи вводиться поправка за кривину Землі та

рефракцію, чи ні. Слід натиснути клавішу ЗНІРТ, а далі одночасно

клавіші 1 та 2. Клавіша 1 змінює параметр, клавіша 2 - перехід до

наступного параметру. Прилад має можливість змінювати постійну

від 0 до 90 мм в інтервалах 10 мм. Розмірність віддалі - метри.

4) Формат вертикального кута необхідний спостерігачу: градуси або

гради; 0 в положенні "зеніт"; 0 в положенні "горизонт"; 0 в поло-

женні горизонт ± 90° (100 доп); нахил лінії в %. Фірма-виробник

Зоккіа встановлює: віддалі - у метрах; поправку за кривину Землі та

рефракцію не вводять; розмірність кута - градусна, нуль - в зеніті,

тобто вимірюються зенітні віддалі. Стала поправка рефлектора

встановлена 30 мм. Вимірювання віддалі - багатократне.

5) Вводиться чи ні атмосферна поправка. Компактний тотальний прилад

8еІ-ОЕ запроектовано так, що поправка за атмосферу дорівнює нулеві

для і = +15°С (+ 59 Рагеп) та атмосферному тиску 1013,35 Гпа (760,1

мм.рт.ст). Крім того, пропонується формула для визначення АN -

різниці індексу заломлення між ІУ, - індекс заломлення для Р

та

та N

- індексом заломлення для Р = 1013,35 Гпа і І = 15°С

( Лґ

= 278,96), тобто АЛ

= Л

-Л

. Тому:

0 2904•Р

ДМ = 278,96 ^ИЛ . (И.6.55)

1 + 0,003661 ґ(°С)

Поправка в лінію довжиною 8 (в метрах) визначиться за формулою:

А5 = АЛ^-10^-5. (ІІ.6.56)

6) Прилад наведений на середину рефлектора, а відбитий сигнал є

достатнім для виконання вимірювань.

Виконання вимірювання.

1) Встановити вид вимірювання, натиснути клавішу 2 (М/Т) М - багато-

кратний. Під час вимірювання віддалі до рухомих об'єктів на дисплеї

з'явиться символ ТКК - "Ігаскіп§".

2) Вибрати бажане розташування вимірюваної лінії:

похила віддаль

Послідовно натискати

першу клавішу

горизонтальні віддаль

Послідовно натискати

першу клавішу

перевищення

Послідовно натискати

першу клавішу

237

3) Втиснути клавішу 3 (хіагі/зіор) і розпочнуться вимірювання. Мерех-

тіння екрану інформує про те, що вимірювання виконуються.

4) Вибрані значення віддалі і кута будуть відображені по завершенні

вимірювань. їх слід записати в журнал.

5) Для зупинки вимірювань потрібно ще раз натиснути на клавішу З

($Іор), якщо вимірювання багатократне, або "ТКК". У методі "вимі-

рювання поодиноке" клавішу "стоп" натискати не потрібно.

Описані дії складають один прийом. З кожним новим прийомом уточ-

нюється наведення на рефлектор.

11.6.12. Похибки світловіддалемірних вимірювань

Нараховується сім основних джерел похибок світловіддалемірних

вимірювань, якщо не враховувати похибки вихідних даних.

1) Похибка вимірювання різниці фаз А<р.

Скористуємося формулою фазового віддалеміра:

8^-^ + К, (И.6.57)

2л 2/

у формулі (И.6.57) с

- робоча швидкість світла, яка дорівнює

=^. (ІІ.6.58)

де с

- швидкість світла у вакуумі; п - інтегральний показник заломлення

світла на шляху розповсюдження ЕМХ.

Продиференціюємо (ІІ.6.57) по Дср та переходячи від диференціалів

до квадратичних похибок, отримаємо:

с мі

х& =

•

аб

° "Ч

°' > (И.6.59)

' 4л/

* р

де

(ІІ.6.60)

4л/

Прийнявши / = 15000000 Гц; с = 299700000 м; 4л = 12,56;

= 1,59233, то для цих віддалемірів матимемо: 2СМ2 для = 1°

=27,8 мм; СТ-5 для т

Аір

= 0,5° т

= 13,9 мм. Сучасні можливості

вимірювання т

Аіртп

° =0,1°. Для двох прийомів відповідно:

для 2СМ2 от, = 19,7 « 20мм ;

139

для СТ-5 т

- —•£=• = 9,8мм я 10мм.

Похибка вимірювання фаз випадкова і не залежить від 8.

238

2) Похибка приведення ліній до горизонту.

Скористуємося відомою формулою та продиференціюємо ЇЇ ГІО змін-

ній к (перевищенню).

2 5 * 25

Матимемо:

(Н.6.61)

Оскільки — = , а для кута нахилу и = 6' = 0,1, формула

(11.6.61) набуде вигляду:

5к

=0,\-т

. (11.6.62)

Нехай для горбистої місцевості 5 = 500 м, к = 50 м. З однієї станції

технічного нівелювання можна виміряти перевищення к = 2,5 м. Тоді для

/І = 50 м, кількість станцій п = 50/2,5 = 20 станцій. Похибка вимірювання

перевищення: т

= 5мм-

-у/20

= 22,4мм. У відповідності з формулою

(11.6.62), знайдемо похибку т

5к

в лінії 5. т

= 2,24 мм. На рівнині для тої

самої довжини 8 = 500 м і для и = 2", перевищення к - 16,7 м, к/5 = 1/30.

Кількість станцій технічного нівелювання п = 7. Тоді:

= —

•

5мм

•

= 0,44мм. Ця похибка, як і похибка нівелювання має ви-

падковий характер, залежить від рельєфу і менше залежить від довжини лінії

5, Для однакових довжин 5 в горбистому районі похибка у 5 разів більша,

ніж на рівнині.

3) Циклічна похибка фазометра.

У випадку світловіддалемірів з постійними частотами модуляції

частина різниці фаз менша я або 2л набирається на фазометр або

фазообертач. Ця похибка встановлюється для кожного світловіддалеміра на

основі спеціальних досліджень, описаних в параграфі 11.6.8 Позначимо цю

похибку т

5ф

. Похибка має циклічний характер, тобто змінюється в

залежності від значення набраної на фазообертач різниці фаз. Для 2СМ-2

т, = 3 мм, для СТ-5 = 1 мм. Ця похибка випадкова, не залежить від 5.

4) Центрування світловіддалеміра, редукція відбивача.

Похибки т^ ^ - похибки фіксації кінців лінії. Похибка центрування

кожного з приладів, як світловіддалемірів так і рефлектора, складається з

похибки візування т

та похибки приведення осі центрира у прямовисний

стан т

пр

. Гранична похибка візування на віддалі 1 = 1,5 м (середня висота

центрира над точкою ходу) для збільшення труби центрира г ~ 4

буде:

239

Гранична похибка приведення осі оптичного центрира в прямовисний

стан за допомогою рівня з ціною поділки не більше 60".

Повна похибка центрування буде:

Г>\ = + т\

= 7(0,11)

+ (0,44)

= 0,45мм .

Тому сумарна похибка в довжині лінії, оскільки вплив центрування і

редукції впливають однаково, становить:

ч р

=т

-уІ2 = 0,45-1,41 = 0,65мм .

Розрахована тут похибка є середньою квадратичною. Гранична

похибка буде:

= 3 • т

ц р

= 0,65 • 3 = 1,92 * 2мм .

Похибка центрування та редукції випадкова, не залежить від 8.

5) Дрейф генератора частоти.

Похибка т

в лінії викликана відхиленням основної частоти від зада-

ної. Знову скористаємося основною формулою фазового світловіддалеміра:

+ к

(ІІ.6.57)

2л- 2/

Диференціюючи (ІІ.6.57) по / і переходячи до відносної похибки

отримаємо:

5, _

5 " / "

Тому

=^-8. (II.6.63)

Як бачимо, ця похибка залежить від 5 (пропорційна і носить

систематичний характер. Досвід показує, що т

}

не перевищує 45 Гц. Для

/= 15000000; 5 = 500 м на основі (ІІ.6.63) матимемо:

т, =

- 500000 = 1,5мм.

> 15 10

6) Похибка т

5с

в довжині, викликана похибками визначення робочої

швидкості світла.

Скористаємося формулою:

8 = (ІІ.6.64)

2к 2/-л

Формула (II.6.64) - інший запис формули (ІІ.6.57), з врахуванням

того, що робоча швидкість виражена формулою (ІІ.6.58). Диференціюючи

формулу (II.6.64) по п і переходячи до відносної похибки, отримаємо

Ото

= або

5 п

т =^-5. (ІІ.6.65)

Як бачимо т

пропорційна 5.

Нехай п = 1,00, т- = З 10"

, а довжина лінії 5 = 500 м. Отримаємо:

5с

= 1,5 мм. Ця похибка систематична, оскільки висота И вимірювання

метеопараметрів, як правило, менша від Н

ср

. Тут И

ср

- середня висота про-

меня над землею

/', - висота світловіддалеміра; і, - висота відбивача. Вимірювання метеопа-

раметрів виконують на висоті Н. Крім того, оскільки лінії вимірюються у

світлий період доби, коли температура повітря падає з висотою, то значення

довжин 8 завищене.

7) Похибка визначення постійної світловіддалеміра.

Скористаємося формулою:

= >[+"[, (П-6.66)

де т

$д

- середня квадратична похибка довжини контрольного базису. Ця

похибка у відповідності до інструкції, допускається 2 мм. Базис вимірюється

світловідцалеміром з деякою похибкою т

. Всього вимірюється 9 базисів,

кожний вимірюється 6 прийомами. Припустимо, що діють тільки фазові

похибки, а всі інші похибки не розсіюють результати вимірювань. Таке

припущення має зміст, коли всі 54 прийоми виконуються за 1-1,5 години і

під час похмурої погоди.

т«

для 2СМ2 щ

5і

= 27,8/2,44 = 11,4 мм;

На основі (II.6.67) маємо:

для 2СМ2 і

для СТ-5 т

= 13,9/2,44 = 5,7 мм.

Визначимо т

за формулою (ІІ.6.66):

для 2СМ2 т

К/

= ^2

+ П,4

= 11,6мм;

для СТ-5 т

. = ^2

+5,7 = 6,0мм.