книги из ГПНТБ / Гайнулин, Р. Н. Топографо-геодезические съемки лиманов изыскания и съемочные работы при проектировании и строительстве лиманного орошения

по разности фаз посылаемых и принимаемых синусои- дально-модулированных колебаний (фазовый метод).

Импульсный метод из-за невысокой точности в геоде­ зических измерениях пока не применяется.

При фазовом методе расстояние Д определяется по разности фаз посланных и принятых электромагнитных волн.

На основе уравнения гармонического колебания для расстояния Д, определяемого фазовым электронным дальномером, можно получить такую зависимость [11]:

f=— —частота модуляции электромагнитных волн (чис­

ло, показывающее, сколько колебаний соверша­ ется в единицу времени; если Т выражено в се­ кундах, то f будет выражено в герцах).

За промежуток времени, равный одному периоду Т, колебание распространится на расстояние À=Tc (À носит название длины волны).

Поэтому вместо формулы (94) можно написать

AN измеряется с помощью фазометра, частота модуляции f или длина волны À заранее известны (из калибровки прибора), но остаётся неизвестным целое число перио­ дов N.

Проблема определения числа периодов N получила на­ звание «разрешение неоднозначности» (или «многознач­ ности») .

90

Для устранения многозначности измерение выполняют несколько раз, используя различные частоты, при этом применяют электронные дальномеры как с переменной частотой, так и с фиксированными частотами модуляции. Под модуляцией понимают изменение одного из пара­ метров несущих электромагнитных колебаний — ампли­ туды, частоты или фазы.

В производстве применяют электронные дальномеры двух типов:

дальномеры, в которых в качестве несущих используют световые колебания видимой области спектра (частоты порядка f= 1,5 • ІО14 гц)—электрооптические или светодальномеры;

дальномеры ультракоротковолнового диапазона (час­ тоты f от 300 • ІО9 до 0,3 • ІО9 гц) •— ультракоротковолно­ вые дальномеры или радиодальномеры.

К настоящему времени в СССР и за рубежом создано несколько десятков моделей свето- и радиодальномеров разных габаритов, точности измерений и дальности дей­ ствия, а также появились светодальномерные насадки к теодолитам.

В зависимости от назначения, длины измеряемых ли­ ний и точности измерений светодальномеры подразде­ ляют [I]:

на геодезические (предназначены для измерений в се­ тях всех классов и в космической триангуляции; позволя­ ют измерять расстояния от 2 до 60 км с относительными погрешностями от 1 : 150 000 до 1 : 1 000 000) ;

на топографические (предназначены для проложения полигонометрии 4 класса и построения специальных се­ тей; обеспечивают измерение линий до 2 км со средней квадратической погрешностью 1—3 см);

на инженерные (предназначены для строительства со­ оружений высокой точности — синхрофазотронов, телеви­ зионных башен, тоннелей и т. п.— и контроля за сдвигами и деформацией сооружений — плотин гидроэлектростан­

91

НОВЫЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО И ОТСЧЕТНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ТЕОДОЛИТОВ

Внашей стране постоянно ведется работа по созданию

ивнедрению в производство новой геодезической техни­ ки. Отечественными заводами-изготовителями успешно освоены сложные способы высокоточного нанесения тон­ ких штрихов на стеклянные детали, изготовление новых осевых систем, микрометренно-зажимных устройств, раз­ личного рода компенсаторов; налажен серийный выпуск многих образцов приборов, по своему качеству стоящих на уровне мировых стандартов.

Все это позволило отказаться от выпуска устаревших моделей приборов, разработать и внедрить в производ­ ство новые стандарты на геодезические приборы и инстру­ менты. В частности, были утверждены новые стандарты на оптические теодолиты — ГОСТ 10529—70.

Современные оптические теодолиты — это портатив­ ные, высокоточные и весьма удобные в эксплуатации при­ боры. Наличие стеклянных лимбов позволяет применять в них простые и более совершенные по сравнению с вернье­ ром отсчетные приспособления. Для центрирования теодо­ литы снабжают оптическими центрирами.

Как и любой теодолит, оптический теодолит состоит из трех основных частей: штатива, подставки и рабочей части. Штативы теодолитов — стандартные, деревянные с выдвижными ножками. Подставка (треножник) — съем­

93

ная, выполненная в виде равностороннего треугольника, снабжена тремя подъемными винтами, стянутыми пружи­ нящей пластиной. Рабочая часть теодолита крепится в подставке при помощи закрепительного винта подставки.

Рабочая часть теодолита также состоит из трех основ­ ных частей — горизонтального круга (с лимбом и алида­ дой), вертикального круга (с лимбом и алидадой) и зри­ тельной трубы с отсчетным микроскопом. На алидаде горизонтального круга имеется цилиндрический уровень для приведения плоскости лимба в горизонтальное поло­ жение. Для скрепления алидады с лимбом применяют специальную защелку и клавишу. Закрепительный и микрометренный винты алидады (и зрительной трубы) часто делают соосными. Зрительные трубы оптических теодоли­ тов имеют внутреннюю фокусировку и обычную сетку ни­ тей (с биссектором и дальномерными нитями).

Рядом с окуляром зри­ тельной трубы находится отсчетный микроскоп для взятия отсчета как по го­ ризонтальному, так и по вертикальному кругу. Для освещения поля зрения

94

представляет собой равно­ мерную шкалу штрихов, ко­ торая как бы проектируется на деления лимба (рис. 12). Шкала имеет цифры 0,1, 2,... , 6, которые означают десятки минут (например, 1 —10 мин, 2—20 мин и т. д.) Десятые доли минуты оцени­ вают на глаз.

Полный отсчет склады­ вается из отсчета по лимбу

считывания по шкаловому микроскопу 0',1.

Оптические микрометры — отсчетные приспособления, снабженные оптическими компенсаторами, позволяющи­ ми путем вращения барабана микрометра сдвигать изо­ бражение делений лимба и измерять этот сдвиг при помо­ щи шкалы микрометра.

Различают односторонние и двусторонние оптические микрометры. В поле зрения отсчетного микроскопа одно­ стороннего оптического микрометра передается изобра­ жение лишь одной части лимба (горизонтального и верти­ кального кругов), а двустороннего — изображение обеих противоположных частей лимба.

Односторонний оптический микрометр показан на ри­ сунке 13.

Прежде чем брать отсчет по горизонтальному или вер­ тикальному кругу, необходимо вращением барабана

95

микрометра навести биссектор на ближайшее деление лимба. Полный отсчет будет складываться из отсчета по лимбу (берется по подвижному биссектору) и отсчета по индексу шкалы (на шкале микрометра надписаны целые минуты). Например, на рисунке 13 полный отсчет по го­ ризонтальному кругу равен: 95°40'+16'15" = 95°56'15". Целые секунды оценивают на глаз.

Перед измерением на пунктах горизонтальных углов и направлений обязательно выполняют исследование и ра­ бочие поверки теодолита.

НОВЫЕ МОДЕЛИ ОПТИЧЕСКИХ ТЕОДОЛИТОВ

По точности оптические теодолиты подразделяются на три группы: высокоточные, точные и технические.

При выполнении геодезических работ для проектиро­ вания и строительства лиманов в основном применяют точные и технические теодолиты.

В соответствии с ГОСТ 10529—70 в нашей стране из точных и технических теодолитов серийно выпускаются приборы марок Т-2, Т-5, Т-15 и Т-30.

Теодолит Т-2 относится к точным оптическим неповто­ рительным теодолитам. Имеет высококачественную апохроматическую зрительную трубу с ортоскопическим оку­ ляром, обеспечивающим одинаково отчетливое изображе­ ние по всему полю зрения.

Отсчетное приспособление — двусторонний оптиче­ ский микрометр, благодаря чему исключается влияние эксцентриситета алидады. Теодолит снабжен соосными закрепительными и микрометренными винтами, оптиче­ ским центриром в алидадной части горизонтального круга и уровнем при алидаде вертикального круга, расположен­ ным внутри корпуса теодолита.

Теодолит Т-2 изготовляется в двух вариантах — с электрическим освещением и без него. Прибор предназна-

96

чєн для измерения горизонтальных и вертикальных углов в триангуляции и полигонометрии 3 и 4 классов со средней квадратической погрешностью 2"; может применяться при построении сетей местного значения.

Теодолит Т-2А позволяет измерять горизонтальные и вертикальные углы автоколлимационным способом с точностью 2—3", что очень важно при контрольно-изме­ рительных и юстировочных операциях в промышленно­ сти. Дальность действия автоколлимационного наведе­ ния 50—70 м. Технические характеристики теодолита такие же, как теодолита Т-2 (табл. 20).

Таблица 20

Технические характеристики оптических теодолитов

Марки теодолитов

Теодолит Т-5 — точный оптический шкаловой теодолит с уровнем при алидаде вертикального круга. Выпускается взамен оптических теодолитов ОТШ и ТТ-4; до 1971 года

изготовлялся под шифром T-10. Относится к повторитель­ ным теодолитам; имеет съемный трегер и оптический центрир в алидадной части горизонтального круга. Обес­ печивает измерение горизонтальных углов со средней квадратической погрешностью 5". Предназначен для из­ мерения углов в аналитических сетях и полигонометрии 1 и 2 разряда.

Теодолит Т-5К — второй вариант теодолита Т-5, изго­ товляемый с оптико-механическим компенсатором вместо цилиндрического уровня при алидаде вертикального кру­ га. Диапазон действия компенсатора ±3',5, а точность установки ±2".

По внешнему виду, техническим параметрам, обеспе­ чиваемой точности и удобству в эксплуатации теодолит Т-5К близок к лучшим зарубежным образцам.

Теодолит Т-15 — оптический шкаловой повторитель­ ный теодолит технической точности. Имеет пустотелую вертикальную цилиндрическую ось, внутри которой нахо­ дится объектив оптического центрира; окуляр оптического центрира закреплен на алидаде теодолита. Горизонталь­ ный круг нажатием на клавишу скрепляют с алидадой, нажатием на фиксатор — отсоединяют от нее. Зрительная труба и алидада снабжены курковыми зажимами, на од­ ной оси с которыми находятся наводящие винты.

Теодолит Т-15 предназначен для измерения углов в съемочных сетях, при инженерных изысканиях, при при­ вязке аэроснимков, для перенесения проектов в натуру и т. д. Обеспечивает измерение горизонтальных углов со средней квадратической погрешностью 15".

Теодолит Т-30 — технический малогабаритный оптиче­ ский теодолит, разработанный на основе теодолита ТОМ. Относится к повторительным теодолитам с полой осью алидады, что позволяет использовать зрительную трубу для центрирования инструмента над точкой. Имеет отсчетный микроскоп, расположенный параллельно зри­ тельной трубе. Отсчеты по горизонтальному и вертикаль­

98

ному кругам производят по неподвижному индексу. У тео­ долита отсутствует цилиндрический уровень при алидаде вертикального круга, а его функции выполняет цилиндри­ ческий уровень алидады горизонтального круга, который с этой целью установлен параллельно коллимационной плоскости зрительной трубы.

Основанием теодолита служит днище металлического футляра, что позволяет переносить теодолит с точки на точку с закрытым футляром, не снимая его со штатива.

Теодолит Т-30 предназначен для создания планового и высотного съёмочного обоснования крупномасштабных топографических съемок, для выполнения трассировоч­ ных, разбивочных и других инженерных работ. Обеспечи­ вает измерение горизонтальных углов со средней квадра­ тической погрешностью 30".

В заключение отметим, что все рассмотренные оптиче­ ские теодолиты являются высокопроизводительными уни­ версальными инструментами, позволяющими, кроме изме­ рения горизонтальных углов, выполнять тригонометриче­ ское и геометрическое (IV класса и техническое) нивели­ рование, астрономические определения широты, долготы и азимута, монтаж оборудования и др. Почти все теодоли­ ты (за исключением теодолита Т-30) имеют стандартный посадочный диаметр объектива (46 мм) и могут приме­ няться для измерения расстояний дальномерными насад­ ками ДНТ, ДНТ-2, ДДЗ, ДН-0,4, ДНР-06, ДН-08 и др.

Теодолиты приспособлены для трехштативного и трехтео­ долитного методов работы.

Краткие технические характеристики оптических тео­ долитов приведены в таблице 20.

НОВЫЕ МОДЕЛИ НИВЕЛИРОВ

Как и угломерные инструменты, нивелиры по точности подразделяют на три группы (ГОСТ 10528—63): высоко­ точные, точные и технические.