|
ЗМІСТ
Вступ
1. Явище рефракції
2. Вивчення рефракційних спотворень в інженерно геодезичних вимірах. нівелювання
3. Сучасні інструменти високоточних інженерно геодезичних вимірювань
Висновок
З писок використаної літератури
ВСТУП
Геодезичні вимірювання для поділу поверхні землі на окремі ділянки проводилися в Єгипті, Китаї, інших країнах за багато століть до н.е.
З розвитком і розширенням землевпорядних та будівельних робіт досвід цих вимірів накопичувався. З Єгипту геодезичні роботи перейшли до Стародавньої Греції. У цих державах геодезичні знання почали формувати науку. Вони отримали теоретичне обгрунтування і отримало початок геодезії, що в перекладі з грецького означає: «землеізмереніе». Геодезія та геометрія довго взаємно доповнювали і розвивали один одного. Розвитку і вдосконалення методів геодезичних робіт сприяли наукові досягнення в галузі математики, фізики, інструментальної техніки.
Можна припустити, що геодезія перетворилася в самостійну науку на початку XI століття. Аль-Біруні був першим, хто визначив геодезію як науку, відокремив її предмети і об'єкти від геометрії, оптики і стереометрії, він написав і перший підручник «Геодезія» (1025 г.) в якому предмети геодезії відокремлені від її об'єктів. Мистецтво вимірювання за Арістотелем є частина практичних геометричних, тобто геодезія є один з видів практичного мистецтва. Таким чином можна вважати, що геодезія як частина практичної геометрії існувала з IV тис. До н.е., а як фундаментальна наука, відмінна від геометрії і стереометрії з X-XI ст н.е.
Перші вказівки на виконання геодезичних вимірювань в Росії відносяться до XI ст., Коли між Керчю і Таманью по льоду була виміряна ширина Керченської протоки.
Інженерно-геодезичні вимірювання займають в загальній схемі будівельних робіт особливе місце. Вони починаються ще в період проведення досліджень, винесення проектів споруд в натуру і є складовою частиною технології робіт протягом всього процесу будівництва і експлуатації споруд. Питання точності проведення цих робіт мають принципове значення, бо вони, в кінцевому рахунку, визначають рівень якості будівельно-монтажних і ремонтних робіт.
Одним з основних джерел помилок при високоточних кутових вимірах в тріангуляції є вплив зовнішніх умов, головним чином бічній рефракції.
Простежимо розвиток уявлень про явище рефракції і історію пошуку шляхів обліку рефракційних спотворень в високоточних інженерно-геодезичних вимірах.
1. ЯВИЩЕ РЕФРАКЦІЇ
Атмо-сфера є оптично неоднорідне середовище, тому траєкторія світлового променя в атмосфе-ре, строго кажучи, завжди в якійсь мірі кріволі-лінійне. Викривлення світлових променів при проходженні через атмосферу називають рефракцією світла в ат-мосфере.
Розрізняють астрономічну і земну рефракцію. У першому випадку розглядається викривлення све-вих променів, що приходять до земного спостерігача від небесних тіл (Сонця, Місяця, зірок). У другому слу-чаї розглядається викривлення променів, що приходять до спостерігача від земних об'єктів. В обох випадках внаслідок викривлення світлових променів спостерігач може бачити об'єкт не в тому напрямку, який відповідає дійсності; об'єкт може ка-тися спотвореним. Можливо спостереження об'єкта навіть тоді, коли той фактично знаходиться за ли-нией горизонту. Таким чином, рефракція світла в земній атмосфері може призводити до своєрідні обманів зору.
Перші згадки про рефракції світла в атмо-сфері відносяться, мабуть, до I в. н. е. У праці Клеомеда «Циклічна теорія метеорів» читаємо: «Хіба не можливо, щоб світло-вої промінь, проходячи крізь вологі шари повітря, викривлявся, чому і Сонце здається знаходяться над горизонтом вже після того, як воно в действи-ності зайшло за горизонт? »Тарасов Л. В., Тарасова А. Н. Бесіди про заломлення світла / Под ред. В. А. Фаб-ріканта. М .: Наука, 1982. С. 28
У II ст. н. е. ПТОЛ-мей справедливо вказував, що рефракція повинна бути відсутнім для променів, що йдуть від об'єкта, знаходячи-щегося в зеніті, і повинна поступово збільшуватися в міру того, як об'єкт наближається до лінії го-горизонтів (т. Е. У міру того, як зростає зенітне відстань).
Рефракцією світла в атмосфері інте-сунувся видатний арабський учений XI ст. Ібн Аль-Хай-тан, відомий на Заході під ім'ям Альхазена. Він зазначав, що внаслідок рефракції світла длитель-ність денний частини доби трохи збільшується. Використовуючи подовження дня, обумовлене рефракцією, Альхазен намагався обчислити висоту земної атмо-сфери.
Знаменитий німець-кий вчений Йоганн Кеплер (1571--1630) в своїй праці, скромно має назву «Доповнення до Вітгелію», розробив теорію рефракції світла, предпола-гаю, що атмосфера є однорідний шар деякої товщини Н, що має на всіх висотах однакову щільність. Не треба дивуватися такому припущень-нию, оскільки за часів Кеплера повітря вважався невагомим; пройде майже півстоліття, перш ніж Торрічеллі доведе, що тиск повітря зменшується з ви-сотої.
Рефракція світла в атмосфері по Кеплеру показана на рис. 1. Тарасов Л. В., Тарасова А. Н. Бесіди про заломлення світла / Под ред. В. А. Фаб-ріканта. М .: Наука, 1982. С. 29
Тут R радіус Землі, H висота повітряного прошарку, що утворює атмосферу. Кут? =? 1? 2 є кут рефракції. Показаний на ри-рисунку світловий промінь заломлюється лише при вході в шар атмосфери (в точці A). Застосовуючи теорему синусів до трикутника O 1 OA, отримуємо, або, інакше.
Враховуючи що ? 2 =? 1? , Знаходимо.
Виходячи з оцінок Альхазена, Кеплер прийняв Н / R = 0,014 і, застосовуючи цю формулу, обчислив для? = 90 ° кут? 1?. Він ока-зался рівним 80 ° 29, т. Е. Помітно менше, ніж слід було очікувати на основі відомих в той час Експериментальні даних.
Для отримання згоди з даними спостереження-ний слід взяти у формулі істотно менше значення Н / R (рівне приблизно 0,001). Кеп-лер зробив звідси висновок, що реф-ракции світла обумовлена тільки тією частиною атмосфери, що не-посередньо примикає до земної поверхні і має висоту не бо-леї 5 км. Можна сказати, що в ру-ках Кеплера був ключ до відкриття убування щільності повітря з ви-сотої; проте він так і не зробив вирішального кроку.
Рис.1. Рефракція світла в атмосфері по Кеплеру
Згідно з сучасними даними кут рефракції (кут рефракції при? = 90 °) з-ставлять 35. Коли ми, милуючись на морському березі заходом Сонця, бачимо, як нижній край світила торкнувся лінії горизонту, ми зазвичай не усвідомлюємо, що в дійсно відс-ності в Наразі цей край світила вже знаходиться на 35 нижче лінії горизонту. Цікаво, що верхній край сонячного диска при-піднімається рефракцією слабкіше тільки на 29 (адже рефракція зменшується зі зменшенням зенітного відстані). Тому що заходить Сонце показує-ся трохи сплюсненим по вертикалі.
Щільність повітря, а разом з тим і показник заломлення з висотою поступово зменшуються. Це добре розумів вели-кий англійський учений Ісаак Ньютон (1643-1727).
Ньютон вніс исключитель-но великий внесок в розвиток теорії астрономічної рефракції світла. На жаль, він не включив свої дослідження в цій області ні в «Лекції по оп-тику», ні в «Оптику». Надзвичайно делікатне в питаннях наукової публікації Ньютон явно недооце-нива значення обчислених їм таблиць рефракції світла. В одному з його листів, що відносяться до 1695 р можна зустріти такі рядки: «Я не маю намере-ня писати про рефракції і не бажаю, щоб таблиця рефракції була распространяемо». Тарасов Л. В., Тарасова А. Н. Бесіди про заломлення світла / Под ред. В. А. Фаб-ріканта. М .: Наука, 1982. С. 31 Сьогодні ми мо-жем познайомитися з дослідженнями Ньютона по рефракції світла лише завдяки щасливому випадок-ності. Справа в тому, що більш ніж через сто років після смерті великого вченого, в 1832 р на горищі одного з будинків Лондона були виявлені 27 листів Нью-тону до Флемстид. Флемстнд займався астрономією-ними спостереженнями на обсерваторії в Грінвічі; він мав звання «королівського астронома».
В середині 90-х років Ньютон виклав у листах до Флемстид деякі теореми, що стосуються теорії рефракції світла в ат-мосфере, а також первинну і точнішу таблиці рефракції, де для різних значень зеніт-ного відстані були обчислені кути рефракції.
Переписка Ньютона з Флемстид була видана в 1835 р англійським Адміралтейством. У 30-х роках нашого століття цю книгу абсолютно випадково при-знайшов видатний радянський вчений в галузі кораблебудування А. Н. Крилов. Академік А. Н. Кри-лов добре знав творчість Ньютона; він зробив чудовий переклад на російську мову ньютонова «Математичних почав натуральної філософії». Використовуючи листи Ньютона до Флемстид і застосовуючи тільки ті математичні засоби, якими распо-лага свого часу Ньютон, А. І. Крилов воскресив докази і висновки великого англійського вчених-ного і виклав їх в роботі «Теорія рефракції Ньютона», що вийшла в світло в 1935 р в заключній частині цієї роботи А. Н. Крилов плсал: «Якщо розвинути ньютонову теорію тими елементарними ме-методами аналізу, якими Ньютон мав, і срав-нить її з сучасними теоріями, то відразу можна буде помітити, як просте і природне напів-чає виклад скільки мало до нього, по су-ществу, за 240 років додано ». Тарасов Л. В., Тарасова А. Н. Бесіди про заломлення світла / Под ред. В. А. Фаб-ріканта. М .: Наука, 1982. С. 32
У листі до Флемстид, датованим 24 жовтня 1694 р Нью-тон, зокрема, писав: «Я тієї думки, що рефракція ... злегка змінюється разом з вагою повітря, по-показувала барометром, бо, коли повітря важче і, значить, щільніше, він переломлює більш, ніж коли він легше і рідше ». Там же Спочатку Ньютон вважав, що щільність повітря зменшується рівномірно (лінійно) від поверхні Землі до верхньої межі атмо-сфери. Виходячи з цього, він розрахував свою першу таблицю рефракції. Виявивши деякий расхожде-ня між результатами розрахунку і даними наблю-дений Флемстіда, Ньютон почав працювати над новою таблицею рефракції. Він відмовився від припущенні про лінійне убуванні щільності повітря з висотою і став думати, що щільність зменшується пропорційно зменшенню тиску. Вчений писав у зв'язку з цим, що «щільність повітря в земній атмосфері пропорційна вазі всього накриває повітря». Тарасов Л. В., Тарасова А. Н. Бесіди про заломлення світла / Под ред. В. А. Фаб-ріканта. М .: Наука, 1982. С. 33 Таким об-разом, Ньютон фактично прийшов до висновку про уби-вання щільності атмосфери з висотою по експонен-циальному закону. Оскільки вивчення вищевказаного закону не входить в коло завдань цієї роботи, опустимо досить об'ємні розрахунки.
Мал.2 показує, як в процесі дослідження астро-номічного рефракції уточніть- лись уявлення про загальний характер зміни показате-ля заломлення атмосфери з висотою.
Випадок а) відпо-ствует теорії Кеплера, б) первісної ньютонівської теорії рефракції, в) уточ-ненной ньютонівської і сучасної теорії рефракції світла в атмосфері.
Рис.2. Зміна уявлень про загальний характер зміни показате-ля заломлення атмосфери з висотою
В середині XIX ст. Ф.В. Бессель в своїй теорії, яка з деякими змінами може вважатися найкращою, представив рефракцію формулою: r =? tgz (BT) A ??, де B залежить від показання барометра, Т термометра при барометр,? від температури повітря,? повільно змінюється з зенітним відстанню, A і? величини, близькі до одиниці і відрізняються чутливо від неї тільки при великих зенітних відстанях. Всі ці величини даються в таблицях по аргументу z (зенітне відстань). http://www.brocgaus.ru/text/032/942.htm Бессель виклав свою теорію і дав таблиці рефракції у праці «Fundamenta astronomiae».
2. ВИВЧЕННЯ РЕФРАКЦІЙНОЇ СПОТВОРЕНЬ В ІНЖЕНЕРНО ГЕОДЕЗИЧНИХ ВИМІРАХ. Нівелювання
У XVI столітті Ж. Пікар перший показав, що при геодезичних роботах зенітні відстані земних предметів необхідно виправляти через заломлення. Геодезична рефракція збірний термін, яким іноді об'єднують різні види і прояви рефракції електромагнітних хвиль, обумовлені викривленням траєкторії поширення цих хвиль і супутні всіляким геодезичним вимірам. При цьому об'єкт спостереження (джерело спостережуваних електромагнітних коливань) знаходиться в межах земної атмосфери, тоді як у разі астрономічної рефракцією розташований за межами земної атмосфери і навіть на нескінченно великій відстані в порівнянні з радіусом земної кулі.
Земна рефракція дуже мало піддається обчисленню, так як щільності нижніх шарів повітря найбільше схильні до аномалій. Через неоднорідність будови земної атмосфери, в якій показник заломлення в різних точках простору різний і змінюється в часі, промінь електромагнітної хвилі є просторовою кривою зі змінною кривизною і крутінням. Проекція цієї кривої на вертикальну і горизонтальну площині в точці спостереження призводить до так званої вертикальної рефракції і горизонтальної (бічний) рефракції. Перша проявляється при різних видах нівелювання: тригонометричному (земна рефракція), геометричному (нівелірна рефракція); при аерофотозніманні (фотограмметрична рефракція). Бічна рефракція на один-два порядки менше, ніж вертикальна, і супроводжує всіх видах рефракції; вона безпосередньо впливає на результати вимірювання горизонтальних кутів і тріангуляції ((від лат. triangulum трикутник), один з методів створення мережі опорних геодезичних пунктів і сама мережа, створена цим методом; складається в побудові рядів або мереж примикають один до одного трикутників і у визначенні положення їх вершин в обраній системі координат), полігонометрії і астрономічних спостережень азимутів. http://www.cultinfo.ru/fulltext/1/001/008/096/752.htm
Знаючи показник заломлення атмосфери уздовж траєкторії поширення електромагнітних коливань і поблизу неї, а також взаємне розташування джерела і приймача (спостерігача) цих коливань, можна скласти рівняння променя і визначити вплив рефракції на різні види спостережень. Однак незнання насамперед точного показника заломлення атмосфери в моменти спостережень (так як він знаходиться в складній залежності від температури, тиску і вологості атмосфери, а також і від фізико-географічних умов, топографії місцевості, характеру підстилаючого покриву) не дозволяє визначити точну величину рефракції згаданим прямим методом.
Рельєф місцевості це сукупність нерівностей поверхні землі; він є однією з найважливіших характеристик місцевості. Знати рельєф значить знати позначки всіх точок місцевості. Відмітка точки це чисельне значення її висоти над рівної поверхнею, прийнятої за початок рахунку висот. Дьяков Б.М. Геодезія: навчальний посібник. Новосибірськ: ЦІТ СМДА, 2002. С.416
Позначку точки на місцевості визначають за перевищення цієї точки відносно іншої точки, позначка якої відома. Процес вимірювання перевищення однієї точки відносно іншої називається нівелюванням.
Нівелювання виникло в глибокій старовині у зв'язку з будівництвом зрошувальних каналів, водопроводів і т. П. Перші відомості про водяний нівелір зв'язують з іменами римського архітектора Марка Вітрувія (1 ст. До н.е.) і давньогрецького вченого Герона Олександрійського (1 ст. Н .е.). Подальший розвиток методів нівелювання пов'язано з винаходом зорової труби (кін. 16 ст.), Барометра Е. Торрічеллі, сітки ниток в зорових трубах Ж. Пікаром, циліндричного рівня англійським оптиком Дж. Рамсденом. http://www.brocgaus.ru/text/032/942.htm
У Росії в створеній Петром I оптичної майстерні в 1715-25 І. E. Бєляєв виготовляв різні прилади, включаючи і ватерпаси з трубою, т. Е. Нівеліри. У 18 ст. висоти пунктів в Росії визначали барометром, а з початку 19 ст. стали застосовувати тригонометричні нівелювання, мова про який піде нижче.
У 1816 В. Я. Струве розробив названий його ім'ям спосіб вимірювання кутів тріангуляції, досліджував вплив рефракції на результати вимірювання кутів і створив найкращий для того часу базисний прилад, що застосовувався протягом всього 19 ст. Роботи Струве завершилися в 1855. Було закінчено вимір величезною дуги меридіана, що тягнеться від гирла Дунаю до берегів Льодовитого океану і має протяжність більше 25 ° по широті. Це градусний вимір, який називається «дугою Струве», було видатною роботою по геодезії в 19 ст. Тріангуляційні роботи Струве, виконані з дуже високою точністю, навіть за сучасними мірками, вважаються зразковими, класичними по постановці, методами і результатами. Тетерін Г. Н. Історія геодезії в Росії (до 1917 г.): навчальний посібник, ч. 3. Новосибірськ: НІІГАіК, 1992. С.46
Для розвитку теорій і методів геодезичних та астрономічних робіт в усьому світі видатне значення мала діяльність організованої в 1839 Пулковської астрономічної обсерваторії, яка аж до першої світової війни була центром наукового керівництва цими роботами в Росії. Два способи, розроблені російськими геодезистами, отримали загальне визнання в астрономічних роботах на пунктах градусних вимірювань і при визначеннях положень опорних пунктів для топографічних зйомок. Це спосіб визначення часу, запропонований Н. Я. Цингер в 1874, і спосіб визначення широти з астрономічних спостережень, запропонований М. В. Пєвцовим в 1887.
У радянські роки в Росії були вдосконалені методи точного вимірювання кутів і розглянуті питання про ослаблення впливу рефракції на результати кутових вимірів. Вивчено загальні закономірності впливу великих полів рефракції на точність астрономо-геодезичної мережі (Б.Н. Рабинович). Радянські геодезисти успішно вирішили дуже складні питання математичної обробки вимірювань на великих територіях. Ф. Н. Красовський і Н. А. Урман розробили способи зрівнювання великих астрономо-геодезичних мереж. Ф. Н. Красовський з'ясував недосконалість методу розгортання і обгрунтував строгий принцип проектування астрономо-геодезичної мережі на поверхню прийнятого еліпсоїда.
Початковою точкою рахунку висот в нашій країні є нуль Кронштадтського футштока (горизонтальна риса на мідній пластині, прикріпленій до встою одного з мостів Кронштадта). Від цього нуля йдуть ходи нівелювання, пункти яких мають позначки в Балтійській системі висот. Потім від цих пунктів з відомими відмітками прокладають нові нівелірні ходи і так далі, поки не вийде досить густа мережа, кожна точка якої має відому позначку. Ця мережа називається державною мережею нівелювання; вона покриває всю територію країни.
Відмітки всіх пунктів нівелірних мереж зібрані в списки «Каталоги висот». Ці списки безперервно поповнюються, видаються нові каталоги за новими нівелірних ходів. Для знаходження позначки будь-якої точки місцевості в Балтійській системі висот потрібно виміряти її перевищення щодо будь-якого пункту, відмітка якого відома і є в каталозі. Іноді позначки точок визначають в умовній системі висот, якщо поблизу немає пунктів державної нівелірної мережі. Внаслідок того, що вимір перевищень виконують різними приладами і різними способами, розрізняють:
- геометричне нівелювання (нівелювання горизонтальним променем);
- тригонометричні нівелювання (нівелювання похилим променем);
- барометричний нівелювання;
- гідростатичний нівелювання і деякі інші.
Геометричне нівелювання або нівелювання горизонтальним променем виконують спеціальним геодезичним приладом нівеліром; відмінна риса нівеліра полягає в тому, що візирна лінія труби під час роботи наводиться в горизонтальне положення.
Розрізняють два види геометричного нівелювання: нівелювання з середини і нівелювання вперед.
Розглянемо схему геометричного нівелювання з середини з більшою строгістю (рис. 3).
Мал. 3 Схема геометричного нівелювання з середини з більшою строгістю
Рівень поверхні не є плоскими, вони сферичні, тому рейки, встановлені в точках А і В перпендикулярно рівень поверхні, будуть непаралельні між собою. Візирна вісь труби нівеліра, встановленого між точками А і В, горизонтальна. Вона перетнула б рейки в точках С і D, якби світловий промінь розповсюджувався в атмосфері строго прямолінійно. Однак в реальній атмосфері промінь світла йде по деякої кривої, яка називається рефракційної кривої. Під впливом рефракції предмет видно трохи вище свого дійсного положення.
В результаті рефракції візирний промінь буде займати положення CJD. Опустимо висновок формули перевищення, і зупинимося на основному виведення: при нівелюванні строго з середини вплив кривизни Землі і рефракції майже повністю виключається. Вплив рефракції може бути виключено в повному обсязі, так як умови проходження променя до задньої і передньої рейок можуть відрізнятися. Дьяков Б.М. Геодезія: навчальний посібник. Новосибірськ: ЦІТ СМДА, 2002. с.429
За точністю вимірювання перевищень розрізняють нівелювання 1, 2, 3, 4 класів та технічне. При технічному нівелюванні гранична помилка вимірювання перевищення на 1 км ходу не повинна перевищувати 50 мм; це відповідає середньоквадратичне помилку 20 мм на 1 км ходу. Для нівелювання 1, 2, 3 і 4 класів середня квадратична помилка вимірювання перевищення на 1 км ходу дорівнює 0.8 мм, 2.0 мм, 5 мм і 10 мм відповідно.
Найважливішими характеристиками нівеліра, визначальними точність вимірювання перевищень, є збільшення зорової труби і ціна ділення циліндричного рівня при трубі. За цими характеристиками визначає придатність нівеліра для виконання робіт заданої точності. Щоб отримати чисельні значення збільшення труби і ціни поділки рівня, виконують відповідні дослідження нівеліра.
Тригонометричні нівелювання називають також геодезичним або нівелюванням похилим променем. Воно виконується теодолітом; для визначення перевищення між двома точками потрібно виміряти кут нахилу і відстань. У точці А встановлюють теодоліт, в точці В рейку або віху відомої висоти V. Вимірюють кут нахилу зорової труби теодоліта при наведенні її на верх віхи або рейки (рис. 4).
Опустимо досить громіздкі розрахунки щодо виведення формули перевищення з тригонометричного нівелювання з урахуванням кривизни Землі і рефракції і зупинимося на основному виведення:
Мал.4. Тригонометричне нівелювання
помилка вимірювання перевищення з тригонометричного нівелювання оцінюється величиною від 2 см до 10 см на 100 м відстані.
Гідростатичний нівелювання виконують за допомогою сполучених посудин, заповнених однією рідиною. Рідина встановлюється в обох судинах на одному рівні, на одній позначці. Нехай висота стовпа рідини в першій посудині буде c1, а в другому c2 (рис. 4.40); тоді перевищення точки В відносно точки А дорівнюватиме: h = c1 - c2.
Точність гідростатичного нівелювання залежить від відстані між судинами, типу рідини, допустимі межі перевищення, конструкції відлікового пристрою та інших умов. Вона може бути дуже високою; середня квадратична помилка вимірювання перевищення кращими гидростатическими нівелірами досягає 5-10 мкм; діапазон виміру перевищень при цьому невеликий всього близько 1 см.
Мал. 5. Гідростатичний нівелювання
При відстані між судинами до 500 м можна виміряти перевищення з помилкою близько 10 мм. Природно, при гідростатичному нівелюванні не існує рефракційних спотворень.
Барометричний нівелювання засноване на залежності атмосферного тиску від висоти точки над рівнем моря. Точність барометрического нівелювання невисока; середня квадратична помилка вимірювання перевищення коливається від 0.3 м в рівнинних районах до 2 м і більше в гірських. Основні області застосування барометрического нівелювання геологія і геофізика.
3. СУЧАСНІ ІНСТРУМЕНТИ високоточних ІНЖЕНЕРНОГЕОДЕЗІЧЕСКІХ ИЗМЕРЕНИЙ
Розвиток геодезичної техніки для будівництва має свої віхи. Одна з них пов'язана з появою напівпровідникових лазерів. З'явилася можливість створювати малогабаритні і відносно недорогі прилади, які дозволяють за допомогою лазерного променя позначити площину горизонту або площину із заданим кутом нахилу на відстані до 600 м. Будівельні прилади поповнилися новим класом обладнання лазерні нівеліри і рівнями, електронними рулетками. Караванів М. До чого така точність? // Будівельна техніка та технології. №4. 2002. С.19
В даний час на будівельному ринку для вирішення завдань по високоточним інженерно-геодезичних вимірювань все ширше використовуються лазери різних типів, електроннітахеометри.
Як і оптичні, лазери призначені для визначення перевищення між точками або винесення в натуру проектних відміток. Але при цьому вони значно продуктивніше оптичних, простіше в роботі і обслуговуванні.
Лазерні прилади задають горизонтальну або похилу площину за допомогою лазерного променя, що обертається зі швидкістю до 600 об / хв. Установка площини в горизонтальне положення виробляється за допомогою електронних та рідинних рівнів або автоматичною системою самонівеліровкі. Для фіксації цієї площини можна використовувати як звичайні нівелірні рейки, так і рейки, оснащені спеціальним приймачем лазерного випромінювання.
Продукція, на сьогоднішній день лазери підрозділяються на два класи приладів: для внутрішніх і для зовнішніх робіт. Відмінність між ними полягає в потужності лазерного променя, точності і функціональних можливостях.
У нівелірах для зовнішніх робіт, як правило, використовується лазер високої потужності, що забезпечує роботу кількох людей на всьому майданчику без додаткової перестановки приладу. Для винесення в натуру різних площин, наприклад, полотна дороги, в нівелірах цього типу користувач може встановлювати лазерну площину під заданим ухилом.
У нівелірах, призначених для внутрішніх робіт, передбачена можливість завдання горизонтальної та вертикальної площин. Для роботи з вертикального проецированию і розбивці перпендикулярів в деяких моделях встановлена призма, що ділить промінь на два перпендикулярних напрямки.
У багатьох приладах, як для внутрішніх, так і для зовнішніх робіт, для установки лазерної площини використовується система автоматичної нівелювання. Завдяки цій системі немає необхідності нівелювати прилад, досить просто закріпити прилад і почати працювати. Інструменти з автоматичною нівелюванням і функцією завдання ухилу є універсальними і добре себе зарекомендували при проведенні дорожньо-будівельних робіт і в системах управління грейдерами і бульдозерами.
Лазери можуть бути використані всюди, де є необхідність завдання горизонтальної або вертикальної площин, а також стрімких ліній. У порівнянні з традиційними технологіями, вони дозволяють істотно збільшити продуктивність праці, виключити необхідність повторного огляду і скоротити кількість виконавців. Ці прилади знайшли застосування при роботах по розбивці і при контролі поверхні дорожнього одягу, прокладці дренажних та каналізаційних систем, установці стін і перегородок, контролі відміток фундаменту будівлі, вертикального планування, встановлення бетонних блоків.
ВИСНОВОК
Інженерно-геодезичні вимірювання та інженерно-геодезичні побудови займаю особливе місце в загальній схемі будівельних робіт. Вони починаються задовго до початку будівництва при проведенні інженерно-геодезичних вишукувань, винесення проектів споруд в натуру, є складовою частиною технології будівельно-монтажних робіт в період всього будівництва, а також супроводжують під час перевірки якості будівельної продукції і тривають в експлуатаційний період при проведенні спостережень за деформаціями будівель і споруд, якщо того вимагають умови проекту. Тому питання точності проведення геодезичних робіт мають принципове значення, бо вони в кінцевому рахунку визначають рівень якості і надійність збудованих будівель і споруд.
За останній час в нашій країні спостерігається підйом відновлювальних робіт, ремонту та реставрації. Необхідність якісного виконання поставлених завдань вимагає точного завдання горизонтальних і вертикальних площин. До недавнього часу це вирішувалося з використанням традиційних приладів, зокрема, теодолітів і нівелірів, просто рівнів, або навіть виконувалося на око. Нові вимоги до якості будівельної продукції змушують істотно підвищувати точність, надійність і ергономічність будівельного обладнання та його загальний технологічний рівень.
Сьогодні в Росії значна частина всіх польових знімальних робіт виконується традиційними засобами оптичними теодолітами, далекомірними насадками та іншими застарілими геодезичними приладами. Найбільш прогресивні організації успішно впроваджують протягом останніх 5 років технології із застосуванням електронних тахеометрів, лазерних нівелірів і іншого високоточного обладнання, що розвивається на основі передових технологій.
Список використаних джерел
1. Візгін А.А., Коугія В.А., Хренов Л.С. Практикум з інженерної геодезії: Учеб. посіб. для вузів. М .: Недра, 1989
2. Геодезія (навчально-практичний посібник) М .: Пріор, 2001.
3. Дьяков Б.М. Геодезія: навчальний посібник. Новосибірськ: ЦІТ СМДА, 2002
4. Маслов А.В., Гордєєв О.В., Батраков Ю.Г. Геодезія. М.: Недра, 1993
5. Маслов А.В., Юнусов А.Г. Горохів Г.І. Геодезичні роботи при землеустрій: Навч. посібник для вузів. М .: Недра, 1990.
6. Неумивакин Ю.К., Смирнов А.С. Практикум з геодезії: Навчальний посібник. М .: Геодезіздат, 1995
7. Оптична рефракція в земній атмосфері (похилі траси) (монографія). Новосибірськ: Наука, 1983
8. Довідник геодезиста. М .: Недра, 1985
9. Довідник техніка-геодезиста. М .: Недра, 1993
10. Тарасов Л. В., Тарасова А. Н. Бесіди про заломлення світла / Под ред. В. А. Фаб-ріканта. М .: Наука, 1982
11. Тетерін Г. Н. Історія геодезії в Росії (до 1917 г.): навчальний посібник, ч. 3. Новосибірськ: НІІГАіК, 1992
12. Шеховцов Г.А. Оцінка точності положення геодезичних пунктів. М .: Недра, 1992
13. http://www.brocgaus.ru/text/032/942.htm
14. http://www.cultinfo.ru/fulltext/1/001/008/096/752.htm
|