Світлодалеміри, електроннітахеометри, інженерна геодезія

Светодальномер - прилад, що вимірює відстань за часом проходження його світловим сигналом.

У комплект светодальномера входять приймач і відбивач. Приймач 1 (рис. 8.6) встановлюють на штативі на одному кінці вимірюваної лінії, а відбивач 2 на спеціальній вішці або теж на штативі - на іншому.

Світлодалеміри, електроннітахеометри, інженерна геодезія

Мал. 8.6. Вимірювання відстані светодальномером

Приймач випромінює світловий сигнал, приймає його після повернення від відбивача, вимірює час t. минув від випромінювання до прийому, і обчислює відстань

Тут v - швидкість світла (при середніх умовах v »299710 км / с).

Час t необхідно вимірювати з високою точністю. Так, для точності в відстані 1 см час треба знати з помилкою не більше 10 -10 с. Вимірювання часу виконується фазовим або імпульсним методом.

Світлодалеміри, електроннітахеометри, інженерна геодезія

Мал. 8.7. Схема імпульсного светодальномера

В імпульсному Светодальномер (рис. 8.7) лазерний джерело випромінювання 3 під впливом генератора імпульсів 2 періодично посилає через об'єктив 4 світловий імпульс. Одночасно перемикач 7 запускає лічильник 8 тимчасові ¢ х імпульсів, що надходять від високочастотного генератора 1. Світловий імпульс, відбившись від відбивача 5, надходить на перетворювач 6, який через перемикач 7 зупиняє лічильник 8. Число імпульсів, перелічене лічильником 8, пропорційно минулого часу і, отже, вимірюваній відстані. Для підвищення точності вимірювання виконуються багаторазово і результати осредняются процесором 9. Обмірюване відстань висвічується на табло.

Вимірювання відстаней виправляють поправками за атмосферний тиск, температуру і вологість повітря, що впливають на швидкість світла. Для отримання горизонтального прокладання вводять поправку за нахил.

Конструктивно приймач являє собою окремий прилад, насадку на теодоліт або блок, що входить до складу електронного тахеометра.

За їх призначенням прийнято розрізняти светодальномери для побудови державних геодезичних мереж, светодальномери для прикладної геодезії і маркшейдерії і светодальномери для топографічних зйомок.

Точність топографічних светодальномеров 2 - 3 см, а застосовуються в прикладній геодезії 2 - 3 мм.

Відбивачі бувають призматичні і плівкові. Основним елементом призменного відбивача (рис. 8.8 б) є скляна тріпельпрізма відображає світлові промені в тих напрямках, звідки вони прийшли. Для збільшення дальності вимірювань виготовляють многопрізменние відбивачі.

Плівковий відбивач є відбиває світло пластикову плівку розміром 1'1 см і більше, на яку нанесені штрихи (наприклад, вертикальний і горизонтальний). Дальність вимірювань з плівковими відбивачами менше, ніж з призменним. Але зате плівковий відбивач можна закріпити там, де встановити призменний відбивач неможливо, наприклад - приклеїти в потрібному місці на спорудження. Крім того, плівкові відбивачі набагато дешевше призменних. При виконанні кутових вимірів центр штрихів на відбивачі служить візирної метою.

Існують светодальномери, що використовують дифузне відображення сигналу від предметів і не потребують відбивача. Таким далекоміром є "лазерна рулетка" Disto фірми Leica (Швейцарія). Прилад використовують без штатива, з руки. Світловий промінь наводять на потрібні об'єкти і на шкалі читають відстані до 200 м з точністю 1,5 мм.

Електронні тахеометри. Електронним тахеометром (рис. 8.8) називається прилад, який об'єднує в собі светодальномер, електронний теодоліт і мікро-ЕОМ. Светодальномер приладу вимірює відстань до відбивача. Датчики горизонтального і вертикального кіл електронного теодоліта видають відліки по колам. Відлік відстані і кутів передаються на індикацію та реєстрацію. Мікро-ЕОМ забезпечує можливість вирішення цілого ряду стандартних геодезичних задач, для чого прилад забезпечений набором необхідних прикладних програм. Отримана в результаті вимірів і обчислень інформація висвічується на цифровому табло, а також реєструється у внутрішній пам'яті приладу і на флеш-картах для подальшого введення в комп'ютер для подальшої обробки.

Електронний тахеометр має, як правило, дві панелі управління, розташовані по обидва боки приладу. На панелі управління розташовані дисплей і клавіатура для управління процесом вимірювань і введення інформації вручну. Введення інформації і управління можливі і з дистанційного пульта управління (контролера). Тахеометр може мати світловий покажчик створу, який полегшує установку віхи з відбивачем на лінію, по якій спрямована труба приладу.

Світлодалеміри, електроннітахеометри, інженерна геодезія

Світлодалеміри, електроннітахеометри, інженерна геодезія

Мал. 8.8. Електронний тахеометр: а) - основний прилад; б) - однопрізменний відбивач: 1 - рівень; 2 - візирна марка; 3 - призма; 4, 5 - закріпні гвинти; 6 - штанга.

Програмне забезпечення електроннихтахеометрів підтримує рішення досить широкого кола завдань. Зазвичай буває передбачено введення і збереження даних про станцію: її координат, номера точки, висоти приладу, імені оператора, дати, часу, відомостей про погоду (вітрі, температурі, тиску). За результатами вимірювань виконується обчислення горизонтальних і вертикальних кутів, дирекційних кутів ліній, горизонтальних прокладання, перевищень, висот точок, де встановлений відбивач, збільшень координат, плоских і просторових координат спостережуваних точок. Передбачена можливість обчислення координат за результатами зарубок, обчислення відстані до недоступної для установки відбивача точки і координат недоступною точки, визначення висоти недоступного об'єкта. Для забезпечення розбивочних робіт служать програми обчислення кута і відстані для виносу точки з заданими координатами. При вирішенні завдань враховується рефракція світлових променів в атмосфері.

В даний час на ринку є широкий вибір електронних тахеометрів, що випускаються різними фірмами, в числі яких Уральський оптико-механічний завод (Росія), Sokkia (Японія), Trimble (США), Leica (Швейцарія) і ін. Характеристики приладів різних марок відрізняються. Середні квадратичні похибки вимірювання кутів тахеометров лежать в межах від 1² до 6². Максимальні дальності вимірювання відстаней на однопрізменний відбивач розрізняються від 1600 до 5000 м. При цьому, точність вимірювань в середньому характеризується помилкою 2 мм + 2'10 -6 D. де D - відстань. Багато з електронних тахеометрів дозволяють вимірювати відстані без відбивача. Дальність таких вимірювань змінюється в різних приладах в межах 70 - 350 м.

Використання електронних тахеометрів значно підвищує продуктивність праці, спрощує і скорочує час на обробку результатів вимірювань, виключає такі помилки виконавця, які мають місце при візуальному взяття відліків, при записі результатів вимірювань в журнали, в обчисленнях. При роботі з електронним тахеометром відпадає необхідність мати калькулятор для виконання польових обчислень.