ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6. ИЗМЕРЕНИЕ РАССТОЯНИЙ

1.Теоретическая часть.

Измерение расстояний производят непосредственными или косвенными методами. При непосредственном методе прибор (измерительную рулетку, землемерную ленту и т.д.) последовательно укладывают в створе измеряемого отрезка. При косвенном методе измеряют вспомогательные параметры (углы, базисы, физические параметры и т.п.), а длину отрезка вычисляют по формуле, отображающей зависимость между измеренными величинами и длиной отрезка.

Точность определения расстояний зависит от метода измерений, применяемого прибора, условий измерений и колеблется от 1:200 до 1:1000 000 измеряемого расстояния.

Для непосредственного измерения линий на местности используют землемерные ленты со шпильками. Такие ленты изготавливают длиной 20, 24, 50 м и называют ЛЗ-20, ЛЗ-24, ЛЗ-50.

Для измерения линий на строительных площадках и конструкциях зданий используют измерительные рулетки. Отечественная промышленность металлические рулетки ОПК2-20 АНТ/1, ОПК2-30 АНТ/1, ОПК2-50 АНТ/1 и другие. Название рулетки ОПК2-20 АНТ/1 означает, что рулетка в открытом корпусе (О), с плоской измерительной лентой (П), с вытяжным кольцом (К), второго класса точности (2), номинальной (стандартной) длины 20 м с началом, удалённым от торца измерительной ленты (А), с травлёнными штрихами (Н), нанесёнными через 1 см (Т/1).

Под влиянием различных факторов (времени, температуры, механических воздействий и т.п.) длина мерного прибора изменяется. Поэтому перед началом и в конце полевого сезона, а также при повреждениях в процессе работы, мерные приборы компарируют, т.е. определяют их фактическую длину путём сравнения с эталоном. За эталоны принимают отрезки линий на местности или в лаборатории, длины которых известны с высокой точностью.

Если рабочий прибор и эталон имеют одинаковую номинальную длину, то сравнения производят на ровной поверхности путём непосредственного измерения разности длин. Длина мерного прибора l выражается в общем виде:

l = l₀ + δl_к+ δl_t , (3.1)

где l₀ - номинальная длина ленты при нормальной температуре ( в РФ - +20^оС)

δl_к - поправка на компарирование

δl_t – поправка на температуру.

Уравнение мерного прибора может иметь, например, такой вид:

l₃₀=30+3,8 при t=+20^оС,

что означает: мерный прибор длиной 30м при температуре +20^оС имеет поправку к конечному штриху +3,8мм.

Поправка на температуру определяется по следующей формуле:

Δl_t =α(t_и –t_o)l, (6.2)

где l – длина прибора,

α=12,5*10^-6м/град С – коэффициент линейного расширения стали при изменении температуры на 1^оС,

t_и – температура при которой производятся измерения,

t_o –температура компарирования мерного прибора.

В производственных условиях мерные приборы чаще всего компарируют на полевых компараторах. Эти компараторы представляют собой выровненные участки местности преимущественно с твердым покрытием. Концы компаратора закрепляют на местности знаками со специальными метками, расстояние между которыми известно с большой точностью. Компарирование длинномерных рулеток и мерных лент в полевых условиях производят на компараторах, длина которых, как правило, близка к l=120м. Такую длину выбирают для того, чтобы уложить мерный прибор на компараторе несколько раз. Уложение мерных приборов ведут в прямом и обратном направлениях. Подсчитывают число целых и дробных уложений рулетки или ленты и определяют поправку из-за компарирования. Поправка на компарирование определяется по следующей формуле:

Δl_к = (l₀– l_Σ)/n, (6.3)

где l₀– длина полевого компаратора,

l_Σ – длина компаратора, измеренная рабочим прибором,

n– число отложений мерного прибора при измерении компаратора

Простейший оптический дальномер с постоянным углом — нитяной (рис. 6.1, а) имеется в зрительных трубах всех геодезических приборов. В поле зрения трубы (рис. 6.1, б) прибора видны три горизонтальные нити. Две из них, расположенные симметрично относительно средней нити, называются дальномерными. Нитяной дальномер применяют в комплекте с нивелирной рейкой, разделенной на сантиметровые деления. В приведенном примере между крайними нитями располагаются 21,5 сантиметровых делений рейки. Расстояние между измеряемыми точками на местности 21,5 х 100 = 21,5 м (100— коэффициент дальномера)

Рисунок 6.1

На расстоянии до 200 м по нитяному дальномеру на глаз можно отсчитать до 0,5 сантиметрового деления, что соответствует погрешности при определении расстояния 50 см; на расстоянии до 100 м — до 0,2 сантиметрового деления или погрешности 20 см

Нитяным дальномером можно измерить линии длиной до 300 м с погрешностью до 1:300 от длины.

Дальномерные измерения с постоянным базисом рассмотрим на конкретном примере расстояния от точки А до точки В (рис. 6.2)

Рисунок 6.2.

В точке А устанавливают теодолит. В точке В располагают отрезок (базис), длина которого 1 точно известна. Тогда, измерив угол а, можно по известной из тригонометрической формуле L = l*tga вычислить расстояние между точками А и В.

2. Задания.

Провести измерение расстояний на заданном участке территории, выбрав не менее 4-6 характерных точек, при помощи мерной ленты и нитяного дальномера. Записи проводить в журнале. По результатам измерений и расчетов сопоставить и проанализировать расстояния промеренные разными приборами.