Когда люди проходят мимо геодезистов, работающих на улицах, стройках, на садовых участках, многие задаются вопросом- а что это за «тренога» такая, куда посмотреть в прибор, а что я там увижу? Как называется этот прибор, и зачем он здесь стоит? Часто-это праздное любопытство. Иногда просто пытаются вникнуть и понять, как это действует и что меряет. Некоторые просто работают в смежных отраслях и хотят расширить свой кругозор.
Существуют очень сложные системы и сверхточные приборы, которые редко используются, и в обычной жизни инженера Вы с ними не встретитесь. Попробуем вкратце рассказать про приборы, которые, в основном, используют геодезисты в прикладной геодезии. Про те штативы и «палочки», с которыми ходят геодезисты.
Небольшой исторический очерк
Известный российский профессор-геодезист, который жил и работал на рубеже XIX и XX столетий, генерал-лейтенант Василий Васильевич Витковский свою специальность называл одной из самых полезных областей знания. По его мнению, изучать форму и поверхность Земли человечеству необходимо настолько же, насколько каждому из нас — в подробностях узнать собственный дом.
Неудивительно, что геодезия всё время развивается и уже давно нацелилась не только на нашу отдельную планету, а и на всю Солнечную систему и даже галактику в перспективе. Вместе с развитием цивилизации эта наука очень усложнилась, разделилась на несколько дисциплин — и, естественно, начала ставить перед собой и решать всё более сложные задачи. Причём как теоретические по причине роста количества и масштабов исследований, так и практические — из-за увеличения числа уникальных инженерных конструкций и сооружений. Это не могло не привести, с одной стороны к повышению требований к точности измерений, а с другой — к усложнению оборудования. Особенно сильно это стало заметно в последние 10-20 лет в связи со стремительным развитием электроники и началом широкого применения лазеров.
Подробнее про зарождение геодезии, как науки, можно узнать в специальной статье, посвященной этой познавательной теме.
Тахеометр
Понятное дело, измерять углы, длины и высоты разными приборами — не слишком удобно и довольно долго к тому же. Поэтому для тех случаев, когда нужно проводить несколько типов измерений, существуют приборы комбинированные, такие как тахеометр. Это наиболее современный электронно-оптический прибор, который позволяет измерять любые длины, разницы высот и горизонтальные углы.
В большинстве случаев этого прибора достаточно для фиксации всех необходимых измерений на объекте, при условии, что точность прибора соответствует виду работ. Именно подобные приборы, в большинстве своем, Вы можете видеть на стройплощадках, на участках соседей и вдоль дорог нашей страны. Тахеометры на данном этапе развития технологий являются наиболее востребованными и универсальными приборами для проведения геодезических измерений. Топографические съемки, межевание и разбивка осей , например без тахеометра невозможна.
Виды и принцип работы прибора
Общий вид изделия – колесо на длинной ручке, напоминает детскую игрушку. Несмотря на свой несерьезный вид, прибор является точным, надежным и в некоторых случаях незаменимым измерительным прибором.
Курвиметр-дорожное колесо используется чаще всего для измерения протяженного расстояния, к которому относится замер участков с неоднородным рельефом. Такой прибор предоставляет более точные результаты обмеров, чем современный дальномер, работающий на основе лазерных технологий. Различают курвиметры дорожные и топографические.
Топографический курвиметр
Как видно из названия – топографические приборы предназначены для оценки расстояний по карте. Соответственно размеры и вес изделий, небольшие и могут оформляться в виде брелоков или ручек.
Механические топографические измерительные приборы обладают рядом преимуществ для использования в полевых условиях. Это простота конструкции, независимость от источников питания, стойкость к погодным ситуациям.
Для работы в помещениях применяют измерители с электронной начинкой и программным обеспечением.
Дорожный курвиметр
Незаменимый измерительный инструмент для производства дорожных работ и обмеров параметров строящихся объектов, определения криволинейных или протяженных прямолинейных участков. Также, как и в случае с топографическими измерителями, могут быть механическими или электронными.
Основное различие в принципе измерений – это точность на единицу расстояния. Механические курвиметры могут накапливать ошибку при больших расстояниях, поэтому рекомендуется разбивать протяженные участки на небольшие отрезки.
Электронные приборы не склонны к накоплению погрешностей, но требуют бережного отношения и точного соблюдения правил эксплуатации. Цифровое дорожное колесо позволяет производить максимально точные расчеты при измерении участка. При проведении подготовительных строительных работ это очень важно, так как от точности замеров будет зависеть качество и безопасность возводимого объекта.
Читать также: Лайфхак антенна для телевизора
Изготавливают цифровые или компьютерные курвиметры из высокотехнологичных материалов, повышающих износостойкость прибора. Они могут иметь еще ряд полезных функций, которые необходимы при осуществлении замера участка. Использование бортового компьютера позволяет запоминать несколько замеров, сохранять произведенные вычисления и предыдущие замеры.
Нивелир
Во многих случаях нет необходимости в более громоздких и намного более дорогих и сложных в использовании тахеометрах. В строительстве зданий, дорог и других сооружений после планового определения местоположения объекта нужно лишь контролировать высоту, уровень и вертикальность поверхностей. С этими функциями легко справляется нивелир. Его основная задача — измерять превышения между объектами. Бывают нивелиры электронные, оптические, лазерные, с автоустановкой и прочие. Во многих случаях нивелиры использовать удобнее и целесообразнее —например, при наблюдении за осадками зданий и сооружений используются высокоточные нивелиры с автоустановкой, нежели тахеометры- опять же из-за дороговизны последних. Подводя некую черту по использованию нивелиров, можно сказать, что чаще всего они используются непосредственно в процессе строительства из- за простоты использования и относительной дешевизны.
GPS оборудование
GPS модули или приемники сопутствуют нам в повседневной жизни в наших телефонах, навигаторах, планшетах и т.д. Они призваны помочь нам сориентироваться на местности и не потеряться в городских джунглях. Однако они имеют мало общего с геодезическим GPS оборудованием.
Геодезистам эти приборы нужны не для ориентирования на местности, а для точного определения местоположения «тарелки» (обычно такой формы придерживаются производители GPS приемников). Погрешность обычно составляет 0,5-2 сантиметра относительно ближайшего пункта Государственной Геодезической Сети (ГГС). В то время, как обычные навигаторы дают ошибку местоположения около 10-20 метров, что в работе геодезиста недопустимо. Но есть множество факторов, которые весьма часто негативно влияют на величину погрешности геодезических измерений при помощи GPS оборудования. Поэтому недостаточно просто приобрести дорогостоящую «тарелку», и начать определять местоположение соседних заборов, например, как обычным навигатором. Без должной калибровки и последующей обработки измерений ничего не выйдет.
В общем, если увидите геодезиста с «тарелкой» на вешке, знайте- он определяет точное местоположение точки, над которой стоит приемник. В последнее время вынос границ участка на местность производится практически только GPS методом. Это гораздо быстрее и удобнее.
11.2. Механические приборы для измерения расстояний
К механическим приборам для непосредственного измерения расстояний относят стальные землемерные ленты и рулетки.
Землемерные ленты изготавливают из стальной полосы шириной 15–20 мм, толщиной 0,4–0,5 мм. Их обозначают ЛЗ-20, ЛЗ-24, ЛЗ-50 в соответствии с длиной 20, 24 или 50 м между концевыми штрихами ленты при натяжении 98 Н. Концы ленты (рис. 11.1) снабжены ручками, напротив концевых штрихов в ленте сделаны вырезы для закрепления ленты шпильками в натянутом состоянии на поверхности земли. Метровые деления ленты закреплены оцифрованными пластинками, полуметры обозначены заклепками, дециметровые деления отмечены круглыми отверстиями. Точность отсчета t ≈ 1 см.
В нерабочем состоянии лента должна быть намотана на каркас в виде кольца. В комплекте с лентой типа ЛЗ применяется набор из 6 или 11 металлических шпилек.
Рулетки изготавливают многие зарубежные фирмы под различными наименованиями. В России выпускаются рулетки 2-го класса точности ОПК2-20 АНТ/1, ОПК2-30 АНТ/1, ОПК2-50 АНТ/1. Их изготавливают из стальной ленты шириной 1 см, длиной соответственно 20, 30 и 50 м. Ленту покрывают защитной пленкой, на нее наносят линейную шкалу с ценой деления 1 мм. Точность отсчета по такой шкале t ≈ 0,2–0,5 мм.
Рулетка 3-го класса точности ОПК3-20 АНТ/10 длиной 20 м характеризуется шкалой с ценой деления 10 мм (точность отсчета по шкале t ≈ 2–5 мм). В рулетках ОПК2 и ОПК3 ленты намотаны на каркас. В комплект рулеток шпильки не поставляются.
Читать также: Лучшее крепление для телевизора на стену
Примечание. В шифрах рулеток буквами и цифрами обозначены: О – открытый корпус (вилка или крестовина); З – закрытый корпус; П – плоская лента (сечение не в форме желоба); К – кольцо вытяжное; 2 или 3 – класс точности; А – удаление шкалы от начала ленты; Н или У – нержавеющая или углеродистая сталь; Т – штрихи шкалы нанесены травлением; /1 или /10 – в знаменателе дроби цена деления шкалы 1 или 10 мм.
Рис. 11.1. Лента землемерная ЛЗ-20:
а – метровые и дециметровые деления; б – на каркасе; в – шпильки
Рабочее натяжение всех лент ЛЗ и рулеток – 98 Н.
Поскольку землемерные ленты и рулетки принципиально не различаются, в дальнейшем будем использовать их обобщающее наименование – мерные ленты.
Компарирование мерных лент – это сравнение рабочей длины ленты с длиной рабочего эталона. Ленты, находящиеся в эксплуатации, ежегодно аттестуют (выполняют их компарирование с выдачей документа на допуск к использованию) в лаборатории метрологического надзора. Фактическая длины рабочей ленты выра-
Точное измерение расстояний, и особенно не прямых участков, необходимо во многих областях деятельности. Строительство гражданских и производственных объектов, дорожные работы и даже оценка расстояний на топографической карте ведется с помощью специального измерительного прибора – курвиметра.
Штатив
Очень простой инструмент геодезиста. Многие сталкивались со штативами при съемках фотографий или фильмов с использованием профессионального оборудования. Геодезисты также пользуются специальным оборудованием, которое без штативов обойтись не может. От остальных геодезические отличаются в основном простотой конструкции, неприхотливостью в использовании и «неубиваемостью». Ведь работать приходится совсем не в идеальных условиях. Основная задача геодезического штатива- неподвижно зафиксировать прибор, который на него устанавливается. На штатив сначала ставится трегер- специальное устройство для центрирования над определенной точкой при необходимости и горизонтирования прибора. Потом уже ставится прибор-тахеометр, нивелир и т.д. Различают деревянные, металлические и штативы из композитных материалов. В последнее время самыми «продвинутыми» являются штативы из фибергласса. Они очень легкие, прочные..но пока что неоправданно дорогие.
На что обратить внимание при выборе курвиметра: советы и рекомендации
При выборе модели курвиметра следует обратить внимание на некоторые нюансы:
- перед покупкой стоит определиться с типом прибора: механический или электронный. Выбор той или иной модели зависит от целей применения механизма;
- один из наиболее важных параметров, на который следует обратить внимание при покупке – максимальный предел измерений. Для бытового использования можно приобрести модели с пределом в 1 километр, однако, для более профессионального применения следует отдать предпочтение модели, с показателем не меньше 10 км;
- также важным нюансом является присутствие в курвиметре функции памяти. Это очень важно, в случае, если вам нужно сохранить полученные результаты;
- перед окончательной покупкой рекомендуем вам тщательно осмотреть модель на наличие видимых повреждений. Если на механизме присутствуют царапины или потёртости, то лучше приобрести какой-то другой прибор.
Видео — Колёсный измеритель расстояния своими руками
Вешка
Тоже достаточно простой геодезический инструмент. Выглядит как круглая палка высотой около 1.8м. Однако многие вешки раздвигаются и могут иметь высоту до 6 метров. Наверху может находиться как отражатель, так и GPS приемник. Отражатель может быть разной формы и конструкции. Главная его задача- отражать сигнал, посланный дальномером. Его особенностью является то, что луч/сигнал, приходящий с прибора-измерителя отражается точно обратно.
В конечном итоге-там где находится отражатель или приемник на геодезической вешке происходит определение местоположения измеряемой точки.
Лазерная рулетка
Появилась относительно недавно в геодезических бригадах, так как раньше была довольно дорога и сложна в использовании. И по сей день не является единственным прибором для измерения непосредственно расстояний на объекте. Удобно использовать на коротких расстояниях и в помещениях. В уличных условиях применяется не часто, так как необходимо иметь поверхность, на которую можно навести лазерный луч. Также минус многих моделей без оптического визира- плохая видимость лазерной точки на ярко освещенных поверхностях.
Ввиду этого, сейчас все еще достаточно часто приходится использовать стальные рулетки длиной до 50м. Большей длины не выпускают, поэтому расстояния более 50 метров являются источниками ошибок из-за нескольких этапов измерений. Измерения нужно проводить вдвоем, да и провис ленты доставляет некоторую ошибку в измерения.
В итоге лазерные рулетки используются повсеместно кадастровыми инженерами и геодезистами в тех случаях, когда это целесообразно и возможно. Практически все измерения помещений для экспертиз помещений или технических планов без нее не обходятся. В остальных случаях выручает старая-добрая стальная рулетка.
История и эволюция дальномеров
До появления электронных устройств для определения дистанции использовались оптические приспособления для измерения расстояния. Наблюдательные и геодезические приборы оснащались угловыми шкалами, что позволяло применять методы косвенного расчёта дистанции до предметов.
Существовали и более сложные оптические инструменты для измерений. Это были в основном приборы, основанные на явлении параллакса. Подобными системами оснащены были фотокамеры прошлого века. С точки зрения точности, все эти оптические приспособления обладали большим разбегом погрешности показаний как в зависимости от дальности замера, так и от навыков пользователей.
Теоретическая база для создания активных дальномерных приспособлений, в основе которых заложен принцип посылания сигнала в направлении объекта с последующим анализом возвращённого отражения, были готова ещё в начале XX века. Толчком к практической реализации этого принципа послужила Вторая мировая война — армии мира нуждались в мгновенном измерении расстояний до целей. Так появились и бурно эволюционировали промышленные образцы радаров и эхолотов. Эти устройства, использовавшие в качестве сигнала радиоволны или ультразвук, были довольно громоздкими и неприспособленными для личного пользования.
Трубо-кабелеискатель
Прибор, сопутствующий инженерно-геодезическим изысканиям для нанесения подземных коммуникаций на план. Часто в комплект входит генератор, который устанавливается на коммуникацию в ее видимой части. Он генерирует вибрации, которые фиксирует приемник. После обнаружения поворотных точек коммуникации- их наносят на геоподоснову или топографический план. Кабелеискатель также может измерить глубину залегания коммуникации с точностью до 0.01 м.
проверить
Мы рассказали Вам вкратце о геодезических приборах и инструментах, необходимых в прикладной геодезии. Надеемся, что помогли разобраться в тонкостях штативов и «палочек» с которыми работают люди , именующие себя геодезистами.
Ознакомиться со стоимостью наших работ
