Что такое лимб в геодезии: это… Что такое Лимб в геодезии, определение

Содержание

Лимб и алидада теодолита — Морской флот

Теодолит — середины 20 го века Теодолит измерительный прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов при геодезических работах, топографических, геодезических и маркшейдерских съёмках, в строительстве и т. п. Основной рабоч … Википедия

Лимб (инструмент) — Эта статья слишком короткая. Пожалуйста … Википедия

Корпус военных топографов — Основание Указ императора Александра I 28 января 1822 года Ликвидация Постановление СНК СССР 1918 год Корпус военных топографов (КВТ) (до 1866 Корпус топографов) был организован в 1822 году для централизов … Википедия

Теодолит — геодезический инструмент (См. Геодезические инструменты) для определения направлений и измерения горизонтальных и вертикальных углов при геодезических работах, топографических и маркшейдерских съёмках, в строительстве и т. п. (см.… … Большая советская энциклопедия

Магнитные приборы* — для наблюдения земного магнетизма: I) для абсолютных наблюдений, II) для вариационных и III) магнитограф. I. М. приборы для абсолютных измерений элементов земного магнетизма (см.). Простейший прибор для определения склонения буссоль склонения,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Магнитные приборы — для наблюдения земного магнетизма: I) для абсолютных наблюдений, II) для вариационных и III) магнитограф. I. М. приборы для абсолютных измерений элементов земного магнетизма (см.). Простейший прибор для определения склонения буссоль склонения,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

ГЕОДЕЗИЯ — (греч. geodaisia, от ge Земля и daio делю, разделяю), наука об определении положения объектов на земной поверхности, о размерах, форме и гравитационном поле Земли и других планет. Это отрасль прикладной математики, тесно связанная с геометрией,… … Энциклопедия Кольера

геодезия — наука, изучающая форму, размеры и гравитационное поле Земли, а также технические средства и методы измерений на местности. Геодезия зародилась в странах Древнего Востока и в Египте, где задолго до н. э. были известны методы измерения земельных… … Географическая энциклопедия

Универсальный инструмент — универсал в астрономии и геодезии, переносный угломерный инструмент, служащий для измерения углов в вертикальной и горизонтальной плоскостях. С помощью У. и. по наблюдениям звёзд и Солнца определяют географические координаты места,… … Большая советская энциклопедия

Теодолит состоит из (рис. 5 а, б): подставки с тремя подъемными винтами, которая крепится к головке штатива становым (закрепительным) винтом через трегер, представляющий собой пластину со втулкой, в которой имеется резьба. В подставке вращается алидадная часть теодолита, состоящая из лимба, цилиндрическая ось которого входит в полость подставки и собственно алидады, ось которой, в свою очередь, входит в цилиндрическую полость лимба. Между стойками закреплена на оси и может вращаться зрительная труба, состоящая из объектива, окуляра и расположенной между ними фокусирующей линзы, которая может перемещаться в небольших пределах с помощью винта фокусировки. В окулярном колене зрительной трубы расположена, заключенная в оправу, стеклянная пластина, закрепленная четырьмя юстировочными винтами, на которой методом гравировки нанесена сетка нитей. Окулярное кольцо при вращении перемещает линзу, заключенную в обойму, и позволяет фокусировать изображение сетки нитей зрительной трубы в соответствии со зрением. На корпусе зрительной трубы закреплены оптические визиры, позволяющие осуществлять грубое наведение теодолита на цель.

На одной из стоек расположен установочный цилиндрический уровень, один конец которого заделан шарнирно, а дугой закреплен между двумя юстировочными винтами (или винтом и пружиной).

На другой стойке закреплен вертикальный круг, состоящий из лимба, скрепленного со зрительной трубой и алидады, скрепленной со стойкой, линия нулей которой перпендикулярна оси вращения теодолита или устанавливается горизонтально автоматически с помощью компенсатора.

Горизонтальный и вертикальный угломерные круги теодолита одинаковые по размерам и изготовлены в виде колец из стекла. На посеребренном крае угломерного круга нанесены градусные деления. Изображения горизонтального и вертикального угломерных кругов с помощью оптической системы теодолита предается в поле зрения оптического шкалового микроскопа, расположенного рядом с окуляром зрительной трубы. В поле зрения шкалового микроскопа видны изображения горизонтального и вертикального угломерных кругов, а также шкалы верньеров, с помощью которых производится отсчет. Окулярное кольцо шкалового микроскопа позволяет фокусировать изображения делений лимба и алидады и их оцифровку.

Теодолит имеет ряд закрепительных и наводящих винтов: лимба, алидады, зрительной трубы. Обычно, перпендикулярно закрепительному винту расположен наводящий винт. Центрирование теодолита над вершиной измеряемого угла осуществляется с помощью нитяного отвеса, который крепится к специальному крючку станового винта или с помощью оптического отвеса, вмонтированного в подставку.

Рис. 5 а. Теодолит 4Т30П. 1 – трегер, 2 – подъемные винты подставки, 3 – оптический центрир, 4 – подставка, 5 – алидадная часть теодолита, 6 – винт вращения лимба, совмещения нулей лимба и алидады, 7 – цилиндрический, установочный уровень, 8 – юстировочные винты цилиндрического уровня, 9 – стойки, 10 – зеркало подсветки оптической системы, 11 –наводящий винт зрительной трубы, 12 – оптический визир, 13 – вертикальный круг, 14 – винт фокусировки, 15 – зрительная труба (объектив), 16 – зажимной винт зрительной трубы, 17 – цилиндрический уровень при зрительной трубе, 18 – закрепительный винт ориентир – буссоли, 19 – ориентир – буссоль, 20 – зеркало

Рис. 5 б. Теодолит 3Т15П. 1 – трегер, 2 – подъемные винты подставки, 3 – подставка, 4 – закрепительный винт лимба, 5 – наводящий винт алидады, 6 – закрепительный винт алидады, 7 – винт вращения лимба, совмещения нулей лимба и алидады, 8 – цилиндрический уровень, 9 – юстировочные винты цилиндрического уровня, 10 – микрометренный винт шкалового микроскопа, 11 –наводящий винт зрительной трубы, 12 – стойки, 13 – зеркало подсветки оптической системы, 14 – оптический визир, 15 – вертикальный круг, 16 – винт фокусировки, 17 – ось зрительной трубы, 18 – зрительная труба (объектив), 19 – зажимной винт зрительной трубы, 20 – цилиндрический уровень при зрительной трубе

Лимб горизонтального круга представляет собой стеклянный угломерный круг. Стеклянные лимбы выполняются обычно в виде колец, на которые нанесены деления от 0 до 360

°. Размеры лимба зависят от требуемой точности измерения углов. Чем выше требуемая точность, тем больше диаметр лимба.Деления на лимбе наносятся с помощью специальной делительной машины. Цифры наносятся на шкале, как правило через 1°. Количество делений, содержащихся в одном градусе, определяет цену деления лимба.

Подставка предназначена для крепления теодолита к штативу и состоит из следующих основных частей: собственно подставки с цилиндрической полостью, трех подъемных винтов, трегера и пружины (современные теодолиты пружины не имеют). Подъемные винты служат для установки оси вращения теодолита в отвесное положение. В центре трегера укреплена втулка с резьбой для станового винта

, которым подставка крепится к головке штатива.

Алидада горизонтального круга представляет собой круг или два диаметрально противоположных сектора, центры которых должны совпадать с центром лимба. Один из диаметров алидады принимается за начальный и обозначается «». От нуля по ходу часовой стрелки нанесена специальная шкала – верньер, разделяющая один градус на определенное количество делений, определяемое точностью прибора.

Отсчитывание углов по лимбу и алидаде производится с помощью специального оптического отсчетного устройства – шкалового микроскопа.

Алидада горизонтального круга имеет меньший диаметр, чем лимб, и расположена в конической полости оси лимба. Теодолиты, конструкция осей которых позволяет независимо вращать алидаду и лимб, называются повторительными

.

Цилиндрический уровень (рис. 6) служит для точной установки осей прибора в горизонтальное или вертикальное положение. Основным элементом уровня является стеклянная трубка 1, называемая ампулой. Ампулу заполняют разогретым эфиром. При остывании эфир уменьшается в объеме, и в ампуле образуется пространство 4, заполненное парами эфира, которое называют пузырьком уровня. Внутреннюю поверхность ампулы уровня тщательно шлифуют под определенным радиусом кривизны R. Наивысшая точка поверхности ампулы называется нуль-пунктом (точка О на рис. 6). На наружной поверхности ампулы нанесены деления 5, по которым определяется положение пузырька уровня. Когда концы пузырька располагаются симметрично относительно нуль-пункта, принято говорить, что пузырек находится в нуль-пункте.

Касательная

UU1 к дуге АОВпродольного сечения внутренней поверхности ампулы в нуль-пункте (рис. 6, в) называется осью цилиндрического уровня. Когда пузырек уровня находится в нуль-пункте, ось уровня занимает горизонтальное положение.

Рис. 6. Цилиндрический уровень: а – вертикальный разрез: 1 – ампула; 2 – корпус; 3 – юстировочные гайки; 4 – пузырек уровня: 5 – верх ампулы с делениями; 6 – оправа уровня; б – вид сверху: в – принцип работы цилиндрического уровня.

Угол τ, на который наклоняется ось уровня при перемещении пузырька на одно деление ампулы, называется ценой деления уровня. Цена деления уровня служит мерой чувствительности уровня. Чем меньше цена деления, тем выше его чувствительность. Ампула уровня помещается в специальную оправу 6

, один конец которой шарнирно соединен с корпусом2 уровня, а другой закреплен двумя юстировочнымигайками (или винтами) 3, с помощью которых можно изменять наклон оси уровня относительно его корпуса.

Зрительная труба (рис. 7а) служит для наведения теодолита на удаленные точки местности, построения направления и проектирования его на горизонтальный круг. Зрительная труба состоитизобъектива и окуляра, заключенных в общий корпус. Для получения отчетливого изображения при различных удалениях наблюдаемого предмета между объективом и окуляром помещается фокусирующая линза, которая может перемещаться в небольших пределах. Процесс получения отчетливого изображения путем перемещения фокусирующей линзы называется фокусированием

.

Рис. 7. Устройство зрительной трубы с внутренним фокусированиемДиафрагма и сетка нитей

В зрительной трубе различают геометрическую, оптическую, визирную оси и ось вращения.Зрительные трубы геодезических приборов обеспечивают точность наведения на предметы, расположенные на расстоянии, которое в 2 раза больше фокусного расстояния объектива. У современных оптических теодолитов зрительные трубы имеют внутреннее фокусирование и увеличение 20 – 25 крат.

Поскольку геометрическая и оптическая оси (геометрической осью называют прямую, соединяющую центры входного и выходного отверстий, оптической осью называют прямую, соединяющую оптические центры объектива и окуляра) не совпадают и, кроме того, ничем не зафиксированы, пользоваться ими для точного наведения трубы на точки местности практически невозможно. Для получения в поле зрения трубы постоянной фиксированной точки, служащей для наведения трубы на предмет, перед окуляром с помощью винтов крепится диафрагма

4со стекломна котором выгравировано несколько пересекающихся прямых линий. Средние из них, пересекаясь, образуют крест сетки нитей К. Пластина заключена в специальную оправу-диафрагму, которая может перемещаться в небольших пределах с помощью винтов(рис. 7 б).

Визирной осью трубы называется прямая, соединяющая оптический центр объектива с крестом сетки нитей. При наведении креста сетки нитей на изображение точки местности, видимой в поле зрения (этот процесс называется визированием), происходит построение направления от исходной точки на искомую.

Для того чтобы спроектировать это направление на горизонтальный круг, труба должна вращаться в плоскости, перпендикулярной к плоскости штрихов лимба и проходящей через центр угломерного круга (лимба). При повороте трубы вокруг оси вращения визирная ось описывает плоскость, которая носит название коллимационной. Коллимационная плоскость должна проходить через нуль горизонтального круга. Поворот трубы вокруг оси вращения, в результате которого окуляр становится в положение, занимаемое до этого объективом, называется переводом зрительной трубы через зенит.

Вертикальный круг служит для измерения углов наклона. Он состоит из лимба вертикального круга, скрепленного со зрительной трубой и алидады вертикального круга, скрепленной со стойкой.Современные теодолиты снабжены устройствами – компенсаторами – (взамен уровня) для автоматической установки горизонтально линии нулей верньера вертикального круга. При отсутствии компенсатора горизонтальность линии нулей обеспечивается конструкцией теодолита.

Если визирную ось трубы установить горизонтально, то нули лимба должны совместиться с нулями верньера алидады. Отсчет по лимбу вертикального круга при горизонтальном положении визирной оси называется местом нуля вертикального круга и обозначается МО. В процессе измерения вертикальных углов этот угол должен оставаться постоянным.

Штативслужит для установки теодолита (или любого другого геодезического прибора) над точкой местности. Основными частями штатива являются:

головка, на которой устанавливается инструмент при измерении;

ножки (металлические или деревянные), которые крепятся шарнирно к головке штатива с помощью болтов с гайками.

Верхние части ножек оправлены металлом, на нижние концы набиваются металлические наконечники. Ножки штатива могут быть постоянной длины или раздвижными. Раздвижные ножки позволяют быстро устанавливать инструмент над точкой при работе на наклонных участках местности и на нужной высоте над точкой местности. В центре головки штатива имеется отверстие, через которое с помощью станового винта крепится подставка теодолита. Ось симметрии станового винта совпадает с осью вращения теодолита. Соблюдение этого условия необходимо для центрирования теодолита над точкой местности. Центрирование осуществляется с помощью нитяного или оптического отвеса.

Нитяной отвес подвешивается за крючок станового винта на шнуре. Отвес представляет собой цилиндр с коническим окончанием, причем вершина конуса совпадает с осью симметрии станового винта.

Оптический отвес (рис. 8) состоит из окуляра1, в поле зрения которого на сетку нитей 2 через призму 3 передается изображение точки местности 4. Оптический отвес с помощью специальных винтов 5 крепится либо к подставке, либо к нижней поверхности цилиндрической оси вращения теодолита. Он устанавливается так, чтобы ось, проходящая через перекрестие сетки нитей 6, была перпендикулярна к оси 7вращения прибора. Установка сетки нитей производится с помощью юстировочных винтов 8.

Рис.8. Оптический отвес: 1 – окуляр; 2 – сетка нитей; 3 – призма; 4 – закрепленная точка местности; 5 – винт; 6 – перекрестие сетки нитей:7 – ось вращения прибора; 8 – юстировочные винты

С точки зрения входящих в комплект частей, устройство теодолита простое. Трудности возникают в процессе настройки прибора. Дело это тонкое и требуют постоянные проверки. Однако в строительстве и проектировании прибор просто незаменим. Геодезисты знают об этом, мы же попробуем описать, так сказать, строение теодолита и его работу более популярным языком.

Основные части теодолита

Приспособление позволяет с высокой точностью замерять углы в пространстве и работать в горизонтальной или вертикальной плоскости. Как правило, выбирается относительный метод, когда за основу принимается эталонный объект, а по нему уже отсчитывается искомый угол. Измерение таким способом известно с XIX века, но сегодняшние теодолиты — это усовершенствованные приспособления, которых существует несколько разновидностей.

Шкала. Этот элемент, представленный горизонтально или вертикально расположенным кругом, показывает результат. Находится на подставке, имеющей регулировочные винты для управления главными узлами. Измеритель смотрит в окуляр, управляемый винтами, которые позволяют навести окуляр на объект и закрепить его, когда найдена контрольная точка.

Лимб и алидада. Части горизонтального круга, активно использующиеся при измерении горизонтальных углов.

  • Лимб — это стационарное стеклянное кольцо с делениями на 360°.
  • Алидада — элемент, вращающийся с примыкающей частью прибора и выставляющий отсчет.

Для фиксации отсчета и дальнейшего проведения измерений относительно него закрепляется специальный винт и отпускается лимб, корпус в этом случае останется неподвижным, двигаться же будут лимб и алидада.

Это и есть главные части теодолита. Но снимать показания помогают и другие устройства, с которыми тоже будет полезно познакомиться. Степень горизонтальности установки теодолита контролируется с помощью цилиндрического уровня, а точку отсчета потерять не дает оптический центрир. Отсчеты снимаются по микроскопу, и это финальная стадия работы замерщика.

Виды устройств

Имеются следующие виды устройств:

  • Механические. Наиболее простой по конструкции и самый дешевый тип, однако у него и самая низкая точность, поэтому для серьезной работы он не подходит.
  • Электронные. Электронный теодолит удобен, потому что оснащен устройством для считывания и обработки результатов, геодезисту остается правильно выставить его, а остальное прибор сделает сам.
  • Оптические. Наиболее широкое распространение получил теодолит оптический. Он не производит расчеты, как электронный, но стоимость устройства и качество измерения привлекают.
  • Лазерные. Эти теодолиты самые дорогие, но и более совершенные устройства. Позволяют делать измерения с большой точностью и удобны в использовании, но приобретать их имеет смысл лишь для постоянных работ, где высоки требования к результату.

Два принципиально разных вида теодолитов отличаются по подвижности алидады и лимба. В повторительных типах данные элементы могут закреплять поочередно, а показания снимать методом последовательных повторений. Обыкновенные варианты этого не допускают, так как алидада с осью представляют в них единое неподвижное целое, и для каждого измерения требуется отдельная настройка.

Маркировка

Марка теодолита — это совокупность букв и цифр. В каждой есть связка литеры «Т» с какой-либо цифрой. Буква указывает на то, что прибор — теодолит, цифры показывают погрешность измерения в секундах, чем они больше, тем больше и погрешность.

  • Цифрой 1 маркируются высокоточные приборы.
  • Цифрами 2 и 5 маркируются точные теодолиты.
  • Цифрами 15 и 30 маркируются технические приборы.

Стоит цифра точности после литеры «Т», а если перед буквой есть другая цифра, она служит для обозначения поколения прибора или его модификации в категории марки.

Требования перед работой

Перед измерением углов теодолит проверяется. Нужно проверять специальную отметку или пломбу, а также периодически — геометрические параметры, так как ошибка в пару градусов со временем может привести к катастрофе!

  • Важна абсолютная вертикальность оси алидады и ее перпендикулярность цилиндрическому уровню.
  • Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна ей, не выполнив этого коллимационного условия, четкая система отсчета невозможна.
  • Оси трубы и алидады должны быть перпендикулярными.
  • Проверяем, насколько измерительная сетка расположена в вертикальной коллимационной плоскости.

Использование теодолита

Приемов профессионального использования приборов много, и им учат на специальных курсах, здесь же приведем основные из них.

  • Установка теодолита. Первым шагом станет нахождение точки отсчета. На местности находим ровную поверхность, по которой центрируем прибор на подставке уровнями и зажимными винтами. В итоге положение прибора должно получиться строго горизонтальным.
  • Ловим объект. Визиром отыскиваем цель и точнее наводим винтами измерительную сетку, чтобы установить центр объекта. На это смотрим через окуляр, а если света недостаточно, улучшить ситуацию поможет специальное зеркальце (как в случае с микроскопом). После выставления центра окуляром фиксируется его значение.
  • Обработка результатов. Лучше сделать не одно, а несколько измерений. Новый отсчет рекомендуется на известную величину, к примеру, 90°. Если новые измерения отличаются от предыдущих на 90°, то результат можно фиксировать, если нет — производится еще пара подобных измерений с разным отсчетом и вычисляется среднее значение.

История приборов

Первые теодолиты в центре угломерного круга на острие иголки имели линейку, способную вращаться на этом острие свободно (подобно стрелке компаса). В линейке делались вырезы, в которых натягивались нити, служащие отсчетными индексами. Центр угломерного круга помещался в вершину измеряемого угла, где и закреплялся.

Поворачивая линейку, ее совмещали с первой стороной угла и по шкале круга брали отсчет N1. Потом линейку совмещали со второй стороной угла и брали отсчет N2. Разность N2 и N1 равнялась значению угла. Подвижную линейку назвали алидадой, а угломерный круг — лимбом. Совмещение линейки-алидады со сторонами угла осуществлялось с помощью примитивных визиров.

Современные теодолиты существенно отличаются от предшественников.

  • Совмещение алидады со сторонами угла производится с помощью зрительной трубы, которая может вращаться по высоте и азимуту.
  • Для отсчета по шкале лимба применяется отсчетное приспособление.
  • Конструкцию покрывает прочный металлический кожух.
  • Прочее.

Плавное вращение алидады и лимба обеспечивает система осей, а регулируются вращения наводящими и зажимными винтами.

Установки теодолита производятся с помощью специального штатива. Центр лимба с отвесной линией, которая проходит через вершину измеряемого угла, осуществляется оптическим центриром или нитяным отвесом.

Коллимационная плоскость образуется визирной осью окуляра при вращении зрительной трубы вокруг собственной оси. Стороны угла проектируются на лимб подвижной вертикальной плоскостью, называющейся коллимационной плоскостью. Плоскость эта образуется визирной осью зрительной трубы, когда труба вращается вокруг своей оси.

Визирной осью трубы (визирной линией) называется воображаемая линия, которая проходит через центр сетки нитей и оптический центр объектива трубы.

Оптический теодолит RGK TO-05 | Оптические теодолиты по НИЗКИМ ЦЕНАМ

Оптический теодолит RGK TO-05 – надёжный инструмент, предназначенный для решения повседневных общестроительных и геодезических задач. Средняя квадратичная ошибка измерения горизонтального угла одним приемом составляет всего 5″, а встроенный оптический микрометр имеет цену деления в 1 секунду. Оптическая система, в отличие от электронной, предельно надёжна, независима от источников энергии и позволяет работать с теодолитом RGK TO 05 при любых температурах – это особенно важно в условиях нашей страны. Оптический теодолит RGK TO-05 по своим параметрам идеально подходит для любых строительных и основных геодезических работ – при невысокой цене.

Оптический теодолит RGK TO-05 оснащён надёжной компенсационной системой, которая существенно упрощает производство измерений. При выключенном стабилизаторе выравнивание прибора производится традиционно, с помощью точных винтов и двух пузырьковых уровней. Прочный и герметичный корпус оптического теодолита RGK TO-05 надежно защищает прибор от воздействия влаги, пыли, вибраций и перепадов температур.

Труба
Изображение прямое
Коэффициент нитяного дальномера 100
Наименьшее расстояние визирования, м 0.7
Угол поля зрения 1°30′
Диаметр объектива, мм 40
Увеличение 30Х
Лимб, микрометр, компенсатор
Диаметр горизонтального лимба, мм 94
Значение горизонтального лимба, ° 1
Диаметр вертикального лимба, » 76
Значение вертикального лимба, ° 1
Значение оптического микрометра 1cc 
Диапазон компенсации вертикального круга ±1′
Средняя квадратическая погрешность измерения одним приемом:
Горизонтального угла
Вертикального угла
Цена деления уровней:
Цилиндрического 30»
Круглого 8′
Оптический центрир 
Изображение прямое
Увеличение
Угол поля зрения
Наименьшее расстояние визирования,м 0,5
Масса (без футляра) кг 4.3

Стандартная комплектация: Теодолит, упаковочный футляр, отвертка малая, бленда, кисточка, отвес, чехол, шпилька.

3 — Основные части геодезических приборов

Основные части геодезических приборов

По назначению геодезические приборы делятся на:

1.       Приборы для угловых измерений – теодолиты.

2.       Приборы для линейных измерений – рулетки, мерные ленты и проволоки, дальномеры.

3.       Приборы для измерения превышений – нивелиры.

4.       Приборы для съемочных работ – тахеометры, кипрегели, фототеодолиты и др.

5.       Приборы для аэро–, фото– съемки – стереокомпараторы, аэрофото аппарата, стереометры.

Рекомендуемые файлы

-60%

Решенные все 35 билетов 2021 (теории + задач)

Физика

-19%

Ответы на теорию при поступлении в магистратуру МТ-11

Поступление в магистратуру

FREE

Учебный план для ИУ3, ИУ4, ИУ5, ИУ6, ИУ7, РК 6, РЛ6, МТ4, МТ8, МТ11, СМ13

Физика

Ответы на сертификацию Google Рекламы по проведению кампаний для приложений 2021 Август

Информатика, программирование

FREE

Информатика и системы управления (бакалавриат)

Вспомогательные материалы для первокурсников

FREE

Всё к экзамену по термеху

Теоретическая механика

Зрительная труба – это увеличительный прибор для наблюдения удаленных объектов. Астрономическая труба дает обратное изображение, земная – прямое.

Основными частями зрительной трубы является: объектив 1, окуляр 2, внутренняя фокусирующая линза 3, которая перемещается внутри трубы вращением кремальеры 4 (кремальерного винта или кольца) и сетки нитей 5.

Объектив и окуляр трубы располагают т.о. чтобы при установки трубы на бесконечность передний фокус окуляра совпадал с задним фокусом объектива и плоскостью сетки нитей. В окулярной части трубы находиться сетка нитей на которую проектируется изображение наблюдаемого предмета, между объективом и окуляром располагается двояковогнутая фокусирующая линза, которая перемещается при помощи кремальеры.

Зрительная труба имеет 3 основные оси.

визирная ось, прилегая проходит через оптический центр объектива и центр сетки нитей; вертикальная плоскость проходящая через визирную ось называется коллимационной.

оптическая ось проходит через центр объектива и окуляра.

геометрическая ось – прямая проходящая через центры поперечных сечений объективной части трубы.

При установке зрительной трубы по глазу необходимо получить отчетливое изображение сетки нитей и наблюдение объекта, для этого зрительную трубу наводят на светлый фон и вращением окулярного кольца добиваются отчетливого изображения нити сетей.

Для наведения резкости на предмет при помощи кремальеры перемещают фокусирующую линзу до совпадения изображения предмета с плоскостью сетки нитей.

После установки зрительной трубы следует убедиться в отсутствии параллакса сетки нитей – кажущегося смещения изображения относительно сетки при перемещении глаза наблюдателя относительно окуляра, устраняется дополнительной фокусировкой.

Увеличение зрительной трубы это отношение угла под которым предмет виден в зрительную трубу к углу, под которым предмет виден невооруженным глазом, на практике за увеличение зрительной трубы принимают соотношение фокусного расстояния объектива и окуляра.

Ход лучей в зрительной трубе

Более совершенными являются трубы с внутренней фокусировкой; в них применяется дополнительная подвижная рассеивающая линза L2, образующая вместе с объективом L1 эквивалентную линзу L. При перемещении линзы L2 изменяется расстояние между линзами l и, следовательно, изменяется фокусное расстояние f эквивалентной линзы. Изображение предмета, находящееся в фокальной плоскости линзы L, также перемещается вдоль оптической оси, и когда оно попадает на плоскость сетки нитей становится четко видным в окуляре трубы. Трубы с внутренней фокусировкой короче; они герметичны и позволяют наблюдать близкие предметы; в современных измерительных приборах применяются в основном такие зрительные трубы.

В технических приборах увеличение 20–30 крат.

Полем зрения трубы называется пространство, которое видно в  зрительную трубу при ее неподвижном положении.

Уровни предназначены для приведения в горизонтальное положение отдельных частей приборов, в геодезических приборах применяются жидкостные уровни.

Круглый уровеньпредставляет собой стеклянную ампулу округлой формы заключенной в металлической оправу и заполненную жидкостью так, чтобы оставалось свободное пространство, заполненное парами жидкости – пузырек.

На верхней внешней поверхности ампулы нанесены концентрические окружности – центр этих окружностей – нуль пункт.

Внутренняя верхняя поверхность ампулы представляет собой сферу большего радиуса. Осью круглого уровня называется прямая, походящая через нуль–пункт перпендикулярно к внутренним верхним поверхностям ампулы. Круглый уровень имеет небольшую точность, и применятся для предварительной установки прибора.

Цилиндрический уровень – стеклянная ампула цилиндрической формы, заключенная в металлическую оправу, заполненная жидкостью и имеет пузырек.

На верхней поверхности ампулы нанесены деления – середина нуль–пункт. Внутренняя и верхняя поверхность ампулы представляет собой дугу большего радиуса.

Касательная к внутренней и верхней поверхности ампулы, проходящий через нуль–пункт, называется осью уровня.

Для повышения точности установки приборов используется контактные уровни, это цилиндрические уровни с системой призм, позволяющих получать изображение концов пузырька уровня в поле зрения трубы.

Положению пузырька в нуль–пункте считается установка оптический контакт концов его изображения.

Цена деления уровня это угол, на который нужно изменить наклон оси уровня, чтобы пузырек переместился на одно деление.

Горизонтальный круг теодолита

Предназначен для измерения горизонтальных углов, состоит из лимба и алидады.

Лимб – плоское, стеклянное или металлическое кольцо по скошенному краю которого нанесены деления от 0о до 360о по часовой стрелке.

Алидада – это вспомогательное приспособление, позволяющее брать отсчеты по лимбу. Оси вращения лимба и алидады совпадают. Их принимают за основную вертикальную ось теодолита zz1. На алидаде имеется индекс (штрих) или шкала при помощи которых берут отсчет по лимбу.

Отсчет – это дуга лимба от 0о до 0о алидады по часовой стрелке.

При измерении горизонтальных углов лимб обычно движется и лежит в горизонтальной плоскости, а алидада скреплена с трубой и вращается вместе с ней.


Вертикальный круг

Вертикальный круг предназначен для измерения вертикальных углов (угол наклона). Состоит из лимба и алидады.

Лимб вертикального круга может иметь разную оцифровку от 0о до 360о по часовой стрелке или против часовой стрелки секторную оцифровку, т.е. от 0о до ±90о, ±75о, ±60о. Лимб вертикального круга скреплен с трубой и вращается вместе с ней.

Алидада вертикального круга обычно снабжена цилиндрическим уровнем для приведения ее нулевых штрихов в горизонтальное положение, в процессе измерения алидада неподвижна.

Отсчетные приспособления

Штриховой микроскоп – это индекс (штрих) на алидаде, при помощи которого берут отсчеты по лимбу.

Шкаловый микроскоп – это вспомогательная шкала на алидаде, длина которой равна минимальному делению основной шкалы лимба. Направление оцифровки основной и вспомогательной шкалы противоположны.

Верньер – это вспомогательная шкала на алидаде n–делений которых соответствует   n–1 делению основной шкалы лимба. Направление оцифровки вспомогательной шкалы совпадает  с основной.

Отсчет вычисляют по формуле:

A=A0+it.

А0 – отсчет по нулевому указателю Верньера, который был пройден этим указателем от начала лимба и номер штриха Верньера совпадающий со штрихом лимба.

iномер штриха верньера совпадающий со штрихом лимба

t – точность  Верньера.

Подставка геодезических приборов (триер) снабжена тремя подъемными винтами для горизонтирования. Все подвижные части приборов снабжены закрепительными (стопорными) винтами, которые предназначены для фиксирования этих частей в неподвижном положении.

Наводящие (микрометренные) винты предназначены для плавного и медленного поворота частей прибора, работают только при завернутых закрепленных винтах.

Угловые измерения

В геодезии измеряют горизонтальные и вертикальные углы.

Измерение горизонтальных углов, их сущность: пусть на местности закреплена точки А, В, С, находящиеся на разной высоте над уровнем моря. Необходимо измерить горизонтальный угол между АВ и АС местности.

Проведем через А, В, С отвесные линии, которые при пересечении с горизонтальной плоскостью Р дадут их проекции а, в, с. , лежащий в горизонтальной плоскости будет являться горизонтальным углом. Для получения       численного значения горизонтального  необходимо установить угломерный прибор так, чтобы его ось проходила через А в В и С. Установить вешки и взять отсчеты по горизонтальному кругу прибора в‘ и с‘. Значение  равно разности отсчетов: = в‘–с‘.

Горизонтальные углы измеряют при помощи горизонтального круга теодолита.

Классификация теодолитов

Теодолиты по точности делятся на:

1.       Высокоточные, позволяющие измерять углы со средней квадратической погрешностью 0,5″–1″

2.       Точные, СКП 2″–10″

3.       Технические, СКП 15″–30″

По материалам изготовления кругов и устройству отсчетных приспособлений Верньер:

1.       С металлическими кругами и Верньерами

2.       Со стеклянными кругами – отсчетное приспособление – штриховой или школвый микроскоп и оптический микрометр.

По конструкции на:

1.       Простые теодолиты, у которых лимб и алидада могут вращаться только отдельно.

2.       Повторительные, у которых лимб и алидада имеют как независимое так и совместное вращение.

По назначению на:

1.       Маркшейдерские.

2.       Проектировочные

и т.д.

Принципиальная схема теодолита

1-                  лимб ГК

2-                  алидада ГК

3-                  колонки

4-                  алидада ВК

5-                  лимб ВК

6-                  зрительная труба

7-                  цилиндрический уровень

8-                  подставка

9-                  подъемные винты

10-              становой винт

II1– основная (вертикальная) ось теодолита

НН1– ось вращения зрительной трубы

Теодолит должен соответствовать определенным оптико–механическим и геометрическим условиям. Оптико–механическое условие гарантирует завод изготовитель, а геометрические условия подвержены изменениям в процессе работы, транспортировки и хранения приборов.

Геометрические условия необходимо проверять после длительного хранения прибора и регулярно во время работы.

Основные геометрические условия теодолита

1.       Основная ось теодолита должна быть отвесна

2.       Лимб ГК должен быть горизонтален, визирная плоскость не должна быть отвесна. Для соблюдения выполнения этих условий производят поверки теодолита.

Поверки теодолита

Поверка 1.

Ось цилиндрического уровня при алидаде ГК (uu1) должна быть перпендикулярна основной оси теодолита zz1.

Горизонтирование

Уровень устанавливают параллельно двум винтам подставки и их вращением в противоположные стороны приводят пузырек уровня в нуль–пункт. Уровень поворачивают на 180о и проверяют положение пузырька. Если пузырек остался в нуль–пункте или сместился не более чем на одно деление – условие поверки выполнено. В противном случае половину схода устраняют подъемочными винтами подставки,  а вторую половину исправительными винтами уровня. Поверку исправления выполняют до тех пор, пока условие ее не будет выполняться.

Перед выполнением остальных поверок теодолит тщательно горизонтируют, т.е. его основную ось приводят в отвесное положение, для этого уровень устанавливают параллельно двум винтам подставки и приводят пузырек в нуль–пункт. Уровень поворачивают на 90о и третьим винтом приводят пузырек в нуль–пункт.

Эти действия повторяют до тех пор, пока при любом положение ампулы пузырек не будет располагаться в нуль–пункте, либо смещаться на одно деление.

Поверка 2.

Визирная ось трубы vv1 должна быть перпендикулярна горизонтальной оси вращения трубы hh1.

Нарушение этого условия ведет к коллимационной ошибки (с).

Для выполнения поверки визируют на удаленную точку и берут отсчеты по лимбу ГК при КЛ и КП. При соблюдении условий отсчеты будут различаться равно на 180о, т.е.        КЛ–КП±180о=0

Если условие нарушено вычисляют коллимационную погрешность , величина которая не должна превышать удвоенной точности отсчетного приспособления с≤2t. При нарушении этого условия производят исправления. Для этого вычисляют полусумму отсчетов , которую устанавливают по ГК, действую наводящим винтом алидады ГК, при этом сетка нитей сместиться с наблюдаемой точки.

Действую горизонтальными исправительными винтами сетки, совмещают ее центр с наблюдаемой точкой (предварительно ослабляют вертикальные исправительные винты, чтобы дать возможность передвигаться сетки в горизонтальном направлении). После исправления вертикальные винты затягивают.

Поверку исполняют до тех пор, пока не будет выполняться условие.

Поверка 3.

Горизонтальная ось вращения трубы должна быть перпендикулярна к основной оси прибора zz1.

Для выполнения поверки теодолит устанавливают на расстоянии 20–30 м от здания и визируют верхней части стены точку. Трубу опускают до примерно горизонтального положения и на стене фиксируют проекцию центра сетки нитей.

Эти же действия повторяют при другом положении ВК. Если проекции сетки центра совпали или расстояние между ними не превышает ширины биссектора сетки – условие считают выполненным. Нарушение условия говорит о неравенстве подставок зрительной трубы, исправление которой производят на заводе – изготовителе или в специализированных мастерских.

Поверка 4.

Одна из нитей сетки должна быть вертикальна, а вторая горизональна.

Для выполнения поверки визируют на удаленную точку и действуя наводящим винтом алидады и действуя наводящим винтом алидады ГК поварачивают прибор вокруг его оси вращения. Если изображение точки остается на горизонтальной нити сетки – условие считается выполненным, в противном случае сетку исправляют, ослабив горизононтальные и вертикальные исправительные винты, совмещают изображение точки с горизонтальной нитью.

Если производились исправления, то повторяют поверку 2.

Эксцентриситет алидады

В плоскости лимба горизонтального круга имеются три характерных точки:

D – центр круга делений лимба,
A – центр вращения алидады,
L – центр вращения лимба.

В идеальном теодолите все три точки должны совпадать, но в действительности они не совпадают. Несовпадение точки A с точкой D называется эксцентриситетом алидады, несовпадение точки L с точкой D называется эксцентриситетом лимба, несовпадение точек A и L называется эксцентриситетом осей.

Рассмотрим влияние эксцентриситета алидады на отсчеты по лимбу. Отрезок AD называется линейным элементом эксцентриситета алидады и обозначается буквой l.

Некоторые теодолиты имеют два отсчетных устройства, отстоящих одно от другого на 180o. Вследствие эксцентриситета алидады отсчет по одному отсчетному индексу будет меньше правильного отсчета на угол ε:

N’1 = N1 – ε

по другому отсчетному индексу – больше правильного на угол ε:

N’2 = N2 + ε

Средний отсчет будет свободен от влияния эксцентриситета:

N = 0.5*(N1‘ + N2‘) = 0.5*(N1 + N2) .

Чтобы получить численное значение эксцентриситета, нужно из отсчета N2′ вычесть отсчет N1‘:

N2‘ – N1′ = N2 – N1 + 2*ε,

но N2 – N1 = 180o, поэтому:

ε = 0.5*(N’2 – N’1 + 180o).

При вращении алидады взаимное положение линейного элемента эксцентриситета алидады и отсчетных индексов изменяется, и величина ошибки отсчета ε’ зависит от угла γ:

ε’ = ε * sin(γ) .                

У теодолитов с односторонним отсчитыванием отсчет по лимбу искажается на величину ε’ с одним знаком при КЛ и с другим знаком при КП; в среднем отсчете влияние эксцентриситета исключается.

Из всех ошибок отсчитывания по лимбу, возникающих вследствие нарушения геометрических условий, можно выделить симметричные ошибки, то–есть такие, которые имеют разные знаки при КЛ и КП и влияние которых в среднем отсчете устраняется, и несимметричные ошибки, влияние которых в среднем отсчете не устраняется. К симметричным ошибкам относятся коллимационная ошибка, ошибка из–за неравенства подставок, ошибка эксцентриситета. К несимметричным ошибкам относятся ошибка наклона оси вращения алидады, ошибки делений лимба и некоторые другие.

                                    

Способы измерения горизонтальных углов

Перед началом измерения теодолит устанавливают в рабочее положение в вершине угла, а в точках, на которых будет вестись визирование, вертикально устанавливают вешки.

Установка прибора в рабочее положение подразумевает его центрирование, горизонтирование и установка трубы по глазу.

Центрирование – это приведение основной оси теодолита в вершину измеряемого угла. При выполнении работ технической точности центрирование выполняют нитевым отвесом, для этого теодолит на штативе сначала устанавливают на точкой приближенно, стараясь, чтобы верхняя поверхность головки штатива была примерно горизонтальна, ножки штатива закрепляют в пункте. Ослабляют становой винт и перемещением прибора по штативу совмещают острие отвеса с вершиной угла, становой винт затягивают. Точность центрирования 2–5 мм.

Горизонтирование см. поверку 1.

Установка зрительной трубы по глазу см. устройство зрительной трубы.

Способ приемов

Состоит из двух полуприемов, которые выполняются при разных положениях вертикального круга. Для измерения угла в полуприеме закрепляют лимб ГК, открепляют алидаду ГК, визируют на правую точку и, закрепив алидаду, берут отсчет по лимбу ГК. Открепляют алидаду, визируют на левую точку и, закрепив алидаду, берут еще один отсчет. Разность отсчетов даст величину измеряемого угла. Для выполнения второго полуприема трубу переводят через зенит и смещают лимб ГК примерно на 60о, 90о. Выполняют аналогично.

Второй полуприем выполняют для контроля измерения и снижения влияния инструментальных ошибок.

Значения углов в полуприемах должно различаться не более удвоенной точности отсчетного приспособления теодолита. Если условие выполняется за окончательно значение принимают среднее из двух измерений. Для повышения точности измерения можно выполнить несколькими приемами, смещая между ними лимб на величину , где n – число приемов.

Способ круговых приемов

Применяется в тех случаях, когда нужно измерить углы, между тремя и более направлениям на станции.

Теодолит устанавливают в т.О и приводят его в рабочее положение.

Ориентируют лимб по направлению на какую–либо точку, например А (направляют 0о лимба ГК на точку А).

Для этого открепляют алидаду и ее вращением устанавливают отсчет = 0о, закрепляют ее, открепляют лимб и визируют на точку А, закрепляют.

Открепляют алидаду ее вращением по часовой стрелке последовательно визируют на точку В, С, Д и берут отсчеты по лимбу ГК.

В конце проверяют неподвижность лимба, т.е. визируют снова на точку А и берут отсчет.

Отсчет может изменяться до 2t, эти действия составляют полуприем.

Трубу переводят через зенит и выполняют еще один полуприем при другом положении ВК, но визируя против часов стрелки (т.А–Д–С–А–В).

2С – удвоенная коллимационная погрешность.

Колебание удвоенной коллимационной погрешности 2С, допускается в пределах удвоенной точности отсчетного приспособления (1′) теодолита.

Для повышения точности измерения можно выполнить несколькими приемами, переставляя между ними лимб на величину , где n–число приемов.

Способ повторений

Дает возможность повысить точность измерений за счет уменьшения влияния ошибки отсчитывания.

Прибор приводят в рабочее положения в вершине угла и выполняют измерение в процессе которого последовательно откладывают на лимбе измеряемый угол 2k – раз, k – число повторений.

Предположим, что угол измеряется двумя повторениями.

Ориентируют лимб отсчетом близким к 0, на точку А и записывают этот отсчет (n1).

Открепляют алидаду визируют на точку В и берут контрольный отсчет n2.

Открепляют лимб визирую на точку А, отсчет не берут.

В результате лимб переместился против часовой стрелки на угол β.

Открепляют алидаду визируют на точку В, и снова не берут отсчет. Теперь на лимбе отложен угол =2β.

Если необходимо сделать больше двух повторений, то эти условия продолжают до тех пор, пока на лимбе не будет отложен угол β столько раз сколько нужно повторения.

Далее трубу переводят через зенит, открепляют лимб и визируют на точку А. Отсчте при этом не изменяется. Открепляет алидаду, визируют на точку В, на лимбе отложен угол 3β.

Снова открепляют лимб визируют на точку А, открепляют алидаду, визируют на точку В, на лимбе отложен угол 4β.

Берут отсчет n2. Вычисляют угол β по формуле:, (k – число повторений) сравнивая его с контрольным.


Измерение вертикальных углов

Методика измерений зависит от конструкции и оцифровки ВК теодолита.

1 способ

Если ВК не имеет уровень при алидаде, то после приведения прибора в рабочее положение, визируют на определяемую точку. Например, при КЛ, наводящим винтом алидады вертикального круга приводят в 0–пункт уровень при ВК и берут отсчет по лимбу ВК.

Трубу переводят через зенит и действия повторяют при другом положении вертикального круга.

Вычисляют вертикальный угол и МО.

Контролем правильности измерений служит постоянство МО, колебания которого могуб быть в пределах удвоенной точности прибора. (МО=const, ∆MO≤2t).

2 способ

В случае, если алидада ВЕ не имеет уровня, и его функции выполняет уровень при алидаде ГК (Т30, 2Т30). Прибор приводят в рабочее положение, предварительно визируют на опредямую точку, подъемным винтом подставки расположенным ближе все к визирной оси, приводят в 0–пункт пузырек уровня при ГК, производят точное визирвание и берут отсчет по вертикальному кругу. Действие повторяют при другом положении ВК.

Вычисляют вертикальный угол и МО, контроль МО=const.

3 способ

Если алидада ВК не имеет уровня и вместо него используется компенсатор (алидада автоматически становится горизонтально).

Порядок измерений:

Прибор приводят в рабочее положение, визируют на определяемую точку и берут отсчет по ВК. Трубу переводят через зенит и действия повторяют. Вычисляют вертикальный угол и МО,  МО=const.

Формулы для вычисления вертикального угла и МО

1.       от 0º до 360º (лимб) по часовой стрелке:

МО=½(КЛ+КП)

V=КП–МО=МО–КЛ=½(КП–КЛ)

2.       от 0º до 360º (лимб) против часовой стрелке (Т30):

МО=½(КЛ+КП+180º)

V=КЛ–Мо=МО–КП–180º=½(КЛ–КП–180º)

от 0º до ±90º

МО=½(КЛ–КП)

от 0º до ±75º

от 0º до ±60º

v=КЛ–МО=МО–КП=½(КЛ–КП)

3.

Место нуля вертикального круга

При нарушении геометрических условий ВК возникает инструментальная ошибка, называется место нуля ВК.

Место нуля – это отсчет по ВК в момент, когда визирная ось трубы горизонтальная, а пузырек уровня при ВК находиться в нуль–пункте.

При соблюдении геометрических условий этот отсчет равен нулю, при нарушении отличается от нуля.

Геометрические условия. Место нуля – величина постоянная для прибора, его колебания может быть в пределах 2t. Желательно чтобы МО≤2t, в противном случаю его исправляют.

Исправление места нуля

Если место нуля получается большим, то при основном положении круга нужно навести трубу на точку и микрометренным винтом алидады установить отсчет, равный углу наклона; при этом пузырек уровня отклонится от нуль–пункта. Исправительными винтами уровня привести пузырек в нуль–пункт.

Измерение угла наклона местности

В точке А устанавливают теодолит. Приводят его в рабочее положение и при помощи рулетки измеряют высоту инструмента i.

i – это расстояние от оси вращения трубы до точки, над которой установлен прибор.

В точке В вертикально устанавливают рейку, на которой отмечают i. Визируют на высоту инструмента и измеряют вертикальный угол, который будет равен углу наклона местности.

Измерение длин линий

Определение расстояния между точками земной поверхности называется линейными измерениями.

Линейные измерения делятся на непосредственные и косвенные.

К непосредственным измерениям относят такие измерения, при которых мерный прибор укладывают непосредственно в створе измеряемой линии.

Створ – вертикальная плоскость, соединяющая начало и конец измеряемой линии.

Если невозможно измерить длину линии непосредственно, прибегают к косвенным измерениям. В этом случае определяемую длину находят как функцию других измеряемых величин.

Для линейных измерений используют механические и физико–оптические мерные приборы.

Механические рулетки:

– Стальные (25–100 м), эти рулетки имеющие метровые, дециметровые сантиметровые и миллиметровые деления;

– Тесьмяные рулетки (10 м) – сантиметровые, дециметровые, миллиметровые. Используются для съема контура местности.

– Стальные мерные ленты (20 м) имеющие метровые, полуметровые, дециметровые деления. В комплект входят шпильки, которые фиксируют концы ленты. Погрешность 1:2000.Используется для линейных измерений в съемках.

– Инварные проволоки (24 м) с десяти сантиметровыми и миллиметровыми шкалами на концах. Измерение производят при помощи подвесного базисного прибора. Применяется для высокоточных линейных измерений. Погрешность 1:1000000.

Достоинства: высокая точность измерений, простота устройства, не высокая стоимость, возможность откладывания проектных длин.

Недостаток: высокая трудоемкость измерений.

Физико–оптические мерные приборы – это различные лазерные, свето–, радио–, оптико–, дальномеры.

Измерения этими приборами основаны на косвенном способе.

Их достоинствами является точность и быстрота измерений, возможность измерения больших расстояний.

Недостатки: невозможность откладывать проектные расстояния, высокая цена, сложность устройства.

Измерение длин линий механическим прибором (на примере мерной ленты)

Для измерения расстояния обычно не достаточно закрепить на местности начало и конец измеряемой линии, необходимо в створе линии установить дополнительные вешки, этот процесс называется провешиванием или вешением линии. Вешение может производиться при помощи теодолита или на глаз.

Для провешивания линии АВ на глаз, в точках А и В закрепляют вешки, наблюдатель становиться возле точки А так, чтобы вешки в точках А и В совпали. Его помощник движется от точки А к точке В и устанавливает в точках 1, 2, …, n дополнительные вешки, руководясь указаниями наблюдателя.

При вешении теодолита в точке А устанавливают теодолит, в точку В вешку. Вертикальная нить сетки совмещают с вешкой в точке В, закрепляют горизонтальный круг и трубу, вспомогательные вешки устанавливают по вертикальной нити сетки.

Если между точками А и В нет прямой видимости, вешение выполняется следующим образом: выбирают две вспомогательные точки, таким образом, чтобы они обе были видны и из точки А и из точки В, и в них устанавливают вешки.

Методом последовательных приближений перемещают вешки из точки D1 в C1, C1 вD2 , D2 в C2 и т.д., до тех пор пока все вешки не будут на одной прямой.


Порядок измерения линий

После провешивания закрепляют точки перегиба местности, попадающие в створ линии. При помощи рулетки измеряют наклонные участки D1, D2, … и углы наклона местности ν1, ν2, ….

Вычисление горизонтальных проекций измеренных расстояний

d1, d2– горизонтальные проложения:

di=Dicos νi

Общая сумма горизонтального проложения АВ:

ddi

Каждое наклонное расстояние измеряют следующим образом: нулевой штрих ленты прикладывают к началу измеряемой линии, ленту укладывают в створе, встряхивают в горизонтальной и вертикальной плоскостях, натягивают и вставляют шпильку в вырез в конце ленты, снимают ленту со шпильки, одевают на шпильку нулевой вырез ленты и действия повторяют. В конце измеряют длину неполного пролета. Измеренная наклонная длина вычисляется по формуле:

D1=nl+r

r – длина неполного пролета

n – число полных проложений ленты

Для контроля длину измеряют в обратном направлении D2, за окончательно значение длины принимают среднее из двух измерений, если разница между ними не превышает 1:2000 от длины линии:

Поправки, вводимые в длины линии, измеренные механическими приборами:

1. За температуру вводят в тех случаях, когда температура измерений отличается от нормально (+20ºС). Номинальную длину мерного прибора определяют при нормальной температуре, его длина увеличивается или уменьшается в зависимости от внешней температуры:

 

D –измеренная длина

l – длина мерного прибора

α – коэффициент линейного расширения

t – температура измерения

t0 – нормальная температура

2. За наклон линии вводится в тех случаях. Когда угол наклона местности превышает 2º. Иногда необходимо на наклонной поверхности отложить расстояние так, чтобы его горизонтальное проложение было равно заданной величине.

Сначала от точки А откалывают горизонтальные проложения, а затем удлиняют его на поправку:

3. За компарирование – это определение истинной длины мерного приора, при компарировании мерным прибором измеряют заранее известную длину линии и сравнивают результаты измерений с известной величиной, а затем вычисляют поправку мерного прибора. Эта поправка вводиться в том случае если номинальная длина отличается от длины.

Измерение расстояний при помощи физико–оптических мерных приборов

(на примере нитяного дальномера)

Нитяной дальномер это две вспомогательные горизонтальные нити на сетке.

               

               Ход лучей в нитяном дальномере                               Поле зрения трубы

Определения расстояний нитяным дальномером

Для определения расстояния между точками А и В, над точкой А устанавливают прибор так, чтобы его ось вращения проходила через точку А, а в точке В вертикально устанавливают рейку с сантиметровыми делениям. Предположим, что визирная ось трубы горизонтальна и введем обозначения:

Р – расстояние между дальномерными нитями

σ – расстояние от оси вращения прибора до оптического центра объектива

f – фокусное расстояние объектива

F – передний фокус объектива

n – расстояние по рейке меду дальномерными нитями

Поскольку визирная ось горизонтальна, лучи параллельны ей и проходящие через дальномерные нити пересекут передний фокус объектива и, пройдя его, спроектируются на реку, т.е. в трубу можно будет видеть рейку, и изображение дальномерных нитей. Поскольку на рейке нанесены сантиметровые деления, можно будет определить расстояние между дальномерными нитями по рейке, т.е. взять отсчет n.

Из чертежа видно, что расстояние между точками: d = σ + f + E

σ и f постоянны, для каждого прибора и из можно заменить на постоянное слагаемое:

d = c + E (c=0.1 м)

Е – определяют из подобия треугольников:

Поскольку f и Р постоянные величины, то их можно заменить коэффициентами дальномера:

Рекомендуем посмотреть лекцию «9 — АСУ и АСУТП как системы управления».

Е = kn (k=100)

D = kn + c

Поскольку точность определения расстояния при помощи дальномера ≈ 1:300 от длины линии, слагаемым с можно пренебречь:

D = kn

Горизонтальный круг теодолита — КиберПедия

Предназначен для измерения горизонтальных углов, состоит из лимба и алидады.

Лимб – плоское, стеклянное или металлическое кольцо по скошенному краю которого нанесены деления от 0о до 360о по часовой стрелке.

Алидада – это вспомогательное приспособление, позволяющее брать отсчеты по лимбу. Оси вращения лимба и алидады совпадают. Их принимают за основную вертикальную ось теодолита zz1. На алидаде имеется индекс (штрих) или шкала при помощи которых берут отсчет по лимбу.

Отсчет– это дуга лимба от 0о до 0о алидады по часовой стрелке.

При измерении горизонтальных углов лимб обычно движется и лежит в горизонтальной плоскости, а алидада скреплена с трубой и вращается вместе с ней.


Вертикальный круг

Вертикальный круг предназначен для измерения вертикальных углов (угол наклона). Состоит из лимба и алидады.

Лимб вертикального круга может иметь разную оцифровку от 0о до 360о по часовой стрелке или против часовой стрелки секторную оцифровку, т.е. от 0о до ±90о, ±75о, ±60о. Лимб вертикального круга скреплен с трубой и вращается вместе с ней.

Алидада вертикального круга обычно снабжена цилиндрическим уровнем для приведения ее нулевых штрихов в горизонтальное положение, в процессе измерения алидада неподвижна.

Отсчетные приспособления

Штриховой микроскоп– это индекс (штрих) на алидаде, при помощи которого берут отсчеты по лимбу.

 

Шкаловый микроскоп– это вспомогательная шкала на алидаде, длина которой равна минимальному делению основной шкалы лимба. Направление оцифровки основной и вспомогательной шкалы противоположны.

Верньер– это вспомогательная шкала на алидаде n–делений которых соответствует n–1 делению основной шкалы лимба. Направление оцифровки вспомогательной шкалы совпадает с основной.

Отсчет вычисляют по формуле:

A=A0+it.

А0 – отсчет по нулевому указателю Верньера, который был пройден этим указателем от начала лимба и номер штриха Верньера совпадающий со штрихом лимба.

i – номер штриха верньера совпадающий со штрихом лимба

t – точность Верньера.

Подставка геодезических приборов (триер) снабжена тремя подъемными винтами для горизонтирования. Все подвижные части приборов снабжены закрепительными (стопорными) винтами, которые предназначены для фиксирования этих частей в неподвижном положении.

Наводящие (микрометренные) винты предназначены для плавного и медленного поворота частей прибора, работают только при завернутых закрепленных винтах.



 

Угловые измерения

В геодезии измеряют горизонтальные и вертикальные углы.

Измерение горизонтальных углов, их сущность: пусть на местности закреплена точки А, В, С, находящиеся на разной высоте над уровнем моря. Необходимо измерить горизонтальный угол между АВ и АС местности.

Проведем через А, В, С отвесные линии, которые при пересечении с горизонтальной плоскостью Р дадут их проекции а, в, с. , лежащий в горизонтальной плоскости будет являться горизонтальным углом. Для получения численного значения горизонтального необходимо установить угломерный прибор так, чтобы его ось проходила через А в В и С. Установить вешки и взять отсчеты по горизонтальному кругу прибора в‘ и с‘. Значение равно разности отсчетов: = в‘–с‘.

Горизонтальные углы измеряют при помощи горизонтального круга теодолита.

 

Классификация теодолитов

Теодолиты по точности делятся на:

1. Высокоточные, позволяющие измерять углы со средней квадратической погрешностью 0,5″–1″

2. Точные, СКП 2″–10″

3. Технические, СКП 15″–30″

По материалам изготовления кругов и устройству отсчетных приспособлений Верньер:

1. С металлическими кругами и Верньерами

2. Со стеклянными кругами – отсчетное приспособление – штриховой или школвый микроскоп и оптический микрометр.

По конструкции на:

1. Простые теодолиты, у которых лимб и алидада могут вращаться только отдельно.

2. Повторительные, у которых лимб и алидада имеют как независимое так и совместное вращение.

По назначению на:

1. Маркшейдерские.

2. Проектировочные

и т.д.

ЗАО «Лимб» — История геодезии

Закрытое Акционерное Общество «ЛИМБ» основано 11 октября 1990 года. Генеральный директор предприятия кандидат географических наук Александр Иванович Захаров.

ЗАО «Лимб» зарекомендовало себя как предприятие, выполняющее работы любой сложности с высоким качеством и в минимальные сроки. В списке постоянных клиентов такие крупные компании, как ООО «Газпром инвест», ООО «Газпром трансгаз Санкт-Петербург», ЗАО «Ямалгазинвест», ООО «Газпром добыча Надым», ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз», ОАО «Гипроспецгаз», ООО «Балтнефтепродукт», ОАО «Связьтранснефть» и государственные заказчики.

Землеустроительные, кадастровые и картографические работы остаются ведущими направлениями деятельности ЗАО «Лимб». В процессе выполнения комплексного землеустройства заказчик нередко сталкивается с необходимостью оценки объектов недвижимости: жилой, промышленной, коммерческой, земельных участков и другого. Такие задачи по плечу специалистам-оценщикам.

Наряду с этим компания на протяжении многих лет проводит все виды инженерных изысканий: инженерно-геодезические, инженерно-геологические, инженерно-гидрологические. Все работы выполняются с применением современной высокоточной измерительной техники: электронных тахеометров и спутниковых систем. Бригады оснащены новейшими видами связи и необходимым транспортом. Для комплексных изысканий предприятие имеет буровые установки, комплекс для выполнения промерных работ, собственную геотехническую лабораторию.

Вместе с заказами дочерних предприятий ОАО «Газпром» на комплексное землеустройство появилась необходимость в разработке и внедрении специализированного программного обеспечения по управлению объектами земельно-имущественного комплекса. С 2003 года АИС СУОЗИК компании успешно функционирует в ООО «Газпром трансгаз Санкт-Петербург». На сегодняшний день система адаптирована под нужды ФГП ВО ЖДТ России, Леноблкомимущества, ООО «Газпром добыча Надым», ООО «Газпром инвест Запад», ОАО «Газпром нефть».

Ставка предприятия на комплексный подход в обслуживании заказчиков привела к развитию нового направления деятельности: проектные работы. Основными заказчиками проектов являются такие государственные структуры, как комитеты по благоустройству и дорожному хозяйству, энергетике и инженерному обеспечению, строительству и капитальному ремонту объектов топливно-энергетического комплекса Санкт-Петербурга, другие государственные предприятия, дочерние предприятия ОАО «Газпром».

Елена Тетерина

Измерение горизонтальных углов. | Инженерная геодезия. Часть 1.

Измерение горизонтального угла выполняют способом приемов. При измерении нескольких углов, имеющих общую вершину, применяют способ круговых приемов.

Работу начинают с установки теодолита над центром знака (например, колышка), закрепляющим вершину угла, и визирных целей (вех, специальных марок на штативах) на концах сторон угла.

Установка теодолита в рабочее положение состоит из центрирования прибора, горизонтирования его и фокусирования зрительной трубы.

Центрирование выполняют с помощью отвеса. Устанавливают штатив над колышком так, чтобы плоскость его головки была горизонтальна, а высота соответствовала росту наблюдателя. Закрепляют теодолит на штативе, подвешивают отвес на крючке станового винта и, ослабив его, перемещают теодолит по головке штатива до совмещения острия отвеса с центром колышка. Точность центрирования нитяным отвесом 3 – 5 мм.

Пользуясь оптическим центриром, теодолита (если такой у теодолита имеется), сначала надо выполнить горизонтирование, а затем центрирование. Точность центрирования оптическим центриром 1 – 2 мм.

Горизонтирование теодолита выполняют в следующем порядке. Поворачивая алидаду, устанавливают ее уровень по направлению двух подъемных винтов, и, вращая их в разные стороны, приводят пузырёк уровня в нуль-пункт. Затем поворачивают алидаду на 90º и третьим подъёмным винтом снова приводят пузырёк в нуль-пункт.

Фокусирование зрительной трубы выполняют “по глазу” и “по предмету”. Фокусируя “по глазу”, вращением диоптрийного кольца окуляра добиваются четкого изображения сетки нитей. Фокусируя “по предмету”, вращая рукоятку кремальеры, добиваются четкого изображения наблюдаемого предмета. Фокусирование должно быть выполнено так, чтобы при покачивании головы наблюдателя изображение не перемещалось относительно штрихов сетки нитей.

Измерение угла способом приемов. Прием состоит из двух полуприемов. Первый полуприем выполняют при положении вертикального круга слева от зрительной трубы. Закрепив лимб и открепив алидаду, наводят зрительную трубу на правую визирную цель. После того как наблюдаемый знак попал в поле зрения трубы, зажимают закрепительные винты алидады и зрительной трубы и, действуя наводящими винтами алидады и трубы, наводят центр сетки нитей на изображение знака и берут отсчёт по горизонтальному кругу. Затем, открепив трубу и алидаду, наводят трубу на левую визирную цель и берут второй отсчёт. Разность первого и второго отсчётов даёт величину измеряемого угла. Если первый отсчёт оказался меньше второго, то к нему прибавляют 360º.

Второй полуприем выполняют при положении вертикального круга справа, для чего переводят трубу через зенит. Чтобы отсчёты отличались от взятых в первом полуприеме, смещают лимб на несколько градусов. Затем измерения выполняют в той же последовательности, как в первом полуприеме.

Если результаты измерения угла в полуприёмах различаются не более двойной точности прибора (то есть 1¢ для теодолита Т30), вычисляют среднее, которое и принимают за окончательный результат.

Понятие об измерении способом круговых приемов нескольких углов, имеющих общую вершину. Одно из направлений принимают за начальное. Поочередно, по ходу часовой стрелки, при круге слева наводят трубу на все визирные цели и берут отсчеты. Последнее наведение вновь делают на начальное направление. Затем, переведя трубу через зенит, вновь наблюдают все направления, но в обратном порядке – против часовой стрелки. Из отсчетов при круге слева и круге справа находят средние и вычитают из них среднее значение начального направления. Получают список направлений – углов, отсчитываемых от начального направления.

Earth Limb — обзор

5.2 Спутники и орбиты

Спутники и орбиты должны быть поняты, по крайней мере в общих чертах, экспериментатору УФ-излучения. Доступно несколько ссылок, но две, которые были полезны автору, — это King-Hele, 1960 и Davidoff, 1990. Этот раздел представляет собой лишь краткое введение.

Дистанционное зондирование со спутников показано на Рисунке 5.4, на котором даны определения нескольких терминов. С точки наблюдения в космосе направление надира — это направление к центру Земли, а направление зенита — противоположное.Конечность Земли представляет собой область атмосферы, представляющую интерес из-за ее свойств излучения или поглощения. Эти эффекты очевидны для любого угла обзора Земли, кроме надира, поэтому направления обзора конечностей здесь определены как от надира до местного горизонта в точке наблюдения. Высота касательной — это высота наибольшего сближения с линией обзора лимба для направлений между направлением твердой границы Земли, которое имеет касательную высоту, равную нулю, и местным горизонтальным направлением в точке наблюдения, которая имеет высоту касательной, равную нулю. точка наблюдения.

Рисунок 5.4. Определения, связанные с наблюдением за Землей со спутника

Все эти термины оказались полезными, даже если, например, соображения передачи не позволяют УФ-датчику на спутнике видеть любое атмосферное излучение, генерируемое вблизи края Земли. Направление наведения конечности Земли и касательная высота зависят от геометрии. Основной вклад в наблюдаемое УФ-излучение вдоль этого луча зрения может быть не вблизи касательной высоты, хотя для больших касательных высот он будет.Упрощенный подход, используемый здесь, игнорирует тот факт, что Земля не является идеальной сферой и что геодезическое поле неоднородно, и следует иметь в виду, что определение касательной высоты с высокой точностью на глобальной основе со спутников сложно. .

Полярно-орбитальные спутники оказались наиболее полезными платформами для дистанционного зондирования в УФ-диапазоне, поскольку полярный регион очень важен для понимания атмосферы в глобальном масштабе. Полярные орбиты на малых высотах имеют оптимальную высоту около 1000 км, хотя эксперименты на любой высоте полезны, при этом 175 км — это самые низкие из обнаруженных спутников.Высотные полярные орбиты могут иметь апогей до нескольких радиусов Земли. Достижение больших высот обходится дороже, и они ограничены необходимостью экранировать электронику при прохождении через пояса космического излучения. Интерпретация данных упрощается благодаря тому, что орбита становится как можно более круговой.

Спутники на полярной орбите имеют наклон около 60 ° или больше. Наклон — это угол между направлением наземной линии на север и направлением на восток на экваторе, с наклоном 90 °, проходящим непосредственно над полюсами.Наклонение орбиты — это самая высокая широта, достигаемая орбитой. Обычно используется солнечно-синхронная орбита , при этом прибывает на каждую широту в одно и то же местное время на каждой орбите. Из-за сплющенности Земли солнечно-синхронная работа достигается с ретроградной орбитой, имеющей наклон около 98 °, для низких околоземных орбит.

Примерами действующих спутников на низкой полярной орбите являются программа DOD Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) и спутники NOAA NIMBUS.Два спутника DMSP, которые находятся в полете одновременно, обычно находились на высоте около 830 км. Фиксированное местное время на экваторе обычно было 10:30 и 22:30 («полдень-полночь») и 06:00 и 18:00 («рассвет-сумерки»). Эти более низкие полярные спутники имеют периоды около 100 минут. Спутники NIMBUS обычно находятся на немного большей высоте и в разное местное время.

Для исследовательских целей предпочтительны отклонения без солнечной синхронизации , особенно если изменение местного времени не слишком быстрое.Таким образом можно изучать эффекты солнечного угла. Орбиты спутников HILAT и Polar BEAR по программе космических испытаний Министерства обороны США принадлежали к этому типу.

Орбита типа Молния используется для некоторых высотных дистанционных датчиков. К этому типу относятся орбиты, используемые NASA Dynamics Explorer I, или DE I, и шведским VIKING. Они имеют форму эллипса с апогеем в несколько радиусов Земли, перигеем в несколько сотен километров и периодом в несколько часов. Эти орбиты позволяют получать ультрафиолетовые изображения полярных сияний на больших высотах, а также получать образцы на месте частиц и полей в диапазоне высот в радиационных поясах.Атрибут этого типа орбиты состоит в том, что наземный трек положения около апогея орбиты медленно изменяется по широте, так что основное время наблюдения около апогея меняется от полюса к полюсу в течение нескольких месяцев.

Большинство спутников, шаттлов и предлагаемых космических станций обычно находятся на неполярных орбитах, из которых имеет наклон менее примерно 60 °. Шаттл и предлагаемые в настоящее время космические станции находятся на низких околоземных орбитах от 250 до 300 км.

Широко используемая геостационарная, или геостационарная орбита устанавливает спутник в положение, фиксированное относительно данного региона на поверхности Земли.Высота геостационарной орбиты составляет около 35 800 км, или между пятью и шестью земными радиусами, а наклон мал, так что наземная линия пути проходит около экватора. Эти орбиты широко используются для связи. Для зондирования окружающей среды сеть NOAA GOES предоставляет изображения облаков и другие данные, необходимые для прогнозирования погоды. К сожалению, обзор полярных регионов обычно считается слишком ограниченным для приложений, и, возможно, по этой причине они не использовались для дистанционного зондирования атомосферы в УФ-диапазоне.По мере того, как важность экваториального пояса свечения становится более понятной, это может измениться.

Стабилизация и слежение за спутником может иметь решающее значение для способности ощущать атмосферу. Нестабилизированный спутник упал бы на своей орбите, не имея возможности контролировать линию обзора датчиков. Экспериментатор УФ-излучения должен быть знаком с методами стабилизации, но это особый предмет, и мы сделаем лишь несколько комментариев. Заинтересованный читатель может найти подробности в таких книгах, как Wertz, 1978.

Наиболее распространенными типами стабилизации являются: трехосная стабилизация, , при которой сохраняется положение спутника относительно Земли; стабилизация вращения, , где линия обзора может быть расположена перпендикулярно оси вращения, так что возможны виды, проходящие через диск Земли из космоса; и инерциальная стабилизация, , где направления некоторых или всех спутниковых координат фиксированы в инерциальном пространстве, так что направление относительно небесной сферы остается постоянным.В любом случае некоторые из них могут быть объединены. Стабилизация может быть пассивной, с импульсными колесами и стрелами градиента силы тяжести, или активной, с бортовой движущей силой для регулировки координат спутника и линии визирования относительно осей тангажа, рыскания и крена.

Отслеживание и наведение относятся к способности космического корабля или бортовой аппаратуры указывать и удерживать в пределах определенного поля обзора объекты, такие как звезды, или желаемые направления наведения, такие как определенная касательная высота, как космический корабль. движется по своей орбите.Для стабилизации, отслеживания и наведения доступен ряд инструментов, включая инфракрасные датчики горизонта, звездные трекеры, двигатели на холодном газе и реактивные двигатели. Необходимо учитывать многие другие факторы, такие как джиттер, зона нечувствительности, частоты системы управления и т. Д.

При планировании эксперимента космический экспериментатор может быть ограничен возможностями стабилизации, отслеживания и наведения. Обычно доступная трехосная стабилизация составляет 1 ° по тангажу, рысканью и крену, но гораздо лучшие значения, возможно, до 0.01 ° может быть доступен в особых случаях.

Ультрафиолетовое излучение от края Земли было предложено в качестве эталона для зондирования горизонта, Wolff, 1966, 1967. Измерения с учетом этого использования проводились в рамках программы Horizon Ultraviolet Program, HUP, эксперимент, Huffman et al. , 1981, 1983. HUP также летал на шаттле STS-39 в 1991 году.

Научными единицами длины обычно являются километры, но высота космических аппаратов может быть указана в морских милях, которые равны 1.85 км. Морская миля может быть сокращена до нм, но в этой книге нм означает длину волны в нанометрах. Статутная миля составляет 1,61 км или 5280 футов. Поскольку тропосферные и стратосферные высоты, связанные с воздушным судном, часто выражаются в футах, полезно знать, что километр равен 3280,8 фута.

3 Требования к геодезии для наук о Земле | Точная геодезическая инфраструктура: национальные требования к общему ресурсу

Эпоха

в гидрологии суши, открывающая важные новые перспективы для исследований земного водного цикла, прогнозирования наводнений и водных ресурсов.

ПОГОДА

Спутниковые снимки

, показываемые по телевидению, могут создать впечатление, что прогнозы погоды основаны на этих изображениях, но на самом деле прогнозы основаны на физических моделях тропосферы , самых нижних 14 километров атмосферы. Эти модели должны постоянно получать измерения состояния атмосферы (давления, температуры, влажности и ветра) на разных высотах вокруг планеты, чтобы соответствовать реальным атмосферным условиям.Способность предсказывать как серьезность, так и временную и пространственную протяженность погодных изменений, особенно осадков, имеет решающее значение для общественной безопасности и сельского хозяйства, и правительства всего мира сотрудничают для сбора данных, используемых в прогнозах. На протяжении десятилетий исходные данные для этих моделей предоставлялись радиозондами, более известными как метеозонды. К сожалению, пространственное распределение пунктов приема радиозондов ограничено как из-за недостаточного покрытия океанов, так и из-за значительного сокращения числа пунктов в южном полушарии.Увеличение количества запусков радиозондов в день сдерживается стоимостью оборудования, которое нельзя использовать повторно. Геодезисты, сосредоточенные на точном позиционировании, используют поправки для устранения атмосферных эффектов, которые считаются источником шума в их измерениях. И наоборот, эти же поправки могут использоваться метеорологами для лучшего понимания атмосферы. Таким образом, улучшение геодезической инфраструктуры приносит пользу обеим областям науки.

Наземные измерения

Эффекты атмосферной рефракции уже давно признаны важным источником ошибок в геодезии.Вместо того, чтобы полагаться на неопределенные модели, методы космической геодезии, такие как GNSS / GPS, оценивают тропосферные вариации вместе с интересующими параметрами позиционирования. В конце концов, проблему удалось обратить вспять; предполагая, что положение станции точно определено, ученые могли бы использовать «мешающий» сигнал в оценках GNSS / GPS для восстановления изменяющегося во времени поведения атмосферы (Ware et al., 2000). В отличие от радиозондов, которые измеряют атмосферные условия на нескольких высотах, наземные GNSS / GPS измеряют только «интегрированное» влияние атмосферы, то есть насколько атмосфера задерживает измерение в целом.Около 80 процентов задержки (известной как «сухая тропосфера») можно предсказать, если измерить приземное давление. Как только задержка в сухой тропосфере устранена, можно восстановить задержку из-за водяного пара, которая может быть масштабирована до так называемого осажденного водяного пара (PWV). Измерения PWV позволяют оценить модели переноса влаги и скрытого тепла, которые имеют решающее значение для прогнозов погоды. Однако, чтобы быть полезными для прогнозирования погоды, данные должны быть доступны в режиме, близком к реальному времени.

Поскольку PWV изменяется как в пространстве, так и во времени, необходимы глобально распределенные и часто собираемые данные.Для текущего созвездия, состоящего примерно из 30 спутников, один приемник GNSS / GPS обычно принимает сигналы от 6 до 12 спутников. Эти данные в основном используются для оценки PWV в воздушном столбе над приемником GNSS / GPS. Но, в принципе, наличие измерений с более чем одного направления означает, что GNSS / GPS имеет азимутальную, а также вертикальную чувствительность. Чем больше спутников передают сигналы с заданного направления, тем выше будет чувствительность. Это также означает, что комбинация сигналов от нескольких систем, таких как Galileo, ГЛОНАСС и КОМПАС, даст еще более чувствительные возможности мониторинга атмосферы, чем те, которые доступны только с помощью GPS Соединенных Штатов.Кроме того, поскольку приемники GNSS / GPS работают непрерывно, зондирование атмосферы GNSS / GPS имеет исключительную временную чувствительность, что особенно важно для мониторинга и прогнозирования поведения сильных погодных явлений.

Поскольку атмосферная задержка неразрывно связана с тем, насколько хорошо может быть определено положение, для исследований тропосферы GNSS / GPS требуется такая же инфраструктура: точное определение орбиты вдоль

4 Геодезическая инфраструктура: текущее состояние и будущие требования | Точная геодезическая инфраструктура: национальные требования к общему ресурсу

организовано для частных расследований ограниченной продолжительности.Центры анализа ILRS получают и обрабатывают данные отслеживания от одного или нескольких центров обработки данных с целью производства продуктов ILRS без перерывов с интервалом и с задержкой по времени, установленной Управляющим советом для выполнения требований ILRS. Центры анализа стремятся производить параметры ориентации Земли на еженедельной или субнедельной основе, а также другие продукты, такие как координаты станций, на регулярной основе. Этот анализ также обеспечивает второй уровень гарантии качества набора глобальных данных путем мониторинга диапазона отдельных станций и временных отклонений.

Международная служба DORIS (IDS) выполняет аналогичную функцию для сообщества, которое полагается на технику DORIS. IDS распространяет данные отслеживания и производные продукты, устанавливает соглашения для форматов данных и продуктов и выдает рекомендации для моделей анализа. Он взаимодействует с CNES, агентством, контролирующим систему DORIS, в отношении возможностей развертывания маяков DORIS в геодезически полезных или геофизически интересных местах.

Международная служба гравитации (IGFS) — это новая «зонтичная» служба IAG, координирующая сбор, архивирование и распространение данных, программного обеспечения и информации, связанных с гравитацией.Он не распределяет гравитационные данные напрямую, а скорее функционирует как объединяющий сервис для различных сервисов IAG, связанных с гравитацией. Данные служб IGFS включают спутниковые глобальные модели; наземные, воздушные, спутниковые и морские гравиметрические наблюдения; Данные о земных приливах; Данные нивелирования GNSS / GPS; цифровые модели местности и батиметрии; и информация о гравитационном поле, полученная со спутниковой альтиметрии. IGFS координирует работу Бюро Gravimetrique International в Тулузе, Франция; Международная служба геоидов в Милане, Италия; Международный центр земных приливов и отливов в Папеэте, Французская Полинезия; Международный центр глобальных моделей Земли в Потсдаме, Германия; и Международная служба цифровых моделей рельефа в Лестере, Соединенное Королевство.

Наконец, Международная служба систем вращения и отсчета Земли (IERS) предоставляет основные геодезические ориентиры, необходимые астрономическим и геодезическим сообществам, которые представляют собой небесные и земные системы отсчета, а также параметры вращения и ориентации Земли, соединяющие эти две системы отсчета. Продукты IERS создаются путем объединения продуктов отдельных геодезических методов, что позволяет IERS использовать преимущества и смягчать слабые стороны отдельных вкладов.Чтобы эти индивидуальные вклады были последовательными и с высочайшим уровнем точности, IERS координирует геодезические соглашения, модели и константы, используемые при анализе геодезических данных. Соглашения IERS регулярно обновляются по мере улучшения моделей, констант и процедур.

В дополнение к этим организационным услугам, центры обработки данных обеспечивают архивирование и электронный доступ к основным данным и продуктам геодезических измерений. Информационная система данных о динамике земной коры, финансируемая NASA Earth System Science Data and Services, обеспечивает доступ к данным, полученным с помощью методов VLBI, GPS, SLR и DORIS; данные SLR также зеркалируются в центре обработки данных EUROLAS в Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut.Центр распределенного активного архива физической океанографии, один из восьми Центров распределенного активного архива НАСА, предоставляет данные приборов и производные продукты из длинного списка океанографических миссий. Он также является дистрибьютором данных гравитационной миссии GRACE в США. 3 На международном уровне большинство геодезических служб координируют свои операции через Федерацию служб анализа астрономических и геофизических данных Международного совета по науке (ICSU). В 2008 году МСНС признал необходимость обновления этой полувековой организации, а также мировых центров данных и разработки новой мировой системы данных (ICSU-WDS).Процесс построения этого глобального сотрудничества продолжается. 4

Общей чертой, но также и источником беспокойства геодезических служб является то, что они построены на добровольном международном сотрудничестве организаций (университеты, космические агентства и национальные геодезические учреждения) с распределенными функциями (Центральные бюро, Аналитические центры,

Наблюдение за пределами Земли

× Эта страница содержит заархивированный контент и больше не обновляется.На момент публикации он представлял наилучшую доступную науку.

Одни из самых захватывающих видов Земли, сделанных из космоса, — это те, на которых запечатлена конечность нашей планеты. Если смотреть сбоку, Земля выглядит как плоский круг, а атмосфера вокруг нее — как ореол. Этот край атмосферы известен как край.Если смотреть со спутников, космических челноков и даже с Луны, изображение этой светящейся газовой оболочки, защищающей жизнь на нашей планете от темного и холодного космоса, редко перестает нас очаровывать.

Два изображения выше показывают конечность Земли, полученную астронавтами на Международной космической станции. Первый — это вид на конечность на закате. Поверхность Земли выглядит как темный диск внизу с чернотой космического пространства, накрытой сверху. Ниже этого изображения мельком видна бесплодная луна через край Земли.Без атмосферы край Луны изгибается на фоне космоса.

Виды на конечности Земли настолько же функциональны, насколько и красивы. На шаттле Columbia (STS 107) был проведен эксперимент по зондированию озона на конечностях Shuttle-2 (SOLSE-2) в качестве демонстрации новой технологии наблюдения за конечностями, которая будет использоваться на метеорологических спутниках следующего поколения для отслеживания изменения озона. Чтобы узнать больше о том, как наблюдение за конечностями можно использовать для мониторинга озона, прочтите «Измерение озона с космического корабля« Колумбия ».

Изображения ISS001-421-24 и ISS002-E-9767 (щелкните, чтобы заказать изображения с высоким разрешением), были предоставлены Earth Sciences and Image Analysis. Лаборатория Космического центра Джонсона. Дополнительные изображения, сделанные космонавтами и космонавтами, можно посмотреть на сайте портал NASA-JSC для фотографирования Земли космонавтами.

Геодезия и геодинамика | Nature

Название рассматриваемой работы немного неверно, и, возможно, лучше было бы «Введение в геодезию и геодинамику», учитывая, что оно не содержит ссылок на такие важные разделы геофизики, как земной магнетизм, земные токи.таурора и атмосферное электричество, не говоря уже о метеорологии. Однако в выбранных пределах он дает желанное резюме значительного объема знаний о Земле, который до сих пор не был доступен в такой краткой и удобной форме. Работа разделена на три части разными авторами, но представляет собой такой единый трактат, как и следовало ожидать в случае широкой области довольно слабо связанных исследований, таких как геофизика. Первая часть занимает более половины объема и отличается от двух более поздних частей своим преимущественно математическим характером; он имеет дело с фигурой Земли, теорией приливов и сейш, а также с плотностью и жесткостью земли.Сначала кратко объясняется определение геоида посредством триангуляции, включая описание основных характеристик используемых инструментов и методов редукции. Затем рассматривается применение измерений силы тяжести к той же проблеме; за кратким изложением теории потенциала следует описание инструментов и методов, используемых для определения силы тяжести, как абсолютных, так и относительных; Теорема Клеро, связывающая эллиптичность Земли с соотношением силы тяжести на полюсе и экваторе и силы тяжести с центробежной силой на экваторе, доказывается и обсуждается в связи с наблюдениями отдельно для северного и южного полушарий.Существует краткая глава об измерении высоты над уровнем моря путем нивелирования, тригонометрической съемки и барометрических наблюдений, за которой следует более длинный, но сжатый обзор изменений уровня самого моря; потенциал Луны, вызывающий приливы, разрабатывается в основном вслед за Дарвином (даже не упоминается важная работа Праудмена и Дудсона в этой области), а также теории равновесия, динамической теории Лапласа и канала Эйри. Обобщены теории приливов и отливов.Затрагиваются также приливные течения и сейши: о ​​важном влиянии атмосферного давления почти не упоминается. Первая часть книги заканчивается длинным и интересным разделом о строении, средней плотности и внутреннем давлении земли; объяснены основы и выводы теории изостазии, а также хорошо обобщены различные свидетельства, относящиеся к твердости земли.

Границы в геодезии морского дна | Тема исследования Frontiers

Геодезические методы морского дна, такие как различные применения акустической локации, включая GPSA-акустическую съемку, мониторинг морского дна и забойного давления, позволяют измерять деформацию земной коры на обширных территориях Земли, которые покрыты водой и поэтому недоступны для стандартных геодезических методов.С тех пор …

Геодезические методы морского дна, такие как различные применения акустической локации, включая GPSA-акустическую съемку, мониторинг морского дна и забойного давления, позволяют измерять деформацию земной коры на обширных территориях Земли, которые покрыты водой и поэтому недоступны для стандартных геодезических методов. С 1980-х годов, когда была представлена ​​концепция мониторинга смещения морского дна с точной акустической дальностью, были предприняты значительные усилия для проведения геодезических измерений морского дна и внесения новых открытий, касающихся движения и деформации океанических тектонических плит, землетрясений в зонах субдукции и деформации подводных вулканов и спрединговых центров.Важные нетектонические цели для геодезических измерений морского дна включают мониторинг устойчивости склонов и движения подводных масс, подводную добычу углеводородов и связывание CO 2 на дне океана.

Несмотря на то, что был достигнут значительный технический прогресс в повышении точности и масштабов наблюдений за счет повышения надежности и рентабельности приборов, ряд трудностей, которые необходимо преодолеть при проведении геодезических наблюдений на морском дне, все еще остается.Уменьшение шумов, связанных с физическими океанографическими колебаниями, должно быть первоочередной задачей. Долговременная стабильность инструментов на морском дне или в скважинах, находящихся под дном, является фундаментальной проблемой для увеличения вероятности появления переменных слабозаметных, но значимых тектонических сигналов. Накопление данных полевых наблюдений помогает понять характеристики нетектонических колебаний и разработать методы повышения отношения сигнал / шум с точки зрения геодезических измерений. Тщательная оценка долгосрочного поведения инструментов привела к более изощренным стилям наблюдения.

Эта тема исследования направлена ​​на сбор полевого опыта и / или новых идей и перспектив, полученных в результате этих усилий, с тем, чтобы использовать их для дальнейшего продвижения в геодезических исследованиях морского дна. Эта тема исследования также предоставит обзор текущего состояния и будущих направлений исследований в области геодезии морского дна.

Мы приветствуем статьи, посвященные, помимо прочего, следующим темам:
• Новые открытия, основанные на долгосрочном мониторинге морского дна;
• Разработка и совершенствование систем геодезических наблюдений;
• Новые идеи для повышения качества данных морских наблюдений и повышения эффективности полевых операций; и
• Оценка качества данных мониторинга морского дна для понимания влияния движения океана на геодезический мониторинг и возможности инструментов.

Статьи об оригинальных исследованиях, методах и данных особенно приветствуются в этой теме исследования.

Изображение на обложке доктора К. Дэвида Чедвелла из Института океанографии Скриппса

Ключевые слова : Точная акустическая дальнометрия и ее применение, Мониторинг давления на морском дне, Скважинный мониторинг глубинной формации, Новые технологии для определения деформации морского дна, Определение характеристик шума на морском дне и под ним

Важное примечание : Все материалы по данной теме исследования должны находиться в рамках того раздела и журнала, в который они были отправлены, как это определено в их заявлениях о миссии.Frontiers оставляет за собой право направить рукопись, выходящую за рамки объема, в более подходящий раздел или журнал на любом этапе рецензирования.

GPS / Акустические геодезические наблюдения морского дна: метод анализа данных и его применение | Земля, планеты и космос

  • Альтамими, З., П. Силлард и К. Баучер, ITRF2000: новый выпуск Международной наземной системы отсчета для приложений наук о Земле, J. Geophys. Res. , 107 (B10), 2214, DOI: 10.1029 / 2001JB000561, 2002.

    Артикул Google Scholar

  • Асада, А. и Т. Ябуки, Позиционирование на уровне сантиметра на морском дне, Proc. Японской академии , 77, сер. В, 7–12, 2001.

    Статья Google Scholar

  • Чедвелл, К. Д., Судовые вышки для антенн системы глобального позиционирования, Ocean Engineering , 30 , 1467–1487, 2003.

    Артикул Google Scholar

  • Чедвелл, С.Д., Ф. Н. Списс, Дж. А. Хильдебранд, Л. Е. Янг, Г. Х. Перселл и Х. Драгерт, Глубоководная геодезия: мониторинг дна океана, GPS World , 9 , 44–55, 1998.

    Google Scholar

  • Чадвелл, К. Д., Ф. Н. Списс, Дж. А. Хильдебранд и Х. Драгерт, Геодезические свидетельства морского дна эпизодического распространения в 25 км к востоку от хребта Хуан-де-Фука, EOS.Пер. AGU , 83 , Fall Meet. Suppl., Abst., T22A – 1130, 2002.

    Google Scholar

  • Коломбо, О. Л. и А. Дж. Эванс, Точный, дециметровый дифференциальный GPS на больших расстояниях в море и на суше, Proceedings ION GPS-98, Нэшвилл, Теннесси, 1998.

    Google Scholar

  • Коломбо, О. Л., А. Г. Эванс, М. И. Виго-Агиар, Дж. М. Феррандис и Дж.J. Benjamin, Длинная база (> 000 км), субдециметровое кинематическое позиционирование буев в море, с потенциальным применением для глубоководных исследований, Proc. ION GPS2000, Солт-Лейк-Сити, США, 2000.

    Google Scholar

  • Коломбо, О.Л., А.Г. Эванс, М. Андо, К. Тадокоро, К. Сато и Т. Ямада, Ускорение оценки плавающих неоднозначностей для субдециметрового кинематического позиционирования в море, Proceedings ION GPS-2001, Salt Lake Город, штат Юта, 2001 г.

    Google Scholar

  • Дель Гроссо, В. А., Новое уравнение скорости звука в естественной воде (в сравнении с другими уравнениями), J. Acoust. Soc. Являюсь. , 56 (4), 1084–1091, 1974.

    Статья Google Scholar

  • Деметс К., Р. Дж. Гордон, Д. Ф. Аргус и С. Стейн, Влияние недавних пересмотров временной шкалы геомагнитной инверсии на оценки текущих движений плит, Geophys.Res. Lett. , 21 , 2191–2194, 1994.

    Артикул Google Scholar

  • Fujita, M., Геодезические наблюдения морского дна — комбинированный метод GPS / акустика, HydroInternational , 7 , 41–43, 2003.

    Google Scholar

  • Фудзита М., Т. Исикава, М. Сато, М. Мочизуки, М. Катаяма, С. Тояма, Т. Ябуки, А. Асада и О.Л. Коломбо, Геодезические наблюдения морского дна вдоль основных траншей вокруг Японии —Сосредоточение внимания на результатах в районе Мияги, EOS Trans.AGU , 85 (47), Fall Meet. Приложение, Аннотация G41A-06, 2004a.

    Google Scholar

  • Фудзита М., М. Сато и Т. Ябуки, Разработка программного обеспечения для определения местоположения морского дна с использованием обратного метода, Techn. Rep. Hydrogr. Oceanogr. , 22 , 50–56, 2004b (на японском языке).

    Google Scholar

  • Фукуда, Ю., Точное определение местного гравитационного поля по данным спутникового высотомера и данным о поверхностной гравитации, Bull.Ocean Res. Inst., Univ. Tokyo , 133 стр., 1990.

    Google Scholar

  • Фунакоши, М., Х. Фудзимото, А. Суини, А. Кувано, Р. Хино, С. Миура и Ю. Осада, GPS / акустическое определение местоположения подводных лодок с помощью небольшого буя в зоне субдукции у северо-востока Японии , Abstr. Совместная встреча. Планета Земля. Sci., J062–001, 2005.

    Google Scholar

  • Ганьон, К., К. Д. Чадуэлл, Э.Норабуэна, Измерение начала запирания в траншеи Перу-Чили с помощью GPS и акустических измерений, Nature , 434 , 205–208, 2005.

    Article Google Scholar

  • Хатанака Ю., Т. Иидзука, М. Савада, А. Ямагива, Ю. Кикута, Дж. М. Джонсон и К. Рокен, Улучшение аналитической стратегии GEONET, Bull. Геогр. Surv. Inst. , 49 , 11–37, 2003.

    Google Scholar

  • Исикава, Т.и М. Фуджита, Обратный метод и повышение точности позиционирования морского дна, Rep. Hydrogr. Oceanogr. Res. , 41 , 27–34, 2005 (на японском языке с аннотацией на английском языке).

    Google Scholar

  • Джексон Д., Использование априорных данных для разрешения неоднозначности в линейной инверсии, Geophys. Дж. Рой. Astr. Soc. , 57 , 137–157, 1979.

    Статья Google Scholar

  • Каваи, Х., Гидрография расширения Куросио, в Куросио — его физические аспекты , под редакцией Х.Стоммел и К. Йошида, Университет Токио, 1972, 517 стр.

    Google Scholar

  • Мацумото, К., Т. Таканезава и М. Оое, Модели океанических приливов, разработанные путем ассимиляции данных высотомеров TOPEX / POSEIDON в гидродинамическую модель: глобальная модель и региональная модель для Японии, J. Oceanogr. , 56 , 567–581, 2000.

    Статья Google Scholar

  • Мацуура, М., Байесовская оценка гипоцентра с исключенным временем возникновения, J. Phys. Земля , 32 , 469–483, 1984.

    Статья Google Scholar

  • Миура, С., Т. Сато, А. Хасегава, Ю. Сува, К. Татибана и С. Юи, Зона концентрации деформации вдоль вулканического фронта, полученная с помощью GPS-наблюдений в северо-восточной части Японии, Earth Planets Space , 56 , 1347–1355, 2004.

    Статья Google Scholar

  • Мотидзуки, М., М. Сато, М. Катаяма, Т. Ябуки, З. Йошида и А. Асада, Строительство сети геодезических наблюдений на морском дне вокруг Японии, Последние достижения в морской науке и технологиях , 2002, 591–600, 2003.

    Google Scholar

  • Мотидзуки М., М. Фудзита, М. Сато, З. Йошида, М. Катаяма, Т. Ябуки и А. Асада, Повторные испытания геодезических наблюдений морского дна вокруг Японии, Последние достижения в области морских наук и технологии , 2004, 11–18, 2005.

    Google Scholar

  • Обана, К., Х., Катао и М. Андо, Система позиционирования морского дна с GPS-акустической связью для наблюдения динамики земной коры — предварительный результат экспериментов в море, Earth Planets Space , 52 , 415–423, 2000.

    Статья Google Scholar

  • Осада, Ю., Х. Фудзимото, С. Миура, А. Суини, Т. Канадзава, С. Накао, С.Сакаи, Дж. А. Хильдебранд и К. Д. Чадвелл, Оценка и поправка на влияние изменения скорости звука на GPS / акустическое позиционирование морского дна: эксперимент у острова Гавайи, Earth Planets Space , 55 , e17 – e20, 2003.

    Статья Google Scholar

  • Сагия, Т., Межплитная связь в районе Токай, Центральная Япония, выведена из непрерывных данных GPS, Geophys. Res. Lett. , 26, , 2315–2318, 1999.

    Артикул Google Scholar

  • Сато М. и М. Фудзита, Влияние профилей скорости звука при геодезических наблюдениях на морском дне, Техн. Rep. Hydrogr. Oceanogr. , 22 , 42–49, 2004 (на японском языке).

    Google Scholar

  • Сэнгоку А., Исследование движения плит с использованием данных Ajisai SLR, Earth Planets Space , 50 , 611–627, 1998.

    Артикул Google Scholar

  • Списс Ф. Н., Субокеанские геодезические измерения, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. , 23 , 502–510, 1985.

    Артикул Google Scholar

  • Списс Ф. Н. и Дж. А. Хильдебранд, Использование геодезии для изучения временной изменчивости на срединно-океаническом хребте, EOS Trans. АГУ , 76 , 451, 455, 1995.

    Артикул Google Scholar

  • Списс Ф. Н., Чедвелл К. Д., Хильдебранд Дж. А. Хильдебранд, Л. Э. Янг, Г. Х. Перселл, мл. И Х. Драгерт, Точное GPS / акустическое позиционирование опорных точек морского дна для тектонических исследований, Phys. Земля. Планета. Интер. , 108 , 101–112, 1998.

    Статья Google Scholar

  • Сува, Ю., С. Миура, А. Хасегава, Т.Сато, К. Татибана, Пространственно-временные изменения межплитной связи в зоне субдукции Северо-Восточной Японии, J. Seismol. Soc. Jpn. , 56 , 471–484, 2004 (на японском языке с аннотацией на английском языке).

    Google Scholar

  • Тадокоро, К., Р. Икута, М. Андо, Т. Окуда, С. Сугимото, К. Такатани и К. Яда, Повторные наблюдения за деформацией морского дна в бассейне Кумано, Япония (2), Abstr. Совместная встреча. Планета Земля.Sci., J062–007, 2005.

    Google Scholar

  • Тояма С. Анализ акустических данных при геодезических наблюдениях морского дна, Техн. Rep. Hydrogr. Oceanogr. , 21 , 67–72, 2003 (на японском языке).

    Google Scholar

  • Вессель П. и У. Х. Ф. Смит, Бесплатное программное обеспечение помогает отображать и отображать данные, EOS Trans. AGU , 72 , 441, 445–446, 1991.

    Артикул Google Scholar

  • Яда, К., Р. Икута, М. Андо, Т. Окуда, К. Тадокоро, М. Куно, С. Сугимото и К. Такатани, Пространственные вариации акустической скорости в районе Куросио для точного определения океана -нижнее позиционирование, EOS Trans.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *