Сайт преподавателя Силаевой Н.Ю.

Лекция 8. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ
ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ И СИСТЕМ

1. Устройство и принципы работы геодезических приборов.
2. Устройство и принципы работы геодезических систем.

Устройство прибора – это набор элементов, соединенных вместе для выполнения определенной функции в системе или приборе.
Теодолит. Устройство теодолита основано на законах оптики, механики и электроники.

Схема теодолита включает следующие основные части:
- оптическая часть устройства – зрительная труба;
- два, перпендикулярно расположенных круга (один – вертикальный, другой – горизонтальный);
- трагерные системы (позволяют находиться длительное время в устойчивом состоянии);
- встроенный микроскоп;
- поворотная линейка (алидада);
- закрепительный и наводящий винты;
- регулирующий штатив (с его помощью происходит установка на местности и подготовка прибора к работе).

Основные углы теодолита:
- визирная труба;
- отсчетные приспособления;
- оптический отвес (центрир);
- настроечное приспособление (кремальера).

Принцип работы теодолита основан на наблюдении контрольных точек в зрительную трубу. После наведения на точку в окуляре микроскопа фиксируются углы (горизонтальный и вертикальный).
Измерение производится при помощи шкалы, градуированной в угловых секундах.
Применение электронного прибора избавляет человека от необходимости визуальной фиксации углов. Цифровые датчики сами фиксируют показатели и выводят информацию на экран. Данные сохраняются в внутреннюю память. По окончании полевых работ данные выгружаются на компьютер.
Нивелир. Устройство всех нивелиров практически идентично:

1. Подъемные винты;
2. Круглый уровень (для установки оси в отвесное положение);
3. Элевационный винт (винт для точной установки визирной оси нивелира в горизонтальное положение);
4. Окуляр зрительной трубы с диоптрийным кольцом;
5. Визир (используется для точного наведения на рейку измерения разницы высот);
6. Кремальера (механизм для передвижения объективной доски камеры при наведении на резкость, то есть настроечное приспособление);
7. Объектив зрительной трубы;
8. Закрепительный винт;
9. Наводящий винт;
10. Контактный цилиндрический уровень;
11. Юстировочные винты цилиндрического уровня.

Юстировка – это устранение несоответствия геометрических соотношений в конструкции прибора, которые могут повлиять на качественную работу. Юстировка выполняется тогда, когда в результате проверки будут выявлены недопустимые отклонения.
Принцип работы нивелировоснован на регистрации показаний (отсчетов) инварных реек (линейка, инвар – сплав железа и никеля), установленных на разных высотах. Разница показаний соответствует превышению между точками.
Дальномер используется в системах наведения (в военном деле, строительстве и т.д.).

Дальномер состоит из следующих элементов:
- корпуса (ударопрочный материал);
- приёмник дальномера (применяется в случаях плохой видимости и при расстоянии свыше 30 метров);
- излучатель (красная или зеленая точка, которая проецируется на измеряемую поверхность, расстояние измеряется по длине луча;
- пульт управления;
- жидкокристаллический (ЖК) дисплей.

Существуют следующие виды дальномеров: оптический и лазерный.
Оптический дальномер применяется в труднодоступном районе (таежной, заболоченной местности, в горах и т.д.).

Принцип работы лазерного дальномера заключается в определении времени, за которое световой луч, посланный базой, вернется обратно, будучи отраженным.

Тахеометр (греч. «быстрый» и «мерю») состоит из:
- неподвижной части (платформа прибора);
- штатива, трегера – устройства для крепления;
- алидады (линейки);
- лимба (градуированный круг);
- контрольно – управляющей части в дисплее;
- зрительной трубы;
- визира оптического отвеса;
- аккумуляторного источника питания;
- микрометренные винты для зажима и регулировки.

Принцип работы тахеометра. Работа тахеометра основана на двух методах и обусловлена конструктивным исполнением геодезического прибора:
1. Фазовый метод – расстояние определяется путем измерения разности фаз излучаемого и отраженного светового луча;
2. Импульсная технология применяется в новейших моделях, оснащенных высокоточной электроникой – расстояние измеряется во времени прохождения лазерного луча до отражателя в прямом и обратном направлении.
Основные функции тахеометра – замеры координат, замеры высот труднодоступного или недоступного объекта и т.д.
Крипрегель. Для выполнения модульной съемки применяют мензулу, крипрегель и рейку.
Мензула – (лат. cтолик) – полевой чертежный столик, состоящий из планшета штатива и скрепляющий их подставки.

Мензульный комплект включает:
I – МЕНЗУЛА:
а). Штатив;
б). Подставка;
в). Доска;
г). Планшет;
II – КРИПРЕГЕЛЬ:
1. Зрительная труба;
2. Окуляр зрительной трубы;
3. Кремальера;
4. Цилиндрический уровень при зрительной трубе;
5. Зеркало;
6. Кожух вертикального круга;
7. Цилиндрический уровень вертикального круга;
8. Зеркала уровня (7);
9. Наводящий винт трубы;
10. Наводящий винт вертикального круга;
11. Колонка;
12. Основная линейка – основание кипрегеля;
13. Линейка с поперечным масштабом;
14. Круглый уровень;
15. Ролик для поворотов кипрегеля;
16. Подвижная линейка;
III – ОРИЕНТИР-БУССОЛЬ (фр. Компас);
IV - ЦЕНТРОВОЧНАЯ ВИЛКА С НИТЯНЫМ ОТВЕСОМ.

Принцип работы кипрегеля и мензулы. Мензула и кипрегель позволяют:
- проводить съемку на местности;
- вычерчивать план непосредственно в поле;
Горизонтальные углы при мензульной съемке не изменяются, а получаются графическим изображением, поэтому мензульную съемку называют углоначертательной.
Мензульная съемка – это вид геодезической съемки местности, который при минимальных затратах сил и времени дает возможность прямо на местности получить план территории.
В настоящее время мензульная съемка утратила свое значение. С появлением электронных тахеометров и обработки топографических съемок при помощи ЭВМ использовать мензулу и кипрегель стало экономически не выгодно.
GPS – это спутниковая навигационная система, которая определяет точные координаты и время. Работает в любой точке Земли и в любых погодных условиях. GPS состоит из трех частей: спутников, станций на Земле и приемников сигнала.

Работает GPS следующим образом:
 1. Приёмник сигнала измеряет задержку распространения сигнала от спутника до приёмника;
2. Из полученного сигнала приёмник получает данные о местонахождении спутника;
3. Для определения расстояния от спутника до приёмника задержка сигнала умножается на скорость света.

GPS – приёмник на основании полученной от спутников информации определяет расстояние до каждого спутника и вычисляет свои координаты по закону геометрии. Для определения двух координат (широта и долгота) достаточно получить сигналы с трех спутников, а для определения высоты над поверхностью Земли – с четырех.

GPS – приёмник – это геодезический спутниковый приемник, который состоит:
1. Датчика (антенна и высокочастотный блок);
2. Подставки;
3. Соединительных кабелей;
4. Контроллера (микропроцессор, устройство памяти);
5. Штатив;
6. Аккумулятор.