Создание геодезических сетей специального назначения

Вращением диоптрийного кольца окуляр микроскопа устанавливают по глазу до появления четкого изображения шкал.

В стойке колонки 14 со стороны вертикального круга расположен

отсчетный модуль с маятниковым  компенсатором, обеспечивающий

автоматическое приведение к горизонту отсчетного индекса  вертикального

круга при отклонении вертикальной оси теодолита от отвесного положения.

Компенсатором служит призма с крышей, установленная с помощью

кронштейна 8 (рис. 4) на рамке 3 маятника компенсатора. Рамка через

пружинный подвес 2 соединена с неподвижным кронштейном 1.

Винты-упоры 13 ограничивают колебания маятника, а воздушные

успокоители 7 гасят их. Гайками 5, 9 балансируют маятник компенсатора

и регулируют момент инерции  при юстировке, наличие и количество их

определяются жесткостью пружинного подвеса 2.

Теодолит имеет устройство точного приведения места нуля к  нулю.

Доступ к юстировочному  винту 4 — через отверстие в боковой крышке,

закрываемое пробкой 4 (см. рис. 2).

Окуляр 13 оптического центрира устанавливают по глазу вращением

диоптрийного кольца до получения  четкого изображения сетки нитей  в виде

концентрических окружностей. Продольным перемещением окулярного

колена центрир фокусируется на точку местности. Объектив центрира

установлен внутри пустотелой вертикальной оси. На нижнем конце

вертикальной оси закреплен  узел юстировочной длиннофокусной линзы 1 в

оправе . Перемещая линзу юстировочными винтами 2, выставляют

визирную ось оптического  центрира параллельно оси вращения теодолита.

Колпачок 3 предохраняет юстировочные винты от случайных воздействий. Ручка 1 (см. рис. 3) служит для переноски теодолита, установки вешки и придает колонке дополнительную жесткость.

Теодолит крепится на подставке 10 винтом 9. Подставка съемная,

что позволяет выполнять  измерения трехштативным способом.

Вращением подъемных винтов 8 вертикальную ось теодолита

устанавливают по уровню в  отвесное положение.

                                                     Рис. 5. Штатив

 

 

1 – головка; 2 – болт; 3 – ножка; 4 – винт; 5, 6 – ремни; 7 – винт становой

 

Штатив (рис. 5) служит для установки теодолита над точкой

местности вершиной измеряемого  угла.

Ножки 3 штатива шарнирно соединены с головкой 1. Болтами 2

регулируют плавность  движения ножек в шарнирах. Высоту штатива

изменяют выдвижением  ножек, закрепляемых винтами 4. Наконечники

ножек можно углубить в  грунт, нажав на их упоры.

Теодолит с подставкой устанавливают на плоскость головки  и

закрепляют становым винтом 7. На крючок внутри винта подвешивают

нитяный отвес. При транспортировании ножки вдвигают до упора, закрепляют винтами 4 и стягивают ремнем 5. Регулируемый ремень 6 служит для переноски штатива на плече или за спиной. На одной из ножек имеется

пенал с крышкой для  нитяного отвеса и гаечного ключа.

Методика  изменения горизонтальных и вертикальных углов                                                                                                                                                                                                        При геодезических работах широко применяются приборы для измерения горизонтальных и вертикальных углов любой величины.

  Если на местности  требуется измерить угол между  двумя направлениями, то обычно  два пункта визирования не  находятся в горизонтальной плоскости,  проходящей через точку стояния  прибора. В геодезии же используются  горизонтальные углы,  представляющие  собой проекции углов на горизонтальную плоскость.

   Пусть на местности  имеются точки A, B и C (рис.6), расположенные на разных высотах. Необходимо измерить горизонтальный угол при вершине B. Горизонтальным углом будет угол abc = β, образованный проекциями ba и bc сторон угла ABC на горизонтальную плоскостьQ. Следовательно, горизонтальный угол β есть линейный угол двугранного угла между отвесными проектирующими плоскостями P и P₁, проходящими соответственно через стороны BA и BC угла на местности. Горизонтальному углу β будет равен всякий другой угол, вершина которого находится в любой точке отвесного ребра Bb двугранного угла ABC, а стороны лежат в плоскости, параллельной  горизонтальной плоскости Q.

   Если в точке b^’ поместить горизонтально расположенный градуированный круг, центр которого лежит на отвесном ребре Bb, то в нем можно отметить дугу a^’ c^’, заключенную между плоскостями двугранного угла. Эта дуга, являясь мерой центрального угла  a^’ b^’  c^’, будет также мерой и равного ему угла abc = β.

    Следовательно,  для измерения горизонтальных  углов на местности угломерный  прибор должен иметь следующие  принципиальные элементы:

1) лимб – градуированный горизонтальный круг, ось которого совпадает с отвесной линией ZZ, служащей осью прибора;

2) коллимационную плоскость  – подвижную вертикальную плоскость,  проходящую через отвесной линией  ZZ (ось прибора) и вращающую вокруг нее.

   Последовательно  совмещая с помощью визирного  приспособления коллимационную  плоскость со сторонами двугранного  угла, путем взятия отсчетов по  лимбу на нем можно отметить  начало и конец дуги a^’c^’. Если деление круга оцифрованы по часовой стрелке, то угол β определится как разность отсчетов по лимбу a^’ и c^’, т.е. β = a’ - c’.

   Изложенный геометрический принцип измерения горизонтального угла осуществляется в угломерном приборе – теодолите.

   Вертикальные  углы  направлений точку визирования  лежат в вертикальной плоскости. Вертикальные углы, отсчитываемые от отвесной линии ZZ до направлений на точки A и C, называются зенитными расстояниями z₁ и z₂ (рис.6).

   При отсчете вертикальных  углов от горизонтальных проекций  линий до их направлений на  местности получают углы наклона v₁ и v₂.

   

Рис.6 Принцип измерения  углов                                                                   

2.2 Особенности  развития плановой съёмочной  сети с использованием глобальных  навигационных спутниковых систем

Разработанные Федеральной службой геодезии и картографии России концепция и программа перехода топографо-геодезического производства на автономные методы спутниковых координатных определений изложены в работе Е. А. Жалковского, Г. В. Демьянова, В. И. Зубинского, П. Л. Макаренко, Г. А. Пьянкова «О концепции и программе перехода топографо-геодезического производства на автономные методы спутниковых координатных определений» (Геодезия и картография, 1998, № 5). Традиционные геодезические методы основаны на последовательном развитии геодезических сетей путем угловых и линейных измерений, требующих для обеспечения прямой видимости между смежными пунктами постройки геодезических знаков, сооружение которых потребовало около 80% средств, затраченных на создание существующих опорных сетей.

По сравнению с традиционными  спутниковые методы ГЛОНАСС/GPS имеют следующие преимущества:

• передача с высокой оперативностью и точностью координат практически на любые расстояния;
• геодезические пункты можно располагать в благоприятных для их сохранности местах, так как не нужно обеспечивать взаимную видимость между пунктами и, следовательно, строить дорогостоящие геодезические знаки;
• простота и высокий уровень автоматизации работ;
• понижение требований к плотности исходной геодезической основы.

Реализация спутниковых технологий предусматривает построение следующих  геодезических сетей:

• фундаментальная астрономо-геодезическая сеть (ФАГС) — высшее звено координатного обеспечения; она должна обеспечивать оперативное воспроизведение общеземной геоцентрической системы координат, стабильность системы координат во времени, метрологическое, обеспечение высокоточных космических средств измерений;
• высокоточная геодезическая сеть (ВГС), обеспечивающая распростра- нение на всю территорию страны общеземной геоцентрической системы координат и определение точных параметров взаимного ориентирования общеземной и референцной систем координат;
• спутниковые геодезические сети 1-го класса (СГС-1).

Эти три класса сетей строго связаны  между собой: ФАГС является опорой для  ВГС, а ВГС — для СГС-1.

При построении ФАГС, ВГС и СГС-1 предусматривается привязка существующей ГГС к высшему классу спутниковых  сетей, т. е. существующая ГГС будет  сетью сгущения.

Пункты ФАГС располагаются на расстоянии 800-1000 км, их число — 50+70,10-15 пунктов должны быть постоянно действующими, а остальные — переопределяться группами через промежутки времени, зависящие от геодинамической активности региона.

Пространственное положение пунктов  ФАГС определяется в общеземной системе  координат с ошибкой положения  пунктов относительно центра масс не более (2-3)10^-8 R, где R — радиус Земли, ошибка взаимного положения пунктов ФАГС не более 2 см в плане и 3 см по высоте. Для обеспечения этой точности необходимо использовать весь комплекс существующих космических измерений (лазерных, радиоинтерферометрических и других).

ВГС является системой пунктов с  расстоянием D = 150-300 км между ними, которые определяются относительными методами космической геодезии со средней квадратической ошибкой не более 3 мм + 5 • 10^-8 D для плановых координат и 5 мм + 7 • 10^-8 D — для геодезических высот.

СГС-1 состоят из системы легкодоступных пунктов с плотностью, достаточной  для использования потребителями  всевозможных спутниковых определений. СГС-1 определяются относительными методами космической геодезии со средними квадратическими ошибками: 3 мм + 10^-7 D в плане и 5 мм + + 2 • 10^-8 D по геодезической высоте для геодинамически активных регионов и 5 мм + 2 • 10^-7. D в плане и 7мм + 3 • 10^-7 D по высоте для остальных регионов. Среднее расстояние между пунктами СГС-1 равно 25-35 км. В экономически развитых районах пункты СГС-1 в зависимости от требований потребителей могут иметь большую плотность.

Постоянно действующие пункты ФАГС в основном создаются на базе действующих пунктов спутниковых (космических) наблюдений, астрономических  обсерваторий, пунктов службы вращения Земли, радиоинтерферометрических  комплексов со сверхдальними базами «Квазар», программы «Дельта» и др. На пунктах ФАГС предусматривают  две программы наблюдений: постоянные наблюдения спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS (включая и международные программы) и наблюдения других специализированных спутников и космических объектов согласно межведомственным программам построения ФАГС.

Следует заметить, что спутниковые  технологии не всегда можно использовать при решении традиционных геодезических  задач, например, недостаточна относительная  точность определений на коротких расстояниях, ограничено использование GPS-методов  в точной инженерной геодезии, процесс привязки ориентирных пунктов, легко решаемый в традиционной технологии, становится довольно сложным и дорогим, особенно в закрытой местности, в спутниковой технологии, так как объем спутниковых определений в этом случае возрастает более чем в два раза.

2.3 Техническая  характеристика CPS – приёмника Trimble R8. Применение, принцип и методика измерения

Конструктивные  и физические характеристики

Габариты (ширина*высота) 19.0 * 11.2, с разъемами;

Масса в сборе с встроенной батареей, радиомодемом и стандартной  антенной – 1.5 кг;

Продолжительность работы от встроенной батареи ёмкостью 2.4 А-ч, значение изменяется с температурой -  радиомодем на 450 МГц в режиме приёма – 5,8 ч, радиомодем на 450 МГц в  режиме приёма/передачи: 3,7 ч (зависит  от выбранной канальной скорости) GSM: 4,1 ч;

Вход внешнего источника  питания - 11...28 В пост. тока, защита от перенапряжения (7-и штырьковый разъём LEMO);

Рабочий диапазон температур^а -  -40°С … +65°С;

Диапазон температур хранения -  -40°С … +75°С;

Устойчивость к выпадению  конденсата -  100%, прибор полностью  герметичен;

Корпус -  ударопрочный, лёгкий, изготовлен из магниевого сплава;

Влагостойкость/ пылезащищённость - IP67: защищён от воздействия пыли, устойчив к кратковременному погружению в воду на глубину 1 метр.

 

   Система Trimble R8 GNSS ГЛОНАСС - многофункциональный мультисистемный GPS/GLONASS приемник и одном компактном и надежным корпусе. В Trimble R8 GNSS объединены в единое целое передовые технологии и совершенная конструкция системы, обеспечивая вам максимальную точность и производительность. Используя новый усовершенствованный RTK процессор с технологией R-Track позволяет приемникам Trimble R8 GNSS использовать как сигналы от системы GPS нового поколения L2C и L5, так и сигналы L1/L2 ГЛОНАСС. 
   Приемник Trimble R8 удобен при работе в полевых условиях, поскольку он надежно защищен, легок и не использует соединительные кабеля. GPS систему Trimble R8 удобно использовать  как в качестве базовой станции, так и в качестве подвижного. Так же в дополнение к приемнику идет внутренний радио 450 МГц или  GSM модем.  
   Trimble R8 GNSS можно использовать совместно с тахеометрами марки Trimble, просто необходимо добавить призму на веху с передвижным приемником (Rover). Такое решение позволяет геодезистам максимально эффективно использовать данную методику для еще большего повышения производительности.

2.4 Назначение, устройство  и характеристики светодальномеров. Методика  измерения расстояний

Светодальномер - прибор для  измерения расстояний по времени  прохождения оптическим излучением (светом) измеряемого расстояния. Светодальномер содержит источник оптическим  излучения, устройство управления его параметрами, передающую и приёмную системы, фотоприёмное устройство и устройство измерения  временных интервалов. Светодальномер  делятся на импульсные и фазовые  в зависимости от методов определения  времени прохождения излучением расстояния от объекта и обратно.