Измерение длины линий в геодезии введение механические мерные приборы

2. КОМПАРИРОВАНИЕ

Под влиянием различных факторов (времени, температуры, механических воздействий и т. д.) длина мерного прибора изменяется. Поэтому перед началом и в конце полевого сезона, а также при повреждениях в процессе работы, мерные приборы компарируют, т. е. определяют их фактическую длину путем сравнения с эталоном. За эталоны принимают отрезки линий на местности, длины которых известны с высокой точностью. Такие приборы называются компараторами. Компараторы используют двух видов: стационарный – отрезок, закрепленный на местности специальными геодезическими знаками, длина которого известна высокой точностью.

В производственных условиях мерные приборы чаще всего эталонируют на полевых компараторах. Такие компараторы представляют собой выровненные участки местности преимущественно с твердым покрытием. Концы компаратора закрепляют знаками со специальными метками, расстояние между которыми известно с большой точностью.
Компарирование длинномерных рулеток и лент в полевых условиях производят на компараторах, длина которых, как правило, близка к l₀ = 120м. Такую длину выбирают для того, чтобы уложить мерный прибор на компараторе несколько раз. Укладывание мерных приборов ведут в прямом и обратном направлениях. Подсчитывают число целых и дробных уложений рулетки или ленты и определяют поправку, обусловленную компарированием. Ее вычисляют по формуле

∆lк = (l₀ – l_∑)/n

где l_∑ – измеренная длина компаратора;l₀ – длина компаратора; п – число укладываний мерного прибора.

Для предварительного компарирования или при желании знать фактическую длину вновь вводимого в эксплуатацию мерного прибора со сравнительно небольшой точностью поступают так. Нормальный мерный прибор (нормальным считается прибор, прошедший компарирование) и испытываемый укладывают на одну и ту же плоскость. Совмещают начальные штрихи, обе рулетки натягивают с одинаковой силой и миллиметровой линейкой измеряют расстояния между конечными штрихами. Измеренную величину считают поправкой вводимого в эксплуатацию мерного прибора по отношению к нормальному.
Определение поправки в длину испытываемой рулетки производят после приведения длины нормальной и испытываемой рулеток к одной и той же температуре.
На строительно-монтажной площадке часто приходится откладывать меньшую длину, чем длина рулетки. В этом случае проверяют длины метровых, дециметровых и более мелких делений. Компарирование мелких делений выполняют контрольной линейкой (нормальным метром), где минимальные отрезки нанесены через 0,2мм. Показания считывают через увеличительные стекла или микроскопы.

3. ИЗМЕРЕНИЕ ЛИНИЙ МЕРНЫМИ ПРИБОРАМИ

Измерение линий состоит в том, что мерный прибор (ленту, рулетку) последовательно откладывают между начальной и конечной точками измеряемой линии.

Измерение производят в такой последовательности.
Рекогносцировка, т. е. предварительное ознакомление с местностью. При рекогносцировке намечают на местности положение линий, подлежащих измерению. Линии стараются располагать так, чтобы условия для измерений были наиболее благоприятными.
Вешение линии, т. е. установка вешек в створе линии. Створом называют вертикальную плоскость, проходящую через конечные точки линии.
При подготовке створа линии к измерению ее концы фиксируют кольями, штырями, обрезками труб и т. д.; расчищают полосы шириной 1,5...2,0 м от растительности и остатков снесенных строений; забивают колья или штыри в местах перегибов местности. До измерения линию обозначают на местности (примерно через100м) вешками – деревянными или металлическими кругляками с равномерной яркой красно-белой окраской и заостренными концами. Вехи устанавливают либо «на глаз», либо с помощью оптической зрительной трубы с такой частотой, чтобы при нахождении мерщика у одной из них обеспечивалась видимость двух смежных. Вешение «на глаз» менее точно, чем с помощью оптической трубы с увеличением, однако его точность вполне достаточна, если измерение делать мерной лентой со шпильками.
Вешение «на глаз» (рис. 3, а) выполняют приемами «от себя» и «на себя». При вешении «от себя» один мерщик становится на исходной точке, а на конечной точке второй мерщик устанавливает веху 7 такой высоты, чтобы она была видна с исходной точки.
Второй мерщик по створу на расстоянии не более 100м от начала устанавливает веху 4, перемещая ее перпендикулярно створу до совпадения ее с вехой 7 на конечной точке. Команды о смещении устанавливаемой вехи в створ подают отмашкой руки.



Рис. 3. Вешение линии: а – профиль и план; б – измерение линии; 1,4,7 – вехи; 2,5 – шпильки; 3,6 – замеры
При вешении «на себя» мерщик выставляет вешку или укладывает мерную ленту в створе двух других вех, имея их перед собой.
Измерение линии (рис. 3, б) выполняет бригада из двух человек. Ленту разматывают с кольца. Передний мерщик (МП) с десятью (пятью) шпильками протягивает передний конец ленты и по указанию заднего мерщика (МЗ) укладывает ее в створ измеряемой линии. Задний мерщик совмещает начальный штрих заднего конца ленты с началом линии, вставляя в вырез ленты шпильку. Передний мерщик встряхивает ленту, натягивает ее «от руки» силой около 98 Н и в вырез на переднем конце вставляет шпильку. Затем МЗ вынимает заднюю шпильку, МП снимает со шпильки ленту, и оба переносят ее вперед вдоль линии. Дойдя до первой шпильки, МЗ закрепляет на ней ленту, ориентирует МП, выставляя его руку со шпилькой и лентой в створ линии по передней вехе 7. Затем работа продолжается в том же порядке, что и на первом уложении ленты. Целое уложение ленты называется пролетом.
Когда все 11 (6) шпилек будут выставлены, у МЗ окажется 10 (5) шпилек. Задний мерщик передает переднему все собранные шпильки. Измеренный отрезок будет равен 10l₀, что при 20-метровой длине ленты равно 200м. Число таких передач записывают в журнал измерений. Сюда же записывают результаты измерения неполного пролета: от последней шпильки в полном пролете до конечной точки линии.
Для контроля линию измеряют вторично, при этом мерщики меняются местами, а за начало измерений принимают бывшую последней точку при измерении линии «прямо».
Чтобы избежать грубых погрешностей при измерении, выполняют следующие действия: 1. подсчитывают, сколько шпилек у МЗ и МП, чтобы удостовериться, что в сумме они составляют комплект. 2. Следят, чтобы при измерении остатка отсчет выполнился от заднего конца ленты. 3. При отсчитывании делений на середине ленты следят, чтобы лента не быта перекручена, так как при этом можно спутать число целых метров. Например, вместо 6м отсчитать 9м, вместо 9 - 11м.
Измеренную 20-метровой лентой длину линии D вычисляют по следующей формуле:

D = 200N + 20(п – 1) +r,

где N – число передач шпилек; п – число шпилек у М3; r – остаток.

За окончательное значение принимают среднее арифметическое от измерений «прямо» и «обратно». Измерения считают выполненными правильно, если раcхождение результатов измерений «прямо» и «обратно» не превышают:
1:3000 от измеренной длины – при благоприятных условиях измерений (например, твердое покрытие);
1:2000 – при средних условиях измерений (например, ровная поверхность грунта);
1:1000 – при неблагоприятных условиях измерений (например, болотистая, кочковатая заросшая местность, снег и т. д.).
Измерения линий рулеткой производят аналогично. Однако фиксация концов измеренных отрезков при работе рулеткой должна выполняться более точно (вешкой, иглами, остроотточенными карандашами и т. д.).
Измерение линий шкаловыми лентами с повышенной точностью производят по кольям, которые вбивают в грунт под шкалами. Натяжение мерного прибора осуществляют силой 98 Н с помощью пружинного динамометра. Концы отрезков линии на кольях фиксируют булавками и производят отсчеты по передней (П) и задней (3) шкалам. После каждой пары отсчетов ленту сдвигают. В зависимости от требований к точности производят две или три пары отсчетов. О правильности отсчетов судят по разностям (П - 3).
Сравнение значений длин отрезков, измеренных в прямом и обратном направлениях D_пр и D_обр позволяет обнаружить грубые промахи в измерениях, например, просчеты в целое число отложений мерного прибора.

4. ВЫЧИСЛЕНИЕ ДЛИНЫ ЛИНИИ

При вычислении длин линий в результат измерения вводят поправки, которые исключают влияние систематических погрешностей.