Жарық және радио қашықтық өлшеуiштер

Пән: Геология, Геофизика, Геодезия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

«Геодезия және құрылыс» кафедрасы

Есептік графикалық жұмыс №3

Тақырыбы: «Жарық және радио қашықтық өлшеуiштер».

Орындаған: Сембаев Е. Н.

Тексерген: Аубакирова С. М.

Тобы: ГК-407

Семей 2015 ж.

Жоспар

Картаның номенклатурасы:

Кіріспе;
Негізгі бөлім:Ұзындықтарды өлшеуіш лентамен өлшеу; Ұзындық өлшеулер кезінде еңгізілетін түзетулер; Қашықтық өлшеуіштердің түрі және олардың көмегімен ұзындықтарды өлшеу; Ара қашықтықтарды жанама әдістермен анықтау.
Қорытынды;

Картаның номенклатурасы

Белгiлi бiр жердегi нүктелердiң ара қашықтығын тiкелей өлшеуге немесе есептелiнген басқа шамалар арқылы есептеп шығаруға болады.

Тiкелей әдiс кезiнде ұзындықтарды өлшеу рулеткалардың ленталардың және сымдардың көмегімен жүзеге асырылады. Оларды болаттан немесе инвардан (64% тeмip мен 36% никельдiң қорытпасы) жасайды. Инварлық өлшеуiш аспаптардың сызықтық ұлғаю коэффициентi өте аз. Болат өлшеуiш аспаптар ара қашықтықтарды 1 : 1, 1 : 25000, ал инварлық

1 : 25000 . . . 1 : 1 шамасындай салыстырмалы қателiкпен өлшеуге мүмкiндiк бередi.

Жанама әдicте ара қашықтықтарды өлшеу үшiн оптикалық қашықтық өлшеуiштер, жарық және радио қашықтық өлшеуiштер кеңiнен қолданылады. Сонымен қатар, iзделiнiп отырған ара қашықтықты аналитикалық жолмен есептеп щығару үшiн өлшенген базистер мен бұрыштардың геометриялық арақатынасы пайдаланылады. Оптикалық қашықтықты өлшеуiштермен ара қашықтықты анықтаудың салыстырмалы қателiктерi 1 : 200ден 1 : 500-ге дейiн, ал жарық және радио қашықтық өлшеуiштерде - 1 : 1-нан 1: 25-ға дейiнгi аралықтарында болады.

Геодезиялық жұмыстардың түpi мен жүктелген мiндетiне, олардың дәлдiгiне қойылатын талаптарға, сондай-ақ өлшеу жағдайына қатысты сызықтардың ұзындығын өлшеу үшiн әр түрлi әдiстер мен аспаптар қолданылуы мүмкін.

Жер бетiндегi уақытша немесе тұрақты белгiлермен (қазықша-бағаналар, тeмip бетонды монолиттер) бекiтiлген нүктелердiң ара қашықтықтарын тiкелей өлшеу әдiciмен өлшегенде өлшеуiш аспаптың өлшенiлетiн ұзындық бойымен қанша рет теөселетiнi есептеледi. Сызықтың ұзындығын өлшеу үшiн ұзындығы 20 немесе 24 м, eнi 10 мм-ден 25 мм-ге дейiн, қалыңдығы 0, 2-0, 44 мм болат өлшеуiш лента қолданылады (48-сурет) . Лентаның барлық ұзындығында әр 10 см сайын кiшкентай тeciктep тесiлген әрбiр бесiншi тeciк диаметрi 5 мм-дей пластинка мен тойтарып шегеленген, ал әрбiр метрден кейiн лентаның eкi жағында пластинкалар тойтарылып шегеленiп (мыс немесе басқа материалдардан) , оларға лентаның eкi шетiнен есептелетiн метрдiң peттiк нөмiрлерi таңбаланған.

Ара қашықтықты өлшегенде лентаны жерге жатқызып, олардың шеттерiн диаметрi 34 мм, ұзындығы 40 см болат сымнан жасалған тeмip қазықшалар қадап белгiлейдi. Лентаның жиынтығына он тeмip қазықша енедi. Сызықтың ұзындығын салмақтап өлшеу үшiн 24 немесе 48 м-лiк сымдар қолданылады, олар диаметрi 1, 65 мм болат немесе инвардан жасалады. Сымның eкi шетiнде әрбiр 1 мм сайын бөлiнген ұзындығы 8 см шкала орналасады. Өлшеуiш сымдар l-класс базисын және 1, 2, 3, 4-класс полигонометриясының қабырғаларын өлшеуге арналған базистiк аспаптардың (БП 1, БП 2, БП 3) жиынтығына кiредi. Базис аспабына 4 2 м-ден кiшi аралықтарды өлшеуге арналған 12, 1 немесе 6, 1 млiк инварлық лента немесе 10 м-лiк рулетка кiредi. Маркшейдерлiк топографиялық, геодезиялық, геологиялық барлау және құрылыс жұмыстарында ұзындығы 5, 10, 20, 30 және 50 м (49-сурет) металл немесе тоқыма баулы рулеткалар кең қолданылады.

Ара қашықтықты, әдетте, eкi өлшеушi мынадай әдiспен өлшейдi. Алдыңғы өлшеушi қолына 10 тeмip қазықша мен лентаның тұтқасын алады да, лентаны өлшенiлетiн кесiндi сызыктың бойымен тарқатады, ал осы кезде соңғы өлшеушi бастапқы штрихтi нүктемен беттестiрiп алдыңғы өлшеушiнi берiлген сызықтың бойымен тiкe бағыттайды. Алдыңғы өлшеушi лентаны келесi аралыққа тартады, оның артқы ұшын бiрiншi тeмip қазықшаға iлмегiмен iлiп, бiрiншi аралықты өлшеген кездегi барлық iс-қимылды қайталайды. Осылайша ұзындықты өлшеу процесi жалғастырыла бередi. Сонымен соңында алдыңғы өлшеушiнiң белгiлеп қадаған тeмip қазықшаларының саны лентаның толық орын ауыстыру санына тең болады.

Сызықтың ұзындығы (D) мына формуламен анықталады

D=20n+r, (64)

мұндағы n - лентаның толық орын ауыстыру саны, ол екiншi өлшеушiдегi тeмip қазықшалардың және де жалпы берiлгендердi қоса есептеген кездегi санына тең; r - қалдық.

Жердегi нүктелер жақсы көрiнiп тұру үшiн олардың арасына, яғни тiкелей жанына ұзындығы 2-3 м дөңгелек ағаш қадалар қойылады, олардың ұшы ұшталған тeмipмен құрсауланған. Қадалардың өн бойын әрбiр 25 см сайын ақ және қызыл түспен бояйды.

Берiлген сызықтың шеткi нүктелерi арқылы өтeтін вертикаль жазықтық жарма деп аталады. Жергiлiктi жердiң жағдайына байланысты көбiне сызықтың жармасына, сызықтың iшiне немесе оның жалғасына аралық қадаларды қоюдың қажеттiгi туады. Сызықтың жармасына қаданы орнату бөлгi қою деп аталады. Сызыққа белгi қоюдың бiрнеше жаFдайларын қарастырып көрелiк. lқададан 2-қада көpiнeтн жағдайда, осы l-және 2-қадалардың жармасына 3қаданы орнату керек болсын делiк. Бұл жағдайда бақылаушы l-қаданың сыртында l-қада 2-қаданы жауып тұратындай етiп тұруы керек. Осыдан кейiн бақылаушының нұсқауы бойынша жұмысшы 3-қаданы l-қадамен жабылып тұратындай етiп орналастырады, осы уақытта ол өзi 2-шi қаданы жауып тұруы тиiс. Егер сызықтың жармасында бiрнеше қадаларды орнату қажет болса, онда жұмысты мiндеттi түрде бақылаушыдан ең алыс тұрған қададан бастайды. Бұлайша айтқанда, сызықты белгiлеп қоюды бақылаушы өзiнен емес, өзiне қарай бағытта жасаған жөн.

Шеттepi қыраттың қарама-қарсы беткейiнде орналасқан, арасында көрiнушiлiк мүмкiндiгi жоқ 1-2-нүктелерiнiң жармасында 3-және 4-қадаларды орнату керек болсын делiк. Бұл жағдайда l-және 2-қадалардан кез келген қашыкқтықта 3-қаданы қадайды, бұл кезде 3-қададан мiндеттi түрде бiр қада, мысалы, 2-қада көрiнiп тұруы тиic. Содан соң 2-3 қадалардың жармасында 3қададан кез келген қашықтықта одан l-қада көрiнiп тұратындай етiп 4-қаданы

орнатады. Одан әpi 3-қаданы -2 қада көрiнiп тұ атындайр етiп, 4-1-кесiндi сызығының жармасына қайта орналастырады, содан кейiн 4-қаданы 3-2сызығының жармасына алып барады. Оны одан l-қада көрiнетiндей жағдайда орнатады және т. б. Осы әрекет iс-қимылдарды 3-және 4-қадалар l-және 2қадалардың жармасында болғанға дейiн орындай бередi. Шеттерi терең жыраның қарама-қарсы жақтарында орналасқан 1-2-сызығының жармасын белгiлеп қою керек болсын делiк. Осы жағдайда бақылаушы l-қаданың тұсында тұрып өзiнен бастап белгiлеу арқылы алдымен 3-қаданы, содан соң 4-қаданы қадайды. жыраның екiншi жағына өтiп, бақылаушы 2-және 4-қадалар арқылы 5-қаданы орнатады. Ең соңында жыраның түбiндегi 5-қадаға түсiп 5-және 3қадалар арқылы 6-қаданы орналастырады.

Қадалардың ара қашықтығы едәуiр болған жағдайда теод лито қолданылады. Жармада орнатылатын қадалардың ара қашықтықтары белгiлеп қоюдың мақсатына, жергiлiктi жердiң сипатына және сызықтың ұзындығын өлшейтiн аспапқа байланысты болады.

Өлшеуiш лентамен ұзындықтарды өлшеу кезiнде жiберiлетiн қателiктер негiзiнен мыналардың әcepiнен болады: лентаны сызықтың бойымен дұрыс жатқызбау, лентаның бүгiлуi мен салбырауы, лентаның шын ұзындығын бiлмеу, өлшеу процесi кезiндегi температураның өзгеруi, лента бойынша есептеу кезiндегi жiберiлетiн қателер мен дәллсiздiктер және т. б. Осы факторлардың өлшеу дәлдiгiне тигiзетiн әсерлерiн азайту үшiн сызықты ұқыпты белгiлеу, лентаны тарту үшiн динамометрдi қолдану, өлшенген ұзындықтарға түзетулердi енгiзу, тексеру өлшемдерiн жүргiзу қажет болады.

Өлшенетiн сызыққа көлденең бөлiнген кiшi базистiң және сызықтың шеттерiнен базис көрнетін бұрыштар көмегімен ара қашықтықты жанама анықтау әдiсiн параллактикалық әдiс деп түсiнемiз. Параллактикалық әдiс өлшенетiн сызықтардың жармасында әр түрлi кедергiлердiң немесе жергiлiктi жердiң аса ойлы-қырлы болатындығынан ара қашықтықтарды өлшеуiш аспаптарымен тiкелей өлшеу мүмкiндiгi болмайтын жағдайда қолданылады.

Өлшенiлетiн сызық пен базистен құрылған және оларды байланыстыратын геометриялық фигура параллактикалық буын деп аталады. Геодезиялық тәжiрибеде параллактикалық буындардың eкi түpi кең таралып отыр:

Сызықтың шетiнде 90º бұрышпен орналасқан қысқа базистi үшбұрыш пiшiндi буын (53, а-сурет) .
Осы буында 1'=90º бұрышы базиске iргелес бұрыш деп аталады. Жергiлiктi жерде базистi(b) және параллактикалық бұрышты (φ) өлшейдi, базиске iргелес бұрышты эккердiң немесе теодолиттiң көмегімен тұрғызады.

Сызықтың ұзындығын синустар теоремасы бойынша есептейдi b sin(ϕ+γ)

d = (65)

немесе ^sin радиандық ^ϕ өлшемде жуық шамамен есептеледi

b ρ

d = (66)

2. ^ϕ Жүрic сызығының ортасына жақын жерде 90º бұрышпен орналасқан қысқа базистi ромб п шi iндi симметриялық буын (53, б-сурет) . Мұндай буынның схемасы ең үлкен дәлдiктi қамтамасыз етедi. Бұл жағдайда сызықтың ұзындығын мына формула бойынша

b ϕ 1 ϕ 1

d = d ₁ + d ₂ = ( ctg + ctg ) (67)

немесе радиандық өлшемде ^{2 2} анықталады ² ρ ρ

d = b ( + ) (68)

Параллактикалық ^{ϕ1 ϕ2} әдiспен сызықтың ұзындығын анықтаудың дәлдiгi көбiнесе параллактикалық бұрыш пен базистi өлшеудiң дәлдiгiне байланысты болады. Сондықтан осы әдiстi бұрыш пен базистi жоғары дәлдiкпен өлшейтiн аспаптар мен құралдар блғанда ғана қолдану тиiмдi болып табылады. Базистiң бағытын өлшенiлетiн сызыққа перпендикуляр етiп техникалық теодолитпен қателiгi 2'-тан аспайтын дәлдiкпен бөледi. Параллактикалық бұрыштардың шамалары 1-разрядты полигонометрия ад 8º -тан және 2-разрядты полигонометрияда 4º-тан кем болмауға тиic. Параллактикалық буындағы базистiң ұзындығын инварлық сыммен өлшейдi, бұл кезде базистiң ұзындығын сымның ұзындығына еселi етiп кабылдайды. Базистiң мүмкіндiгiнше тегic жерде орналасқаны жөн.

Fылым мен техниканың арқынды дамуы өлшенiлетiн ара қашықтықты электромагниттiк толқындардың өту уақытымен сипатталатын электрондық өлшеу принципiне негiзделген жаңа геодезиялық аспаптарды жасауға мүмкiндiк ашты. Осындай аспаптар электромагниттiк толқындардың түpiнe байланысты жарық және радио қашықтық өлшеуiшке белiнедi.

Жарық және радио кашықтық өлшеуiштер оптикалық қашыктық өлшеуiштерiмен салыстырғанда едәуiр қашықтықты неғұрлым жоғары дәлдiкпен өлшеу артықшылығына ие болады.

Жарық қашыктық өлшеуiштi колданып ара кашықтықты электромагниттiк толкындардың өту уакыты арқылы анықтайды. Жарық қашықтық өлшеуiштiң принциптi схемасы iзделiнiп отырған ара қашықтықты есептеп шығаруға мүмкiндiк бередi

D=υt/2, (69)

мұндағы υ - электромагниттiк толқындардың ауадағы таралу жылдамдығы, км/с; t -электромагниттік толқын импульсiн ңi өту уақыты, с.

Жарық қашықтық өлшеуiш сигналды таратып және шағылдырғыштан қайтып келгеннен соң оны кабылдап алатын қабылдағыш-хабарлағыштан тұрады. Қазiргi уақыттағы жарық кашықтық өлшеуiштерде фазалық әдiс колданылады, себебi сигналдың сол ара қашықтыққа барып қайтуға кеткен уақытын жоғары дәлдiкпен өлшеу өте күрделi жұмыс. Осы мақсатта таратылған жарық толқындарының тербелiсiн өзгертедi, яғни берiлген уақыт аралығында жарық толқынының қарқынын бiрде азайтып, бiрде күшейтiп тұрады. Бұл жағдайда шағылған жарық қабылдағыш-хабарлағышқа таратылған кезiндегi фазада максим мыу максимум, ал минимумы минимум болып оралады.

Гео езиялықд радио қашықтық өлшеуiштер едәуiр ара қашықтықтарды радио сигнал хабарының көмегмен өлшеу үшiн қолданылады. Олардың массасы мен көлемi бiршама үлкен. Ара қашықтықты өлшеуге радио қашықтық өлшеуiш станциясының eкeyi қолданылады: жетекшi және жетектелушi, олар жиiлiгi жуық тербелiске өзгертiлген жоғары жиiлiктегi толқындарды таратады және басқа станциядан түскен толқындарды қабылдайды. E кi станцияда да тербелicтерiн өзгертетiн жиiлiктер араласады және олардың жиiлiк айырмашылығы бөлiнедi. Бiрiншi жане екiншi станциялардағы толкындар арасындағы жиiлiк айырмашылығының өзгеру фазасы станциялардың ара қашықтығына пропорционал болады. Фазаның өзгеруi жетекшi станцияда жетектелушi станциядан фазалық бұрыштың нөлден өткен мезетiндегi импульсiн электронды сәулелiк түтiкшенiң экранында тipкey арқылы өлшенедi.

30 км-лiк ара қашықтықты күндi з және 50 км-лiк ара қашықт қтыы түнде дәлдiгi жоғары жарық қашықтық өлшеуiшпен өлшеу кезiнде жiберiлетiн орташа квадраттың қателiк m =±(1±0, 1 D) см-ден аспайды, мұндағы D - ара қашықтық, км. Радио қашықтық өлшеуiш (РДГ) 20 км-ден 30 км-ге дейiнгi ара кашықтығын 5 . . . 15 см дәлдiкпен өлшеуге мүмкiндiк бередi.

Оптикалық қашықтық өлшеуiштердiң өлшеу принципi параллактикалық үшбұрышты шешуге негiзделген, онда кiшкене бұрыш (параллактикалық) (β) және оған қарсы жатқан катет (базис) (b) ара қашықтықты анықтайды:

d=bctgβ. (70)

Осы шамалардың бiреуiн (β нeмece b) тұрақты деп алып, екiншiсiн өлшейдi. Осыған байланысты оптикалық қашықтық өлшеуiштер тұрақты бұрышты және айнымалы базистi болып бөлiнедi. Жiптi қашықтық өлшеуiш. Практикада тұрақты параллактикалық бұрышты жiптi қашықтық өлшеуiшпен өлшеу кең таралған дүрбiдегi тордың вертикаль жiбiнiң үш горизонталь жiптерiмен қиылысу нүктелерi арқылы өтетін сәуленiң жүрiсi схема түрiнде керсетiлген. Шеткi горизонталь жiптерi қашықтық өлшеуiштерi, олар ара қашықтықты өлшеу үшiн қолданылады. N нүктесiнде центрленген аспаптан кез келген бiр М нүктесiнде орналастырылған қашықтық өлшеуiш рейкаға дейiнгi d ара қашықтықты өлшеу керек болсын. 56-суреттен ара қашықтық

d=d'+f+б, (71)

мұндағы d'- объективтiң алдыңғы фокусынан рейкаға

дейiнгi қашықтық; f - дүрбiнiң объективiнiң фокус қашықтығы; б объективтен теодолиттiң негiзгi ociнe дейiнгi қашықтық.

Қашқтық өлшеуiш жiптерiнен (а' және b') eтeтін сәулелер объектив арқылы өтiп, рейканы А және В нүктелерiнде қиып өтедi. Қашықтық өлшеуiш жiптерiнiң а'b' аралығын р, ал рейкадағы А және В нүктелерiнiң арасындағы бөлiктер санын l арқылы белгiлеп, АВҒ және аbғ үшбұрыштарының ұқсастырынан мы наны табамыз:

^/ f ⁻ l d = (72) p

f/p қатынасын қашықтық өлшеуiш коэффuцuентi деп, k арқылы белгiлейдi, (f+δ) қосындысы қашықтық өлшеуiштiң тұрақты шамасы болып табылады да с арқылы өрнектеледi. Сонда (71) формуласына осы белгiлеулердi енгiзiп мына түрде жазамыз:

d=kl+c. (73)

Қашықтық өлшеуiш жiптердi рейкадағы сантиметрлiк бөлiктер k= 100-ге тең болатындай етiп түсiредi. с-ның шамасы iшкi фокусировка дүрбiлерде жақын ара қашықтықтарды өлшегенде ғана ескерiледi, ал 50 м-ден асатын ара қашықтықты өлшегенде оны ескермесе де болады. қашықтық өлшеуiшпен өлшенген ара қашықтықты горизонтқа келтiру. (73) формуласын қорытып шығарған кезде нысаналау oci горизонталь, ал қашықтық өлшеу рейкасы оғап перпендикуляр тұр деп есептелген. Алайда ic жүзiнде көп жағдайда нысаналау oci бiршама көлбеулеу орналасады, осының әсерiнен вертикаль орнатылған рейка нысаналау ociнe перпендикуляр болмайды. А нүктесiнде теодолит, ал В нүктесiнде рейка орнатылған делiк (57-сурет) . Егер рейка ОС нысаналау ociнe перпендикуляр болса, онда одан l'=M'N' есептеуiн қашықтық өлшеуiш жiптеpiнің аралығынан алып мынаны табар едiк:

OC=D=kl'+c. (74)

шындығында l'-тың орнына рейка бойынша мына есептеудi аламыз:

l=MN. _/

l 1

МСМ' тiкбұрышты үшбұрышынан мынаны шығарып аламыз: = ( ) cosν нeмece l'=lcosv , сонда (74) теңдiгi мына түрде жазылады . ^{2 2}

D=klcosv+c. (75)

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.