Измерение расстояний светодальномером

Тригонометрическое нивелирование профильных линий следует выполнять при углах наклона интервалов (склонов) более 15 - 20°. Применение светодальномеров для измерения длин дает точность тригонометрического нивелирования, не уступающую точности геометрического нивелирования III - IV классов. Для достижения такой точности линейные измерения необходимо проводить светодальномером МСД-1M или аналогичным по точности прибором с погрешностями измерения расстояний 2 - 5 мм, а вертикальные углы измерять оптическими теодолитами Т2, Theo-010, OTC и равноточными им со среднеквадратической погрешностью измерения одним приемом, не превышающей 5".

Профильную линию разбивают на секции длиной 120 - 150 м для уменьшения влияния рефракции по 6 - 10 реперов в каждой секции. Измеряют расстояния и вертикальные углы между реперами внутри секции двумя способами (рис. 22): с независимым измерением расстояний и вертикальных углов или с последовательным выполнением угловых и линейных измерений, т.е. со взаимной заменой светодальномера и теодолита. В первом случае светодальномером, установленным над точкой А на высоте ic, измеряют расстояние L до отражателя D, установленного над точкой В. Высота установки отражателя - vc. Измерение зенитного расстояния Z выполняют при высоте теодолита i т и сигнала v т. Для вычисления горизонтального проложения и превышения между точками А и В целесообразно привести измеренное расстояние к лучу визирования теодолита. Для этого предварительно определяют вспомогательную величину h (см. рис. 22):

Рис. 22. Схема измерения расстояния и вертикальных углов между реперами внутри секции

h = ic - i т - (vc - v т). (10)

Поправка D L в измеренное расстояние

(11)

а превышение D H и горизонтальное проложение S определяют по формулам:

D H = (L + D L)cos Z + i т - v т;(12)

S = (L + D L)sin Z. (13)

При измерениях вторым способом с последовательным выполнением линейных и угловых измерений наблюдения выполняют в следующем порядке. Светодальномером измеряют расстояние между реперами, затем в ту же подставку устанавливают теодолит, т.е. применяют автоцентрирование теодолита, и измеряют зенитное расстояние Z на центр отражателя. Так как vc = v т, формула (10) примет вид:

h = ic - i т. (14)

При этом величина h постоянна для данного сочетания светодальномера и теодолита и может быть довольно точно определена до начала полевых работ.

Необходимость в вычислении D L отпадает, если точка визирования при измерении зенитных расстояний и центр отражателя смещены на такую же величину, как и горизонтальные оси светодальномера и теодолита. Это достигается при использовании жесткого отвеса и специальной насадки для установки отражателя (рис. 23). Насадка состоит из двух частей - верхней 6 и нижней 2, которые скрепляют между собой винтами и гайками 3. Нижнюю часть надевают на трубу жесткого отвеса 1 и закрепляют винтом 7.

Рис. 23. Насадка на жесткий отвес ОЖ-3 для центрирования отражателей

В отверстие верхней части насадки устанавливают отражатель светодальномера 4 и закрепляют винтом 5. Установку отражателя по отношению к целику отвеса на высоте визирования при выполнении угловых измерений получают перемещением всей насадки по трубе жесткого отвеса. Пределы перемещения от 110 до 160 мм обеспечивают возможность применения для угловых измерений практически любых теодолитов. Для удобства фиксирования необходимой высоты установки отражателей на нижней части насадки закреплена линейка 8.

Недостаток второго способа тригонометрического нивелирования - необходимость постоянных перестановок светодальномера и теодолита.

Погрешности и т D Н для первого и второго способов тригонометрического нивелирования вычисляют по формулам:

где mL - погрешность измерения наклонной длины; тh - погрешность определения или установки разности высот приборов; тZ - погрешность измерения зенитного расстояния; R - средний радиус Земли; т к - погрешность, вызванная вертикальной рефракцией.

При предрасчете точности тригонометрического нивелирования и условии применения указанных приборов и методик можно принять следующие значения погрешностей; mL ± 3 мм; mZ = ±5"; m к = ±1,0; тh = ± 1 мм для второго способа) и mh = ±2 мм (для первого способа); ms и m D H при L < 120 м не превышают ±3 мм.