РАБОТА С ЛАЗЕРНЫМ ДАЛЬНОМЕРОМ LEICA DISTO D5

Стр 1 из 11Следующая ⇒

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ

Методические рекомендации к выполнению практических и лабораторных работ

для студентов специальности 23.05.06 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей»

очной и заочной формы обучения

Составитель: А.В. Тарасов

Самара

2016

УДК 625.03

Инженерная геодезия: методические указания к выполнению практических и лабораторных работ для студентов специальности 23.05.06 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей» очной и заочной форм обучения / составители: А.В. Тарасов. – Самара: СамГУПС, 2016. – 72 с.

Приведены методические рекомендации для выполнения практических и лабораторных работ.

В методических указаниях представлен материал для подготовки к выполнению практических и лабораторных работ, индивидуальные задания для самостоятельной работы по дисциплине «Спец курс по инженерной геодезии».

Утверждены на заседании кафедры ПСЖД 10 сентября 2016г., протокол № 1

Печатаются по решению редакционно-издательского совета университета.

Составители: Андрей Викторович Тарасов

Рецензенты: к.т.н., доцент СамГУПС А.Д. Громов;

к.т.н., доцент СамГУПС В.А. Краснов

Подписано в печать 19.10.2016. Формат 60х90 1/16.

Усл. печ. л.. Тираж 100 экз. Заказ 236.

Введение

Инженерно-геодезические работы являются неотъемлемой частью комплекса работ по изысканиям, проектированию и строительству железных дорог, объектов транспортной инфраструктуры и гражданских зданий и сооружений.

Целями данных лабораторных и практических работ являются:

– закрепление теоретических знаний, полученных студентами на лекциях и при самостоятельном изучении учебного материала;

– приобретение студентами практических навыков и умений выполнения инженерно-графических работ на топографической карте и геодезическими инструментами, а также выполнять камеральные работы по обработке результатов полевых измерений.

В данных методических рекомендациях рассматриваются методы получения информации с топографической карты, построение продольных профилей, а также работа с теодолитами и обработка полевых журналов геодезической съемки.

Компетенции обучающегося, формируемые в ходе выполнения самостоятельных занятий

ПК-17: Способностью планировать, проводить и контролировать ход технологических процессов и качество строительных и ремонтных работ в рамках текущего содержания железнодорожного пути, мостов, тоннелей.

ПК-30: Способностью выполнять инженерные изыскания транспортных путей и сооружений, включая геодезические, гидрометрические и инженерно-геологические работы.

В ходе выполнения самостоятельных занятий студент должен

Знать:

Существующие современные геодезические приборы и правила работы с ними, способы обработки данных геодезических съёмок.

Уметь:

Производить геодезическую съёмку на объекте строительства с использованием современных цифровых устройств, в том числе спутникового оборудования.

Владеть:

Навыками выполнения геодезических работ с использованием современного цифрового оборудования, в том числе спутникового, а также с использованием программного обеспечения для обработки полученных данных.

Практическая работа №1

РАБОТА С ЛАЗЕРНЫМ ДАЛЬНОМЕРОМ LEICA DISTO D5

Теоретическая часть

Лазерный дальномер — прибор для измерения расстояний с применением лазерного луча.

Широко применяется в инженерной геодезии, при топографической съёмке, в военном деле, в навигации, в астрономических исследованиях, в фотографии. Современные лазерные дальномеры в большинстве случаев компактны и позволяют в кратчайшие сроки и с большой точностью определить расстояния до интересующих объектов.

Лазерные дальномеры различаются по принципу действия на импульсные и фазовые.

Импульсный лазерный дальномер это устройство, состоящее из импульсного лазера и детектора излучения (Рисунок 1.1). Измеряя время, которое затрачивает луч на путь до отражателя и обратно, и зная значение скорости света, можно рассчитать расстояние между лазером и отражающим объектом. Лазерный дальномер — простейший вариант лидара.

Расстояние до цели	1 м	10 м	100 м	1 км	10 км	100 км
Время отклика	6, 7 нс	67 нс	0, 67 мкс	6, 7 мкс	67 мкс	0, 67 мс

Рисунок 1.1

Способность электромагнитного излучения распространяться с постоянной скоростью дает возможность определять дальность до объекта. Так, при импульсном методе дальнометрирования используется соотношение

где L — расстояние до объекта,

c — скорость света в вакууме,

n — показатель преломления среды, в которой распространяется излучение,

t — время прохождения импульса до цели и обратно.

Рассмотрение этого соотношения показывает, что потенциальная точность измерения дальности определяется точностью измерения времени прохождения импульса энергии до объекта и обратно. Ясно, что чем короче фронт импульса, тем лучше.

Фазовый лазерный дальномер это дальномер, принцип действия которого основан на методе сравнения фаз отправленного и отражённого сигналов. Фазовые дальномеры обладают более высокой точностью измерения по сравнению с импульсными дальномерами. Также фазовые дальномеры дешевле в производстве. Именно фазовые дальномеры получили широкое распространение в быту.

Измерение линейных размеров

Для работы с инструментом ознакомьтесь с функциональными клавишами и отображением информации на дисплее.

Клавиатура (см. Рисунок 1.2):

1 Клавиша ON/DIST (Вкл./Измерение)

2 Клавиша цифрового точкоискателя

3 Клавиша таймера

4 Клавиша " плюс" (+)

5 Клавиша " минус" (-)

6 Клавиша Площадь/Объем

7 Клавиша Косвенные измерения (по теореме Пифагора)

8 Клавиша Трапеция

9 Клавиша функций

10 Клавиша Точка отсчета

11 Клавиша памяти/память

12 Клавиша Стереть/выкл

13 Клавиша Меню/итог

Рисунок 1.2

Дисплей (см. Рисунок 1.3):

1 Выбор программ с инструкциями для измерения

2 Подменю выбора программ

3 Уровень

4 Таймер

5 Промежуточная строка

6 Итоговая строка

7 Детальное отображение

8 Строка состояния с индикацией (лазер ВКЛ, точка отсчета, режим с большим радиусом действия, OFFSET, плюс / минус, состояние батарей)

Рисунок 1.3

Для начала измерений включите инструмент на клавишу ON/DIST.

Клавишей «Точка отсчета» выберите отсчет от основания инструмента.

Установите основание инструмента к началу измеряемой поверхности. Нажмите на клавишу ON/DIST. Инструмент выполнит измерение и выведет его на дисплее в «Итоговой строке». Выполните три подобных измерений, результаты запишите в Таблице 1.1 Приложения.

Переключите Точку отсчета на измерение от верха инструмента клавишей «Точка отсчета». Выполните три измерения, результаты запишите в Таблицу 1.1 Приложения.

Примечание: для измерений в режиме постоянного слежения (измерения) лазера удерживайте клавишу ON/DIST.

Для более точного наведения на большие расстояния рекомендуется использовать «цифровой точкоискатель», который отображает цель прямо на видеоискателе с увеличением в 2 или 4 раза. Нажмите клавишу для активации функции. Снова нажмите клавишу для работы с изображением без увеличения или с увеличением в 2 или 4 раза.

Яркость изображения в точкоискателе регулируется на 5 ступеней при помощи клавиш «+» или «–».

Трапециевидное измерение

Нажмите один раз клавишу |. Отобразится символ Нажмите клавишу и выполните измерение первой стороны (например, высоты 1). Нажмите повторно клавишу и выполните измерение второй стороны (например, ширины).

Нажмите клавишу и выполните измерение третьей стороны (например, высоты 2). Результат отобразится в сводной строке. Нажмите и удерживайте в нажатом состоянии клавишу , чтобы отобразить дополнительную информацию о трапециевидном измерении, например об угле отклонения или площади трапеции .

Выполните измерения трех объектов, результаты запишите в Таблице 1.4 Приложения.

Косвенные измерения

Прибор может рассчитывать расстояния по теореме Пифагора. Данная процедура полезна, если расстояние нельзя измерить напрямую.

Убедитесь, что Вы точно следуете предписанной последовательности измерения:

– все точки (цели) должны находиться в одной горизонтальной или вертикальной плоскости.

– наилучший результат достигается, если в процессе измерений прибор поворачивается вокруг фиксированной точки (например, позиционная скоба полностью развернута и прибор удерживается у стены).

– рекомендуется использовать функцию " Измерения минимальных/максимальных расстояний".

1. Определение расстояния с помощью 2 дополнительных измерений.

Применяется, например, для измерения высоты или ширины зданий. Полезно использовать штатив.

Нажмите клавишу однократно, на дисплее отобразится . Лазер включен.

Нацельтесь на верхнюю точку (1) и осуществите измерение . Первое измеренное значение сохраняется.

Сохраняйте положение прибора как можно ближе к горизонтальному.

Нажмите клавишу для проведения измерения катета прямоугольного треугольника.

Нажмите и удерживайте в нажатом состоянии клавишу чтобы отобразить дополнительную информацию об углах треугольника .

Результаты измерений двух объектов запишите в Таблице 1.7 Приложения, затем измерьте те же объекты вторым способом (см. далее), результаты запишите также в Таблице 1.7.

2. Определение расстояния с помощью 3 измерений .

Теперь измерьте те же объекты

Нажмите на клавишу два раза; на дисплее отобразится следующий символ . Лазер включен.

Нацельтесь на верхнюю точку (1) и осуществите измерение. Первое измеренное значение сохраняется. Сохраняйте положение прибора как можно ближе к горизонтальному.

Нажмите и удерживайте клавишу для проведения непрерывного измерения , перемещайте лазерный луч вверх и вниз в районе цели.

Нажмите для отключения режима непрерывного измерения (2). Значение принято. Нацельтесь на нижнюю точку и нажмите на клавишу , чтобы выполнить измерение (3) . Результат отображается в итоговой строке, промежуточные результаты - в промежуточных строках. Нажмите и удерживайте в нажатом состоянии клавишу чтобы отобразить дополнительную информацию, например, об отдельных расстояниях , и о минимальном расстоянии . Результаты измерений запишите в Таблице 1.7 Приложения.

9. Контрольные вопросы

- Принцип работы лазерного дальномера

- Как измерить дальномером LEICA DISTO D5 угол наклона стены?

- Как измерить дальномером LEICA DISTO D5 толщину парты?

- Назовите условия, при которых дальность измерения дальномером будет максимальной

- Будет ли расстояние, измеренное от дальномера до зеркала в два раза больше фактического?

Практическая работа №2

Теоретическая часть

Нивелирование — определение разности высот двух и более точек земной поверхности относительно условного уровня (напр., уровня океана, реки и пр.), то есть определение превышения. Существуют следующие способы нивелирования:

· геометрическое (нивелиром и рейками);

· тригонометрическое (угломерными приборами (в основном теодолитом или тахеометром посредством измерения наклонения визирных линий с одной точки на другую);

· барометрическое (при помощи барометра);

· гидростатическое (основано на свойстве жидкости сообщающихся сосудов всегда находиться на одном уровне, независимо от высоты точек, на которых установлены эти сосуды);

· радиолокационное (производится с помощью радиовысотомеров и эхолотов, установленных как на воздушных, так и на водных судах, автоматически вычерчивающих профиль проходимого пути);

· спутниковое (производится с помощью GNSS -приёмников).

Измерение высоты точки

1. Установите прибор посередине между точками А и В.

2. В режиме меню выберите «Elev.»

3. Введите отметку задней точки, реперной (принимается из Таблицы 2.3 Приложения)

4. Выполните измерение задней точки

5. Выберите «Yes» для подтверждения номера точки и измеренного значения.

Результат сохраняется и выводится число точек, которое еще можно сохранить в памяти.

6. Выполните измерения передней точки.

Прибор вычисляет превышение Δ H относительно задней точки и выводит результат.

7. Выберите «Yes» для подтверждения номера точки, атрибута и измеренного значения. Результат сохраняется.

Выполните измерения трех любых передних точек. Результаты измерений запишите в Таблицу 2.3 Приложения для станции I.

8. Нажмите клавишу MENU. Появится вопрос, желаете ли вы поменять станцию. Нажмите «Yes» и переставьте прибор на следующую станцию.

Полученный на шаге 6 результат измерений передней точки сохраняется как отметка переходной точки ( turning point – TP ).

9. Перейдите на следующую станцию ( II ) и повторите измерения тех же точек с шага 3. Превышение, измеренное на шаге 5, отображается как превышение задней точки ( ТР ).

Результаты запишите в Таблицу 2.3 Приложения. Сравните отметки точек, полученные в результате измерений из разных станций.

Вынос превышения

Для входа в меню выноса нажмите клавишу MENU два раза. Далее выберите « Set-out» (Вынос), а затем выберите «Ht-diff» (Превышение). Таким образом, выбрана функция выноса превышения точки.

Введите значение превышения равное +0, 5200 м.

Выполните измерения задней точки. Инструмент берет отсчет по задней рейке и выводит результат. Выберите «Yes» для подтверждения значения.

Выполните измерения передней точки.

Инструмент вычисляет разность между измеренным и введенным значением и выводит результат.

Переместите рейку на значение, указанное на экране, и возьмите еще один отсчет по передней рейке.

Если на экране показано «Fill», перемещайте рейку вверх.

Если на экране показано «Cut», перемещайте рейку вниз.

Если на экране показан '0', вы нашли нужную отметку.

Нажмите «Enter» или «Esc».

Вынос превышения завершен.

Вынос расстояния

В меню выноса выберите «Set-out» (Вынос), затем «Dist» (Вынос) (Расстояние).

Введите значение расстояния равное 3 метрам, которое необходимо вынести в натуру.

Выполните измерения передней точки. Инструмент вычисляет разность между измеренным и введенным значением и выводит результат.

Переместите рейку на значение, указанное на экране, и возьмите еще один отсчет по передней рейке. Если на экране показано «Out», перемещайте рейку от прибора.

Если на экране показано «In», перемещайте рейку к прибору. Если на экране показан '0', вы нашли нужную точку.

Нажмите «Enter», или «Esc». Вынос расстояния завершен.

7. Контрольные вопросы

- Принцип работы цифрового нивелира

- Можно ли нивелировать цифровым нивелиром без рейки с RAB -кодом?

- Изменятся ли показания отсчетов по рейке, если выдвинуть «неправильное» колено рейки?

- Изменится ли измеренное расстояние, если выдвинуть «неправильное» колено рейки?

- Можно ли нивелировать поверхность из разных станций, привязавшись к разным относительным реперам?

- Как определить отметку точки на крутом спуске, если длинны рейки недостаточно для ее визирования?

- Влияние кривизны Земли при измерениях вертикальных и горизонтальных расстояний

Практическая работа №3

Теоретическая часть

Полигонометрия (от греч. polý gonos — многоугольный и …метрия) — один из методов определения взаимного положения точек земной поверхности для построения геодезических сетей, служащей основой топографических съёмок, планировки и строительства городов, перенесения проектов инженерных сооружений в натуру и т. п. Положения пунктов в принятой системе координат определяют путём измерения на местности длин линий, последовательно соединяющих эти пункты и образующих полигонометрический ход, и горизонтальных углов между ними. Пункты полигонометрии закрепляются на местности закладкой геодезических центров в виде подземных бетонных монолитов или металлических труб с якорями и установкой геодезических сигналов (наземных знаков в виде деревянных или металлических пирамид).

Углы в полигонометрии измеряют теодолитами, причём объектами визирования, как правило, служат специальные марки, устанавливаемые на наблюдаемых пунктах. Длины сторон полигонометрических ходов и сетей измеряют стальными или инварными мерными лентами или проволоками (базисный прибор). Результаты измерений длин и углов в полигонометрии путём введения в них соответствующих поправок приводят в ту систему координат, в которой должны быть определены положения полигонометрических пунктов.

Теодолитный ход начинают создавать с осмотра местности - рекогносцировки, цель которой - определить наиболее благоприятные места для закрепления вершин теодолитного хода и створов для промеров углов и линий между ними. Как правило, теодолитные ходы прокладывают между точками государственной геодезической сети, например, II, III. Связь теодолитных ходов с пунктами более высокого класса называют привязкой.

Если теодолитные ходы не привязаны к государственным геодезическим сетям, 20% точек закрепляют железобетонными знаками. Эти знаки, в свою очередь, привязывают к предметам местности: зарисовывают глазомерно план и измеряют расстояния не менее чем до трех постоянных предметов местности - углов капитальных зданий, колодцев, деревьев.

Длины сторон между точками теодолитных ходов колеблются в пределах 20...350 м, а длины ходов зависят от многих факторов. Из них главные: масштабы топографической съемки и застроенность территории, по которой прокладывают ход. Например, уменьшение масштаба съемки с 1: 500 до 1: 1000 позволяет увеличить длину хода с 0, 8 до 1, 2 км.

Тахеометрическая съемка выполняется с пунктов съемочного обоснования, их называют станциями. Чаще всего в качестве съемочного обоснования используют теодолитно-высотные ходы.

Характерные точки ситуации и рельефа называют реечными точками или пикетами. Реечные точки на местности не закрепляют.

Для определения планового положения точек съемочной сети измеряют горизонтальные углы и длины сторон. Длины измеряют землемерными лентами или стальными рулетками в прямом и обратном направлениях с точностью 1: 2000.

Высоты точек определяют тригонометрическим нивелированием. Углы наклона измеряют при двух положениях вертикального круга в прямом и обратном направлениях. Расхождение в превышениях допускается не больше 4 см на каждые 100 метров расстояния.

На каждой станции одновременно с заполнением журнала составляется абрис – схематический чертеж, на котором зарисованы положения реечных точек с указанием их номеров, проведены контуры местности, указан скелет рельефа и подписаны угодья

Обработка результатов тахеометрической съемки включает в себя следующие работы:

- вычисление координат и отметок пунктов тахеометрических ходов;

- вычисление отметок реечных точек;

- построение плана тахеометрической съемки.

Задание

определить местоположение станции тахеометра по известной линии: точка A с известной координатой (1000; 2000; 50) и азимут Аз (52°26¢ ).

Исходные данные

Вариант выбирается по двум последним цифрам зачетки.

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒