of 53 /53
Pomiary kątów WYKŁAD 4

Pomiary kątów

  • Upload
    sierra

  • View
    99

  • Download
    5

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Pomiary kątów. WYKŁAD 4. POMIAR KĄTÓW. W geodezji mierzy się: kąty poziome (horyzontalne)  =(0,360 o ) kąty pionowe (wertykalne)  =(0,90 o ;0,-90 o ) kąty zenitalne z = (0,180 o ) (w których kierunkiem odniesienia jest zenit). POMIAR KĄTÓW. - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: Pomiary kątów

Pomiary kątów

WYKŁAD 4

Page 2: Pomiary kątów

POMIAR KĄTÓW

W geodezji mierzy się: kąty poziome (horyzontalne)

=(0,360o) kąty pionowe (wertykalne) =(0,90o;0,-90o) kąty zenitalne z = (0,180o)

(w których kierunkiem odniesienia jest zenit)

Page 3: Pomiary kątów

POMIAR KĄTÓW

Kątem poziomym nazywa się kąt dwuścienny, którego krawędź (linia pionu) zawiera wierzchołek kąta (stanowisko pomiaru), zaś w płaszczyznach ścian leży lewe i prawe ramię kąta (płaszczyzny kolimacyjne).

Page 4: Pomiary kątów

POMIAR KĄTÓW

Ramiona kąta to kierunki biegnące od stanowiska do lewego i prawego punktu celu. Miarą kąta dwuściennego jest kąt w płaszczyźnie prostopadłej do krawędzi (poziomej).

Page 5: Pomiary kątów

C

L

P

Płaszczyzna pozioma

Płaszczyzny kolimacyjne

v

v

C’

o

- kąt poziomy

vv – styczna do linii pionu w pkt C

Kąt poziomy

Page 6: Pomiary kątów

METODY POMIARU KĄTÓW POZIOMYCH

Pomiar kątów metodą pojedynczego kąta. Pomiar kątów metodą kierunkową.

Rys. 1. Pomiar kąta metodą pojedynczego kąta.

Page 7: Pomiary kątów

METODY POMIARU KĄTÓW POZIOMYCH

1. Kątowa

Każdy kąt pomiędzy dwoma kierunkami na stanowisku pomiarowym mierzy się niezależnie. Celujemy na cel po lewej stronie, a następnie po prawej. Powtarzamy czynności w drugim położeniu lunety teodolitu.

Page 8: Pomiary kątów

METODY POMIARU KĄTÓW POZIOMYCH

2. kierunkowa Metoda kierunkowa polega na celowaniu

do kolejnych punktów P1,P2,..., które wyznaczają pęk kierunków, wychodzących ze stanowiska A i wykonaniu w I i II położeniu lunety odczytów kierunków, kończąc odczytem zamykającym (ponownie na punkt wyjściowy).

Page 9: Pomiary kątów

Rys. Pomiar kąta metodą kierunkową.

METODY POMIARU KĄTÓW POZIOMYCH

Metoda kierunkowa

Page 10: Pomiary kątów

METODY POMIARU KĄTÓW POZIOMYCH

Odczyty: początkowy i zamykający nie powinny się różnic od siebie o wartość ± 2m (m - dokładność pojedynczego odczytu).

Po obrocie lunety i alidady do drugiego położenia, rozpoczyna się druga półseria od ponownego wycelowania do punktu początkowego.

Page 11: Pomiary kątów

POMIAR KĄTÓW POZIOMYCH

Pomiary kątów poziomych często wykonuje się wielokrotnie w celu zmniejszenia błędów.

Pojedynczy pomiar nosi nazwę serii pomiaru lub poczetu.

Page 12: Pomiary kątów

POMIAR KĄTÓW PIONOWYCH

Kąty pionowe mierzy się w płaszczyźnie pionowej przechodzącej przez stanowisko pomiarowe i cel.

Jedno ramię kąta jest ustalone i powinno pokrywać się z pionem miejsca obserwacji.

Drugie ramię wyznacza oś celowa w momencie obserwacji.

Page 13: Pomiary kątów

POMIAR KĄTÓW PIONOWYCH

Kąt pionowy – to kąt zawarty między płaszczyzną horyzontu a danym kierunkiem.

z

α

α

α - kąt pionowy horyzontalny;z – kąt pionowy zenitalny

+ –

Page 14: Pomiary kątów

POMIAR KĄTÓW PIONOWYCH

Na podziałce kątowej rejestruje się tylko odczyt dla drugiego ramienia kąta. Dla pierwszego ramienia przypisana jest zerowa wartość.

Page 15: Pomiary kątów

POMIAR KĄTÓW PIONOWYCH

Kąty pionowe są mierzone dla rozwiązania takich zadań jak:

niwelacja trygonometryczna; przestrzenne wcięcie w przód; tachimetria.

Page 16: Pomiary kątów

TEODOLITY

Teodolity są to instrumenty geodezyjne wykorzystywane do pomiarów kątów poziomych i pionowych.

Teodolity dzielą się na : optyczne; elektroniczne.

Page 17: Pomiary kątów

TEODOLITY

W teodolitach optycznych zastosowane jest szklane koło poziome (limbus) i koło pionowe z naniesionym podziałem kątowym

( w stopniach gradowych), z którego obserwator wykonuje odczyt kierunku.

Page 18: Pomiary kątów

TEODOLITY

W teodolitach elektronicznych odczyt kierunku jest wykonywany automatycznie.

Teodolity wyposażone są w lunetę, która wraz z korpusem instrumentu może obracać się wokół pionowej osi instrumentu.

Umożliwia to swobodne i dokładne wykonanie odczytu kierunków poziomych oraz pionowych.

Page 19: Pomiary kątów

TEODOLIT

Page 20: Pomiary kątów

PODZIAŁ TEODOLITÓW

Ze względu na nominalną wartość odczytu teodolity dzieli się na:

o małej dokładności (teodolity budowlane), dokładny odczyt: 1’ lub 30”.

Zastosowanie: w pomiarach o mniejszej dokładności: w budownictwie, np. tyczenie dróg, tras wysokiego napięcia (Theo 080 firmy C. Zeiss Jena, Wild TO)

Page 21: Pomiary kątów

PODZIAŁ TEODOLITÓW

o średniej dokładności (teodolity inżynierskie). Nominalna dokładność odczytu 0,1’ (0,2c).

Zastosowanie: pomiary realizacyjne w budownictwie, np. pomiary drogowe, poligonizacja, tachimetria (Theo 020 Zeiss)

Page 22: Pomiary kątów

PODZIAŁ TEODOLITÓW

o większej dokładności (teodolity uniwersalne), wyposażone w mikrometr optyczny, dokładność odczytu 1” (2cc).

Zastosowanie: triangulacja, poligonizacja, optyczny pomiar odległości.

Page 23: Pomiary kątów

PODZIAŁ TEODOLITÓW

precyzyjne, dokładność odczytu 0,2” (1cc).

Zastosowanie: triangulacje, obserwacje astronomiczne, badanie przekształceń i odkształceń, przemieszczeń.

Page 24: Pomiary kątów

PODZIAŁ TEODOLITÓW

laserowe – stanowią oddzielną grupę, w których zastosowano światło laserowe.

Dokładność: kilka mm przy odległości ok. 300 m.

Page 25: Pomiary kątów

BUDOWA TEODOLITU

CZĘŚCI SKŁADOWE TEODOLITU:Statyw – w formie trójnogu z

głowicą metalową i otworem, przez który przechodzi śruba sprzęgająca z nim instrument.

Page 26: Pomiary kątów

BUDOWA TEODOLITU

Spodarka – najniższa część instrumentu, ma 3 śruby poziomujące (ustawcze), służące do ustawienia osi instrumentu w położeniu pionowym.

Page 27: Pomiary kątów

BUDOWA TEODOLITU

Poziomy krąg podziału (limbus) – posiada podział stopniowy lub gradowy do mierzenia kierunków poziomych. Sporządzony jest z metalu lub szkła.

Page 28: Pomiary kątów

BUDOWA TEODOLITU

W instrumentach zwyczajnych (jednoosiowych) limbus jest połączony na stałe ze spodarką, natomiast w instrumentach repetycyjnych (dwuosiowych) limbus można sprzęgać za pomocą odpowiednich śrub zaciskowych ze spodarką lub alidadą.

Page 29: Pomiary kątów

BUDOWA TEODOLITU

W instrumentach repetycyjnych limbus można ustawić dowolnie względem spodarki.

Limbus – stanowi płaszczyznę rzutów przy pomiarze kątów poziomych i w czasie pomiarów musi być ustawiony w położeniu poziomym.

Page 30: Pomiary kątów

BUDOWA TEODOLITU

Alidada – jest obracalną częścią instrumentu, osadzona jest centrycznie nad limbusem. Posiada urządzenia odczytowe do odczytywania podziału na limbusie.

Na alidadzie jest libella rurkowa (alidadowa) służąca do ustawienia instrumentu w położeniu pionowym.

Page 31: Pomiary kątów

BUDOWA TEODOLITU

Luneta geodezyjna – powiększenie od 20 do 40 razy, obraz prosty lub odwrócony, połączona na stałe z kołem pionowym.

Śruby zaciskowe (sprzęgające) Śruby ruchu leniwego (leniwki)

Page 32: Pomiary kątów

BUDOWA TEODOLITU

Śruby rektyfikacyjne libelli – do zmiany położenia niektórych elementów geometrycznych teodolitu: libelli alidadowej, kolimacyjnej, niwelacyjnej (może być osadzona na lunecie).

Page 33: Pomiary kątów

c

c

L

L

p p

v

v

Warunki osi teodolitu:

libelli: LL vv

kolimacji: cc pp

inklinacji: pp vv

vv – oś obrotu (pionowa)

pp – oś obrotu lunety (pozioma)

LL – oś libelli alidadowej

cc – oś celowa lunety

Osie geometryczne:

Page 34: Pomiary kątów

SYGNALIZACJA CELU

Tarcze sygnałowe Tyczki geodezyjne

Page 35: Pomiary kątów

SPRAWDZENIE TEODOLITU

W teodolitach klasy technicznej sprawdzeniu podlegają warunki geometryczne osi, libelle, system odczytowy, miejsce zera i pionownik optyczny.

Podstawowe warunki geometryczne. Należą do nich:

1.        Warunek libelli alidadowej,

2.        Warunek siatki kresek,

3.        Warunek pionu optycznego,

4.        Warunek kolimacji,

5.        Warunek inklinacji,

6.        Warunek miejsca zera,

Page 36: Pomiary kątów

SPRAWDZENIE I REKTYFIKACJA

Rektyfikacja jest zabiegiem mającym na celu zapewnienie spełnienia wymaganych warunków osi teodolitu lub zmniejszenia błędów poniżej wartości dopuszczalnych.

Przed sprawdzeniem należy wykonać pionowanie głównej osi obrotu teodolitu (vv):

Page 37: Pomiary kątów

SPRAWDZENIE I REKTYFIKACJA

Operacja ta jest wykonywana tradycyjnie w 2 etapach. Do wstępnego pionowania osi można wykorzystać libellę pudełkową.

Rektyfikację współczesnych teodolitów przeprowadza specjalistyczny serwis.

Page 38: Pomiary kątów

ZASADY PIONOWANIA GŁÓWNEJ OSI OBROTU (vv):

a) Etap I. Ustawienie libelli w pozycji równoległej do linii łączącej dwie śruby ustawcze i sprowadzenie pęcherzyka libelli do położenia centralnego (górowania).

b) Etap II. Po obrocie alidady o 90o sprowadzenie pęcherzyka libelli do położenia centralnego.

Obrót o 90o

Etap I Etap II

Page 39: Pomiary kątów

Obrót o 180o

Etap I Etap II

1. SPRAWDZENIE WARUNKU LIBELlI ALIDADOWEJ.

Przeprowadza się w dwóch etapach:

a) Pierwszy etap identyczny jak w przypadku pionowania osi.

b) Drugi etap po obrocie alidady o 180o należy ocenić przesunięcie pęcherzyka libelli z położenia centralnego. Wielkość przesunięcia pęcherzyka odpowiada podwojonej wartości błędu libelli. Jeżeli odchyłka 2dz. podziałki libelli nie potrzeba rektyfikować.

Odczyt z podziałki libelli

Page 40: Pomiary kątów

LIBELLA

Page 41: Pomiary kątów

2. SPRAWDZENIE WARUNKU KOLIMACJI:

Oś celowa lunety powinna być prostopadła do poziomej osi obrotu lunety (cc ┴ pp).

Po wycelowaniu do wybranego punktu przy poziomej (w przybliżeniu) osi celowej, wykonujemy odczyty kątów w dwóch położeniach lunety: O1 i O2

Page 42: Pomiary kątów

SPRAWDZENIE WARUNKU KOLIMACJI

Odchyłka wynikająca z błędu kolimacji wynosi:

Jeżeli 2m (błąd pomiaru kąta) nie ma potrzeb wykonywania rektyfikacji.

gccO2 O1 200

302

Page 43: Pomiary kątów

3. SPRAWDZENIE WARUNKU INKLINACJI:

Oś obrotu lunety powinna być prostopadła do głównej osi obrotu teodolitu (pp ┴ vv).

Po wycelowaniu do wysoko położonego celu, wykonujemy odczyty kątów w dwóch położeniach lunety: O1 i O2

Page 44: Pomiary kątów

SPRAWDZENIE WARUNKU KOLIMACJI

Odchyłka wynikająca z błędu kolimacji wynosi: i =(O2 - O1 ± 200g)/2 = 60 cc

Jeżeli i 2m (błąd pomiaru kąta) nie potrzeba wykonywać rektyfikacji.

Średnia z odczytów wykonanych w dwóch położeniach lunety jest wolna od błędów kolimacji i inklinacji.

Page 45: Pomiary kątów

4. SPRAWDZENIE PIONU OPTYCZNEGO:

Oś lunetki powinna pokrywać się z główną osią obrotu teodolitu (ss=vv).

Sprawdzenie wykonujemy w dwóch etapach:

a) Pierwszym etapem jest pionowanie osi teodolitu (vv).

Page 46: Pomiary kątów

SPRAWDZENIE PIONU OPTYCZNEGO

b) Na arkuszu papieru przypiętym do podłogi znaczymy położenie celownika lunetki, po ustawieniu tej lunetki nad każdą śrubą ustawczą. Zaznaczone punkty wskazują skrajne położenia osi pionownika.

Właściwe, wolne od błędu położenie wskaże środek trójkąta z trzech położeń lunetki. Boki trójkąta nie powinny przekraczać 2 mm.

Page 47: Pomiary kątów

REKTYFIKACJA

Rektyfikacja polega na sprowadzeniu celownika w polu widzenia lunetki na środek trójkąta za pośrednictwem śrub rektyfikacyjnych.

Jest to zadanie trudne z uwagi na konieczność ingerencji do wnętrza alidady.

Page 48: Pomiary kątów

URZĄDZENIA ODCZYTOWE W TEODOLITACH

ODCZYT: 108g 48c H: 87º 07´ V: 21º 46´

Page 49: Pomiary kątów

SYSTEM ODCZYTOWY W TEODOLICIE ELEKTRONICZNYM

Page 50: Pomiary kątów

TACHIMETR

Tachimetr jest to instrument geodezyjny przeznaczony do pomiaru kątów poziomych, kątów pionowych oraz odległości. Stanowi połączenie teodolitu i dalmierza.

Instrument ten wykorzystywany jest w tachimetrii czyli masowym pomiarze położenia punktów terenowych.

Page 51: Pomiary kątów

TACHIMETRY

Wyróżnia się tachimetry:- optyczne;- elektroniczne. W tych ostatnich odczyt kierunkówpoziomych i pionowych wykonywany jestautomatycznie, a odległość mierzona jest zużyciem wbudowanego dalmierzaelektrooptycznego.

Page 52: Pomiary kątów

TACHIMETR

Page 53: Pomiary kątów

DZIĘKUJĘ

ZA UWAGĘ