Предмет і задачі курсу, його зв`язок з іншими дисциплінами

В.О. Боровий,Р.М. Літнарович

ГЕОДЕЗИЧНІ ПРИЛАДИ

 

 

Конспект лекцій

для студентів спеціальностей

6.07 09 04 “Землевпорядкування та кадастр”

7.07 09 08 “Геоінформаційні системи і технології”

 

 

Чернігів – 2003

 

Боровий В.О., Літнарович Р.М. Геодезичні прилади.

Конспект лекцій для студентів спеціальностей

6.07 09 04 “Землевпорядкування та кадастр”,

7.07 09 08 “Геоінформаційні системи і технології”.

ЧДІЕіУ, Чернігів, 2003,-94с.

 

Рекомендовано для використання у навчальному процесі на засіданні Вченої Ради ЧДІЕіУ, протокол №6 від 27.06.01.

 

Рецензенти: В.Г. Бурачик, д.т.н., професор

В.І. Канівець, д. с.-г наук, професор

М.І. Кравцов, к.т.н., доцент

 

Конспект лекцій складено на основі курсів “Оптико-механічні геодезичні прилади”, який читається на другому курсі землевпорядних спеціальностей і “Електронні геодезичні прилади”, який читається на третьому курсі.

Конспект лекцій записав студент III курсу Останін Віталій Сергійович.

Приведені основні положення геметричної і фізичної оптики, необхідні для вивчення сучасних геодезичних приладів. Розглянуті теорія і будова окремих частин геодезичних приладів і методи їх досліджень.Відображені принципові схеми, будова, дослідження, перевірки і юстування основних типів геодезичних приладів.

 

 

Ó В.О. Боровий, Р.М. Літнарович

 

ЗМІСТ

Передмова.......................................................................................................6

III СЕМЕСТР

Лекція №1

1. Предмет, задачі курсу, його зв`язок з іншими дисциплінами..........................7

2. Призначення і класифікація геодезичних приладів........................................7-9

3. Розвиток геодезичного приладобудування за кордоном, в Росії і на Україні................................................................................................................9-16

4. Принцип Ферма. Основні закони геометричної оптики. Повне внутрішнє відбиття.................................................................................................................16

Лекція №2

5. Плоске дзеркало. Система двох дзеркал: паралельних і між якими є кут..16-17

6. Лінзи. Їх види. Оптичні деталі з плоскими заломлюючими

поверхнями....................................................................................................17-18

7. Види призм. Відбивні призми, їх застосування, позначення і типи. Оптичний клин..................................................................................................................18-19

8. Центрована і ідеальна оптичні системи. Кардинальні площини і точки. Телескопічна система.....................................................................................19-21

Лекція №3

9. Лупа. Об`єктив, його характеристики. Види об`єктивів. Телеоб`єктив....21

10. Окуляр, його характеристики. Види окулярів. Мікроскоп.........................22-23

11. Оптичні системи зорової труби. Типи фокусування...................................23-24

Лекція №4

12. Основні характеристики зорової труби, методи їх визначення..................24-25

13. Кутомірні круги і лінійні шкали. Способи їх виготовлення.......................25-26

14. Поняття про похибки поділок кутів і методи їх визначення......................26-27

Лекція №5

15. Типи і призначення відлікових устаткувань.................................................27-30

16. Рівні геодезичних приладів, їх призначення. Види ампул..........................30-31

17. Круглий, циліндричний, контактний рівні, їх устрій...................................31-32

Лекція №6

18. Ціна поділки рівнів..........................................................................................32-33

19. Методи визначення ціни поділки рівня.........................................................33

20. Електронні рівні...............................................................................................33-34

IV СЕМЕСТР

Лекція №7

21. Осьові системи геодезичних приладів. Вимоги до осьових систем...........34

22. Основні конструкції вертикальних осей.......................................................35-36

23. Типи компенсаторів в нівелірах.....................................................................36-37

24. Маятникові компенсатори нахилу.................................................................37-38

Лекція №8

25. Компенсатори нахилу з рівнем......................................................................38-39

26. Принцип дії рідінних компенсаторів. Види демпферування......................39-40

27. Ексцентриситет алідади і лімба, його вплив.................................................40

28. Вплив екценриситету......................................................................................40-41

 

Лекція №9

29. Визначення екцентриситету алідади і лімба................................................41

30. Методика визначення екцентриситету.........................................................41-42

31. Підіймальні гвинти, закріпні і навідні гвинти.............................................42

32. Виправні, юстувальні гвинти. Елеваційний гвинт......................................43

33. Правила поводження з геодезичними приладами.......................................43

Лекція №10

34. Тахеометри......................................................................................................44

35. Авторедукційний тахеометр з базисом при інструменті............................44-45

36. Електронні тахеометри..................................................................................45

37. Спеціальні геодезичні прилади.....................................................................45-46

V СЕМЕСТР. ЕЛЕКТРОННІ ГЕОДЕЗИЧНІ ПРИЛАДИ.

Лекція №1

Основні методи вимірювання віддалей...............................................................48

1.1 Часовий.............................................................................................................48-49

1.2 Фазовий............................................................................................................49-50

Лекція №2

2.1 Частотний метод..............................................................................................50-51

2.2 Частотний метод з модульованими коливаннями........................................51-52

2.3 Схема Доплерівського віддалемірного пристрою........................................52

Лекція №3

3.1 Виключення багатозначності за наближеними значеннями виміряємої лінії................................................................................................52-53

3.2 Виключення багатозначності при плавній зміні частоти (одноступеневий спосіб)..............................................................................................................53-55

3.3 Виключення багатозначності при вимірюваннях на фіксованих частотах...........................................................................................................55-57

3.4 Виключення багатозначності на близьких фіксованих довжинах хвиль (частот)............................................................................................................57

Лекція №4

Функціональні схеми світловіддалеміра............................................................57

Загальна функціональна схема віддалеміра.................................................57-58

Загальна функціональна схема світловіддалеміра першого покоління....58-59

Лекція №5

Світловіддалеміри другого і третього поколінь.................................................59-60

5.1 Загальна функціональна схема віддалемірів другого і третього поколінь...60

5.2 Віддалеміри третього покоління.......................................................................60

Лекція №6

Джерела світла світловіддалемірів........................................................................60

6.1 Електромагнітні хвилі оптичного діапазону................................................60-62

6.2 Будова газового лазера...................................................................................62-63

Лекція №7

Принцип дії напівпровідникових оптичних генераторів..................................63

7.1 Напівпровідниковий лазер.............................................................................63

7.2 Принцип дії напівпровідникових оптичних генераторів............................63-64

 

Лекція №8

Способи модуляції світла.....................................................................................64

8.1 Модуляція і інтенсивність світла..................................................................64-65

8.2 Два способи модуляції світла........................................................................65

8.3 Механічні і фізико-оптичні модулятори......................................................65-66

Лекція №9

Фазовий зсув променів.........................................................................................66

9.1 Оптичні осі кристала......................................................................................66-67

9.2 Комірка Керра.................................................................................................67-69

9.3 Фазовий зсув променів...................................................................................69

Лекція №10

Ефект Керра...........................................................................................................69

10.1 Статична і модуляційна характеристики неповної комірки Керра.........69-70

10.2 Фотоелектронні помножувачі та фотодіоди..............................................70-72

Лекція №11

Оптичні системи світловіддалемірів..................................................................72

Додатки..................................................................................................................74-92

 

 

ПЕРЕДМОВА

Сучасні геодезичні прилади зручні в роботі, високопродуктивні, забезпечують високу точність вимірювань. Їх правильна експлуатація потребує від виконавців робіт поглиблених знань. Тому, в навчальні плани землевпорядних спеціальностей включена дисципліна “Геодезичні прилади”, яка вже чотири роки читається в ЧДІЕіУ.

Розкривається предмет і задачі курсу, його зв`язок з іншими дисциплінами, призначення і класифікація геодезичних приладів, розвиток геодезичного приладобудування за кордоном, в Росії і на Україні.

Приврдиться основний принцип геометричної оптики, розглядаються системи двох дзеркал, лінзи, їх види, оптичні деталі з плоскими заломлюючими поверхнями, види призм.

Розглядаються центрована, ідеальна оптична система, каринальні площини і точки, телескопічні системи, лупи, об`єктиви їх характеристики, види об`єктивів, окулярів.

Приводяться оптичні системи зорової труби і її основні характеристики, кутомірні круги, відлікові устаткування, рівні геодезичних приладів, компенсатори.

Відображені принципова схема світловіддалеміра, функціональні схеми світловіддалемірів першого, другого і третього поколінь, джерела світла світловіддалемірів, принцип дії напівпровідникових оптичних генераторів, способи модуляції світла, фотоелектронні помножувачі та фотодіоди,оптичні системи світловіддалемірів.

Частина перша конспекта прочитана доктором технічних наук, професором В.О Боровим;

Частина друга конспекта прочитана кандидатом технічних наук, доцентом Р.М. Літнаровичем.

 

III СЕМЕСТР

Частина I

Предмет і задачі курсу, його зв`язок з іншими дисциплінами.

Предмет курсу - це інженерно-технічна прикладна дисципліна, яка вивчає теорію і устрій геодезичних приладів, а також елементи їх конструювання, виготовлення, юстировки і дослідження. Геодезичні прилади в більшості застосовуються в геодезії, але мають значне використання і в інших інженерно-технічних дисциплінах:

-землеустрої;

-лісоустрої;

-дорожніх вишукуванях;

-меліорації та інших.

В своїй більшості це оптико-механічні прилади, вони мають працювати в різних кліматичних умовах (від –400 до +500С), при вібраціях та інших метеорологічних факторах. Особливим фактором в геодезії є рефракція.

Останніми роками в ряду геодезичних приладів з`явилися спеціальні геодезичні прилади, які мають застосування в машинобудуванні, приладобудуванні, спеціальних будівельних роботах та іншому.

Це такі геодезичні прилади: лазерні геодезичні прилади, автоколімаційні прилади, GPS-приймачі.

Найважливішою характеристикою кожного геодезичного приладу є точність. Тому, виникають наступні задачі курсу:

1. Навчитися елементам конструкції приладів, технології їх виготовлення;

2. Ознайомитися з різними методиками вимірювання;

3. Навчитися методам визначення поправок, введення їх в результати досліджень;

4. Знати особливості дослідження приладів, юстировок окремих параметрів.