Как называется прибор для геодезистов
Приборы для проведения геодезических работ
Геодезия как наука сегодня активно развивается в соответствии с требованиями современного строительства, сельского хозяйства, промышленности, когда критически важным стало обеспечить достаточную точность при проведении измерений, иметь возможность работать автономно в любых климатических условиях. Именно для такой работы и предназначены приборы, которые используются для проведения геодезических изысканий. С их помощью выполняется достаточно широкий спектр строительных, ремонтных, планировочных задач от проведения измерений до выноса в натуру отдельных точек по расстоянию и углу.
Основные группы приборов для геодезических работ
Все приборы, которые используются в данной отрасли можно условно разделить на несколько групп в зависимости от принципа их работы.
Без использования геодезического оборудования не обходится и в современном ландшафтном дизайне, при проектировании ремонтных работ, отделки. К примеру, лазерные приборы в современной конфигурации обеспечивают достаточно широкую функциональность и наглядность полученного результата. Они позволяют с высокой точностью выполнять необходимые замеры одному человеку, что всегда повышает эффективность использования рабочего времени и увеличивает производительность труда.
Основные виды геодезических устройств
GPS-техника
При формировании информации для построения карт в малоизученных или труднодоступных районах высокая точность и качество выполняемых работ обеспечивается с использованием специализированного GPS-оборудования. с его помощью у пользователя появляется возможность получать необходимые координаты с точностью до 1 мм в любых погодных или климатических условиях, при любой видимости. Кроме того, такие устройства управляются при помощи одной-двух кнопок, поэтому обучение оператора занимает минимум времени, не требуя специальной подготовки.
Важно и то, что обработка результатов проведенных измерений с помощью профильного программного обеспечения также фактически выполняется в автоматическом режиме. С использованием технологий GPS у предприятий, предоставляющих геодезические услуги, появляется возможность несколько сократить число специалистов, выезжающих на объект, тем самым снижая себестоимость предоставляемых услуг.
Электронный тахеометр
Этот прибор идеально подходит для ведения работ в полевых условиях и кодирования полученной информации. Тахеометры используются при проведении съёмок местности после получения о ней всех базовых координат, изменений для каждой из точек геодезической сети. Тахеометры позволяют не только измерять расстояния и углы, но и кодировать данные, выполняя своего рода «оцифровку» полученных сведений непосредственно в поле.
Технология выполнения работ с использованием этого прибора достаточно проста и автоматизирована: в специальную таблицу вносятся все объекты, которые подлежат исследованию, присваивая им индивидуальный идентификатор. Программное обеспечение позволяет загрузить эти сведения в прибор, чтобы при выполнении работ оператор получил возможность просто выбирать на экране тахеометра необходимый объект и измерять его координаты. В камеральных условиях данные выгружаются в компьютер, а геодезист получает всю информацию с привязкой к конкретному объекту. Это значительно облегчает работу и снижает до минимума вероятность ошибки.
Тахеометры также активно используются при проведении:
Лазерные дальномеры
Это компактные портативные приборы, получившие широкое применение в работе архитекторов, строителей, дизайнеров, домашних мастеров. Лазерные дальномеры очень популярны и востребованы благодаря своей функциональности, удобству эксплуатации, невысокой стоимости. Принцип работы такого инструмента заключается в измерении времени, за которое лазерный луч проходит расстояние от излучателя до заданного объекта и обратно. Погрешность полученного результата ограничивается миллиметрами, а скорость выполнения замеров, их точность и возможность выполнения одним человеком без помощника стали определяющими при выборе оптимального оборудования для проведения подобных работ.
Лазерные нивелиры
Эти приборы, по сути, являются построителями плоскостей при помощи лазерных лучей. В результате их использования специалисту удаётся быстро и наглядно получить видимые линии, которые проецируются на заданную поверхность. Все полученные плоскости всегда идеально выровнены по вертикали и горизонтали, что позволяет оперативно оценить качество выполненных строительных работ при наружной и внутренней отделке помещений. Обработка полученных данных выполняется при помощи специализированного программного обеспечения.
Теодолиты и оптические нивелиры
Это профессиональное геодезическое оборудование, которое позволяет с высокой точностью определить расстояния, превышения точек по вертикали, горизонтальные и вертикальные углы. Теодолиты и оптические нивелиры – неэлектронные устройства, которые могут использоваться специалистами вне зависимости от погодных условий. Они особенно активно используются при устройстве фундаментов и возведении, в ходе строительства эстакад и мостов.
Сотрудники компании «ГеоСодружество» оснащены всем необходимым для проведения полного комплекса работ на объектах любого назначения, чтобы гарантировать неизменно высокую точность и качество выполняемых работ.
ГЛОССАРИЙ
Геодезические приборы и инструменты
Алидада с диоптрами – (с арабского «аl-idhada» — перев. ручка, нарукавник) геодезический прибор в виде линейки с диоптрами по концам, устанавливаемой на планшете при графических работах и выполняющей функцию кипрегеля.
Алидада Максимовича – для определения углов наклона. Снабжена уровнем, вертикальной шкалой и бегунком на предметном диоптре.
Астролябия геодезическая – (от астро-лат. «звезда» + «лейбос» – слежу) угломерный прибор для определения на местности взаимного положения линий и углов между ними. Представляет собой горизонтальный градуированный круг-лимб с парой диоптров, на котором соосно вращается алидада с парой диоптров.
Астрономический круг Борда – прибор для астрономических угловых измерений (высоты светил над горизонтом).
Буссоль – (от итал. «вussola» – коробка) геодезический прибор, предназначенный для определения магнитных азимутов.
Буссоль Шмалькальдера – для определения магнитных азимутов, отличие от традиционной буссоли – легкий лимб (картушка) закреплен на самой магнитной стрелке.
Ватерпас (простой нивелир) – (от англ. «water» – вода и «poise» – равновесие, противовес) инструмент для измерения превышений точек на местности, представляет собой деревянный треугольник с отвесом.
Водяной уровень (нивелир) – прибор для нивелирования, два стеклянных сосуда с пробками, соединенные металлической трубой. Верхние урезы воды в трубках определяют горизонтальную линию.
Геодезическая веха – для визирования и провешивания линий на местности, обычно представляет собой шест, раскрашиваемый контрастными полосами определенной длины,
Геодезическая рейка – для визирования и определения расстояний (с использованием дальномерной насадки или специальной сетки нитей).
Гирокомпас – геодезический компас, основанный на свойстве гироскопа с 2-мя степенями свободы устанавливаться в меридиональном направлении.
Гониометр – (от греч. «угол измеряю») для определения на местности взаимного положения линий и углов между ними, по сути – это круговая астролябия, лимб и алидада с диоптрами, которой заменены двумя соосными цилиндрами с прорезями.
Горный компас – прибор для определения элементов залегания геологических пластов, в отличие от компаса имеет лимб, градуированный против часовой стрелки и эклиметр.
Градшток (навигационный инструмент) – инструмент для определения угла подъема солнца или звезды над горизонтом.
Дальномер – приборы для определения линейных расстояний оптическим или другим немеханическим опосредованным способом (например измерением времени прохождения отраженной волны).
Дальномер двойного изображения – оптический дальномер для определения линейных расстояний, содержащий устройство для образования двух изображений визирной цели и измерения их смещения.
Дальномерная насадка – геодезический дальномер, приспособленный для работы совместно с другим геодезическим прибором и установки на нем.
Дальномер нитяной (штриховой) – дальномер с дальномерными штрихами на сетке нитей.
Дезенсекстант – геодезический инструмент для откладывания на местности фиксированного угла, по сути это двухзеркальный экер с одним подвижным зеркалом и измерительным сектором.
Зигария – прибор для нивелировочных работ. При равновысотности точек закрепления проволоки-подвеса с зигарией, инструмент находится точно посередине, а отвес на нулевой отметке.
Квадрант – астрономо-геодезический прибор для измерения вертикальных углов.
Клитограф (клитометр) Лефебре – (от греч. «сlitos» – покатость) по сути, рамочный угломерный инструмент с отвесом (для измерения вертикальных углов наклона).
Компас – круговая буссоль, для измерения магнитного азимута, имеет полный измерительный круг на 360°. В геодезии традиционно сохранялось название «буссоль», тогда как для ориентирования были широко распространены географические (или бытовые) компасы, часто наручные, в геологии получил широкое распространение «горный компас», конструктивной особенностью которого являются обратная градуировка лимба (против часовой стрелки), наличие эклиметра (угломера для замера элементов залегания пластов) и уровней.
Круг Пистора – отражательный угломерный навигационный прибор, как и секстант, для определения высоты светила над горизонтом.
Курвиграф Жургейля – цилиндрический двухзеркальный эккер, для откладывания на местности фиксированного угла.
Мензула – (от лат. «mensula» – столик) регулируемая основа планшета, на который устанавливается кипрегель или алидада с диоптрами, для приведения его в строго горизонтальное положение при проведении съемки графическим способом (мензульной съемки). Полагается, изобретена Иоаном Преториусом, профессором математики в Баварии ок. 1611 г.
Мензульная буссоль – инструмент для ориентировки планшета (мензулы) в меридиональном направлении.
Мерная лента (мерительная лента) – введена в употребление в первой половине 19 века во Франции обер-геометром кадастра Журданом. Металлическая (реже на тканевой основе) лента определенной длины, наматываемая на крестовину или бобину, для измерения линейных расстояний на местности.
Мерная цепь – (предложена в начале 17 в. профессором астрономии Оксфордского университета Э.Гунтером) цепь определенной длины из металлических стержней для измерения линейных расстояний на местности.
Нивелир – (от франц. «niveau» — уровень, горизонтальная плоскость) геодезический высотомер для определения превышений горизонтальной линией визирования.
Нивелир-теодолит – преимущественно использовался в качестве нивелира, но имел возможность выполнять и некоторые функции теодолита: в отличие от обычного нивелира имел дополнительную возможность перемещения зрительной трубы в вертикальной плоскости, часто с вертикальным измерительным лимбом или сектором (для измерения небольших вертикальных углов).
Нитяной дальномер – для определения линейных расстояний, представляет собой оптический дальномер с постоянным углом, образованным лучами, проходящими через два дальномерных штриха сетки нитей и узловую точку объектива зрительной трубы.
Ориентир-буссоль – (от лат. «oriens» – восток) прямоугольная буссоль с измерительным сектором для ориентировки планшета.
Пассажный инструмент – для определения времени прохождения светил через определенный меридиан (для определения географической долготы).
Пантометр – геодезический прибор для определений на местности взаимного положения точек и линий, измерений вертикальных и горизонтальных углов. Представляет собой гониометр (два соосных полых цилиндра с прорезями), снабженный зрительной трубой и вертикальным измерительным кругом или сектором.
Рейки Штраусса (водяной нивелир) – стеклянные градуированные сообщающиеся сосуды с водой. Служил для нивелировочных работ.
Римский жезл – линейная мера длины, представляющая собой деревянный (металлический) шест определенной длины
Римский крест – эккер из двух взаимно перпендикулярных планок, один луч креста длиннее остальных, для откладывания на местности фиксированного угла.
Рулетка – мерная лента на металлической или тканевой основе определенной длины, спирально сматываемая в специальный корпус.
Секстант – отражательный прибор, преимущественно навигационного назначения для определения высоты солнца или звезды над горизонтом.
Теодолит геодезический – угломерный инструмент, применяющийся при геодезических, маркшейдерских, астрономических и некоторых других работах для измерения горизонтальных углов между линиями и углов наклона линий (при астрономических измерениях – зенитных расстояний).
Теодолит шаропилотный – угломерный инструмент для слежения за шаром-пилотом при метеорологических исследованиях.
Угломер – маркшейдерский инструмент для измерения угла наклона подземных выработок
Универсальный геодезический инструмент (или универсал) – прибор для геодезических и астрономических измерений, устройство которого позволяет с равной точностью измерять как горизонтальные, так и вертикальные углы. Отличия от теодолита – устройство зрительной трубы позволяет вести наблюдения в зените (труба эксцентрически вынесена на оси или имеет ломаную форму), точность измерения по вертикали приближена к точности измерения по горизонтальному кругу.
Уровень – прибор или устройство, служащее для определения горизонтальности тестируемой поверхности (или положения геодезического прибора и его отдельных узлов относительно отвесной линии (см. жидкостной, круглый, накладной, реверсивный, цилиндрический уровни). Часто самостоятельный прибор в маркшейдерском, строительном деле.
Шагомер (педометр) – счетчик шагов.
Эккер – (от франц. «еquerre» от латин. «quadrare» — строить квадрат) геодезический инструмент для откладывания на местности фиксированного угла.
Элементы геодезических устройств
Алидада – подвижная часть прибора, расположенная соосно с измерительным кругом (лимбом) и несущая элементы отсчетного устройства.
Ампула уровня – прозрачный резервуар, герметически запаянный после наполнения его жидкостью, с внутренней поверхностью определенного радиуса кривизны.
Арретир – механическое приспособление для закрепления подвижной части прибора при транспортировке.
Бакса – (искажен.немец. «Buchse», полый цилиндр, коробка) полый цилиндр, в котором обычно помещается стержень, втулка (цапфа) с возможностью вращения вокруг своей оси.
Бленда – приспособление в виде цилиндра или конуса, надеваемое на оправу объектива с целью исключения попадания в него солнечных лучей.
Визир – механическое устройство прибора для предварительного грубого наведения на объект.
Винт закрепительный – закрепительное устройство в виде винта.
Винт микрометренный – устройство для малых перемещений лимба или алидады.
Винт подъемный – горизонтирующее устройство в виде винта.
Винт становой – винт для закрепления прибора на штативе.
Винт стопорный – винт для крепления детали.
Винт установочный – винт для приведения пузырька в заданное положение.
Винт элевационный – установочное приспособление для изменения наклона зрительной трубы прибора и оси связанного с ней уровня.
Винт юстировочный – винт для выполнения юстировки (регулировки) прибора.
Втулка оси – деталь в виде полого цилиндра (конуса), внутри которой вращается ось.
Дальномер двойного изображения – оптический дальномер, содержащий устройство для образования двух изображений визирной цели и измерения их смещения.
Дальномер нитяной – оптический дальномер с постоянным углом, образованным лучами, проходящими через два дальномерных штриха сетки нитей и узловую точку объектива зрительной трубы.
Зеркало подсветки – отражательный элемент для направления естественного света в оптическую систему прибора.
Картушка – легкий лимб, закрепленный на магнитной стрелке.
Круг геодезического прибора – деталь прибора, несущая лимб.
Лагер оси – (от нем. «lager» — ложе) деталь осевой системы, служащая опорой для цапфы (оси).
Лимб – (от лат. «limbus» – кайма, полоса) измерительный круг, рабочая мера прибора в виде круговой шкалы.
Лимб кодовый – лимб, содержащий кодовую маску.
Лупа отсчетная – положительная линза с небольшим фокусным расстоянием, используемая совместно со шкалой.
Маска кодовая – совокупность знаков (символов) для передачи, обработки и хранения информации,
Мера прибора рабочая – предназначена для воспроизведения физической величины заданной размерности.
Микрометр – (от греч. «micros» – маленький и «metrein» – измерять) отсчетное устройство для точного измерения сравнительно малых величин. Идея применения в угломерных инструментах принадлежит Товгю Мейеру старшему (род. В 1723- 1782 г), усовершенствовал Рамсден в конце 18 в.
Микроскоп отсчетный – (с лат. «микро» — маленький, «скоп» — смотрю) микроскоп с устройством для получения отсчета по рабочей мере прибора.
Насадка дальномерная – геодезический дальномер, приспособленный для работы совместно с другим геодезическим прибором и установки на нем.
Нониус – отсчетное устройство для оценки десятых долей шкалы прибора.
Обоймицы – устаревшее название лагера оси, устройство в виде металлической вилки для крепления зрительной трубы.
Объектив – часть оптической системы со стороны объекта зрительной трубы, образующая обратное действительное изображение.
Окуляр – часть оптической системы со стороны глаза зрительной трубы, увеличивающая изображение, даваемое объективом.
Ось – деталь, предназначенная для поддержания вращающихся частей прибора без передачи крутящих моментов.
Отвес – механический центрир маятникового типа, пример отвеса – веревка с грузиком.
Планшет – (от франц. «planchette» – доска) мензульная доска, на которую закрепляется чертеж.
Подставка геодезического прибора – нижняя часть прибора, служащая для его установки и горизонтирования.
Приспособление присоединительное – механическое устройство для крепления прибора на рабочем месте.
Сетка нитей зрительной трубы – система штрихов, расположенных в плоскости изображения, даваемого объективом.
Труба астрономическая – зрительная труба обратного (перевернутого, в отличие от земной трубы) изображения.
Труба внецентренная зрительная – визирная ось трубы не лежит в одной отвесной плоскости с вертикальной осью прибора (труба эксцентрично вынесена для возможности наблюдения в зените).
Труба зрительная – визирное устройство геодезического прибора, содержащее объектив, окуляр и сетку нитей.
Труба зрительная земная – зрительная труба прямого (не перевернутого, в отличие от астрономической) изображения.
Труба зрительная ломаная – труба, у которой оптическая ось – ломаная линия (посредством призмы или зеркала внутри трубы).
Труба теодолита поверительная – зрительная труба, предназначенная для определения азимутальных сдвигов подставки теодолита.
Уровень – устройство, служащее для определения положения геодезического прибора и его отдельных узлов относительно отвесной линии (см. жидкостной, круглый, накладной, реверсивный, цилиндрический уровни).
Уровень жидкостный – уровень с ампулой, заполненной жидкостью так, чтобы внутри нее осталось свободное пространство в виде пузырька.
Уровень круглый – жидкостный уровень, у которого внутренняя поверхность имеет сферическую форму.
Уровень накладной – съемный уровень, оправа которого имеет рабочие поверхности для установки на деталь прибора.
Уровень реверсивный – цилиндрический уровень со шкалами на двух диаметрально противоположных сторонах ампулы.
Уровень цилиндрический – жидкостной уровень, у которого внутренняя поверхность имеет тороидальную форму. Вероятно изобретен парижским механиком Шапото, описан в 1666 г.
Устройство горизонтирующее – установочное приспособление для приведения геодезического прибора в горизонтальное положение.
Устройство закрепительное – установочное приспособление для закрепления подвижного узла прибора в заданном положении.
Устройство ориентирующее – часть конструкции прибора, предназначенная для приведения рабочих узлов в заданное положение.
Устройство отсчетное – часть конструкции средства измерений, предназначенная для отсчитывания значений измеряемой величины.
Цапфа – (от нем. «zapfen» – стержень, шпиль, вертлуг или вращающийся на своей оси цилиндр) круглый стрежень или с шаровой опорой, помещенный в баксу с возможностью вращения.
Целик – визирное устройство в виде короткого стержня с конической верхней частью.
Шкала – совокупность отметок и проставленных чисел отсчета, соответствующих ряду последовательных величин.
Штатив – (от лат.«stativus» — стоящий) предназначен для установки на грунт и закрепления на нем прибора в рабочем положении.
Штрихи сетки нитей дальномерные – штрихи сетки нитей, предназначенные для определения расстояний по рейке.
Ящик укладочный – упаковка в виде прямоугольной призмы.
Приборы, используемые в геодезии
Когда люди проходят мимо геодезистов, работающих на улицах, стройках, на садовых участках, многие задаются вопросом- а что это за «тренога» такая, куда посмотреть в прибор, а что я там увижу? Как называется этот прибор, и зачем он здесь стоит? Часто-это праздное любопытство. Иногда просто пытаются вникнуть и понять, как это действует и что меряет. Некоторые просто работают в смежных отраслях и хотят расширить свой кругозор.
Существуют очень сложные системы и сверхточные приборы, которые редко используются, и в обычной жизни инженера Вы с ними не встретитесь. Попробуем вкратце рассказать про приборы, которые, в основном, используют геодезисты в прикладной геодезии. Про те штативы и «палочки», с которыми ходят геодезисты.
Известный российский профессор-геодезист, который жил и работал на рубеже XIX и XX столетий, генерал-лейтенант Василий Васильевич Витковский свою специальность называл одной из самых полезных областей знания. По его мнению, изучать форму и поверхность Земли человечеству необходимо настолько же, насколько каждому из нас — в подробностях узнать собственный дом.
Неудивительно, что геодезия всё время развивается и уже давно нацелилась не только на нашу отдельную планету, а и на всю Солнечную систему и даже галактику в перспективе. Вместе с развитием цивилизации эта наука очень усложнилась, разделилась на несколько дисциплин — и, естественно, начала ставить перед собой и решать всё более сложные задачи. Причём как теоретические по причине роста количества и масштабов исследований, так и практические — из-за увеличения числа уникальных инженерных конструкций и сооружений. Это не могло не привести, с одной стороны к повышению требований к точности измерений, а с другой — к усложнению оборудования. Особенно сильно это стало заметно в последние 10-20 лет в связи со стремительным развитием электроники и началом широкого применения лазеров.
Подробнее про зарождение геодезии, как науки, можно узнать в специальной статье, посвященной этой познавательной теме.
Что измеряют геодезические приборы:
Самая простая геодезическая задача — это измерение длины линии. Ленты и рулетки, длинномеры и геометрического типа дальномеры — это приборы, с помощью которых измеряют короткие линии со сравнительно невысокой точностью. А вот если речь идёт об измерениях высокоточных или базисных, а также о значительных расстояниях, понадобится уже дальномер — световой, электромагнитный, радиоволновый или лазерный. Особенно распространены такие приборы в космической и морской геодезии.
Для измерения высот и их разницы используются нивелиры и профилографы. Нивелиры используют вместе со специальными нивелирными рейками. Существуют оптические, цифровые и лазерные нивелиры. Причём последние нельзя путать с просто лазерными уровнями, которые отличаются не только конструктивно, но и по обеспечению точности.
Измерение углов очень долго обеспечивалось с помощью довольно простых инструментов — транспортиров, экеров и эклиметров. Более сложным прибором является буссоль — подвид компаса, которым можно измерить магнитный азимут, то есть угол, на который линия отклоняется от направления на север магнитного меридиана. Основной современный прибор для измерения углов — это теодолит, довольно сложный оптический прибор, позволяющий добиваться очень высокой точности измерений.
Давно не секрет — прогресс не стоит на месте. Время, когда измеряли все эти величины по отдельности, да еще и «дедовскими» приборами, ушло безвозвратно в прошлое. В рамках этой статьи не будем рассматривать буссоли, кипрегели и стальные рулетки- только актуальное и наиболее распространенное геодезическое оборудование.
Каждая уважающая себя геодезическая бригада, чтобы справиться практически с любыми инженерно-геодезическими изысканиями, должна иметь следующие приборы
Тахеометр
Понятное дело, измерять углы, длины и высоты разными приборами — не слишком удобно и довольно долго к тому же. Поэтому для тех случаев, когда нужно проводить несколько типов измерений, существуют приборы комбинированные, такие как тахеометр. Это наиболее современный электронно-оптический прибор, который позволяет измерять любые длины, разницы высот и горизонтальные углы.
Нивелир
GPS оборудование
Геодезистам эти приборы нужны не для ориентирования на местности, а для точного определения местоположения «тарелки» (обычно такой формы придерживаются производители GPS приемников). Погрешность обычно составляет 0,5-2 сантиметра относительно ближайшего пункта Государственной Геодезической Сети (ГГС). В то время, как обычные навигаторы дают ошибку местоположения около 10-20 метров, что в работе геодезиста недопустимо. Но есть множество факторов, которые весьма часто негативно влияют на величину погрешности геодезических измерений при помощи GPS оборудования. Поэтому недостаточно просто приобрести дорогостоящую «тарелку», и начать определять местоположение соседних заборов, например, как обычным навигатором. Без должной калибровки и последующей обработки измерений ничего не выйдет.
В общем, если увидите геодезиста с «тарелкой» на вешке, знайте- он определяет точное местоположение точки, над которой стоит приемник. В последнее время вынос границ участка на местность производится практически только GPS методом. Это гораздо быстрее и удобнее.
Штатив
Вешка
В конечном итоге-там где находится отражатель или приемник на геодезической вешке происходит определение местоположения измеряемой точки.
Лазерная рулетка
Ввиду этого, сейчас все еще достаточно часто приходится использовать стальные рулетки длиной до 50м. Большей длины не выпускают, поэтому расстояния более 50 метров являются источниками ошибок из-за нескольких этапов измерений. Измерения нужно проводить вдвоем, да и провис ленты доставляет некоторую ошибку в измерения.
В итоге лазерные рулетки используются повсеместно кадастровыми инженерами и геодезистами в тех случаях, когда это целесообразно и возможно. Практически все измерения помещений для экспертиз помещений или технических планов без нее не обходятся. В остальных случаях выручает старая-добрая стальная рулетка.