Специальные геодезические измерения и приборы

Лазерные измерения предназначены для задания створов, плоскостей, измерения превышений и углов, передачи высотных отметок, плановых координат и обеспечиваются лазерными визирами, нивелирами, теодолитами и системами. Лазерные геодезические приборы существуют двух типов: с установленным в оптическую систему прибора лазером и специализированные лазерные приборы. При измерениях используют визуальную или электронную индикацию лазерного пучка.

Рис.44. Лазерная насадка

Нивелир Н3 может снабжаться лазерной насадкой ПЛ1 (рис.44), представляющей собой излучатель 3 закрепляемый с помощью кронштейна на зрительной трубе 1. Лазерный пучок подается через оптическую насадку 2 в зрительную трубу нивелира.

Нивелирование поверхности упрощается при использовании лазерных ротационных нивелиров или построителей плоскости (рис.45).

Рис. 45. LP 31A SOKKIA

Лазерные теодолиты классифицируются по конструктивным особенностям взаимосвязи излучателя с традиционными узлами теодолитов. Также теодолиты могут оснащаться лазерными насадками различного принципа действия. Визирный луч лазерного теодолита создает на наблюдаемой цели световое пятно, диаметр которого зависит от удаленности цели.

Лазерные приборы проектирования по

способу приведения луча в рабочее положение

подразделяются на уровенные и с автоматической стабилизацией. Лазерный луч устанавливается либо в одной плоскости (вертикальной, горизонтальной или наклонной – однокоординатные приборы), либо в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях (двухкоординатные).

Лазерные системы представляют собой приборы в сочетании с другими устройствами, выполняющими различные функции. Например они задают направление плоскостей, контролируют выполняемые операции, определяют координаты относительно некоторой базы отсчета, создаваемой самой системой.

Гироскопические и инерциальные измерения базируются на основном законе динамики, сформулированном Ньютоном: векторная производная от количества движения материальной точки равна вектору внешней силы, действующей на точку. Для целей геодезии используется геоцентрическая система прямоугольных координат, начало которой совмещено с центром масс Земли, а координатные оси направлены на удаленные звезды.

Гироскопические приборы, предназначенные для определения азимутов направлений, называют гирокомпасами, а совмещенные с оптическими системами теодолитов - гиротеодолитами. Их действие основано на проявлении гироскопических свойств у тел, обладающих высокой скоростью собственного вращения и имеющих три степени свободы. После запуска гиромотора на него начинаю действовать внешние силы, вызванные вращением Земли. Под действием этих сил гиромотор начинает поворачиваться, изменяя свое направление в пространстве, полюс гироскопа движется с линейной скоростью, равной по величине и направлению суммарному моменту внешних сил. Движение гироскопа под действием внешних сил называется прецессионным. Свойство гироскопов сохранять пространственное положение и прецессировать, когда на него начинают действовать внешние силы положено в основу гироскопических измерений.

Для решения навигационных и геодезических задач созданы инерциальные системы (ИС), их математическое и информационное обеспечение, предусматривающее совмещение и проектирование в каждой точке маршрута измеряемых ускорений по координатным осям на географической системы координат. Выделяя из них те части, которые обусловлены изменением скорости относительного движения основания ИС по земной поверхности и интегрируя эти ускорения, получают составляющие v _x, v _y, v _z и скорости, с которыми изменяются астрономические или геодезические координаты положения ИС на земной поверхности.

В основе стереофотограмметрических методов измерений лежит стереоскопическое зрение, т. е. способность глаз наблюдателя ощущать объем­ность пространства.

Для получения стереоскопического эффекта при рассмотрении двух изображений одного и того же объекта необходимо, чтобы левым глазом наблюдался только левый снимок, а правым – правый и чтобы снимки были правильно один относительно другого ориен­тированы.

местности.

Если перед глазами поставить два фото­изображения одного и того же объекта, полу­ченные с различных точек, то можно увидеть объемное изображение объекта, которое на­зывают стереоскопической мо­делью, или просто моделью объекта. Взаимно перекрывающиеся снимки, которые образуют модель, называют стереопарой (рис. 46).

Рис. 46. Элементы стереопары

Взаимное ориентирование снимков – процесс установки пары снимков во взаимное положение, которое имело место при съемке. В результате взаимного ориен­тирования все соответственные лучи стерео­пары одновременно пересекутся и образуют модель, подобную местности. Приведение модели к заданному масштабу и ориентирование ее в системе геодезических координат называется внешним ориентированием модели.