17.3.2008
Přípravný kurz k vykonání maturitní zkoušky v oboru Dopravní stavitelství Ing. Pavel Voříšek
MĚŘENÍ VZDÁLENOSTÍ VOŠ a SŠS Vysoké Mýto
leden 2008
METODY MĚŘENÍ DÉLEK PŘÍMÉ (měřidlo klademe přímo do měřené vzdálenosti - přímé spojnice dvou bodů) • Měření délek tuhými měřidly (pásma, latě) • Elektrooptické dálkoměry • Laserové dálkoměry • Rádiové dálkoměry NEPŘÍMÉ (měříme jiné veličiny nebo pomocné základny a určovanou délku vypočteme) • Optické dálkoměry • Trigonometrické určování délek • GPS
1
17.3.2008
PŘÍMÉ METODY MĚŘENÍ DÉLEK MĚŘENÍ DÉLEK TUHÝMI MĚŘIDLY • Délky se určují vždy ve směru vodorovném • Vodorovné měřidlo přikládáme nejkratším směrem mezi měřené body (měříme po přímce) • Měříme minimálně dvakrát nezávisle • Ve svahu se měří vždy směrem dolů • Olovnicí provažujeme konec pásma nikoli nulu • Pro měření se užívá délky celého pásma, pouze u větších sklonů je zkracujeme
PŘÍMÉ METODY MĚŘENÍ DÉLEK MĚŘENÍ DÉLEK PÁSMEM
S=n.a+d
S ….. měřená délka n ….. počet kladů pásma a ….. délka pásma (20, 30, 50 m) d ….. doměrek
2
17.3.2008
CHYBY PŘI MĚŘENÍ DÉLEK PÁSMEM MĚŘICKÉ CHYBY:
e e
MEZ
e
předem objektivně stanovená mezní hodnota
MEZ
MEZ
<
hrubé chyby a omyly
>
systematické chyby
- konstantní - jednostranné - proměnlivé nahodilé (nevyhnutelné) chyby
MEZNÍ ODCHYLKY PŘI MĚŘENÍ PÁSMEM Pro posouzení přesnosti dvojího měření délky pásmem byl odvozen vzorec:
s k1 S k 2 Např. při mapování v měřítku 1:250 s polohovou přesností bodu 0.04 m (dřívější 2. tř. přesnosti) je mezní odchylka:
s 0.003
S 0.03
Odchylka dvojího měření:
Os S1 S2 Musí být splněno:
Os s
3
17.3.2008
MEZNÍ ODCHYLKY PŘI MĚŘENÍ PÁSMEM Příklad výpočtu mezní odchylky:
s 0.003
S (m) 10 20 50 100
S 0.03
s (m) 0.039 0.043 0.051 0.060
SYSTEMATICKÉ CHYBY PŘI MĚŘENÍ DÉLEK PÁSMEM • Chyba z nesprávné délky pásma (konstantní) Při měření užíváme kalibrovaná měřidla – délka měřidla určená s přesností cca 0.1 mm při napínací síle odpovídající typu pásma a při teplotě 20o C (VÚGKT ve Zdibech u Prahy)
• Chyba z vybočení ze směru (jednostranná)
4
17.3.2008
SYSTEMATICKÉ CHYBY PŘI MĚŘENÍ DÉLEK PÁSMEM • Chyba z nevodorovné polohy pásma (jednostranná)
Pásmo 20 m Chyba 25 mm
SYSTEMATICKÉ CHYBY PŘI MĚŘENÍ DÉLEK PÁSMEM • Chyba z nesprávné napínací síly, tj. z průhybu a přetažení pásma (proměnlivá)
5
17.3.2008
SYSTEMATICKÉ CHYBY PŘI MĚŘENÍ DÉLEK PÁSMEM • Chyba z teploty U přesných prací, při měření na větší počet kladů a při značných teplotních rozdílech je nutno zavádět opravu měřené délky z teploty.
St a S t t0 a ….. koeficient roztažnosti (pro ocel 1.15 . 10 -5 ) t ….. teplota měřidla v okamžiku měření t0 …. teplota měřidla při kalibraci (20o C ) s ….. měřená vzdálenost Př.:Ocelovým pásmem jsme naměřili délku s = 100 m při teplotě t = - 5 0 C St 1.15 105 100 5 20 0.029 m
ELEKTROOPTICKÉ DÁLKOMĚRY Jedná se v současné době o nejrozšířenější metodu měření délek. Zařízení se skládá z vysílače a odrazného systému, který je nejčastěji tvořen koutovým odražečem.
BLOKOVÉ SCHÉMA: ZDROJ SVĚTLA
MODULÁTOR
INDIKÁTOR
DEMODULÁTOR
ODRAZNÝ SYSTÉM
Elektrooptické (světelné) dálkoměry využívají svazku světelných paprsků o vlnové délce 400 – 800 nm. Nosná vlna je modulována a pro určení vzdálenosti se používají různé metody jako modulace fázového posunu či impulsní metoda.
6
17.3.2008
ELEKTROOPTICKÉ DÁLKOMĚRY PŘÍSTROJE A ODRAŽEČE:
CÍLENÍ NA HRANOL:
ELEKTROOPTICKÉ DÁLKOMĚRY PŘÍSTROJE A ODRAŽEČE:
HRANOL 360O
7
17.3.2008
ELEKTROOPTICKÉ DÁLKOMĚRY PŘESNOST:
mS k1 k2 ppm
mm
mS …………….. střední chyba měřené délky k1 …………….. konstantní složka chyby v mm k2 …………….. proměnlivá složka chyby v mm/km Např. přístroj LEICA TCR 805:
S (m) 100 500 1000 2500
mS 2 2 ppm
DOSAH:
mS (mm) 2.2 3 4 7
1.5 – 5 km (dálkoměry malého a středního dosahu)
LASEROVÉ DÁLKOMĚRY Jedná se o dálkoměry s pasivním odrazem (nevyžadují odrazný systém). PŘESNOST:
mS k1 k2 ppm
mm
mS …………….. střední chyba měřené délky k1 …………….. konstantní složka chyby v mm k2 …………….. proměnlivá složka chyby v mm/km Např. přístroj LEICA TCR 1205 (parametry laserového dálkoměru):
mS 3 2 ppm (0 500m) mS 5 2 ppm ( 500m) DOSAH:
150 – 1000 m až 10 000 m
(pasivní odraz) (s jedním odrazným hranolem GPR1)
8
17.3.2008
LASEROVÉ DÁLKOMĚRY PŘÍSTROJE: Ruční dálkoměry Leica – DISTO
LASEROVÉ DÁLKOMĚRY PŘÍSTROJE: DISTO A6
TCR 802 power
9
17.3.2008
RÁDIOVÉ DÁLKOMĚRY PŘÍSTROJE SE V SOUČASNÉ TECHNICKÉ PRAXI JIŽ NEVYUŽÍVAJÍ:
NEPŘÍMÉ METODY MĚŘENÍ DÉLEK • • •
Optické dálkoměry Trigonometrické určování délek GPS
OPTICKÉ DÁLKOMĚRY: Principem všech optických dálkoměrů je řešení protáhlého dálkoměrného trojúhelníku.
s = l . cotg d l
d s
Je třeba poznamenat, že až na následující výjimky tyto dálkoměry již vymizely z praktického technického života.
10
17.3.2008
OPTICKÉ DÁLKOMĚRY NĚKTERÉ DOPOSUD POUŽÍVANÉ PŘÍSTROJE: • ryskové (nitkové) dálkoměry • diagramové (autoredukční) dálkoměry
• •
paralaktické měření délek dvojobrazový dálkoměr se základnou v přístroji (Zeiss BRT 006)
RYSKOVÉ (NITKOVÉ) DÁLKOMĚRY Každý geodetický přístroj, který je vybaven dalekohledem (nivelační přístroje, teodolity, totální stanice), obsahuje ryskový dálkoměr, který je tvořen dvojicí vodorovných rysek, symetrických ke středu ryskového kříže. Vodorovná záměra
S k l
S ….. vodorovná délka k ….. násobná konstanta l ….. laťový úsek
Šikmá záměra S k l sin 2 z S ….. vodorovná délka k ….. násobná konstanta l ….. laťový úsek z ….. zenitový úhel
PŘESNOST:
0.15 – 0.30 m
DOSAH:
150 – 250 m
11
17.3.2008
DIAGRAMOVÉ (AUTOREDUKČNÍ) DÁLKOMĚRY Jedná se o vylepšené ryskové dálkoměry, kde je tachymetrická rovnice řešena optomechanickou cestou přímo při měření. Přístroj „dává“ vždy vodorovnou vzdálenost. Zeiss DAHLTA 010 B S = 7.3 m
S k l
S ….. vodorovná délka k ….. násobná konstanta l ….. laťový úsek
PŘESNOST: DOSAH:
0.15 – 0.30 m 150 – 250 m
PARALAKTICKÉ MĚŘENÍ DÉLEK Pro měření se používá vteřinový teodolit (Zeiss THEO 010) a vodorovná základnová lať (Zeiss BALLA).
PŘESNOST a DOSAH: 0.02 m na 100 m (maximální délka záměry 100 – 150 m) 0.1 mm (délky do 50 m)
12
17.3.2008
Zeiss BRT 006 DVOJOBRAZOVÝ DÁLKOMĚR SE ZÁKLADNOU V PŘÍSTROJI:
PŘESNOST: DOSAH:
0.06 % z měřené délky v základním rozsahu (0.03m na 50m) 60 m (90 m s terčem a 180 m s latí)
TRIGONOMETRICKÉ URČOVÁNÍ DÉLEK Při trigonometrickém určování délek se vodorovná vzdálenost s určuje nepřímo z vhodně zvolené základny a dvou přilehlých úhlů.
13
17.3.2008
URČOVÁNÍ DÉLEK POMOCÍ GPS Při měření GPS dostáváme prostorové souřadnice určovaných bodů v systému ETRS (89), tyto je třeba transformovat do roviny Křovákova zobrazení (S-JTSK) a z rovinných souřadnic lze vypočítat vodorovnou délku. 2 2 S Y2 Y1 X 2 X 1 PŘESNOST:
mS 10 1 ppm (při statické metodě)
KONEC Děkuji za pozornost, příště: Základní vytyčovací úlohy • Vytyčení a prodloužení přímky • Vytyčení rovnoběžky • Vytyčení kolmice • Vytyčení průsečíku dvou přímek Měřické body • Tvar a rozměr Země • Souřadnicové systémy (S-JTSK, ETRS, WGS 84) • Stabilizace a signalizace bodů polohového bodového pole • Vyhledání bodů v terénu dle geodetických údajů (místopisů) bodů
14
