Глоссарий

Измерение расстояний на местности дистанционно

В случае нахождения объекта измерения в зоне прямой видимости, но при наличии неодолимой преграды, делающей невозможным прямой доступ к объекту, (например озера, речки, болота, ущелья и пр), применяется измерение расстояния дистанционно визуальным методом, а точнее методами, так как существует их несколько разновидностей:

1. Высокоточные измерения.
2. Низкоточные или приблизительные измерения.

К первым относятся измерения при помощи специальных приборов, таких, как оптические дальномеры, электромагнитные или радиодальномеры, световые или лазерные дальномеры, ультразвуковые дальномеры. Ко второму виду измерений относится такой способ, как геометрический глазомерный. Тут и определение расстояния по угловой величине предметов, и построение равных прямоугольных треугольников, и метод прямой засечки многими другими геометрическими способами. Рассмотрим некоторые из способов высокоточных и приблизительных измерений.

Порядок измерения линии лентой

_______Измерение линии производят два мерщика – передний и задний. У заднего мерщика одна шпилька, а у переднего – 10.

_______Задний мерщик выставляет переднего в створ линии и собирает шпильки. Когда у заднего мерщика набирается 10 шпилек, он передает их переднему и записывает передачу.

_______В результате длина линии вычисляется по формуле:

,

____где N – количество передач по 10 шпилек;_______n – количество шпилек у заднего мерщика, не считая шпильки, которая в земле;_______r – остаток.

_______Линия обязательно измеряется прямо и обратно . При измерении записывается температура воздуха (t_изм.).

Вешка

Тоже достаточно простой геодезический инструмент. Выглядит как круглая палка высотой около 1.8м. Однако многие вешки раздвигаются и могут иметь высоту до 6 метров. Наверху может находиться как отражатель, так и GPS приемник. Отражатель может быть разной формы и конструкции. Главная его задача- отражать сигнал, посланный дальномером. Его особенностью является то, что луч/сигнал, приходящий с прибора-измерителя отражается точно обратно.

В конечном итоге-там где находится отражатель или приемник на геодезической вешке происходит определение местоположения измеряемой точки.

Что такое электронный дальномер

Электронный дальномер — это прибор широкого спектра действия. В зависимости от начинки приборы могут быть использованы для замера расстояния, объёма помещения, площади поверхности и для вычисления других параметров. Для того чтобы правильно выбрать устройство, надо определиться, для каких конкретно целей оно вам необходимо и какие именно функции прибора вы будете активно использовать, сможете ли вы полноценно пользоваться сложными функциями прибора. Если вы занимаетесь отделкой квартир, вряд ли вам понадобится профессиональный дальномер, способный работать на расстояниях до 300 м.

Разновидности электронных измерителей

В настоящее время существуют три основные разновидности этих устройств:

• Лазерный.
• Ультразвуковой. Принцип работы — в сторону поверхности, до которой надо определить расстояние, посылается ультразвуковой импульс. Он отражается и возвращается назад, улавливается приёмным блоком прибора. Замеряется время, которое на этот путь затрачено, по нему определяется расстояние.
• Импульсный. Принцип работы такой же, только вместо лазерного луча или ультразвука используется радиоимпульс.

Ультразвуковой и импульсный дальномеры сейчас являются устаревшими моделями. Их показания слишком зависят от плотности воздуха и других факторов, что влияет на увеличение погрешности измерений, к тому же ультразвуковой прибор работает на небольших (не более 20 м) расстояниях.

Таким образом, при выборе дальномера в настоящее время предпочтение лучше отдавать лазерным приборам.

Как работает лазерный прибор

В лазерном измерителе расстояния имеется два основных функциональных блока — излучательный и приёмный. Прибор устанавливается в нужное положение (выставить его можно с помощью встроенного пузырькового уровня), после нажатия пусковой кнопки излучательный блок выпускает лазерный луч в поверхность, расстояние до которой необходимо определить. Отразившись от поверхности, луч возвращается и улавливается приёмным блоком, после чего встроенный микропроцессор прибора выдаёт результат, который можно увидеть на цифровом экране. Естественно, между устройством и поверхностью не должно быть никаких преград для луча.

Условия, влияющие на работу прибора:

• Загрязнённость воздуха. В условиях тумана, большого количества пыли, дыма или пара возрастает риск возникновения погрешностей.
• Солнечный свет (освещённость). На солнечном свете сигнал (луч лазера) слабеет, микропроцессору устройства труднее его обработать, что тоже приводит к возникновению погрешностей. Замеры лазерным дальномером будут более точными в тёмное время суток или в закрытом помещении.
• Рабочая поверхность. Луч будет поглощаться поверхностью тёмного цвета или поверхностью, имеющей не совсем гладкую структуру. В таких условиях используют мишень, которая обычно входит в комплект лазерного строительного дальномера.
• Надёжность установки прибора. Для получения качественных результатов устройство должно быть устойчиво установлено на пол (почву). Желательно для этого применять штатив, который обычно также присутствует в комплекте.

Читать также: Тестер электрический мультиметр профессиональный

От шнуров к цепям

Другой древнейший геодезический инструмент можно увидеть на памятниках Египта эпохи фараонов: наместники здесь нередко изображаются с мерным шнуром – средством распределения земельных наделов, которое быстро стало одним из символов их власти. При точно зафиксированных узлах, разделяющих шнур в пропорции 5:4:3, он позволяет быстро построить и прямой угол, сложив треугольник с гипотенузой длиной 5 и катетами.

Но и мерный шнур – вещь не слишком надежная. Он подвержен износу, а при намокании и высыхании заметно меняет длину. Конечно, к изготовлению их подходили с особенной тщательностью: в «Истории развития геодезии» Георгия Тетерина упоминается описание этого технологического процесса, данное Героном Александрийским. Мерные шнуры закреплялись между двумя вбитыми в землю колами и длительное время выдерживались в растянутом виде, смачивались и высушивались.

По словам Герона, по точности такие шнуры практически не отличались от более надежных – но и более тяжелых и дорогих – мерных цепей. Использование таких инструментов продолжалось тысячелетиями: в коллекции Политехнического музея хранится землемерная цепь, изготовленная в России в XVIII – первой половине XIX века. А мерные шнуры, пусть и в измененном виде, дошли до нас до сих пор – как обычные строительные рулетки.

Достоинства и недостатки

Достоинства прибора нет смысла рассматривать, так как он для своих целей полностью подходит. Можно лишь говорить о минусах тех или иных конкретных моделей. Устаревшие устройства с оптическим принципом, без хорошей электроники мы не будем рассматривать — они применялись с самого начала изобретения и были распространенные вплоть до конца 90-х годов. Теперь подобные аппараты применяются преимущественно только в образовательных учреждениях в ходе специальных практических, лабораторных занятий.

В современных условиях используются электронные цифровые модели, которые, несомненно, намного ускорили процесс исследований. Часть исчислений и обработки данных берет на себя программная база, например, ГИС ГЕОМИК. Информацию можно сохранять в памяти устройства, передавать на ПК (есть специальные кабели, порты COM, USB).

Недостаток, пожалуй, один — чрезвычайно высокая цена (самая дешевая модель около 500 тыс. руб. за прибор с базовыми функциями) самого аппарата, запчастей, расходников к нему.

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.

В большинстве случаев этого прибора достаточно для фиксации всех необходимых измерений на объекте, при условии, что точность прибора соответствует виду работ. Именно подобные приборы, в большинстве своем, Вы можете видеть на стройплощадках, на участках соседей и вдоль дорог нашей страны. Тахеометры на данном этапе развития технологий являются наиболее востребованными и универсальными приборами для проведения геодезических измерений. Топографические съемки, межевание и разбивка осей , например без тахеометра невозможна.

GPS оборудование

GPS модули или приемники сопутствуют нам в повседневной жизни в наших телефонах, навигаторах, планшетах и т.д. Они призваны помочь нам сориентироваться на местности и не потеряться в городских джунглях. Однако они имеют мало общего с геодезическим GPS оборудованием.

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.

-Нивелир

Во многих случаях нет необходимости в более громоздких и намного более дорогих и сложных в использовании тахеометрах. В строительстве зданий, дорог и других сооружений после планового определения местоположения объекта нужно лишь контролировать высоту, уровень и вертикальность поверхностей. С этими функциями легко справляется нивелир. Его основная задача — измерять превышения между объектами. Бывают нивелиры электронные, оптические, лазерные, с автоустановкой и прочие. Во многих случаях нивелиры использовать удобнее и целесообразнее —например, при наблюдении за осадками зданий и сооружений используются высокоточные нивелиры с автоустановкой, нежели тахеометры- опять же из-за дороговизны последних. Подводя некую черту по использованию нивелиров, можно сказать, что чаще всего они используются непосредственно в процессе строительства из- за простоты использования и относительной дешевизны.

Стоимость подготовки экспертизы или заключения кадастрового инженера

Естественно, заключения  (кроме судебного) подготавливаются в тесном сотрудничестве с Заказчиком с учетом его пожеланий в оформлении и формулировках. Однако заведомо ложные или противоречивые сведения ни при каких обстоятельствах не будут отражены в заключении или экспертизе.

Металлическая рулетка

Рулетки бывают разными, но все они работают по одному принципу. Они идеально подходят для проведения простых измерений на улицах и в помещении.

Преимущества этого прибора:

1. Компактность. Тонкий стальной прут удобно намотан и спрятан в корпусе. Прибор можно носить с собой в кармане.
2. Безопасность и экологичность.
3. Не требует элементов питания.
4. Можно использовать в любую погоду на улице.
5. Срок эксплуатации измеряется десятками лет.
6. Показывает минимальную погрешность. Собственно, погрешность зависит от пользователя.
7. Приемлемая цена и доступность. Продается в любом магазине и стоит недорого.

Недостатки

1. Фиксированная длина. Если объем измерения будет иметь длину больше длины рулетки, то для измерения придется перекладывать сам прибор, чтобы измерить дополнительное расстояние. Это не только неудобно, но и неэффективно, так как появляются погрешности.
2. Учитывая тот факт, что этот инструмент для измерения длины выполнен из металла, при частом контакте с водой он подвергается коррозии.
3. В труднодоступных местах его применение невозможно.

Отличие геодезических приемников от других приборов

Отличительной характеристикой геодезических GPS-приемников является точность получения результатов произведенных замеров. Хотя разница в размерах допускается, поскольку посылаемые спутниками сигналы на Землю имеют частоту 1227.6 и 1575.42  Мегагерц, а измерительные бытовые приборы могут считывать лишь открытый код, куда заблаговременно закладывается небольшая погрешность результатов.

На основании этого большое число навигаторов и мобильных телефонов могут выдавать результат с погрешностью в несколько метров. Другое дело профессиональные геодезические приборы, где точность результатов получается благодаря использованию «чистых» частот, эксплуатация которых и дешифрация информации стоит больших денег.

Различие бытового и профессионального аппарата является то, что второй  в своей конструкции состоит из двух сложных блоков: базы, что перемещается по заранее заложенным координатам. В роли второго устройства выступает ровер, который устанавливается в той точке, куда укажут вычисления координат. Такая сложная система вычислений используется именно в геодезических приборах, что позволяет опытным специалистам получать данные с минимальной погрешностью, составляющей всего лишь несколько миллиметров.

Ко всему надо заметить, что точность вычислений достигается не только благодаря использованию спутников, а и точному расположению на местности пользователя. Бытовые геодезические GPS приемники от профессиональных аппаратов отличаются простотой конструкции и самодостаточностью, поскольку работают самостоятельно.

Приборы для измерения расстояний

При­бо­ры для из­ме­ре­ния рас­стоя­ний наи­бо­лее мно­го­чис­лен­ны и раз­но­об­раз­ны по кон­ст­рук­ции. К ним от­но­сят­ся мер­ные при­бо­ры, ос­но­ван­ные на прин­ци­пе от­кла­ды­ва­ния ра­бо­чей ме­ры (про­во­ло­ки, лен­ты, ру­лет­ки, жез­лы, нут­ро­ме­ры, мет­рш­то­ки), оп­ти­ко-ме­ха­нич. дально­ме­ры ви­зу­аль­но­го ти­па (оп­ти­че­ские и двой­но­го изо­бра­же­ния), све­то­даль­но­ме­ры, ра­дио­даль­но­ме­ры. Оп­ре­де­лять рас­стоя­ния мож­но пу­тём гео­мет­рич. по­строе­ний на ме­ст­но­сти (напр., три­ан­гу­ля­ции), ко­гда из­ме­ря­ют од­ну или не­сколь­ко из сто­рон гео­мет­рич. по­строе­ния, уг­лы ме­ж­ду все­ми сто­ро­на­ми, а за­тем вы­чис­ля­ют все ос­таль­ные сто­ро­ны, оп­ре­де­ляя та­ким об­ра­зом рас­стоя­ния до не­дос­туп­ных объ­ек­тов. Оп­тич. даль­но­ме­ры ис­поль­зу­ют ре­ше­ние вы­тя­ну­то­го тре­уголь­ни­ка, с из­вест­ным ко­рот­ким ба­зи­сом и из­ме­рен­ным ма­лым па­рал­лак­ти­че­ским уг­лом. Прин­цип дей­ст­вия све­то­даль­но­ме­ров сво­дит­ся к из­ме­ре­нию вре­ме­ни про­хо­ж­де­ния све­то­во­го им­пуль­са до от­ра­жа­те­ля и об­рат­но и вы­чис­ле­нию рас­стоя­ний с учё­том зна­ния ско­ро­сти све­та в ре­аль­ной сре­де. В ка­че­ст­ве ис­точ­ни­ка све­та ис­поль­зу­ют­ся по­лу­про­вод­ни­ко­вые ла­зе­ры.

Где используются датчики

В основном лазерные датчики расстояния используются в строительной сфере для замеров расстояния между объектами, но им можно найти множество применений. К примеру, датчики расстояния могут помочь в обустройстве умного дома. Установив и, настроив датчик определенным образом, можно автоматизировать включение и выключение света в комнате или сделать автоматическое открытие или закрытие дверей и так далее.

Также подобный датчик установлен в каждый современный смартфон, с его помощью выключается экран, как только смартфон близко подносится к уху во время разговора. Датчики расстояния часто устанавливают в капот и бампер машины, чтобы облегчить парковку и получать данные о препятствиях на пути автомобиля в реальном времени.

Данные датчики измерения расстояния можно приобрести в отдельном виде, но без программируемого микроконтроллера они почти бесполезны. Поэтому покупать их по отдельности разумно только для решения узкого спектра задач. Для подключения датчиков обычно используется микроконтроллер «Ардуино», который необходимо вручную настраивать и прошивать для работы с определенным типом датчиков.

Для тех, кто не хочет углубляться в основы программирования платформы «Ардуино» и радиотехники, рекомендуется купить готовый вариант в виде строительного дальномера.

-GPS оборудование

GPS модули или приемники сопутствуют нам в повседневной жизни в наших телефонах, навигаторах, планшетах и т.д. Они призваны помочь нам сориентироваться на местности и не потеряться в городских джунглях. Однако они имеют мало общего с геодезическим GPS оборудованием.

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.

-Штатив

Очень простой инструмент геодезиста. Многие сталкивались со штативами при съемках фотографий или фильмов с использованием профессионального оборудования. Геодезисты также пользуются специальным оборудованием, которое без штативов обойтись не может. От остальных геодезические отличаются в основном простотой конструкции, неприхотливостью в использовании и «неубиваемостью». Ведь работать приходится совсем не в идеальных условиях. Основная задача геодезического штатива- неподвижно зафиксировать прибор, который на него устанавливается. На штатив сначала ставится трегер- специальное устройство для центрирования над определенной точкой при необходимости и горизонтирования прибора. Потом уже ставится прибор-тахеометр, нивелир и т.д. Различают деревянные, металлические и штативы из композитных материалов. В последнее время самыми «продвинутыми» являются штативы из фибергласса. Они очень легкие, прочные..но пока что неоправданно дорогие.

В погоне за углом

Мало-помалу геодезические инструменты совершенствовались, расширялись их возможности, повышалась точность и удобство. Появились угломеры и пантометры, кипрегели и астролябии – но все они в основе представляли собой усовершенствованные жезлы и шнуры. Возьмите мерный жезл и сделайте на нем отметки для измерения небольших расстояний, и вы получите линейку. Согните ее дугой – и у вас готов транспортир для измерения произвольных углов.

Для максимально точного наведения по концам креста размещались диоптры – прорези с тонкими нитями посередине. Сделайте одну линейку эккера подвижной, добавьте сюда транспортир для измерения ее поворота и магнитную стрелку компаса для ориентирования в пространстве – и готова астролябия.

Кстати, можно обойтись и без выступающих в стороны диоптров, превратив всю окружность в пару вставленных друг в друга цилиндров с прорезями. Глядя сквозь них, можно навести инструмент с не меньшей точностью – только называться он будет уже не астролябией, а гониометром.

В XIX веке применяли и «усеченные» версии этих инструментов, например, градуированную буссоль (или компас) с широко разнесенными диоптрами. Разнесенные диоптры увеличивали точность наведения на ориентиры, что повышало точность измерения горизонтальных углов и определения азимутов.

Разновидности курвиметров для местности

Дорожное колесо используют практически при всех видах ремонтных работ на дороге или при прокладке коммуникаций. Прибор с точностью до десятой сантиметра способен определить расстояние между выбранными местами. Аппарат легок в применении все, что требуется от пользователя – настроить высоту под свой рост и идти в выбранном направлении

Изделие покажет длину поверхности и обнаружит каждую выбоину и ямку, что очень важно при строительстве. Счетчик устанавливается в двух местах: наверху, прямо у ручки или внизу, рядом с колесом

В магазинах встречается два типа устройств:

• Использующие механический счетчик;
• С электронным элементом.

Механические

Этот вариант состоит из закругленных цилиндров, по их периферии располагаются цифры от 0 до 9. Такая конструкция похоже на ту, которая устанавливается в автомобиле для отображения пройденного расстояния. Сбоку располагается специальная кнопка, нажав на нее, человек быстро обнулит информацию. Ранние показания моментально стираются и появляются нулевые отметки.

Раньше выпускались модели, которые были способны работать на расстоянии до 1 км, из-за чего показания  пришлось постоянно записывать, чтобы не сбиться со счету. Так как изделие отображает только метры и по достижению значения 999, цифры обновлялись. Поэтому для дальних замеров всегда брали бумажку и ручку или просто покупали модель совершеннее, которая могла записать до 10 км.

Когда человек проводит замеры на ровной поверхности, то необходимо подбирать изделие, которое обладает большим диаметром колеса. Это практичнее так как, из-за длины устройство быстрее катится, а рука меньше устает. Диаметр такого колеса составляет 31.847 см. Поэтому, как только колесо совершит полный оборот, то засчитается один метр. Такую конструкцию удобно использовать, так как при поломке счетчика, пользователь сможет продолжить работу, считая значения в голове.

Электронные

Оборудование оснащается электронным счетчиком и удобным дисплеем, который более точно отображает информацию на экране. Единственный недостаток модели – зависимость от батареек, без их питания прибор просто не сможет функционировать. Когда планируется провести замеры в полевых условиях, то лучше отдать предпочтение механическому варианту, или запастись аккумуляторами, иначе пройденные метры не дадут результата. Преимущества таких моделей в том, что они обладают встроенной памятью. Кроме этого, пользователь может переключаться с мили на метрическую единицу измерения или наоборот. Также некоторые приборы могут самостоятельно высчитывать площадь измеряемого участка.

Независимо от выбранной модели, приборы обладают одинаковым корпусом, который может легко складываться, чтобы транспортировка прошла с максимальным комфортом. Высота настраивается индивидуально под каждого работника. Фактический диаметр колеса отличается, у некоторых он может обладать высокими показателями, а у других нет

Важно помнить, что чем меньше колесо, тем проще транспортировать курвиметр

Самое главное, что важно учитывать при выборе, – на какой местности будет использоваться прибор, так как от этого зависит размер дорожного колеса и наличие специальных возможностей. Кроме того, это определит, какое покрытие будет установлено: гладкое, которое предназначено для асфальтированной дороги или шипованное, для обеспечения максимального комфорта по грунтовой или скользкой местности