Как проверить постоянную призмы

Исполнительная-схема.ру

Определение константы призмы

И так, как определить коэффициент поправки отражательной призмы?

В начале своей геодезической деятельности я нередко сталкивался с такой проблемой, что при проведении разбивочных работ когда выносишь одну и ту же точку с разных мест стояния и от одних и тех же опорных пунктов я частенько не попадал в разбивку, отклонения были до 30 мм. и постоянно выслушивал недовольства от прорабов, особенно при разбивке опалубки. 🙂 Так как совета спросить было не у кого, решил сам разобраться в этом вопросе. Как оказалось, все дело было в константе призмы, в моем случае была минипризма с заявленной константой 0, в итоге она оказалась -26. 💡

1. В тахеометре выставляем константу 0
2. Устанавливаем 3 штатива в одну линию и на одну высоту, для большей точности желательно использовать треггера
3. Устанавливаем тахеометр на штатив Б, измеряем расстояние БА и БВ, записываем (горизонтальное проложение D)
4. Переносим тахеометр на штатив А, измеряем расстояние АВ, записываем (горизонтальное проложение D)
5. Константа призмы будет равняться разности расстояний АВ и БА+БВ, смотрите картинку ниже

Как определить константу призмы

Так же когда нет времени заморачиваться, можно сделать проверку “на ходу” используя следующий не хитрый способ.

1. Устанавливаем инструмент
2. Просим помощника установить над какой-нибудь точкой (это может быть дюбель, гвоздь, репер) марку (можно использовать пластиковую карту, лист бумаги и тд.)
3. Измеряем на нее в безотражательном режиме, получаем реальное расстояние
4. Ставим на эту же точку отражатель, константу которого мы хотим определить, предварительно поставив в настройках прибора К=0, измеряем
5. Разница расстояний в б/о режиме и на призму будет нашей константой, вводим ее в прибор и производим контрольное измерение

Вывод: Всегда определяйте реальную константу призмы, пусть даже она будет новой, так же на одну и туже призму у разных тахеометров может быть разная константа.

Источник

Что такое постоянная отражателя?

Одним из главных элементов отражателей, используемых в геодезии, является кубическая уголковая призма. Она предназначена для отражения падающего светового луча на 180 градусов независимо от угла падения. Отражение происходит с задержкой из-за того, что плотность материала призмы гораздо выше плотности воздуха. Эта задержка приводит к увеличению значения измеренного расстояния и возникновению погрешности в измерениях как углов, так и расстояний. Чтобы учесть данную погрешность вводится специальная поправка, называемая постоянной призмы. Для компенсации задержки также можно использовать физический сдвиг призмы относительно оси вешки/держателя призмы, на величину погрешности, вызванной этой задержкой.

Поправка определяется размерами призмы и коэффициентом преломления используемого стекла. В современных отражателях наиболее часто встречаются следующие поправки: 0, -17.5, -30, -34 и -40 мм.

Смещение узловой точки

Когда говорят про постоянную отражателя, то имеют в виду всю призменную систему в сборе: призму в сборе и крепление, на которой она держится. Постоянная отражателя определяется положением узловой точки призмы относительно условного центра держателя призмы, который расположен на пересечении продольной оси вехи и горизонтальной оси вращения отражателя.

На первый взгляд кажется, что решить проблему учета постоянной достаточно просто – необходимо лишь сместить призму относительно оси вехи на величину, равную постоянной призмы. Однако призмы и держатели, имеющие смещение узловой точки равное постоянной призмы, могут вызывать погрешность угловых измерений при наведении на вершину призмы, если отражатель находится не под прямым углом к линии визирования.

Рисунок 1. Изменение положения узловой точки в отражателе с постоянной 0мм.

Рисунок 2. Изменение положения узловой точки в отражателе с постоянной -30мм.

Для снижения погрешности позиционирования некоторые отражатели имеют смещение узловой точки -40 мм (для обычных призм диаметром 62 мм) и -17.5 (для минипризм диаметром 25 мм). Смещение узловой точки минимизирует погрешности, вызванные отклонением точки визирования от оси. Такая конструкция наиболее оправдана при работе на небольших расстояниях или при большом перепаде высот, в случаях, когда для визирования используется вершина или центр призмы.

Рисунок 3. Изменение положения узловой точки в отражателе с постоянной -40мм.

Предельная дальность измерений на отражатель

Для вычисления расстояния от инструмента до цели используется отражённый от призмы сигнал. При этом на предельную дальность, без учета характеристик дальномера в приборе, в основном влияют два фактора: диаметр призмы и отклонение отражённого луча. Для увеличения предельного измеряемого расстояния можно увеличить диаметр призмы, установив на точку систему из нескольких отражателей. Так же можно увеличить дальность измерения, если достаточно точно сориентировать отражатель по направлению к инструменту. Если же отклонение отражённого луча велико, то не весь световой пучок попадет обратно на приёмный модуль дальномера, и дальность измерения сократится.

В общем случае, наилучшие результаты измерений достигаются тогда, когда передняя часть призмы расположена строго перпендикулярно световому лучу, пришедшему от инструмента, вызывая его параллельное отражение. Однако, при выполнении полевых работ сложно выставить призму перпендикулярно инструменту.

Также отклонение луча может происходить при низком качестве изготовления призменного блока. У известных производителей точность изготовления призменного блока такова, что отклонение отражённого луча не превышает 5 угловых секунд, однако у бюджетных вариантов это значение может иметь большие вариации. Для прецизионных работ рекомендуется использовать отражатели с погрешностью отклонения отраженного луча не более 1 угловой секунды.

Точность сборки призменной системы

На точность измерений углов и расстояний влияет и положение призмы в корпусе и положение самого корпуса относительно держателя. У всех известных производителей точность позиционирования элементов не превышает 1 мм, а точность призменного блока такова, что отклонение отражённого луча составляет менее 5 угловых секунд. Однако у бюджетных вариантов эти значения могут быть больше и вносить дополнительные погрешности.

Для проверки величины отклонения луча призмы и контроля соответствия стандартам производители используют специальные интерферометры.

Графическое представление и расчет ошибки

На следующих двух графиках вы можете увидеть примерное распределение погрешностей в зависимости от призменной системы и величины угла ее отклонения от направления на инструмент. Показаны погрешности для одиночной призменной системы при измерении расстояния на 100 метров.

Например, при измерении расстояния в 100 метров с использованием отражательной системы с постоянной C = 0 мм и наклоне призмы 20°:
• погрешность измерения расстояния составляет 2.5 мм
• погрешность измерения углов в линейной мере составляет 14.2 мм

Ошибку измерения углов можно также рассчитать по следующей формуле:

Заключение

Для успешного выполнения работ необходимо использовать качественно оборудование. При высокоточных работах старайтесь обращать внимание на производителя отражательных систем и характеристики указанные к ним. Также желательно использовать в работе отражательные системы с одинаковой константой, чтобы не возникло случайных ошибок, связанных с неправильно указанной в приборе постоянной призмы.

*Статья написана по материалам компаний Seco и Topcon. Оригиналы статей можно найти на их сайтах, в печатных и электронных изданиях.

Источник

Что такое постоянная отражателя?

Что такое постоянная отражателя?

Одним из основных элементов отражателей, используемых в геодезии, является кубическая угловая призма. Он предназначен для отражения падающего светового луча на 180 градусов, независимо от угла падения. Отражение происходит с задержкой из-за того, что плотность материала призмы намного выше плотности воздуха. Эта задержка приводит к увеличению значения измеряемого расстояния и возникновению ошибок в измерениях как углов, так и расстояний. Чтобы учесть эту погрешность, вводится специальная поправка, называемая постоянной призмы. Чтобы компенсировать задержку, вы также можете использовать физическое смещение призмы относительно оси подвески/ держателя призмы на величину ошибки, вызванной этой задержкой.

Поправка определяется размером призмы и показателем преломления используемого стекла. В современных отражателях наиболее распространены следующие поправки: 0, -17,5, -30, -34 и -40 мм.

СМЕЩЕНИЕ УЗЛОВОЙ ТОЧКИ

Когда они говорят о постоянной отражателя, они имеют в виду весь узел призменной системы: призму в сборе и крепление, на котором она удерживается. Постоянная отражателя определяется положением узловой точки призмы относительно условного центра держателя призмы, который расположен на пересечении продольной оси вехи и горизонтальной оси вращения отражателя.

На первый взгляд кажется, что решить проблему учета константы довольно просто – необходимо всего лишь сместить призму относительно оси вех на величину, равную постоянной призмы. Однако призмы и держатели, имеющие смещение узловой точки, равное постоянной призмы, могут вызвать ошибку в угловых измерениях при наведении на вершину призмы, если отражатель не находится под прямым углом к линии визирования.

Рисунок 1. Изменение положения узловой точки в отражателе с постоянной 0мм.

Рисунок 2. Изменение положения узловой точки в отражателе с постоянной -30мм.

Чтобы уменьшить ошибку позиционирования, некоторые отражатели имеют смещение узловой точки -40 мм (для обычных призм диаметром 62 мм) и -17,5 (для мини-призм диаметром 25 мм). Смещение узловой точки сводит к минимуму погрешность, вызванную отклонением точки визирования от оси. Такая конструкция наиболее оправдана при работе на небольшом расстоянии или с большим перепадом высот, в тех случаях, когда для прицеливания используется вершина или центр призмы.

Рисунок 3. Изменение положения узловой точки в отражателе с постоянной -40мм.

МАКСИМАЛЬНЫЙ ДИАПАЗОН ИЗМЕРЕНИЯ НА ОТРАЖАТЕЛЬ

Для вычисления расстояния от прибора до цели используется сигнал, отраженный от призмы. В то же время на максимальную дальность, без учета характеристик дальномера в устройстве, в основном влияют два фактора: диаметр призмы и отклонение отраженного луча. Чтобы увеличить максимальное измеряемое расстояние, вы можете увеличить диаметр призмы, установив на острие систему из нескольких отражателей. Вы также можете увеличить диапазон измерений, если достаточно точно сориентируете отражатель в направлении прибора. Если отклонение отраженного луча велико, то не весь световой луч попадет обратно в приемный модуль дальномера, и дальность измерения будет уменьшена.

Как правило, наилучшие результаты измерений достигаются, когда передняя часть призмы расположена строго перпендикулярно лучу света, исходящему от прибора, вызывая его параллельное отражение. Однако при выполнении полевых работ трудно установить призму перпендикулярно инструменту.

Также отклонение луча может произойти при низком качестве изготовления призменного блока. У известных производителей точность изготовления призменного блока такова, что отклонение отраженного луча не превышает 5 угловых секунд, однако это значение может иметь большие вариации для бюджетных вариантов. Для прецизионных работ рекомендуется использовать отражатели с погрешностью отклонения отраженного луча не более 1 угловой секунды.

ПРЕЦИЗИОННАЯ СБОРКА ПРИЗМЕННОЙ СИСТЕМЫ

На точность измерения углов и расстояния влияет положение призмы в корпусе и положение самого корпуса относительно держателя. У всех известных производителей точность позиционирования элементов не превышает 1 мм, а точность призменного блока такова, что отклонение отраженного луча составляет менее 5 угловых секунд. Однако для бюджетных вариантов эти значения могут быть больше и приводить к дополнительным ошибкам.

Производители используют специальные интерферометры для проверки отклонения луча призмы и контроля за соблюдением стандартов.

ГРАФИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ И ВЫЧИСЛЕНИЕ ОШИБОК

На следующих двух графиках вы можете увидеть приблизительное распределение ошибок в зависимости от призменной системы и величины угла ее отклонения от направления прибора. Показаны погрешности для системы с одной призмой при измерении расстояния в 100 метров.

Например, при измерении расстояния в 100 метров с использованием системы отражения с постоянным C = 0 мм и наклоном призмы 20°:
• погрешность измерения расстояния составляет 2,5 мм
• * погрешность измерения угла в линейном измерении составляет 14,2 мм

Погрешность измерения угла также может быть рассчитана по следующей формуле:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Чтобы успешно завершить работу, необходимо использовать высококачественное оборудование. При выполнении высокоточных работ старайтесь обращать внимание на производителя светоотражающих систем и указанные для них характеристики. Также желательно использовать отражающие системы с одинаковой постоянной в работе, чтобы не было случайных ошибок, связанных с неправильно заданной постоянной призмы в устройстве.

По интересующим Вас вопросам Вы можете обратиться к нам через форму обратной связи на нашем сайте на странице Контакты

Компания ПРОГЕО работает на рынке геодезических приборов в Иркутске и Иркутской области, контрольно-измерительного оборудования и инженерных изысканий с 2005 года.

Мы продаем, сдаем в аренду, делаем обмен геодезическое оборудования. Много современных и качественных товаров на странице Каталог

**Статья основана на материалах компаний Sacco и Topcon. Оригинальные статьи можно найти на их веб-сайтах, в печатных и электронных изданиях.

Была ли полезна Вам статья?

Источник