1.Pojęcie błędu średniego jako miary dokładności pomiarów-krzywa Gaussa

Średni błąd średniej (dokładniej średni błąd kwadratowy wartości średniej lub odchylenie standardowe wartości średniej) jest to statystyka obliczana dla serii pomiarów, które podlegają przypadkowym odchyleniom od wartości oczekiwanej, zgodnie ze wzorem

gdzie

 - wartość i-tego pomiaru,

 - średnia wartość x dla całej serii pomiarowej,

 - liczba pomiarów w serii.

Krzywa Gaussa- jest to najczęściej spotykany w naturze rozkład zmiennej losowej ciągłej. Rozkład normalny ma dwa parametry: μ – wartość oczekiwana, σ – odchylenie standardowe.
Jeśli jakaś wielkość jest sumą lub średnią bardzo wielu czynników, to niezależnie od rozkładu każdego z tych czynników, jej rozkład będzie zbliżony do normalnego, stąd można go bardzo często zaobserwować w danych.

2.Wyznaczanie błędów pomiarów kątów i długości metodą analizy błędów elementarnych

Analiza pomiarów kątów

Można wyróżnić następujących czynności: poziomowanie, centrowanie, centrowanie sygnału na punkcie celu, odczytywanie.

m_poz, m_er, m_es – błędy czynności przygotowawczych

m_c, m_o – błędy instrumentalne

Błąd poziomowania

k – wynosi od 0,1 – 0,2

ω – przewaga libeli 20”

z1, z2 – kąty zenitalne na punkty celu 1 i 2

Błąd centrowania

g(ro) – wstawiamy do stopni lub gradów

e_T – 0,5 – 1 cm w pionie optycznym, 0,3 – 0,1mm – pionownikiem optycznym

Błąd na centrowanie sygnału

Błąd celowania

m_c=60’’/P=192^cc/P

gdzie P to powiększenie lunety, P=25x (zwykle)

Błąd odczytu

Analiza pomiarów długości
Dla pomiarów taśmą mierniczą przyjmuje się, że błąd względny m­_D/D równa się 1/2000 do 1/5000. Na przykład D=100m to m_d=5cm. Ponieważ standardy wymagają pomiaru długości +- 1dm to eliminuje to taśma. Zatem długości boków w osnowach mierzy się dalmierzami elektrooptycznymi. Średni błąd pomiaru długości dalmierzem przyjmuje się wartości błędów standardowych podanych przez producenta.

Wartości te mają postać:

Tak podane błędy mogą być przyjmowane tylko wtedy kiedy błędy centrowania dalmierza i ustawienia pryzmatu na punkcie celu są co najmniej o połowę mniejsze niż błąd standardowy. Inaczej błąd:

3.Ogólne prawo przenoszenia błędów średnich. Obliczanie błędów funkcji wielkości mierzonych

Błędy obserwacji powodują, że wszelkie funkcje tych obserwacji są również obarczone błędami. W przypadku funkcji liniowych ocena błędu funkcji obserwacji nie jest skomplikowana. Błąd średni funkcji nieliniowej F = f(x, y, z, ...), może być obliczony dla przybliżonej postaci tej funkcji, przy założeniu, że daje się ona rozwinąć na szereg Taylora. Funkcja F (x, y, z) w postaci szeregu Taylora w otoczeniu punktu P (x₀, y₀, z₀):

F (x,y,z) = F (x₀ + dx ,y₀ + dy, z₀ + dz) = F (x₀,y₀,z₀) +

Wzór na średni błąd dowolnej funkcji:

Utożsamiając zmiany dx, dy, dz z błędami: ε_x, ε_y, ε_z
F(x,y,z)=a*X+b*Y+c*Z = F_o+ a*dx+b*dy+c*dz

Pomiędzy błędem prawdziwym funkcji F i błędani zmiennych X,Y,Z zachodzi związek:

ε_F = a*ε_x + b*ε_y+ c*ε_z

4. Systemy odniesień przestrzennych obowiązujące w Polsce-definicje, cele

System odniesienia to zbiór zaleceń i ustaleń wraz z opisem modeli niezbędnych do zdefiniowania początku skali i orientacji osi oraz ich zmienności w czasie.

Układ odniesienia stanowi praktyczna realizacja systemu odniesienia, tworzą go wyznaczone z pomiarów wartości parametrów opisujących początek układu, skale i orientacje osi oraz ich zmienność w czasie:

Państwowy system odniesień przestrzennych tworzą:

• geodezyjny układ odniesienia EUREF-89 - Powierzchnią odniesienia geodezyjnego układu

odniesienia jest elipsoida obrotowa, której środek znajduje się w środku masy Ziemi oraz oś

obrotu pokrywa się z osią obrotu Ziemi.

• Układ wysokości Kronsztad 86

• układ współrzędnych płaskich prostokątnych „2000” – stanowi podstawę do wykonywania

nowych map w skalach 1:5 000 i większych (mapa zasadnicza).

• układ współrzędnych płaskich prostokątnych „1992” – stanowi podstawę do wykonywania

nowych map w skalach 1:10 000 i mniejszych.

5.Definicja odwzorowania -odwzorowanie Gaussa-Krugera, geodezyjny układ współrzędnych

w Polsce przy tworzeniu mapy wykorzystuje się odwzorowanie Gaussa Krugera, które podaje matematyczne algorytmy rzutowania punktu powierzchnie, elipsoidy obrotowej na powierzchnię poziomą.

Odwzorowanie kartograficzne pasów południkowych na pobocznicę walca stycznego do południka środkowego (osiowego) każdego odwzorowanego pasa. Jest to wiernokątne, walcowe poprzeczne odwzorowanie elipsoidy, w którym każdy pas odwzorowuje się oddzielnie. Odwzorowanie to zostało zaprojektowane przez Carla Gaussa. W roku 1912 John Kruger pogłębił teorię odwzorowania i przystosował wzory do praktycznych prac obliczeniowych.

Aby odwzorowanie było prawidłowe musi spełniać warunki

* wiernokątności

* prostoliniowości

* izometryczności odwzorowania południka środkowego przy założeniu początku układu

Odwzorowanie Gaussa-Krugera

Najbardziej korzystnym układem z którym mamy do czynienia w geodezji jest układ

współrzędnych prostokątnych (na płaszczyźnie). Taki układ ułatwia rozwiązanie

szeregu zagadnień, gdyż związki zachodzące na płaszczyźnie dają się wyrazić w

sposób prosty.

Rzut Gaussa – Krugera jest wiernokątnym odwzorowaniem walcowym (walec w

położeniu poprzecznym – styczny w południku zwanym południkiem osiowym)

Dal celów geodezyjnych używa się w Polsce trzystopniowych pasów południkowych z

południkami osiowymi: 15°, 18 °, 21 °, 24° (na wschód od Greenwich)

Przy wyprowadzeniu formuł odwzorowawczych zrobiono następujące założenia:

1. południk osiowy odwzorowuje się w postaci linii prostej, która służy jako oś

odciętych

2. odcięta punktu leżącego na południku osiowym powinna być równa długości łuku

południka liczonego od równika do danego punktu.

Odwzorowanie Gaussa-Krugera

Rzędne w południku są równe zeru, przecięcie południka osiowego z równikiem jest

początkiem układu. Współrzędnymi punktu P są:

X = P0 P1Y = P1 P

Odcięta X ma zawsze znak dodatni. Rzędna Y będzie dodatnia jeżeli leży na wschód i ujemna jeżeli leży na zachód od południka osiowego. Aby jednak współrzędne punktów miały zawsze znak dodatni wprowadza się następujący sposób oznaczenia. Rzędną południka osiowego oblicza się dzieląc numer południka osiowego przez trzy. Otrzymana liczba wskazuje ilość tysięcy kilometrów. Następnie do tej liczby dodaje się 500 km. Np. dla południka osiowego, którego długość geodezyjna

L = 21° rzędna wynosi Y0 = 7500 km

Jeżeli punkt nie leży w południku osiowym, to jego rzędna będzie wynosić:

Y = Y0 + y

6.Opis układu współrzędnych 2000. Interpretacja położenia punktu w strefach układu na podstawie jego współrzędnych X,Y

Dla opracowań katastralnych i przy opracowaniu mapy zasadniczej w skali 1:5 000 i skalach większych stosuje się odwzorowanie Gaussa-Krügera tworzące cztery układy współrzędnych płaskich prostokątnych, oznaczone symbolami: "2000/15", "2000/18", "2000/21" i "2000/24", w systemie GRS-80.

Współrzędne płaskie prostokątne x, y są obliczane w odwzorowaniu Gaussa-Krügera w pasach trzystopniowych o południkach osiowych:15° ( szczecińska), 18°( bydgoski), 21°( warszawski), 24°białostocki). Pasy ponumerowane są: 5, 6, 7, 8. Współczynnik zmiany skali równa się 0,999923 w południku osiowym.

Początkiem układu współrzędnych w danym pasie odwzorowania jest punkt przecięcia się obrazu południka osiowego z obrazem równika. Przy określaniu współrzędnych - współrzędna x pozostaje nie zmieniona, a do współrzędnej y w zależności od południka osiowego dodaje się:

5 500 000 m przy południku Lo = 15°,

6 500 000 m przy południku Lo = 18°,

7 500 000 m przy południku L­o = 21°,

8 500 000 m przy południku Lo = 24°.

Pierwsza cyfra współrzędnej y oznacza numer pasa odwzorowania.

Najważniejsze cechy:

- elipsoida GRS-80

- odwzorowanie Gaussa-Krügera

- cztery 3-stopniowe pasy odwzorowawcze dla południków 15°, 18°, 21°, 24°

- skala m0 = 0.999923,

- X = x, Y = y + (5 500 000, 6 500 000, 7 500 000, 8 500 000) m

- obowiązuje od 8.08.2000 r

- dla mapy zasadniczej

7. Powierzchnie odniesień wysokościowych w Polsce. Opis układu Kronsztad 86

W Polsce występują dwie powierzchnie odniesień wysokościowych: geoida i elipsoida.

Powierzchnia geoidy wykorzystywana jest jako powierzchnia odniesienia pomiarów wysokościowych, a powierzchnia elipsoidy do stosowania różnego rodzaju odwzorowań.

Geoida- to w przybliżeniu powierzchnia, którą utworzyłyby wody mórz otwartych, rozciągnięte nad lądami wirującej Ziemi, z uwzględnieniem sił grawitacyjnych otaczających jej, niejednorodnych pod względem gęstości mas.

Elipsoida- zastępcza powierzchnia odniesienia, która w zależności od swoich parametrów najdokładniej przybliża kształt geoidy.

Układ wysokościowy obowiązujący w Polsce to Kronsztad, wyznaczony jest przez powierzchnię geoidy odniesioną do średniego poziomu Morza Bałtyckiego w Zatoce Fińskiej, wyznaczonego dla mareografu w Kronsztadzie koło Petersburga w Rosji.

Wysokość w tym układzie wyznacza się z pomiarów geodezyjnych nawiązanych do punktów podstawowej osnowy geodezyjnej w kraju, tzw. wysokościowej osnowy geodezyjnej.

Aktualnie stosowany jest układ Kronsztad 86, wyznaczony z pomiarów w latach 74-82.

8.Budowa teodolitu

Teodolit – instrument geodezyjny przeznaczony do pomiaru kątów poziomych oraz kątów pionowych. Wyróżnia się teodolity optyczne oraz elektroniczne.

1 - spodarka
2 - tuleja złączona ze spodarką
3 - koło poziome
4 - alidada
5 - dźwigary lunety
6 - luneta
7 - koło pionowe sprzęgnięte z lunetą

Statyw – w formie trójnogu z głowicą metalową i otworem, przez który przechodzi śruba sprzęgająca z nim instrument.

Spodarka – najniższa część instrumentu, ma śruby poziomujące (ustawcze) [trzy sztuki], służące do ustawienia osi instrumentu w płożeniu pionowym.

Poziomy krąg podziału (limbus) – posiada podział stopniowy lub gradowy do mierzenia kierunków poziomych. Sporządzony jest z metalu lub szkła. W instrumentach zwyczajnych (jednoosiowych) limbus jest połączony na stałe ze spodarką, natomiast w instrumentach repetycyjnych (dwuosiowych) limbus można sprzęgać za pomocą odpowiednich śrub zaciskowych ze spodarką lub alidadą. W instrumentach repetycyjnych limbus można ustawić dowolnie względem spodarki. LIMBUS – stanowi płaszczyznę rzutów przy pomiarze kątów poziomych i w czasie pomiarów musi być ustawiony w położeniu poziomym.

Alidada – jest obracalną częścią instrumentu, osadzona jest centrycznie nad limbusem. Posiada urządzenia odczytowe (noniusze, mikroskopy, mikrometry optyczne) do odczytywania podziału na limbusie. Na alidadzie jest libella rurkowa (alidadowa) służąca do ustawienia instrumentu w położeniu pionowym.

Luneta geodezyjna – powiększenie od 20 do 40 razy, obraz prosty lub odwrócony, połączona na stałe z kołem pionowym, mającym podział kątowy do pomiaru kierunków pionowych. Kierunki pionowe odczytuje się za pomocą indeksów, które połączone są z libellą kolimacyjną. Libella ta służy do ustawienia w poziomie linii łączącej indeksy odczytowe koła pionowego.

Śruby zaciskowe (sprzęgające) oraz śruby ruchu leniwego (leniwki) – sprzęg i leniwka limbusa z alidadą, limbusa ze spodarką, lunety leniwka libelli kolimacyjnej.

Śruby rektyfikacyjne libelli – do zmiany położenia niektórych elementów geometrycznych teodolitu: libelli alidadowej, kolimacyjnej, niwelacyjnej (może być osadzona na lunecie), okrągłej oraz śrubki korekcyjnej siatki celowniczej.

9.Luneta geodezyjne – budowa i parametry

Luneta geodezyjna składa się z zespołu soczewek, które stanowią obiektyw i okular. Całość umieszczona jest w metalowej rurce. W miejscu, gdzie powstają obrazy wytworzone przez obiektyw, umieszczony jest krzyż nitkowy. Lunety stosowane do instrumentów geodezyjnych dają powiększenie 10- do 50-krotne.
Luneta i jej parametry: kąt widzenia oraz powiększenie, jasność, najmniejsza(minimalna celowa)odległość jaką można określić: 0,6-1,5m.

10.Warunki osiowe teodolitu i ich sprawdzanie

1) oś libelli alidadowej (L) prostopadła do osi obrotu instrumentu (V)

2) oś celowa lunety (C) prostopadła do osi obrotu lunety (H) - kolminacja

3) oś obrotu lunety (H) prostopadła do osi obrotu instrumentu (V) - inklinacja

4) przy spoziomowanej osi celowej odczyty na kole pionowym zenitalnym powinny wynosić 100 gradów na kole lewym oraz 300 gradów na kole prawym.

4) płaszczyzna główna (Q) libelli pudełkowej prostopadła do osi obrotu instrumentu (V)

5) poprzeczna kreska krzyża kresek prostopadła do osi obrotu instrumentu (V)

6) oś celowa „c” powinna przecinać oś obrotu instrumentu „v”.

7) oś obrotu alidady powinna przechodzić przez środek kręgu limbusa

Warunkami zasadniczymi są 1,2 i 3 warunki osiowe przy pomiarach kątów poziomych oraz warunek 4 przy pomiarach kątów pionowych. Warunek 1 należy sprawdzić przed pomiarami co najmniej jeden raz na początku danego dnia. Warunki 2,3 i 4 badamy zasadniczo tylko przy pomiarach w jednym położeniu lunety, natomiast są one nieistotne przy pomiarach w dwóch położeniach lunety.

Przygotowanie teodolitu do pomiaru:

1) Sprawdzenie i rektyfikacja elementów mechanicznych, optycznych, systemu odczytowego i warunków osiowych.

2) Centrowanie i poziomowanie instrumentu.

3) Ustawienie ostrości siatki celowniczej i obrazu.

4) Przybliżone celowanie (celownik kolimatorowy) na cel.

5) Unieruchomienie alidady względem spodarki (zacisk alidady) i lunety (zacisk lunety).

6) Naprowadzenie środka siatki celowniczej na cel - leniwka pozioma i pionowa.

7) Ustawienie ostrości systemu odczytowego i wykonanie odczytu.

11.Pomiar kątów pionowych i poziomych-centrowanie i poziomowanie teodolitu. Obliczanie kątów i błędów instrumentalnych z wyników pomiarów

PRZYGOTOWANIE TEODOLITU DO POMIARU:

1)Sprawdzanie i rektyfikacja elementów mechanicznych, optycznych systemu odczytowego i warunków osiowych:

-Oś libeli ll musi być prostopadła do osi pionowej vv

-Oś celowa musi być prostopadła do osi obrotu hh – KOLIMACJA

-Oś obrotu hh musi być prostopadła do osi pionowej vv – INKLINACJA

-Błąd miejsca zera kręgu pionowego:

$$x = \ \frac{\alpha_{1} - \left( 200^{g} - \ \alpha_{2} \right)}{2}$$

2)Centrowanie i poziomowanie instrumentu

3)Ustawieni ostrości siatki celowniczej i obrazu

4)Przybliżone celowanie(celownik kolimatorowy) na sygnał (cel)

5)Unieruchomienie alidady względem spodarki (zacisku alidady) i lunety (zacisk lunety)

6)Naprowadzenie środka siatki celowniczej na sygnał – leniwka pozioma i pionowa

7)Ustawienie ostrości systemu odczytowego i wykonanie odczytu

OBLICZANIE KĄTÓW:

1. Poziome:

β =  k₁ −  k₂

1. Pionowe:

$$k_{\alpha} = \ \frac{\alpha_{1}\ + (200^{g} - \ \alpha_{2})}{2}$$

α₁ – I położenie

α ₂– II położenie

ANALIZA POMIARÓW KĄTOWYCH:

W analizie tej można wyróżnić wpływ następujących czynników:

1)Poziomowanie teodolitu

2)Centrowanie teodolitu

3)Centrowanie sygnału na punkcie celu

4)Celowanie

5)Odczytywanie

12.Budowa niwelatora

Niwelator – instrument geodezyjny, mocowany na trójnożnym statywie, umożliwiający pomiar różnicy wysokości (niwelacji) pomiędzy punktami terenowymi.

• Spodarka – S

• Alidada – A z lunetą – L i urządzeniami poziomującymi oś celową - c

• Libela niwelacyjna – Ln

• Śruba niwelacyjna – E

• Śruba rektyfikacyjna libeli niwelacyjnej - Śr

• Śruba zacisku alidaday – Z

• Libela okrągła – Lo

• Tuleja spodarki – T

• Płytka sprężynująca – Ps

• Oś obrotu instrumentu (alidady) – v

• Oś celowa lunety – c

• Oś główna libeli niwelacyjnej – l

• Płaszczyzna główna libeli okragłej - Q

13.Warunki osiowe niwelatora i ich sprawdzanie

Aby spoziomować niwelator należy doprowadzić jego oś główną do położenia pionowego przy pomocy libelli okrągłej "pudełkowej”. Ustawiamy niwelator na statywie i dokręcamy. Regulując nogi statywu zgrubnie doprowadzamy niwelator do poziomu, a następnie za pomocą śrub nastawczych precyzyjnie poziomujemy niwelator.

Pierwszym krokiem jest ustawienie niwelatora równolegle do dwóch śrub i kręcenie nimi na zewnątrz lub do wewnątrz. Następnie należy ustawić niwelator prostopadle i przekręcać trzecią śrubą do kompletnego spoziomowania niwelatora (pęcherzyk libelli pudełkowej powinien być w górowaniu).

Aby sprawdzić, czy instrument jest dobrze spoziomowany obracamy go o 180º. Libella nadal powinna być w górowaniu. Jeśli tak nie jest konieczna jest rektyfikacja.

Przy wykorzystaniu łat geodezyjnych, ustawionych pionowo na punktach terenowych – pikietach, wykonywane są odczyty. Różnica odczytów z łat geodezyjnych określa różnicę wysokości między punktami terenowymi.

Warunki geometryczne, jakie powinien spełniać niwelator:

1. Płaszczyzna główna libelli sferycznej powinna być prostopadła do osi głównej

2. Pozioma kreska siatki celowniczej powinna być prostopadła do osi głównej

3. Oś celowa powinna być pozioma w zakresie działania kompensatora

14.Pomiar różnic wysokości i obliczanie wysokości reperów

Niwelacja to pomiary polegające na wyznaczaniu wysokości punktów względem przyjętego poziomu odniesienia.

Zależnie od sposobu pomiaru i przyrządów:

1. Geometryczna

2. Trygonometryczna

3. Hydrostatyczna

4. Barometryczna

5. Satelitarna

Poziomy odniesienia do wykonania pomiarów wysokościowych:

• Bezwzględny - poziom morza. W Polsce jest to poziom zera mareografu w Kronsztadzie.

W innych krajach UE przyjęto zero mareografu w Trieście i w Amsterdamie   

•   Względny (lokalny)

Sposoby pomiarów wysokościowych:

•  niwelacja reperów,

•  niwelacja powierzchniowa (punktów rozproszonych),

• tachimetria (niwelacja trygonometryczna)

fotogrametria,

Niwelacja geometryczna:

Polega na wyznaczeniu wysokości wybranych punktów terenowych, przez pomiar ich odległości od ustalonego poziomu odniesienia. Powierzchnią odniesienia dla pomiarów wysokościowych jest geoida zerowa nazywana potocznie "poziomem morza". Podczas pomiarów niwelacyjnych nie mierzy się samych wysokości, lecz różnice wysokości sąsiadujących punktów (przęseł niwelacyjnych). Określenie różnicy wysokości pomiędzy odległymi punktami, znajdującymi się poza zasięgiem jednego stanowiska niwelatora wymaga utworzenia ciągu niwelacyjnego złożonego z szeregu kolejnych przęseł.

Przęsło początkowe i końcowe ciągu, powinno być nawiązane do punktów o znanej wysokości (reperów).

Wyróżniamy niwelację :

- ze środka, gdy odległości niwelatora od punktów przęsła niwelacyjnego są jednakowe.

- w przód, gdy niwelator znajduje się przy jednym z punktów lub nad tym punktem, odległości niwelatora od łat są różne.

Płaszczyznę poziomą realizuje oś celowa lunety niwelatora, natomiast odległości pionowe wyznaczone są przez kreskę pozioma siatki celowniczej lunety na łatach niwelacyjnych. Odczyt na łacie składa się z czterech cyfr: metrów, decymetrów, centymetrów i milimetrów.

Dokładność wykonania odczytu maleje wraz ze wzrostem długości celowej, czyli odległości łaty od niwelatora, która nie powinna być większa niż 100-.

Niwelacja ze środka:

HB= HA+(w-p)

Niwelacja w przód:

HB =  HA  + i - p

Ciąg niwelacyjny:

• Δ H AB=(w1-p1) + (w2-p2) + (w3-p3)

Stąd Δ H AB= Σ w- Σ p

techniki pomiarowe:

1.

Dalmierze elektroniczne oparte na wspólnej zasadzie można najogólniej sklasyfikować według dwóch niezależnych kryteriów podziału:

I.ze względu na rodzaj energii tworzącej i przenoszącej sygnały pomiarowe,

-d.e. w których sygnały pomiarowe przenoszone są na falach elektromagnetycznych

-d. ultradźwiękowe w których za nośniki sygnałów służą ultradźwięki.

II.ze względu na formę tychże sygnałów:

-d. impulsowe posługujące się sygnałami w formie krótkich odcinków fali harmonicznej, zwanych impulsami, które są emitowane przez nadajnik N w określonych odstępach czasu T;

-d. fazowe w których sygnał pomiarowy przesyłana jest w postaci ciągłej fali harmonicznej; pomiar czasu r odbywa się tu pośrednio – poprzez pomiar różnicy fali opuszczającej nadajnik N i fazy tej samej fali powracającej – po retransmisji w R – do odbiornika O.

Zasada działania dalmierzy:

Pomiar odległości D sprowadza się do pomiaru czasu , w ciągu którego sygnał pomiarowy emitowany z punktu A przebywa drogę 2D równą 2AB .Można, zatem napisać:

2.zmiana (błąd pomiaru) temperatury o 1 stopień Celsjusza da nam wartość 1mm/km

Zmiana (błąd pomiaru) ciśnienia o 1 mm Hg daje błąd pomiaru 0,4 mm/km

Zmiana (błąd pomiaru) prężności pary wodnej o 1 mm Hg daje błąd pomiaru długości 6,6 mm/km

Stwierdzić można, więc, że decydujący wpływ na błąd pomiaru długości ma wartość wyznaczenia prężności pary wodnej

3.

System kodowy – w jednoznaczny sposób wyświetlają położenie osi lunety do położenia zerowego (system bezwzględny). Najistotniejszym elementem systemu jest tarcza kodowa zastępująca krąg poziomy w teodolicie. Sprężona jest alidadą teodolitu, na której jest luneta. Na tarczy kodowej znajduje się wiele koncentrycznych ścieżek o różnych średnicach, przy czym na każde z tych ścieżek znajduje się na przemian ległe pola jasne i ciemne. Uzyskanie odpowiedniej dokładności odczytu kierunku wymaga zastosowania tarczy kodowej z pola o bardzo małych odstępach.

Górna część czytnika – zestaw sześciu diod luminescencyjnych emitujących wiązki światła. Wiązki świetlne, przepuszczane przez przeźroczyste pola tarczy padają na fotodiody odbiorcze tworzące układ zwany matrycą fotodetektorów. Wiązki świetlne wzbudzają w odpowiedniej diodzie sygnał elektryczny (napięcie), któremu w kodzie dwójkowym przypisuje się zwykle 0, podczas gdy pole nieprzeźroczyste określa się 1. Np. 011101, 100010…

System impulsowy- zastosowana tarcza z jedną ścieżką zawierającą N różnych interwałów oraz czytnik impulsów, generowanych w trakcie obrotu tarczy. Tarcza i czytnik tworzą tzw. impulsowy przetwornik kata.

W systemie impulsowym kierunek nie ma o bezwzględnego, tak jak w systemie kodowym.

Przez 0 bezwzględne rozumie się orientację kierunku względem 0 podziału kręgu, do identyfikacji kierunków obarcza się lunety w systemie impulsowym krąg poziomy musi posiadać 2 ścieżki interwałowe na których przesunięte względem siebie o wartość pi/2.

Do odczytywania takiego kręgu muszą być zastosowane 2 czytniki.

Kierunek obrotu kręgu jest rozpoznawany w systemie poprzez analizę czasu pojawienia się impulsów w 1 lub 2 czytniku.

4.

Ustawianie parametrów wyjściowych w tachimetrach elektronicznych:

A – moduł kątowy

- jednostki

- rozdzielczość wyświetlania kierunku

- kierunek przyrastania wartości kątów (prawostronny, lewostronny)

- włączanie, wyłączanie kompensatora

Mierząc kierunki i kąty zawsze pomiary rozpoczynamy od tzw. Pierwszego położenia lunety tj. takiego w którym krąg pionowy znajduje się po lewej stronie względem lunety patrząc na nią od strony okularu.

B – moduł dalmierza

- wybór typu dalmierza (pomiar z lustrem lub bez) zabronione jest krzyżowanie z dalmierzem bez lustrowym przy celowaniu na lustro ustawione niżej niż podaje to instrukcja może doprowadzić do uszkodzenia

- tryb pomiaru (standardowy, precyzyjny, przerywany)

- prowadzeni poprawki na aktualne warunki atmosferyczne (PPM) temp. i ciśnienie

Moduł obliczeniowy

Tryb pomiaru, wybór wielkości, które są wyświetlane na ekranie.

Dotyczy to głównie pomiarów odl. oraz tego czy wyświetlane będą XYH, czy wielkości miarowe HZV i D

Tryby oprogramowania zależą od modułu, po wybraniu konkretnego trybu na wyświetlaczu będą wydawane komendy jakie wielkości należy wprowadzić jako wielkości startowe.

Interpretacja mierzonych i obliczanych wielkości pokazywanych na wyświetlaczach tachimetru.

5.

Zasada działania niwelatorów cyfrowych (kodowych)

Niwelator kodowy- przyrząd elektroniczny, który wykonuje odczyty automatycznie ze specjalnych łat nazywanymi łatami kodowymi. Wykonywanie odczytu odczytu jest możliwe dzięki matrycy obrazowej CCD (w niwelatorze) oraz procesora w pamięci którego znajduje się obraz łaty kodowej. Sygnał pomiarowy Q padan na procesor w którym odbywa się jego dalsze przetwarzanie na sygnał cyfrowy. Obliczanie wyników pomiarów w niwelatorze cyfrowym odbywa się na zasadzie korelacji między sygnałem pomiarowym Q a sygnałem odniesienia P.W procesie tym pożądana jest znajomość odległości ogniskowania d (odległość niwelatora od łaty) która z dokładnością do decymetra lub kilku centymetrów wyznaczana jest w niwelatorze najczęściej z analizy położenia soczewki ogniskującej układu optycznego. Dlatego tez w czasie pomiarów należy zawsze pamiętać aby ustawić ostry obraz łaty.

W n.c. zastosowano czujnik położenia soczewki ogniskującej, względem stałego punktu odniesienia z którego jest wyznacza odległość od łaty. Znajomość odległości przyspiesza wykonanie korelacji. Liczba obliczeń w celu rozwiązania korelacji została zredukowana poprzez zastosowanie dwóch etapów interpolacji – korelacji zgrubnej i korelacji dokładnej.

6.

Funkcje:

- wizualizacja w przestrzeni linii płaszczyzn pomiarowych

- sygnalizowanie punktów celu na mierzonych obiektach

- źródło fali nośnej pomierzonej w dalmierzach elek.

- sterowanie położeniami, kierunkiem i pracą maszyn.

Zastosowanie:

- do pomiaru odległości

- do wyznaczania prostej

- do zapisu i odtwarzania obrazu sposobem holograficznym

7.

Budowa GPS

- segment satelitarny – składa się z 30 satelitów, umieszczonych na sześciu prawie kołowych orbitach nachylonych względem równika pod kątem 55 stopni, równomiernie rozłożonych w dł geograficznej i oddalonych od powierzchni Ziemi o ponad 20000 km. Obrót co ok. 12h

- segment kontrolny

- segment użytkowy

Ogólna zasada określenia położenia pkt – polega na wyznaczeniu odległości od odbiornika satelitarnego od satelity. Można wykonać kodowo lub fazowo.

Z pomierzonych odległości do minimum 4 satelitów wyznacza się położenie odbiorników metodą liniowego położenia wstecz. Do rozwiązania zadania niezbędne są 4 odległości. Współrzędne XYH odbiornika wyznacza się z rozwiązania ukł. 4 równań.

System ASG EUPOS

Cel – udostępnianie w trybie on-line poprawek do obserwacji GNSS odbieranych przy użyciu odbiorników satelitarnych i umożliwienie precyzyjnego pozycjonowania i nawigacji na obszarze Polski

Punkty odniesienia stacji referencyjnych systemu będą stanowiły podstawową osnowę geodezyjną w rozumieniu przepisów ustawy z dnia 17 maja 1989 r. Prawo geodezyjne i kartograficzne

Sieć naziemnych stacji referencyjnych odbierających sygnały z globalnych systemów naziemnych NEVSTAR GPS, GLONASS i GALILEO będzie stanowiła układ odniesień przestrzennych na obszarze Polski.

System ten jest częścią środkowo-europejskiego systemu precyzyjnego pozycjonowania EUPOS.

Zasada pomiarów RTN w systemie ASG

Metoda RTN polega na wyznaczeniu współrzędnych odbiornika ruchomego poprzez dodanie do obserwacji odbiornika ruchomego poprawek z odbiornika referencyjnego ustawionego na pkt o wyznaczonych współrzędnych. Poprawki odbiornika referencyjnego przesyłane są za pomocą sieci komórkowych, Internetu itp. Ze stacji referencyjnej systemu ASG-EUPOS