Ошибки измерений

Процесс измерений протекает во времени и определенных условиях, в нём участвуют объект измерения, измерительный прибор, наблюдатель и среда, в которой выполняют измерения. В связи с этим на результаты измерений влияют качество измерительных приборов, квалификация наблюдателя, состояние измеряемого объекта и изменения среды во времени. При многократном измерении одной и той же величины из-за влияния перечисленных факторов результаты измерений могут отличаться друг от друга и не совпадать со значением измеряемой величины. Разность между результатом измерения и действительным значением измеряемой величины называется ошибкой результата измерения.

По характеру и свойствам ошибки подразделяют на:

• грубые;
• систематические;
• случайные.

Грубые ошибки или просчеты легко обнаружить при повторных измерениях или при внимательном отношении к измерениям.

Систематические ошибки – те, которые действуют по определенным законам и сохраняют один и тот же знак. Систематические ошибки можно учесть в результатах измерений, если найти функциональную зависимость и с её помощью исключить ошибку или уменьшить её до малой величины.

Случайные ошибки – результат действия нескольких причин. Величина случайной ошибки зависит от того, кто измеряет, каким методом и в каких условиях.

Случайными эти ошибки называются потому, что каждый из факторов действует случайно. Их нельзя устранить, но уменьшить влияние можно увеличением числа измерений.

Случайные ошибки имеют следующие свойства:

1. Чем меньше по абсолютной величине случайная ошибка, тем она чаще встречается при измерениях.

2. Одинаковые по абсолютной величине случайные ошибки одинаково часто встречаются при измерениях.

3. При данных условиях измерений величина случайной погрешности по абсолютной величине не превосходит некоторого предела. Под данными условиями подразумевается один и тот же прибор, один и тот же наблюдатель, одни и те же параметры внешней среды. Такие измерения называют равноточными.

4. Среднее арифметическое из случайных ошибок стремится к нулю при неограниченном возрастании числа измерений.

18.Ориентирные углы на плане и карте: азимуты, дирекционные углы, румбы, зависимость между ними.

Ориентировать линию на местности - значит определить ее направление относительно некоторого начального направления. Для этого служат азимуты А, дирекционные углы a, румбы r. За начальные принимают направления истинного меридиана N_и, магнитного меридиана N_ми направление N_о, параллельное осевому меридиану или оси Х системы прямоугольных координат (рис.1).

Азимутом называют горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления меридиана по ходу часовой стрелки до ориентируемого направления. Азимуты изменяются в 0° до 360° и бывают истинными или магнитными. Истинный азимут А отсчитывается от истинного меридиана, а магнитный А_м - от магнитного.

Дирекционный угол a - это горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления осевого меридиана или линии параллельной ему (+Х) по ходу часовой стрелки до направления ориентируемой линии. Румб - горизонтальный острый угол отсчитываемый от ближайшего северного или южного направления меридиана до ориентируемого направления. Румбы имеют названия в соответствии с названием четверти, в которой находится линия, т.е.: северо-восточные СВ, северо-западные СЗ, юго-западные ЮЗ, юго-восточные ЮВ. На рис.2 показаны румбы линий О-СВ, О-ЮВ, О-ЮЗ, О-СЗ и зависимость между дирекционными углами и румбами этих линий.

19. Теодолиты и буссоли, их классификация.

Теодолит – это геодезический прибор, предназначенный для определения направления, а также измерения вертикальных и горизонтальных углов.

Классификация теодолитов
Основным параметром при выборе оптического теодолита является средняя квадратическая ошибка определения углов, или попросту говоря точность теодолита. Точность может самой различной, от 0, 5" до 30" (угловых секунд). Условно, все теодолиты можно классифицировать:
По точности:
-высокоточные (Т1);
-точные (Т2 и Т5);
-технические (Т15 и Т30);
Практически всегда точность модели отражена в ее названии, так например оптический теодолит 4Т30П имеет точность 30 секунд, а 3Т2КП – 2". Отечественные производители, например, УОМЗ, в маркировке прибора отражают его спецификацию. Так, буква «К» говорит о наличии компенсатора, а буква «П» о прямом изображении.
По области применения:
-Геодезические;
-Астрономические;
-Маркшейдерские и так далее;
По типу конструкции:
-Оптические - главное преимущество оптического теодолита перед своими более современными электронными аналогами – полная автономность и независимость от источников энергии. Кроме этого, ввиду отсутствия в оптическом теодолите электронных деталей, он способен работать при крайне низких температурах, вплоть до -30°С – 40°С!
-Электронные - в котором происходят не по градусам, минутам и секундам. В основе измерений лежит двоичная система исчислений, позволяющая значительно сократить объем информации и производить запись измерений непосредственно в память прибора. Наличие внутренней памяти позволяет отказаться от ведения многостраничных полевых журналов, что повышает скорость съемки и снижает количество ошибок при снятии отсчетов.

20. Теодолиты, их назначение и классификация.

Теодолит это геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных углов, вертикальных углов и длин линий.

Теодолиты находят широкое применение на всех стадиях строительного производства. Так на стадии изысканий инженерных сооружений они предназначены для:

· создания опорных геодезических сетей и съемочного обоснования;

· привязки геологических и других разведочных выработок;

· топографических съёмок.

На строительной площадке теодолиты используются для:

· создания разбивочной геодезической основы;

· перенесения на местность основных осей зданий и инженерных сооружений;

· передачи осей на монтажные горизонты;

· установки строительных конструкций в отвесное положение;

· выверки вертикальности конструкций;

· съемки построенных конструкций с целью составления исполнительного генерального плана.

КЛАССИФИКАЦИЯ ИЗ 19.

21.Устройство и основные части теодолита.

Это приспособление позволяет замерять углы в пространстве с высокой точностью, работает как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной. Обычно действует относительным методом, то есть за основу берется какой-то эталонный объект, а уже по нему ведется отсчет искомого угла. Способ такого измерения известен еще с XIX века, на сегодняшний день лишь усовершенствовано строение теодолита и разработано несколько его разновидностей.

Шкала, по которой наблюдается результат, представлена в виде горизонтального и вертикального кругов. Находится вся конструкция на подставке, на которой имеются регулировочные винты для управления основными узлами. Человек производит измерение углов теодолитом через зрительную трубу, которая управляется винтами. Они позволяют правильно навести окуляр на объект и закрепить саму трубу в нужном положении, когда контрольная точка была найдена.

Лимб и алидада – это функциональные части горизонтального круга, которые активно используются, когда мы делаем измерение горизонтальных углов теодолитом. Лимб – неподвижное стеклянное кольцо с делениями на 360 градусов, а алидада вращается вместе с примыкающей частью прибора и выставляет таким образом отсчет. Чтобы зафиксировать отсчет и дальше проводить измерения относительно него, следует закрепить специальный винт и отпустить лимб, тогда корпус будет статичен, а лимб и алидада – двигаться.

Основные части теодолита нам уже известны, но нельзя игнорировать приспособления, с помощью которых мы можем быть уверены в надежности снимаемых показаний. Например, контролировать степень горизонтальности установки прибора помогает цилиндрический уровень, а оптический центрир не даст нам упустить точку отсчета и убедит нас в том, что мы центрированы ровно над ней. А сами отсчеты снимаются по микроскопу, это финальный этап работы замерщика. Теперь мы точно знаем, из чего состоит теодолит, пора приступить к обсуждению его видов.

22. Поверки и юстировки теодолитов.

Поверки и юстировки теодолитов производят для выявления и устранения ошибок, вызванных отступлением от геометрических и оптико-механических требований, заложенных в конструкцию прибора.

1. Ход подъемных винтов должен быть плавным, размеренным, без качки и заеданий.

Регулируют ход винта, вращая при помощи шпильки регулировочную гайку в ту или другую сторону до тех пор, пока не будет достигнут равномерный ход винтов.

2. Азимутальная устойчивость штатива и треножника должна быть обеспечена при вращении алидады горизонтального круга.

3. Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита.

4. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения теодолита.

Устанавливают при помощи исправленного цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга ось вращения теодолита в отвесное положение. Затем пузырек круглого уровня устанавливают в нуль-пункт при помощи трех винтов, крепящих оправу круглого уровня

5. Визирная ось зрительной трубы теодолита должна быть перпендикулярна к оси ее вращения.

6. Вертикальная нить сетки (или биссектор) должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы (лежать в коллимационной плоскости трубы).

7. Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита.

8. Место нуля вертикального круга должно быть близким к нулю.

9. Одно деление горизонтального или вертикального круга должно быть равно длине шкалы отсчетного микроскопа.

10. Компенсатор теодолита должен обеспечивать неизменный отсчет по вертикальному кругу при наклоне вертикальной оси прибора в пределах, указанных в его паспорте.

11. Визирная ось оптического центрира, размещенного в али-дадной части теодолита, должна совпадать с его вертикальной осью вращения.