Як проводилося опитування для карт перед лазерами?

Я розумію, що ви можете мати пристрій з кутовими вимірюваннями для обертання та висоти, а також використовувати тригонометрію для обчислення відстаней ... але тільки якщо у вас є деякі відстані для початку. Як вони точно виміряли першу прямолінійну відстань на будь-якій відстані, значно довгій, щоб дати корисні кути? І хіба помилка в інших відстанях, обчислених з цього, дуже швидко не накопичується поза контролем?

Пристрій для взяття горизонтального та вертикального кутів, який ви згадуєте, називається теодолітом. Теодоліти почали виводити з експлуатації лише як основний інструмент обстеження у 1980-х, коли було введено загальні станції. Нижче - радянський теодоліт з 1958 року (колишня Вікіпедія).

Теодоліти були аналоговими пристроями, і вимірювані кути повинні бути записані в зошит. Всього станцій були електронні пристрої, по суті електронні теодоліти, з електронними приладами для вимірювання відстані, заснованими на інфрачервоних сигналах. Ці пристрої можуть бути підключені до портативного електронного блоку пам'яті з клавіатурою для зберігання вимірювань. Геодезисту все ж довелося вручну вводити ідентифікатор точки для кожного читання, але не потрібно було вводити вимірювані кути.

Починаючи опитування, було обрано опорний маркер із національної системи опитування маркерів, найближчих до регіону обстеження, оскільки він мав відоме / встановлене нортування, схід та висоту. Зображення маркера опитування США випливає (з Вікіпедії).

Теодоліт буде встановлений, і перше читання було б відомим маркером, щоб встановити базову лінію для опитування.

Для дуже точних опитувань ціль обстеження на штативі була розміщена над маркером обстеження; або плита з хрестом на ній, або короткий загострений стрижень з точкою вгору. Тоді подібна ціль буде розміщена на тимчасовому маркері та горизонтальному куті між двома мірками, що вимірюються. Вертикальний кут від горизонтальної площини теодоліта (в очному відрізку) до першої цілі вимірювався б так само, як і вертикальний кут до другої цілі.

Кожен теодоліт має на ньому спеціально маркерну крапку на висоті окуляра (телескопа). Це опорний маркер теодоліту, від якого вимірюються бічні відстані. Мірна стрічка була розміщена проти точки на теодоліті, а інший кінець стрічки розміщувався в центрі кожного цільового хреста або кінчиків кожного загостреного цільового стрижня для вимірювання відстаней нахилу. Вимірювальна стрічка повинна була мати певний натяг, і показання будуть записані. Пізніше, в офісі, виміряні відстані нахилу будуть виправлені на прокручування стрічки. Крім того, висоту теодоліту та двох мішеней над землею вимірювали б рулеткою.

Зробивши все це, буде встановлено ще один тимчасовий маркер, теодоліт перемістився між двома останніми кілочками і процес повторився.

Для кожної установки були потрібні висоти теодоліта та мішені, як і відстані нахилу, вертикальні кути та горизонтальний кут. Використовуючи тригонометрію за всіма цими даними, можна було визначити координати та висоту кожного кілочка.

Інший метод, що використовується для вимірювання, називався стадією. Для цього використовували теодоліт, але замість перехресних цілей або загострених стрижневих цілей, які використовувались для прицілу до кожного з оглядових кілочків, використовували оглядові стрижні. Дивіться малюнок нижче з http://www.tigersupplies.com

Оглядовий стрижень буде розміщений на кожному кілочку, і три зчитування висоти були взяті з оглядового стрижня: верхній хрест волосся, центральний (головний) поперечний волосок і нижній хрест. Дивіться малюнок нижче.

Зчитування з центральних поперечних волосків дає висоту для піднесення. Різниця між показаннями верхнього та нижнього хрестоподібного волосся, помножена на оптичну константу для оптики теодоліту, давала відстань між оглядовим стрижнем та теодолітом. За винятком деяких японських теодолітів, оптична константа становила 100.

На малюнку вище показання хрестиків волосся - це 1.500, 1.422 та 1.344.

Незалежно від того, який метод застосовувався. Для коригування помилок зйомки було зроблено закритий хід, за яким після вимірювання всього, що було потрібно для обстеження, останнє читання поверталося до першого обстеженого кілочка. Якщо координати в 3D співпадали, помилок не було. Якби вони не виконували кожне з показань, потрібно було б скоригувати, щоб закрити проїзд "без помилок"

Щоб мінімізувати помилки, чим коротші бічні відстані, тим краще, оскільки було менше прогину стрічки. Для вимірювань, що вимагають високого рівня точності, наприклад, при складанні великого обладнання в умовах жаркого клімату, робота проводиться протягом раннього ранку, щоб мінімізувати або усунути мерехтіння тепла.

"Перша прямолінійна відстань" у будь-якому опитуванні називається "базовою лінією", і геодезисти протягом століть розробили безліч способів мінімізувати помилки в базовій лінії для початку та врахувати накопичення помилок під час обстеження додаткових балів .

Існує також багато способів перехресної перевірки вимірювань за допомогою незалежних методів, що дозволяє усунути деякі помилки.

Основними інструментами обстеження є транзит для вимірювання горизонтальних і вертикальних кутів і стрижень і ланцюг (і стрічка, в сучасний час) для вимірювання відстаней. Але справжнє мистецтво в опитуванні полягає не в тому, наскільки добре ви можете зробити необмежені вимірювання, а у вашій здатності враховувати помилки та мінімізувати їх.

Все це було розроблено задовго до Інтернету, і найкраща інформація про ці методи буде знайдена в книгах, а не в Інтернеті.

Основним інструментом для встановлення базової відстані є сталева стрічка. За належних умов - звертаючи увагу на такі деталі, як температура та напруга, - 100-футову стрічку зазвичай можна читати з точністю 1/100 фута (приблизно 1/8 дюйма), що дає загальну точність 1 частині на 10000 .

Обстеження земель, як правило, починається з вимірюваної базової лінії на одному кінці району, а потім після обстеження проміжних точок буде виміряна також друга базова лінія між двома точками на дальньому кінці району. Це дозволяє скасувати більшість систематичних помилок для всіх проміжних точок.