Тахеометрия

Тахеометрия ( / ˌ t æ k i ˈ ɒ m ɪ t r i / ; от греч. «быстрое измерение») — система быстрой съемки , при которой горизонтальное и вертикальное положение точек на поверхности Земли относительно друг друга определяется с помощью тахеометра (разновидность теодолита ). Он используется без цепи или ленты для измерения расстояний и без отдельного нивелира для измерения относительных высот.

Вместо шеста, который обычно используется для обозначения точки, в тахеометрии используется рейка, похожая на рейку уровня . Она отмечена высотой от основания или подножия и градуирована в соответствии с формой используемого тахеометра. ^[1]

Обычные методы съемки с помощью теодолита, цепи и нивелира вполне удовлетворительны, когда земля относительно свободна от препятствий и не очень крутая, но они становятся чрезвычайно громоздкими, когда земля покрыта кустарником или изрезана оврагами . Цепные измерения тогда становятся медленными и подвержены значительным ошибкам; нивелирование также выполняется с большим недостатком в плане скорости, хотя и без серьезной потери точности. Эти трудности привели к введению тахеометрии. ^[1]

В западных странах тахеометрия представляет исторический интерес в геодезии, поскольку профессиональные измерения в настоящее время обычно проводятся с использованием тахеометров и регистрируются с использованием сборщиков данных. Местоположение также определяется с использованием GNSS . Традиционные методы и инструменты все еще используются во многих регионах мира и пользователями, которые в первую очередь не являются геодезистами.

Горизонтальное расстояние S выводится из вертикального угла, образованного между двумя четко определенными точками на рейке, и известного расстояния 2 L между ними. В качестве альтернативы, также из показаний рейки, обозначенных двумя фиксированными проволочными дальномерами в диафрагме ( сетке ) телескопа. Разность высот Δh вычисляется из угла наклона z или угла подъема α фиксированной точки на рейке и уже полученного горизонтального расстояния S.

Угол азимута определяется как обычно. Таким образом, все измерения, необходимые для определения точки как по вертикали, так и по горизонтали относительно точки, где центрирован тахеометр, определяются наблюдателем у инструмента без какой-либо помощи, кроме помощи человека, держащего рейку уровня. ^[1]

Другие формы тахеометрии в геодезии включают использование нивелирной рейки, известной как дальномерная рейка , с теодолитом или планшетной алидадой . ^[2] Они используют дальномерные отметки на сетке нитей инструмента для измерения расстояния между двумя точками на дальномерной рейке (интервал между стадиями). Это преобразуется в расстояние от инструмента до дальномерной рейки путем умножения интервала между стадиями на коэффициент интервала между стадиями . Если дальномерная рейка не находится на той же высоте, что и инструмент, значение должно быть скорректировано с учетом угла возвышения между инструментом и рейкой.

Наиболее широко используемая формула для нахождения расстояний:

${\displaystyle d=ks+c}$

Здесь — интервал стадий (верхний отсекаемый элемент минус нижний отсекаемый элемент); и — мультипликативные и аддитивные константы. Обычно инструмент делается так, чтобы и точно, для упрощения расчетов.${\displaystyle с}$${\displaystyle к}$${\displaystyle с}$${\displaystyle к=100}$${\displaystyle с=0}$

Другим устройством, используемым в тахеометрии для измерения расстояния между измерительной станцией и желаемой точкой, является стягивающая планка . ^[2] Это жесткий стержень, обычно из материала, нечувствительного к изменению температуры, такого как инвар , фиксированной длины (обычно 2 метра (6,6 фута)). Стягивающая планка устанавливается на штативе над станцией, до которой требуется измерить расстояние. Она устанавливается на уровень, а небольшой телескоп на планке позволяет ориентировать планку перпендикулярно линии визирования на угловую измерительную станцию.

Теодолит используется для измерения горизонтального угла между индикаторами на двух концах стягивающей планки. Расстояние от зрительной трубы до стягивающей планки равно высоте равнобедренного треугольника, образованного теодолитом в верхней вершине и длиной стягивающей планки в ее основании, определяемой тригонометрией .

Тахиметр или тахеометр — это тип теодолита, используемый для быстрых измерений , а в современной форме определяет, электронным или электрооптическим способом , расстояние до цели. Принцип действия аналогичен принципу действия дальномеров .