نقشه برداري زميني ( بخش پنجم )
نقشه برداري زميني ( بخش پنجم )
فهرست مطالب :
اندازه گيري مسافت بحالت تعليق
بررسي خطاهاي اندازه گيري مسافت
اندازه گيري غيرمستقيم فواصل ، تاکئومتري
روش کار در اندازه گيري مسافت
محاسبه فاصله افقي و اختلاف ارتفاع بين دو نقطه در زمينهاي شيبدار
تاکئومتر (شيب سنج) تحويل به افق کننده
سيستم هاي پارالاکتيک
اندازه گيري طولهاي بزرگ با استادياي انوار
اندازه گيري مسافت بحالت تعليق
در اندازه گيريهاي دقيقتر و مخصوصاً موقعي که از طول اندازه گيري شده به عنوان خط مبنا استفاده مي شود و يا موقعي که پيمايش دقيقي اجرا مي شود فواصل را با متر به حالت تعليق اندازه مي گيرند. در اين حالت ابتدا مسافت مورد اندازه گيري ميخ کوبي مي شود ميخها به فواصلي هستند که بتوان آنها را با نوار مورد نظر اندازه گيري کرد. ميخ ها به اندازه 60 ، 50 سانتيمتر از زمين بلندتر بوده و به وسيله تئودوليت در امتداد خط مورد اندازه گيري کوبيده مي شوند. اختلاف ارتفاع هر ميخ نسبت به ميخ قبلي و بعدي به وسيله عمل ترازيابي تعيين مي شود. تا بتوان بعداً با استفاده از اين اختلاف ارتفاع طول افقي بين دو ميخ را حساب کرد.نوار فلزي که به کار مي رود از يک طرف به کشش سنج مربوط مي گردد تا بتوان در مواقع اندازه گيري کشش لازم را ايجاد کرد.درجه حرارت روبان فلزي به وسيله ميزان الحراه اي که روي روبان نصب مي شود اندازه گيري مي گردد.
بررسي خطاهاي اندازه گيري مسافت
خطاهاي مختلفي در اندازه گيري مسافت با نوار فلزي داخل مي شود که اهم آن عبارتند از:
1- خطاي مربوط به طول حقيقي نوار فلزي (خطاي کاليبراسيون)
2- خطاي مربوط به امتدادگزاري
3- خطاي افقي نبودن نوار فلزي در موقعي که فواصل افقي اندازه گيري مي شود.
4- خطاي کماني شدن نوار
5- خطاي تطبيق ابتدا و انتهاي متر با خط نشانه
6- خطاي مربوط به تغيير درجه حرارت
7- خطاي مربوط به کشش وقتي که از کشش سنج استفاده مي شود.
اندازه گيري غيرمستقيم فواصل ، تاکئومتري
اندازه گيري فاصله به کمک تاکئومتر از زمينهاي دو عارضه و زمينهائي که موانعي از قبيل دره ، رودخانه و غيره در آن وجود داشته باشد و اندازه گيري مسافت به کمک متر يا زنجير در آنها ممکن نيست، بسيار با اهميت است زيرا بدون آنکه احتياج به پيمايش مسافت مورد اندازه گيري باشد آنرا اندازه گيري مي نمايند. فقط کافي است که در ابتداي مسافت مورد اندازه گيري تاکئومتر را مستقر کنيم و کمک نقشه بردار به انتهاي آن شاخص مدرجي که آنرا Stadia مي ناميم به طور قائم نگهدارد. و البته بايد بين تاکئومتر و شاخص مدرج مانعي وجود نداشته باشد اندازه گيري مسافت توسط اين طريقه حدود مشخصي را دارد زيرا در غير اين صورت خطاي عمل از حد مجاز بيشتر خواهد شد.
عمليات نقشه برداري با استفاده از تاکئومتر به طور سريعي انجام مي گيرد و کلمه تاکئومتر نيز از دو کلمه يوناني تاکئو (زود) و متري (اندازه گيري) مشتق شده است و در کليه عمليات نقشه برداري به منظور طرح پروژه هاي راه ، راه آهن ، سدسازي ، خانه سازي از تاکئومتري استفاده کرده و چنانچه احتياط لازم را در انجام عمليات مراعات کنيم دقت حاصله در بيشتر مواقع بيش از اندازه مورد لزوم هم خواهد بود.
طريقه اندازه گيري مسافت را به سه دسته مي توان تقسيم کرد:
1- سيستم استاديمتري : دراين سيستم از يک تاکئومتر (تئودوليتي که سيستم اندازه گيري مسافت در آن تعبيه شده) و يک شاخص مدرج استفاده مي شود.
2- سيستم پارالاکتيک : در اين سيستم از يک تئو دوليت دقيق که تا حدود ثانيه شصت قسمتي را اندازه بگيرد و يک طول ثابت (Subtense Bar) استفاده مي نمايند و به همين جهت اين طريقه را (Parallactique) مي گويند.
3- سيستم تحويل به افق کننده : در اين سيستم از نوع مخصوصي تئودوليت که سيستم اندازه گيري در جلو دوربين آن نصب شده است استفاده مي شود که با شاخص مخصوصي به کار مي رود و اين طريقه را (Autoreducteur) مي نامند. (Self- Reducing)
اندازه گيري مسافت با تاکئومتر در مناطق مسطح
روش کار در اندازه گيري مسافت
تاکئومتر را در ابتداي مسافت D طوري مستقر مي کنيم که محور قائم آن (شاقول) از نقطه M بگذرد و بعد شاخص مدرجي را که به آن استاديمتر مي گويند در نقطه N به طور قائم نگه ميداريم. اگر فرض کنيم که زمين کاملاً افقي بوده و شاخص هم قائم باشد در اين صورت اگر فاصله AB را که به نام فاصله دو نار استاديمتريک معروف هستند ( اختلاف قرائت خط بالا ، خط پايين ) در ضريب استاديمتريک تاکئومتر که معمولاً 100 مي باشد ضرب کنيم فاصله D بدست مي آيد در شکل قرائت تار بالا 170 و قرائت تار پايين 150 است. بنابراين اختلاف دو تار 20=150- 170 و بنابراين فاصله 20،00=D يعني 2000 سانتيمتر و برابر 20متر خواهد بود.
معمولاً چنانچه ضريب استاديمتري تاکئومتري معلوم نباشد کافي است فاصله هاي معلومي برابر 50 ، 100 و 150 متر را قبلاً با نوار مدرج در زمين هموار و به سطح اندازه گيري نمود و با تاکئو متر نيز فاصله را تعيين کنيم ضريب استاديمتريک از مقايسه فواصل دو خط استاديمتري با طول معلوم روي زمين به دست مي آيد.
محاسبه فاصله افقي و اختلاف ارتفاع بين دو نقطه در زمينهاي شيبدار
موقعي که زمين بين M و N داراي شيب ملايم يا تند مي باشد در اين صورت فاصله اي که روي شاخص قرائت مي شود برابر AB است که با فاصله A'B' که بايد از روي آن مسافت OE را حساب کرد فرق دارد.از روي شکل ديده مي شود که اگر a زاويه خط قراولروي دوربين با افق باشد (شيب قراولروي) اگر ضريب استاديمتري را 150فرض کنيم بنابراين فاصله OE که همان فاصله استاديمتري مي باشد برابر است با :
A'B' = AB Cos a
OE = A'B'.100
OE = AB .Cos a .100
و فاصله افقي MN يعني DH برابر است با :
MN فاصله افقي DH = OE .Cos a = AB .Cos2 a .100
و چون AB ،100 همان فاصله استاديمتري ظاهري است لذا فاصله افقي يعني DH برابر است :
DH = Ds .Cos2 a
يعني در زمينهاي شيبدار و موقعي که شاخص به طور قائم نگهداشته شده فاصله افقي برابر است با اختلاف قرائت دو تار رتيکول ضرب در ضريب استاديمتريک و ضربدر Cos2a (a شيب قراولروي است( .
محاسبه فاصله افقي بين دو نقطه در زمينهاي شيبدار
محاسبه اختلاف ارتفاع بين دو نقطه در زمينهاي شيبدار
اگر E قرائت روي شاخص مربوط به تار وسطي رتيکول باشد اختلاف ارتفاع بين نقطه O و E برابر است با :
V = D Sin a
V = DS Sin a Cos a
V = 1/2 DS Sin2a
يعني اختلاف ارتفاع بين محور ثانويه تاکئومتر و نقطه اي از شاخص که تصوير آن روي تار وسطي رتيکول قرار دارد برابر است با فاصله استاديمتريک ضرب در Sin2a واضح است چنانچه OM (ارتفاع تاکئومتر از سطح زمين) برابر EN (قرائت مربوط به تار وسط رتيکول) اختيار شود اختلاف ارتفاع بين O و E همان اختلاف ارتفاع بين M و N خواهد بود در غير اين صورت اختلاف ارتفاع بين دو نقطه M و N برابر است با:
?h = V + T
?h = 1/2 DS Sin a + T
Mقرائت مربوط به تار وسط و T ارتفاع تاکئومتر است.
تبصره: براي سهولت عمل قبلاً ارتفاع محور ثانويه تاکئومتر را تا روي زمين اندازه مي گيرند در مواقع قراولروي به شاخص سعي مي شود که قرائت مربوط به تار وسط روي شاخص برابر همين ارتفاع باشد در اين صورت T ، M = 0 خواهد بود.
تاکئومتر (شيب سنج) تحويل به افق کننده
سازندگان وسايل نقشه برداري تاکئومترهايي ساخته اند که مستقيماً فواصل افقي و اختلاف ارتفاع را روي تا رتيکول مي توان قرائت کرد. بدين معني که فاصله تارهاي رتيکول در اين دستگاه ها بر حسب شيب تلسکوپ کم مي شود در حقيقت فواصل تار رتيکول به جاي آنکه d باشد وقتيکه دوربين تاکئومتر زاويه a را با افق بسازد اين فاصله برابر d Cos2a مي گردد و اختلاف ارتقاع در اين دستگاه برابر است با فاصله بين تار پايين رتيکول و تار بالا ضرب در ضريب مخصوصي که روي اين تار در ميدان ديد تلسکوپ ظاهر مي شود.
سيستم هاي پارالاکتيک
در اين سيستم طول مبناي ثابتي را به نام Subtense Bar در يک طرف مسافت مورد اندازه گيري و عمود برجهت آن قرار داده و از طرف ديگر زاويه اي را که تحت آن اين طول ديده مي شود با دقت بسيار زياد اندازه مي گيرند.
سيستم هاي پارالاکتيک
اندازه گيري بصورت سري
فاصله افقي S از فرمول زير بدست مي آيد:
S = b/2 Cotg a/2
اگر متر d = 2 اختيار شود :
بر حسب مترS = Cotg a/2
استادياي 2 متري که در اين طريقه به کار مي رود روي سه پايه اي نصب ميگردد و به کمک تراز کروي آنرا کاملاً افقي مي نمايند. با دوربين کوچکي که به آن متصل است آنرا عمود بر امتداد مورد اندازه گيري قرار مي دهند. براي محاسبه a/2 Cotg از جداول مخصوصي استفاده مي شود.
اندازه گيري طولهاي بزرگ با استادياي انوار
با استفاده از استادياي 2 متري انوار و يا اندازه گيري زاويه پارالاکتيک مي توان طولهاي بزرگ را به دو طريقه زير اندازه گيري کرد.
الف: با اندازه گيري به طور سري
در اين صورت طول مورد اندازه گيري را به n قسمت تقسيم نموده و هر قسمت را مانند آنچه گفته شد اندازه مي گيرند.
اگر D طول کلي مورد اندازه گيري باشد در اين صورت D = n . s و خطاي متوسط در اندازه گيري طول D برابر است با :
= d2/400000?n3B خطاي متوسط ، ?D=- d2/400000خطاي متوسط
ب: اندازه گيري طولهاي بزرگ با ضلع مبناي کمکي عمود بر آن با استفاده از طريقه اي که گفته شد مي توان طولهاي بزرگتري را به شرح زير اندازه گيري کرد فرض کنيم مي خواهيم طول BC را که در حدود چند کيلومتر است اندازه گيري کنيم در امتداد عمود بر BC طول مبناي AB را اندازه مي گيريم و دو نقطه A و B را به وسيله دو علامت که از نقطه C مرئي باشند مشخص مي کنيم سپس از نقطه C زاويه ACB=B را با دقت اندازه مي گيريم.
فاصله BC = D برابر است با D=AB Cotg B
اندازه گيري طولهاي بزرگ با ضلع مبناي کمکي عمود بر آن