Gyroteodolity

Netolický Lukáš

Gyriteodolity

• Přístroje sloužící pro přímé určování azimutů určovaných směrů

• Pro orientaci k severu se využívá speciální setrvačník gyroskop

• Při měření není potřeba pro orientaci bodové pole

• Využití především v podzemních prostorách

• Přesnost určení směru se pohybuje v ozmezí 10“-1’

Princip činnosti

• Gyroskop je setrvačník (těleso tvaru hmotného prstence nebo kruhové desky rychle rotující kolem osy kolmé k rovině prstence/desky)

• Není-li setrvačník ovlivňován vnějšími silami, udržuje jeho rotační osa v prostoru stálý směr

• Pokud je setrvačník umístěn na povrchu Země, je unášen spolu s rotující Zemí, a tím se obecně mění směr jeho rotační osy. Setrvačník na to reaguje tak, že se snaží srovnat svou rotační osu s rotační osou Země.

• Stabilizovaný setrvačník svou osou ukazuje k severu a vytyčuje tak jedno rameno azimutu.

Mechanická konstrukce

• Pohyb gyroskopu je závislý především na mechanickém provedení závěsu (Cardanův závěs), tření v ložiskách a vzájemnou polohou svislice pozorovacího místa a zemské rotační osy

• Konkrétní konstrukce různá pro výrobce vždy však jde o setrvačník ve formě rotoru roztáčející se kolem vodorovné osy na vysoké otáčky (přes 20000 ot/min)

• Setrvačník zapouzdřen spolu s optickým elementem.

• Pouzdro zavěšeno na tenkém pásmu upevněném k alhidádě.

Postup při měření

• Hlavním problémem při měření pomocí gyroteodolitu je zkrut závěsu gyroskopu

• Z tohoto důvodu je potřeba určit takzvanou rovnovážnou polohu

• Pro rychlejší určení rovnovážné polohy se využívá metoda čtyř kyvů

• Po roztočení setrvačníku se gyroskop bude snažit dostat svou osu do směru na sever

• Pokud bychom neodečetli rovnovážnou polohu došlo by k systematické chybě právě vlivem torze závěsu

Metoda čtyř kyvů

Postup

• Nejprve se na stupnici odečte hodnota čtyř po sobě následujících maximálních výkyvů výsledná poloha se určí postupným průměrováním dvojic čtení podle:

Metoda čtyř kyvů

• Z následujícího se dá dokázat že prostý aritmetický průměr je odchýlen na stranu prvního odečtu zatímco postupná extrapolace vede ke správné hodnotě

Postup měření • Ke správnému přenesení směru rotační osy

setrvačníku na vodorovný kruh teodolitu je potřeba zjistit dva údaje. – Nulovou torzní polohu

– Čtení kruhu odpovídající směru na sever

• Měření se většinou provádí v měřických jednotkách Postup

– Čtení na kruhu na orientační bod v obou polohách

– První určení nulové torzní polohy

– Roztočení setrvačníku, určení směru na sever, stop setrvač.

– Druhé určení nulové torzní polohy

– Čtení na kruhu na orientační bod v obou polohách

Převod azimutu na směrník • Gyroteodolitem se měří azimuty tedy veličiny vztažené k

poledníku daného místa.

• V geodezii se však většinou pracuje v rovině kartografického zobrazení, k orientaci potom využívají úhly ok kladného směru osy +X tedy směrníky a jižníky.

• Obrazem poledníku však není přímka ale křivka jejíž tečna v daném bodě svírá s osou X jistý úhel γ , ten je závislý na zobrazení a na poloze bodu. Tomuto úhlu se říká meridiánová konvergence (pro S-JTSK nabývá 4°-12°)

• Dále je směrník ovlivněn ještě vlivem tížnicové odchylky a stočení sítě S-JTSK proto se zavádí další člen ΔA (blízký 10“)

• Konečný vztah je tedy dán vztahem

Příklady gyroteodolitů

• MOM Gi B1

• Přesnost určení azimutu 15“

Příklady gyroteodolitů

• Gyromat 3000

• Přesnost určení azimutu 1,0 mgon

Děkuji za pozornost.