Słowniczek geodezyjny – sprzęt pomiarowy | PWZ

Jak wspomniałem w pierwszej części, wybór pozycji słowniczka jest mój autorski. Opis pozycji także. To nie encyklopedia, a jedynie chęć przybliżenia Wam wiedzy o zawodzie geodety. Podstawowymi zadaniami geodety, próbując zdefiniować to ogólnie, są:

rejestracja rozmieszczenia przestrzennego istniejących obiektów w terenie lub zaprojektowanie tego rozmieszczenia i jego prezentacja (mapa)
oznaczenie w przestrzeni lokalizacji rozmieszczenia planowanych (projektowanych) obiektów lub elementów tych obiektów (np. osi)

To lista niepełna prac geodety, ale w większości przypadków na tym polegają ich zadania. Przez stulecia, a nawet tysiąclecia, pomiar geodezyjny oparty był na pomiarze lub zaprojektowaniu dwóch elementów: kątów i odległości. I do takich potrzeb tworzono różne przyrządy i instrumenty geodezyjne. Jeśli przyjęto jakiś układ odniesienia (dawniej lokalny, dziś co do zasady jeden państwowy), to zależności kątowe i liniowe względem znanych punktów tego układu (osnowy geodezyjnej), umożliwiały zarejestrowanie położenia obiektów w tym układzie i ich prezentację. Umożliwiały również wyznaczenie lokalizacji obiektów projektowanych. Najnowsze rozwiązania lokalizacji w przestrzeni przyrządów pomiarowych na podstawie sygnałów GPS rozpoczęto wykorzystywać „dopiero” od około 20 lat – to naprawdę nic wobec tych setek, czy tysięcy lat. Nawiasem mówiąc takie pomiary faktycznie nie wymagają przez geodetę stosowania pomiarów kątowo-liniowych, ale w istocie - są na nich oparte, choć geodeta wcale nie musi o tym wiedzieć. Coraz mniej geodeta wykorzystuje już techniki pomiar kątów, ale pomiar odległości jeszcze dość często.

W tej odsłonie przykłady sprzętu pomiarowego – tego starszego i tego aktualnie wykorzystywanego

druty inwarowe - o nich piszę jedynie po to, aby uzmysłowić, jak rozwijał się sprzęt pomiarowy – to zestaw do precyzyjnego pomiaru odległości, którego najważniejszymi elementami były druty sporządzone ze stopu pn. inwar o bardzo małej rozszerzalności termicznej. To dopiero była zabawa… Pomiary stosowano w takich czasach, gdy dokładność stosowanych metod pomiaru kątów znacznie przewyższała dokładność metod pomiaru odległości. Z niezwykłą dokładnością mierzono wtedy długość tzw. bazy za pomocą drutów inwarowych. Ekipa pomiarowa składała się z kilku osób. Druty należało naciągnąć na specjalnych statywach, obciążyć precyzyjnie odważnikami, i tak przęsło po przęśle, określić długość bazy. Osiągano niezwykłe dokładności takiego pomiaru, sięgające części milimetra/km. Takie pomiary, ze względu na pracochłonność, stosowano tylko dla rozwinięcia pomiarów kątów z triangulacji podstawowej dla określenia współrzędnych głównych punktów geodezyjnych sieci Państwa;
pryzmat (węgielnica) – specjalny pryzmat kompaktowo związany z uchwytem, umożliwiający optyczne wyznaczenie kąta prostego;
statyw (trójnóg) – podpora stosowana do posadowienia na niej głównie przyrządów optycznych (ale nie tylko). Płaska głowica statywu zawiera otwór wraz z przesuwną śrubą, umożliwiającą przytwierdzenie przyrządów. Śruba ta miała centryczny otwór umożliwiający obserwację podłoża poprzez układ optyczny sprzętu. Chodziło o to, aby przyrząd ustawić precyzyjnie nad określonym punktem podłoża (np. punktem geodezyjnym). Najlepszy statyw, to statyw drewniany z dobrego materiału (mała rozszerzalność termiczna). Dawniej na śrubie zawieszano pion, umożliwiający ustawienie sprzętu dokładnie nad punktem;
łata - podłużna listwa (najlepiej drewniana – mniejsza rozszerzalność termiczna) z podziałem centymetrowym (lub centymetrowym i milimetrowym). Najczęściej podział jest w kolorze czarnym i czerwonym na białym tle, z charakterystycznym układem przypominającym litery „E”. Stosowana albo do odczytu wysokości od podłoża przy pomiarze wysokości, albo też do pomiaru odległości od przyrządu (jak to możliwe, to już tajemnica poliszynela 😊). Obecne łaty, w szczególności do niwelacji precyzyjnej, różnią się opisem od tradycyjnych. Co ciekawe, w pewnym okresie wykorzystywano również specjalne łaty ustawiane w poziomie, które wykorzystywane były do pomiaru odległości dalmierzami optycznymi;
żaba (żabka) – najczęściej żeliwna, przenośna podstawka z uchwytem pod łatę – stosowana do pomiarów ciągów wysokościowych;
niwelator – przyrząd do pomiaru różnicy wysokości stawiany na statywie. Kreska pozioma w lunecie niwelatora, obracanego jedynie wokół osi pionowej (luneta nie ma ruchu góra-dół) w każdą stronę realizuje płaszczyznę poziomą. Kolejne odczyty z łaty pozwalają w ten sposób określić różnicę wysokości pomiędzy kolejnymi punktami (celami). Nie mam pewności, jak dziś rozwiązany jest układ optyczny pozwalający na realizację płaszczyzny poziomej, ale przez wiele lat wykorzystywane były instrumenty tzw. samopoziomujące. Po ustawienia instrumentu „zgrubnie” w poziomie, specjalny pryzmat umieszczony na swobodnym wahadełku, pozwalał na realizację płaszczyzny poziomej w polu widzenia lunety;
tyczka – wiadomo, że jest to kawał najlepiej drewna o średnicy około 3 cm, długości zazwyczaj około 2 m, pomalowany najczęściej naprzemiennie w kolorach białym i czerwonym. Wykorzystywana była do określenia kierunku po to aby zmierzyć kąt poziomy od tyczki do tyczki, albo po to, aby idąc z taśmą mierniczą zachować prostoliniowość mierzonego np. kilkusetmetrowego odcinka;
taśma miernicza – taśma stalowa o długości najczęściej 50 lub 25 m z podziałem 10 cm (pojedyncze centymetry się szacowało), nawijana na szpulę. Z taśmą nieodłącznie związane są żelazne szpilki, czyli szpikulce w ilości 11 sztuk, długości około 30 cm (dlaczego 11, to też tajemnica) zakończone z jednej strony okrągłym oczkiem. Taśmę należało wyprostować, przyłożyć do punktu początkowego i naciągnąć z określoną w kN siłą. Mierząc odcinek dłuższy niż długość taśmy, przodem idący pomiarowy wbijał szpilkę w miejscu zakończenia taśmy (równe 50m) i ciągnąc ją, przechodził na odmierzenie kolejnego przęsła. Zadaniem idącego z tyłu taśmy było odnalezienie szpilki, przyłożenie zera w jej miejscu, nakierowanie idącego przodem na cel (tyczkę), a po odmierzeniu przęsła zebranie szpilki (nie daj Boże, jeśli szpilek na końcu nie było w sumie 11 😊). Ostatni odczyt mierzonego odcinka odczytywało się z taśmy;
ruletka – lżejsza taśma miernicza (najczęściej stalowa 20 lub 25 metrowa) z kołowrotkiem i rękojeścią – służyła do szybszych, mniej dokładnych pomiarów krótszych odległości (do długości taśmy ruletki);
teodolit – to przyrząd optyczny z lunetą obracającą się zarówno w poziomie, jak i w pionie. Służył do pomiarów jedynie kątowych (kąta poziomego i pionowego). Specjalna podziałka kątowa pozwalała na odczyt kąta nachylenia lunety (poziomego i pionowego), W zasadzie odczytywało się na podziałce nachylenie kierunku lunety, a kąty między celami obliczane były jako różnice kierunków kątowych. W późniejszym czasie, w odrębnej małej lunetce można było odczytać na podziałce wartość kątową kierunku poziomego, albo pionowego. Klasyczne teodolity, to odległa przeszłość. Od dość dawna bowiem, oprócz kresek pionowej i poziomej w polu widzenia lunety, dodano krótsze kreski dalmiercze i od tego czasu w zasadzie, to już nie był teodolit, ale tachimetr. Pomimo wszystko, dość długo jeszcze tachimetr optyczny dalej nazywano roboczo teodolitem;
dalmierz – to znowu przyrząd służący do pomiaru odległości. Na początku stosowano dalmierze optyczne, które w tajemny sposób poprzez odczyt z łaty umożliwiały obliczenie odległości od przyrządu do celu (łaty), a potem elektrooptyczne, które również w tajemny sposób wyświetlały odległość do celu (specjalnego lustra przymocowanego do specjalnej tyczki);
tachimetr, a później tzw. total station – przyrząd optyczny, a później elektrooptyczny, który jest połączeniem teodolitu z dalmierzem, czyli umożliwia pomiar kątów (poziomego i pionowego) oraz odległości. Dalmierze optyczne umożliwiały pomiary z dokładnością kilku – kilkunastu centymetrów w zależności od odległości. Dalmierze elektrooptyczne rozpoczęły erę precyzyjnych pomiarów odległości o dokładności rzędu milimetrów/km;
odbiornik GPS – urządzenie umieszczane na statywie lub tyczce, umożliwiające odbiór sygnału lokalizacyjnego i zarejestrowanie położenia odbiornika. Dziś, przy wykorzystaniu tego sygnału i wprowadzenia poprawek, z wykorzystaniem sygnałów stacji referencyjnych GPS, możliwe jest bardzo szybka lokalizacja i rejestracja położenia odbiornika (współrzędne i wysokość) z dokładnościami centymetrowymi w układzie współrzędnych;
dron – hmmm, jakby to powiedzieć – dron to dla geodety jedynie rodzaj statywu, czyli podpory dla umieszczenia na nim właściwego sprzętu pomiarowego – kamery lub skanera. To one bowiem są najistotniejsze, a nie sam dron. Poprzez odpowiednie systemy informatyczne i rejestrację odpowiednich punktów, pozyskany za pomocą kamery lub skanera obraz jest kalibrowany, czyli pozbawiany błędów nachylenia, skalowany i przetwarzany do odpowiedniego układu współrzędnych;
szkicownik – najlepiej drewniana, otwierana rama na pasku, umożliwiająca włożenie pliku kartek w celu odnotowywania wyników pomiarów, prowadzenie szkicu pomiarowego lub umieszczenia w nim mapy i przewieszenie na ramieniu. Szczerze mówiąc nie wiem, czy geodeci używają dziś szkicowników, ale myślę, że tak - w celu dokonywania jakichś zapisków nie zapisywanych w elektronicznych rejestratorach, czy elektronicznych szkicownikach. Dziś bowiem zarówno total station, odbiornik GPS, czy dron wyposażony w kamerę lub skaner, rejestruje samodzielnie wyniki pomiarów, a dołączone urządzenia peryferyjne umożliwiają cyfrowe prowadzenie szkiców, czy podgląd mapy.

Często powyżej pisałem o drewnie jako o materiale wykorzystywanym do produkcji łat, tyczek, statywów, szkicowników. Od kilkudziesięciu lat rozpoczęto produkcję tego sprzętu z innych materiałów – metal, tworzywo sztuczne, choć nie ma to jak drewno… 😊Dziś praktycznie drewnianego sprzętu się nie wykorzystuje (a jeśli – to szkicowniki). Normą stał się pomiar z wykorzystaniem odbiornika GPS. Coraz częściej w wyposażeniu geodety pojawia się kamera, skaner i dron, choć dalej każdy geodeta nie rozstaje się w terenie z ruletką… Dołączam znalezione na różnych stronach internetu przykładowe zdjęcia wymienionych przyrządów.