background image

Instrukcja nr 2. Tyczenie prostych i pomiar odległości. 

  Kierunek Architektura Krajobrazu sem. II – studia stacjonarne PS 

5-6

 

 

Opracował:   

dr inż. Piotr Krzysztof Tuz  Katedra Systemów Inżynierii Środowiska Politechnika Białostocka 

 wersja z dnia  2011-11-14 

Strona 1 

 

Przyrządy: tyczki , węgielnica, teodolit, lornetka 
 
DEFINICJA – 
Tyczenie prostej polega na wyznaczeniu punktów pośrednich na danym odcinku między 
punktami początkowym i końcowym tak aby wszystkie punkty znajdowały się w jednej płaszczyźnie 
pionowej. 
 
Metody tyczenia prostych:  
 

1.  Bezpośrednie sposoby tyczenia prostych okiem nieuzbrojonym 

 

Tyczenie w przód 

 

Tyczenie wstecz (przedłużenie prostej) 

 

Tyczenie punktu przecięcia się prostych 

 

Tyczenie prostej przez wzniesienie (met. ze środka) 

 

Tyczenie prostej przez wąwóz 

2.  Pośrednie sposoby tyczenia prostych okiem nieuzbrojonym 

 

Tyczenie przez wąską przeszkodę 

 

Tyczenie przez rozległą przeszkodę 

 

Tyczenie za pomocą konstrukcji dwóchtrójkątów pomocniczych 

3.  Tyczenie prostych za pomocą teodolitu  

 

 

Rys. 1. Tyczenie prostej. 

Aby  wytyczyć  prostą  metodą  bezpośrednią  należy  na  jej  końcach  (na  rys.  oznaczonych  jako  A  i  B) 

ustawić dwie spionowne tyczki. Następnie obserwator stojący w odległości 3-5m za jedną z tyczek (A 

background image

Instrukcja nr 2. Tyczenie prostych i pomiar odległości. 

  Kierunek Architektura Krajobrazu sem. II – studia stacjonarne PS 

5-6

 

 

Opracował:   

dr inż. Piotr Krzysztof Tuz  Katedra Systemów Inżynierii Środowiska Politechnika Białostocka 

 wersja z dnia  2011-11-14 

Strona 2 

 

lub B) ustawia się tak, aby widział ich krawędzie w jednej linii. Osoba wtyczana, trzymająca tyczkę nr 

1 (lekko, powyżej środka ciężkości) przesuwa się w poprzek linii według wskazówek obserwatora aż 

do momentu, gdy wszystkie krawędzie tyczek pokryją się. Wtedy obserwator daje odpowiedni znak 

ręką i wtyczany wbija tyczkę w ziemię tak, aby była ustawiona w pionie. Analogicznie należy postę-

pować wtyczając kolejne tyczki pamiętając oczywiście o tym, że zaczynamy od tyczki stojącej najdalej 

obserwatora a później tyczki coraz bliższe. 

 

 

Rys. 2. Tyczenie prostej przez wzniesienie na 2 tyczki pośrednie. 
 

Sytuacja się komplikuje, gdy prosta ma zostać wytyczona przez jakąś wyniosłość terenu lub inną 

przeszkodę nie pozwalającą na zastosowanie powyższej metody.  

 
W takim przypadku stosujemy metodę tyczenia ze środka prostą. W tym przypadku wystarczy 

dwóch obserwatorów i cztery tyczki. Po ustawieniu tyczek w punktach A i B obserwatorzy ustawiają 
się ze swoimi tyczkami tak, aby każdy z nich widział jednocześnie trzy tyczki: C,D, A, lub D, C, B. Ob-
serwator 1 ustawia swoją tyczkę w przybliżeniu na prostej AB, a następnie cofa się o 3-5m od tyczki D 
i ustawia obserwatora C na prostej DB. Teraz obserwator 2 cofa się o 3-5m od tyczki 2 i ustawia ob-
serwatora D na prostej CA. Czynności te obserwatorzy powtarzają tak długo, aż kierunki DB i CA po-
kryją się wzajemnie. Wtedy punkty A, B, C i D znajdą się w jednej płaszczyźnie pionowej. Dalsze punk-
ty pośrednie w razie potrzeby wyznaczamy już metodą tyczenia w przód.  

background image

Instrukcja nr 2. Tyczenie prostych i pomiar odległości. 

  Kierunek Architektura Krajobrazu sem. II – studia stacjonarne PS 

5-6

 

 

Opracował:   

dr inż. Piotr Krzysztof Tuz  Katedra Systemów Inżynierii Środowiska Politechnika Białostocka 

 wersja z dnia  2011-11-14 

Strona 3 

 

 

  

Rys. 3. Tyczenie prostej przez wzniesienie na 3 tyczki pośrednie. 

 

Jeżeli na przykład przy przejściu przez wzgórze nie można znaleźć pomiędzy punktami A i B 

takiego położenia punktów C i D, aby z każdego z nich były widoczne trzy punkty pozostałe, to stosu-
jemy równoczesne tyczenie trzech punktów pośrednich. Punkt środkowy D powinien być tak dobra-
ny, aby były z niego widoczne tyczki na wszystkich czterech pozostałych punktach. Natomiast z punk-
tu E może być niewidoczny punkt B, a z punktu C - punkt A, lecz punkty E i C powinny być nawzajem 
widoczne. 

 

 

Rys. 4. Tyczenie przedłużenia prostej.  Jagielski A. Geodezja I.  
 
 
 
 

background image

Instrukcja nr 2. Tyczenie prostych i pomiar odległości. 

  Kierunek Architektura Krajobrazu sem. II – studia stacjonarne PS 

5-6

 

 

Opracował:   

dr inż. Piotr Krzysztof Tuz  Katedra Systemów Inżynierii Środowiska Politechnika Białostocka 

 wersja z dnia  2011-11-14 

Strona 4 

 

 

 

Rys. 5. Tyczenie prostej przez wąwóz.  Jagielski A. Geodezja I. 
 

 

Rys. 6. Tyczenie prostej przez wąską przeszkodę. 
 

 

Rys. 7. Tyczenie prostej przez rozległą przeszkodę. 
 

background image

Instrukcja nr 2. Tyczenie prostych i pomiar odległości. 

  Kierunek Architektura Krajobrazu sem. II – studia stacjonarne PS 

5-6

 

 

Opracował:   

dr inż. Piotr Krzysztof Tuz  Katedra Systemów Inżynierii Środowiska Politechnika Białostocka 

 wersja z dnia  2011-11-14 

Strona 5 

 

Wyznaczenie w terenie prostych wzajemnie prostopadłych.  
 
Przyrządami służącymi do tyczenia kątów prostych i półpełnych są węgielnice. Są to niewiel-

kie przyrządy trzymane podczas pomiaru w ręce lub do ustawiania na specjalnym pionie drążkowym. 
Najczęściej  stosowanym  typem  węgielnicy  są  węgielnice  pryzmatyczne.  Wykorzystane  ona  prawa 
załamania i odbicia promienia świetlnego przechodzącego przez ośrodki o różnych gęstościach.  

Typowa zadania pomiarowe z wykorzystaniem węgielnic: 
•Wystawienie prostopadłych z danego punktu na prostej 
•Wyznaczenie rzutów prostokątnych wybranych punktów na prostą 
 
 

 

Rys.8. Schemat działania węgielnicy 

 

Aby  wytyczyć  prostą  prostopadłą  CD  do  prostej  AB  w  danym  punkcie  C,  potrzebne  są  trzy 

tyczki. Po ustawieniu trzech tyczek w punktach A, B i D obserwator staje w punkcie C i przy pomocy 
węgielnicy ustawia się na prostej AB. Następnie przesuwa się wzdłuż prostej AB do momentu, gdy w 
górnym „okienku” węgielnicy  nie pojawi się tyczka z punktu D. Przebieg tego tyczenia zilustrowany 
został poniżej. 

 

background image

Instrukcja nr 2. Tyczenie prostych i pomiar odległości. 

  Kierunek Architektura Krajobrazu sem. II – studia stacjonarne PS 

5-6

 

 

Opracował:   

dr inż. Piotr Krzysztof Tuz  Katedra Systemów Inżynierii Środowiska Politechnika Białostocka 

 wersja z dnia  2011-11-14 

Strona 6 

 

 

 

 
 

Dokładność  wytyczenia  kąta  prostego  węgielnicą  zależy  od  wielu  czynników.  Przy  dobrych 

warunkach kąt  wytyczony tą metodą może  różnić się od kąta  prostego o około 2’ co daje błąd po-
przeczny około 5-6 cm na 100m. Wynika stąd ograniczenie długości prostopadłych tyczonych węgiel-
nicą. 
 

Pomiar odległości. 

Bezpośredni  pomiar  długości  polega  na  przykładaniu  skomparowanej  miary  długości  (przy-

miaru) wzdłuż przeznaczonego do pomiaru odcinka i na odczytaniu wyniku. W praktyce geodezyjnej 
stosowane są następujące przymiary długości:  

a) Taśma  stalowa  –  wstęga  stalowa  o  długości  20,  30,  50m  (najczęściej  20m),  o  szerokości  10-

30mm, grubości 0,3-0,4mm, na  końcach miedziane nakładki z kreskami oznaczającymi począ-
tek i koniec przymiaru, odstępy 1m są oznaczone mosiężnymi blaszkami z opisem metrów bie-
żących,  co  pół  metra  są  blaszki  mosiężne  nieopisane,  a  odstępy  decymetrowe  oznaczone  są 
otworkami na środku taśmy. Przy pomiarze taśmę naciągamy siłą równą 10kg. 

      B) Ruletki stalowe – wstęga stalowa lub parciana, w użyciu są najczęściej 20-50 metrowe, na całej 

długości  naniesiony  jest  podział  centymetrowy,  a  pierwszy  decymetr  ma  też  podział  milime-
trowy. Przy pomiarze ruletkę stalową naciągamy siłą 5kg. 

 
Przy  pomiarze  odcinka  w  terenie  płaskim,  po  wytyczeniu  prostej  taśmę  układa  się  wzdłuż 

mierzonej prostej zerem przy punkcie początkowym. Po naciągnięciu taśmy, pomiarowy idący z przo-
du (2) zaznacza szpilką koniec taśmy (wbijając ją w ziemię). Kolejne przyłożenia taśmy wykonuje się 
podobnie, ale pomiarowy idący z tyłu (1) zbiera szpilki wbite uprzednio przez pomiarowego 2. Kiedy 
pomiarowy  2  wbije  ostatnią  szpilkę  z  kompletu  (jedenastą  –  wraz  z  kółkiem),  wtedy  pomiarowy  1 
oddaje  mu  zebrane  10  szpilek.  Oznacza  to,  że  odmierzono  odcinek  200m  (jeżeli  taśma ma  20m),  a 
ostatnia szpilka rozpoczęła następną dwudziestkę. Gdy dojdziemy w ten sposób do punktu końcowe-
go, pomiarowy 2 naciąga taśmę i przykłada ją do środka osadzonego tam znaku geodezyjnego. Kie-
rownik pomiaru zapisuje wtedy liczbę przyłożeń taśmy i zapisuje długość ostatniego przyłożenia. Na-
leży  pamiętać,  że  każdy  pomiar  wykonujemy  dwukrotnie.  Teraz  z  następującego  wzoru  obliczamy 
długość nominalną przymiaru: 

background image

Instrukcja nr 2. Tyczenie prostych i pomiar odległości. 

  Kierunek Architektura Krajobrazu sem. II – studia stacjonarne PS 

5-6

 

 

Opracował:   

dr inż. Piotr Krzysztof Tuz  Katedra Systemów Inżynierii Środowiska Politechnika Białostocka 

 wersja z dnia  2011-11-14 

Strona 7 

 

 
ln=Ln*n+R. 
 

Gdzie: 
ln - długość nominalna odcinka, 
Ln – długość nominalna przymiaru, 
R – reszta, 
n – ilość odłożeń przymiaru. 
 

 Następnie należy skomparować przymiar w danej temperaturze, czyli obliczyć jego długość 

rzeczywistą w temperaturze pomiarowej. Korzystamy ze wzoru: 

 
D = Do + Do * K (t - to) 
 

Gdzie: 
Do – długość taśmy w temperaturze to, 
K – współczynnik rozszerzalności stali, 
t – temperatura taśmy w trakcie pomiaru, 
to – temperatura taśmy w trakcie komparacji, 

  
 
 
Inaczej musimy postępować, gdy teren jest pochyły. Rozróżniamy dwa typy pomiaru w tere-

nie pochyłym: 
Redukcja  za  pochyleniem  -  mierzymy  długość  po  terenie  i  kąt  nachylenia  terenu,  a  następnie  obli-
czamy  rzut  odcinka  na  płaszczyznę  poziomą.  Stosujemy  tę  metodę  wtedy,  gdy  spadek  terenu  jest 
jednostajny,  bo  możemy  zamiast  kąta  pochylenia  można  wyznaczyć  różnicę  wysokości  punktu  po-
czątkowego i końcowego. 

 

Rys. 9. Pomiar odległości skośnej i zależność geometryczna odległości zredukowanej 
 
Długość PK możemy obliczyć ze wzoru: 

lz = lp*cosB  czyli    

 

background image

Instrukcja nr 2. Tyczenie prostych i pomiar odległości. 

  Kierunek Architektura Krajobrazu sem. II – studia stacjonarne PS 

5-6

 

 

Opracował:   

dr inż. Piotr Krzysztof Tuz  Katedra Systemów Inżynierii Środowiska Politechnika Białostocka 

 wersja z dnia  2011-11-14 

Strona 8 

 

Metoda schodkowa – stosujemy ją, gdy pochylenie terenu jest nieregularne. Do pomiaru tą metodą 
potrzeba  3  trzech  pomiarowych,  a  to  dlatego,  że  obok  dwóch  naciągających  taśmę  musi  być  trzeci 
który sprawdza, czy taśma jest w poziomie. Gdy taśma naciągnięta jest poziomo rzutujemy jej koniec 
za  pomocą  pionu  sznurkowego,  i  zaznaczamy ten  punkt  szpilką.  Jeżeli  teren  jest  bardzo  pochyły  to 
należy rzutować krótsze odcinki taśmy (5-10m). 
Pomiar schodkowy należy wykonywać idąc w kierunku spadku. 

 

Rys. 10. Metoda schodkowa pomiaru długości. 
 

 

 

 

 

 

X = d*n + r 

 
DALMIERZE ELEKTROOPTYCZNE 
Dalmierze służą do pomiaru kątów i odległości. Wyposażone są w elektroniczne systemy odczytowe. 

 

Rys. 10. Schemat pomiaru odległości dalmierzem. 

mikroprocesor

nadajnik

fazomierz

odbiornik

pryzmat
zwrotny

background image

Instrukcja nr 2. Tyczenie prostych i pomiar odległości. 

  Kierunek Architektura Krajobrazu sem. II – studia stacjonarne PS 

5-6

 

 

Opracował:   

dr inż. Piotr Krzysztof Tuz  Katedra Systemów Inżynierii Środowiska Politechnika Białostocka 

 wersja z dnia  2011-11-14 

Strona 9 

 

 

Pomiar odległości dalmierzem polega na pomiarze czasu przebiegu fali elektromagnetycznej 

od instrumentu do pryzmatu ustawionego nad punktem, do którego mierzymy odległość (prędkość 

fali znana - wynosi ≈ 300000

s

km

). 

 

   

 

 

        D=

v

2

1

                - czas przebiegu fali   

 

   

 

 

 

 

     

 

 

 

 

 Wzór na odległość mierzoną dalmierzem 

 

 

 

 

 

  

Aby  uzyskać  zadowalającą  dokładność  mierzonych  odległości  należałoby  mierzyć  czas  prze-

biegu fali z dokładnością 10

-12

 s. Ponieważ w praktyce jest to bardzo trudne dlatego czas mierzymy 

wykorzystując wiedzę o przesunięciu fazowym (faza jest to argument funkcji fali). 
 
 

 

   

0

t

w

                

w

faza wysyłana  

t = czas                       

 

 

 

częstotliwość kątowa =

f

2

 

 

 

 

 

 

         

0

faza początkowa 

 

                      

0

)

(t

p

       

p

faza powrotna 

 

 

 

 

f

p

w

2

 

wzór na przesunięcie fazowe 

 

Z powyższego wzoru wynika, że: 

 

 

 

f

N

f

N

f

p

w

1

)

(

1

2

2

2

2

                 

Wiedząc, że: 

 

 

 

f

v

v

f

1

 

 

otrzymujemy: 

v

N

)

(

 

 

Ostatecznie: 

 

v

v

N

v

D

)

(

2

1

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

)

(N

D

 

 

N – liczba okresów 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- reszta okresu 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- długość fali 

 

background image

Instrukcja nr 2. Tyczenie prostych i pomiar odległości. 

  Kierunek Architektura Krajobrazu sem. II – studia stacjonarne PS 

5-6

 

 

Opracował:   

dr inż. Piotr Krzysztof Tuz  Katedra Systemów Inżynierii Środowiska Politechnika Białostocka 

 wersja z dnia  2011-11-14 

Strona 10 

 

 

Rys. 11.  Schematyczny pryzmatu zwrotnego. 

Pryzmat zwrotny zapewnia równoległość fal pod warunkiem zorientowania go do osi celowej dalmie-
rza (pod kątem <20

O

).   

 
 

Błąd pomiaru odległości dalmierzem obliczamy ze wzoru: 

 

Bppm

A

m

D

 

A, B= stałe podane przez producenta 

                                               ppm= 

d

6

10

     , d – pomierzona długość

 

Literatura:  

1.Tatarczyk  J.; Wybrane  zagadnienia z instrumentoznawstwa geodezyjnego. Skrypt  uczelniany AGH, 

nr 982, Kraków, 1985.

 

2. Jerzy Szymoński – Instrumentoznawstwo geodezyjne. 

3. Robert Krzyżek – materiały dydaktyczne do zajęć z geodezji I  

4. Ćwiczenia z geodezji I. Praca zbiorowa pod redakcją J. Belucha. Wydawnictwa Naukowo – 
Dydaktyczne AGH, Kraków, 2007. 

5. Elementy geodezji w pomiarach inżynierskich / pod red. Ryszarda Józefa Grabowskiego ; [aut. 
Eugenia Bajkowska i in.]. Białystok, 1991. 

6. Osada E.: Wykłady z geodezji i geoinformatyki. Niwelacja.  Wydawnictwo Naukowe Dolnośląskiej 
Szkoły Wyższej, 2009. 

7. Jagielski A. Geodezja I 

20°