Mesurer en toute simplicité

2 | Avant-propos

Avant-propos

Chers étudiants et enseignants, ainsi que toutes personnes passionnées de topographie,

au cours des dernières années, le développement d'instru-ments modernes et simples d'emploi, a contribué à leur popularité auprès d'un nombre croissant d'utilisateurs, dans de nombreux domaines. Cette brochure fournit des informations sur les fondamentaux de la mesure topogra-phique, les instruments les plus courants et les opérations quotidiennes majeures, utilisées par les géomètres et autres intervenants.

Les stagiaires, les étudiants et les professionnels des domaines de la topographie, du génie civil, de l'architec-ture et bien d'autres, peuvent trouver les réponses à leurs questions :

Quelles sont les caractéristiques des instruments de mesure ?A quoi doit-on faire attention lorsqu’on mesure avec un niveau ou une station totale ?Quel est l'effet des erreurs instrumentales et comment les reconnaître, les déterminer et les éliminer ?Comment effectuer les opérations de mesure simples ?

De nombreuses opérations – relevé, contrôle et implanta-tion de points, transfert d'altitude, calcul de volumes et de surfaces – peuvent être effectuées automatiquement

à l'aide de programmes embarqués dans les instruments. En plus du niveau et de la station totale, la méthode de mesure à l'aide des systèmes de satellites GPS/GNSS sera brièvement abordée.

Avec près de 200 ans d'expérience dans le développement et la fabrication d'instruments de mesure, Leica Geosys-tems propose une gamme complète de produits et service innovants pour la topographie. Pour une vue d'ensemble des solutions offertes par Leica Geosystems, visitez le site web www.leica-geosystems.fr.

Je vous souhaite beaucoup de succès pour votre forma-tion, vos études ou vos travaux, et j'espère que vous trou-verez cette brochure utile. Bien cordialement,

Johannes Schwarz,Président de la division géomatiqueLeica Geosystems AG

Sommaire | 3

Le niveau 4

Préparation à la mesure 5Mise en station du niveau 5Caler l'instrument 5Réglage de l'instrument pour mesurer sans parallaxe 6Inspection de la ligne de vue (test des deux mires) 7

Mesure avec un niveau 8Différence de hauteur entre deux points 8Mesures optiques de distances avec un niveau 9Cheminement en nivellement 10Implantation d'altitudes 11Profils en long et en travers 12

Niveau numérique et laser rotatif 13Niveau numérique 13Laser rotatif 13

La station totale 14

Vue d'ensemble 15Mesure de distance sans réflecteur 15Pointé automatique de cibles 15Coordonnées 16Mesure d'angles 17

Les erreurs instrumentales 18Erreurs instrumentales d'une station totale 18Vérification du distance-mètre d'une station totale 20

Mise en station 21Station sur point connu (saisie des coord. et de l’orientation de la station) 21Station libre (calcul des coord. et de l'orientation de la station) 22

Quelques opérations de mesures simples 23Prolonger une droite 23Implantation polaire d'un point 23Mesure de pente 24Réalisation d'aplomb 25

Application de terrain 26Relevés (méthode polaire) 26Implantation 27Ligne de référence 28Calcul de volumes 28Calcul de surfaces 28Hauteurs inacessibles 30Distances entre points 31Implantation de chaises 32

Mesures par GPS/GNSS (GPS et GLONASS) 33Stations de référence GPS/GNSS 34

Sommaire

4 | Le niveau

Le niveau

Un niveau est fondamentalement une lunette qui tourne autour d'un axe vertical. Il est utilisé pour créer une ligne de visée horizontale, ce qui permet de déterminer des différences de hauteur et de réaliser des réglages en alti-tude.

Les niveaux de Leica Geosystems sont également équipés d'un cercle horizontal, très pratique pour ouvrir des angles droits, par exemple en mesure de profils en travers. De plus ces niveaux peuvent être utilisés pour déterminer les distances par méthode optique, avec une précision de 0,1 à 0,3 m.

Préparation à la mesure| 5

Mise en station d'un niveau

1. Coulissez les pieds du trépied à la longueur appropriée et serrez les vis à fond.

2. Positionnez le trépied de sorte que la platine soit aussi horizontale que possible et que les pieds soient fermement ancrés dans la terre.

3. Posez ensuite l’appareil sur le trépied et verrouillez-le avec la vis à pompe de fixation.

Mise à niveau de l'instrument

Après avoir mis l'instrument en station, mettez-le de niveau avec la nivelle sphérique.

Tourner deux vis calantes simultanément et en sens oppo-sé. Le mouvement de l'index de votre main droite indique le sens de déplacement de la bulle. Maintenant, utilisez la troisième vis calante pour centrer la bulle.

Pour vérifier, faites pivoter l'instrument de 180°. La bulle doit rester dans le cercle. Si ce n'est pas le cas, un réglage de l'instrument est nécessaire (voir mode d'emploi).

Sur un niveau, le compensateur se charge automatique-ment de la mise à niveau finale. Le compensateur se com-pose d'un miroir suspendu par des fils, et qui dirige le faisceau lumineux hori-zontal vers le centre du réticule, même s'il y a inclinaison rési-duelle dans la lunette.

La nivelle sphérique étant centrée, si vous tapez légè-rement un pied du trépied, vous verrez la ligne de visée osciller et toujours se stabiliser sur la même lecture sur mire. C'est une façon de tester si le compensateur est capable de basculer librement.

6 Préparation à la mesure

Réglage de l'instrument pour mesurer sans parallaxe

La parallaxe du réticule est une erreur qui affecte les ins-truments optiques et électro-optiques tels que les niveaux et les stations totales.

L'erreur se produit lorsque le plan du réticule ne coïncide pas avec le plan de l'image de l'objet sur lequel est faite la mise au point, c.a.d. de la mire ou du prisme.

Ceci peut être facilement détecté en déplaçant légèrement l'œil de haut en bas ou de gauche à droite en face de l'oculaire. Le réticule semble se déplacer et ne reste pas en ligne avec l'axe optique. Si cette erreur n'est pas cor-rigée les lectures sur mire ou les visées sur prisme seront incorrectes et conduiront donc à des résultats erronés.

Avant usage vérifiez systématiquement la parallaxe et éli-minez-la si nécessaire de la manière suivante :

Pointez la lunette sur un fond à contraste élevé ou clair (par exemple une feuille de papier);Mettez le réticule au point en tournant la bague de l'oculaire;Ensuite faites la mise au point sur la mire ou le prisme à l'aide de la bague de mise au point.

Le plan de l'image du réticule et de l'objet pointé doivent maintenant coïncider.

Préparation à la mesure| 7

Contrôle de la ligne de visée (test des deux mires)

Sur les niveaux récents, le compensateur à été réglé à température ambiante, donc la ligne de visée est horizon-tale même si l'instrument est légèrement incliné. Cette situation change lorsque la température fluctue de plus de dix ou quinze degrés, ou après un long voyage, ou si l'ap-pareil est soumis à des vibrations excessives. Il est alors recommandé de contrôler la ligne de visée, en particulier si les mesures sont faites à des distances variées.

1. En terrain plat, installez deux mires à une distance de 30 m maximum (95 pieds).

2. Mettez l'instrument en station à égale distance des deux mires (à estimer au pas)

3. Effectuez les deux lectures sur mires et calculez la différence de hauteur (cf. illustration ci-dessous).

Lecture A = 1,549 Lecture B = 1,404 iZ = A – B = 0,1454. Mettez l'instrument en station à 1m (3 pieds) devant

la mire A et effectuez la lecture sur mire (cf. illustration ci-dessous).

Lecture A = 1,4965. Calculez la lecture B théorique : Lecture A = 1,496 – iZ = 0,145 Lecture B théorique = 1,3516. Effectuez la lecture B. Si elle diffère de la lecture

théorique de plus de 3 mm, il faut faire un ajustement de la ligne de visée (cf. Manuel d'instructions).

1,549 1,404Mesuré 1,496 Théorique 1,351

8 | Mesure avec un niveau

Dénivelée entre deux points

Le nivellement consiste à déterminer la dénivelée entre deux points.

Pour éliminer les erreurs systématiques liées aux condi-tions atmosphériques ou l'erreur résiduelle de ligne de visée, l'instrument doit être de préférence à égale distance des deux points.

La différence de hauteur est calculée à partir de la différence entre les deux lectures sur mire sur les points A et B.

iZ = AR – AV = 2,521 – 1,345 = 1,176Pente en % = 100 x iZ / D

Lecture : 2,521 Lecture : 1,345

A

B

iZ D

AR = visée arrière AV = visée avant

Mesure avec un niveau | 9

Mesure de distances optiques avec le niveau

Le réticule a deux lignes de stadia disposées symétriquement par rapport à la croix centrale. Leur écartement est tel que la distance peut être calculée en multipliant l'intervalle de mire correspondant par 100.

Précision de la mesure de distance : 10 à 30 cm

Exemple :Lecture de la stadia B supérieure = 1,205Lecture de la stadia A inférieure = 0,996Intervalle de mire I = B – A = 0,209

Distance = 100 x I = 20,9 mB

A

D

10 | Mesure avec un niveau

Cheminement en nivellement

Si les points A et B sont très éloignés, leur dénivelée est déterminée par un cheminement, avec des distances à la mire généralement comprises entre 30 et 50 m.

Equilibrez les distances entre l'instrument et les deux mires, elles doivent être sensiblement les mêmes.

1. Mettez le niveau en station en S1.

2. Tenez la mire précisément à la verticale au point A : notez la lecture (visée arrière AR).

3. Tenez la mire précisément à la verticale au point intermédiaire 1 (crapaud de topographe bien stabilisé) : notez la lecture (visée avant AV).

4. Mettez le niveau en station en S2 (la mire reste au point

intermédiaire 1).5. Faites tourner avec précaution la mire au point intermé-

diaire 1 de sorte qu'elle soit orientée vers le niveau .6. Lisez la visée arrière et ainsi de suite.

La différence de hauteur entre A et B est égale à la somme des visées arrières moins la somme des visées avants.

AR

A B1 2

AV

AR AV

AR AV

ZS1

S2

S3

Station No Point Avant AR Avant AV Altitude Observations

A 420,300

S1A 2,806

1 1,328 421,778 ;= alt. de A + AR - AV

S21 0,919

2 3,376 419,321

S32 3,415

B 1,623 421,113

Sommes 7,140 6,327

iZ 0,813 ;= diff. d'alt. AB

Mesure avec un niveau | 11

Implantations en altitude

Lors d'une fouille, le point B est à implanter à une altitude iZ = -1,000 m c.a.d. sous le niveau de la rue (point A).

1. Positionnez le niveau de sorte que les distances aux points A et B soient à peu près égales.

2. Placez la mire au point A et relevez la lecture arrière : AR = 1,305.

3. Placez la mire au point B et relevez la lecture avant i : AV = 2,520. La dénivelée théorique d au point B est calculée comme suit: d = AV – AR – iZ = 2,520 – 1,305 – 1,000 = 0,215 m

4. Plantez un piquet en B et marquez l'altitude théorique : 0,215 m au-dessus du sol.

Dans une autre méthode fréquemment utilisée, la lecture sur mire théorique est calculée à l'avance :AV = AR – iZ = 1,305 – (-1,000) = 2,305

La mire graduée est ensuite déplacée vers le haut ou vers le bas, jusqu'à ce que la valeur théorique soit lue avec le niveau.

AV=2,520

H=1,00 m

h=+0,215 m

AR=1,305

12 | Mesure avec un niveau

Profils en long et en travers

Les profils en long et en travers constituent les éléments de base du projet détaillé et de l'implantation d'ouvrages linéaires (ex. des voies routières), pour le calcul des déblais et remblais, et pour leur adaptation optimale à la topographie. Tout d'abord l'axe longitudinal (axe routier) est implanté et piqueté, c.a.d. que des marques sont posi-tionnées à des intervalles réguliers. Un profil en long est donc créé sur l'axe du tracé rou-tier et les altitudes de points régulièrement espacés (PM) sont déterminées par cheminement. A ces points carac-téristiques et à certains points particuliers, des profils en travers, perpendiculaires à l'axe, sont ensuite décrits. Les altitudes terrain pour les points du profil en travers sont déterminés à l'aide de l'altitude connue de l'instrument.

Tout d'abord, on positionne la mire sur un point connu : l'altitude du niveau est la somme de l'altitude du point connu et de la lecture sur mire. Il suffit de soustraire de l'altitude instrument, les lectures sur mire aux points du profil en travers pour obtenir l'altitude des points théo-riques.

Les distances à partir de l'axe du projet vers les différents points du profil en travers sont déterminés, soit à l'aide d'un décamètre, soit par méthode optique avec le niveau. Pour la représentation graphique du profil en long, les alti-tudes sont exprimées à une échelle beaucoup plus grande (par ex. x10) que celle utilisée pour les distances, et par rapport à une altitude de référence (cf. illustration ci-dessous).

Profil en long Profil en travers du PM175

100

125

150

175

200

423.

5042

4.00

424.00

423.

50

Terrain

Axe théorique

(prévu)

RéférenceHauteur : 420 m

(alt

itude

th

éorique)

25 m RéférenceHauteur : 420 m

Points métriques (PM)

Niveau numérique et laser rotatif | 13

Le niveau numérique

Leica Geosystems a été pionnier en développant le pre-mier niveau au monde à réaliser un traitement numérique des images pour déterminer les altitudes et les distances : une mire à code barre est lue de manière automatique et électronique (cf. Illustration).

La lecture sur mire et la distance sont affichées numéri-quement et peuvent être enregistrées : les altitudes sont calculées à l'avancement et il ne peut donc y avoir d'erreurs de lecture, d'enregistrement ou de calcul. Leica Geosystems propose également des logiciels de calcul pour traiter les données enregistrées .

Le laser rotatif

Si, par exemple sur un chantier de construction de grande étendue, un grand nombre d'altitudes doivent être implan-tées ou contrôlées, il est souvent judicieux d'utiliser un laser rotatif. Avec ce type d'instrument, un faisceau laser rotatif balaie un plan horizontal, qui sert de plan de réfé-rence pour l'implantation ou le contrôle des altitudes.

Une cellule réceptrice est déplacée sur la mire, vers le haut ou vers le bas, jusqu'à ce qu'elle détecte le faisceau laser : la hauteur est alors lue directement sur la mire. Il n'y a plus besoin d'un opérateur sur l'instrument.

Un niveau numérique est recommandé lorsqu'un grand nombre de dénivelées doivent être calculées : dans ces cir-constances les gains de temps peuvent atteindre 50 %.

14 | La station totale

La station totale

Les stations totales sont utilisées lorsque des positions et des altitudes de points, ou simplement leurs positions en 2D, doivent être déterminées. Une station totale est un théodolite avec distance-mètre intégré, permettant de mesurer simultanément des angles et des distances. Les stations totales électroniques modernes ont toutes un distance-mètre opto-électronique (EDM) et des codeurs angulaires électroniques. Les échelles codées des cercles horizontaux et verticaux sont analysées électroniquement, puis les angles et les distances sont affichés numérique-

ment. La distance horizontale, la différence d'altitude et les coordonnées sont calculées automatiquement et toutes les mesures et informations supplémentaires sont enregistrées.

Les stations totales Leica Geosystems sont livrées avec un ensemble de logiciels système qui permettent de réaliser facilement, rapidement et efficacement la plupart des opé-rations topographiques. Les plus importants de ces pro-grammes sont présentés plus loin dans ce document.

La station totale | 15

Distances sans réflecteur

La plupart des stations totales Leica Geosystems com-prennent non seulement un distance-mètre infrarouge classique qui mesure sur un prisme, mais aussi un dis-tance-mètre laser intégré qui ne nécessite pas de réflec-teur. Vous pouvez basculer entre ces deux modes.

La mesure de distance sans réflecteur apporte de nom-breux avantages lorsque les points sont difficilement accessibles voire inaccessibles, par exemple pour des mesures de façades de bâtiments, pour des relevés de tuyauteries, ou pour des mesures au-delà de clôtures, de tranchées ou de ravins.

Le spot laser rouge, visible et coaxial est également adap-té pour le marquage des cibles lors de mesure de profils en tunnel ou de travail en intérieur.

Pointé automatique de cibles

Certaines stations totales de Leica Geosystems sont équi-pées d'un dispositif de pointé automatique de cibles. Cela rend le pointé plus rapide et facile. Il suffit de pointer gros-sièrement la lunette vers le réflecteur : la pression du bou-ton approprié déclenche alors le fin-pointé automatique, les mesures d'angle et distance, et l'enregistrement de toutes les valeurs. Cette technologie permet aussi d'effectuer des mesures entièrement automatiques. L’instrument peut éga-lement être basculé sur un mode dans lequel une cible mobile sera poursuivies et mesurées : après avoir mesuré une première fois le réflecteur, l’instrument se verrouille sur lui et le poursuit (mode robotique).

Avantages : Grande vitesse de mesure combinée avec une précision constante, indépendante de l'opérateur.

16 | Coordonnées polaires et cartésiennes

Coordonnées

Pour décrire la position d'un point, deux coordonnées sont nécessaires. Les coordonnées polaires ont besoin d'une direction et d'un angle. Les coordonnées cartésiennes ont besoin de deux axes dans un système de coordonnées orthogonal.

La station totale mesure des coordonnées polaires : celles-ci sont transformées en coordonnées cartésiennes dans un système orthogonal donné, soit dans l'instrument lui-même, soit dans un logiciel de bureau.

Coordonnées polaires Coordonnées cartésiennes

Direction de référence

y

Abscisse

Transformation

Donné : D, a Résultat : x,y

y = D x sin a x = D x cos a

Ord

onnée

x

Donné : x, yRésultat : D, a

D =Ey2 + x2

sin a = y/D oucos a = x/D

Mesures d’angles | 17

Mesures d'angles

Un angle est la différence entre deux directions.

L'angle horizontal a entre deux directions vers les points P

1 et P

2 ne dépend pas de la dénivelée entre ces deux

points, à condition que la lunette tourne toujours dans un plan strictement vertical lorsqu'elle est orientée vers les points. Cette disposition n'est satisfaite que dans des conditions idéales.

L'angle vertical (également appelé angle zénithal) est la différence entre une direction d'origine (le zénith ou verticale de l’instrument) et la direction vers le point considéré.

L'angle vertical n'est donc exact que si la graduation zéro du cercle vertical se trouve exactement dans la direction du zénith. Cette disposition n'est également rencontrée que dans des conditions idéales.

Les écarts par rapport au cas idéal sont causés par des erreurs d'axes de l'instrument, et par une mise en station imparfaite (voir la section « Erreurs instrumentales »).

Z1 = zenith angle to P

1

Z2 = zenith angle to P

2

a = angle horizontal entre les deux directions des points P

1 et P

2, c'est à dire angle dièdre entre deux plans ver-

ticaux passant par P1 et P

2.

Zenith

18 | Erreurs instrumentales

Erreurs instrumentales d'une station totale

Idéalement, une station totale doit répondre aux exigences suivantes :

a) La ligne de visée OO’ perpendiculaire à l'axe de basculement HH’ ;

b) L'axe de basculement HH’ perpendiculaire à l'axe principal VV ’ ;

c) L'axe principal VV ’ strictement vertical ;d) Le zéro du cercle vertical précisément au zénith.

Si ces conditions ne sont pas satisfaites, les termes suivants sont utilisés pour décrire les erreurs commises :

a) Erreur de ligne de visée, ou collimation horizontale « c » : différence à l'angle droit entre la ligne de visée et l'axe de basculement.

b) Erreur d'inclinaison d'axe, ou tourillonnement « a » : différence à l'angle droit entre l'axe de basculement et l'axe principal.

Erreur de ligne de visée « c »(ou collimation horizontale)

Erreur d'inclinaison d'axe « a » (ou tourillonnement)

V

V ’

H

H ’

O ’

O

c

a

Erreurs instrumentales | 19

c) Inclinaison de l'axe principal : angle entre la ligne d'aplomb et l'axe vertical.

ne peut pas l'éliminer. Son influence sur la mesure des angles horizontaux et verticaux est automatiquement cor-rigée au moyen du compensateur interne.

d) Erreur d'index vertical, ou collimation verticale « i » : angle entre la direction du zénith et la direction du zéro du cercle vertical, c'est à dire que la lecture du cercle vertical lors d'une visée strictement à l'horizontale, n'est pas à 100gr (90°), mais à 100gr + i (90° + i).

Inclinaison de l'axe principal

Les effets de ces trois erreurs sur la mesure d'angle hori-zontal croissent avec la dénivelée de la station à la cible.

Pour éliminer les erreurs de ligne de visée et de bascu-lement on mesure dans les deux positions de la lunette. Ces deux erreurs qui sont généralement de très petites valeurs, peuvent également être déterminées et enregis-trées (ce qui est important pour les stations totales de haute précision). A partir de là, ces erreurs sont prises en compte automatiquement chaque fois qu'un angle est mesuré, et il est alors possible de prendre des mesures pratiquement exemptes d'erreur, même dans une seule position de lunette. La détermination de ces erreurs est décrite en détail dans le mode d'emploi des stations totales. L'inclinaison de l'axe principal n'est pas considé-rée comme une erreur instrumentale : elle se produit parce que l'instrument a été mis en station de manière incor-recte, et la mesure dans les deux positions de la lunette

En mesurant l'angle vertical dans les deux positions de la lunette, puis en moyennant les lectures, la collimation ver-ticale est éliminée. Elle peut également être déterminée et enregistrée.

Remarque :Les erreurs instrumentales varient avec la température, ou suite à des vibrations, à de longues périodes d'inactivité, ou à un transport. Si vous souhaitez mesurer dans une seule position de la lunette, vous devez déterminer les erreurs instrumentales et les enregistrer préalablement aux mesures.

Erreur d’index vertical (index V), ou collima-tion verticale « i »

i

20 | Vérification du distance-mètre

Vérification du distance-mètre de la station totale

Matérialiser de façon permanente trois ou quatre bases de contrôle (distances variées, par ex. entre 20 à 200 m).

Via un distance-mètre récent, ou un modèle récemment calibré sur une base connue, mesurez ces distances à trois reprises. Les moyennes, corrigées des influences atmos-phériques (voir mode d'emploi), peuvent être considérées comme des valeurs de contrôle.

Vérifiez votre distance-mètre en mesurant ces bases connues au moins quatre fois par an. S’il n’y a pas d’écart excessif par rapport à la précision de l’appareil, le distance-mètre peut être considéré comme exact.

Mise en station | 21

Station sur point connu (saisie des coord. et de l’orientation de la station)

1. Placez le trépied approximativement sur le point de station.

2. Corrigez la position du trépied de sorte que la platine soit à peu près horizontale et au-dessus du point de station (illustration en bas à gauche).

3. Ancrez fermement les pieds du trépied dans le sol et utilisez la vis à pompe centrale pour bloquer l'instru-ment sur le trépied.

4. Allumez le plomb laser (ou pour les instruments anciens, regardez à travers le plomb optique) et tournez les vis calantes de sorte que le point laser ou le plomb optique soit centré sur le point de station (illustration en bas au centre).

5. Centrez la nivelle sphérique en ajustant la longueur des jambes du trépied (illustration en bas à droite).

6. Après avoir verticalisé l'instrument avec précision, dévissez un peu la vis à pompe de manière à pouvoir glisser l'instrument sur la platine de trépied, jusqu'à ce que le point laser soit centré exactement sur le point de station.

7. Resserrez la vis à pompe.8. Saisissez les coordonnées connues de la station

(voir mode d'emploi).9. Visez un autre point connu et entrez ses coordonnées

ou la valeur d'angle horizontal correspondant à sa direction (gisement).

10. Votre instrument est à présent en station et orienté. Vous pouvez maintenant implanter des coordonnées ou mesurer d'autres points dans le même système de coordonnées.

22 | Mise en station

Station libre (calcul des coord. et de l'orientation de la station)

La station libre est utilisée pour calculer la position et l'altitude de la station ainsi que l'orientation du cercle horizontal, à partir des mesures sur au moins deux points dont les coordonnées sont connues.

Les coordonnées des points connus peuvent être entrées manuellement ou peuvent être enregistrées à l'avance dans l'appareil.

La station libre présente le grand avantage, pour les grands projets de levé topographique ou d'implantation, de permettre le choix de la position la plus favorable pour

l'instrument. On se libère de la contrainte de se mettre en station sur un point connu, éventuellement mal placé pour l’opération en cours.

Les options et les procédures de mesure sont décrites en détail dans les manuels d'utilisation.

Remarque :Lors de mesures qui impliquent la détermination ou l'implantation des altitudes, n'oubliez pas de prendre en compte la hauteur de l'instrument et celle du réflecteur.

Quelques opérations de mesures simples | 23

Prolonger un ligne droite

1. Positionnez l’instrument au point B.2. Visez le point A, basculez la lunette verticalement et

marquez le point C1.

3. Tournez l’instrument horizontalement de 200 gr (180°) et visez à nouveau le point A.

4. Basculez une nouvelle fois la lunette et marquez le point C

2. Le point C, milieu de C

1 C

2 correspondant

exactement au prolongement de la ligne AB.

La collimation horizontale est à l'origine de l'écart entre C

1 et C

2.

Lorsque la ligne de visée est inclinée, l'erreur commise est une combinaison de l'erreur de pointé, du tourillonnement et de la collimation verticale.

Implantation polaire d'un point

Les éléments d'implantation (angle et distance) sont ici en relation avec un point connu A et une direction de départ connue de A vers B.

1. Mettez l'instrument en station au point A et visez le point B.

2. Réglez le cercle horizontal à zéro dans cette direction (voir le mode d'emploi).

3. Tournez l'instrument jusqu'à ce que l'angle horizontal α s'affiche à l'écran.

4. Guidez la personne qui porte le réflecteur le long de la ligne de visée de la lunette tout en mesurant la dis-tance horizontale en continu jusqu'à ce que le point P soit atteint.

A B

C1

C2

C

24 | Quelques opérations de mesures simples

Mesure de pentes

Placez l'instrument sur un point, le long de la ligne de pente à déterminer, et positionnez une canne à prisme sur un second point de cette ligne.

Saisissez la hauteur d'instrument « i » et la hauteur de réflec-teur « t ». L’affichage de lecture d’angle vertical, en grades ou

en degrés, peut être commuté sur un affichage de pente en % (voir mode d’emploi).

Visez le centre du prisme et mesurez la distance. La pente est alors calculée et affichée.

t

i

V

%

Quelques opérations de mesures simples | 25

Aplombs

Matérialiser ou vérifier les aplombs sur une structure peut être réalisé avec précision depuis une seule position de lunette, mais seulement si elle décrit un plan strictement vertical lorsqu'elle est basculée vers le haut et vers le bas. Pour s'assurer qu'il en soit ainsi, procédez comme suit :

1. Visez un point haut A, puis basculez la lunette vers le bas et marquez le point de B au sol.

2. Faites un double-retournement, et répéter la procédure pour marquer le point C.

Le milieu des points B et C est l'aplomb exact du point A.

Les points B et C ne coïncident pas à cause du tourillon-nement et/ou d'un axe principal incliné.

Pour un travail de ce type, assurez-vous que la station totale a été précisément mise en station, de sorte que l'influence de l'inclinaison de l'axe principal soit minimisée dans le cas de sites très pentus.

A

BC

26 | Quelques opérations de mesures simples

Levés (méthode polaire)

Pour créer par exemple un plan de l'existant, la position et l'altitude des points caractéristiques est déterminée en mesurant les angles et les distances. Pour ce faire, l'appa-reil est installé sur un point remarquable afin de créer un système de coordonnées local. Saisissez les coordonnées telles que (X = 0, Y = 0, hauteur d'instrument i). Un deu-xième point remarquable est choisi comme orientation : après qu'il ait été visé le cercle horizontal est calé à zéro (voir le mode d'emploi).

Si un système de coordonnées existe déjà, mettez l'instru-ment en station sur un point connu et orientez le cercle horizontal à l'aide d'un second point connu (voir le mode d'emploi). Vous pouvez également utiliser la méthode de station libre (voir pages 21 et 22).

Application de terrain | 27

Implantation

1. Mettez en station l'instrument sur un point connu et orientez le cercle horizontal (voir la rubrique « Mise en station de l'instrument » dans le mode d'emploi).

2. Saisissez les coordonnées du point à implanter. Le pro-gramme calcule automatiquement la direction et la dis-tance au point (les deux informations nécessaires pour l'implantation).

3. Mettez la station totale jusqu'à ce que le cercle horizon-tal indique zéro.

4. Alignez le réflecteur sur l’axe de visée en un point (P’).5. Mesurez la distance : l'écart en distance iD jusqu'au

point P s'affiche automatiquement.

Au préalable les coordonnées des points à implanter peuvent être transférées de l'ordinateur dans la station totale. Dans ce cas, seul les numéros de points seront ensuite sélectionnés.

Si deux points connus sont marqués sur le terrain, vous pouvez également utiliser la méthode de résection pour mettre en station et orienter votre instrument.

P'

DP

N

a

28 | Application de terrain

Ligne de référence

Toutes les stations totales et systèmes GPS/GNSS Leica Geosystems sont équipés d'applications embarquées modernes. Ligne de référence est l'une des applications les plus utilisées. Elle fonctionne selon deux méthodes.

1. Mesure par rapport à une ligne Le point métrique (abscisse curviligne mesurée sur l'axe), la dénivelée et le décalage transversal (déport) d'un point mesuré, peuvent être calculés par rapport à la ligne de référence.

2. Implantation par rapport à une ligne Permet de positionner un point théorique relativement à une ligne de référence, puis de l'implanter.

Référez-vous au manuel d'utilisation de votre station totale ou de votre système GPS/GNSS pour voir le détail des opérations à réaliser.

Calcul de volume

Une autre application principalement utilisée sur les chan-tiers de construction est le calcul de volumes. Cette appli-cation permet de mesurer des surfaces et d'en déduire des volumes (et d'autres informations).

Mesurez les points (points sur la surface et points du péri-mètre) qui définissent une surface ou qui prolongent une surface existante. Les volumes sont calculés directement. Vous pouvez également utiliser les points enregistrés pour calculer les volumes.

Référez-vous au manuel d'utilisation de votre station totale ou de votre système GPS/GNSS pour voir le détail des opérations à réaliser.

Application de terrain | 29

Calcul de superficie

1. Positionnez la station totale à un endroit d'où toute la zone à mesurer est visible. Il n'est pas nécessaire d'orienter le cercle horizontal.

2. Parcourez les points périmétriques dans le sens horaire. Vous devez toujours mesurer une distance.

3. Ensuite, la superficie est calculée et affichée automati-quement sur une simple pression de touche.

Pour des instructions plus détaillées, voir le manuel d'utilisation de votre station totale ou de votre système GPS/GNSS.

30 | Application de terrain

Altitudes inaccessibles

1. Mettez en place un réflecteur à l'aplomb d'un point dont l'altitude est à mesurer. La station totale peut être située n'importe où.

2. Entrez la hauteur de réflecteur, visez-le et mesurez la distance.

3. Visez le point haut.4. La différence d'altitude H entre le point au sol et le

point haut est alors calculée et affichée sur une simple pression de touche.

H

Application de terrain | 31

Distances entre points

Le programme détermine la distance et la dénivelée entre deux points.

1. Mettez l'instrument en station à n'importe quel endroit.2. Mesurez les distances vers chacun des deux points

A et B.3. La distance D et la dénivelée H sont affichées sur une

simple pression de touche.

Les points enregistrés en mémoire peuvent également être utilisés pour calculer la distance et la dénivelée entre points (voir le manuel).

AH

D B

32 | Application de terrain

Dans l'exemple suivant, des chaises doivent être implantées parallèlement aux murs projetés d'un grand immeuble, et à des distances respectives a et b des limites de parcelle.

1. Établissez une base AB parallèle à la limite de gauche, et à une distance choisi librement c .

2. Marquez le point A à une distance d mesurée à partir de la limite supérieure : ce sera le premier emplacement de la station totale.

3. A l'aide d'un jalon, marquez le point B à la fin de la ligne de base.

4. Mettez en station l'instrument sur le point A, visez le point B, et implantez les points A

1, A

2 et A

3 sur cet

alignement, en fonction des cotes prévues pour cette façade d'immeuble.

5. Le point B étant pointé, calez le cercle horizontal à zéro, tournez la station totale de 100gr (90°) et implantez la deuxième ligne AC avec les points A

4, A

5

et A6.

La meilleure façon d'implanter les chaises est d'utiliser l'application de « Ligne de référence ». Cette application vous permet de réaliser toutes les étapes décrites ci-dessus de manière plus efficace et pratique. Dans la plupart des cas, une seule station d'instrument suffit.

Implantation de chaises

A A4 A5 A6 C

H3H1

H2

A1

A2

A3

B

c

b

a

d

Levés au GNSS | 33

Levés au GNSS (GPS et GLONASS)

Les levés par GPS/GNSS utilisent des signaux émis par des satellites en orbite, de sorte que tout point sur la surface de la Terre puisse être déterminé en permanence et indé-pendamment des conditions météorologiques. La préci-sion de positionnement est fonction du type de récepteur GNSS et des techniques d'observation et de traitement.

Par rapport à l'utilisation d'une station totale, la topogra-phie par GNSS offre l'avantage de pouvoir mesurer des points qui ne sont pas inter-visibles. Aujourd'hui, à condi-tion que le ciel soit relativement dégagé (d’arbres, bâti-ments, etc) et donc que les signaux satellite puissent être

reçus, les équipements GNSS peuvent être appliqués à de nombreuses tâches de mesure qui étaient traditionnelle-ment réalisées à l'aide de stations totales électroniques.

Tous les systèmes GPS/GNSS Leica permettent un large éventail de travaux topographiques avec des applications embarquées intelligentes pour obtenir une précision centimétrique en cinématique temps réel (RTK) ou en post-traitement, sur trépied, sur canne, sur un navire, sur un véhicule, sur une machine agricole ou sur des engins de chantier.

34 Stations de référence GPS/GNSS

Stations de référence GPS/GNSS

Connu sous le nom de «station de référence permanente», il s'agit typiquement d'un capteur GPS/GNSS multi-fré-quence, situé sur un point de coordonnées connues, avec une alimentation permanente et connecté à plusieurs péri-phériques de communication.

Une station de référence collecte les données GNSS pour une utilisation en post-traitement, ou fournit des données de correction GNSS en temps réel, pour des applications DGPS et/ou RTK. Dans de nombreux cas, il effectue les deux opération, satisfaisant aux exigences de nombreuses applications différentes, y compris la topographie, l'ingé-nierie, la construction, le contrôle géodésique, le SIG, la surveillance, les études tectoniques et l'hydrographie.

Avec des stations de référence supplémentaires, de grandes zones voire des pays entiers, peuvent être couverts d'une infrastructure de réseau de stations de référence permanentes.

Les stations de référence sont contrôlées à distance par un logiciel dédié, comme Leica GNSS Spider, qui connecte les station via divers moyens de communication : connexion série, modems radio ou GSM, télécommunica-tions (Internet). Une fois configuré, un capteur de réseau fonctionnera en permanence, fournissant la gamme com-plète des données GNSS et des services DGPS, RTK et RTK réseau à un nombre pratiquement illimité d'utilisateurs.

More Booklets | 35

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Qu'il s'agisse de réaliser une maison ou un pont, une carte ou un avion, vous avez besoin de mesures fiables. Alors, quand cela doit être juste, les professionnels font confiance à Leica Geosystems pour les aider à collecter, à analyser et à présenter l'information spatiale.

Avec près de 200 ans de solutions novatrices pour mesurer le monde, Leica Geosystems est connu pour sa large gamme de produits, qui capturent précisément les données, modélisent rapidement, analysent facilement, visualisent et présentent l'information spatiale. Ceux qui utilisent les produits de Leica Geosystems au quotidien leur font confiance pour leur fiabilité, la valeur ajoutée qu'ils apportent, et en un support technique haut de gamme.

Précision, valeur, et service par Leica Geosystems.

When it has to be right.

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