Теодолитная съемка, способы съемки ситуации.

ПРИМЕНЕНИЯ.

Объекты местности изображают на планах и картах условными знаками, но одни объекты имеют значительные размеры (озеро, лес…), другие объекты малы (колодец, мост…). Объекты, размеры которых значительны, отображают в масштабе данной карты с сохранением подобия контуров, для малых объектов такое отображение невозможно. В связи с этим все условные знаки делят на 3 группы: масштабные (контурные), внемасштабные и пояснительные.

Масштабные (контурные) – служат для изображения объектов в масштабе плана или карты.

Внемасштабные – отображают небольшие, но важные предметы, которые из-за своих небольших размеров не могут быть указаны в масштабе (центровые, осевые, основные).

Пояснительные условные знаки, представленные значком, числом, надписью или всем этим вместе, служат для дополнительной характеристики объектов.

Условные знаки применительно к различным масштабам приводятся в специальных каталогах, издаваемых Главным управлением геодезии и картографии (ГУГК).

ВОПРОС №5

Теодолитная съемка, способы съемки ситуации.

Целью теодолитной (горизонтальной) съемки является составление контурного плана местности. Съемка элементов ситуации на местности производится относительно пунктов и сторон теодолитного хода съемочного обоснования. На рис.40 показан абрис теодолитной съемки по линии 1-2 теодолитного хода. Арабскими цифрами в кружках указаны точки, положение которых получено следующими способами съемки ситуации:

1 - прямоугольных координат;

2 - линейной засечки;

3 - угловой засечки;

4 - полярных координат;

5 - створа;

6 - обмера.

При съемке способом прямоугольных координат, положение точки 1 определено координатами Х = 72.4 м, У = 9.8 м от линии теодолитного хода 1-2. Приложив нулевой штрих рулетки к углу дома (точка 1), на ленту расположенную на линии 1-2 теодолитного хода опускают перпендикуляр и отсчитывают его длину по рулетке (9.8 м), по ленте - расстояние от пункта 1 съемочного обоснования до основания перпендикуляра (72.4 м). Перпендикуляры длиной до 4...8 в зависимости от масштаба съемки восстанавливаются визуально, а при использовании эккера могут быть увеличены примерно в пять раз. Эккер - прибор для построения на местности прямых углов.

Способом линейных засечек определено положение второго угла дома (точки 2). Для этого на местности измерено расстояния 10.6 и 9.8 м от опорных точек на линии с абсцисами соответственно 54.1 и 64.0. Угол дома на плане окажется в точке пересечения дуг с радиусами измеренных расстояний.

Способом угловой засечки на плане может быть получена точка 3. Для этого измерены теодолитом углы 33 35' и 65 05'.

Способ полярных координат предусматривает измерение на местности (точка 4) полярного угла (70 00') и его стороны (35.3 м).

Способ створа (вертикальная плоскость через две точки) использован при съемке точки пересечения ручьем линии теодолитного хода (точка 5). Расстояние (10.5 м) измерено по створу от пункта 1.

Способ обмера элементов ситуации применяют для контроля полевых измерений и графических построений на плане.

Съемку производят с исходных точек — пунктов любых опорных и съемочных геодезических сетей. Съемочная сеть может быть

создана в виде теодолитно-нивелирных ходов, когда отметки точек теодолитного хода определяют геометрическим нивелированием. В большинстве случаев для съемки прокладывают тахеометрические ходы, отличающиеся тем, что все элементы хода (углы, длины линий, превышения) определяют теодолитом или тахеометром-автоматом. При этом одновременно с проложением тахеометрического хода производят съемку. В этом главное отличие тахеометрической съемки от других видов топографических

съемок.

ВОПРОС №6

Прибор состоит из подставки, которую устанавливают на три

подъемных винта 7. В отверстие подставки 2 входит ось 11 вращения лимба 3, в которую, в свою очередь, входит ось 10 алидады 4.

Лимб — рабочая мера теодолита — представляет собой круг с делениями. Алидада — часть прибора, расположенная соосно с лимбом, на которой имеются элементы отсчетного устройства и две

подставки 5, несущие ось вращения НН зрительной трубы <? вертикального круга с алидадой 6 и лимбом 7. На защитном корпусе

алидады укреплен цилиндрический уровень 9. Зрительная труба

теодолита представляет собой визирное устройство, содержащее

объектив, окуляр и сетку нитей. Уровень служит для приведения в

определенное положение прибора в целом и отдельных узлов от-

носительно отвесной линии. К основным частям теодолитов от носятся наводящее и закрепительное устройства, служащие для наведения зрительной трубы на визирную цель и закрепления подвижной части прибора в заданном направлении.

Основным угломерным прибором на местности является теодолит - оптико-механический прибор, с помощью которого измеряют горизонтальные и вертикальные углы, расстояния и магнитные азимуты

Угловые измерения необходимы для определения взаимного положения точек в пространстве и используются при развитии триангуляционных сетей, проложений полигометрических и теодолитных ходов, выполнении топографических съемок, решении многих геодезических задач при строительстве различных объектов. Необходимая точность измерений и построений горизонтальных и вертикальных углов на местности составляет от десятых долей секунды до одной минуты.

.По точности теодолиты различают трех типов: высокоточные - ТО5,Т1; точные -Т2, Т5 и технические - Т15, Т30. В перечисленных типах теодолитов цифры соответствуют точности (средней квадратической погрешности) измерения горизонтального угла одним приемом в секундах.

Основные геометрические оси теодолита:

1. ОО₁ - ось вращения прибора (вертикальная ось теодолита),

2. UU₁ - ось цилиндрического уровня (касасельная к внутренней поверхности ампулы в нульпункте),

3. WW₁ – визирная ось зрительной трубы (прямая, соединяющая оптический центр объектива и крест сетки нитей),

4.VV₁ - ось вращения зрительной трубы.

Геометрические требования, предъявляемые к осям: 1)UU₁ ^ OO₁, 2)WW₁ ^ VV₁, 3)VV₁^ОО₁.

Нивелиры с ц и л и н д р и ч е с к и м уровнем имеютзри-

тельную трубу и цилиндрический уровень. Труба с уровнем укреплена на вертикальной вращающейся оси, входящей в подставку. Наиболее распространенные нивелиры этого типа Н-3, Н-10.

Нивелир Н-3 (рис. 7.6, а) состоит из верхней части, несущей зрительную трубу 6 с цилиндрическим 7 и круглым 3 уровнями, ос нованием, наводящим 11, элевацйонным 4 и закрепительными 9 винтами, и нижней, представляющей собой подставку с тремя подъемными винтами 1 и прижимной пластиной Цилиндрический уровень 7, расположенный в корпусе слева

от зрительной трубы, служит для точного приведения визирной оси прибора в горизонтальное положение. Для грубого приведения вертикальной оси прибора в отвесное положение служит круглый уровень 3. Пузырек круглого уровня приводится в нулевое положение подъемными винтами 1 подставки 2. Зрительную трубу 6 наводят на рейку винтами 1 подставки 2. Зрительную трубу 6 наводят на рейку по визиру 8 винтом 11 при закрепленном винте 9. Резкость изображения нивелирной рейки достигается вращением винта 5 фокусирующей линзы.

return false">ссылка скрыта

ВОПРОС № 7

1. Ось UU цилиндрического уровня горизонтального круга должна

быть перпендикулярна оси Wвращения прибора

2. Визирная ось РР трубы должна быть перпендикулярна оси НИ

вращения труб

3. Ось НН вращения трубы должна быть перпендикулярна оси W

вращения прибора

4. Вертикальная нить АА сетки зрительной трубы должна быть

перпендикулярна оси НН ее вращени

5. Компенсатор вертикального круга должен обеспечивать неиз-

менный отсчет по вертикальному кругу при наклонах вертикальной

оси теодолита в пределах ±2,0' (для теодолитов ЗТ5К).

6.Визирная ось КК'К" оптического отвеса должна совпадать с

осью К'К"вращения теодолита, т.е. W

Отсчетные устройства: штриховой и шкаловой микроскопы. Эксцентриситет горизонтального круга.

С помощью отсчетных устройств в теодолитах считывают показания с лимбов. В современных точных и технических теодолитах применяются штриховые микроскопы (отсчет по штриху-индексу) и шкаловые микроскопы (отсчет по шкале), а высокоточных теодолитах используют микрометры.

Отсчетный микроскоп через систему призм и линз выводит в окуляр изображения градусных делений горизонтального и вертикального кругов. На рис.23а показано поле зрение штрихового микроскопа с изображением штриха и лимбов с ценой деления в 10': вертикального В и горизонтального Г. Визуально оценивая десятые доли делений лимбов с точностью до 1', отсчеты на рисунке В=7° 45' и Г=345° 54'.

Рис.23.Поле зрения штрихового (а) и шкалового (б) микроскопов

В поле зрения шкалового микроскопа теодолита 2Т30 (рис.23б) цена деления лимба составляет 1 , отсчетная шкала разделена через 5', отсчеты на рисунке В = -9° 37', Г = 293° 42'.

В теодолитах со штриховыми и шкаловыми микроскопами отсчеты производят по одному концу диаметра лимба. Для уменьшения влияния эксцентриситета горизонтального круга (рис.23.2)- несовпадения оси вращения прибора С' с центром кольца делений лимба C - измерение горизонтального угла производят дважды: при круге лево (отсчет М') и при круге право (отсчет N').

Рис.23.2 Схема влияния эксцентриситета

Так как при этом отсчеты берутся по диаметрально противоположным концам лимба, то среднее из полученных результатов не содержит погрешности от влияния эксцетриситета (M+N)/2 =(M'+N')/2.

ВОПРОС №8

Зрительная труба предназначена для высокоточного наведения на удаленные предметы и точки (визирные цели) при работе с теодолитом. Состоит из следующих основных частей: объектива, окуляра, фокусирующей линзы, сетки нитей, кремальеры (винта, перемещающего фокусирующую линзу внутри трубы). В зрительной трубе различают две оси: визирную и оптическую. Прямая соединяющая оптический центр объектива с центром сетки нитей называется визирной осью. Прямая соединяющая оптический центр объектива и окуляр - оптической осью трубы.

Подготовка зрительной трубы для наблюдений выполняется в следующей последовательности:

а) установка зрительной трубы "по глазу" - вращением окуляра (от –5 до +5 диоптрий) до получения четкого изображения сетки нитей;

б) установка зрительной трубы по предмету (визирной цели) - вращением кремальеры до четкого изображения визирной цели;

в) устранение параллакса, возникающего в тех случаях, когда изображение предмета не совпадает с плоскостью сетки нитей и при перемещении глаза относительно окуляра точка пересечения нитей будет проецироваться на различные точки наблюдаемого предмета. Параллакс сетки нитей устраняется небольшим поворотом кремальеры.

Зрительные трубы в геодезических приборах характеризуются увеличением, полем зрения и точностью визирования. Под увеличением u b понимают отношение угла a, под которым предмет виден в трубу, к углу b, под которым этот же предмет виден невооруженным глазом рис.21:

u = a/ b.

Полем зрения называется пространство, видимое в трубу при неподвижном ее положении. Его определяют углом зрения f по формуле

j = 38.2° /u,

где u - увеличение трубы.

Точность визирования выражается средней квадратической погрешностью

m_в = 60"/u,

где 60" - средняя погрешность визирования невооруженным глазом (разрешающая способность глаза человека - предельно малый угол, при котором две точки еще воспринимаются раздельно).

При стереофотограмметрическом способе фотографирование

объекта производят в циклах с двух точек базиса известной длины, в результате чего получают стереопару. Для вычисления деформаций измеряют по снимкам координаты точек базиса и горизонтальные параллаксы.

ВОПРОС №9

Тахеометрическая съемка, используемые приборы и формулы.

Сущность тахеометрической съемки заключается в том, что плановое положение характерных (реечных) точек местности определяется полярным способом от линии теодолитного хода, а их высотное положение определяется одним из двух методов: геометрическим или тригонометрическим нивелированием. Расстояние от прибора до реек зависит от масштаба составляемого топоплана и для масштаба 1:1000 - допускается до 150 м, а между соседними реечными точками менее 35 м.

Результаты съемки наносятся на план при помощи транспортира с погрешностью превышающей 8 минут, а полярные расстояния до реечных точек определяются на местности по нитяному дальномеру со средней относительной погрешностью DD/D = 1/200. Для сравнения отметим, что относительные погрешности измерений расстояний землемерной лентой или 20-метровой рулеткой составляют порядка 1/2000, шагами - 1/20. При определении расстояний одну из дальномерных нитей совмещают с началом дециметрового деления на рейке (обычно с 1000 мм), а по второй дальномерной нити берут отсчет. Разность отсчетов на рейке по верхней и нижней дальномерным нитям умноженная на коэффициент дальномера, равный 100, и будет соответствовать расстоянию от прибора до рейки.

Определение расстояния по нитяному дальномеру

При тахеометрической съемке высоты реечных точек в зависимости от условий местности получают при горизонтальном визировании (геометрическое нивелирование способом "вперед") или наклоном (тригонометрическое нивелирование). Используемые при этом формулы могут быть получены из рис. 41.2.

При геометрическом нивелировании способом "вперед" сначала определяют горизонт прибора ГП = Н_ст+I. Затем устанавливают на вертикальном круге теодолита отсчет равный МО. Высоты реечных точек вычисляют по формуле

Н_i= ГП - а_i,

где а_i - отсчеты по рейке при горизонтальном визировании.

При тригонометрическом нивелировании реечных точек при КЛ наводят среднюю нить сетки на отсчет Vj (для упрощения последующих вычислений по возможности отсчет Vj должен быть равен высоте

прибора I), снимают отсчет Л по ВК и вычисляют угол наклона

n = Л - МО.

Наклонное расстояние D от прибора до реечной точки определяют по штриховому (нитяному) дальномеру. Так как вертикально (отвесно) установленная рейка не перпендикулярна визирному лучу на величину угла наклона n, то

D = D' cosn,

d = D' cos²n,

где D' - расстояние, определяемое по штриховому дальномеру и отвесно установленной рейке.

Тогда из прямоугольного треугольника (рис.41.2), у которого определены D и n, так называемое "неполное" превышение

h'= D sinn = D' cosn sinn = (1/2)D' sin2n

или

h'= d tgn = D' cos²n sinn/cosn = (1/2)D'sin2n.

На равнинной местности при углах наклона n < 5 "неполное" превышения можно вычислять по приближенной формуле:

h'= D' sinn.

Высоты реечных точек, определяемых тригонометрическим нивелированием, вычисляются по формуле:

H_j= H_ст+ h' + I - V_j.

Если высота наведения V_j равна высоте прибора I, то формула вычисления высот упрощается

H_j= H_ст+ h'.

Порядок работы на станции при тахеометрической съемке. Вычислительная и графическая обработка результатов съемки.

Полевые работы при тахеометрической съемке на станции включают следующие действия:

- установку прибора над точкой с известными координатами и приведение его в рабочее положение (допускается выполнять центрирование с погрешностью до 3 см, т.е. на порядок грубее, чем при измерении горизонтальных углов);

- определение место нуля вертикального круга (п.28);

- составление абриса на станции с указание на нем положения реечных точек;

- измерение высоты прибора с погрешностью 1-2 см;

- ориентирование нуля лимба горизонтального круга на соседнюю точку съемочного обоснования, координаты которой известны;

- наблюдение реечных точек при КЛ: определение расстояния от прибора до рейки по дальномеру, снятие отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам при наведении средней горизонтальной нити на определенный отсчет, например V_j = I;

- вычисление углов наклона, неполных превышений и высот реечных точек по формулам

n = Л - М0,

h'= 0.5 D' sin2n,

H_j= H_ст+ h' + I - V_j.

Если рельеф местности позволяет брать отсчет по рейке горизонтальным лучом визирования (в этом случае отсчет по ВК должен быть равен М0), то высоты реечных точек

Н_i= ГП - а_i,

где ГП - горизонт прибора ГП = Н_ст+ I; а_i - отсчет по рейке горизонтальным лучом визирования.

Результаты измерений и вычислений записывают в журнал тахеометрической съемки (табл.41).

При камеральной обработке проверяют журналы тахеометрической съемки и исправляют ошибки вычислений. Затем с помощью тахеографа наносят на план пикетные (реечные) точки по значениям полярных углов и расстояний. Около пикетных точек выписывают их номера и высоты. В соответствии с абрисами рисуют на плане контуры угодий, элементы ситуации и обозначают их условными знаками. Для отображения рельефа проводят горизонтали.

ВОПРОС №10

Место нуля — это отсчет по вертикальному кругу, соответ-

ствующий горизонтальному положению визирной оси и положению

уровня при алидаде вертикального круга в нуль-пункте, или горизон-

тальности отсчетного индекса у теодолитов с компенсатором при

вертикальном круге.

.Место нуля вертикального круга (отсчет по ВК, когда визирная ось и ось цилиндрического уровня горизонтальны) должно быть близким к нулю или отличаться от нуля не более чем на 2t. Для поверки не менее двух раз определяют место нуля по формуле МО=(КЛ+КП)/2, где КЛ и КП - отсчеты по вертикальному кругу при наведении средней горизонтальной нити на точку. Если вычисленное значение место нуля недопустимо, устанавливают наводящим винтом трубы отсчет по вертикальному кругу равный вычисленному углу наклона на точку (n = КЛ - МО). Вращая вертикальные исправительные винты сетки нитей (рис.25), предварительно ослабив один горизонтальный винт, совмещают среднюю горизонтальную нить с наблюдаемой точкой. Образцы записей отсчетов и вычислений С и МО приведены в журнале.

Рис.25. Сетка нитей теодолита

При измерении вертикальных углов (см. рис. 8.13, а) исходным

(основным) направлением является горизонтальное. Отсчеты ведут по шкалам, нанесенным на вертикальный круг 2 теодолита

[на вертикальном круге (см. рис. 8.13, б) показана подпись деле-

ний от 0 до 360°]. У некоторых типов теодолитов подпись шкал на

вертикальном круге иная, но во всех случаях с горизонтальным

направлением визирной оси трубы совпадает целое число граду-

сов: 0°, 90°. У теодолитов ЗТЗО начальный индекс, относительно которого производят отсчеты по вертикальному кругу, приводит-

ся в горизонтальное положение уровнем при горизонтальном круге.

Уровень скреплен с алидадой так, что его ось установлена параллельно коллимационной плоскости зрительной трубы

Вертикальный круг теодолита жестко скреплен со зрительной трубой, а с алидадой вертикального круга — цилиндрический уровень. Наличие уровня на алидаде вертикального круга позволяет

устанавливать ее начальные штрихи горизонтально. В теодолите ЗТ5К уровня при вертикальном круге нет, его роль выполняет

оптический компенсатор. Индекс компенсатора занимает горизонтальное положение, и при измерении вертикальных углов показания отсчитывают по шкале без дополнительных действий.

Измерение вертикальных углов.

Измерение углов наклона n производится при помощи вертикального круга после приведения теодолита в рабочее положение. Наведение на визирную цель выполняют средним горизонтальным штрихом сетки зрительной трубы, при этом следят, чтобы пузырек цилиндрического уровня находился в нуль-пункте.

Чтобы получить n (рис.28), необходимо определить место нуля (МО) вертикального круга (ВК) - отсчет по ВК, когда визирная ось зрительной трубы горизонтальна, а пузырек цилиндрического уровня находится на середине - необходимо навести среднюю нить на четко видимую точку и снять отсчеты П и Л по вертикальному кругу соответственно при КП и КЛ .

Рис.28. Измерение вертикального угла

МО и n применительно к различным теодолитам вычисляются по следующим формулам:

МО= (Л+П) / 2 – для 2Т30

МО=(Л+П±180°) / 2 – для ТОМ, Т30

n=Л –МО, n=МО –П (2Т30), n=МО – П ±180° (ТОМ,Т30)

Пример. Отсчеты по вертикальному кругу теодолита Т30 при наведении зрительной трубы на одну и ту же точку Л = 7° 11', П = 172° 53'. Тогда,

7° 11'+ 172° 53'- 180°

МО = ----------------------- = + 0° 02';

n = 7° 11' - (+0° 02') = 7° 09'.

При измерениях вертикальных углов величина МО не должна превышать двойной точности отсчетного устройства. На заводе при сборке теодолитов величину МО устанавливают близкой 0° 00' при этом стремятся чтобы визирная ось совпадала с оптической. Поэтому изменять величину МО больше чем на 2' не рекомендуется, так как отклонение визирной оси от оптической будет значительным при перефокусировке трубы.

Контроль измерений. Результаты измерений контролируют, сравнивая суммы ах + b2 = а2 + Ьх накрест лежащих

отсчетов по общей стороне двух смежных квадратов. Расхождение

между этими суммами не должно превышать 10 мм. Высоты вершин квадратов вычисляют как по связующим точкам, так и через

горизонт прибора

ВОПРОС №11

.Ось цилиндрического уровня (касательная к внутренней поверхности ампулы в нульпункте) должна быть перпендикулярна вертикальной оси вращения теодолита. Для поверки этого условия устанавливают цилиндрический уровень параллельно двум подъемным винтам и, вращая их, приводят пузырек на середину. Затем поворачивают цилиндрический уровень на 180° и, если пузырек отклонился более чем на одно деление, с помощью исправительных винтов смещают пузырек к центру на половину отклонения

Визирная ось трубы (ось, проходящая через оптический центр объектива и перекрестие сетки нитей) должна быть перпендикулярна оси вращения трубы. Эта поверка сводится к определению коллимационной погрешности - горизонтального угла между фактическим положением визирной оси и требуемым

Отсчеты должны отличаться на 180° 00', в противном случае имеет место коллимационная погрешность.

Если коллимационная погрешность, определяемая по формуле С=(КЛ - КП)/2, превышает 2t, где t - точность отсчетного устройства, выполняют юстировку: вычисляют средний отсчет и устанавливают его на горизонтальном круге. В этом случае наблюдаемая точка не будет совпадать с перекрестием сетки нитей. Предварительно ослабив один вертикальный исправительный винт, двумя горизонтальными совмещают перекрестие сетки с наблюдаемой точкой. Результаты измерений и вычислений записывают в журнале определения коллимационной

ВОПРОС №12

Полевые поверки и юстировки теодолита.

1.Ось цилиндрического уровня (касательная к внутренней поверхности ампулы в нульпункте) должна быть перпендикулярна вертикальной оси вращения теодолита. Для поверки этого условия устанавливают цилиндрический уровень параллельно двум подъемным винтам и, вращая их, приводят пузырек на середину. Затем поворачивают цилиндрический уровень на 180° и, если пузырек отклонился более чем на одно деление, с помощью исправительных винтов смещают пузырек к центру на половину отклонения.

2.Визирная ось трубы (ось, проходящая через оптический центр объектива и перекрестие сетки нитей) должна быть перпендикулярна оси вращения трубы. Эта поверка сводится к определению коллимационной погрешности - горизонтального угла между фактическим положением визирной оси и требуемым. Для выполнения поверки наводят визирную ось трубы на удаленную, четко видимую на горизонте точку и снимают отсчеты по горизонтальному кругу при КП и КЛ. Отсчеты должны отличаться на 180° 00', в противном случае имеет место коллимационная погрешность.

3.Место нуля вертикального круга (отсчет по ВК, когда визирная ось и ось цилиндрического уровня горизонтальны) должно быть близким к нулю или отличаться от нуля не более чем на 2t. Для поверки не менее двух раз определяют место нуля по формуле МО=(КЛ+КП)/2, где КЛ и КП - отсчеты по вертикальному кругу при наведении средней горизонтальной нити на точку. Если вычисленное значение место нуля недопустимо, устанавливают наводящим винтом трубы отсчет по вертикальному кругу равный вычисленному углу наклона на точку (n = КЛ - МО). Вращая вертикальные исправительные винты сетки нитей (рис.25), предварительно ослабив один горизонтальный винт, совмещают среднюю горизонтальную нить с наблюдаемой точкой. Образцы записей отсчетов и вычислений С и МО приведены в журнале.

Рис.25. Сетка нитей теодолита

ВОПРОС №13

Длины теодолитных ходов зависят от масштаба съемки и условий снимаемой местности. Например, для съемки застроенной территории в масштабе 1:5000 длина хода не должна превышать

4,0 км; в масштабе 1:500 — 0,8 км; на незастроенной территории— соответственно 6,0 и 1,2 км. Длины линий в съемочных теодолитных ходах должны быть не более 350 м и не менее 20 м.

Относительные линейные невязки в ходах не должны превышать 1:2000, а при неблагоприятных условиях измерений (заросли, болото) — 1:1000. Длины сторон между точками теодолитных ходов колеблются в

пределах 20...350 м, а длины ходов зависят от многих факторов.

Из них главные: масштабы топографической съемки и застроенность территории, по которой прокладывают ход. Например, уменьшение масштаба съемки с 1:500 до 1:1000 позволяет увеличить длину хода с 0,8 до 1,2 км.

ВОПРОС №141. Из граф 7 и 8 журнала в ведомость выписывают средние значения измеренных углов.

2. Подсчит сумму измеренных углов и теоретическую сумму углов. Для замкнутого теодолитного хода сумму углов подсчитывают как сумму углов многоуг-ка: ∑βт = 180°(п - 2), где п — число Углов. Подсчитывают практическую невязку fβпр в сумме углов, Равную разности суммы измеренных практически и теоретических углов: fβпр =∑βпр–∑βтеор Для разомкнутого теодолитного хода, т.е. хода, привязанного к пунктам государственной геодез сети с двух сторон, невязку вычисляют по формуле fβпр = £к.л - £н.л ± βи з м , где £кл, £н л — дирекционные углы сторон, к которым привязан теодолитный ход; ∑βизм -сумма измх углов на вершинах теодолитного хода.3. Опред допустимость выч угловой невязки по сравнению с заранее выч: fβлоп =2t\/¯n, где t — приборная точность измерения углов; n — число измеряемых углов.4. При fβ пр < fβ доп невязку распределяют поровну на все углы введением поправок. Поправки вычисляют по формуле U= fβ /n и вводят с обратным знаком в значения измеренных углов, получая исправленные углы (графа 3). Как правило, поправки вводят с округлением до десятых долей минуты, если углы измерены с точностью до минут. Если измерения более точные, то при округлении удерживают один лишний знак по отношению к измеренным углам. Если невязку нельзя разделить поровну на все углы, то большую поправку вводят в углы, образованные короткими сторонами.

5. По исходному дирекционному углу, который, например, для стороны II ...III равен 260°52,5', выч дирекционные углы остальных сторон теодолитного хода. Вычисления ведут по следующему правилу: дирекционный угол последующей стороны равен дирекционному углу предыдущей стороны плюс 180° и минус горизонтальный угол, лежащий справа по ходу: £2-3 + 180°-β3-4. Если при вычислении уменьшаемый угол окажется меньше вычитаемого, то к уменьшаемому углу прибавляют 360°. Если вычисленный дирекционный угол окажется больше 360°,то из него вычитают 360°. Если измерены левые углы, то дирекционный угол последующей стороны вычисляют по формуле £посл = £пред + β - 180°.6. Вычисл значения румбов r и записывают их в графу 5.

7. Вычисляют горизонтальные проложения длины линий и записывают их значения в графу 9. Горизонтальные пролож линии вычисляют по формуле d = D-dh , где D — изм длина стороны; dh — поправка к измеренной длине за наклон к гори- зонту.8. В графе 6 подсчитывают длину теодолитного хода ∑D.9. Используя таблицы приращений координат, вычисляют ∆х и ∆у по формулам ∆х = Dcosr, ∆y = Dsinr.В таблицах приращений координат помещены произведения синусов и косинусов углов от 0 до 90° через 1′ на гориз проложения, кратные 10, 20, ..., 90 м. Приращения координат выбирают из таблиц, сохраняя второй знак после запятой. Вычисление приращений координат можно вести на микрокалькуляторе, с помощью таблиц натуральных значений тригонометрических функций и таблиц лог

.10. Подсчитывают алгебраическую сумму положительных и отрицательных значений приращений координат ∑∆хпр и ∑∆упр.11. Из каталогов координат в графы 11 и 12 выписывают координаты х и у исходных пунктов II и III и подсчитывают теоретические суммы приращений координат: ∑∆x пр = хк - хн = хĮĮ - хш, ∑∆Ут = Ук-Уп=УĮĮ-УĮĮĮ12. С учетом знаков находят абсолютные невязки fx и fу хода по осям x иy :fx = ∑∆хпр - ∑∆хr; fy = ∑∆yпр - ∑∆yт.13. Определяют абсолютную невязку хода fD = √f x2 + fy2 и записывают в ведомость с погрешностью до сотых долей метра.14. Вычисляют относительную линейную невязку fD / ∑D где ∑D — сумма длин сторон хода, выражаемая простой дробью с единицей в числителе. Для ее нахождения сумму длин сторон хода делят на абсолютную линейную невязку.15. Если относительная невязка меньше 1/2000, то невязки fx и fy распределяют, вводя поправки в вычисленные значения координат. Поправки вычисляют по следующим формулам: ∆x=fxDi/∑D ∆уi = fyDi/∑D, где ∆х, ∆ у,- — поправки в вычисленные значения координат, вводимые с обратным невязкам знаком.Исправленные значения приращений записывают в графах 9 и 10. Алгебраическая сумма координат по каждой оси должна быть равна ∑∆xT и ∑∆yT16. Координаты вершин теодолитного хода получают последовательным алгебр сложением координат предыдущей точки хода с соотво испр приращениями:Х4 = X3-∆X 3-4 , X5=X4-∆X4-5, Y-аналогично Последние выражения х, у являются контролем прав выч-ий.

ВОПРОС №15

Нивелиры:

Оптические,Гидростатические (Штанговый),Лазерные,Барометр-анероид.

Нивелирование.

Нивелированием, или вертикальной съемкой, называют вид геодезических работ, при котором определяют превышение одной точки над другой. Конечной целью нивелирования является определение отметок точек местности и сооружений.

Различают нивелирование геометрическое, тригонометрическое (геодезическое), барометрическое, гидростатическое, радиолакационное и стереофотограмметрическое.

При геометрическом нивелировании наиболее точно определяют превышение одной точки местности над другой непосредственно из отсчетов по рейкам, взятых при горизонтальном визирном луче- Геометрическое нивелирование разделяют на общегосударственное и инженерно-техническое»

При тригонометрическом нивелировании превышение между двумя точками местности определяют из решения прямоугольного треугольника по дайне линии и углу ее наклона к горизонту.

При барометрическое нивелировании превышение между двумя точками местности определяют по разности атмосферного давления в этих точках.

При гидростатическом нивелировании превышение между двумя точками местности определяют по уровню жидкости в сообщающихся сосудах.

Радионивелированием называется способ определения высоты самолета по времени прохождения радиоволн от самолета до поверхности земли и обратно.

Стереофотограмметрическое нивелирование применяют для изображения рельефа местности горизонталями на аэросъемках. Оно основано на стереоскопическом эффекте.

При механическом нивелировании подучают профиль местности непосредственно в процессе измерений превышений нивелиром-автоматом.

Для технического нивелирования используют нивелиры Н-10, Н-3 и рейки РН-3, РН-10. Работу на станции выполняют в следующей последовательности:

1. На крайние точки A и В нивелируемой линии устанавливают рейки, и примерно на равном удалении от них - нивелир. Неравенство плеч на станции не должно превышать 10 м;

2. Нивелир приводят в рабочее положение, наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет по черной ее стороне а_ч;

3. Наводят трубу на переднюю рейку и берут отсчеты сначала по черной, а затем по красной стороне b_ч и b_к;

4. Наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет по красной стороне а_к;

5. Если кроме крайних точек A и B необходимо определить высоты точек C₁, C₂,..., C_n промежуточных точек, то заднюю рейку последовательно устанавливают на эти точки и берут отсчеты C₁, C₂,..., C_n по черной стороне. При выполнении ответственных работ отсчеты на промежуточных точках производят по обеим сторонам рейки. При использовании уровенных нивелиров перед каждым отсчетом пузырек приводят в нуль-пункт;

6. Для контроля вычисляют разность нулей передней РО_п=а_к-а_ч и задней РО_з=b_к-b_ч. Расхождение разности нулей по абсолютной величине не должно превышать 5 мм;

7. На каждой станции вычисляют значения превышений, определяемых по черным и красным сторонам реек: h_ч=а_ч-b_ч, h_к=а_к-b_к. Измерения считают выполненными правильно, если h_ч-h_к<5 мм;

ВОПРОС №16Геометрическое нивелирование

Геометрическое нивелирование — наиболее распространенный способ. Его выполняют с помощью нивелира, задающего горизонтальную линию визирования. Сущность геометрического нивелирование заключается в следующем. Нивелир устанавливают горизонтально и по рейкам с делениями,

стоящими на точках А и 5, определяют превышение h как разность между отрезками а и b: h = а - Ъ.

Геометрическое нивелирование производится для определения превышения одной точки над другой, близкой к ней, при помощи горизонтального луча нивелира и отвесно установленных в этих точках реек. По полученным превышениям и по данной отметке начальной точки вычисляют отметки всех остальных точек местности.

Геометрическое нивелирование выполняют специальным геодезическим прибором - нивелиром; отличительная особенность нивелира состоит в том» что визирная линия трубы во время работы приводится в горизонтальное положение.

Различают два вида геометрического нивелирования: нивелирование го середины и нивелирование вперед.

При нивелировании из середины нивелир устанавливают пошлине между точками А и B_t а на точках А и В ставят рейки с делениями, оцифрованными снизу вверх. При движении от точки А к точке В рейка в точке А называется задней, рейка в точке В - передней. Сначала наводят трубу на заднюю рейку, приводят визирную ось трубы в горизонтальное положение и берут отсчет а, затем наводят трубу на переднюю рейку и берут отсчет А.

В техническом нивелировании расстояние от нивелира д реек не должно превышать 120 м. Высоту передней точки вычисляют по формуле Н_B=Н_A+h. Высоты промежуточных точек удобно вычислять через горизонт прибора (ГП). ГП- высота визирного луча над исходной уровенной поверхностью. ГП=Н_A+а=Н_B+b. Высоты промежуточных точек Н_C_i=ГП-C_i.

Случайные и систематические погрешности при нивелировании возникают вследствие недостаточной точности нивелира и реек, неполной юстировки нивелира, влияния внешней среды и нарушении методики измерений.

Для уменьшения приборных погрешностей превышения рекомендуется измерять способом из середины по двум сторонам реек, а рейки удерживать отвесно на устойчивых предметах. Предельные расстояния от нивелира до реек ограничивают 100-120 м, погрешности измерений превышений на станции в этом случае не превысят 5 мм.

ВОПРОС №17Полевые проверки и юстировки уровенных нивелиров.

1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.

При проверке, подъемными винтами подставки пузырек круглого уровня приводят в нуль-пункт и верхнюю часть нивелира поворачивают на 180° вокруг оси ращения нивелира. Если пузырек остался в нуль-пункте -условие выполнено. Если же отклонился, вращением юстировочных винтов его возвращают к центру ампулы до половины дуги отклонения. Проверку повторяют.

2. Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна к оси вращения нивелира. Вращая зрительную трубу наводящим винтом, следят, изменяется ли отсчет при перемещении изображения рейки от одного края поля зрения к другому. Если отсчет изменяется больше чем на 1 мм, диафрагму с сеткой необходимо развернуть в требуемое положение, ослабив крепящие ее винты.

3.Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы. Это условие, называемое главным, проверяют двойным нивелированием пары точек способом "из середины" и "вперед"(рис.33). Для этого закрепляют неподвижно две нивелирные рейки

на расстоянии 60-90 м, а нивелир устанавливают между ними на середину с погрешностью 1 м. Расстояния до реек измеряют нитяным дальномером. Определяют превышение между рейками при двух горизонтах прибора, как разность отсчетов на заднюю и переднюю рейки. Превышение, полученное при одном горизонте прибора, не должно отличаться от превышения, способом "из середины" и "вперед"(рис.33). Для этого закрепляют неподвижно две нивелирные рейки на расстоянии 60-90 м, а нивелир устанавливают между ними на середину с погрешностью 1 м. Расстояния до реек измеряют нитяным дальномером. Определяют превышение между рейками при двух горизонтах прибора, как разность отсчетов на заднюю и переднюю рейки.

Превышение, полученное при одном горизонте прибора, не должно отличаться от превышения, полученного при втором горизонте прибора, не более 3 мм. Затем выбирают вторую станцию на расстоянии предела фокусирования (2...3 м) от одной из реек и берут по ней отсчет.

Используя этот отсчет и превышение, полученное на первой станции вычисляют отсчет по дальней рейке. Если вычисленный отсчет отличается от наблюдаемого более чем на 3 мм, то:

- для нивелира с цилиндрическим уровнем - устанавливают вычисленный отсчет на рейке элевационным винтом, а исправительными винтами цилиндрического уровня (двумя вертикальными, предварительно ослабив один горизонтальный) приводят пузырек на середину;

- для нивелира с компенсатором - наклон визирного луча устраняют перемещением диафрагмы с сеткой ее вертикальным юстировочным винтом, устанавливают среднюю нить на вычисленный отсчет по рейке, который соответствует горизонтальному положению визирного луча

ВОПРОС №18Пикетажный журнал состоит из сшитых листов клетчатой бумаги. Ось трассы показывают в виде прямой линии, расположенной по середине страницы. На

прямую линию в масштабе (обычно одна клетка равна 20 м) наносят все пикетные и плюсовые точки, углы поворота, поперечные профили и т.д. Запись в журнале ведут снизу вверх, чтобы правая и левая стороны страницы соответствовали правой и левой сторонам трассы по ходу пикетажа. Углы поворота обозначают стрелками, направленными вправо и влево от

средней осевой линии в зависимости от того, в какую сторону поворачивает трасса. Около углов поворота выписывают пришлые ос-

новные элементы кривых: угол поворота с указанием правый или левый, радиус, тангенс, кривую, биссектрису, домер; здесь же

подсчитывают пикетажные значения начала и конца кривой. Разбивку пикетажа ведут по той же линии, по которой выполняют непосредственный промер между вершинами углов при проложении теодолитного хода, что позволяет контролировать линейные измерения. Контрольное расстояние LK между смежными вершинами угла должно быть равно разности их пикетажных значений плюс домер на задней вершине: LK = ПКл+1 - ПК,, + Дп. Разность AL непосредственно измеренной линии и полученной по приведенной выше формуле в относительной мере не должна превышать 1/1000 — в благоприятных условиях измерений, 1/500 — в неблагоприятных условиях.

Разбивка пикетажа через 100 м затрудняет использование дальномеров, поэтому иногда применяют беспикетный способ полевого трассирования, при котором на местности разбивают не каждый стометровый пикет, а только точки, расположенные на характерных

формах рельефа и важных для проектирования элементах ситуации. На планах и продольных профилях пикеты наносят камерально, их

отметки определяют интерполированием между ближайшими плюсовыми точками. Если пикеты необходимы для строительства дороги, то их разбивают на местности при восстановлении трассы.

Вопрос 19 – 20 Расчёт элементов круговых кривых

Величина, показывающая насколько меньше длина круговой кривой, соединяющей две точки, чем расстояние между этими точками, измеренное по направлениям магистрального хода. Рассчитывается по формуле: ынос пикетов на кривую.

Чтобы уточнить положение кривой на местности, обычно выполняют разбивку кривой способом прямоугольных координат и обозначают пикетные и плюсовые точки. Для каждой точки определяют расстояние к от начала или конца кривой. Прямоугольные координаты вычисляют в соответствии с рис.46 по следующим формулам:

Рис.46.Вынос пикетов на кривую

где к - расстояние от начала или конца кривой до переносимого пикета.

Из рис.46 кпк10= 70.00 м, кпк11 =170.00 м, кпк12 = 44.16 м, тогда

Епк10 =(кпк10.180? ) /πR = (70.00м .180? ) /3.1416.200м =20.053 .

Епк11 =(кпк11.180? ) /πR =(170.00м .180? ) /3.1416.200м =48.701 .

Епк12 =(кпк12.180? ) /πR =(44.16м .180? ) /3.1416. 200м =12.651 .

Xпк10=R. sinЕпк10=200.00. sin20.054 =68.58 м,

Yпк10 =2R. sin2(Епк10/2)=400.00. sin 2(20.054/2)=12.13 м,

Xпк11=R. sinЕпк11=200.00. sin 48.702 =150.26 м,

Yпк11=2R. sin2(Епк11/2)=400.00. sin 2(48.702/2)=68.00 м,

Xпк12=R. sinЕпк12=200.00. sin12.651 =43.80 м,

Yпк12=2R. sin2(Епк12/2)=400.00. sin 2(12.651/2)=4.86 м.

Детальная разбивка круговой кривой

а) Способ прямоугольных координат

При определении прямоугольных координат точек круговой кривой за ось абсцисс принимают линию тангенса, а за начало координат начало или конец кривой. Прямоугольные координаты точек (рис.46), лежащих на круговой кривой, находят из прямоугольного треугольника

Хn = R. sin(nE), Yn = R - R. cos(nE) = 2R. sin2(nE/2),

где угол Е соответствует длине дуги к, т.е. Е = к. 180? /πR. Разбивка пикетажа по трассе состоит в отложении по оси сооружения отрезков, равных 100 метров. Эти отрезки называют пикетами. Конец каждого пикета закрепляют колышком и сторожком (на асфальте – масляной краской) и подписывают.

Начальную точку трассы обозначают ПК0, последующие – ПК1, ПК2 и так далее. Кроме целых пикетов отмечают на местности плюсовые точки: рельефные – характерные перегибы рельефа местности и контурные – пересекаемые трассой сооружения, водотоки, границы угодий и так далее. Эти точки обозначают присоединением к номеру ближайшего младшего пикета величины расстояния от него, например, ПК0+34,00.

Колышки подписывают соответствующим номером пикета или обозначением плюсовой точки, а также номером бригады.

В тех местах трассы, где поперечный уклон местности круче 1/5 разбивают поперечники. При разбивке поперечника закрепляют кольями его концы, точку пересечения с трассой, а также точки перегиба рельефа.

Начало поперечника обозначают так же, как плюсовую точку, а точки поперечника – указанием расстояния от начала с присоединением буквы "Л", когда они расположены влево от трассы, и буквы "П" – когда вправо. Способ прямоугольных координат

Способ прямоугольных координат

Этот способ обычно применяют в случаях, когда геодезической основой является строительная сетка (рис. 1.46), ее вершины А, В, С, D закреплены на местности. Для выноса точки К (точка сооружения) по линии AD откладывай ют отрезок d1 = УК - УА и по перпендикулярному AD направлению отрезок d2 = Хк - ХА. Для построения отрезков и d2 теодолит устанавливают над точкой А и приводят его в рабочее положение. Перекрестие нитей зрительной трубы наводят на точку D и от точки А в створе линии AD, фиксируемой теодолитом, откладывают горизонтальное проложение d1 и получают точку Р. Теодолит переносят и устанавливают над точкой Р, приводят его в рабочее положение, откладывают прямой угол APР'. По направлению РР' от точки Р откладывают горизонтальное проложение d2, получают точку К, закрепляют ее.

Способ прямоугольных координат

Средняя квадратическая ошибка положения точки К выражается формулой (1.42)

где m Δх, m Δy — средние квадратичеcкие ошибки откладывания приращения координат; mβ — средняя квадратическая ошибка построения угла в точке Р; m2исх, m2ц, m2ф — средние квадратические ошибки исходных данных, центрирования теодолита и фиксации точки К соответственно. Центрирование теодолита и фиксирование точки обычно равны mц = mф = 1 мм. При стороне строительной сетки 200 м и положении точки К в середине квадрата (Δх = Δу = 100 м) и при относительной ошибке откладывания Δх и Δу 1:10 000 получим mΔx = mΔу = 100 000/10 000 = 10 мм. При mβ = 10" (mβ / ρ) Δx = 10" · 100 000 / 206 265" = 5 мм, mф = 1 мм.

Принимая mисх = 10 мм, по формуле (1.42) находим

Значения mц и mф по малости можно не учитывать.

ВОПРОС №21Поправки округляют до целых миллиметров, а сумма их должна равняться невязке с обратным знаком. Этот процесс называют Увязкой превышений.

Теоретически сумма полученных превышений должна равняться разности отметок конечного и начального реперов. В тех случаях, когда ход начат и закончен на одной и той же точке, сумма превышений должна равняться нулю. Отличие практически полученной

суммы средних превышений от теоретического значения называется невязкой. Невязка fh = ∑hi-(Hк - Hн) , где Нк и Нн — отметки конечной и начальной точек.

Полученная невязка не должна превышать определенной величины. Для технического нивелирования она не должна быть больше 50 мм на 1 км хода или 5 мм на одну станцию. При n станциях fhдоп=10√n.

Если полученная невязка больше допустимой, значит качество нивелирования низкое, и работу следует переделать. Если полученная невязка меньше предельной, то ее распределяют в виде

поправок 8Л (мм) во все превышения с обратным знаком. Поправки вычисляют по формуле δh=fn/n, где n — число превышений.

ВОПРОС №21Необходимо иметь ввиду, что поперечное геометрическое нивелирование производят обычно при небольшом перепаде между крайними точками поперечников, когда каждый поперечник может быть снят с 1-2 станций. В процессе сложного нивелирования точки, общие для двух смежных станций, называют связующими, а остальные – промежуточными. При сложном нивелировании особое внимание уделяют связующим точкам, так как ошибка, допущенная в определении высоты одной из связующих точек, передается на все последующие. Способы контроля нивелирования: 1. Нивелирование в два нивелира. Геометрическое нивелирование осуществляют два нивелировщика. Первый фиксирует все репера, связующие и промежуточные точки, а второй – только репера и связующие точки. При обнаружении недопустимых невязок в превышениях между отдельными связующими точками осуществляют третье (контрольное) нивелирование только между этими точками. Этот один из наиболее надежных способов контроля нивелирования используют в качестве основного при изысканиях автомобильных дорог и мостовых переходов. 2. Двойной нивелирный ход. В этом случае нивелирование ведут одним прибором, но нивелирование производят два раза – в прямом и обратном направлении. Превышения между конечными точками, полученные в результате прямого и обратного нивелирных ходов, сравнивают между собой, а полученное расхождение с допустимой погрешностью нивелирования данного класса. Наиболее часто этот способ нивелирования и контроля используют при привязке трассы автомобильной дороги или мостового перехода к пунктам государственной нивелирной сети. 3. Замкнутый нивелирный ход наиболее часто используют при создании планово-высотного обоснования топографических съемок в виде замкнутых теодолитных ходов – полигонов. Контролем в этих случаях служит алгебраическая сумма превышений между связующими точками, которая должна равняться нулю. Этот способ контроля не дает возможности обнаружить ошибки в превышениях соизмеримой величины, но разных знаков. 4. Нивелирный ход между реперами и марками государственной нивелирной сети. Поскольку высоты последних всегда известны из результатов нивелирования более высоких классов, их сравнивают с высотами, полученными по результатам собственного нивелирования. Допустимые невязки распределяют пропорционально длинам сторон нивелирного хода с обратным знаком. Такой способ используется при прокладке протяженных нивелирных ходов. 5. Одиночный нивелирный ход с дополнительными контрольными точками также иногда используют, когда высоты связующих точек могут быть получены дважды при нивелировании с соседних станций. Это и служит контролем нивелирования. На результатах геометрического нивелирования сказываются следующие ошибки: ошибки в отсчетах по рейке за счет недостаточной разрешающей способности трубы mтр = 0,5 – 0,6 мм; ошибки округления отсчета по рейке mо = 1 мм; ошибки за счет неточного приведения визирной оси к горизонту для нивелиров разных марок mг = 0,4 – 1,1 мм; ошибки дециметровых делений рейки mд = 0,5 – 1 мм. Величина ошибки по рейке складывается: m2отсч = m2тр + m2о + m2г + m2д. Допустимая невязка в превышениях для нивелирного хода длиною L км окончательно определится: fh = f hкм √L.

Для технического нивелирования: fh = (50/100) √L мм, где L – длина двойного нивелирного хода в километрах. . Результаты измерений заносят в специальный пикетажный журнал, изготовленный из миллиметровой бумаги, вдоль середины каждой страницы которого проведена красная линия, изображающая условную выпрямленную ось трассы. Повороты трассы отмечают стрелками с надписями величин элементов закруглений. На трассе в пикетажном журнале также показывают пикеты и их номера, плюсовые точки, номера и пикетажное положение вершин углов, притрассовые реперы. Кроме того, отмечают: границы угодий, ручьи, реки, овраги, болота, железные и автомобильные дороги, пересекаемые коммуникации, здания и сооружения и другие отдельные строения и т. д. Стрелками показывают направление поверхностного стока.

ВОПРОС №22Профильная сетка для большей наглядности и читаемости заполняется черным (все, что относится к существующим элементам местности) и красным (все проектируемое на профилях) цветами.

Условия проектирования:

1. MAX уклон i _max = 60%%;

2. Объем выемки должен быть примерно равен объему насыпи;

3. Фиксированные по высоте начальная и, по возможности, конечная точки.