Материал: Shpora_Po_Geodezii

35. Измерение горизонтального угла (способ приёмов)

Горизонтальный угол ВАС (рис. 8.12) на местности измеряют так.

В вершине измеряемого угла устанавливают теододит. Головку штатива

располагают примерно над знаком, а ее верхнюю площадку приводят в горизонтальное положение. Наконечники ножек штатива вдавливают в грунт.

Теодолит центрируют над точной А и по уровню на алидаде горизонтального круга с помощью подъемных винтов приводят ось вращения теодолита в вертикальное положение. На точках В и С, фиксирующих направление, между которыми измеряется угол, устанавливают визирные цели: марки, вехи, шпильки и т.п. Сетки нитей трубы устанавливают в соответствие со зрением наблюдателя. Для этого трубу наводят на светлый фон (небо, белую стену) и, вращая окулярное кольцо, в поле зрения трубы добиваются четкого изображения сетки нитей. Глядя поверх трубы, совмещают крест визира с визирной целью (визирная цель должна появиться в поле зрения трубы). После попадания в поле зрения трубы визирной цели фиксируют направление, зажимая закрепительные винты алидады и трубы. Вращением фокусирующей кремальеры добиваются резкого изображения визирной цели. Наводящими винтами алидады и трубы совмещают центр сетки с изображением визирной цели. Существует несколько способов измерения углов. Наиболее простой способ - совмещение нулей лимба и алидады или "от нуля". В этом случае нуль алидады совмещают с нулём лимба.

Алидаду закрепляют, оставляя незакрепленным лимб. Трубу наводят на визирную цель и закрепляют лимб, После этого алидаду открепляют,

наводят трубу на другую визирную цель и закрепляют алидаду. Отсчет на лимбе даст значение измеряемого угла. Как правило, отсчеты по лимбу производят дважды. Описанный способ прост, но недостаточно точен, поэтому чаще применяют способ приёмов. В этом случае совмещение трубы с первой визирной целью производят при произвольном отсчете по лимбу.

Измерение угла при одном положение круга называют полуприемом.

Как правило, работу по измерению угла на точке заканчивают полным приёмом — измерением при правом и левом положениях вертикаль го круга. Более точных результатов можно достичь, если измерения выполнять несколькими приемами. Результаты измерений записывают в полевой журнал (табл. 8.1). Из полученных отсчетов (например, на левую точку 14) 263 18,6' и 18,8' берут среднее значение - 263°18,7'. На правую точку 16 получают средний отсчет 318°42,2'. Разность средних отсчетов (П - Л) является измеренным значением угла 55°23,5'. Расхождение значений измеренного угла в полуприемах не должно превышать полуторной точности отсчета. Если измерения производят несколькими приемами, то лимб между ними переставляют на угол у = 180/n, где п — число приемов.

36. Вертикальный круг теодолита. Измерение вертикальных углов. Формулы, используемые при обработке результатов.

В вертикальной плоскости теодолитом измеряют углы наклона или зенитные расстояния (рис. 8.13). Принято различать положительные и отрицательные углы наклона. Положительный угол образуется разностью между направлением на предмет, располагаемым выше уровня горизонтальной оси вращения трубы, и направлением, соответствующим горизонтальному положению визирной оси. Отрицательный угол образуется между горизонтальным положением визирной оси трубы и направлением на точку, располагаемую ниже горизонтальной оси вращения трубы.

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, 6) показана подпись делений 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 градусов: 0°, 90°. У теодолитов ЗТЗО начальный индекс, относительно которого производят отсчеты по вертикальному кругу, приводится в горизонтальное положение уровнем при горизонтальном круге. Уровень скреплен с алидадой так, что его ось установлена параллельно коллимационной плоскости зрительной трубы. Для вычисления значений углов наклона определяют место нуля (МО). Место нуля — это отсчет по вертикальному кругу, соответствующий горизонтальному положению визирной оси и положению уровня при алидаде вертикального круга в нуль-пункте, или горизонтальности отсчетного индекса у теодолитов с компенсатором при вертикальном круге. Место нуля определяют так: устанавливают теодолит, приводят его в рабочее положение, находят хорошо видимую точку и наводят на нее трубу при круге «лево» (КЛ). При наличии уровня при вертикальном круге приводят его пузырек в нуль-пункт и берут отсчет по вертикальному кругу. Трубу переворачивают через зенит, теодолит— на 180° и вновь, теперь уже при круге «право» (КП), наводят крест сетки нитей на ту же точку. Вновь приводят пузырек уровня в нуль-пункт и берут второй отсчет по вертикальному кругу. При работе с теодолитом ЗТЗО место нуля вычисляют по следующей формуле: МО = (П + Л + 180°)/2, где П и Л — отсчеты по вертикальному кругу теодолита при измерении углов приема КП и КЛ соответственно. При работе с теодолитом ЗТ5КП место нуля вычисляют по следующей формуле: МО = (П + Л)/2. При работе с другими теодолитами формулу для вычислений МО узнают из паспорта, прикладываемого к каждому теодолиту. Результаты измерения записывают в журнал (табл. 8.2). Место нуля может иметь любое значение. Важно, чтобы при измерении вертикальных углов оно оставалось постоянным. Для удобства вычислений желательно, чтобы МО было близким, а еще лучше равным нулю. Место нуля исправляют так. После определения МО вращением трубы теодолита при Л устанавливают отсчет по вертикальному кругу, равный вычисленному углу наклона. В этом случае средняя горизонтальная нить сетки сойдет с изображения точки. Вертикальными исправительными винтами сетки среднюю горизонтальную нить наводят на точку. Измерение вертикальных углов основано на конструктивной особенности теодолита, лимб вертикального круга которого жестко

скреплен на лимбе вертикального круга: 0... 180° или 90...270°. Лимб, вращаясь вместе с трубой, подводит к отсчетным индексам различные отсчеты. Разность отсчетов между двумя направлениями, между направлением и горизонтальным отсчетным индексом

даст значение вертикального угла v или угла от горизонта до измеряемого направления.

Для решения некоторых инженерных задач требуется определить зенитное расстояние, которое является дополнением угла наклона до 90°: z = 90° - v. Зенитное расстояние образуется визирной линией и отвесной линией, называемой направлением на точку зенита. При измерении зенитных расстояний вместо МО определяют место зенита (МЗ). Отсчеты по вертикальному кругу производят при положении пузырька уровня при вертикальном круге в нуль-пункте, что означает приведение отсчетного индекса в горизонтальное положение. Если теодолиты снабжены компенсатором, то отсчетный индекс автоматически приводится в горизонтальное положение. Если у теодолита нет уровня при вертикальном круге и компенсатора (например, теодолиты ЗТЗО), то перед отсчетом по вертикальному кругу приводится в нуль-пункт уровень при горизонтальном круге. Хотя оцифровка делений на вертикальных кругах теодолитов различна, правила придания знаков вертикальным углам общие: поднятие визирной оси трубы над горизонтом образует положительные углы наклона. Поэтому при определении угла наклона разными теодолитами его вычисляют по следующим формулам: для ЗТЗО: v = Л - МО, v = МО - П - 180°, v = (Л - П - 180°)/2; ЗТ5К, 2Т5П: v = Л - МО, v = МО - П, v = (Л - П)/2. Если из уменьшаемого отсчета нельзя вычесть вычитаемое, то к отсчету, меньшему 90°, прибавляют 360°. Результаты измерений и вычислений записывают в полевых журналах (табл. 8.3).

37. Теодолитная съёмка. Состав работ. Полевые работы. Съёмка подробностей.

Теодолитная съёмка, горизонтальная геодезическая съёмка местности, выполняемая для получения контурного плана местности (без высотной характеристики рельефа) с помощью теодолита. В отличие от тахеометрической съёмки и фототеодолитной съёмки, при Теодолитной съёмке высотных характеристик рельефа местности не определяют. Обычно применяется в равнинной местности, в населённых пунктах, на ж.-д. узлах, застроенных участках и прочее.

Теодолитную съемку применяют главным образом при съемке местности с капитальной застройкой. Она состоит из съемки деталей фасадов зданий, поездов и внутриквартальных территорий. Мензульную и тахеометрическую съемки применяют при инженерно-геодезических изысканиях в основном для сельского строительства, а также землеустройства, когда применение аэрофотосъемки затруднено. Состав работ:

Теодолитная съемка складывается из следующих этапов:

1.Камеральная подготовка материалов.

2.Рекогносцировка местности и закрепление намеченных пунктов геодезическими знаками.

3.Полевые измерительные работы.

4.Камеральная обработка результатов.

Камеральная подготовка. В период камеральной обработки устанавливают наличие планов, составленных на снимаемую местность по ранее произведенным съемкам: из имеющихся материалов отбирают планы и карты наиболее крупных масштабов и съемок последних лет. Составляют схему расположения пунктов имеющегося съемочного обоснования. Из каталогов выписывют координаты этих пунктов. На подобранных планах или топографических картах составляют проект организации полевых работ. Рекогносцировка местности. После камеральной подготовки исполнитель осматривает местность, устанавливает изменения в контурах, проверяет целесообразность исполнения намеченного проекта, уточняет его на месте, назначает места установки пунктов съемочной сети, закрепляет их геодезическими знаками и намечает пути привязки к пунктам геодезической сети более высокого порядка. Вслед за этим выполняют непосредственно полевые измерения, которые проводят в два этапа: первый – построение съемочной сети и второй – съемка контуров.

При теодолитной съемке съемочная сеть в основном состоит из теодолитных ходов – многоугольников, в которых измеряют длины сторон и поворотные углы между сторонами. Теодолитный ход может быть разомкнутый – вытянутый ход, начало и конец которого опираются на пункты геодезического обоснования более высокого порядка. У этого хода углы при начальной и конечной точках совпадающих с пунктами съемочного обоснования, называют примычними. Замкнутый – сомкнутый многоугольник, обычно привязанный к одному из пунктов геодезического обоснования. Для привязки, т.е. для передачи координат от исходного пункта, измерены углы и линия между пунктами. Висячий – ход примыкает к геодезическому обоснованию одним своим концом, второй конец остается свободным.

Полевые работы и съемка подробностей:

Результаты теодолитной съемки отражают в абрисе, соблюдая следующие правила: для удобства записей измерений размеры объектов, выражающиеся в масштабе плана, на абрисе могут быть не пропорциональны друг другу, однако общее очертание объектов по возможности должно отражать подобие их взаимного положения и формы; архитектурные выступы следует зарисовывать, если их размер на плане будет более 0,5 мм; объекты, не выражающиеся в масштабе плана (столбы и опоры воздушных линий электропередач и связи, выходы подземных сооружений и пр.), зарисовывают соответствующими условными знаками; прямыми линиями можно отображать только те контуры, для которых действительное отклонение отпрямолинейных в отдельных точках не превышает 0,5 мм на плане; на застроенных территориях необходимо зарисовывать границы отдельных усадеб и контуры других объектов, расположенных внутри приусадебного участка (залежи, пруды и др.); на участке съемки с массивом растительности следует выделять и показывать на абрисе контуры молодой поросли, редколесья, вырубок, кустарников и др.; отображению в абрисе подлежат также просеки, лесные дороги, тропинки, отдельно стоящие деревья. Для контроля и повышения точности съемки рекомендуется сделать промеры между углами соседних зданий необходимо также указать этажность постройки, назначение и материал стен.

Теодолитную съемку обычно выполняют одновременно с построением съемочной сети. Для этого на пункте теодолитного хода вначале изщмеряют горизонтальные углы с записью в журнал. При измерении стороны в прямом направлении делают необходимые измерения и зарисовки. Результат прямого измерения линии показывают на абрисе, а двойного (прямого и обратного) – в журнале теодолитной съемки. Практикуется записывать в отдельной таблице, размещенной на абрисе, полярные углы и расстояния при съемке полярным способом. Однако их можно помещать также в журнале измерения углов.

38. Камеральные работы при тахеометрической съемке. Построение плана.

В ходе камеральных работ осуществляю проверку: журналов измерений и абрисов; обработку и уравнение угловых измерений теодолитных ходов; уравнение приращения координат и вычисление координат съемочных точек и составление ведомости координат; построение координатной сетки на чертежной бумаге; подготовку ситуационного плана местности в заданном масштабе.

Перед нанесением на план точек съемочного обоснования и ситуационных точек на листе ватмана строят координатную сетку с использованием для этой цели металлической топографической линейки Дробышева (ЛТ-1) или линейки ЛБЛ.

В положении линейки 1, разместив ее параллельно нижнему краю листа ватмана, отмечают по вырезам 6 черточек. В положении 2 совмещают центр первого выреза с шестым штрихом линии, полученной в положении 1, и, разместив линейку приблизительно параллельно правому краю листа ватмана, по вырезам отмечают 5 дуг. Затем в положении 3 совмещают центр первого выреза с черточкой в начале прямой, полученной в положении 1, и концом линейки засекают последнюю дугу, полученную в положении 2, и таким образом получают первый прямоугольный треугольник. Далее строят второй прямоугольный треугольник и, соединив одноименные точки, расположенные на противоположных сторонах полученного прямоугольника, получают координатную сетку.

Одноименным образом строят сетку и с помощью топографической линейки ЛБЛ, но с размером сетки квадратов по 8 см.

На плане вершины квадратов сетки закрепляют зеленой тушью крестообразно черточками длиной по 6мм. Полученную таким образом координатную сетку оцифровывают в абсолютной зональной или произвольной системе прямоугольных координат.

Далее на плане по координатам с помощью циркуля и поперечного масштаба наносят и закрепляют тушью точки съемочного обоснования. Характерные ситуационные точки местности обычно наносят на план с помощью тахеографа.

Поскольку теодолитная (горизонтальная) съемка является частным случаем тахеометрической съемки, автоматизируют обработку на ЭВМ результатов теодолитных съемок с подготовкой планов в требуемом масштабе на графопостроителях и цифровых моделей ситуации местности осуществляют с использованием тех же пакетов прикладных программ, что и для тахеометрической съемки.

39.Нивелирование. Способы нивелирования: геометрический, тригонометрический, физический.

По способам выполнения и применяемым приборам различают: геометрическое, тригонометрическое, гидростатическое и барометрическое нивелирования.

Геометрическое нивелирование - наиболее распространенный способ. Его выполняют с помощью нивелира, задающего горизонтальную линию визирования. Сущность геометрического нивелирования (рис. 7.9, а) заключается в следующем. Нивелир устанавливают горизонтально и по рейкам с делениями, стоящими на точках А и В, определяют превышение h как разность между отрезками а и b: h=а-Ь.

Если известна отметка НА точки А и превышение h, отметку Нв точки В определяют как их сумму:

НВ=НА + h.

Во избежание ошибок в знаке превышения точку, отметка ко торой известна, считают задней, а точку, отметку которой определяют, — передней, т. е. превышение — это всегда разность отсчетов назад и вперед. Иногда отсчет по рейке называют «взглядом», поэтому превышение равно «взгляду назад» минус «взгляд вперед».

Место установки нивелира называется станцией. С одной станции можно брать отсчеты по рейкам, установленным во многих точках. При этом превышение между точками не зависит от высоты нивелира над землей. Если поставить нивелир выше (на рис. 7.9, а показано пунктиром), оба отсчета а и b будут больше на одну и ту же величину, но разности между ними будут одинаковы. Для вычисления отметки искомой точки можно применять способ вычисления через горизонт прибора (ГП). Этот способ удобен, когда с одной станции производят нивелирование нескольких точек. Очевидно, что если к отметке точки А прибавить отсчет по рейке на точке А, то получится отметка визирной оси нивелира. Эта отметка и называется горизонтом прибора. Если теперь из горизонта прибора вычесть отсчеты на всех точках, взятые на этой станции, получатся отметки этих точек.

Если для определения превышения между точками А и В достаточно один раз установить нивелир, то такой случай называется простым нивелированием (см. рис. 7.9, а).

Если же превышение между точками можно определить только после нескольких установок нивелира, то такое нивелирование условно называют сложным (рис. 7.9, б). В этом случае точки D и C называют связующими. Превышения между ними определяют по схеме простого нивелирования.

При сложном нивелировании превышение между точками А и В

Если известна отметка точки А, можно определить отметку точки В:

Такую схему нивелирования называют нивелирным ходом. Несколько ходов с общими начальными или конечными точками образуют нивелирную сеть.

В зависимости от требуемой точности определения отметок нивелирование делят на 1 ...4-й классы и техническое.

Ходы нивелирования 1-го класса прокладывают вдоль железных и шоссейных дорог в различных направлениях. По данным нивелирования, повторяющегося по тем же точкам через несколько лет, изучают движение земной коры и решают другие научные задачи.

Ходы нивелирования 2-го класса, прокладываемые вдоль дорог и больших рек, образуют полигоны периметром 500...600 км, которые опираются на пункты нивелирования 1-го класса. Нивелированием 1-го и 2-го классов на территории страны распространяют отметки относительно исходной уровенной поверхности.

Ходы нивелирования 3-го класса прокладывают между пункта ми нивелирования 1-го и 2-го классов.

Нивелирование 4-го класса и техническое применяют для сгущения нивелирной сети более высоких классов. Эти сети являются высотным обоснованием для топографических съемок при составлении карт и планов, строительно-монтажных, мелиоративных и других работах.

Ходы нивелирования более низких классов всегда опираются на пункты ходов более высоких классов. От метки пунктов ходов более высоких классов принимают за исходные. Результаты нивелирования используют в различных отраслях народного хозяйства: строительстве, мелиорации, горном деле и т.д. (рис. 7.10).