Современные методы создания планово-высотного обоснования. Съемка и съемочное обоснование Съемочное плановое обоснование

Кафедра геодезии

По летней геодезической практике

Руководитель: Акумянский Ю.М.

Группа 013с1
«Бригада 666»
Шевяков В.А. – бригадир
Ильина Д.Е. – зам. Бригадира
Балабанов И. С.

Томск 2014г

Введение

Физико-географическое описание района работ

2.1. Поверка теодолита

2.2. Поверки нивелира

Создание съемочного обоснования

3.1. Проложение теодолитного хода(замкнутый и разомкнутый)

3.2. Проложение нивелирного хода по точкам теодолитного хода

Тахеометрическая съемка

4.1. Приведение теодолита в рабочее положение на станции

4.2. Порядок работы на станции

4.3. Камеральные работы при тахеометрической съемке

Съемка пикетажа

Инжинерные задачи

Заключение

Список литературы

Приложение.

9.1. Ведомость координат точек замкнутого теодолитного хода.

9.2. Ведомость координат точек разомкнутого теодолитного хода.

9.3. Журнал нивелирования.

9.4. Журнал измерения углов.

9.5. Абрис теодолитного хода.

9.6. Журнал тахеометрической съемки.

9.7. Измерение превышений по пикетажу для замкнутого хода.

9.8. Измерение превышений по пикетажу для разомкнутого хода

9.9. Продольный профиль участка трассы для замкнутого хода.

9.10. Продольный профиль участка трассы для разомкнутого хода.

9.11. Ситуация пикетажа.

9.12. Калька высот.

9.13. План участка.

9.14. Инженерно-геодезические задачи.

9.15. Журнал измерения расстояний.

Введение

Летняя геодезическая практика проходила в городе Томске в Михайловской роще. Практика длилась 4 недели: с 30.06.14 по 28.07.14. Бригада состояла из 3 человек.

Цель практики: закрепление теоретических знаний, полученных в течение учебного года, приобретение практических навыков по выполнению геодезических работ, связанных с созданием планово-высотного геодезического обоснования, производством топографических съемок местности, решением ряда инженерных геодезических задач, необходимых при изысканиях, проектировании и строительстве инженерных сооружений.

Физико-географическое описание района работ.

В географическом положении место практики расположено в Томской области, г.Томск, Октябрьском районе, Михайловской роще. Рельеф в данной местности холмистый, район работ расположен на Западно-Сибирской равнине. На участке работ отсутствуют водоёмы и водохранилища. Преобладающая растительность: луговая трава (клевер, ромашка), деревья (сосна, берёза, клен). Вблизи места проведения работ расположена автомобильная дорога. Климат в указанном районе резко континентальный, средние температуры: июнь +20° С.

Поверки геодезических инструментов

Поверка теодолита.

1. Ось цилиндрического уровня при алидаде должна быть перпендикулярна оси вращения теодолита.

Инструмент устанавливается на штатив, прикрепляется становым винтом и плоскость лимба приблизительно приводится в горизонтальное положение. После этого поворотом алидады ставят ось уровня по направлению двух подъемных винтов и, действуя этими подъёмными винтами, выводят пузырёк уровня на середину. Потом поворачивают алидаду на 90° и третьим подъёмным винтом выводят пузырёк в нуль пункт. Затем алидаду поворачивают на 180°. Если пузырёк уровня остановился на середине (в нуль пункте), то условие перпендикулярности осей уровня и инструмента выполнено. Если условие не выполнено, то исправительными винтами уровня, перемещают пузырёк кнульпункту на половину его отклонения от середины.

2. Поверка положения коллимационной плоскости.

Для поверки данного условия на местности выбирается ясно видимый удаленный предмет на одну из точек которого можно навести центр сетки нити. Визируя на него зрительную трубу при двух положениях вертикального круга (круг лева – КЛ, круг права - КП), берет отсчеты по горизонтальному кругу и вычисляют коллимационную ошибку, по формуле: .

Которая не должна превышать двойную точность прибора: |C|>2t.

Условие выполнено.

3. Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения теодолита.

Для этого в 10-20 м от теодолита выбирается неподвижная хорошо выраженная точка, на нее наводится центр сетки. Затем поворотом винта визирной трубы смещаем ее в вертикальной плоскости.

Если вертикальная нить не сходит с наблюдаемой точки, то условие выполнено, если нет, то нужно ослабить винты сетки, повернуть ее в нужную сторону и закрепить винты. При этом может нарушиться условие 2.

4. Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна оси вращения теодолита.

Для выполнения этого условия нужно теодолит привести в рабочее положение. Трубу навести на высоко расположенную точку М. Закрепляем лимб и алидаду. Трубу поворачиваем вниз и примерно на уровне земли намечаем точку М1, трубу переводим через зенит, центр сетки наводим на точку М, и поворотом трубы объектив снова опускаем вниз и примерно на уровне земли намечают точку М2. Если точки М1 и М2 не совпали, то условие нарушено, с помощью исправительных винтов изменяем высоту подставки.

5. Проверка места нуля вертикального круга

Место нуля (МО) – это отсчет по лимбу вертикального круга, при котором визирная ось трубы горизонтальна, а пузырек цилиндрического уровня при горизонтальном круге находится в нуль-пункте.

Наводим центр сетки на произвольную точку. Снимаем отсчет по вертикальному кругу при КЛ и КП. Затем вычисляем МО по формуле: МО=(КЛ+КП)/2

Поверки нивелира.

1.Поверка круглого уровня.

Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира. Поверка выполняется следующим образом: круглый уровень устанавливают по направлению каких-либо двух подъемных винтов. С помощью подъемных винтов приводим пузырек в нуль пункт. Поворачиваем нивелир на 180⁰ и если пузырек остался в нуль-пункте, то условие выполнено.

2. Поверка сетки нити.

Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярно оси вращения нивелира. На 40-30 метрах от инструмента устанавливается рейка. Наводят на нее трубу так, чтобы изображение рейки последовательно получалось в разных местах поля зрения, снимаются отсчеты. Если все три отсчета одинаковые, то условие выполнено.

3. Поверка главного геометрического условия.

На ровной местности устанавливают две реки на расстоянии 40-60 м. Определив шагами середину, устанавливаем нивелир. Приводим его в рабочее положение. Условно принимаем одну рейку как заднюю, вторую как переднюю. Берем отсчеты по обеим сторонам реек, и вычисляем превышение по формуле: h= .Расхождение превышений по черной и красной сторонам реек не должны превышать 4 мм.

Условие выполнено.

Создание съёмочного обоснования.

Наиболее простой путь создания обоснования – проложение тахеометрических или теодолитно-нивелирных ходов.

Топографическая съемка - это комплекс геодезических работ, выполняемых на местности для составления топографических карт и планов. Различают съемки для составления топографических планов крупных масштабов (1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000) и мел­ких (1:10000, 1:25000 и мельче). В инженерной геодезии выпол­няют в основном съемки крупных масштабов.

Съемке и отображению на топографических планах подлежат все элементы ситуации местности, существующей застройки, бла­гоустройства, подземных и наземных коммуникаций, а также ре­льеф местности.

Точки, определяющие на плане положение контуров ситуации, условно делят на твердые и нетвердые. К твердым относят четко определяемые контуры сооружений, построенных из долговременных материалов (кирпича, бетона), например углы капитальных зданий. Контуры, не имеющие четких границ, например луга, леса, пашни, относят к нетвердым.

На топографические планы наносят пункты плановых и высот­ных геодезических сетей, а также все точки, с которых производят съемку, если они закреплены постоянными знаками. На специали­зированных планах допускается отображение не всей ситуации ме­стности, а только тех объектов, которые необходимы: применение нестандартных высот сечений рельефа, снижение или повышение точности изображения контуров и съемки рельефа.

Топографическая съёмка выполняются в три основных этапа:

Подготовительный этап. Получение технического задания от Заказчика и подготовка договорной документации. Сбор и анализ материалов ранее выполненных геодезических работ (съемочных сетей, топографических съемок и др.) на заданную территорию. Осуществление регистрации (получение разрешения) производства топографо-геодезических работ.

Полевой этап. Рекогносцировочные обследования территории и создание опорных геодезических сетей с использованием GPS, создание планово-высотных съемочных геодезических сетей. Топографическая съемка, включая съемку подземных и надземных сооружений.

Камеральный этап. Составление (обновление) топографического плана - окончательная обработка полевых материалов и данных с оценкой точности полученных результатов. Согласование (при наличии) нанесенных на топографические планы коммуникаций (линий электропередач, линий связи, магистральных трубопроводов и т.д.) с организациями, в ведении которых находятся данные объекты. Подготовка технического отчета.

Топографическую съемку выполняют с точек местности, по­ложение которых в принятой системе координат известно. Таки­ми точками служат пункты опорных государственных и инженер­но-геодезических сетей. Однако их количества, приходящегося на площадь снимаемого участка, большей частью бывает недоста­точно, поэтому геодезическая основа сгущается обоснованием, называемым съемочным.

Съемочное обоснование развивается от пунктов плановых и высотных опорных сетей. На участках съемки площадью до 1 км 2 съемочное обоснование может быть создано в виде самостоятель­ной геодезической опорной сети.

При построении съемочного обоснования одновременно оп­ределяют положение точек в плане и по высоте. Плановое поло­жение точек съемочного обоснования определяют: теодолитными и тахеометрическими ходами, построением аналитичес­ких сетей из треугольников и различного рода засечками. Высоты точек съемочного обоснования чаще всего определяют геометри­ческим и тригонометрическим нивелированием.

Самый распространенный вид съемочного планового обосно­вания - теодолитные ходы, опирающиеся на один или два ис­ходных пункта, или системы ходов, опирающихся не менее чем на два исходных пункта. В системе ходов в местах их пересечений образуются узловые точки, в которых могут сходиться несколько ходов.

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 4,0км; 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 350м и не менее 20м. Относительные линейные невязки в ходах не должны превышать 1: 2000, а при неблагоприятных условиях измерений (заросли, болото) - 1:1000.

Углы поворота на точках ходов измеряют теодолитами со средней квадратической погрешностью 0,5" одним приемом. Расхож­дение значений углов в полуприемах допускают не более 0,8". Дли­ну линий в ходах измеряют оптическими или светодальномерами, мерными лентами и рулетками. Каждую сторону измеряют дважды - в прямом и обратном направлениях. Расхождение в из­меренных значениях допускается в пределах 1:2000 от измеряемой длины линии.

Рисунок 2. Схема теодолитного хода

При определении высот точек съемочного обоснования гео­метрическим нивелированием невязка в ходе не должна превы­шать 5√Lсм, тригонометрическим нивелированием - 20√Lсм, где L - длина хода, км.

Точки съемочного обоснования, как правило, закрепляют на местности временными знаками: деревянными кольями, столбами, металлическими штырями, трубами. Если эти точки предполагается использовать в дальнейшем для других целей, их закрепляют постоянными знаками.

Для составления топографических планов применяют: аналитический, мензульный, тахеометрический, аэрофототопографический фототеодолитный методы съемок, съемку нивелированием поверхности и с помощью спутниковых приемников. Применение или иного метода зависит от условий и масштаба съемки.

При развитии съемочной геодезической сети полярным способом с применением электронных тахеометров длины полярных направлений допускается увеличивать до 1000 м. Средняя квадратическая погрешность измерения горизонтальных углов не должна превышать 15"". Отдельный теодолитный ход должен опираться на два исходных пункта и два исходных дирекционных угла.

При создании съемочной сети допускаются: проложение теодолитного хода, опирающегося на два исходных пункта, без угловой привязки на одной из них. При этом для контроля угловых измерений должны использоваться дирекционные углы на ориентирные пункты опорных геодезических сетей или дирекционные углы примыкающих сторон, полученные из астрономических или других измерений (со средней квадратической погрешностью не более 15""), координатная привязка (без измерения примычных углов) к пунктам опорной геодезической сети, при условии выполнения угловых измерений, двумя приемами.

Виды теодолитных ходов показаны на рисунке …

Рисунок 3. Виды теодолитных ходов

Развитие планово-высотной съемочной сети с использованием электронных тахеометров с регистрацией и накоплением результатов измерений (горизонтальных проложений, дирекционных углов, координат и высот пунктов и точек) допускается выполнять одновременно с производством топографической съемки.

При создании (развитии) съемочной геодезической сети предельные длины теодолитных ходов и их предельные абсолютные невязки следует принимать в соответствии с таблицей 3.

Таблица 3

Допуски в теодолитных ходах

	Предельная длина теодолитного хода, км		Предельная абсолютная невязка теодолитного хода, м
Масштаб топографической съемки	между исходными геодезическими пунктами	между исходными пунктами и узловыми точками (или между узловыми точками)	Застроенная территория, открытая местность на незастроенной территории	Незастроенная территория, закрытая древесиной и кустарниковой растительностью

При использовании для измерения сторон теодолитного хода светодальномеров и электронных тахеометров предельная длина хода может быть увеличена в 1,3 раза, при этом предельные длины сторон хода не устанавливаются, а количество сторон в ходе не должно превышать: при съемке в масштабах 1:5000 и 1:2000 в открытой местности - 50 и в закрытой - 100; при съемке в масштабе 1:1000 - 40 и 80 соответственно характеристике местности, а при съемке в масштабе 1:500 - 20. Предельные длины теодолитных ходов и их предельные абсолютные невязки для съемки в масштабе 1:200 устанавливаются в программе изысканий.

Плановое съемочное обоснование может быть создано создано также следующим образом:

1)Прямые засечки следует выполнять не менее чем с трех пунктов опорной геодезической сети так, чтобы углы между смежными направлениями на определяемой точке были не менее 30° и не более 150°.

2)Обратные засечки должны выполняться не менее чем по четырем пунктам опорной геодезической сети при условии, чтобы определяемая точка не находилась вблизи окружности, проходящей через три исходных пункта. 3)Комбинированные засечки должны строиться сочетанием прямых и обратных засечек с использованием не менее трех исходных пунктов.

Высоты точек съемочной сети определяются техническим (тригонометрическим) нивелированием. Ходы технического нивелирования должны прокладываться, как правило, между реперами (марками) нивелирования II-IV классов в виде отдельных ходов или систем ходов (полигонов). Допускаются замкнутые ходы технического нивелирования, опирающиеся на один исходный репер (ходы, прокладываемые в прямом и обратном направлениях). При построении высотной съемочной сети, в случае отсутствия на участке инженерных изысканий реперов и марок государственной нивелирной сети, ходы технического нивелирования должны закрепляться нивелирными знаками из расчета не менее двух на участок работ и не реже чем через 3 км один от другого. Допустимые длины ходов технического нивелирования в зависимости от высоты сечения рельефа топографической съемки должны приниматься по таблице 4.

Таблица 4

Допустимые длины ходов технического нивелирования

Техническое нивелирование (рисунок 8) следует выполнять нивелирами (типа 3Н-5Л, 2Н-10КЛ или им равноточными), а также теодолитами с компенсаторами (типа Т15МКП и др.) или уровнем при трубе, с отсчетом по средней нити по двум сторонам рейки.

Рисунок 4. Техническое нивелирование

Расхождения между значениями превышений, полученными на станции по двум сторонам реек, не должен быть более 5 мм. Расстояние от инструмента до мест установки реек должны быть по возможности равными и не превышать 150 м. Невязка хода технического нивелирования или полигона не должна превышать величины мм, где L - длина хода, км. При числе станций на 1 км хода более 25 невязка хода нивелирования или полигона не должна превышать величинымм, где n - число станций в ходе.

Тригонометрическое нивелирование следует применять для определения высот точек съемочной геодезической сети при топографических съемках с высотой сечения рельефа через 2 и 5 м, а на всхолмленной и пересеченной местности - через 1м. В качестве исходных для тригонометрического нивелирования должны использоваться пункты, высоты которых определены методом геометрического нивелирования. В горных районах допускается использовать в качестве исходных пункты государственной или опорной геодезической сети, высоты которых определены тригонометрическим нивелированием в соответствии с требованиями. Длина ходов тригонометрического нивелирования не должна превышать при топографических съемках с высотой сечения рельефа через 1, 2 и 5 м соответственно 2, 6 и 12 км.

Тригонометрическое нивелирование точек съемочной сети должно производиться в прямом или обратном направлениях с измерением вертикальных углов теодолитом по средней нити одним приемом при двух положениях вертикального круга. Допускается приложение висячих ходов тригонометрического нивелирования длиной, с измерением вертикальных углов в одном направлении по трем нитям при двух положениях вертикального круга. Колебание «места нуля» на станции не должно превышать 1. Высоты инструмента и визирных целей следует измерять с точностью до 1 см.

Расхождение между прямым и обратным превышениями для одной и той же линии при тригонометрическом нивелировании не должно быть долее 0,04S, м, где S - длина линии, выраженная в сотнях метров. Допустимые невязки в ходах и замкнутых полигонах тригонометрического нивелирования не должны превышать величины

где S - длина хода в метрах, а n - число линий в ходе или полигоне.

1.3 Развитие съемочного обоснования и съемка ситуации и рельефа с применением глобальных навигационных спутниковых систем

Полевым работам предшествует составление проекта, включающего подбор необходимых картографических материалов, каталогов пунктов планово-высотного обоснования и выбор способа создания съемочной сети в зависимости от объекта съемки, её масштаба и имеющихся в наличии приборов. Полевые работы включают в себя рекогносцировку местности, создание сети съемочного обоснования и съемку ситуации и рельефа.

Рекогносцировка включает в себя знакомство с местностью в районе будущей съемки, отыскание пунктов обоснования и выбор места для закрепления точек съемочной сети. Эти точки следует располагать по возможности на возвышенных местах с хорошим обзором местности с учетом обеспечения взаимной видимости между смежными точками.

Плановое съемочное обоснование создается проложением теодолитных ходов, засечками и другими способами.

Геодезические методы предусматривают выполнение двух основных видов работ: построение межевой съёмочной сети и определение плоских прямоугольных координат межевых знаков. На первой стадии от пунктов ОМС определяют положение (координаты) пунктов межевой съёмочной сети, располагаемых вблизи объекта землеустройства, например земельного участка, путём проложения теодолитных ходов различной формы.

Разомкнутый теодолитный ход опирается на две известных стороны.

Замкнутый ход - сомкнутый многоугольник опирается на одну известную сторону.

Висячий теодолитный ход, подобный разомкнутому, но опирающийся только на одну известную точку.

Углы измеряются способом отдельного угла.

Допустимые относительные ошибки в теодолитных ходах находятся в пределах от 1/1000 до 1/3000.

На второй стадии, используя пункты межевой съёмочной сети в качестве исходной геодезической основы, определяют обычно полярным способом координаты, межевых знаков, измеряя электронным тахеометром соответствующие полярные углы и горизонтальные проложения. При этом расстояния от прибора до отражателей, установленных над центрами соответствующих межевых знаков, практически не ограничиваются по длине в виду сравнительно высокой точности измерения электронным тахеометром. Для контроля желательно измерить расстояние между смежными межевыми знаками.

Характеристика тахеометра

При создании съемочного обоснования был использован тахеометр серии DTM.

Прибор оснащен полнофункциональной алфавитно-цифровой клавиатурой с обеих сторон. Это обеспечивает быстрый доступ к основным функциям прибора и быстрый ввод данных, кодов и имен точек. Большой графический дисплей и 10 функциональных клавиш позволяет легко и быстро управлять инструментом, вводить и использовать необходимую информацию.

Полная влаго- и пылезащищенность позволяет работать с прибором в самых неблагоприятных погодных условиях. Ресурс работы батареи рассчитан на 27 часов работы в поле без подзарядки. Низкотемпературная модификация прибора Nikon DTM-352W позволяет работать с прибором при температуре до -30.

Объем памяти тахеометра составляет 10000 точек. Для структуризации данных в приборе можно создать 32 различных проекта (файла). Усовершенствованное программного обеспечивания позволяет максимально упростить съемочные работы, а внутренние прикладные программы позволяют проводить необходимые расчеты непосредственно на объекте. Кроме того, расширены возможности по выносу точек в натуру, съемке труднодоступных точек и объектов со сложной геометрией.

Проведение планово-высотного обоснования

Для съемки местности в дополнение к пунктам государ­ственной геодезической сети создается плановое и высотное геодезическое обоснование. Плановым съемочным обосно­ванием крупномасштабных съемок (1:5 000 - 1:500) являют­ся, как правило, теодолитные ходы, проложенные между пун­ктами государственной геодезической сети. Теодолитные ходы могут быть замкнутыми и разомкнутыми, опирающи­мися на две точки с известными координатами. При съемке небольших участков допускается прокладка теодолитных ходов без привязки их к пунктам государственной геодези­ческой основы. Теодолитные ходы прокладываются также при обмерах архитектурных сооружений и служат плановым обоснованием для детальных обмеров фасадов и интерьеров. Существуют и другие способы создания планового геодези­ческого обоснования: микротриангуляция, прямые, обратные и комбинированные засечки.

Высотным съемочным обоснованием служит, как прави­ло, нивелирный ход, проложенный по пунктам теодолитного хода.

Задача: усвоить методику создания планового обоснования на строительном участке, закрепить навыки измерения горизонтальных углов и расстояний на местности, научиться самостоятельно выполнять обработку геодезических измерений и вычислять координаты точек обоснования. Приборы и принадлежности: теодолит, штатив, три вешки, мерный прибор, колышки для закрепления вершин хода, молоток, журналы измерений горизонтальных углов и длин линий, микрокалькулятор или таблицы приращений, координат, бланк ведомости вычисления координат, карандаши, ручки, чертежная бумага, рабочие тетради.

Рисунок 7 - Схемы планового обоснования:

а - полигон; б - ход, опирающийся на один исходный пункт

До начала работы составляют график распределения обязанностей. Образец графика для бригады из 5 студентов (А, Б, В, Г, Д) применительно к схеме ходов на рисунке 7, а приведен в таблице 2.

Плановое съемочное обоснование создается проложением основного и диагонального теодолитных ходов. Основной теодолитный ход опирается на два пункта опорной геодезической сети (см. рисунок 7, а) или прокладывается в виде замкнутого полигона (рисунок 7, б), точки которого

расположены примерно по границе участка.

Ход I-VI-V, проложенный внутри полигона для съемки ситуации, называют диагональным. Полевые геодезические работы при создании съемочного обоснования включают:

Рекогносцировку (изучение) участка местности;

Измерение горизонтальных углов;

Измерение длин сторон;

Вычисление координат пунктов съемочного обоснования.

Если теодолитный ход не опирается на исходные пункты старших классов, то производят

Привязку планового съемочного обоснования к опорной сети.

Таблица 3- График распределения обязанностей

Рекогносцировка участка

Рекогносцировка служит для окончательного выбора положения на местности вepшин теодолитного хода и привязки точек съемочного обоснования к пунктам геодезической сети.

Рекогносцировка выполняется при непосредственном руководстве преподавателя и участии всех членов бригады. Одна из вершин теодолитного хода принимается за начальную и закрепляется временным знаком (металлической трубкой диаметром 2 - 3 см, костылем, деревянным колышком и т.д.). Смежные с ней вершины выбирают с таким расчетом, чтобы было удобно выполнять угловые и линейные измерения, а также производить съемочные работы. Между смежными вершинами должны быть хорошая взаимная видимость и благоприятные условия для линейных измерений.

Для проверки видимости на смежных вершинах теодолитного хода устанавливают вешки.

Видимость между точками считается хорошей, если вешка видна на 3/4 высоты. После установления видимости начальную точку закрепляют окончательно (забивают вровень с землей), а процесс рекогносцировки продолжают, переходя на следующую точку. Для облегчения отыскания точки ее окапывают канавкой. При этом разные бригады применяют различные формы окопки. В конце практики, после приемки руководителем полевой части работ, колышки из земли удаляют.

Запрещается устанавливать (закреплять) пункты теодолитного хода на проезжей части дорог или на дорожках для пешеходов.

Измерение горизонтальных углов

Перед началом работ должны быть выполнены все поверки теодолита и проведено компарирование мерного прибора.

Обычно измеряют внутренние углы полигона. Если ход проложен по часовой стрелке, то измеряют правые по ходу углы. Отсчет по горизонтальному кругу берут сначала на предшествующую, а затем на последующую точки. Так, на точке II берут отсчет на точку I, а затем на точку III. Если ход проложен против часовой стрелки, то измеряют левые по ходу углы, то есть отсчеты сначала берут на предшествующую, а затем на последующую токи.

Точка, над которой устанавливают теодолит для выполнения измерений, называют станцией. На каждой станции теодолит приводят в рабочее положение: центрируют над вершиной угла; приводят вертикальную ось прибора в отвесное положение; подготавливают зрительную трубу теодолита к наблюдению.

Центрирование теодолита над вершиной угла осуществляют с помощью отвеса или оптического центрира. Прибор центрируют тем точнее, чем короче стороны теодолитного хода. Погрешность m ц в измерении угла за центрирование можно вычислить до начала измерений по формуле

,

глее где т β - погрешность измерения угла; D - длина наиболее короткой стороны угла.

Приняв погрешность m ц в два раза меньше погрешности m β и длину короткой стороны D = 100 м, получим

Из этого следует, что при работе теодолитом 30-секундной точности на сторонах угла D = 100 м ошибка центрирования не должна превышать 7 мм. При более коротких сторонах погрешность центрирования должна быть меньше. Приведение вертикальной оси в отвесное положение выполняют при помощи цилиндрического уровня и трех подъемных винтов.

После установки теодолита в рабочее положение приступают к измерению углов хода. При двух направлениях на станции углы измеряют способом полуприемов. Если число направлений больше двух, применяют способ круговых приемов.

Расхождения значений углов в полуприемах не должны превышать двойной точности прибора. За окончательный результат принимают среднее арифметическое значение угла из двух полуприемов. Для ориентирования линий теодолитного хода, а также для контроля измерения углов

целесообразно отсчитывать по буссоли магнитные азимуты сторон хода и записывать их в журнал.

Измерение сторон теодолитного хода

Измерения сторон теодолитного хода производят последовательным уложением мерной ленты вствор линии. Мерные ленты или рулетки не должны отклоняться от створа. Для указания створа линии длиной более 150 м устанавливают дополнительные вешки. Перед измерением необходимо расчистить створ от посторонних предметов (камней, завалов и т.д.).

Привязка планового обоснования к пунктам опорной геодезической сети

В тех случаях, когда участок съемки удален от пунктов опорной геодезической сети, для получения прямоугольных координат точек планового обоснования выполняют дополнительные геодезические измерения. Так, на рисунке 6 б, кроме внутренних углов и сторон основного теодолитного хода, измерены два дополнительных угла на точках VII и пз 7110, а также длина стороны пз 7110 - VII.

Обработка результатов измерений . Вычислительные работы начинают с проверки во «вторую руку» полевых журналов. Если не выполнить эту работу, то ошибки полевых вычислений обнаружатся только после полной обработки материалов, что повлечет за собой переделку всей работы.

Затем в журнале измерения горизонтальных углов составляют рабочую схему теодолитного хода. На схеме показывают пункты опорной геодезической сети, исходные направления, вершины и стороны теодолитных ходов. Исходные пункты и стороны показывают красным цветом. На схему выписывают названия пунктов, значения горизонтальных углов и длин сторон. Для ориентирования на схеме стрелкой показывают направление север - юг.

Вычисления координат вершин теодолитного хода производят в специальной ведомости (таблица 4) в следующей последовательности:

1. Со схемы теодолитного хода в графу 1 ведомости выписывают названия исходных пунктов и вершин основного теодолитного хода, начиная с ориентирного направления пз 7109-пз 7108 и до направления пз 7109-пз 7109, а из журнала измерения углов выписывают в графу 2 значения

измеренных углов и для контроля сверяют их со схемой хода.

Из журнала измерений линий выписывают в графу 6 значения горизонтальных проложений d i и сверяют их для контроля со схемой теодолитного хода.

2. В графу 4 выписывают значения исходных дирекционных углов α 7109-7108 , а в графы 11 и 12 - абсциссы и ординаты пунктов 7108 и 7109. Исходные данные вписывают красным цветом.

3. Подсчитывают в графе 2 сумму измеренных углов и вычисляют угловую невязку хода

, (5)

где Σβ т - теоретическая сумма углов хода, которую вычисляют по формулам:

Σβ т = α н - α к + 180° (n + 1) - для правых углов;

Σβ т = α к - α н + 180° (п + 1) - для левых углов;

Σβ т = 180° (п - 2) - для замкнутого полигона,

где α н и α к - ориентирные дирекционные углы начальной и конечной сторон хода; п - число сторон хода.

Таблица 4 - Ведомость вычислений координат вершин оси основного теодолитного хода

Невязку, полученную по формуле (5), сравнивают с допустимой

Если угловая невязка получилась больше допустимой, надо второй раз проверить вычисление углов в полевом журнале, затем проверить углы, пользуясь магнитными азимутами сторон хода, и выявить, какие углы надо измерить повторно на местности.

Необходимо помнить, что по магнитным азимутам можно обнаружить только грубые промахи в измерении углов. Если угловая невязка меньше допустимой, ее распределяют на все углы поровну. Поправку δ β , которую вычисляют по формуле

округляют до 0,1′.

Если f β не делится без остатка на n, то большую по абсолютной величине поправку вводят в углы с короткими сторонами.

В теодолитных ходах небольшой длины поправки в измеренные углы можно вводить так, чтобы углы оказались округленными до целых минут.

Для контроля подсчитывают сумму поправок, она должна точно равняться невязке, взятой с обратным знаком.

4. По формуле

вычисляют исправленные значения углов и выписывают их в графу 3 ведомости. Сумма исправленных углов должна точно равняться теоретической сумме углов хода.

5. По исправленным значениям углов вычисляют дирекционные углы сторон хода:

α i + 1 = α i ± 180° - β - для правых углов; (6)

α i + 1 = α i + β ± 180° - для левых углов, (7)

Таблица 5 - Перевод дирекционных углов в румбы

где α i и α i + 1 - дирекционные углы предшествующей и последующей сторон хода. Вычисления начинают с дирекционного угла α н исходной стороны. В табл. 5 это сторона пз 7109 - пз 7108.

В примере дан порядок записи при вычислении дирекционных углов по формуле (7) для таблицы 2.

Контролем правильности вычислений служит равенство вычисленного и исходного значений конечного дирекционного угла. В рассматриваемом примере это значение для стороны пз 7109 - пз 7108 равно α к = 339°03,2′. Дирекционные углы сторон выписывают в графу 4.

6. Если приращения координат, предполагается определять с помощью таблиц, то в графу 5 выписывают румбы сторон.

Для определения названия и вычисления румба используют данные, приведенные в таблице 3.

7. В графе 6 ведомости вычислений подсчитывают длину хода

8. Приращения координат вычисляют по формулам ∆х = dcosα и ∆y = dsinα.

Приращения вычисляют с помощью калькулятора или по таблице приращений.

Таблица 6 - Программа вычисления приращений координат

Последовательность вычисления приращений координат на микрокалькуляторах типа «Электроника Б3-18М» приведена в таблице 6 (на примере стороны теодолитного хода V-пз 7109 со значениями α = 238°24,5" и d = 58,74 м).

Вычисления ∆ x и ∆ у с помощью таблиц приращений координат начинают с оформления специальной таблицы в рабочей тетради. Образец оформления приведен в таблице 5. Значения ∆ x и ∆ у даны через 1′ для горизонтальных расстояний 10, 20, ..., 90 м. Поэтому значение d разбивают на сотни, десятки, единицы и доли метра и выбирают для них соответствующие приращения с округлением до сотых долей метра, окончательные величины

приращений координат находят как суммы полученных значений, кругленные до 0,01 м.

Знаки приращения координат зависят от значения угла α или названия румба. Так, ∆х имеет положительный знак при углах α от 0° до 90° (СВ) и от 270° до 360° (СЗ), a ∆y имеет положительный знак при углах а от 0 до 180°, т.е. (СВ и ЮВ). Во всех остальных случаях приращения ∆х и ∆у имеют знак минус.

Таблица 7 - Вычисление приращений координат по таблицам d = 58,74; r = ЮЗ: 58°24′

Вычисленные или найденные по таблицам приращения координат записывают в графы 7 и 8 таблицы 4 с точностью до 0,01 м.

Для контроля приращения вычисляют дважды. Целесообразно, чтобы вычисления сделали студенты с применением различных средств: таблиц (таблица 7) и микрокалькуляторов.

9. Вычисляют невязки в приращениях координат по каждой оси и сравнивают их с допустимыми значениями.

Теоретические суммы приращений координат по осям равны

где Х к, Y к и Х н, Y н - соответственно координаты конечной и начальной точек теодолитного хода. Для замкнутого теодолитного хода (когда Х к = X н и Y к = Y н)

В результате измерения углов и линий возникают погрешности в приращениях координат, под влиянием которых

Эти величины называются невязками, f x по оси X и f у по оси Y.

Таблица 8 - Ведомость вычислений координат вершин диагонального

теодолитного хода

В теодолитном ходе, опирающемся на два опорных пункта, невязки в приращениях координат по осям вычисляют по формулам

Невязка в периметре, которую определяют по формуле

считается допустимой, если она не превышает 1:2000 периметра Р.

10. Если невязка в периметре допустима, то невязки по осям f x и f у распределяют с обратным знаком на все приращения пропорционально длинам горизонтальных проложений. Поправки в приращения координат вычисляют по формулам

Контроль правильности распределения невязок осуществляют в соответствии с зависимостями

Поправки округляют до 0,01 м и полученные значения в сантиметрах записывают в графах 7 и 8 над приращениями координат.

11. Исправленные значения приращений ∆x′ i и ∆y′ i вычисляют по формулам

и выписывают в графах 9 и 10 ведомости вычислений.

Контроль вычислений осуществляют по формулам

12. Вычисляют координаты вершин теодолитного хода

где X i-1 , Y i-1 и Х i , Y i - координаты предшествующей и последующей вершин теодолитного хода.

Контролем правильности вычислений служит совпадение вычисленных координат конечной точки теодолитного хода. В нашем примере (см. таблицу 4) - это координаты пз 7109.

Аналогично вычисляют координаты точек диагонального теодолитного хода. Образец обработки приведен в таблице 8

Топографическая съемка — это комплекс геодезических работ, выполняемых на местности для составления топографических карт и планов. Различают съемки для составления топографических планов крупных масштабов (1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000) и мел­ких (1:10000, 1:25 000 и мельче). В инженерной геодезии выпол­няют в основном съемки крупных масштабов.

Съемке и отображению на топографических планах подлежат все элементы ситуации местности, существующей застройки, бла­гоустройства, подземных и наземных коммуникаций, а также ре­льеф местности. Точки, определяющие на плане положение контуров ситуации, условно делят на твердые и нетвердые. К твердым относят четко определяемые контуры сооружений, построенных из долговремен­ных материалов (кирпича, бетона), например углы капитальных зданий. Контуры, не имеющие четких границ, например луга, леса, пашни, относят к нетвердым.

На топографические планы наносят пункты плановых и высот­ных геодезических сетей, а также все точки, с которых производят съемку, если они закреплены постоянными знаками. На специали­зированных планах допускается отображение не всей ситуации ме­стности, а только тех объектов, которые необходимы: применение нестандартных высот сечений рельефа, снижение или повышение точности изображения контуров и съемки рельефа.

Топографическую съемку выполняют с точек местности, по­ложение которых в принятой системе координат известно. Таки­ми точками служат пункты опорных государственных и инженер­но-геодезических сетей. Однако их количества, приходящегося на площадь снимаемого участка, большей частью бывает недоста­точно, поэтому геодезическая основа сгущается обоснованием, называемым съемочным.

Съемочное обоснование развивается от пунктов плановых и высотных опорных сетей. На участках съемки площадью до 1 км 2 съемочное обоснование может быть создано в виде самостоятель­ной геодезической опорной сети.

При построении съемочного обоснования одновременно оп­ределяют положение точек в плане и по высоте. Плановое поло­жение точек съемочного обоснования определяют: проложением теодолитных и тахеометрических ходов, построением аналитичес­ких сетей из треугольников и различного рода засечками. Высоты точек съемочного обоснования чаще всего определяют геометри­ческим и тригонометрическим нивелированием.

Самый распространенный вид съемочного планового обосно­вания — теодолитные ходы, опирающиеся на один или два ис­ходных пункта, или системы ходов, опирающихся не менее чем на два исходных пункта. В системе ходов в местах их пересечений образуются узловые точки, в которых могут сходиться несколько ходов.

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.

Углы поворота на точках ходов измеряют теодолитами со сред­ ней квадратической погрешностью 0,5" одним приемом. Расхож­ дение значений углов в полуприемах допускают не более 0,8". Дли­ ну линий в ходах измеряют оптическими теодолитами или светодальномера ми, мерными лентами и рулетками. Каждую сторону измеряют дважды — в прямом и обратном направлениях. Расхождение в из­ меренных значениях допускается в пределах 1:2000 от измеряемой длины линии.

При определении высот точек съемочного обоснования гео-­
метрическим нивелированием невязка в ходе не должна превы шать 20 см, тригонометрическим нивелированием — 20 см,
где L — длина хода, км.

Точки съемочного обоснования, как правило, закрепляют на местности временными знаками: деревянными кольями, столба­ми, металлическими штырями, трубами. Если эти точки предпо­ лагается использовать в дальнейшем для других целей, их закреп­ ляют постоянными знаками.

Для составления топографических планов применяют: аналити­ ческий, мензульный, тахеометрический, аэрофототопографичес­кий, фототеодолитный методы съемок, съемку нивелированием поверхности и с помощью спутниковых приемников. Применение того или иного метода зависит от условий и масштаба съемки.