Лекции по геодезии

Методuка исполнения измерений также и.меет большое значение.

Например , для более точного измерения углов теодолитов с большой ошибкой отсчитывания (Т30) надо измерять углы не по способу отдельного угла, а по способу повторений.

Ошибки влияния среды.

Чтобы уменьшить или вовсе устранить влияние среды на точность измерения углов, надо работать под зонтом и в дождь, и при солнце, не допускать, чтобы визирный луч проходил рядом (0,5 м) с местными предметами - строениями, деревьями и др., так как при этом возникает горизонтальная рефракция и луч искривляется; надо соблюдать правила ухода за геодезическими приборами и др.

Приведем примерные значения предельных ошибок в углах, измеренных одним приемом.

 

Теодолиты	Т30	Т15	Т5	Т2
Предельные ошибки измерения угла одним приемом при:
способе отдельного угла	1,0'	0,5'	15"	10"
способе повторений (три повторения)	30"	15"	10"

 

 

 

 

2.3.2 Полевые работы при  теодолитной съемке

          Сущность теодолитной съемки, организация работ. Теодолитная съемка - горизонтальная; по ее результатам составляют контурный план местности. При этом снимают границы строений, дорог, угодий и т. д. Чтобы провести съемку, на местности устанавливают геодезические знаки - пункты обоснования. Сеть таких пунктов называют съемочным обоснованием. С этих пунктов и от линий между ними проводят детальные измерения. Полевые работы при теодолитной съемке организуют так, чтобы в первую очередь произвести измерения, обеспечивающие получение координат пунктов съемочной сети - съемочных точек.

   Теодолитная съемка складывается из следующих этапов:

 камеральная подготовка материалов;

рекогносцировка местности и закрепление намеченных пунктов геодезическими знаками;

полевые измерительные работы;

камеральная обработка результатов измерений.

   Ка.меральная подготовка. В период камеральной подготовки 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 выписывают 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 непосредственные полевые измерения, которые проводят в два этапа: первый - построение съемочной сети и второй - съемка контуров.

         Теодолитный ход. При теодолитной съемке съемочная сеть в основном состоит из теодолитных ходов – многоугольников, в которых измеряют длины сторон d1, d2, ...поворотные углы  β1, β2,…между сторонами.

            Теодолитный ход может быть:

            разомкнутый – вытянутый ход, начало и конец которого опираются на пункты геодезического обоснования более высокого порядка;

           замкнутый – сомкнутый многогугольник, обычно привязанный к одному из пунктов геодезического обоснования;

           висячий ход примыкает к геодезическому обоснованию одним своим концом, второй конец остается свободным.

            Точку поворота теодолитного  хода намечают так, чтобы над  ней можно было установить  теодолит для измерения угла; с нее хорошо бы просматривалась и была доступна для съемки окружающая местность; были видны знаки, установленные на предыдущей и последующей точках хода; чтобы длины сторон хода не превышали 300 – 350 м и не были короче 50 м, а в среднем равнялись 250 м4 при съемке контуров способом перпендикуляров стороны хода располагались от снимаемых границ не далее 50 – 70 м.

             Обычно теодолитные ходы прокладывают вдоль грунтовых и шоссейных дорог, по просекам и другим удобным для измерений местам. При съемке рек для лучшей видимости поймы и в целях сохранности знаков ход лучше располагать на возвышенных местах. При дорожных и речных изысканиях теодолитные ходы, как правило, будут разомкнутые и приближаться к прямолинейным, т. е. углы поворота между сторонами близки к 180º. При съемке отдельных участков ходы обычно замкнутые, так как линии хода совмещают с границами самих участков или угодий. В случае большой вытянутости замкнутого хода в наиболее узком его месте делают перемычку - диагональный ход .

             Пункты теодолитного хода закрепляют деревянными кольями толщиной около 6 см, столбами или железными трубами на бетоне. Часто при инженерных работах такие точки используют как реперы при нивелировании, поэтому основания столбов следует зарывать в землю ниже глубины промерзания грунта. Над поверхностью земли кол не должен выступать более чем на 5 см. Установленный знак окапывают канавкой.

             После закрепления точек теодолитного хода на местности приступают к угловым и линейным измерениям.

             Особое внимание обращают на привязку прокладываемого хода к пунктам существующей геодезической сети съемочного обоснования.

              Из соответствующих каталогов геодезической сети выписывают дирекционные углы αн - начальный и αк - конечный, взятые по направлению хода для опорных сторон АВ и CD. Оттуда же выписывают координаты исходных пунктов, к которым примыкает теодолитный ход.

              При измерении поворотного угла между сторонами хода теодолит центрируют над вершиной угла. Точность центрирования должна быть тем выше, чем короче стороны, образующие угол. Например, при расстоянии более 150 м нужно центрировать с точностью до 1 см, а при меньших расстояниях - 0,5 см. После приведения теодолита в рабочее положение измеряют угол, обычно правый по ходу. Измеряют все углы хода, в том числе и примычные, одним полным приемом - при двух положениях вертикального круга, с перестановкой лимба между полуприемами на некоторый малый угол (1-2º). При измерении углов оптическим теодолитом расхождение между значениями угла, полученными в полуприемах, не должно превышать 0,8'. Теодолитные ходы бывают 1 и 2 разряда

              Стороны в теодолитных ходах 1 разряда измеряют с относительными ошибками не ниже 1 ; 2000, стороны ходов 2 разряда - не ниже 1 : 1000. Для этой цели используют мерные ленты и оптические дальномеры.

             Съемка контуров ситуации. С закрепленных на местности пунктов теодолитного хода снимают ситуацию. Чтобы элементы ситуации изобразить на плане в их подобном виде, на местности намечают и снимают характерные точки на их контурах (границах) - главным образом точки поворота границ.

                В зависимости от условий местности, наличия съемочной сети и геодезических  приборов применяют следующие способы съемки ситуации.

                Способ обхода применяют для  съемки вытянутых объектов (дорог, каналов) или обособленных элементов ситуации (лес, болото). Криволинейную границу участка разбивают на отрезки 1-2, 2-3, ... (рис.1.32, а), которые для данного масштаба съемки можно считать прямыми. Отклонения фактической границы от съемочных линий допускают не более двойной точности масштаба съемки. Например, точность масштаба 1 : 5000 равна 0,1 мм х 5000 = 0,5 м, следовательно, фактические границы от прямых d1, d2,… могут отклоняться не более 1 м.

                Концы намеченных отрезков закрепляют  кольями или столбами и получают полигон 1-2-3 ... Линии этого полигона измеряют лентой или дальномером, а горизонтальные углы β1, β2- угломерным прибором.

                Полигон обязательно привязывают  к линиям съемочной сети путем измерения примычных углов βн и βк и длины линии do.

                Способ полярных координат. На границах элемента ситуации выбирают характерные точки 1, 2, 3, ... (рис.1.32, б) и угломерным прибором измеряют углы β1, β2 ,   между опорной линией, например ВС и направлениями на характерные точки, а лентой или дальномером измеряют расстояния d1, d2,…Этот способ применяют для съемки извилистых контуров в открытой местности.

             Способ перпендикуляров применяют при съемке вытянутых объектов, например, каналов, дорог, а также при городских съемках.

             Из характерных точек контура а, б, в, ... (рис.1.32, в) опускают перпендикуляры на опорные линии I-II, II - III ... Лентой измеряют расстояния 1-1, 1-2 ... вдоль опорной линии от ее начала до оснований перпендикуляров в точках 1, 2, ... , а рулеткой - длины перпендикуляров 1-а, 2 - б, ... Результаты измерений записывают около соответствующих точек на абрисе, составляемом в поле. Перпендикуляры строят длиной до 20 м на глаз, до 100 м - эккером, свыше 100 м – теодолитом.

            Способ угловых засечек применяют для съемки отдельных точек: отдельно стоящих деревьев, столбов, башен, вышек и др., не доступных для линейных измерений. С концов двух опорных линий (см. рис. 1.32, г) угломерным прибором измеряют углы β1, β2, β3, β4 между опорными линиями СВ и ВА и направлениями на снимаемый объект. По стороне и двум прилежащим к ней углам можно построить треугольник и получить положение снимаемой точки.

           Способ линейных засечек применяют главным образом при отсутствии угломерных приборов, при коротких базисных линиях. При этом способе как минимум от трех опорных точек, например А, В, С , измеряют расстояния до снимаемой точки d1, d2, d3. По известному основанию и длинам двух других сторон можно построить треугольник и получить положение определяемой точки.

 

 

                             б

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                   

                                                                                                                    

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.32. Способы съемки подробностей местности.

 

                                                                                                               

 

              Абрис. В процессе съемки в полевом журнале простым карандашом глазомерно составляют схематический чертеж снимаемого участка, называемый абрисом (рис. 64). На нем записывают результаты измерений углов и длин линий, названия объектов и урочищ. Ориентируют абрис по странам света на глаз. Абрис является одним и основных документов, которым руководствуются при составлении плана. Все записи и изображения на абрисе должны быть четкими и разборчивыми, для чего пользуются линейкой и треугольником. Для участков больших размеров абрис составляют по частям на нескольких страницах.

 

 

2.3.3 Камеральные работы  при теодолитной съемке

 

       Прямая геодезическая задача. Как уже указывалось, в геодезии принята система плоских прямоугольных координат, в которой относительно оси Х Х, совпадающей с направлением меридиана, и оси УУ, перпендикулярной к оси ХХ, определяют положение каждой точки, т. е. ее координаты Х и У; при этом счет четвертей идет по ходу часовой стрелки, согласно возрастанию азимутов и дирекционных углов (на рис. четверти показаны римскими цифрами).

         При составлении  планов ситуацию наносят от  опорных точек и линий, их соединяющих. Поэтому на бумагу сначала наносят опорные точки по их координатам, которые вычисляют в первую очередь, решая прямую геодезическую задачу. Она состоит в том, что по известным координатам данной точки, а также по дирекционному углу и горизонтальному проложению линии от этой точки до определяемой вычисляют координаты определяемой точки. Например, известны координаты точки А (xа, yа), горизонтальное проложение d линии АВ, дирекционный угол α линии АВ/

На рис. видно, что xb = xа + ВВ1; yb = yа + АВ1. Отрезки ВВ1 и АВ1, представляющие собой проекции линии АВ на оси координат, или разность координат точек В и А, называют приращениями координат и обозначают ∆x и ∆y. Поэтому можно написать:

         xb=xa+∆x,

         yb=ya+∆y,

 

∆x и ∆y из прямоугольного треугольника АВВ1 равны:

        ∆x = d cosα,

        ∆y= d sinα.

         Тогда координаты  точки В будут:

                  xb=xa+ d cosα,

                  yb=ya+ d sinα,

 

           Данные формулы остаются справедливыми для вычисления приращений координат по румбам сторон, т. е

                     ∆x = d cosr,

                     ∆y= d sinr.

            Знаки приращений координат зависят только от направления линии, т. е. от названия румба.

           Для северных направлений (СВ, СЗ) ∆x имеет знак плюс, для южных направлений (ЮВ, ЮЗ) - знак минус. Для восточных направлений (СВ, ЮВ) ∆y имеет знак плюс, а для западных направлений (СЗ, ЮЗ) - знак минус.

 

Для вычисления координат точек хода предварительно проводят уравнивание результатов полевых измерений.

 

 

        Уравнивание углов поворота сомкнутого теодолитного хода. Из геометрии известно, что теоретическая сумма углов многоугольника

           ∑βt=180º(n-2),

где п - число углов хода .Однако практически измерение углов теодолитом сопровождается рядом ошибок, что приводит к некоторому отклонению суммы измеренных углов ∑βп от теоретической; это отклонение носит название угловой невязки fβ и вычисляется так:

             fβ=∑βп-∑βt

 

          Эта  невязка не должна превышать предельную величину, которую определяют по формуле: