Лекции по геодезии

 

К ленте придают 6 или 11, 5 или 10 металлических заостренных шпилек, диаметр поперечного сечения которых равен диаметру выреза ленты. Шпильки предназначены для закрепления концов ленты, когда она уложена на грунт по створу измеряемой линии.

Рабочую ленту сверяют с нормальной (контрольной) лентой, длина которой известна с высокой точностью. Такое сравнение называют компарированием. Ленту считают верной, если Δl не более ±2мм. В противном случае в результат измерения вводят поправку и длину вычисляют по формуле:

                                                         D=D0+ Δln,

Где D-длина линии, исправленная за ошибку ленты; D0 - длина линии, полученная рабочей лентой: п -число отложенных лент.

Измеряют линии два человека. Передний мерщик берет в левую руку передний конец ленты и 10 шпилек (при комплекте в 11 шпилек) протягивает ленту по створу. Задний мерщик втыкает шпильку в центр колышка (начало линии), цепляет за нее вырезом конец ленты и прочно удерживает шпильку и ленту. Передний мерщик

по сигналу заднего укладывает ленту в створе, натягивает её так, чтобы не было провисаний и изгибов, правой

рукой берет шпильку и через прорезь в ленте вертикально и глубоко втыкает ее землю. Оставив воткнутую в землю шпильку, передний мерщик протягивает ленту вперед, задний, дойдя до шпильки, цепляет

 за нее ленту и прочно ее удерживает. Передний мерщик по сигналу заднего укладывает ленту в створе и т. д. Когда передний мерщик воткнет последнюю шпильку, то задний передает ему собранные 10 шпилек и работу продолжают, считая при этом количество передач шпилек. Аналогично выполняют измерение при 6 шпильках в комплекте, только число передач будет больше.

 Если в комплекте 10 или 5 шпилек, то в начале измерения все шпильки берет передний мерщик, а задний удерживает ленту над точкой начала линии без шпильки. Когда передний мерщик израсходует все шпильки, то ленту он протягивает вперед без шпилек, укладывает по створу и удерживает ногой. Задний мерщик, собрав все шпильки и дойдя до переднего, одну шпильку втыкает в грунт через прорезь ленты, а 9 (или 4) передает переднему мерщику, и измерение продолжают.

Длину измеренной линии вычисляют по формуле:

                                                             Δ  D=(km+n)20+q,

      где k-число шпилек в комплекте (только 10 или 5); m-число передач; n- число шпилек у заднего мерщика в конце измерения, не считая воткнутую в грунт, если шпилек в комплекте 11 или 6, и считая, если в комплекте их 10 или 5; q - расстояние от последней шпильки до конца линии - остаток отсчитывают с округлением до сантиметров.

      Для контроля и повышения точности результата измерения линию измеряют дважды; при допустимых расхождениях результатов за окончательный принимают средний.

В зависимости от условий измерения, характера рельефа, состояния грунта, видимости расхождения между двумя результатами допускают: для хороших условий 1:3000 (на 3000 м длины линии 1 м расхождения); для средних условий - 1 : 2000; для плохих- 1:1000.

        Например, если средняя длина линии, измеренной при средних условиях, равна 245,83 м, то расхождение

между двумя результатами должно быть не более f = 245,8(1:2000)= 0,12м.

При большем расхождении измерения повторяют.

На местности большинство измеряемых линий наклонно. На планах же откладывают их горизонтальные проложения, так как согласно  план является горизонтальной проекцией участка поверхности Земли на плоскость. Поэтому для наклонных линий по их углам наклона вычисляют горизонтальные проложения d по формуле:

                                                                           d=Dcosν

где D- длина наклонной линии; ν - угол наклона линии к горизонтальной плоскости,

Разность между длинами наклонной и горизонтальной линий называют поправкой за наклон , вычисляют ее по формуле

                                                                               ΔD =D-d= D (1 - cos v)

 

Поправку за наклон вводят при углах наклона более 2º, при меньших углах ею пренебрегают за малостью.

      Углы наклона линий или их частей определяют при измерении линий или их частей определяют при измерении линий. Небольшие углы (до 6º ) можно измерять с невысокой точностью (до15'), так как ошибка угла наклона при этом не превышает ошибок измерений линий. Такие углы измеряют простым портативным прибором – эклиметром.

 

 

 

Тема 2.2 Съемка буссолью и гониометром

 

2.2.1 Буссоли и гониометр

 

        Буссолью и гониометром выполняют работы, не требующие высокой точности: съемку внутриквартальной ситуации, привязку пробных площадей, отвод лесосек в рубку и др. При помощи этих приборов на местности измеряют азимуты или румбы направлений и горизонтальные углы между ними.

        Основная часть буссоли - магнитная стрелка, ось которой устанавливается по направлению магнитного меридиана. Стрелка вращается на острие шпиля, укрепленного в центре латунной или пластмассовой коробки, прикрытой сверху стеклянной крышкой. Чтобы острие шпиля не затупилось, в нерабочем положении стрелку при помощи арретирующего устройства прижимают к стеклу коробки. Внутри коробки, на ее краю укреплено буссольное кольцо с градусными делениями.

        Штативная буссоль БС-2. Коробка (рис. 1.23, а) прикреплена к горизонтальному угломерному кругу. Между коробкой и кругом вращается алидадная линейка (алидада) с двумя вертикальными диоптрами. Край горизонтального круга (лимб) имеет деления. Буссольное кольцо и лимб горизонтального круга разбиты через 1º, а оцифрованы через 10º. Кольцо имеет румбическую оцифровку (от 0 до 90º в каждой четверти), а лимб - азимутальную (от 0 до 360º по ходу часовой стрелки). На концах алидадной линейки нанесены шкалы - верньеры, позволяющие отсчитывать лимб с точностью до 5'. Разновидность БС-2 - лесная буссоль, имеющая несколько больший диаметр лимба, уровень для приведения оси вращения прибора в отвесное положение и подставку в виде шаровой пяты. В последние годы на лесных съемах стали применять универсальную геодезическую буссоль БГ-2 с вертикальным кругом и зрительной трубой с нитяным дальномером. Этим прибором можно измерять азимуты (румбы), горизонтальные и вертикальные углы и расстояния. Для измерения угла АВС (рис.1.23, б) буссоль устанавливают в точке В на легком штативе и приводят в горизонтальное положение (по уровню или при помощи магнитной стрелки, добиваясь, чтобы оба ее конца оказались в плоскости буссольного кольца). Это действие называют нивелированием прибора. Затем буссоль вращают по горизонту до тех пор, пока нулевой диаметр кольца не совпадет с направлением магнитной стрелки. Таким способом буссоль ориентируют.

       У ориентированной буссоли диаметр 0-180º лимба лежит в плоскости магнитного меридиана, при этом деление 0º направлено на юг от центра коробки. Теперь, оставляя неподвижной коробку буссоли, поворачивают алидаду так, чтобы через диоптры был виден объект А. Точно совместив с объектом вертикальную плоскость, проходящую через прорезь глазного и нить предметного диоптров, т. е. выполнив визирование на объект, берут на лимбе под глазным диоптром отсчет а. Он представляет собой магнитный азимут A´м направления ВА. Таким же образом визируют на объект С и определяют на лимбе отсчет с, являющийся магнитным, азимутом A´´м направления ВС. Разность азимутов и является измеряемым углом β. Угол АВС можно измерить буссолью без ориентирования ее лимба; важно лишь, чтобы в процессе измерений он оставался неподвижным. Тогда при любом положении нулевого деления лимба угол β представляет собой разность отсчетов а и с.

          Ручная призменная буссоль. В коробке (рис. 1.24.) на магнитной стрелке уложено легкое алюминиевое кольцо с градусными делениями. Диаметр 0-180º кольца совпадает с магнитной стрелкой, 0º поставлен у южного конца стрелки. К коробке прикреплены на шарнирах предметный и глазной диоптры. Под стойкой глазного диоптра находится призма, через которую в момент визирования читают деления на кольце. При помощи втулки буссоль можно насаживать на штатив. Определяя магнитный азимут направления на какой-либо объект местности, буссоль удерживают в руке или на штативе и наводят диоптры на объект. Одновременно с предметом видят на кольце отсчет, который и является азимутом направления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                               б     

 

а

 

 

Рис.1.23. Буссоль БС·2:                                      

 

а - устройство: 1 - коробка; 2, 5 - предметный и глазной диоптры; 3 - буссольное кольцо; 4 - магнитная стрелка; 6 - алидадная линейка с верньером; 7 - горизонтальный круг с лимбом; 8 - втулка; б - схема измерения азимутов и углов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.24. Ручная призменная буссоль:

 

1 - коробка; 2 - кольцо с градусными делениями; 3 - стойка 4 - волосок; 6 - глазной диоптр; 6 - призма; 7 - втулка

 

Рис.1.25. Гониометр:

 

1 - втулка; 2, 8 - нижний и верхний цилиндры; 3 - лимб; 4, 10 - диоптры; 5 - буссольная коробка; б - румбическое кольцо буссоли; 7 - магнитная стрелка; 9 - верньер; 11- винт

 

              Гониометр (рис. 1.25). Состоит из двух цилиндров: нижнего - неподвижного, выполняющего роль горизонтального круга, и верхнего - вращающегося, выполняющего роль алидады. На конической поверхности нижнего цилиндра помещен лимб с градусными делениями от 0 до 360º. На конической поверхности верхнего цилиндра есть два верньера, расположенных симметрично относительно одного из диаметров цилиндра. В нижнем цилиндре против делений 0 и 180º прорезаны диоптры. При их помощи лимб ориентируют по направлению, от которого начинают измерять углы. В верхнем цилиндре прорезаны две пары диоптров: первая, расположенная против нулевых делений верньеров,- для измерения горизонтальных углов, вторая - для построения прямых углов. На верхнем цилиндре помещена буссольная коробка с румбическим или азимутальным кольцом и магнитной  стрелкой, в нижний ввинчена втулка, в которую вставлен штырь головки штатива, закрепленный винтом.

            Магнитные азимуты направлений и углы между ними измеряют гониометром так же, как и буссолью БС-2 • но предварительно совмещают ноль верньера, расположенного под глазным диоптром, с 0º лимба, а затем весь прибор поворачивают по азимуту до тех пор, пока магнитная стрелка не совпадет с направлением нулевого диаметра буссольного кольца. При этом южный конец стрелки окажется над нулевым делением лимба. После этого гониометр закрепляют на штативе винтом.

              Отсчетные приспособления. Верньер. При угловых измерениях с использованием магнитной стрелки отсчеты с буссольного кольца снимают по северному концу магнитной стрелки, если кольцо азимутальное, и по концу, ближайшему к предметному диоптру, если кольцо румбическое. Сделать отсчет по концу стрелки - значит определить, в пределах какого деления кольца находится этот конец. Точность такого отсчета невелика, не выше 0,5º. Лимб горизонтального круга отсчитывают при помощи верньера, что выполняется более точно.

             Верньер представляет собой равномерную шкалу штрихов, нанесенную на алидаду вдоль ее края, соприкасающегося с лимбом. Дугу MN верньера разбивают так, чтобы n ее делений приходилось против n-l деления на лимбе. Разность t между ценой деления l лимба и ценой деления а верньера называют    точностью верньера, ее необходимо знать для отсчета лимба. Точность верньера найдем из уравнения MN=na= (n-l)l. Решая уравнение относительно а, находим:

                                                          t =l/ n

              Таким образом, точность верньера равна частному от деления цены деления лимба на число делений верньера. Если, например, цена деления лимба гониометра, как и буссоли БС-2, составляет 10, а шкала верньера разбита на 12 делений, то t=60': 12=5'

              При снятии отсчета с круга при помощи верньера определяют величину дуги между нулевым ОЛ штрихом лимба и нульпунктом ОА верньера (см. рис. 52, б). Отсчет складывается из числа целых делений лимба и части деления, расположенной между нульпунктом верньера и ближайшим к нему меньшим по номеру (младшим) штрихом А лимба. Число целых делений определяют по их оцифровке, а дробную часть деления по штрихам верньера, которая равна произведению точности верньера на номер штриха его шкалы, совпадающего с каким-либо штрихом лимба.

              Поверки буссолей и гониометров. Приборы проверяют до начала работы. Главное внимание уделяют правильной работе магнитной стрелки, так как от длительного пользования, случайных толчков и под воздействием других внешних факторов она может размагнититься, а острие затупиться. Обычно проверяют чувствительность, уравновешенность и плавность вращения стрелки; при получении новой буссоли убеждаются, что ее коробка не содержит железа.

              Проверяя отсутствие железа, вынимают стрелку из коробки и разными сторонами подносят ее к другой буссоли или к стрелке этой же буссоли, свободно подвешенной на игле, воткнутой в стол. Если стрелка не колеблется, коробка не содержит железа; в противном случае буссоль не годна для работы.

             Чувствительность и плавность работы стрелки проверяют следующим образом: к буссоли подносят какой-либо железный предмет и отводят стрелку в сторону, затем дают ей успокоиться. Сравнивая отсчеты по одному из концов стрелки до и после испытания, устанавливают, возвращается ли стрелка в плоскость магнитного меридиана. Если отсчеты неодинаковы, следует выяснить причину недостаточной чувствительности стрелки. Если последняя колеблется очень долго, но отсчеты равны, значит она плохо намагничена. Когда стрелка быстро останавливается, но отсчеты разные, это значит, что плохо отточено острие оси ее вращения или плохо отшлифован агат-камень, которым она опирается на ось. Плохо намагниченную стрелку вынимают из коробки и намагничивают при помощи двух магнитов. Разными полюсами магниты водят по стрелке одновременно от середины к краям по нескольку раз с обеих сторон. Буссоль с затупившимся острием оси или плохо отшлифованным агатом сдают в мастерскую.

          Уравновешенность стрелки проверяют после приведения коробки буссоли в горизонтальное положение по выверенному уровню. Если концы стрелки находятся на одной и той же высоте относительно плоскости угломерного круга, стрелка уравновешена; в противном случае поднимающийся ее конец надо обернуть станиолевой полоской или прикрепить к нему кусочек сургуча. На некоторых стрелках есть муфта, перемещением которой уравновешивают стрелку. Далее проверяют правильность установки оси вращения стрелки и диоптров.                Ось вращения стрелки должна находиться в центре буссольного кольца. Нарушение этого условия называется   эксцентриситетом стрелки. Для его выявления буссоль вращают по азимуту и по обоим концам стрелки снимают отсчеты через каждые 10º. Если отсчеты М и N по азимутальному кольцу разнятся на 180º (по румбическому кольцу одинаковы), на данном диаметре кольца влияние эксцентриситета стрелки не проявляется. При его наличии получают отсчеты М' и N', неверные на величину х. Правильный отсчет, равный дуге ОМ, можно вычислить по уравнению ОМ = [(ОМ' -х) + (ON' +х-1800)]/2 = (ОМ' + ON' -1800)/2.

             Чтобы исключить влияние эксцентриситета нa результаты измерений, с кольца снимают отсчеты по северному и южному концам стрелки. За окончательный отсчет берут среднее арифметическое из них, изменив предварительно отсчет по южному концу на 180º, если оцифровка кольца азимутальная.