1. Предмет Геодезия и ее задачи
 Скачать 128.1 Kb.
|
|
2.Плановые геодезические сети. Трилатерация. Плановая сеть создается методами триангуляции, полигонометрии, трилатерации и их сочетаниями; высотная сеть создается построением нивелирных ходов и сетей геометрического нивелирования. Трилатерация – это метод построения плановой геодезической сети в виде примыкающих к друг другу треугольников, в которых измеряют длины всех сторон. Группа треугольников, как и в триангуляции, образует либо сплошную сеть, либо цепочку треугольников. 3.Нивелирование поверхности. Способ магистралей с поперечниками. Нивелирование поверхности по магистралям с поперечниками применяют при ярко выраженном рельефе местности и используют для съемки полосы отвода железнодорожных путей, съемки карьеров и водосборных площадей небольших водотоков. При этом способе прокладывают по характерным линиям местности магистральный разомкнутый теодолитный ход с разбивкой на нем поперечников. Затем выполняют нивелирование всех характерных точек поперечников и магистрали. Полученные по результатам нивелирования высоты точек поперечников используют для построения на плане горизонталей.Для составления топографического плана наносят на чертежной бумаге магистральный ход и перпендикулярно ему поперечники. Высоты характерных точек округляют до сантиметров, и по ним с помощью прозрачной бумаги выполняют интерполирование горизонталей. План оформляют в соответствие с условными топографическими знаками.. № 23.1.Компарирование мерных приборов. Фактическая длина мерного прибора обычно отличается от эталона.. Поэтому передизмерениями должна быть определена фактическая длина применяемого мерного прибора путем ее сравнения с эталоном, имеющим установленную точность. Практически в качестве образцовой меры (эталона) может быть использован мерный прибор, точность измерений которым в 3— 5 раз выше, чем поверяемым. Процесс сравнения длины рабочего мерного прибора с образцовой мерой называется компарированием.В общем случае процесс компарирования можно рассматривать как измерение одной и той жем длины образцовой и рабочей линейными мерами. Компарирование производится на лабораторных (стационарных) и полевых компараторах либо упрощенным способом.При компарировании мерных приборов на стационарном компараторе сначала с высокой точностью определяют его длину с помощью образцовых инварных жезлов. Затем сравнением длины компаратора с длиной поверяемого мерного прибора устанавливают фактическую длину последнего 2.Плановые геодезические сети. Полигонометрия. Плановая сеть создается методами триангуляции, полигонометрии, трилатерации и их сочетаниями; высотная сеть создается построением нивелирных ходов и сетей геометрического нивелирования. Полигонометрия – это метод построения геодезической сети в виде замкнутых или разомкнутых ломанных линий, в которых непосредственно измеряются все элементы: углы поворота и и длины сторон. 3.Нивелирование поверхности. Способ нивелирования по квадратам. Способ нивелирования поверхности по квадратам - самый простой и наиболее распространенный. Нивелирование небольших участков равнинной местности производят с целью получения топографических планов крупных масштабов. Для получения плана необходимо выполнить следующий комплекс полевых работ и камеральных работ: Предварительный осмотр местности Построение на местности сети квадратов Определения планового положения вершин квадратов и характерных точек Съемка ситуации Геометрическое нивелирование участка и привязка ее к реперу Математическая обработка результатов измерении Составление плана При нивелировании по квадратам опорную сеть квадратов не создают,а сразу разбивают заполняющую сеть квадратов заданных размером (например, 10х10, 20х20, 40х40 м).Вершины квадратов закрепляют колышками. Станции выбирают так, чтобы из связующих точек образовался замкнутый полигон. С каждой станции в зависимости от характера рельефа определяют отметки вершин квадратов в радиусе 100 - 150 м. № 24Определение расстояний нитяным дальномером.Дальномерами называются геодезические приборы, с помощью которых расстояние между двумя точками измеряют косвенным способом. Простейший оптический дальномер с постоянным углом — нитяной дальномер имеется в зрительных трубах всех геодезических приборов. В поле зрения трубы прибора видны три горизонтальные нити. Две из них расположенные симметрично относительно средней нити, наз дальномерными. Нитяной дальномер применяют в комплекте с нивелирной рейкой, разделенной на сантиметровые деления. Нитяным дальномером можно измерить линии (расстояние D между точками местности) длиной до 300 м с погрешностью 1/300 от длины. Т.о., точность измерения расстояний нитяным дальномером на порядок ниже точности измерений лентами и рулетками. Поэтому применение нитяного дальномера ограничивается съемочными работами (при съемке ситуации и рельефа для составления топографических планов). 2.Построение геодезических сетей. Государственная геодезическая сеть (ГГС) является главной геодезической основой топографических съемок всех масштабов и должна удовлетворять требованиям народного хозяйства и обороны страны при решении соответствующих научных и инженерно-технических задач. Плановая сеть создается методами триангуляции, полигонометрии, трилатерации и их сочетаниями; высотная сеть создается построением нивелирных ходов и сетей геометрического нивелирования. Триангуляция – это метод построения плановой геодезической сети в виде примыкающих к друг другу треугольников, в которых измеряют все углы и длину хотя бы одной стороны, называемой базисом или базисной стороной. Трилатерация – это метод построения плановой геодезической сети в виде примыкающих к друг другу треугольников, в которых измеряют длины всех сторон. Группа треугольников, как и в триангуляции, образует либо сплошную сеть, либо цепочку треугольников. Полигонометрия – это метод построения геодезической сети в виде замкнутых или разомкнутых ломанных линий, в которых непосредственно измеряются все элементы: углы поворота и и длины сторон. Государственная геодезическая сеть подразделяется на сети 1,2, 3 и 4 классов, различающиеся точностью измерений углов, расстояний и превышений, длиной сторон сети и порядком последовательного развития. 3Сущность мензульной съемки. Мензульной съемкой называется такая съемка, при которой положение точек местности определяется графическим путем. Так как при мензульной съемке горизонтальные углы получаются в результате графических построений, то она иначе называется углоначертательной. План местности в горизонталях вычерчивается в поле попутно с производством самой съемки. Для уяснения метода мензульной съемки представим себе, что на местности над вершиной угла МАЕ располагается неподвижно горизонтальная чертежная доска с наклеенным на нее листом бумаги. На одной вертикали ее изображение в виде точки А. с точкой нанесем на бумаге ее изображение в виде точки а. Затем представим себе, что через направления АМ и АЕ проходят вертикальные плоскости. Пересечения этих плоскостей с доскою дадут на бумаге горизонтальную проекцию угла МАЕ. Если от точки a по сторонам, образующим горизонтальный угол, отложить горизонтальные проложения линий AM и AE в определённом масштабе, то этим самым будут построены точки т и е, соответствующие точкам М и Е местности. Если способом тригонометрического нивелирования определить еще и превышения точек М и E над точкой А и прибавить их к отметке точки А, то получим отметки этих точек. Из всего изложенного вытекает, что для производства съемочных работ графическим методом необходимо иметь доску, которую можно было бы укреплять на устойчивой подставке и устанавливать над точками местности в горизонтальное положение при помощи накладного уровня. Кроме того, необходимо иметь прибор с визирными приспособлениями и линейкой для прочерчивания линий, а также вертикальный круг для измерения углов наклона линий к горизонту. № 25 .1.Измерение длин линий мерными лентами.Мерные приборы. Расстояния в геодезии измеряют мерными приборами и дальномерами. Мерными приборами называют ленты, рулетки, проволоки, которыми расстояние измеряют путём укладки мерного прибора в створе измеряемой линии. Дальномеры применяют оптические и светодальномеры. Мерные ленты типа ЛЗ изготавливают из стальной полосы шириной до 2,5 см и длиной 20, 24 или 50 м. Наиболее распространены 20-метровые ленты. На концах лента имеет вырезы для фиксирования концов втыкаемыми в землю шпильками. На ленте отмечены метровые и дециметровые деления. Для хранения ленту наматывают на специальное кольцо. К ленте прилагается комплект из шести (или одиннадцати) шпилек. Рулетки – узкие (до 10 мм) стальные ленты длиной 20, 30, 50, 75 или 100 м с миллиметровыми делениями. Для высокоточных измерений служат рулетки, изготовленные из инвара – сплава (64% железа, 35,5% никеля и 0,5% различных примесей), имеющего малый коэффициент линейного расширения. Для измерений пониженной точности применяют тесьмяные и фиберглассовые рулетки. Компарирование. До применения мерных приборов их компарируют. Компарированием называется сравнение длины мерного прибора с другим прибором, длина которого точно известна. Для компарирования ленты ЛЗ на ровной поверхности (например, досчатой, каменной) с помощью выверенной образцовой ленты отмеряют отрезок номинальной длины (20 м) и укладывают на том же месте проверяемую рабочую ленту. Совместив нулевой штрих ленты с началом отрезка, закрепляют конец ленты в этом положении. Затем ленту растягивают и линеечкой измеряют величину несовпадения конечного штриха ленты с концом отрезка, то есть отличие Dl длины ленты от номинала. В последующем эту величину используют для вычисленияпоправок за компарирование. Ими исправляют результаты измерений лентой. Если Dl не превышает 1-2 мм, поправкой за компарирование пренебрегают. Для компарирования ленты в полевых условиях на ровной местности закрепляют концы базиса. Базис измеряют более точным прибором (светодальномером, рулеткой или лентой, проверенной на стационарном компараторе), а затем компарируемой лентой. Из сравнения результатов измерений получают поправку Dl. Измерения выполняют несколько раз и за окончательный результат принимают среднее. Рулетки, предназначаемые для высокоточных измерений, компарируют на стационарных компараторах, где по результатам проверки длины ленты при разных температурах выводят уравнение её длины:l = l0 + Dl + a l0(t- t0). (8.1) Здесь l - длина ленты при температуре t; l0 - номинальная длина; Dl - поправка к номинальной длине при температуре компарирования t0 ; a - температурный коэффициент линейного расширения. Для новых рулеток уравнение длины указывают в паспорте прибора. 2..Закрепление опорных пунктов на местности. Все пункты плановых геодезических сетей закрепляют на местности подземными центрами, являющимися носителями координат пунктов. Конструкция центров должна обеспечивать их сохранность и неизменность положения в течение продолжительного времени. Над центрами пунктов возводят наружные знаки в виде пирамид, сигналов и т. п., служащих для обеспечения взаимной видимости между смежными пунктами при наблюдениях. Пункты высотной геодезической сети закрепляются грунтовыми реперами, а также стенными реперами и марками, закладываемыми в стенах и фундаментах зданий и сооружений. Для закрепления пунктов съемочного обоснования, сохранность которых должна быть обеспечена в течение нескольких лет, применяются центры в виде бетонных (а) и деревянных (б) столбов и металлических труб (в) с бетонным якорем, закладываемых на глубину 80 см (рис.). Большая часть пунктов съемочных сетей закрепляется временными знаками, представляющими собой деревянные колья или металлические трубки длиной не менее 40 — 50 см, которые забивают вровень с поверхностью земли; центром деревянного временного знака служит гвоздь, забитый в верхний торец кола. Для облегчения отыскания такого знака рядом с ним забивают сторожок высотой 30 см; знак окапывают круглой канавкой диаметром 0,8 м. 3..Приборы, применяемые при мензульной съемке. 3Сущность мензульной съемки. Мензульной съемкой называется такая съемка, при которой положение точек местности определяется графическим путем. Так как при мензульной съемке горизонтальные углы получаются в результате графических построений, то она иначе называется углоначертательной. План местности в горизонталях вычерчивается в поле попутно с производством самой съемки. Для уяснения метода мензульной съемки представим себе, что на местности над вершиной угла МАЕ располагается неподвижно горизонтальная чертежная доска с наклеенным на нее листом бумаги. На одной вертикали ее изображение в виде точки А. с точкой нанесем на бумаге ее изображение в виде точки а. Затем представим себе, что через направления АМ и АЕ проходят вертикальные плоскости. Пересечения этих плоскостей с доскою дадут на бумаге горизонтальную проекцию угла МАЕ. Если от точки a по сторонам, образующим горизонтальный угол, отложить горизонтальные проложения линий AM и AE в определённом масштабе, то этим самым будут построены точки т и е, соответствующие точкам М и Е местности. Если способом тригонометрического нивелирования определить еще и превышения точек М и E над точкой А и прибавить их к отметке точки А, то получим отметки этих точек. Из всего изложенного вытекает, что для производства съемочных работ графическим методом необходимо иметь доску, которую можно было бы укреплять на устойчивой подставке и устанавливать над точками местности в горизонтальное положение при помощи накладного уровня. Кроме того, необходимо иметь прибор с визирными приспособлениями и линейкой для прочерчивания линий, а также вертикальный круг для измерения углов наклона линий к горионту. № 26 1.Виды съемок. Теодолитная съемка. Теодолитная съемка — это горизонтальная съемка местности, выполняемая с помощью угломерного прибора — теодолита и стальной мерной ленты (или оптического дальномера). При выполнении этой съемки измеряются горизонтальные углы и расстояния. В результате съемки получают ситуационный план местности с изображением контуров и местных предметов. Для съемки ситуации используются: 1) Способ перпендикуляров. Измерив два перпендикуляра , например, до центра дороги, можно по величинам a, b, c и d нанести дорогу на план. 2) Полярный способ. Удобен для съемки объектов со сложными очертаниями. 3) Способ угловых засечек. Удобен для съемки отдельностоящих объектов (столбов, опор ЛЭП, деревьев). 4) Способ линейных засечек. Подобен способу угловых засечек и применяется также для съемки одиночных объектов. 5) Способ створов. Удобен для съемки линейных объектов. Приборы для угловых измерений в сетях сгущения. Геодезический прибор, предназначенный для измерения как горизонтальных и вертикальных углов, так и длин линий, называется тахеометром В камеральных условиях эти результаты переписывают в персональный компьютер для дальнейших вычислений. 1.Поверки мензулы.1. Мензула должна быть устойчива. Установив мензулу в рабочее положение и закрепив все винты, наводят перекрестие сетки нитей кипрегеля на удаленную точку местности. Слегка нажимают рукой на край мензульной доски и отпускают руку. Если после этого перекрестие сетки снова возвращается на выбранную точку, условие выполнено. В противном случае мензула требует ремонта. 2. Верхняя поверхность мензульной доски должна быть плоскостью. Проверяется прикладыванием выверенной линейки кипрегеля к различным частям мензульной доски. Если просветов нет, то условие выполнено. 3. Верхняя плоскость мензульной доски должна быть перпендикулярна к оси вращения мензулы. Пользуясь тремя подъемными винтами и выверенным уровнем при линейке кипрегеля, приводят мензульную доску в горизонтальное положение. После этого доску плавно вращают вокруг оси вращения мензулы, следя за пузырьком уровня. Если пузырек отклоняется не более трех делений, условие выполнено. При больших отклонениях мензула отправляется в мастерскую. № 27 Виды съемок. Тахеометрическая съемка. 2Тахеометрическая съемка. Приборы, используемые при тахеометрической съемке. Порядок работы на станции, ведение полевого журнала и абриса. Вычислительная и графическая обработка результатов тахеометрической съемки. Понятие об аэрофотосъемке, фотограмметрии, использование беспилотников. Тахеометрическая съемка является наиболее распространенным методом наземной топографической съемки. Быстрота тахеометрической съемки достигается благодаря тому, что все измерения, необходимые для определения положения снимаемой точки местности как в плане, так и по высоте, выполняются комплексно, одним измерительным инструментом - тахеометром при одном наведении трубы. План местности при этом методе составляется камеральным путем. Тахеометрическая съемка имеет существенное преимущество перед всеми другими видами наземных съемок в тех случаях, когда полевую часть работы требуетсявыполнить в кратчайший срок или когда нет благоприятной погоды для выполнения съемки другими методами. Она применяетсядля создания планов небольших участков, как о сновной видсъемки или в сочетании с другими видами, а также присъемках вдоль трасс, проектируемых и существующих линейныхсооружении, застроенной территории и там, где применениедругого вида съемки экономически нецелесообразно итехнически невозможно. Этот метод съемки может применятьсядля вертикальной съемки рельефа с одновременной подсъёмкой ситуации на площадях, покрытых горизонтальнойсъемкой. Недостатком тахеометрической съемки является то, что составление плана камеральным путем исключаетвозможность сличения его с местностью, вследствие чего возможныпропуски отдельных деталей и искажения визображении рельефа. Применяемые приборы Выполняют тахеометрическую съёмку круговыми тахеометрами и тахеометрами – автоматами. В качестве круговых тахеометров применяют теодолиты Т30, Т15, Т5 и другие модификации оптических теодолитов с компенсаторами при вертикальном круге. Эти теодолиты позволяют измерить горизонтальные и вертикальные углы, магнитные азимуты и румбы, а также расстояния дальномерами. Наиболее трудоёмкой работой в процессе съёмки указанными теодолитами является определение превышений и горизонтальных проложений линий на местности. Автоматизация тахеометрической съёмки достигается применением электронных тахеометров, которые дают возможность кроме измерения горизонтальных и вертикальных углов автоматически получать величину превышения и горизонтального проложения, производя отсчёты по рейке. Определение планового положения снимаемых точек Плановое положение снимаемых точек местности при тахеометрической съемке определяется путем измерения полярных координат, т. е. измеряется горизонтальный угол между направлениями на точку съемочного обоснования и снимаемую точку до снимаемой точки местности. Расстояния, как ранее отмечалось, при тахеометрической съемке определяются дальномером. Если съемка ведется тахеометром с нитяным дальномером, то расстояние вычисляется по формуле h = Кn + С, где К – коэффициент дальномера; n - число делений на рейке между дальномерными нитями;С - постоянная дальномера, равная полуторному значению длины трубы при фокусировке ее на удаленный предмет. Фактическое значение коэффициента и постоянного слагаемого дальномера для каждого инструмента находится из специально поставленных измерений. В большинстве случаев тахеометрическая съемка ведется наклонным лучом, вследствие чего формулы усложняются. Горизонтальное проложение расстояний вычисляется по формуле d = Кn соs2α Основные источники погрешностей при угловых измерениях. Приборные погрешности. Измерительные приборы вносят свой вклад в погрешность измерения, зависящий от точности прибора. Соответствующую величину принято называть приборной погрешностью. В общем случае она может иметь две составляющие – систематическую и случайную. У пра-вильно настроенного и поверенного измерительного прибора систематическая погрешность либо отсутствует, либо просто учитывается. Для определения приборной погрешности, связанной со случайными факторами, мы будем пользоваться следующими правилами. 1. Если прибор имеет класс точности(его величина указывается в паспорте и (или) на шкале прибора), то приборная погрешность определяется формулой d = kП/100, (В.6) где k – величина класса точности прибора; П – предел измерения прибора. 2. Если прибор не имеет класса точности, то приборная погрешность определяется половиной цены деления шкалы прибора. Так, определяемая приборная погрешность показывает максимально возможное отклонение показаний прибора от «истинного» значения измеряемой величины, обусловленное случайными факторами, связанными с процедурой измерения с помощью данного прибора. Ей соответствует значение доверительной вероятности P =100 %.Если в процессе многократных измерений выясняется, что основной вклад в случайную погрешность вносит приборная погрешность, то в данном эксперименте можно ограничиться однократными измерениями. На практике мы чаще всего имеем дело именно с ними. В этом случае оценка «истинного» значения измеряемойвеличины будет определяться однократным показанием прибора, а оценка погрешности измерения – приборной погрешностью. Если же основной вклад определяется не приборной погрешностью, то принципиальным становится именно проведение многократных измерений. В таком случае необходимо проводить статистическую обработку результатов многократных измерений (см. п. В.2). В качестве оценки «истинного» значения при этом будет выступать величинасреднего значения, а в качестве оценки погрешности – доверительная погрешность. Аналитический метод развития съемочного обоснования. № 28 . 1.Виды съемок. Мензульная съемка. Мензульная съемка производится при помощи мензулы — горизонтального столика и кипрегеля — специального углоначертательного прибора, снабженного вертикальным кругом и дальномером. В процессе этой съемки топографический план местности составляется непосредственно в поле, что позволяет сопоставлять полученный план с изображаемой местностью. В этом заключается достоинство мензульной съемки по сравнению с тахеометрической. 1.Основные источники погрешностей при угловых измерениях. Погрешности, зависящие от внешних условий. Внешняя погрешность – составляющая погрешности измерения, связанная с отклонением одной или нескольких внешних влияющих величин от нормальных значений (например, влияние влажности, температуры, внешних электрических и магнитных полей, нестабильности источников питания, механических воздействий, пространственного положения прибора и т. д.). В большинстве случаев внешние погрешности являются систематическими и определяются дополнительными погрешностями применяемых средств измерений. Графический метод развития съемочного обоснования. Графическую часть проекта съемочного обоснования составляют, как правило, на картах масштаба 1:10000 и 1:25000 - при проектировании крупномасштабных съемок. В процессе проектировочных работ необходимо: Определить тип и эксплуатационные характеристики спутниковой аппаратуры, которую надлежит использовать для производства работ. В соответствии с заданным масштабом съемки и высотой сечения рельефа выбрать метод спутниковых определений и метод развития съемочного обоснования. Выбрать по материалам топографо-геодезической изученности объекта работ пункты геодезической основы для развития съемочного обоснования. № 29 Виды съемок. Нивелирование. Отметку точки на местности определяют по превышению этой точки относительно другой точки, отметка которой известна. Процесс измерения превышения одной точки относительно другой называется нивелированием. Для нахождения отметки любой точки местности в Балтийской системе высот нужно измерить ее превышение относительно какого-либо пункта, отметка которого известна. Иногда отметки точек определяют в условной системе высот. Вследствие того, что измерение превышений выполняют различными приборами существуют и разные способы . Геометрическое нивелирование Геометрическое нивелирование или нивелирование горизонтальным лучом 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 из середины и нивелирование вперед. 2.1 Нивелирование из середины При нивелировании из середины нивелир устанавливают посредине между точками (А) и (В), а на точках (А) и (В) ставят рейки с делениями (рисунок 22.1.а – «Геометрическое нивелирование»). При движении от точки (A) к точке (B) рейка в точке (А) называется задней, рейка в точке (В) - передней. Сначала наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет (a), затем наводят трубу на переднюю рейку и берут отсчет (b). Превышение точки B относительно точки (А) получают по формуле: h = a – b Если (a>b), то превышение положительное, если (a < b) -отрицательное. Отметка точки (В) вычисляется по формуле:HВ = HА + h |