Лекции (геодезия). Лекция 1 введение
 Скачать 0.55 Mb.
|
|
привязкой. Если теодолитные ходы не привязаны к государственным геодезическим сетям, 20% точек закрепляют железобетонными знаками. Эти знаки, в свою очередь, привязывают к предметам местности: зарисовывают глазомерно план и измеряют расстояния не менее чем до трех постоянных предметов местности – углов капитальных зданий, колодцев, деревьев. Длины сторон между точками теодолитных ходов колеблются в пределах 20 … 350 м, а длины ходов зависят от многих факторов. Из них главные: масштабы топографической съемки и застроенность территории, по которой прокладывают ход. Например, уменьшение масштаба съемки с 1: 500 до 1: 1 000 позволяет увеличить длину хода с 0,8 до 1,2 км. Если производят съемку в масштабе 1: 2 000, то на застроенной территории длина хода допускается 2 км, а на незастроенной – до 3 км. 20 После того, как выбраны и закреплены вершины сторон теодолитного хода, производят измерения сторон и горизонтальных углов. Общепринятая погрешность измерения сторон в теодолитных ходах от 1: 1 000 до 1: 2 000. Это означает, что если, например, измерена линия длиной 154 м, то при заданной предельной относительной погрешности измерения 1: 1 000 результат измерения «прямо» может отличаться от результата измерения «обратно» не более чем на 154 м/1 000 = 15 см. Измерение горизонтальных углов между точками теодолитного хода (либо левые, либо правые по ходу передвижения) выполняют теодолитами. В зависимости от применяемых теодолитов правильность измерений контролируют по разности углов между полуприемами КП и КЛ. Результаты измерений заносят в полевой журнал теодолитной съемки. В журнале измерения горизонтальных углов часть места отводят для схематической зарисовки (абриса) положения точек теодолитного хода и пояснительных записей. Абрис служит основным документом, по которому находят на местности точки теодолитного хода. Для передачи координат на точки теодолитных ходов производят привязку их к геодезическим пунктам более высокого класса. Привязка состоит в том, что определяют положение хотя бы одной точки хода относительно точек более высокого класса: измеряют между ними расстояние и примычный угол. Плановую привязку называют передачей координат и дирекционных углов с пунктов привязки на точки ходов. В зависимости от количества пунктов государственной геодезической сети, удаленности их от точек теодолитного хода привязку производят разными способами. Например, пункты государственной геодезической сети включают в теодолитный ход, измеряют примычные углы β 1 и β 2 и линии D 1 и D 2 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ Результаты линейных и угловых измерений обрабатывают. Первичную обработку (полевой контроль и оценку их пригодности для последующих вычислений) выполняют непосредственно в полевых журналах. При первичной обработке находят среднее значение из измерений одной и той же величины, определяют допустимость отклонений, делают повторные вычисления (выполняет другой специалист). Основную обработку результатов измерений в теодолитном ходе выполняют после полевого контроля и записывают на бланках-ведомостях. Исходные данные для обработки: горизонтальные углы, длины сторон, дирекционные углы примычных сторон, координаты точек государственной геодезической сети, к которым привязывают теодолитный ход. Вычисления координат точек теодолитного хода могут быть выполнены на компьютере. В настоящее время во всех геодезических пакетах компьютерных программ есть программа для вычислений координат точек теодолитного хода или системы ходов. Чтобы избежать ошибок при обработке результатов угловых и линейных измерений, нужно учитывать следующее: - выписывая и вписывая данные, необходимо, чтобы надписи были в соответствующей графе журнала или ведомости; - прежде чем пользоваться таблицами и вычислительной техникой, рекомендуется восстановить в памяти правила пользования ими; - при переводе дирекционных углов в румбы следует не упускать из виду шестеричности градусного счисления (в окружности 360°, в градусе – 60´, в минуте - 60´´), не десять десятых; - при определении знака приращения рекомендуется иметь перед собой чертеж или схему для вычисления дирекционных углов; - наиболее действенный контроль при вычислении координат теодолитного хода – дублирование вычислений вторым специалистом, а также замена способа вычислений. Лекция 11 ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ СЪЕМКИ Топографическая съемка – это комплекс геодезических работ, выполняемых на местности для составления топографических карт и планов. Различают съемки для составления 21 топографических планов крупных масштабов (1: 500, 1: 1 000, 1: 2 000, 1: 5 000) и мелких (1: 10 000, 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 (луга, пашни, леса), 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 сечения 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. ТАХЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКА Тахеометрическая съемка – основной вид съемки для создания планов небольших незастроенных и малозастроенных участков, а также узких полос местности вдоль линий будущих дорог, трубопроводов и других коммуникаций. С появлением электронных тахеометров этот способ съемки является основным и для значительных по площади территорий, особенно когда необходимо получить цифровую модель местности. При тахеометрической съемке ситуацию и рельеф снимают одновременно, а план составляют в камеральных условиях по результатам полевых измерений. Съемку производят с исходных точек – пунктов любых опорных и съемочных геодезических сетей. Для съемки прокладывают тахеометрические ходы, отличающиеся тем, что все элементы хода (углы, длины линий, превышения) определяют теодолитом или электронным тахеометром. При этом одновременно с проложением тахеометрического хода производят съемку. В этом главное отличие тахеометрической съемки от других видов топографических съемок. Порядок работ на станции тахеометрической съемки при работе теодолитом В первую очередь выполняют измерения, относящиеся к проложению съемочного хода. Теодолит устанавливают над точкой и приводят его в рабочее положение. На смежных точках хода устанавливают дальномерные (обычно нивелирные) рейки. Полным приемом измеряют горизонтальный угол хода. При двух положениях вертикального круга теодолита измеряют вертикальные углы на смежные точки хода. По дальномеру теодолита определяют расстояния до смежных точек. Измеряют высоту прибора. Далее приступают к съемке. Для этого при круге лево (КЛ) нуль лимба совмещают с нулем алидады и наводят зрительную трубу на ориентирную точку. Трубу наводят на съемочные пикеты только вращением алидады. На съемочные пикеты устанавливают дальномерные рейки и измеряют на них горизонтальные и вертикальные углы, а по дальномеру – расстояния. Если съемочный пикет является только контурной точкой, вертикальный угол не измеряют. Результаты измерений записывают в журнал тахеометрической съемки. Положение съемочных пикетов выбирают так, чтобы по ним можно было изобразить на плане ситуацию и рельеф местности. Их берут на всех характерных точках и линиях рельефа: на вершинах и подошвах холмов, дне и бровках котловин и оврагов, водоразделах и тальвегах, перегибах скатов и седловинах. При съемке ситуации определяют границы угодий, гидрографию, дороги, контуры зданий, колодцы, т.е. все то, что подлежит нанесению на план в данном 22 масштабе. Чем крупнее масштаб съемки, тем больше число съемочных пикетов и тем меньше расстояние между пикетами и от станции до пикетов. Так, если при съемке масштаба 1: 5 000 максимальное расстояние до твердых контуров ситуации ограничено 150 м, а до нетвердых – 200 м, то в масштабе 1: 500 – 60 и 80 м соответственно. В процессе съемки на каждой станции составляют абрис. На нем показывают положение станции хода, направление на предыдущую и последующую точки, расположение всех съемочных пикетов, рельеф и ситуацию местности. Съемочные пикеты отмечают теми же номерами, что и в полевом журнале, ситуация местности изображается условными знаками, рельеф – горизонталями. Между точками на абрисе проводят стрелки, указывающие направление понижения местности. По окончании работы на станции проверяют ориентирование лимба теодолита, для чего снова визируют на предыдущую точку. Если повторный отсчет отличается от начального более чем на 5´, съемку на данной станции переделывают. Для контроля на каждой станции определяют несколько пикетов, расположенных в полосе съемки со смежных станций. ГРАФИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ТАХЕОМЕТРИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ Целью графической обработки результатов тахеометрической съемки является построение топографического плана местности по результатам выполненных измерений и вычислений. Графическая обработка включает: А) построение координатной сетки; Б) построение опорных теодолитно-нивелирных или теодолитно-тахеометрических ходов по координатам их вершин; В) нанесение реечных точек с целью построения контуров и рельефа местности по данным тахеометрического журнала и абриса; Г) оформление плана. Построение координатной сетки выполняется с помощью линейки Ф. В. Дробышева или циркуля-измерителя и масштабной линейки (при построении небольшого числа квадратов). Построение теодолитных ходов производится при помощи циркуля-измерителя и масштабной линейки. Построение контуров местности производится на основе абрисов. Способ построения контуров на плане соответствует способу съемки их на местности. При этом используют транспортир, циркуль-измеритель и масштабную линейку. Построение реечных точек, производимое полярным способом, облегчается при использовании транспортира (обычного или круглого) или тахеографа. Около нанесенных точек подписывают их номер и отметку. По нанесенным на план реечным точкам в соответствии с абрисами теодолитной и тахеометрической съемок наносят контуры угодий и предметы местности. Рельеф местности изображают с помощью горизонталей. Горизонтали проводят способом графического интерполирования. Последнее выполняют только по направлениям, отмеченным на абрисе стрелками. Один из способов графической интерполяции (с помощью кальки) состоит в следующем. На листе кальки проводят параллельные линии, отстоящие одна от другой на произвольных, но равных расстояниях. Подписывают эти линии отметками, кратными высоте сечения рельефа, от самой малой до самой большой. Пусть самая большая отметка 153,0 м, самая малая – 149,5 м, высота сечения рельефа – 0,5 м. Для интерполяции по линии М (рисунок) изготовленную таким образом палетку накладывают на план так, чтобы одна из точек, например М, заняла положение между параллельными линиями кальки соответственно своей отметке 151,8 м. Проколов осторожно кальку в намеченной точке и удерживая острие измерителя в ней, поворачивают кальку вокруг иглы так, чтобы точка , видимая через кальку, расположилась между линиями 150,0 м и 150,5 м кальки и заняла положение, соответствующее ее отметке 151,1 м. Закрепив в этом положении палетку, перекалывают иглой измерителя на план точки m, n, l пересечения линий кальки с линиями М плана и подписывают их отметки (равные отметкам соответствующих параллельных линий). Аналогично производится интерполяция по всем 23 остальным направлениям. Точки с одинаковыми отметками соединяют плавными линиями и таким образом получают горизонтали. Оформление плана производят после проверки правильности построения контуров местности. На план наносят в карандаше условные знаки с соблюдением их размеров и начертания согласно действующим правилам. Сетку квадратов полностью не вычерчивают: обозначают лишь крестиками 10 10 мм их вершины. Зарамочное оформление производят в соответствии с действующими правилами. Лекция 12 НИВЕЛИРОВАНИЕ Нивелирование – вид геодезических измерений, в результате которых определяют превышения точек, а также их высоты над принятой уровенной поверхностью. Нивелирование производят для изучения форм рельефа, определения высот точек при проектировании, строительстве и эксплуатации различных инженерных сооружений. Результаты нивелирования имеют большое значение для решения научных задач как самой геодезии, так и других наук о Земле. Основными геодезическими приборами, которыми производят измерения, являются нивелиры. Типы нивелиров По точности нивелиры делятся на три группы: 1) технические (для обоснования топографических съемок, инженерно-геодезических изысканий, строительства); 2) точные (для нивелирования III и IV классов и инженерно-геодезических изысканий); 3) высокоточные (для нивелирования I и II классов в государственных геодезических сетях, на геодинамических полигонах и при инженерно-геодезических работах). В зависимости от устройств, применяемых для приведения визирной оси трубы в горизонтальное положение, нивелиры выпускают двух типов: с компенсатором углов наклона зрительной трубы и с уровнем при ней. У нивелиров, выпускаемых промышленностью стран бывшего СССР, наличие в марке буквы К означает, что труба нивелира снабжена компенсатором, а буквы П – прямое изображение (например, нивелиры Н-05К, Н-3К, Н-10КП). Н – нивелир; 0,5, 3, 10 – средняя квадратическая погрешность (мм) определения превышений на 1 км двойного хода. Нивелиры типа Н–3 и Н–10 допускается изготовлять с лимбами для измерения горизонтальных углов. При наличии лимба в шифре нивелира добавляется буква Л (например, Н – 10КЛ). Нивелиры с компенсатором угла наклона называют самоустанавливающимися. Компенсация угла наклона визирной оси или автоматическое приведение ее в горизонтальное положение у этих нивелиров происходит за счет автоматического поворота компенсирующего элемента (компенсатора) оптической системы. До начала работ нивелир вынимают из укладочного ящика и укрепляют на штативе становым винтом. Выдвигая и убирая ножки штатива, устанавливают его основание «на глаз» в горизонтальное положение. Затем с помощью подъемных винтов подставки приводят пузырек круглого уровня к середине концентрических окружностей или в нуль-пункт. Подготовка нивелиров для работы состоит из двух действий: приведение визирной оси прибора в горизонтальное положение (нивелир с компенсатором считается готовым к работе, если пузырек круглого уровня находится в нуль-пункте) и установки трубы для наблюдения. Трубу устанавливают по рейке вращением корпуса рекой. Наведение трубы на рейку фиксируют закрепительным винтом. В некоторых нивелирах закрепительного винта нет, а корпус имеет постоянное тугое сцепление с вертикальной осью вращения нивелира. Точное наведение зрительной трубы по рейке производят наводящим винтом (под точным наведением понимают такое положение, при котором сетка нитей зрительной трубы совпадает с осью рейки). 24 Нивелиры с цилиндрическим уровнем имеют зрительную трубу и цилиндрический уровень. Труба с уровнем укреплена на вертикальной вращающейся оси, входящей в подставку. Наиболее распространенные нивелиры этого типа Н–3, Н–10. Цилиндрический уровень служит для точного приведения визирной оси прибора в горизонтальное положение. Для грубого приведения вертикальной оси прибора в отвесное положение служит круглый уровень. Пузырек круглого уровня приводится в нуль-пункт подъемными винтами подставки. Зрительную трубу наводят на рейку по визиру наводящим винтом при условии, что нивелир зафиксирован закрепительным винтом. Резкость изображения нивелирной рейки достигается вращением кремальеры. Нивелир крепится к штативу прижимной пластиной, которая в центральной части имеет втулку с резьбой под становой винт штатива. ПОВЕРКИ И ЮСТИРОВКИ НИВЕЛИРОВ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ УРОВНЯМИ Прежде чем начать работу с нивелиром, как и с любым геодезическим прибором, его осматривают. Если при внешнем осмотре нивелира повреждения не обнаружены, приступают к поверкам. Поверки – это действия, которыми контролируют правильность взаимного расположения основных осей прибора, если при выполнении поверок обнаруживается несоответствие взаимного расположения частей прибора, его юстируют исправительными винтами. 1 поверка – поверка круглого (установочного) уровня: ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира. Порядок поверки: пузырек круглого уровня приводят подъемными винтами на середину, нивелир поворачивают на 180º. Нивелир считается исправным, если пузырек остался в центре, неисправным, если пузырек сместился. Порядок юстировки: нивелир приводят в отвесное положение, перемещая пузырек к центру на первую половину дуги отклонения исправительными винтами уровня, на вторую половину – подъемными винтами. 2 поверка – поверка правильности установки сетки нитей: горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира или вертикальная нить сетки должна быть параллельна оси вращения нивелира. Это условие гарантируется заводом- изготовителем, но небольшое исправление и доводка могут быть выполнены исполнителем. |