Геодезия. Методические указания к выполнению практических занятий по геоде. Масштабы планов и карт. Точность масштабов
 Скачать 208 Kb.
|
1 2 Тема: «Устройство нивелира Н-3»Цель работы: изучить устройство точных нивелиров типа Н-3 (Н-3К), научится выполнять их поверки и юстировки, приобрести практические навыки при работе с нивелирами, уметь выполнять измерения и определять превышения методом геометрического нивелирования. Выполнение работ предусматривает предварительное изучение конспекта лекций и соответствующих разделов учебной литературы: А.В. Маслов, А.В. Гордеев, Ю.Г. Батраков. Геодезия. Учебник для вузов.- М.: Недра, 1993 г. Ю.К. Неумывакин, А.С. Смирнов. Практикум по геодезии. – М.: Недра, 1985 г. Г.Г. Поклад. Геодезия. Учебник для вузов. – М.: Недра, 1988 г. Инструкция по нивелированию I, II, III, IV классов – М.: Недра, 1990 г. Для проверки студентами своих знаний в методических указаниях приведены вопросы самоконтроля. Лабораторные работы выполняются бригадным методом – 2-3 студента в бригаде. По результатам выполненных работ оформляется отчет, включающий краткую пояснительную записку со схемами, рисунками и результатами проведенных измерений. Отчет подлежит защите. Методические указания Устройство нивелира с уровнем при зрительной трубе. Точный нивелир Н-3 (рис. 2) состоит из двух частей: верхней, подвижной и нижней, представляющей собой подставку 3 с тремя подъемными винтами 2 и пружинящей пластиной 1. Через втулку пластины проходит становой винт, с помощью которого нивелир закрепляется на штативе. Верхняя часть нивелира состоит из зрительной трубы 7, с которой жестко связан контактный цилиндрический уровень 4 с ценой деления 15, и призменного устройства, передающего изображения концов пузырька уровня в поле зрения трубы; это позволяет одновременно наблюдать за рейкой и уровнем. Зрительная труба с внутренним фокусированием состоит из объектива 5 и окуляра 8; имеет увеличение 30,5, фокусирование трубы осуществляется кремальерой 11. Для юстировки цилиндрического уровня в корпусе со стороны окуляра имеются четыре исправительных винта, закрытых крышкой. Для грубого наведения прибора на рейку на корпусе зрительной трубы имеется мушка 6; точное наведение осуществляется наводящим винтом 13 при зажатом положении закрепительного винта 12 предварительная установка нивелира в рабочее положение производится по круглому уровню 9 путем вращения подъемных винтов. Точное приведение визирной оси трубы в горизонтальное положение выполняют с помощью элевационного винта 10, совмещая изображения концов пузырька уровня. Взятие отсчетом по рейкам. При производстве геометрического нивелирования каждому нивелиру придаются две однотипные нивелирные рейки, которые служат мерными приборами для определения превышение. При нивелировании IV класса и технического нивелирования обычно используют 3-4 метровые двухсторонние (черная и красная стороны) шашечные рейки с сантиметровыми велениями. На основной (черной) стороне рейки деления возрастают от нуля, а на дополнительной (красной) стороне они смещены на 4687 или 4787 мм. Следовательно, разность отчетов по обеим сторонам рейки являются постоянной величиной, что используется для контроля взятия отчетов. Для облегчения взятия отсчетов первые пять шашек дециметровых делений на рейке объединены в виде буквы Е (рис. 6,а). Дециметровые деления на рейке подписывают цифрами в переверток виде. При наблюдении в трубу такого нивелира в поле зрения изображения цифр возрастают сверху вниз (рис. 6,б). Для нивелиров с трубами прямого изображения применяют рейки с нормальным изображением. При нивелировании для взятия отсчетов рейки устанавливают отвесно нулем вниз на вбитые в землю колышки (см. рис. 6, а) либо на переносные башмаки или костыли. В отвесное положение рейку устанавливают по круглому уровню, закрепленному на рейке. Если уровень отсутствует, то при отсчете по рейки вдоль линии визирования симно ее вертикальное положение; при этом наименьший отсчет по рейке соответствует ее отвесному положению. Отсчеты по рейке берут по средней горизонтальной нити сетки с точностью до мм; при этом число миллиметров оценивается на глаз. На рис. 6, б отсчет по рейке равен 1075 мм. Указания по оформлению отсчета по лабораторной работе Отчет по лабораторной работе оформляется в рабочей тетради и должен охватывать все вопросы задания. Краткая пояснительная записка должна сопровождаться необходимыми схемами и рисунками, к основным из которых относятся следующие: Принципиальная схема нивелира с уровнем при зрительной трубе, на которой следует показать цветной тушью основные оси нивелира и дать их определения. Нивелир Н-3; на рисунке (или ксерокопии) выносками показать основные детали прибора. Поле зрения нивелира Н-3; взять отсчет по рейке. Защита отчета по работе производится в форме собеседования с членами каждой бригады. Методические указания. При выполнении задания каждый студент должен определить превышения между точками двумя способами (нивелирование вперед и из средины) с использованием нивелиров Н-3 и 2Н-10КЛ. Место установки нивелиров, положение реечных точек и отметка начальной точки задаются преподавателем. Нивелирование вперед. Нивелир закрепляют на штативе (консоли) становым винтом и приводят в рабочее положение. Наблюдая за пузырьком круглого уровня, вращением подъемных винтов выводят пузырек уровня в нуль-пункт, т.е. приводят ось вращения нивелира в отвесное положение. Выполняют установку зрительной трубы по глазу наблюдателя, для чего вращением диоптрийного кольца добиваются четкого изображения сетки нитей. Измеряют высоту нивелира, т.е. отвесное расстояние от точки стояния нивелира до центра объектива (рис. 9, а). Ослабив закрепительный винт (у нивелира Н-3), поворотом верхней части нивелира от руки наводят зрительную трубу на рейку. С помощью кремальеры выполняют фокусирование трубы по рейке и вращением наводящего винта совмещают вертикальную нить сетки линией рейки (см. рис. 6). Вращение элевационного винта совмещают изображения концов пузырька контактного уровня, видимые в поле зрения трубы (см. рис. 6, б), и берут отсчет по рейке по среднему горизонтальному штриху. При работе нивелиром с компенсатором (2Н-10КЛ) отчет берут сразу же после визирования на рейку. Отсчет по рейке берется в миллиметрах. Отсчет должен содержать четыре значащие цифры; если отсчет меньше 1000мм, то первый значащей цифрой записывают нуль (напр. 0487). По формулам (4) – (6) вычислять превышение и отметку точки. Нивелирование из середины Нивелир устанавливают на равных расстояниях от связующих точек А и В в створе или вне створа нивелируемой линии. На точках А и В отвесно устанавливают двухсторонне рейки (см. рис. 9,б) с разностью пяток 4687. Нивелир приводят в рабочее положение. Последовательно визируют на заднюю (точка А) и переднюю (точка В) связующие точки и берут отчеты по среднему штриху по черным сторонам (а , в ). Результаты наблюдений заносят в соответствующие графы журнала (таб. 1). рейки поворачивают красной к наблюдателю; наблюдатель, визируя сначала на переднюю, а затем на заднюю рейки, берет отчеты соответственно в , а . Выполняют контроль измерений на станции, для чего вычисляют превышения по черной и красной сторонам реек, и сравнивают их между собой. Расхождения в превышениях не должны превышать 5 мм, т.е. 5 мм. При соблюдении данного условия за окончательное значение превышения принимается среднее. Вопросы для самоконтроля: 1.По каким основным признакам различают нивелиры? 2.Сформируйте главные геометрические условия, предъявляемые к нивелирам различных типов. 3.Перечислите основные части нивелира с цилиндрическим уровнем типа Н-3 4.Перечислите основные отличия нивелира Н-3 от 2Н-10Л. 5.Назовите основные отличия нивелира 2Н-10КЛ отН-3К. 6.Назовите основные отличия нивелира 2Н-10КЛ от Н-3К. 7.Что такое разность пяток двухсторонних реек? 8.Назовите способы установки реек в отвесное положение. 9.Перечислите геометрические условия, предъявляемые к конструкции нивелира. 10.Поверка круглого уровня нивелира. 11.Поверка сетки нивелира. 12.Поверка главного геометрического условия для нивелиров Н-3 и 2Н-10Л. 13.Поверка главного геометрического условия для нивелиров Н-3К и 2Н-10КЛ 14.Напишите формулы определения превышении при нивелировании вперед из середины. 15.Что называется горизонтом прибора? 16.Как рассчитывают отметки промежуточных точек? 17.В чем заключаются преимущества способа нивелирования из середины по сравнению с нивелированием вперед? 18.Установка нивелиров разных типов в рабочее положение. 19.Прорядок работы на станции при техническом нивелировании. 20.В чем заключается контроль измерений на станции? Лабораторно практическая работа № 12 Тема: «Определение площадей земельных угодий» Прежде, чем приступить к определению площадей, студент должен изучить различные способы измерения площадей 1,2,3: аналитический, графо-аналитический, графический, с помощью палеток и механический. Аналитический способ применяется для вычисления площади полигона по координатам его вершин. При этом удобно использовать формулы, в которые наряду с координатами точек входят приращения координат. Вычисления ведутся непосредственно в ведомости вычисления координат, в которой имеются все элементы, входящие в формулу. При расчетах по этой формуле возможно выполнение постоянного контроля произведений по строкам исходя из следующих соображений: Для рассматриваемого примера результаты площади участка землепользования в пределах в теодолитного полигона пп. 105-2-3..-7-пп. 105 приведены в табл.5. Примечание: Произведение следует округлять до целых м . Этот способ является наиболее точным, так как на точность вычисления площади влияют лишь погрешности угловых и линейных измерений на местности. Графо-аналитический способ определения площадей основан на результатах измерений длин линий и углов на местности. Для учета площадей под строениями, усадьбами, полями вспашки, посевов и т. п., имеющих прямолинейные очертания, выделяют геометрические фигуры ( треугольники, прямоугольники, трапеции, многоугольники), элементы которых известны (рис. 6). Площади каждой фигуры определяют по формулам геометрии, приведенных ниже. Цены деления: например, при = 9,75 мм /дел. R = 155,3 мм. Только длина рычага для желательной цены деления планиметра μ = 10 мм /дел. Может быть найдена из пропорции: R = 155,3 мм µ = 9,75 мм /дел R = ? µ = 10 мм /дел Отсюда R = R — = 155,3 ― = 159,3 мм. Устанавливают каретку со счетным на механизмом на вычислительный отсчет, изменяя тем самым длину обвода рычага. После этого вновь определяют цену деления планиметра по изложенной выше методике. Площади малых участков рекомендуется измерять методом повторений, делая обвод контура 2-3 раза и беря начальный и конечный отчеты; разность этих отсчетов следует разделить на число обводов. Измерений малых площадей можно осуществить также при уменьшенной длине обводного рычага. Для контроля и повышения точности результатов измерений площадь участка следует измерять участка следует измерять при двух положениях полюса планиметра относительно счетного механизма: «полюс лево» (ПЛ) и «полюс право» (ПП). Большие площади на планах и картах следует измерять по частям. Для этого измеряемую фигуру делят на части плавными, слегка изогнутыми линиями. Площади слишком узких, вытянутых фигур (дорог, оврагов, речек и т. п.) измерить планиметром не рекомендуется. Точность определения площадей полярным планиметром зависят главным образом от размеров обводимых фигур; чем меньше площадь, тем больше относительность ее определения. Поэтому не рекомендуется измерять с помощью планиметра площади участков на плане (карте), 10-15 см , так как в этом условии они точнее могут быть измерены графическим способом. При измерении полярным планиметром площади S (например, квадрата координатной сетки плана),можно применить способ А.Н. Савича. При положении полюса планиметра вне фигуры обводят контуры квадрата сетки и определяемой фигуры и берут начальные и конечный отчеты: для квадрата – NиN, для исковой фигуры – n и n. Как следует из полученного выражения, в рассмотренном способе учитывается деформация бумаги, на которой составлен план (карта), что существенно повышает точность определения площадей. Способ А.Н. Савича целесообразно использовать при определении площадей больших участков, занимающих на плане несколько целых квадратов координатной сетки. Точка площадь, состояния из целых квадратов, планиметром не измеряется, а вычисляется по размерам квадратов соответственно с масштабом плана. Планиметром измеряют лишь площади контуров, состоящих квадратов и дополнений до полных квадратов. При благоприятных условиях измерений относительная погрешность определения площадей с помощью полярного планиметра близка к 1:400. 1 2 |