Лабораторная работа №4. Полученные точки соединены наклонными линиями

• Название: Полученные точки соединены наклонными линиями
• Дата: 01.03.2018
• Размер: 0.72 Mb.
• Имя файла: Лабораторная работа №4.pdf
• Тип: Лабораторная работа; #37532

1 Раздел 1. ОСНОВЫ ГЕОДЕЗИИ Тема 1.3. Топографические карты и планы Лабораторная работа № 4 ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ КАРТЫ Цель работы Приобрести умение решать инженерно-геодезические задачи по топографическим картами планам. Приборы и принадлежности учебная топографическая карта, масштабная линейка, транспортир, циркуль-измеритель, листы миллиметровой бумаги и кальки. Последовательность выполнения работы Измерение расстояний при помощи нормального поперечного масштаба. Определение географических координат точек. Определение прямоугольных координат точек. Определение углов ориентирования линии, заданной на карте. Определение высот точек. Построение на топографической карте линии с заданным предельным уклоном. Построение профиля местности по заданному направлению. Задание Измерение расстояний при помощи нормального поперечного масштаба Топографической картой называется уменьшенное и искажённое из-за кривизны Земли обобщённое изображение на плоскости горизонтальных проекций контуров и рельефа обширных участков Земли или всей её поверхности. При решении задач по топографической карте для измерений с повышенной точностью применяют поперечный масштаб. Поперечный масштаб представляет собой график, основанный на пропорциональном делении отрезков рис. 2). На горизонтальной прямой несколько раз отложен отрезок
– основание масштаба. Из полученных точек на прямой восстановлены перпендикуляры. Через промежутки, равные
, на перпендикулярах проведены 10 прямых линий. Эти прямые параллельны горизонтальной линии. Крайнее левое основание снизу и сверху разделено на 10 частей таким образом, что одно деление левого основания соответствует
. Полученные точки соединены наклонными линиями – трансверсалями. Параллельные прямые, пересекаясь с трансверсалью, делят её на 10 равных отрезков. Проекция каждого из этих отрезков на основание масштаба равна 0,1 части минимального деления и является 0,01 частью основания масштаба (рис.
1). Следовательно, номер горизонтальной прямой – есть число сотых долей основания Рис. 1. Проекция отрезков на основание масштаба Для удобства пользования поперечные масштабы строятся с разными основаниями в зависимости от масштаба топографической карты. Поперечный масштаб с основанием 2 см называется нормальным. Масштабы топографических карт и величины соответствующих им оснований поперечных масштабов приведены в табл. 1. Таблица 1 Масштабы топографических карт и соответствующие им основания поперечных масштабов Масштабы топографических карт Основания поперечных масштабов, см
1: 10 000; 1: 100 000; 1: 1 000 000 1
1: 200 000 5
1: 25 000 4
1: 50 000; 1: 500 000 2
1
0
8
7
6
5
4
3
2
1
9
C
D
0
,2
0
,4
0
,6
0
,8
0
,3
0
,5
0
,7
0
,9
0
,1

4 Порядок измерения расстояний Выяснить, каким расстояниям на местности соответствуют основные деления поперечного масштаба. Например, для карты масштаба 1:50 000 основные деления поперечного масштаба 2 см, 2 мм и 0,2 мм соответствуют
1000, 100 им. Взять в раствор циркуля измеряемое расстояние. Перенести его на поперечный масштаб так, чтобы правая игла совпадала с одним из перпендикуляров правее нуля. Передвигая вверх по перпендикуляру ножку циркуля, совместить левую иглу с одной из трансверсалей. Необходимо следить затем, чтобы обе ножки циркуля располагались на одной прямой, параллельной основанию.

Отсчёт количества целых оснований делать по правой игле циркуля.

Отсчёт десятых долей основания – по наклонной прямой, на которой стоит левая игла. Сотые доли отсчитываются по числу вертикальных делений между горизонтальной линией, на которой стоит циркуль, и основанием масштаба. Например, расстояние между точками Аи В рис. 2) для карты масштаба
1 : 50 000
равном м. Рис. 2. Поперечный масштаб
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
8
7
6
5
4
3
2
1
9
C
D
A
B
1
2
3

5 Для контроля расстояние измеряется дважды. Расхождение (в метрах) между результатами измерений ΔS не должно быть больше количества тысяч в знаменателе численного масштаба карты. Для нашего примера пред 0
S


м. Задание 2. Определение географических координат точек На топографические карты наносят три вида рамок внешние, внутренние и минутные. Внешние рамки предназначены для придания оригиналу карты эстетического и законченного вида. Внутренние рамки ограничивают внутреннее содержание топографической карты. Северная и южная рамки представляют собой отрезки дуг параллелей, а западная и восточная – отрезки дуг меридианов. В углах внутренних рамок указывается их географические координаты (рис. 3). Минутные рамки представляют собой чередование залитых и незалитых отрезков вдоль внешних рамок. В северном и восточном полушариях заливаются все нечётные минуты, в южном и восточном – чётные. Число минут (градусов) зависит от масштаба листа топографической карты. Каждая минута разбивается точками на шесть промежутков по 10 секунд. Географические координаты точки А – широту

и долготу

– определяют пользуясь минутными рамками листа карты (трапеции. Для этого проводят ближайшие к точке меридиан и параллель. Порядок определения географических координат точки Провести ближайшую к точке А южную вспомогательную параллель. Для этого соединить прямой линией одинаковые отсчёты минут на западной и восточной рамке листа карты.

6 Рис. 3. Определение географических и прямоугольных координат точек Провести ближайший к точке А западный вспомогательный меридиан. Для этого соединить линией одинаковые отсчёты минут северной и южной рамок. В раствор циркуля-измерителя взять расстояние от точки до ближайшей проведенной вспомогательной параллели. Приложить циркуль-измеритель к одной из широтных минут. Определить в секундах приращение по широте Широту точки А вычислить по формуле всп
A
  
 

В раствор циркуля-измерителя взять расстояние от точки до ближайшего проведенного вспомогательного меридиана. Приложить циркуль-измери- тель к одной из долготной минут. Определить в секундах приращение по долготе. Долготу точки А вычислить по формуле всп
A
  
 
Знаки приращений координат зависят от положения на карте относительно точки А вспомогательных ближайших параллели и меридиана. Например, географические координаты точки А (рис. 3) равны
5 4 3 8 0 0 1 4 5 4 3 8 1 4
A
 

 
 




,
3 1 4 6 0 0 1 9 3 1 4 6 1 Задание Определение прямоугольных координат точек Для определения прямоугольных координат точек при решении практических задач на топографические карты наносят сетку прямоугольных координат Гаусса. Координатная (километровая) сетка представляет собой сеть квадратов, образованных прямыми линиями, проведенными через целое число километров, параллельными осями зональной системы координат. Число километров зависит от масштаба топографической карты. Ближайшие к углам рамки линии координатной километровой сетки подписываются полным числом километров, а остальные – сокращенно, двумя последними цифрами, причем первые две (иногда три для ординат) цифры набраны мелким шрифтом. Подписи горизонтальных линий соответствуют расстоянию от экватора, а подписи вертикальных линий соответствуют их преобразованным приведенным) ординатам.

8 Порядок определения прямоугольных координат точки По оцифровке километровой сетки определить значения координат


0 0
,
x
y
юго-западного угла квадрата, в котором расположена заданная точка В (рис. 3); с помощью циркуля-измерителя и поперечного масштаба измерить длины перпендикуляров, опущенных из точки на западную и южную стороны квадрата координатной сетки полученные значения
x

и есть приращения координат координаты точки вычислить по формулам
0
B
x
x
x

 
, Например, для точки B (рис. 3) измеренные значения координат будут следующими мм. При записи полных прямоугольных координат необходимо помнить, что ордината точки – всегда условная величина, означающая удаление точки вправо или влево от осевого меридиана зоны. В геодезии принято считать ординатой осевого меридиана зоны значением. Поэтому для точки В в её ординате м цифра 6 – номер зоны, а 421489,0 м – условное удаление влево от осевого меридиана й зоны. Действительное удаление точки Вот осевого меридиана составит
421489, 0 500000, 0 78511, 0

 
м. Задание 4. Определение углов ориентирования линии, заданной на карте. Ориентировать линию – это значит определить угол ориентирования между направлением данной линии и направлением, принятым за исходное. За исходные направления в геодезии принимают северное направление истинного
y


9 географического) меридиана, северное направление магнитного меридиана, северное направление осевого меридиана зоны или линии ему параллельной. Сближением меридианов в данной точке называется угол между северным направлением истинного (географического) меридиана данной точки и осевым меридианом зоны или линии, ему параллельной. Угол отсчитывается от северного направления истинного (географического) меридиана. Восточное сближение меридианов считается положительным, а западное – отрицательным. На топографической карте разворот координатной сетки относительно меридианов градусной сетки соответствует величине сближения меридианов γ. Склонением магнитной стрелки в данной точке называется угол образованный пересечением истинного (географического) меридиана данной точки и магнитного меридиана. Отсчитывается от северного направления истинного географического) меридиана. Восточное склонение считается положительным, а западное – отрицательным. Диаграмма взаимного расположения меридианов (рис. 4) с указанием среднего для данного листа карты значения сближения меридианов и величины магнитного склонения помещена на каждом листе топографической карты под ее южной рамкой Рис. 4. Диаграмма взаимного расположения истинного, осевого и магнитного меридианов
γ
γ
δ

10 Горизонтальный угол между исходным направлением и ориентируемой линией называется углом ориентирования. Углы ориентирования различают в зависимости от принятого исходного направления. Принятые в геодезии исходные направления, названия углов ориентирования и их обозначения приведены в табл. 2. Таблица 2 Исходные направления и соответствующие им углы ориентирования Исходное направление Название угла ориентирования Обозначение Северное направление осевого меридиана зоны (ось Х) или линии ему параллельной
Дирекционный угол Северное направление истинного (географического) меридиана Истинный (географический) азимут Северное направление магнитного меридиана Магнитный азимут Ближайшее северное или южное направление осевого меридиана Румб
Дирекционный угол и азимуты отсчитывают от северного направления соответствующего меридиана по направлению часовой стрелки до ориентируемой линии. Принимают значения от 0 до
А
м
А
r
360

11 Румб – это острый угол. Изменяется от 0 до
. Перед числовым значением румба указывают название четверти Ι четверть – СВ (северо-восток), ΙΙ четверть – ЮВ (юго-восток), ΙΙΙ четверть – ЮЗ (юго-запад), ΙV четверть – СЗ
(северо-запад). Например
?????? = СВ 42°15'. Поскольку на топографическую карту нанесена координатная сетка, а образующие её вертикальные линии параллельны осевому меридиану зоны, то для ориентирования линии по карте наиболее удобно измерить дирекционный угол рис. 5). Порядок измерения дирекционного угла Если ориентируемая линия не пересекает вертикальной линии координатной сетки, продолжить её до пересечения с ближайшей вертикальной координатной линией при измерении дирекционного угла, имеющего величину от 0 дону- левой радиус транспортира совместить с северным направлением вертикальной координатной линии для углов, больше
, нулевой радиус транспортира совместить с южным направлением. К полученному отсчёту прибавить Рис. 5. Дирекционный угол
9 0 
1 8 0 
1 8 0 
1 8 0 

12 Вычисление углов ориентирования Начертить диаграмму взаимного расположения меридианов. Указать на ней ориентируемое направление. Истинный азимут вычислить по формуле
A =   
, где

– измеренное значение дирекционного угла

– среднее значение угла сближения меридианов для данного листа карты (восточное считается положительным, западное – отрицательным. Магнитный азимут вычислить по формуле м, где

– склонение магнитного меридиана (восточное считается положительным, западное – отрицательным. Указывается на диаграмме под южной рамкой карты (см. рис. 5). Вычислить румб, принимая за исходное направление осевой меридиан. Использовать формулы связи между дирекционными углами и румбами. Пример вычисления Пусть
327 45
 

,
2 21
   
(западное,
6 15
   
(западное. Тогда истинный и магнитный азимуты вычисляют по формулам
A
327 45 2 21 325 24



    

 


;
А
м
= А + δ = 325°24´ + 6°15 = 331°39´. Румб принимает значение
СЗ:
?????? = 360°00´ − α = 360°00´ − 331°39 = 28°21´.

13 Задание 5. Определение высот точек Рельефна топографических картах изображают горизонталями. Горизонталь линия, соединяющая точки земной поверхности с одинаковыми высотами. Определение высоты точки по карте зависит от её положения относительно горизонталей. Если точка расположена на горизонтали, тогда её отметка равна отметке горизонтали. Например, на рис. 20 точка Е лежит на горизонтали с отметкой гм, тогда м. Если точка расположена между горизонталями с отметками и
, тогда её отметку можно определить интерполированием. Для этого через точку провести линию, перпендикулярную горизонталям (рис. 6); Рис. 6. Определение высоты точки
2 5 1
Е
Н

1
H
2
H
C
1
d
2
d
1
H
2
H
E
2
5
1

14 измерить с помощью поперечного масштаба расстояния
1
d
и
2
d
между точкой и ближайшими горизонталями с учетом направления ската местности отметку
C
H
точки вычислить дважды по формулам




0 1
1 2
1
C
h d
H
H
d
d



;




0 2
2 1
2
C
h d
H
H
d
d



, где
0
h
– высота сечения рельефа за окончательное принять среднее арифметическое из вычисленных отметок. Задание 6. Построение на топографической карте линии с заданным предельным уклоном Расстояние между соседними горизонталями на плане называется заложением. Крутизной ската называется угол наклона ската

. Уклоном линии называется отношение превышения к горизонтальному проложению : Провести на карте между точками Аи В линию заданного предельного уклона – это значит провести между данными точками кратчайшую линию так, чтобы ни один отрезок не имел уклона больше заданного предельного пред
i
Для этого необходимо определить по графику заложений величину заложения пред. График заложений помещён под южной рамкой карты. На горизонтальной оси отложены значения углов наклона в градусах (

) или значения уклонов в промилле (‰), а на перпендикулярах – соответствующие им значения за- ложений в масштабе карты. Концы перпендикуляров соединены плавной кривой. Определение величины заложения
i
h
d

15 Из точки горизонтальной оси, соответствующей значению заданного уклона, восстановить перпендикуляр до его пересечения с кривой линией графика (рис. 7). Длина полученного отрезка соответствует величине заложения. Его численное значение можно получить по поперечному масштабу. Если на топографической карте не приведен график заложения, тогда заложение пред можно вычислить по формуле
, где М – знаменатель численного масштаба карты. Рис. 7. Определение величины заложения Порядок проведения по карте линии с заданным предельным уклоном Соединить на карте точки Аи В прямой линией. Взять в раствор циркуля отрезок, соответствующий заложению пред
a

Из точки А в направлении к точке В раствором циркуля засечь на соседней горизонтали точку 1; затем из точки 1 тем же раствором циркуля засечь точку 2 наследующей горизонтали и т.д. пред пред
M
h
a
i


0
,1
0
0
0
0
2
0
0
,
0
0
3
0
0
,
0
0
4
0
0
,
0
0
5
0
0
,
0
0
7
5
0
,
0
,1
0
0
0
,2
0
0
0
,5
0
0
п
р
ед
i
п
р
ед
a

16 Рис. 8. Линия с уклоном, не превышающим заданного Если раствор циркуля меньше расстояния между горизонталями, то линию провести по кратчайшему расстоянию. Соединить все точки на горизонталях. Ломаная линия (рис. 8), построенная вдоль направления АВ, есть линия с уклоном, не превышающим заданного. Задание 7. Построение профиля местности по заданному направлению
Профилем называется уменьшенное изображение вертикального разреза земной поверхности вдоль выбранного направления. Профиль местности строят в масштабе карты. Порядок построения Соединить на карте точки Аи В прямой линией. Пронумеровать точки пересечения линии с горизонталями, а также характерные точки (точки пересечения линии с водосливом и водоразделом.
A
B
1 2
3 4

17 Перенести в нижнюю часть листа миллиметровой бумаги линию АВ в масштабе карты и отложить на ней пронумерованные точки. Линия АВ служит основанием профиля. От линии АВ начертить профильную сетку, состоящую из двух горизонтальных граф (рис. 9). Вертикальный масштаб взять враз крупнее горизонтального. Например, если горизонтальный масштаб 1 : 2 000, тогда вертикальный масштаб соответственно. МВ МГ Условный гори-
зонт
А
1
2
3
4
В
Отметки
23
5,0
0
24
0,0
0
24
5,0
0
25
0,0
0
25
5,0
0
26
0,0
0
Расстояния
220
170
220
160
170 Рис. 9. Построение профиля местности

18 Верхнюю линию профильной сетки (линию АВ) принять за условный горизонт. Отметку условного горизонта выбрать так, чтобы нижняя точка местности на профиле отстояла от линии условного горизонта на расстоянии больше 1 см. От линии условного горизонта в каждой точке построить перпендикуляры. На перпендикулярах отложить в выбранном масштабе разности отметок между отметками точек и отметкой условного горизонта
, те. тчк тчк г
H
H
H




Концы перпендикуляров соединить плавной кривой, которая будет изображать профиль местности. В графу профильной сетки Отметки вписать значения отметок точек пересечения профильной линии с горизонталями, а также характерных точек местности. В графу Расстояния вписать значения горизонтальных про- ложений отрезков на местности
, где
– длина отрезка на плане М – знаменатель численного масштаба. Оформление отчёта
Отчёт оформляется на листах писчей бумаги , на копии с топографической карты и на листе миллиметровой бумаги. Записать результат измерения по карте расстояния АВ между двумя точками. Изобразить поперечный масштаб и указать на нём измеренное по карте расстояние. Записать вычисление географических координат для двух точек Аи В. На копии привести схему измерения приращений координат. тчк
H

тчк
H
г
H
M
S
s
 
s

19 Записать вычисление прямоугольных координат для двух точек Аи В. На копии привести схему измерения приращений координат. Для линии АВ привести расчёт численных значений углов ориентирования дирекционного угла, азимутов, румбов. На копии привести схему измерения дирекционного угла. Привести расчёт отметок точек Аи В. На копии с топографической карты провести линию с заданным предельным уклоном между точками Аи В. Построить на листе миллиметровой бумаги продольный профиль в направлении АВ.

20 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.
Дементьев В.Е. Современная геодезическая техника и её применение : учеб. пособие для вузов /В.Е. Дементьев. – Изд. е. – М Академический Проект, 2008. – 592 с. Инженерная геодезия /Е.Б. Клюшин[и др. – М Издательский центр Академия, 2004. – 478 с. Инструкция по нивелированию Ι, ΙΙ, ΙΙΙ и ΙV классов. – М Недра, 1990. Инструкция по топографическим съёмкам в масштабах 1:5000, 1:2000,
1:1000, 1:500. – М Недра, 1982. Курс инженерной геодезии / под ред. В.Е. Новака. – М Недра, 1989. – 432 с.
6.
Нестеренок М.С.Геодезия МС. Нестеренок, В.Ф. Нестеренок, АС. По- зняк. – Минск Университетское, 2001. – 310 с.
7.
Перфилов В.Ф. Геодезия /В.Ф. Перфилов, Р.Н. Скогорева, Н.В. Усова. – М Высшая школа, 2006. – 350 с.
8.
Поклад Г.Г.Геодезия : учебное пособие для вузов /Г.Г. Поклад, С.П. Грид- нев. – М Академический Проект, 2007. – 592 с. Практикум по геодезии : учеб. пособие для вузов /В.В. Баканова и др. – е изд, стер. – МИД Альянс, 2007. – 543 с. Указания по проектированию и производству геодезических и фотограм- метрических работ в строительстве и архитектуре ЛИ. Метелкин[и др.
– М АСВ, 2003. – 344 с.
11.
Усова Н.В. Геодезия /Н.В. Усова. – М Архитектура-С, 2004. – 224 с. Учебное пособие по геодезической практике /В.Ф. Лукьянов[и др. – М Недра, 1986. – 236 с. Федотов ГА. Инженерная геодезия ГА. Федотов. – М Высшая школа,
2007. – 463 с.
14.
Фельдман В.Д. Основы инженерной геодезии /В.Д. Фельдман, Д.Ш. Михе- лев. – М Высшая школа, 2001. – 314 с.

21 15.
Южанинов В.С. Картография с основами топографии : учеб. пособие
/Южанинов В.С. – М Высшая школа, 2001. – 302 с.

22 СОДЕРЖАНИЕ Лабораторная работа № 1. НИВЕЛИР Н, НИВЕЛИРНЫЕ РЕЙКИ РН-3 .......... 4 Лабораторная работа № 2. ПОВЕРКА И ЮСТИРОВКА НИВЕЛИРА Н ........ 13 Лабораторная работа № 3. ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ ............. 18 Лабораторная работа № 4. ТЕОДОЛИТ Т, Т ............................................... 26 Лабораторная работа № 5. ПОВЕРКА И ЮСТИРОВКА ТЕОДОЛИТА Т, Т ..................................................................... 33 Лабораторная работа № 6. ИЗМЕРЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ УГЛОВ .......... 40 Лабораторная работа № 7. ИЗМЕРЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ УГЛОВ ............... 46 Лабораторная работа № 8. ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ ................................................... 50 Лабораторная работа № 9. ТАХЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЁМКА .......................... 54 Лабораторная работа № 10. ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ КАРТЫ .............................. 59

Учебное издание ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ. ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ КАРТЫ И РАБОТА СНИМИ Составители Упорова Ольга Юрьевна
Букша Ульяна Анатольевна Редактор Н.П. Кубыщенко Компьютерный набор У.А. Букша Подписано в печать __.02.2012. Формат 60×84 1/16. Бумага писчая. Плоская печать. Усл. печ. л. 4,65.
Уч.-изд. л. 3,5. Тираж 600 экз. Заказ ____
Редакционно-издательский отдел УрФУ
620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19 Название типографии Адрес типографии