Кочетова Э.Ф. Инженерная геодезия. Учебное пособие представляет собой конспект лекций по инженерной геодезии для студентов, изучающих эту дисциплину и для производственников, занятых в строительстве.
 Скачать 5.68 Mb.
|
|
При съемке способом полярных координат (на рисунке от стороны 1 – 2) из точки теодолитного хода (2) измеряют горизонтальный угол теодолитом до направления на снимаемую точку и расстояние до нее. Измеряемые длины не должны превышать 40, 60 и 100 метров для тех же масштабов. Способ линейных засечек заключается в измерении расстояний от точек теодолитного хода до снимаемой точки (сторона 6 – 7). Измеряемые длины не должны превышать длины мерного прибора. 92 Измерив два горизонтальных угла от стороны теодолитного хода дона- правления на точку местности, снимают точку способом угловых засечек сторона на рис. 74). Значения измеряемых углов не должны быть менее 30° и более 150°. В случае, когда точка местности находится на стороне теодолитного хода или на ее продолжении, ее снимают створным способом измеряют расстояние от ближайших точек теодолитного хода (от точки 3 на рис. 74). Сняв две точки контура одним из вышеперечисленных способов, остальные его точки можно снять способом обмера измерять расстояния между частями контура (если он прямоугольной формы) от одной исходной точки до другой. Все измеренные значения углов и расстояний заносят на абрис съемки. Абрис это схематический чертеж, который составляют на глаз, не в масштабе. Он должен содержать полные сведения о снимаемой местности, числовые результаты съемки и пояснения названия контуров, улиц, характер дорожных покрытий. Существуют два варианта ведения абриса – общий или постраничный, на каждую сторону полигона. Абрис является документом, который получают в результате полевых работ (рис. 74). 12.1.2. Камеральные работы при теодолитной съемке 1. Вычерчивание плана теодолитной съемки. Снятые контуры наносят с абриса съемки теми же способами, которыми производилась съемка при помощи геодезического транспортира, поперечного масштаба и циркуля – измерителя. Оформление плана в соответствии с условными знаками. 29,8 2 переулок 8,2 1,9 41°11' 3 7,8 Громова 1 4,3 10 28,7 48°12' 5,3 деревянный 1,5 2,8 пристрой люк смотрового колодца 1,5 35°11' травяное покрытие 4 столб ЛЭП 7 грунтовая дорога 6 Рис. 74. Абрис теодолитной съемки 2 С М Ж 93 12.2. Тахеометрическая съемка Тахеометрия в переводе с греческого означает быстрое измерение. Цель ее – получение топографического плана местности (ситуация + рельеф. Основой ее являются теодолитно-нивелирные ходы координаты вершин получают как в обычном теодолитном ходе, а отметки Н определяют путем геометрического нивелирования. Также как и любая съемка тахеометрическая содержит полевые и камеральные работы. Отличительные особенности съемки 1. Съемка контуров и рельефа с пунктов съемочного обоснования выполняется полярным способом. При этом горизонтальные углы измеряют при одном (основном) положении вертикального круга, а расстояния по нитяному дальномеру. 2. Превышения и высоты съемочных точек определяют методом тригонометрического нивелирования, то есть измеряют угол наклона и расстояние до точки. 12.2.1. Полевые работы 1. Рекогносцировка закрепление точек съемочного обоснования. 2. Прокладка теодолитно-нивелирного хода те же работы, что и выше. 3. Съемка ситуации и рельефа а) Приведение теодолита (тахеометра) в рабочее положение центрирование и горизонтирование. б) Определение МО, измерение высоты инструмента i. в) Ориентирование 0° лимба горизонтального круга вдоль одной из сторон хода, откладывание i на рейке. г) Собственно съемка измерение горизонтальных углов β, углов наклона ν, расстояний читанных по рейке (от теодолита до точки) D с занесением на абрис съемки. Документы, получаемые в результате полевых работ журналы тахеометрической съемки, абрисы съемки. Абрисы составляют в масштабе съемки в виде круговых диаграмм или в горизонталях. Снятые точки сразу наносят полярным способом на абрис без использования линейки и транспортира, поскольку окружности на круговых диаграммах проводят обычно через 1 см и разбивают заранее через каждые 20°. Абрис является полевым контролем определения планового положения съемочных точек и контролем нанесения их на план при составлении плана съемки. При тахеометрической съемке применяют координатные теодолиты- тахеометры: номограммные и электронные (рис. 75). Эти инструменты предназначены для непосредственного измерения в полевых условиях, превышений, горизонтальных проложений и приращений прямоугольных координат. Электронные тахеометры разделяются на полярные β, d, h (Н - высота) определяются и высвечиваются на табло ортогональные измеряются и вычисляются х, у, h, Χ, Υ, Η. Формулы, на основе которых составлена программа 94 мини – ЭВМ следующие d = D·cosν; h = d·sinν; х = d·cosν; у = d·sinν, где d – горизонтальное проложение, ν – угол наклона линии местности. 12.2.2 Камеральные работы 1. Контроль полевых документов. 2. Вычисление Х, У, Н точек съемочного обоснования. 3. Обработка журнала тахеометрической съемки вычисление ν, d, h, Η по тахеометрическим таблицам или по формулам. Пояснением формул служит рис. 77. рейка V визирный луч h табл. В L теодолит Гориз. плоскость h i i d А Рис. 77. Схема измерения реечной точки на станции тахеометрической съемки V + h = h из табл + i; h = h из табл+ i – V; h из табл = d·tgν; h = d·tgν + i – V, где i – высота инструмента, V – высота наведения, h – превышение, h из табл – табличное превышение. Н = Н ст. +h, Н ст. – отметка станции, точки стояния теодолита, Н – отметка реечной точки. 5. Нанесение съемочных точек с помощью транспортира и линейки или та- хеографа (совмещает в себе оба инструмента) способом полярных координат. 6. Вычерчивание ситуации и рельефа. 7. Оформление плана в соответствии с условными знаками. При работе с электронным тахеометром камеральные работы заключаются в передаче данных в компьютер при помощи кабеля USB, съемной карты памяти или Bluetooth, а затем обработки полученной информации. Вычисление координат и высот реечных точек и построение топографического плана получают как программные продукты обработки материалов измерений. Используют компьютерные программы CREDO, AutoCAD и др. 95 12.3. Электронные тахеометры При тахеометрической съемке применяют электронные тахеометры. Эти инструменты предназначены для непосредственного измерения в полевых условиях, превышений, горизонтальных проложений и приращений прямоугольных координат. Электронные тахеометры разделяются на полярные β, d, h (Н - высота) определяются и высвечиваются на табло ортогональные измеряются и вычисляются х, у, h, Χ, Υ, Η. Формулы, на основе которых составлена программа мини-ЭВМ, следующие d = D·cosν; h = d·sinν; х = d·cosν; у = d·sinν, где d – горизонтальное проложение, ν – угол наклона линии местности. Электронный тахеометр SET530R используется при топографических съемках, в инженерной геодезии, при сгущении сетей, в полигонометрии, а также для тригонометрического нивелирования. При этом все данные характеристик построения сетей увеличиваются в 1,3 раза (в соответствии с СП 11- 104-97). Он состоит из трех основных блоков (рис. 75): цифровой теодолит для измерения угловых величин, светодальномер (для измерения расстояний) и микроЭВМ (для решения различных геодезических задач на основе исходных данных и результатов угловых и линейных измерений. С помощью тахеометра можно определить зенитные расстояния Z, горизонтальные или дирекционные углы β (А, наклонные расстояния Д, превышения или высоты точек визирования h (Н, горизонтальные проложения Д, приращения координат точек визирования Х, У. Решение задач на микроЭВМ производится последующим программам полная – последовательное (раздельное) измерение, Д и вычисление ДН, Х, У полуавтоматическая – последовательное (раздельное) измерение Z, ‚β, Д и автоматическое вычисление Д сокращенная автоматическое измерение β, Z и определение Д слежения – измерение Д, β, ‚Z, ДН, Х, У по перемещаемому отражателю. Вся оперативная и содержащаяся в памяти микроЭВМ информация индицируется на цифровом табло и может быть выдана в регистратор информации. МикроЭВМ снабжена программами для вычисления и выдачи на табло следующих величин Д 0 =Д і h=Д·соsZ; Х =Д 0 ·соsА; ∆У=Д 0 ·sіnА. Точность измерения горизонтальных углов 5", зенитных расстояний 5", наклонных расстояний, мм, Д. Вертикальный угол от зенита 0º...360º, от горизонта 0º… 90º (выбирается. Диапазон измерения расстояний наклонных, мс отражателем 1,3-100 – без отражателя. Время измерения отсчета, сек, не более горизонтальных углов, зенитных расстояний, наклонных расстояний 0,5. Масса тахеометра, 5,4 кг. Габариты тахеометра в мм 65(ш)×171(д)×341(в). В комплект тахеометра входят отражающая пленка, компактная призма, стандартная призма, минипризма, источник питания с зарядным устройством, штативы, вехи, соединительный кабель, запасные части. Тип отсчетного устройства горизонтального и вертикального круга абсолютный датчик угла поворота кодового диска. Имеет автоматический компенсатор, тип жидкостной х осевой датчик наклона. Для измерения углов в та- хеометре применен растровый датчик накопительного типа. 96 Рис. 75. Схема SET530R 97 В качестве датчика угла применен фотоэлектрический преобразователь угол-код. В дальномерном канале использован импульсный метод измерения расстояний с преобразованием временного интервала (работа со светодально- мером). Приемопередающая система светодальномера совмещена с оптической визирной системой в общем корпусе зрительной трубы. Зрительная труба переводится через зенит только окулярным кольцом. На рис показан общий вид тахеометра SET530R со стороны окуляра (в) и объектива (б) зрительной трубы. В таблице 6 приведены названия составных частей тахеометра. При работе с тахеометром SET530R используют клавиши управления, расположенные на рабочей панели 5. Весь процесс работы можно представить в следующей последовательности. 1. Выбор файла для хранения результатов измерений. 2. Вход в режим измерений с сохранением данных. 3. Ввод данных о точке стояния. 4. Измерение на точку ориентирования. 5. Измерение на последующую точку съемочного обоснования. 6. Собственно съемка. 7. Переход наследующую станцию и повторение действий с п поп. Передача данных в компьютер. На риса представлена рабочая панель тахеометра (клавиатура 15 клавиш (программные клавиши, служебные клавиши, клавиша включения питания, клавиша подсветки О – клавиша включения питания • [☼] – клавиша включения и выключения подсветки (у серии 30R при длительном нажатии включает лазерный указатель направления • [SFT] – переключение регистра между прописными и строчными буквами (у серии 30R также служит для переключения режима работы дальномера «призма»/»пленка»/«без отражателя • [ЕSС] – отмена ввода данных, переход на ступень выше по дереву меню • [FUNC] – переход наследующую страницу программных клавиш (про- листывание букв и цифр при вводе данных В – удаление введенных символов • [▲], [▼] – перемещение курсора вверх и вниз • [►], [◄] – перемещение курсора вправо и влево, выбор другой опции • [↵] – клавиша, аналогичная клавише [ENTER] – ВВОД компьютерной клавиатуры. Далее в тексте клавиша будет обозначаться как ВВОД • [F1], [F2], [F3], [F4] – программные клавиши. Служат для выбора соответствующих им значений. Значения программных клавиш выводятся в нижней строке экрана. 98 а) б) 99 в) Рис. 76. Электронный тахеометр SET530R: а) рабочая панель, б) вид со стороны объектива, в) вид со стороны окуляра Таблица 6 – основные части тахеометра SET530R № п/п Название № п/п Название 1 Ручка 16 Крышка сетки нитей оптического отвеса Винт фиксации ручки Окуляр оптического отвеса Метка высоты инструмента Горизонтальный закрепительный винт Батарея Горизонтальный винт точной наводки Рабочая панель Разъем ввода/вывода данных Защелка трегера 21 Разъем для внешнего источника питания 100 Окончание табл 7 Основание трегера 22 Цилиндрический уровень Подъемный винт Юстировочные винты цилиндрического уровня Юстировочные винты круглого уровня Вертикальный закрепительный винт Круглый уровень Вертикальный винт точной наводки Дисплей Окуляр зрительной трубы Объектив (с функцией лазерного указателя Фокусирующее кольцо зрительной трубы Паз для установки буссоли Индикатор лазерного излучения Приемный датчик для беспроводной клавиатуры Видоискатель Фокусирующее кольцо оптического отвеса Метка центра инструмента. Нивелирование поверхности по квадратам Одним из видов наземных топографических съемок является нивелирование поверхности. Нивелирование поверхности по квадратам – один из наиболее распространенных способов этого вида съемки. Перед нивелированием разбивают на местности сетку квадратов со сторонами от 10 дом в зависимости от масштаба, рельефа и назначения съемки. Каждая вершина закрепляется колышком, забиваемым вровень с землей. Рядом забивают сторожок с номером вершины а, в и т. д. Разбивка производится теодолитом и дальномером (лентой. При малых сторонах квадратов сначала разбивают внешний контур участка, а затем внутренние вершины квадратов. Если стороны квадратов большие, разбивают две взаимно перпендикулярные линии в центре участка. От этих линий разбивают вершины остальных квадратов путем построения прямых углов и откладывания расстояний по полученным направлениям. Пункты геодезической опорной сети, имеющиеся на участке, включаются в сеть квадратов. Кроме вершин квадратов на местности закрепляются плюсовые точки, расположенные в характерных точках рельефа и на перегибах скатов, находящихся внутри квадратов и на их сторонах. Положение точек определяется от ближайших сторон или вершин квадратов. Схему разбивки сетки квадратов и плюсовых точек вычерчивают на бумаге рис. 78). На схеме стрелками показывают характерные линии рельефа и направления, по которым можно проводить интерполирование горизонталей. Она служит абрисом горизонтальной съемки местности, которая производится одновременно с разбивкой квадратов. Основным способом съемки является 101 способ перпендикуляров применяют также способ линейных засечек (прима- лых размерах квадратов. а 1 2 3 4 5 6 I 25 44 луг с редким б 30 43 лесом в кустарник луг г 40 Рис. 78. Схема квадратов с абрисом горизонтальной съемки местности При съемках слабовыраженного рельефа с высотой сечениям нивелируют точки через 10 – 40 м на местности, а прим через 50 – 100 м. При нивелировании квадратов могут встретиться три случая. Стороны квадратов более 100 метров. 2. Стороны квадратов менее 100 метров, рельеф средней сложности. 3. Стороны квадратов менее 100 метров, рельеф спокойный. В зависимости от этого нивелируют каждый квадрат отдельно, несколько квадратов с одной станции, все квадраты с одной станции. 1 случай нивелир устанавливают приблизительно в центре квадрата и берут отсчеты в четырех вершинах и плюсовых точках. Форма журнала соответствует схеме сети квадратов. Отсчеты записываются возле каждой вершины или плюсовой точки. Сначала нивелируют ряды квадратов, расположенных по внешней границе участка. Внутренние квадраты нивелируют через один. Контроль суммы накрест лежащих отсчетов или разность горизонта инструмента соседних квадратов должны быть равны с точностью ±5 мм. а 1 +в 1 =а 2 +в 2 или в 1 -а 1 =в 2 -а 2 2 случай при нивелировании с одной станции группы квадратов сначала выбирают связующие точки между станциями так, чтобы они образовали замкнутый ход. Отсчеты вначале берут на связующие точки по двум сторонам рейки. Вершины квадратов и плюсовые точки нивелируют как промежуточные по черной (основной) стороне рейки. Запись измерений производится в обычный нивелирный журнал или на схему сети квадратов. На схеме обязательно показывается, какая группа квадратов, с какой станции нивелируется. Контроль превышения между связующими точками, определенные по черной и красной стороне рейки, не должны отличаться более чем на ±5 мм. 3 случай при нивелировании всех квадратов с одной станции нивелир устанавливают приблизительно в середине участка и берут отсчеты на все вершины и плюсовые точки по одной стороне рейки. Вершина, с которой начинают нивелирование, должна быть хорошо закреплена и сохранена до окончания работ. Контроль в процессе работ периодически, после нивелирования нескольких точек, берут отсчет на начальную точку. Он должен оставаться постоянным в пределах точности ±5 мм. После производства нивелирования и привязки сети квадратов к опорной геодезической сети (плановой и высотной) для камеральной обработки поступают два документа полевая схема разбивки квадратов и съемки ситуации и журнал нивелирования. В камеральных условиях после контроля полевых документов обрабатывают журнал нивелирования. Составляют план местности, вычерчивают ситуацию и рельеф. Оформляют план в соответствии с условными знаками. 12.5. Фототопографические съемки Основой фототопографических съемок является процесс определения размеров, формы и взаимного положения предметов местности по их фотоизображениям. Специальная дисциплина, изучающая способы измерения фотоизображений, называется фотограмметрией (измерительной фотографией. В зависимости от места положения фотографирующего устройства различают космическую, воздушную или аэрофотосъемку и наземную или фототеодолитную съемки (рис. 79). 12.5.1. Аэрофототопографическая съемка Этот вид съемки выполняется путем фотографирования местности с самолета (вертолета и т.д.) специальным фотоаппаратом (рис. 80). Прикладная рамка его ограничивает формат аэроснимка, а имеющиеся на ней координатные метки определяют начало и направление координатной системы аэроснимка. Пересечение оптической оси фотокамеры с плоскостью называется главной точкой снимка, которая характеризуется отсутствием искажений в ней и обычно совпадает с началом координат х у. В случае ровной местности масштаб аэроснимка выражается 1:N=l:z=f к = М АВ ав ⋅ , где Н – высота фотографирования, ав – расстояние между двумя какими-либо точками на снимке, АВ – расстояние между этими же точками на местности, М – знаменатель масштаба карты (если масштаб снимка определяют по топографической карте. Фотографирование осуществляется при вертикальном положении оптической оси аэрофотоаппарата (±3º). В этом случае получают плановые фотоснимки с постоянным масштабом. В случае отклонения от вертикали и при наличии пересеченной местности масштаб снимка различен в различных его частях (перспективный снимок. |