Порядок выполнения работы

1. Устанавливают теодолит над точкой теодолитного хода.

2. Уровнем при алидаде устанавливают лимб горизонтально.

3. Наводят на правую точку и берут отсчет по отсчетному микроскопу горизонтального круга при «КЛ».

4. Наводят на левую точку и берут отсчет.

5. Переводят зрительную трубу через зенит и поворачивают теодолит на 180º.

6. Наводят на правую точку и берут отсчет по горизонтальному кругу и берут отсчет при «КП».

7. Наводят на левую точку и берут отсчет.

8. При «КЛ» определяют угол β₁ = О_П - О_Л.

9. При «КП» определяют угол β₂ = О_П - О_Л..

10. Сравнивают угол при «КЛ» и «КП». Разница должна быть не более 2t.

11. Измеряют вертикальный угол. Для этого измеряют высоту прибора i и наводят перекрестие сетки нитей на отсчет «высота прибора».

12. Берут отсчет по лимбу и алидаде вертикального круга. При отрицательном значении угла доли градуса берут от (-0 до -6), при положительном от (+0 до +6).

13. Измеряют расстояние между точками по пикетному дальномеру:

- берут отсчет по верхней нити сетки нитей на рейке;

- берут отсчет по нижней нити.

14. Определяют расстояние

d = k(ν_в-ν_н),

где k=100; ν_в – отсчет на верхней нити; ν_Н – отсчет по нижней нити.

Отсчеты по рейке берут в мм :

ν_в=1438; ν_н =0828;

d=100(1438-0828)=61000 мм, или 61,0 м.

Содержание отчета

Отчет содержит как теоретическую, так и практическую части. Измерения записываются в журнал теодолитной съемки. В отчете могут приводиться схемы, рисунки. Отчет выполняется аккуратно, пастой синего цвета. Отчет выполняет бригада из пяти человек. Неаккуратно выполненный отчет не принимается. Отчет зачитывается, если выполнены все разделы лабораторной работы.

Лабораторная работа №8

Подготовка инструментов и принадлежностей к полевым работам

по нивелированию для получения цифровой вертикальной модели

поверхности участка Земли

Цель работы: закрепление теоретических знаний раздела курса и приобретение навыков подготовки инструментов и принадлежностей для полевых работ (поверки нивелира, реек) при нивелировании трассы железной, шоссейной дорог или поверхности.

Место выполнения работы: территория учебного полигона, включая железнодорожные пути № 1,2,3,4,5 и стрелочные переводы.

Инструменты и принадлежности:

- нивелир 2Н - ЗЛ ;

- нивелирные рейки РН- 3;

- штатив.

Общие теоретические сведения

По результатам вертикальной съемки строится разрез (профиль) поверхности вдоль оси трассы или поперечников, или то и другое. Перед полевыми работами производятся поверки.

Перед выполнением полевых работ выполняют три поверки нивелира: круглого уровня, сетки нитей и главного условия.

Уровни подразделяются на круглые и цилиндрические. В современных нивелирах устанавливаются как круглые (рис.8.1), так и цилиндрические уровни (рис.8.2). Круглый уровень предназначен для достаточно точкой установки зрительной трубы в горизонтальное положение, цилиндрический - для точной ее установки.

Пузырек цилиндрического уровня с помощью призмы разделен на две половины. Перед взятием отчета с помощью подъемных винтов добиваются, чтобы две половинки пузырька были установлены в одной горизонтальной плоскости.

Поверка круглого (установочного) уровня. Поверку установочного уровня производят следующим образом. С помощью подъемных винтов выводят пузырек уровня на середину. Поворачивают зрительную трубу на 180°. Пузырек уровня при этом не должен отклоняться от среднего положения более чем на 0,5 деления шкалы уровня.

а) б)

Рис.8.1. Приведение плоскости в горизонтальное положение при помощи круглого уровня

а)

б)

в)

Рис.8.2. Цилиндрический (а) и круглый (б) уровни

При несоблюдении указанного условия исправительными винтами уровнями передвинуть пузырек уровня на половину отклонения и повторить поверку. В такой последовательности поверка повторяется, пока уровень при повороте на 180° не будет занимать среднее положение или отклоняться на величину, не превышающую указанную в паспорте.

Поверка сетки нитей. Проверку установки сетки нитей производят с помощью отвеса, подвешенного на расстоянии 20 - 25 м от нивелира (рис.8.3). Нивелир предварительно необходимо привести в горизонтальное положение по установочному уровню и навести зрительную трубу на отвес.

Рис. 8.3. Поле зрения нивелира с прямым изображением

При наблюдении в зрительную трубу вертикальная нить сетки должна совпадать с изображением нити отвеса. Допустимое отклонение - не более, чем три ширины штриха. Если условие не выполняется, то сетку нитей поворачивают на необходимый угол. Для этого отвинчивают колпачок окуляра, ослабляют винты, закрепляющие сетку нитей, и ее поворачивают до совпадения штриха с нитью отвеса. Винты закрепляют и повторяют поверку.

Поверка главного условия. Суть поверки - визирная ось трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня.

При выполнении поверки применяются метод нивелирования вперед (рис. 8.4) и метод нивелирования из середины (рис. 8.5).

Рис.8.4. Метод нивелирования вперед

Рис.8.5. Метод нивелирования из середины: а_к – отсчет по задней черной стороне рейки;

b_к - отсчет по передней черной стороне рейки

При методе из середины (рис.8.5) для определения превышения точки (h) над точкой из отсчета на заднюю точку (а), отнимается отсчет на переднюю точку (b):

h = 3 -П = a-b.

При методе вперед принцип тот же, но отсчетом по задней рейке служит высота установки нивелира i и

h = 3-П = i-b. (8.1)

При несоблюдении главного условия после установки пузырька уровня на середину визирная ось будет занимать наклонное положение (рис. 8.6).

Рис.8.6. Ошибка из-за несоблюдения главного условия

Из-за непараллельности оси визирования и горизонтальной линии при отсчете по рейке возникает ошибка. Особенно сильно она влияет на результаты нивелирования методом вперед. При нивелировании из середины разность плеч меньше и происходит компенсация ошибок. К примеру, на рис. 8.7 отсчет по задней рейке a_i=a +x_i, no передней b_i = b +х₂. Превышение h'= a_i- b_i= (a-b)+( x_i –х₂). При равенстве плеч S₁-S₂ имеем x_i= x₂ — ошибка исключается. Поэтому нивелирование методом из середины предпочтительнее.

Рис.8.7. Влияние несоблюдения главного условия при нивелировании из середины

Поверка главного условия методом вперед. Проверку главного условия производят следующим способом. Забивают на местности два костыля на расстоянии

50-75 м друг от друга (точки 1 и 2), нивелир устанавливают над точкой 1 и приводят его в рабочее положение. Измеряют с погрешностью 1 мм его высоту i₁ (расстояние от центра окуляра до костыля) и снимают отсчет b₁ по рейке, установленной в точке 2. Затем меняют нивелир и рейку местами. Выполнив аналогичные описанным выше действия, получают значения i₁ и b₂ (рис.8.8).

Рис.8.8. Схема поверки главного условия методом вперед

При первой постановке прибора превышение точки 1 над точкой 2 равно

b₁ = b – х,

во втором случае h_i = i₁-b₁ . (8.2)

Н₂ = b₂'- i₂, (8.3)

где b₂'= b₂ – x,

окончательно h₁ = i₁ – b₁ + x; h₂ = b₂ - x - i₂ . (8.4)

Решая уравнение относительно х, получим ошибку

x = (b₁ + b₂)/2 - (i₁ + i₂)/2,

которая должна быть не более ±4мм.

Непараллельность осей характеризуется также углом i, величину которого можно определить по формуле

i = [(i₁ + i₂)-(b_l+b₂)]p''/2S , (8.5)

где i₁ и i₂ - высота нивелира над точкой 1 и 2, мм; b₁ и b₂ - отсчеты по рейке, мм; S - расстояние между точками 1 и 2, мм; р"= 206265 - переводной коэффициент.

Указанные выше действия повторяют не менее 3 раз. Расхождение между отдельными значениями угла i не должны превышать 5'' . За окончательный результат принимают среднее арифметическое из всех измерений, признанных годными.

Если значение угла более 10˝, то непараллельность исправляют следующим образом. Горизонтальную нить сетки элевационным винтом устанавливают на отсчет по рейке, установленной в точке 1 или на отсчет b₁+Si/p по рейке, установленной в точке 2, затем, действуя юстировочными винтами уровня, совмещают изображение концов пузырька уровня.