49. Влияние кривизны земли и рефракции на измеряемое превышение
Рассмотрим схему геометрического нивелирования из середины с большей строгостью (рис.4.32). Уровенные поверхности не являются плоскими, они сферические, поэтому рейки, установленные в точках А и В перпендикулярно уровенным поверхностям, будут непараллельны между собой. Визирная ось трубы нивелира, установленного между точками А и В, горизонтальна. Она пересекла бы рейки в точках С и D, если бы световой луч распространялся в атмосфере строго прямолинейно. Однако в реальной атмосфере луч света идет по некоторой кривой, которая называется рефракционной кривой. Под влиянием рефракции предмет виден несколько выше своего действительного положения.
В результате рефракции визирный луч будет занимать положение C’JD’, и отсчеты по рейкам будут равны отрезкам:
a = C’A и b = D’B.
Для вывода формулы превышения понадобится еще линия MJN, изображающая уровенную поверхность точки J нивелира; она пересекает рейки в точках M и N.
Превышение точки В относительно точки А будет равно разности отрезков МА и NB:
h = MA – NB. (4.55)
Далее из рис.5.5 следует
MA = AC – MC и NB = BD – DN.
Отрезки MC и DN выражают влияние кривизны Земли на высоту точек; оно зависит от расстояния S и радиуса кривизны R. Согласно формуле (1.5) найдем отрезки MC и DN:
MC = p1 = S21 / 2*R,
DN = S22 / 2*R;
здесь S1 – расстояние от нивелира до точки А;
S2 – расстояние от нивелира до точки В.
Отрезки AC и BD также выразим через их части:
AC = AC’ + C’C и BD = BD’+ D’D,
где AC’- отсчет по задней рейке, AC’ = a;
BD’- отсчет по передней рейке, BD’= b.
Отрезки C’C и D’D выражают влияние рефракции. Рефракционную кривую принимают за дугу окружности радиуса R1. Установлено, что вблизи земной поверхности радиус рефракционной кривой колеблется от шести до семи земных радиусов. Отношение R/R1 называется коэффициентом вертикальной рефракции и обозначается буквой k; следовательно, R1 = R/k. Значения k лежат в пределах 0.14 – 0.16.
Для отрезков C’C и D’D получаем следующие выражения:
C’C = r1 = S21 / 2* R1, D’D = r2 = S22 / 2*R1.
Подставив вместо R1 выражение R/k, окончательно получим:
r1 = ( S21 / 2*R ) * k= p1 * k,
r2 = ( S22 / 2*R ) * k = p2 * k.
Вернемся к формуле (4.55) и подставим в нее последовательно
h = ( AC – MC ) – ( BD – DN ),
h = ( AC’ + C’C – MC ) – ( BD’ + D’D – DN ),
50.(28.2) Сущность тригонометрического нивелирования. Вывод основной формулы.
Тригонометрическое нивелирование – определение высот точек земной поверхности относительно исходной точки с помощью угла наклона визирного луча, проходящего через две точки местности,
Выполняют тригонометрическое нивелирование с помощью теодолита в точке А угол наклона визирного луча, проходящего через визирную цель в точке В, и зная горизонтальное расстояние s между этими точками, высоту инструмента l и высоту цели а разность высот h этих точек вычисляют по формуле: h = stg + l - a.
ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ метод определения разностей высот точек на земной поверхности по измеренному углу наклона и длине наклонной линии визирования или её проекции на горизонтальную плоскость. Превышение h (рис.) определяют по формулам:
h=stg n+i-V или h=Ssin n+i-V, где
n — угол наклона визирного луча;
S — длина линии визирования;
s — горизонтальная проекция;
i — высота прибора;
V — высота визирования.
51.Б29
Определение высоты недоступного сооружения.
Работа выполняется с помощью теодолита, мерной ленты или рулетки. Для этого необходимо на местности разбить базис d такой длины, чтобы его конечные точки M и N отстояли от основания определяемого предмета, примерно, в полуторной высоте этого предмета, и угол b3 (β3)в вершине с недоступным предметом (мачты) "О" был не менее 300 .
Базис d измеряется дважды с относительной погрешностью 1/2000. С концов базиса M и N измеряются полным приемом горизонтальные углы b 1 и b2, вертикальные углы n1 и n2 при точке N и n3 и n 4 – при точке М, наведением зрительной трубы на верхнюю точку А и основание предмета (мачты) О. Отсчет по вертикальному кругу при наблюдении верхней точки и основания предмета производится при КЛ и КП.
Обработка наблюдений начинается с определения горизонтальных расстояний d1 и d2 по формулам:
,
Углы наклона определяются по известной формуле вертикального круга для теодолитов типа 2Т30, то есть
Полная высота предмета (мачты) Н определяется из формулы:
.
Вычисленные значения высоты предмета Н по обеим формулам могут различаться в пределах 2–3 см. За окончательное значение высоты предмета принимается среднее арифметическое из полученных значений.
52.(Б27)
Основные сведения о геодезических сетях и методах их создания.
Геодезическая сеть-совокупность точек закреплённых на местности специальными знаками, положение которых определяется в единой систем координат. Точки относящиеся к геодезической сети называют геодезическими пунктами.
Виды геодезических сетей:
1) Государственные геодезические сети- главные сети, имеют большую протяжённость ими покрыта вся территория страны. Предназначены: являются основой для построения низших сетей, для решения научных задач.
2) Сети сгущения: предназначены для увеличения плотности пунктов на 1 площади.
3) Сети съёмочного обоснования на основе которых непосредственно производятся съёмки контуров и рельефа местности, инженерно-геодезические работы при строительстве сооружений.
4) Специальные сети, развиваемые при строительстве сооружений, представляющих к геодезическим работам специальные требования.
Геодезические сети подразделяются на плановые и высотные. Плановые сети служат для определения плановых координат геодезических пунктах ХиY. Высотные для определения высот пунктов H. Геодезические пункты закреплены на местности по разному временными и постоянными значками.
Плановые и геодезические сети. Пункты ГГС закреплены постоянными значками и СС. Это подземная конструкция, которая выполнена из монолитного бетона и заглублена ниже глубины промерзания.
Методы построения геодезических сетей:
1. Триангуляция- создается путем построения на местности простых фигур, чаще всего – треугольников. Во всех треугольниках измеряются горизонтальные углы; сторону АБ измеряют светодальномером или радиодальномером. Затем по теореме синусов вычисляют стороны треугольников, после решают прямую геодезическую задачу.
2. Трилатерация –измерение всех сторон светодальномером или радиодальномерами. Вычисляют горизонт углы. Последующие вычисления смотри метод триангуляции.
Методы триангуляции и трилатерации целесообразно использовать на открытых территориях (степь, пустыня, залесенная территория (над пунктом строится сигнал)).
3.Полигонометрия –универсальный метод используется как на открытой местности, так и на закрытой (в городах). Измеряют горизонт углы и стороны. От дирекционного угла αА-Б стороны АБ переходят к дирекционному углу αА-1 стороны А1. По известному дирекционному углу и измеренным горизонтальным углам можно вычислить дирекционные углы сторон. Зная α и d (длину стороны) можно вычислить координаты искомых точек.
53,54 (Б30)
Высотное обоснование топографических съемок. Полевые и камеральные работы.
Точки высотного обоснования, как правило, совмещают с точками планового обоснования. Высотное обоснование создают методами геометрического или тригонометрического нивелирования. Удаление нивелира от реек должно превышать 150м. Нивелируют по двум сторонам рейки. Расхождение превышений не должно превышать ±4мм.
Полевые работы-работы, которые топограф, геолог, горноразведчик и т. п. предпринимает с инструментами в руках обыкновенно в летнее, сезонное, время с выходом в поле (а также в лес или горы) для выполнения намеченной им задачи. Иногда полевые разведочные работы могут происходить и зимой, и даже их производить зимой удобнее, как, напр., разведки на золото в руслах рек ,глубокое алмазное и др. разведочное бурение. Нынешние геофизические методы разведок также допускают зимнюю полевую работу.
Камерные работы-работы ,которые производятся зимой в кабинете (камера по-латыни означает комната) с целью окончательной обработки в летнее время полученного материала полевой работы. Делаются подсчеты, составляются карты, от-четы, статьи, книги для печати, являющиеся результатом произведенных на месте геологических, геофизических, разведочных и проч. работ.
55.(24.2)
Высотное обоснование топографических съемок. Полевые и камеральные работы.
Точки высотного обоснования, как правило, совмещают с точками планового обоснования. Высотное обоснование создают методами геометрического или тригонометрического нивелирования. Удаление нивелира от реек должно превышать 150м. Нивелируют по двум сторонам рейки. Расхождение превышений не должно превышать ±4мм.
Полевые работы-работы, которые топограф, геолог, горноразведчик и т. п. предпринимает с инструментами в руках обыкновенно в летнее, сезонное, время с выходом в поле (а также в лес или горы) для выполнения намеченной им задачи. Иногда полевые разведочные работы могут происходить и зимой, и даже их производить зимой удобнее, как, напр., разведки на золото в руслах рек ,глубокое алмазное и др. разведочное бурение. Нынешние геофизические методы разведок также допускают зимнюю полевую работу.
Камерные работы-работы ,которые производятся зимой в кабинете (камера по-латыни означает комната) с целью окончательной обработки в летнее время полученного материала полевой работы. Делаются подсчеты, составляются карты, от-четы, статьи, книги для печати, являющиеся результатом произведенных на месте геологических, геофизических, разведочных и проч. работ.
56.(21)
Методы топографических съемок.
Топографическая съемка – это комплекс работ с целью создания съемочного (составительского) оригинала карты.
Методы топог. съёмок:
1.Фотопографический создания карт по фотоснимкам
фотографирование местности;
полевые работы;
камеральные работы.
2.Тахеометрический
3.Нивилирование поверхности выполняется для получения крупномасштабных топог. планов равнин. местности. Проложение теодолитных ходов и высоты точек, нивелирование 2-я способами: по квадратам и путём проложения нивелир. ходов с разбивкой поперечников
4.Мензульный. Топографическая съемка, при которой все измерения, необходимые для создания съемочного оригинала карты, выполняются непосредственно на местности,
57.(26)
Способы съёмки ситуации местности.
Съемка ситуации – геодезические измерения на местности для последующего нанесения на план ситуации (контуров и предметов местности).
Выбор способа съемки зависит от характера и вида снимаемого объекта, рельефа местности и масштаба, в котором должен быть составлен план .
Съемку ситуации производят следующими способами: перпендикуляров; полярным; угловых засечек; линейных засечек; створов .
Способы съемки ситуации:
1) способ перпендикуляров;
2) полярный способ;
3) способ угловых засечек;
4) способ линейных засечек;
5) способ створов.
58.(23.2)
Особенности съемки застроенных территорий.
1.Горизонтальная съемка застроенных территорий в масштабах 1:2000 - 1: 500 выполняется самостоятельности или в сочетании с высотной съемкой.
Горизонтальная съемка выполняется способами: полярным, створов, графоаналитическим, засечек, перпендикуляров (абсцисс и ординат), стереотопографическим.
При всех способах горизонтальной съемки должны составляться абрисы, производиться обмеры контуров зданий (сооружений) и измеряться контрольные связки между ними.
2.Съемка застроенной территории должна производиться с пунктов (точек) опорной и съемочной геодезических сетей (приложение Г).
Створные точки, определяемые от пунктов и точек геодезической основы, должны определяться с точностью не менее 1:2000.
При использовании способа засечек допускаются углы в пределах от 30° до 150°.
3.Измерение горизонтальных углов при съемке следует выполнять теодолитом при одном положении вертикального круга со средней погрешностью не более 1' и с контролем ориентирования лимба на станции, расхождение от первоначального ориентирования допускается не более 1,5'.
4. Накладка контуров капитальных зданий (сооружений) с помощью транспортира допускается при величине полярных расстояний до 6 см в масштабе плана. При полярных расстояниях, превышающих указанную величину, накладка таких контуров на план должна производиться по координатам.
5. При графоаналитическом способе съемки углы кварталов и капитальные здания (сооружения), опоры, колодцы, центры стрелочных переводов должны наноситься на план по координатам, определенным с пунктов планового съемочного обоснования, и данным обмеров контуров зданий (сооружений). Съемку прочих элементов ситуации допускается производить методом мензульной или тахеометрической съемки.
6. Высоты люков колодцев подземных сооружений и верха труб на дорогах, урезов воды в водоемах (водотоках), полов в капитальных зданиях (по дополнительному заданию) должны определяться геометрическим нивелированием по двум сторонам рейки или тригонометрическим нивелированием при двух положениях вертикального круга. Расхождение между превышениями не должны быть более 2 см. Высоты других пикетов следует определять по одной стороне рейки (при одном положении вертикального круга в случае тригонометрического нивелирования), при расстояниях до пикетов более 250 м следует вводить поправки за кривизну земной поверхности и рефракцию.
7. На улицах (проездах) поперечные профили должны измеряться через 40, 60, 100 м (в зависимости от масштаба планов), а также в местах перегиба рельефа и по осям пересекающихся улиц (проездов).
8. При нивелировании поперечных профилей должны быть определены высоты у фасадной линии, бровки тротуара (бордюрного камня), оси улицы (проезда), бровки и дна кюветов, а также других характерных точек рельефа.