11. Ориентирование линий

ОРИЕНТИРОВАНИЕ ЛИНИЙ. ПОНЯТИЕ ОБ АЗИМУТАХ, РУМБАХ И ДИРЕКЦИОННЫХ УГЛАХ. СБЛИЖЕНИЕ МЕРИДИАНОВ

При изысканиях, проектировании и строительстве инженерных сооружений необходимо ориентировать оси строящихся объектов (автомобильных дорог и мостовых переходов, взлетно-посадочных полос аэродромов, зданий и сооружений автотранспортной и аэродромной службы, каналов и т.д.).

Ориентированием линий называют определение их направлений относительно меридиана с помощью горизонтальных углов — азимутов, румбов и дирекционных углов.

В инженерной геодезии ориентирование линий ведут относительно географического, магнитного или осевого меридианов.

Азимутом А называют горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления меридиана по ходу часовой стрелки до заданной линии (рис. 4.6).

Азимут называют истинным, если его отсчитывают от истинного меридиана, и магнитным, если его отсчитывают от магнитного меридиана.

Если линия СЮ есть истинный или магнитный меридиан точки М, a M1,М2, МЗ и М4 — горизонтальные проекции линий, то горизонтальные углы A₁, A₂, A₃, A₄ есть соответствующие азимуты этих линий. Как видно, азимуты могут иметь значения в пределах от 0 до 360°.

Азимут данного направления называют прямым, а противоположного — обратным.

На практике чаще всего направления линий определяют острыми углами — румбами.

Румбом называют острый горизонтальный угол, отсчитываемый от ближайшего направления меридиана (северного или южного) до данной линии (рис. 4.7).

Румбы, так же как и азимуты, могут быть истинными и магнитными.

Румбы могут иметь значения в пределах от 0 до 90°. На рис. 4.7 показаны румбы четырех направлений M1, М2, МЗ и М4. При этом помимо численного значения румба при определении направления линии указывают также название четверти, в которой расположена определяемая линия.

Тогда линии М1, М2, МЗ и М4 будут иметь соответственно значения румбов:

СВ: r₁; ЮВ: r₂ ; ЮЗ: r₃ и СЗ: r₄.

Румб заданного направления называют прямым, а противоположного — обратным. При этом прямой и обратный румбы одной и той же линии равны между собой, но имеют названия противоположных четвертей.

Как следует из рис. 4.6 и 4.7, связь между азимутами и румбами в разных четвертях следующая:

СВ: r₁ = A₁;

ЮВ: r₂= 180° — A₂;

ЮЗ: r₃ = A₃ — 180°;

СЗ: r₄ = 360° — A₄.

В связи с тем, что меридианы в разных точках Земли не параллельны между собой, то азимут одной и той же прямой в разных ее точках неодинаков.

На рис. 4.8 угол между меридианами точек M₁ и M₂ одной и той же прямой есть сближение меридианов этих точек у, т. е.

Если точки M₁ и M₂ расположены сравнительно недалеко друг от друга, то сближение их меридианов практически равно нулю (у » 0) и их можно считать параллельными, тогда .

При значительных расстояниях между точками величину сближения меридианов в минутах можно определить по зависимости (рис. 4.9):

(4.1)

где — расстояние между точками, км.

В связи с тем что азимуты в разных точках линий большой протяженности неодинаковы, на практике используют дирекционные углы.

Дирекционным углом линии называют угол, отсчитываемый от северного направления осевого меридиана или линии ему параллельной, по ходу часовой стрелки до направления данной линии (см. рис. 4.8).

Дирекционные углы для всех точек прямой значительной протяженности одинаковы и подобно азимутам могут меняться от 0 до 360°.

Из рис. 4.8 видно, что дирекционный угол для точек, расположенных восточнее осевого меридиана, равен

а для точек, расположенных западнее осевого меридиана,

Аналогично азимутам, дирекционный угол данного направления называют прямым, а противоположного — обратным.

В большинстве случаев на практике ввиду малости значений меридианы в разных точках линий на топографических планах принимают параллельными и с одним из них совмещают ось абсцисс произвольной системы

прямоугольных координат.

12. Типы теодолитов. (Не знаю нужно ли здесь поверки и юстировки)

Теодолит — геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов, расстояний и углов ориентирования.

Теодолиты классифицируют по разным признакам: точности, конструктивным особенностям и назначению.

По точности измерения углов теодолиты подразделяют на высокоточные, со средней квадратической ошибкой измерения угла одним приемом до 1", точные — 2-5" и технические — 15—60". В соответствии с этим теодолиты обозначают: Т05, Т1, Т2, Т5, Т15, Т30 и Т60. Основные характеристики теодолитов разной точности представлены в табл. 8.1.

В настоящее время отечественная промышленность выпускает теодолиты со стеклянными кругами и их называют оптическими.

Современные теодолиты часто выпускают с компенсаторами, заменяющими цилиндрический уровень при вертикальном круге. В этом случае к обозначению марки теодолита добавляют букву К, например, Т5К, Т15К.

Если оптика зрительной трубы прибора обеспечивает прямое изображение, то к обозначению марки прибора добавляют букву П, например, Т15КП.

И наконец, при производстве усовершенствованных конструкций приборов к марке базовой модели добавляют соответствующую цифру, например, 2Т5К, 2Т30, 2Т30П, 4Т30П.

На рис. 8.2 представлена принципиальная схема теодолита и его основные оси: ZZ и НН— соответственно вертикальная

и горизонтальная оси прибора; uu — ось цилиндрического уровня горизонтального круга; WW — визирная ось зрительной трубы. Взаимное расположение этих осей теодолита строго определено: uu ZZ ; WW HH; HH ZZ.

Оптические теодолиты получили широкое распространение в практике изысканий, проектирования и строительства

инженерных объектов.

На рис. 8.3 представлен весьма популярный у изыскателей и строителей малогабаритный прибор 2Т30П — теодолит технический, повторительный с односторонней системой отсчета и прямым изображением.

Корпус зрительной трубы 6 жестко соединен со своей горизонтальной осью. Зрительная труба может переводиться через зенит, имеет увеличение 20х . Теодолит имеет один цилиндрический уровень 2 при горизонтальном круге с ценой

деления 45", уровень при трубе и ориентир-буссоль (рис. 8.3, в). Цилиндрический уровень при трубе 21 используют лишь в том случае, когда требуется выполнить нивелирование горизонтальным лучом визирования. С помощью ориентир-буссоли определяют магнитные азимуты направлений.

Электронные теодолиты — это угломерные геодезические приборы, предназначенные для полуавтоматического производства измерений на местности и представляющих собой различные комбинации приборов: оптических теодолитов, кодовых теодолитов, встроенных светодальномеров и электронных дальномерных насадок.

Простейшим видом электронного теодолита являются серийные оптические теодолиты со светодальномерными насадками.

Электронные теодолиты простейшего типа в отечественном исполнении могут быть представлены серийными оптическими теодолитами типа 2Т2, ЗТ2КП, 2Т5К, ЗТ5КП в комбинации со светодальномером Блеск-2 (2СТ-10), который может быть использован в качестве электронной дальномерной насадки к этим теодолитам.

Отечественный электронный теодолит на базе оптических теодолитов серии 2Т и ЗТ и светодальномера 2СТ-10 обеспечивает измерение наклонных расстояний в диапазоне от 2 до 10 000 м с точностью ±(5 + 3 ррm * D) мм.

Кроме того, отечественные теодолиты серии ЗТ могут использоваться в комбинации с электронными дальномерами ММ 100 или RedMiNi-3 фирмы «SOKKIA» (Япония).

Дальномер может быть установлен на место ручки для переноса теодолита так и для работы в режиме электронного

теодолита — на зрительную трубу.

Электронные теодолиты кодового типа обеспечивают вывод информации об измеряемых углах непосредственно на дисплей, смонтированный на горизонтальном круге теодолита.

Электронные теодолиты фирмы «SOKKIA» с точностью угловых измерений ±5" практически достигают возможностей электронного тахеометра при установке на них электронных дальномеров фирмы «SOKKIA» ММ100 или RedMiNi-3.

Электронно-оптический теодолит отечественного производства Та5 представляет комбинацию приборов из оптического теодолита, встроенного светодальномера и специализированного мини-компьютера.

Электронно-оптический теодолит Та5 предназначен для выполнения тахеометрических съемок, определения горизонтальных расстояний, превышений, приращений координат и решения других задач инженерной геодезии. Снятие отсчетов по вертикальному и горизонтальному кругам теодолита осуществляется визуально по шкаловому микроскопу с последующим введением с помощью клавиатуры в память мини-компьютера. Результаты измерения расстояния вводятся автоматически. С помощью набора специализированных программ определяются: горизонтальные

проекции расстояний, превышения, приращения координат и зенитные расстояния с выдачей результатов на световом табло. Электронный теодолит Та5 позволяет регистрировать результаты измерений на внешнем накопителе информации для последующей обработки результатов на базовом компьютере.

Электронный теодолит Та5 имеет следующие основные технические характеристики:

Средняя квадратическая погрешность измерений:

горизонтальных углов — 6м

вертикальных углов — 11"

расстояний — ±(20 + 10 ppm х D) мм

Диапазон линейных измерений — от 2 до 2500 м

Продолжительность измерения расстояний — до 20 с

Масса теодолита — 7,8 кг

Диапазон рабочих температур — от -15°С до + 40°С

Электронные теодолиты, как правило, не обеспечивают записи на магнитные накопители информации (электронные полевые журналы).