Лабораторна робота № 5 Тема: Теодолітна полігонометрична зйомка

Завдання: створення планового зйомочного обґрунтування методом полігонометрії.

Мета: придбання навичок визначення координат геодезичних пунктів зйомочного обґрунтування шляхом побудови на місцевості полігонометричного ходу або системи ходів.

Обладнання: теодоліт типу Т30, рулетка, журнали вимірювання довжин сторін теодолітного ходу, горизонтальних та вертикальних кутів.

Загальні відомості

У роботах пов'язаних із землеустроєм застосовують топографічні зйомки місцевості. Топографічна зйомка місцевості - це сукупність топографо-геодезичних робіт, в результаті яких створюється знімальний оригінал карти або плану місцевості. Топографічні зйомки виконуються наземними і аерофотографічними методами. До наземних методів відносяться теодолітна, тахеометрична, мензульна і фототеодолітна зйомки.

Аерофототопографічна зйомка виконується стереотопографічним і комбінованим методом.

Вибір методу визначається економічною доцільністю, яка в свою чергу залежить від розмірів території, що знімається, її заселеності, забудови, складнощі рельєфу і т.д.

Теодолітну зйомку застосовують головним чином при зйомці місцевості з капітальною забудовою. Вона включає зйомку деталей фасадів будівель, проїздів і внутрішньоквартальних територій. Мензульну і тахеометричну зйомки застосовують при інженерно-геодезичних дослідженнях в основному для зйомки не «жорстких» контурів.

Теодолітна зйомка проводиться в два етапи: перший - побудова знімальної мережі і другий - зйомка контурів.

Справжня лабораторна робота присвячена виконанню першого етапу - створенню знімального обгрунтування, яке зазвичай будується методом полігонометрії по точності теодолітного ходу.

Виконання роботи.

Об’єкт зйомки обирається викладачем для кожної бригади. В якості учбового полігону можуть бути використані коридори учбового закладу або реальна ситуація місцевості. Для створення планового зйомочного обґрунтування на виділеній бригаді ділянці, прокладають (у вигляді замкнутого полігона) теодолітний хід (рис. 5.1). Кількість точок відповідає кількості студентів в бригаді. При цьому виконуються наступні роботи:

• рекогносцировка ділянки місцевості та закріплення точок теодолітного ходу;

• вимірювання горизонтальних кутів та довжин сторін;

• прив’язка основного теодолітного ходу до пунктів опорної геодезичної мережи;

• обробка результатів вимірювання та підготовка звіту.

Рис.5.1. Схема теодолітного ходу в коридорі академії.

Рекогносцировка ділянки місцевості слугує для кінцевого вибору і закріплення на місцевості вершин теодолітного ходу, визначення варіанта прив’язки до пунктів і сторін опорної геодезичної мережі. Виконується окомірна зйомка за наслідками якої складається абрис та схема теодолітного ходу. Точки теодолітного ходу обирають з таким розрахунком, щоб з них було зручно виконувати кутові та лінійні вимірювання, а також виконувати зйомочні роботи. Між суміжними вершинами кутів повороту повинна бути гарна взаємна видимість. Вершини теодолітного ходу закріплюють кілками, які забивають у рівні з землею. Довжини сторін у теодолітних ходах мають бути в межах:

- на забудованих територіях не більше 350 м і не менше 20 м;

- на незабудованих територіях не більше 350 м і не менше 40 м.

В учбових цілях допускається зменшення довжин сторін теодолітних ходів.

Для вимірювання сторін теодолітного ходу використовується стальна мірна стрічка довжиною 20 м і комплект шпильок або рулетка довжиною 30 або 50 м. Перед початком вимірюваннь мірні прибори компарують, тобто визначають їх фактичну довжину шляхом порівняння з еталоном у результаті отримують поправки за компарування.

Кожна сторона вимірюється двічі: в прямому і зворотному напрямку із зміщенням проміжних точок. Точність відліку по стрічці – не грубіше 1см. Розходження між двома вимірюваннями не повинні перевищувати 5 см на 100 м, різниця прямого та зворотного вимірювання, віднесена до середньої довжини лінії не повинна бути більше 1:2000, в іншому ж випадку лінію необхідно виміряти знову. У процесі вимірювання мірний прилад вкладають у створі вимірюваної лінії по теодоліту і придають їй однаковий натяг.

Якщо вимірювана лінія перевищує довжину мірного приладу, то її розбивають на декілька відрізків. Відрізки закріплюють тимчасовими проміжними точками в створі лінії. Довжину вимірюваної лінії обчислюємо по формулі:

де l - довжина мірного приладу;

n - число вкладень;

r - величина залишку.

Для визначення координат точок зйомочного обґрунтування і створення планів необхідна горизонтальна проекція кожної лінії, тобто на кожному прольоті треба визначати кути нахилу лінії до горизонту. Кут нахілу визначаеться теодолітом або екліметром.

Горизонтальна проекція кожної лінії визначаеться по формулі:

,

де Д - измеренная наклонная длина; δ - угол наклона.

При вимірюванні ліній теодолітного ходу на вазі, то в виміряну довжину вводять поправку за провисання рулетки.

Вимірювання горизонтальних кутів. Після встановлення теодоліта в робоче положення над точкою приступаємо до вимірювання кутів повороту. Вимірювання кутів виконуємо методом прийомів одним повним прийомом (при двох положеннях вертикального круга), з перестановкою алідади відносно лімба на декілька градусів між напівприйомами. Розбіжності між значеннями кутів, отриманих із напівприйомів, не повинні перевищувати 1 для теодолітів тридцятисекундної точністі, або 1.5 для одномінутних теодолитів (в іншому ж випадку вимірювання виконуються повторно).

Дані кутових та лінійних вимірювань записують у журнали (табл.. 5.1 та 5.2).

Таблиця 5.1

Журнал вимірювання горизонтальних кутів

Теодоліт Т30 №________ Дата________

Місце роботи: _________________________ Виконувач ___________

Точки		Відліки по горизонтальному кругу				Значення кута в напівприйомі	Значення кута в прийомі	Схема
стоян-ня	візу- вання	КЛ		КП		КЛ КП	βср.
		°	′	°	′
Т-2	Т-1	3	54	183	54	65° 10′	65° 10′
	Т-3	298	44	118	44	65° 10′

Кутові нев'язки в теодолітних ходах не повинні перевищувати величину:

де n - кількість кутів у ході.

Таблиця 5.2

Журнал лінійних вимірювань

Рулетка: №4 Дата: ____________

Місце роботи: _________________________ Виконувач ___________

Вимірюваний інтервал;	Темп.	Відліки (П-3)				Схема
		I вимірювання		II вимірювання
3-4		48.186		48.328
3-x1	t=13C	0.048		0.192
		48.138		48.136
		(3-x1)ср=48.137 м
		41.834	41.778
x1-4	t=14C	0.107	0.054
		41.727	41.724
		(x1-4)ср=41.726 м
3-4		52.862 м

За візирні цілі використовують вішки а при коротких відстанях – шпильки. Для послаблення впливу похибки вимірювання кутів необхідно ретельно центрувати інструмент над точкою. В залежності від довжин сторін кута що вимірюють вибирають спосіб центрування (табл.. 5.3).

Таблиця 5.3

Вибір способу центрування

Горизонтальне проложення меншої сторони кута, м	Спосіб центрування
5-10	Автоматичне центрування
10-20	Оптичне центрування або двукратне центрування віском (з вимірюванням кута при кожном центруванні)
20	Однократне центрування шнуровым віском

Центрування приладів та марок виконують з точністю 3 мм.

Знімальну мережу розвивають від пунктів державних геодезичних мереж та розрядних мереж згущення Викладач видає координати вихідної першої точки й дирекційний кут вихідній сторони відповідно до номера за списком (дані наведені в табл.. 5.4).

Таблиця 5.4

Вихідні дані

№ за списком	α1-2	X2, м	Y2, м
1	14˚16′	91,10	47,21
2	17˚45′	45,13	28,55
3	31˚08′	54,31	64,47
4	24˚02′	15,13	49,23
5	36˚12′	10,45	37,49
6	60˚13′	13,14	405,31
7	54˚12′	44,14	208,91
8	31˚13′	359,43	167,34
9	17˚41′	278,43	34,28
10	34˚15′	183,14	24,28
11	45˚32′	169,43	34,29
12	52˚31′	120,41	134,94
13	17˚17′	63,41	328,92
14	28˚17′	17,17	197,28
15	31˚15′	3434	709,31
16	84˚00′	18,43	305,38
17	164˚13′	24,16	23,91
18	12˚43′	48,57	913,34
19	7˚12′	17,91	17,38
20	17˚19′	120,89	403,37
21	23˚15′	343,25	97,38
22	64˚43′	10,57	390,37
23	52˚14′	43,37	5,09
24	13˚42′	120,22	7,05
25	24˚17′	95,19	9,03
26	28˚12′	100,05	92,06
27	12˚10′	92,07	64,67
28	35˚43′	15,49	29,91
29	44˚12′	64,98	17,72
30	61˚13′	205,86	73,41

Перед тим як приступати до вимірів необхідно виконати перевірки і юстировки теодоліта. Рулетка повинна бути прокомпорована.

Кожен студент повинен самостійно виміряти один кут способом повного прийому (при КЛ і КП) та його довжини сторін.

Камеральна обробка результатів вимірювань складається з обчислювань координат точок теодолітного хода та оформлення планшету.

Обчислення результатів вимірювань у замкнутому теодолітному ході виконують у такій послідовності:

1. перевіряють у польовому журналі обчислення кутів, середніх кутів і середніх довжин ліній ходу, обчислюють горизонтальні проложення сторін полігона;

2. заносять у відомість обчислення координат (табл. 5.5):

• номери точок кутів;

• середні величини виміряних горизонтальних кутів;

• величини горизонтальних проложень сторін;

• величину дирекційного кута вихідного напрямку лінії;

• координати початкової точки ходу;

3) обчислюють фактичну суму середніх величин виміряних кутів

порівнюють її з теоретичною сумою

де n - число кутів у ході

4) обчислюють фактичну кутову нев'язку і порівнюють її з допустимою нев'язкою

5) якщо , то фактичну нев'язку розподіляють з оберненим

знаком порівну на всі виміряні кути, тобто знак поправок у кути обернений знаку нев'язки (якщо величина нев'язки незначна, то її розподіляють на кути з короткими сторонами);

6) якщо сума поправок дорівнює величині нев'язки з оберненим знаком, то обчислюють величини виправлених кутів, як алгебраїчну суму поправки і величини виміряного кута;

7. якщо сума величин виправлених кутів дорівнює теоретичній сумі то обчислюють величини дирекційних кутів - дирекційний кут напряму лінії наступної дорівнює дирекційному куту напряму даної лінії плюс 180° і мінус виправлений кут, вправо за ходом, що лежить між цими лініями;

8. обчислюють величини румбів і визначають їх назви та знаки приростів координат, тобто знаки Δx і Δу;

9. обчислюють прирости Δх і Δу координат точок;

10) визначають знаки і величини нев'язок fx і fy за осями координат як алгебраїчні суми приростів Δx і Δу:

f x=Σ Δx₀; fy= Σ Δу₀,

11) Визначають загальну нев'язку

та відностну нев'язку

де Р - периметр полігона;

якщо, то розподіляють нев'язки.

12) нев'язки fх і fу розподіляють з оберненим знаком прямо пропорціонально довжинам сторін відповідно на прирости Δх₀ і Δу₀, тобто вводять поправки в прирости координат

і т.д.,

тут Р- периметр ходу, виражений у сотнях метрів;

d_1-2, d_2-3 -горизонтальні проложення сторін 1 -2, 2-3 ходу в сотнях метрів;

якщо суми поправок δX_i i δY_i дорівнюють величинам f_х і f_Y нев'язок з оберненим знаком, тобто

то знайдені поправки алгебраїчно підсумовують з відповідними приростами і одержують виправлені прирости координат, алгебраїчна сума яких повинна дорівнювати теоретичній (у замкнугому ході ΣΔX_випр.=0, ΣΔY_випр.= 0)

14) за виправленими приростами координат від точок з відомими координатами послідовно алгебраїчне обчислюють координати всіх точок ходу, тобто:

…………………. ………………….

…………………. ………………….

Контроль обчислення полягає в тому, що треба знову одержати координати тієї ж точки замкнутого ходу, від якої почали обчислювати.

Таблица 5.5