4.3. Камеральные работы при теодолитной съемке

Камеральные работы при теодолитной съемке включают в себя математическую и графическую обработку результатов полевых измерений.

Математическая обработка результатов полевых измерений предусматривает вычисление координат вершин теодолитных ходов. Исходными данными для их получения служат измеренные горизонтальные углы поворота ходов, горизонтальные проложения сторон этих ходов и координаты пунктов государственной или местной сети, к которым осуществлена привязка съемочного обоснования.

Правила и способы вычисления координат вершин теодолитных ходов изложены в 2.2.

Графическая обработка результатов полевых измерений предусматривает: построение координатной сетки, на основе которой по координатам вершин теодолитных ходов на план наносится съемочное обоснование; по положению вершин и сторон теодолитных ходов по данным абриса съемки на план наносятся контуры и предметы местности; оформление плана в соответствии с действующими условными топографическими знаками.

Построение координатной сетки. Принцип построения точек в системе прямоугольных координат общеизвестен. Однако в геодезической практике с целью повышения точности построения плана и получения результатов решения инженерно-геодезических задач по нему пользуются не двумя (основными) осями – осью Х и осью У, а системой осей, проведенных параллельно основным осям и в пересечении образующих сетку квадратов или координатную сетку. Так как координатная сетка является основой построения всего плана и решения по нему инженерно-геодезических задач, то к построению координатной сетки следует относиться с особым вниманием и аккуратностью.

Для карт масштаба 1:10 000 и планов стороны квадратов коорди-натной сетки принимают равным 10 см. Построение сетки может быть выполнено при помощи циркуля-измерителя или штангенциркуля и масштабной линейки, специальной металлической линейки Дробышева и на координатографе.

Построение координатной сетки начинается с расчета числа N квадратов и размеров L чертежной бумаги по осям х и у. Для этого, зная масштаб 1:М составляемого плана, определяется длина d стороны квадрата на местности, т.е.

d = l х M,

где l – длина стороны квадрата на плане в сантиметрах.

Затем, исходя из значений координат вершин теодолитного хода, вычисляются величины

Δх = х_max – х_min, Δy = у_max – у_min,

где х_max, у_max – максимальные значения координат точек хода, округленные в большую сторону до величин, кратных длине квадрата сетки в данном масштабе; х_min, у_min – минимальные значения координат, округленные в меньшую сторону до величин, кратных длине квадрата сетки в данном масштабе.

Отсюда число квадратов будет равно

N_Х = N_У = .

Например, масштаб составляемого плана 1:2000, при котором длина стороны квадрата сетки l = 10 см соответствует d = 200 м горизонтального проложения местности; максимальные и минимальные координаты вершин теодолитного хода равны:

х_max = 6510,55 м, х_min = 6010,25 м, Δх = 6600 м – 6000 м = 600 м;

у_max = 4156,43 м; у_min = 3441,10 м, Δy = 4200 м – 3400 м = 800 м.

Отсюда число N квадратов и размер L чертежной бумаги по осям х и у

N_Х = , L_х = 10 см х 3 = 30 см ;

N_У = = 4, L_у = 10 см х 4 = 40 см.

Размер чертежной бумаги будет несколько больше, чем 30 х 40 см, так как необходимо учитывать требования Инструкции по оформлению крупномасштабных планов.

Построение координатной сетки с небольшим числом квадратов выполняется при помощи циркуля и масштабной линейки . Для этого на листе бумаги проводят диагонали и от центра 0 их пересечения откладывают равные отрезки OA, OB, OC и OD (рис. 11,а). Соединив полученные точки прямыми линиями, получают прямоугольник ABCD. Стороны прямоугольника делят пополам и через точки деления проводят прямые 1 – 2 и 3 – 4, которые должный пройти через центр 0 пересечения диагоналей. От точек 1, 2, 3 и 4 откладывают отрезки по 10 см, если число квадратов четное и если число квадратов нечетное, то сначала от точек откладывают отрезки по 5 см, а затем – по 10 см. Соединив прямыми соответствующие точки на противоположных сторонах прямоугольника, получают координатную сетку.

Контроль построения сетки квадратов осуществляют при помощи циркуля-измерителя по равенству сторон (10 см) и диагоналей (14,14 см). Отклонение от этих размеров должно быть не более чем на 0,2 мм.

Для построения сетки квадратов с большим их количеством, например, 5х5 удобнее использовать линейку Ф.В. Дробышева ЛД-1. ЛД-1 представляет собой металлическую линейку, по всей длине которой через 10 см имеются вырезы (рис. 11,б). Вырезы представляют собой окошки, нижняя сторона которых, кроме первого, и торец линейки имеет форму дуги окружностей радиусов 10, 20, 30, 40, 50 и 70,711 см. Центр 0 окружностей находится на нижней стороне первого окошка в пересечении с нулевым штрихом. Построение прямого угла при помощи линейки Дробышева основано на построении прямоугольного треугольника с катетами по 50 см и гипотенузой 70,711 см.

На рис. 11,в показан порядок построения координатной сетки с числом квадратов 25.

При помощи ЛД-1 на листе чертежной бумаги остро очиненным карандашом прочерчивается прямая (первый катет искомого прямоугольного треугольника) длиной чуть больше 50 см. Затем линейка укладывается на прочерченную линию так, чтобы она просматривалась в вырезах линейки; причем нулевой штрих линейки должен совпадать с прочерченной линией. В этом положении линейки по ее вырезам на линии отмечают шесть черточек (рис. 11,в, позиция I).

После этого линейку поворачивают примерно на 90⁰, совмещают нулевой штрих ее с шестым штрихом исходной линии и по вырезам отмечают пять дуг (позиция II). Далее совмещают нулевой штрих линейки с начальной точкой на исходной линии. Затем поворачивают линейку до пересечения дуги в торце ее с дугой, полученной по последнему вырезу в позиции II, и полученную точку соединяют с последним штрихом исходной линии, построив тем самым на бумаге второй катет искомого треугольника (позиция III).

Аналогично поступают при построении второго прямоугольного треугольника с прямым углом в начальной точке исходной линии. Для этого ЛД-1 поворачивают примерно на 90⁰ по отношению к исходной

линии и совмещают нулевой штрих линейки с исходным штрихом прямой в позиции III. В этом положении на бумаге по вырезам линейки отмечают пять дуг (позиция IV).

Затем совмещают нулевой штрих линейки с последним штрихом исходной линии и поворачивают ее до пересечения дуги в торце линейки с дугой, полученной по последнему вырезу в позиции IV. Полученную точку соединяют с начальным штрихом исходной линии и определяют положе-ние второго катета искомого прямоугольного треугольника (позиция V). После этого при помощи линейки соединяют верхние штрихи перпендикуляров (катетов), полученных в позиции III и V, и по вырезам ее верхний катет разбивают на дециметровые отрезки. Соединив одноименные штрихи на противоположных сторонах построенного таким образом квадрата, получают координатную сетку, состоящую из 25 квадратов (позиция VI).

Построение координатной сетки необходимо контролировать. При правильном построении сетки квадратов вершины малых квадратов должны лежать на диагоналях большого квадрата или на линиях, параллельных им. Кроме этого расхождения в равенстве диагоналей малых квадратов или их сторон не должны превышать 0,2 мм. При несоблюдении указанных условий координатную сетку строят заново.

Линейкой ЛД-1 можно построить координатную сетку размером 30х40 см с диагональю прямоугольника 50 см. Построение производится по приведенной выше методике.

При массовых построениях координатных сеток используют координатографы. При помощи координатографа одновременно с построением сетки квадратов можно по координатам наносить на план точки съемочного обоснования с точностью 0,05 мм.

Выходы координатной сетки подписываются в соответствии с заданным масштабом и координатами точек теодолитного хода, учитывая, что в геодезии принята правая система плоских прямоугольных координат с положительным направлением абсцисс на север (вверх) и ординат на восток (вправо). Поэтому берут минимальные значения х и у, которые использовались при расчете числа квадратов сетки, и в левом нижнем углу на горизонтальной линии сетки подписывают минимальное значение абсцисс, а у вертикальной линии – минимальное значение ординат (рис. 6, х = 200 м, у = 400 м). Следует отметить, что выходы координатной сетки карт подписываются в километрах; отсюда и название координатной сетки километровая сетка. На планах координатная сетка подписывается в метрах, но в некоторых случаях и в километрах, как это показано на рис. 12. Все остальные горизонтальные и вертикальные линии сетки – вверх и вправо соответственно будут увеличиваться на величину размера стороны квадрата. Выходы координатной сетки оцифровываются с двух сторон – слева и справа для абсцисс и снизу и сверху для ординат.

Нанесение на план точек съемочного обоснования и ситуации. Нанесение на план точек теодолитного хода производится по их вычисленным координатам. Для этого определяют квадрат координатной сетки, в котором должна находиться данная точка хода. Затем на противоположных сторонах данного квадрата циркулем-измерителем с использованием масштабной линейки откладывают отрезки, равные разностям одноименных координат точки и младших или старших сторон квадрата. Полученные на противоположных сторонах квадрата точки соединяют линиями, пересечение которых дает положение наносимой на план точки теодолитного хода. Полученную точку накалывают острием ножки циркуля, обводят карандашом кружок диаметром 1,5 – 2,0 мм и подписывают номер точки.

Аналогично наносят по координатам все точки теодолитного хода. Нанесение на план точек теодолитного хода контролируется по известным горизонтальным проложениям между смежными точками хода. Расхождение между отрезком, полученным по масштабной линейке циркулем-измерителем, и отрезком на плане между теми же точками хода не должно превышать 0,3 мм. Существует правило, не проверив правильность нанесения двух смежных точек хода по их горизонтальному проложению, не приступать к определению положения на плане следующей точки.

Нанесение на план ситуации производиться от точек и сторон теодолитного хода согласно абрисам съемки, на которых указаны и способы съемки контуров, и соответствующие им размеры (рис. 9).

Способ построения контуров на плане соответствует способу съемки их на местности. Все вспомогательные построения временно наносятся на план тонкими линиями, а числовые значения, указанные на абрисе, вообще на план не переносят.

Расстояния на плане откладываются в масштабе при помощи циркуля-измерителя и масштабной линейки. Перпендикуляры строятся с помощью прямоугольного треугольника, а углы при засечках и полярном способе – геодезическим транспортиром.

По мере накладки точек на план вычерчивают предметы местности и контуры и заполняют их установленными условными знаками. После нанесения ситуации на план выполняют зарамочное оформление и вычерчивают план тушью с соблюдением правил топографического черчения.

Оформление плана производится в соответствии с требованиями «Условных знаков для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500». Размеры условных знаков, форма и цвета должны быть точно выдержаны по образцу условных знаков для планов заданного масштаба. Пример оформления плана в один цвет приведен на рис. 12.

0.8

0.6

0.4

0.2

1:2000

в 1 см плана 20 м местности

20 м 0 20 40 60 80 100 м

План составлен по данным

теодолитной съемки 2006 г

Исп. техн. Петров П.П.

Рис. 12. Схема оформления плана местности