43. Тригонометрическое нивелирование. Методы контроля, точность.
Тригонометрическое нивелирование называют также геодезическим или нивелированием наклонным лучом. 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 (рис. 2), разность высот h этих точек вычисляют по формуле:
h = stg + l - a.
Эта формула точна только для малых расстояний, когда можно не считаться с влиянием кривизны Земли и искривлением светового луча в атмосфере (см. Рефракция). Более полная формула имеет вид:
h = s tg + l - a + (1 - k) s2/2R,
где R – радиус Земли как шара и k – коэффициент рефракции.
Рис.4.38
Рис.4.39
Ошибка измерения превышения из тригонометрического нивелирования оценивается величиной от 2 см до 10 см на 100 м расстояния.
При последовательном измерении превышений получается высотный ход; в высотном ходе углы наклона измеряют дважды: в прямом и обратном направлениях.
Для контроля и повышения точности измерений превышение измерить в обратном направлении.
44. Общее положение о съемках. Принцип от общего к частному. Основные виды топографических съемок.
Съемкой местности называют совокупность геодезических измерений, выполняемых с целью составления плана участка местности. Съемки бывают г о р и з о н т а л ь н ы е, при которых получают положение контуров и предметов местности без рельефа. Если при съемке получают рельеф местности, то такие съемки называют в е р т и к а л ь н ы м и. Съемки, в результате которых получают ситуацию местности и рельеф называют т о п о – г р а ф и ч е с к и м и.
При выполнении съемок местности различают следующие э т а п ы: подготовительный, полевой и камеральный.
Во время подготовительного этапа изучают имеющийся топографический материал на данную местность, составляют проект выполнения работ, производят рекогносцировку участка и закрепляют точки съемочной сети.
В процессе полевого этапа при помощи геодезических приборов выполняют измерения углов, расстояний и превышений, необходимых для определения взаимного положения точек местности в плане и по высоте.
Камеральный этап работ состоит из вычислительной и графической частей, в процессе выполнения которых определяют координаты и высоты точек и составляют планы и профили местности.
По названию основных приборов, которыми выполняются полевые измерения, различают следующие в и д ы с ъ е м о к:
– теодолитная, которую производят с помощью теодолита и мерной ленты или рулетки;
– тахеометрическая, которую выполняют геодезическими приборами называемыми тахеометрами;
– мензульная, основными приборами для выполнения которой являются мензула и кипрегель;
– нивелирование поверхности, которое выполняют при помощи нивелира и рулетки;
– фототопографические, которые делятся на аэрофотосъемку (съемку аэрофотоаппаратом с самолета), космическую фотосъемку (выполняется с искусственных спутников Земли) и фототеодолитную съемку (наземную, выполняемую теодолитом имеющим фотоаппарат вместо зрительной трубы);
– специальные, к которым относят современные методы съемки с помощью трехмерных лазерных сканеров, а также съемки спутниковыми приемниками.
Основными параметрами любой съемки являются масштаб и высота сечения рельефа. М а с ш т а б съемки выбирают в зависимости от конечной цели выполняемых работ. Если необходимы подробные сведения о местности, то для съемки выбирают крупные масштабы, так как точность масштабов
t = 0,1 мм ∙ М,
где М – знаменатель масштаба.
Например, для масштаба плана 1:500 t = 0,1 мм ∙ 500 = 50 мм = 5 см, а если требуются общие сведения о местности, то используют мелкие масштабы, например 1:10000 (t = 0,1 мм ∙ 10000 = 1 м).
В ы с о т у с е ч е н и я р е л ь е ф а выбирают в зависимости от масштаба съемки и характера рельефа местности. Для планов стандартных масштабов высоту сечения рельефа можно определить по формуле
h = 0,2 мм ∙ М,
где М – знаменатель численного масштаба.
Например, для масштаба 1:5000 высота сечения рельефа будет иметь величину h = 0,2 мм ∙ 5000 = 1000 мм = 1 м.
Однако если рельеф местности будет равнинный, то высоту сечения рельефа можно принять для данного масштаба h = 0,5 м, и наоборот, если характер местности будет горный, то высоту сечения рельефа для масштаба 1:5000 принимают равной 5 м. В таблице 1.1 указаны основные сведения о выборе стандартной высоты сечения рельефа.
Производство любой съемки выполняют по принципу перехода от общего к частному, то есть сначала на местности с повышенной точностью определяют плановое и высотное положения ряда отдельных точек, которые образуют опорную съемочную сеть, а затем с точек этой опорной сети снимают все характерные точки ситуации и рельефа местности.
45. Назначение, методы создания планово-высотного обоснования при тахеометрической съемке. Требования к точности измерения длин линий, углов, превышений.
Планово-высотное обоснование тахеометрических съемок, со съемочных точек которого осуществляют съемку подробностей рельефа и ситуации местности, обычно создают двумя способами:
прокладкой теодолитного хода (разомкнутого или замкнутого) с измерением горизонтальных углов полным приемом оптического теодолита или электронного тахеометра и промерами горизонтальных проекций сторон землемерной лентой или светодальномером. Высоты съемочных точек определяют геометрическим нивелированием;
Съемочное обоснование по первому способу создают при тахеометрических съемках для проектирования объектов строительства, занимающих большие площади (средние и большие мостовые переходы, транспортные развязки движения в разных уровнях, аэропорты и т. д.), а также при съемках в населенных пунктах.
прокладкой теодолитного хода с измерением горизонтальных углов полным приемом теодолита, определением горизонтальных расстояний между съемочными точками нитяным дальномером оптического теодолита или светодальномером электронного тахеометра (если тахеометрическую съемку выполняют электронным тахеометром). Высоты съемочных точек определяют методом тригонометрического нивелирования. Таким образом, в этом случае планово-высотное обоснование создают используя один прибор — оптический теодолит или электронный тахеометр.
Съемочное обоснование по второму способу создают при относительно небольших площадях тахеометрических съемок (места со сложными инженерно-геологическими условиями, небольшие карьеры и ре-186 зервы, пересечения и примыкания автомобильных дорог в одном уровне, малые водопропускные сооружения и т. д.).
Съемочным обоснованием тахеометрических съемок могут служить: трасса линейного сооружения, замкнутый полигон, сеть микротриангуляции и висячий ход. Выбор того или иного типа съемочного обоснования связан со стадией проектирования, рельефом местности, размерами и требуемым масштабом съемок.
Требуемая точность измерения горизонтальных углов и расстояний при тахеометрической съемке такая же, как и при горизонтальной съемке:
mβ = 24′, ms/S = 1/150.
Относительная ошибка измерения расстояния номограммным тахеометром – 1/500, ошибка измерения превышений – 1 см на 100 м при K = 10 и 2 см при K = 20,
где K – постоянный коэффициент (обычно K = 10 или K = 20).