12.4 Виконання тахеометричного знімання оптичними прилалами

Безпосередньо польові роьоти під час тахеометричного знімання складаються з визначення планових координат і висотних позначок характерних точок місцевості — пікетів. Пікети, за якими визначають планове положення елементів ситуації, називають контурними, або ситуаційними, призначені для знімання рельєфу — рельєфними, або орографічними.

Знімання місцевих предметів, контурів і рельєфу місцевості проводиться, як правило, полярним способом; у виняткових випадках (при зніманні недоступних місцевих предметів) застосовується спосіб кутових засічок. Перевищення точок місцевості визначають тригонометричним нівелюванням. При знімання рівнинної місцевості висоти пікетів можна визначати горизонтальним променем, використовуючи теодоліт в режимі нівеліра, тобто встановивши візирну вісь труби теодоліта за допомогою накладного рівня в горизонтальне положення. Горизонтальні і вертикальні кути вимірюють при одному положенні зорової труби приладу, відстані — нитяним віддалеміром. Тахеометри-автомати (електронні та номограмні тахеометри) дозволяють безпосередньо вимірювати горизонтальні прокладання ліній і перевищення точок, що звільняє виконавця від вимірювання вертикальних кутів і обчислень та істотно підвищує продуктивність праці.

Знімання місцевості може виконуватись одночасно із прокладанням тахеометричних ходів або роздільно. У першому випадку на кожній станції проводять комплекс вимірювань, пов’язаних із прокладанням ходів знімального обгрунтування, а потім виконують знімання ситуації та рельєфу. Порядок прокладання геодезичних ходів загальний для всіх видів знімання (див. 11.2, 11.3).

Основним завданням під час тахеометричного знімання є правильний вибір пікетів, який забезпечив би адекватне зображення місцевості на плані. На пікетах встановлюють віддалемірні рейки або відбивачі (залежно від приладів, що застосовуються при зніманні). На кількість пікетів впливає складність ситуації, характер рельєфу і масштаб знімання. Максимальні віддалі між пікетами а також між ними і приладом подані в таблиці 12.3.

Таблиця 12.3

Характеристика тахеометричного знімання

Масштаб знімання	Переріз рельєфу, м	Максимальна відстань між пікетними точками, м	Максимальна відстань від приладу до рейки, м
			при зніманні рельєфу	при зніманні контурів
1:500	0,5-1,0	15	100-150	60
1:1000	0,5-1,0	20-30	150-200	80
1:2000	0,5-1,0 2,0	40 50	200-250 250	100
1:5000	0,5-1,0 2,0-5,0	60-80 100-120	250-300 350	150

Під час знімання нечітких або другорядних контурів відстані можуть бути збільшені у 1,5 рази.

Місце розташування пікетів обирають таким чином, щоб зберігати на плані характерні обриси елементів ситуації (будинків, шляхів сполучення та споруд на них, гідрографії і гідротехнічних споруд, меж і загорож, рослинного покриву та ґрунтів). Враховуючи при цьому, що вигини контурів, менші 0,5 мм та контури рослинного покриву до 10 мм² в масштабі плану на ньому не показуються. Для зображення рельєфу пікетні точки обирають на місцях його перегину по характерних орографічних (скелетних) лініях, вищих та нижчих точках скату таким чином, щоб скат між сусідніми пікетами можна було вважати рівномірним. Приклади розміщення ситуаційних та рельєфних пікетів подані на рисунку 12.7.

Рис. 12.4. Орієнтовні місця розташування ситуаційних (а) та рельєфних (б) пікетів

Результати вимірювань заносять до журналу тахеометричного знімання, який має графи для запису горизонтального і вертикального кутів, нахиленої відстані, а також графи для запису обчислених кутів нахилу, горизонтальних прокладань, перевищень і висоти пікетів, якщо роботи виконувались теодолітом. У разі виконання робіт тахеометрами, графи для запису перших трьох вказаних даних відсутні. У графі «Примітка» вказують місце розміщення пікету, характер рельєфу в даній точці та інші відомості, які потрібні для обчислень і при наступному складанні плану (наприклад: вісь дороги, колодязь, огорожа висотою 2 м, рельєф тощо).

Одночасно з веденням журналу на кожній станції складається абрис знімання — схематичне креслення місцевості (рис. 12.8). На абрис наносять розташування і нумерацію всіх станцій, пікетних точок, контури та предмети місцевості; пунктиром показують лінії вододілів і тальвегів; стрілками, що з’єднують сусідні пікетні точки, між якими є рівномірний ухил, указують напрямки схилів; умовними горизонталями зображують окремі ясно виражені форми рельєфу. Абриси виконують в умовних знаках з потрібними пояснювальними підписами, наближено витримуючи масштаб знімання. Для кожної станції абрис складають на окремому аркуші. Орієнтують абрис «на око» за напрямками суміжних сторін ходу.

Рис. 12.5. Абрис тахеометричного знімання планшетного типу

Рис. 12.6. Абрис тахеометричного знімання на круговій номограмі

Для початківців, абрис зручно створювати на круговій номограмі у вигляді концентричних окружностей, прокреслених через 1 см, і радіальних напрямків, прокреслених через 10° (рис. 12.6). Станція, з якої ведеться знімання, задається в центрі номограми; вертикальний діаметр (0°-180°) номограми служить за початковий напрямок, від якого ведеться відлік горизонтальних кутів. Пікетні точки наносяться за полярними кординатами: відстані відраховуть за концентричними колами у обраному для номограми масштабі, а горизонтальні кути за градусними кільцями.

Ведення абрису є однією з найвідповідальніших операцій тахеометричного знімання, так як складання плану виконується в камеральних умовах, коли виконавець не бачить перед собою місцевості. Отже, від якості абрису багато в чому залежить відповідність зображення на плані ситуації і рельєфу місцевості.

Для контролю й щоб уникнути пропусків (не відзнятих ділянок) на суміжних станціях виконують знімання з перекриттям, ширина якого дорівнює максимально припустимій відстані між сусідніми пікетами для даного масштабу знімання. Нумерація пікетних точок на всіх станціях є наскрізною.

Камеральні роботи при тахеометричному зніманні включають: перевірку записів вимірювань у польових журналах; обчислення планових і висотних координат (x,y,H) точок теодолітно-нівелірних, теодолітно-висотних або тахеометричних ходів; обчислення значень планово-висотного положення пікетних точок на кожній станції; складання топографчного плану місцевості.

Перевірка записів та обчислень у польових журналах проводиться у дві руки (спостерігачем та його помічником). Якщо роботи виконувались за допомогою теодоліта, повторно обчислюють горизонтальні і вертикальні кути, горизонтальні прокладання, прямі, зворотні та середні перевищення точок ходів за формулами (5.3), (8.2), (8.9). Одночасно проводять обчислення горизонтальних прокладань, перевищень та висот пікетних точок. Розрахунки виконуються за допомогою комп’ютера, мікрокалькулятора або тахеометричних таблиць. Висоти пікетів обчислюють з точністю 0,1 м. Виявлені помилки виправляють.

Обчислення та вимірювання планових координат (x,y) точок ходів виконуютьсся так само, як й у теодолітних ходах (див. 7.2). При цьому допустима кутова нев’язка ходу при вимірюванні кутів технічним теодолітом, точність якого 30˝, визначається за формулою:

,

при вимірюванні кутів точними оптичними теодолітами —

,

де n — число кутів у ході.

Допустима абсолютна лінійна нев’язка f_{абс.доп.} в тахеометричному ході визначається за формулою:

,

де P — довжина (периметр) ходу, м; N — число ліній у ході.

Обчислення відміток точок тахеометричного ходу, а також усі контрольні обчислення виконуються в тій же послідовності, що й при тригонометричному нівелюванні. Висотні нев’язки практичні f_h в ходах підраховуються за формулами:

для замкнутого ходу —

,

для розімкнутого ходу —

,

де ∑h_сер. — сума перевищень усіх точок ходу; H_кінц., H_почат. — висоти, відповідно, кінцевої і початкової точок ходу.

Допустима висотна нев’язка в теодолітно-висотному і тахеометричному ході визначаються за формулою:

, см.

Якщо фактична нев’язка ходу допустима, тобто виконується умова , то вона розподіляється зі зворотним знаком пропорційно довжинам сторін. Поправки δ_і в перевищення розраховують з округленням до 0,01 м за формулою:

,

де s — горизонтальне прокладання відповідної сторони. Сума обчислень поправок повинна дорівнювати нев’язці зі зворотним знаком, тобто

.

Виправлені перевищення обчислюють за формулою:

.

Знаючи висоту початкової точки і виправлені перевищення, послідовно обчислюють висоти всіх точок ходу за формулою:

,

де H_n, H_n-1 — висоти, відповідно, наступної та попередньої точок ходу.

Остаточним контролем правильності вирівнювання висотних ходів є наступне: у замкнутому ході в результаті обчислень висоти точок ходу повинна бути повторно отримана висота початкової точки H_почат., у розімкнутому ході — висота кінцевої точки ходу H_кінц..

Після визначення вирівняних висот точок тахеометричних ходів у польових журналах знімання обчислюють висоти пікетних точок H_пік., алгебраїчно додаючи до висоти точок ходу (станцій) перевищення відповідних пікетних точок, тобто

.

Закінчивши обчислювальні роботи, переходять до складання топографічного плану. Побудову координатної сітки, нанесення точок геодезичних ходів і елементів ситуації здійснюють так само, як і під час складання плану за результатами теодолітного знімання (див. 11.3).

Нанесення на план пікетних точок виконується полярним способом за допомогою кругового транспортира і масштабної лінійки або тахеографа. Тахеограф (рис. 12.7) є круговим транспортиром з лінійкою, зробленою з прозорого матеріалу. Поділки транспортира нанесені через 30', при чому цифрування поділок виконане проти ходу годинникової стрілки. Вздовж лінійки розташована міліметрова шкала з початковим штрихом у центрі кола.

Рис. 12.7. Тахеограф

Для нанесення пікетних точок отвір центра кола тахеографа сполучають із точкою станції на плані та закріплюють металевою голкою. Потім поворотом тахеографа сполучають початковий напрямок на плані з відліком на транспортирі, що дорівнює горизонтальному куту β на пікет; за лінійкою в масштабі плану відкладають відповідне горизонтальне прокладання s і наколюють положення пікета. Біля нанесених на план пікетних точок підписують їх номери та висоти. Відповідно до абрису і пояснювальних приміток у польових журналах, викреслюють місцеві предмети.

Після нанесення орографічних пікетів методом графічної інтерполяції знаходять положення точок, через які проводитимуть гopизoнтaлi. Роботу виконують у напрямку зниження схилу, як показано на абрисі. При цьому на плані необхідно відмітити характерні елементи рельєфу (вершини, сідловини тощо).

Графічний спосіб інтерполяції ґрунтується на використанні різних видів палеток, один з варіантів яких подано на рис. 12.8. Це ряд паралельних ліній, накреслених на папері.

Рис. 12.8. Приклад побудови шкали висот на палетці та знаходження положення точок, висота яких відповідатиме висоті горизонталей

Інтерполяцію здійснюють у такій послідовності. Лініям палетки надають значення у відповідності з прийнятою висотою перерізу рельєфу h та висотними позначками пікетів, між якими знаходитимуть положення горизонталей. Наприклад, якщо треба провести горизонталі між пікетами з відмітками 122,1 та 136,5 м (рис. 12.8, а) при h=5 м, добирають числа, які кратні 5 і знаходяться між вказа­ними значеннями позначок, а також до і після них; це будуть числа 120, 125, 130, 135 і 140 м, котрими й підписують лінії па­летки. Потім беруть смужку паперу, прикладають її до лінії інтерполювання на плані, відмічають на ній положення орографічних пікетів та підписують їхню висоту (рис. 12.8, б). Після цього слід про­креслити на палетці лінії із значеннями, що відповідають позначкам пікетів (на рис. 12.8, в показані пунктирною лінією), і прикласти до неї смужку з наміченими пікетами, слідкуючи, щоб позначки пікетів на смужці збігалися з одной­менними лініями палетки. Намічають на смужці перехре­щення її краю з лініями палетки, що знаходяться у проміжку між точками з позначеною висотою (ці перехрещення пока­зують положення горизонталей на ділянці інтерполяції). Знову прикладають смужку до лінії інтерполяції на плані (рис. 12.8, г), переносять на неї намічені точки. Так проводять інтерполяцію між всіма піке­тами (рис. 12.9, а). При цьому може виникнути необхідність використання палетки зі зменшеними (порівняно з першою) відстанями між лініями (рис. 12.10), якщо відрізок між необхідними для інтерпо­лювання лініями палетки більший за відстань між відповідними пікетами на плані.

Рис. 12.9. Приклад знаходження методом інтерполяції положення точок через які проводитимуть горизонталі

Рис. 12.10. Приклад використання палетки зі зміненою відстанню між її елементами

Проведення горизонталей краще починати від вершини позитивної форми рельєфу, то­му що найближчі до неї намічені точки, через які прокреслюватимуть горизонталі, по всіх напрямках схилів мають однакові позначки і можуть бути легко з’єднані однією горизонталлю. Потім сполучають наступні однойменні точки, спочатку пунктиром (рис. 12.9, б), а згодом прово­дять так зване укладання горизонталей — згладжують кута­стості, уточнюють положення горизонталей за всіма напрям­ками з тим, щоб на схилах однакового похилу відстані між ни­ми були однакові (рис. 12.9, в). Остаточне оформлення плану проводять у відповідності з діючими умовними знаками для топографічних планів.