6. 4. Измерение неприступных расстояний
При выполнении измерительных работ нередко возникают ситуации, когда та или иная линия не может быть измерена непосредственно, например, рулеткой (водные преграды, непроходимые болота и т.д.).
Определение неприступных расстояний способом базисов (рис. 52).
На удобных участках местности для производства линейных измерений с использованием рулетки от точки А измеряемой линии строят два базиса b и b1 таким образом, чтобы между ними и измеряемой прямой линией образовались два треугольника с углами при основании не менее 30° и не более 150°. Базисы измеряют рулеткой дважды и при допустимых расхождениях в промерах определяют среднее значение каждого из них. Полным приемом теодолита измеряют углы при основаниях полученных треугольников АВС1 и АВС, соответственно α1, β1 и α, β. По теореме синусов дважды определяют значение искомого неприступного расстояния:
АВ = b · ( sin β : sin γ ) или АВ' = b1 · ( sin β1 : sin γ1 ),
Если относительная погрешность между двумя измерениями не превышает допустимой (АВ - АВ') : АВср ≤ 1/ Nдоп, то окончательно принимают в качестве искомого результата среднее значение АВ = (АВ + АВ') : 2
Рис. 52. Схема определения неприступного расстояния способом базисов
Например: Вычислить непреступное расстояние АВ (ширину реки по результатам измерения):
b = 157, 30 м, α = 51°17', β = 70°04′,
b1= 154,40 м, α1 =52°50'30′′, β1 =70°08′.
Решение:
Найдем величину углов γ и γ1.
γ = 180° - ( 51°17' + 70°04') = 58°39',
γ1 = 180° - ( 52°50'30′′ + 70°08') = 57°01'30′′.
Неприступное расстояние АВ вычислим по теореме синусов
АВ = b · ( sin β : sin γ ) или АВ' = b1 · ( sin β1 : sin γ1 ),
АВ = 157,30 · (sin 70°04' : sin 58°39') = 173,16 м,
АВ' = 154,40 ( sin 70°08' : sin 57°01'30′′ ) = 173,09м.
Относительную погрешность двух измерений определяют
(АВ - АВ') : АВср = (173,16 – 173,09) : 173,125 = 0,07 : 173,125 = 1 : 2500,
что не превышает допустимую 1 : 2000.
Найдем среднее значение линии АВ
АВ = (173,16 + 173,09) : 2 = 173,125м.
Глава 7. Нивелирование
В зависимости от применяемых методов и инструментов различают нивелирование геометрическое, тригонометрическое, барометрическое, гидростатическое, радиолокационное, механическое и стереофотограмметрическое.
При геометрическом нивелировании наиболее точно определяют превышение одной точки местности над другой из отчетов по рейкам, взятых при горизонтальном визирном луче. Оно проводится для целей государственных топографических съемок и для целей проектирования и строительства инженерных сооружений.
При тригонометрическом нивелировании превышение между двумя точками местности определяют из решения прямоугольного треугольника по длине и углу ее наклона к горизонту. Наклонная линия местности составляет его гипотенузу, один катет дает горизонтальное проложение, а второй катет – превышение. Это нивелирование применяют при съемке местности для изображения рельефа горизонталями и для получения отметок отдельных точек местности, не удобной для геометрического нивелирования.
При барометрическом нивелировании превышение между двумя точками местности определяют по разности атмосферного давления в этих точках. Из физики известно, что величина атмосферного давления в данной точке зависит от ее высоты над уровнем моря. Барометрическое нивелирование применяют при предварительных дорожных и других изысканиях, где не требуется высокой точности определения отметок точек местности.
При гидростатическом нивелировании превышение между двумя точками местности определяют по уровню жидкости в сообщающихся сосудах. Это нивелирование применяют при строительстве опор мостов, туннелей и жилых зданий для отбивки горизонтальных линий. Преимуществом нивелирования является простота метода и возможность работы в закрытых, темных и тесных помещениях.
Радионивелирование. Этот способ определения высоты самолета по времени прохождения радиоволн от самолета до поверхности земли и обратно. Высоту с самолета определяют радиовысотомером с ошибкой не более 5 м. Применяют это нивелирование для сокращения объема наземных измерений при аэрофотосъемке на предварительных железнодорожных изысканиях.
Стереофотограмметрическое нивелирование применяют для изображения рельефа местности горизонталями на аэроснимках. Оно основано на стереоскопическом эффекте. При фотографировании участка местности с двух разных точек пространства получают два аэроснимка. Если смотреть одновременно на один аэроснимок правым глазом, на второй – левым, то одноименные предметы сольются и будет наблюдаться объемное изображение местности. Для просмотра аэроснимков применяют стереоскопические приборы. Рассматривая в этот прибор два аэроснимка одного и того же участка местности, видят возвышенные места приподнятыми, низкие – опущенными. Имея на участке несколько точек с известными отметками, проводят горизонтали на аэроснимке.
При механическом нивелировании получают профиль местности непосредственно в процессе измерения нивелиром – автоматом. Это нивелирование применяют при предварительных дорожных изысканиях.
Основным геодезическим приборами, которыми производятся измерения, являются нивелиры. До начала работ нивелир вынимают из укладочного ящика
устанавливают его головку «на глаз» в горизонтальное положение.
Нивелир крепится к штативу прижимной пластиной 11, которая в своей центральной части имеет втулку с резьбой под становый винт.
Подготовка нивелиров для работы состоит из двух действий: приведения визирной оси прибора в горизонтальное положение (нивелир считается готовым к работе, если пузырек круглого уровня приведен в середину концентирических окружностей нанесенных на стеклянной капсуле уровня) и установки трубы для наблюдения.
Нивелиром называют геодезический инструмент, визирная ось трубы которого в рабочем положении горизонтальна. Современные нивелиры по способу установки визирной оси в горизонтальное положение подразделяют на две группы:
1. Нивелиры с цилиндрическим уровнеми ручной установкой визирной оси в горизонтальное положение.
2. Нивелиры с автоматически устанавливающейся линией визирования зрительной трубы.
В соответствии с ГОСТом нивелиры по точности разделяют на три типа: высокоточные (типа Н – 05), точные (типа Н – 3), технические (типа Н – 10).
Цифра в обозначении марки нивелира указывает значение средней квадратической ошибки превышения на 1 км двойного нивелирного хода; для нивелира Н – 05 m = 0,5 мм; для нивелира Н – 3 m = 3 мм; для нивелира Н – 10 m = 10 мм.