1.Геодезической сетью называют систему закрепленных на местности точек земной поверхности, положение которых определено в общей для них системе координат и высот.Геодезические сети могут создаваться как на малых, так и на огромных площадях земной поверхности. По территориальному признаку их можно подразделить на глобальную (общеземную) геодезическую сеть, покрывающую весь земной шар; национальные (государственные) геодезические сети, создаваемые в пределах территории каждой отдельной страны в единой системе координат и высот, принятой в данной стране; сети сгущения, предназначенные для создания съемочного обоснования топографических съемок; местные геодезические сети, т. е. сети на локальных участках, используемые для решения различных задач в местной системе координат.По геометрической сущности различают плановые, высотные и пространственные геодезические сети. В плановой сети в результате обработки измерений вычисляют координаты пунктов на принятой поверхности относимости (на поверхности эллипсоида или на плоскости); в высотной (нивелирной) сети получают высоты пунктов относительно отсчетной поверхности, например, поверхности квазигеоида; в пространственных сетях из обработки измерений определяют взаимное положение пунктов в трехмерном пространстве.Глобальная геодезическая сеть создается в настоящее время методами космической геодезии с использованием наблюдений ИСЗ, поэтому ее часто называют спутниковой или космической геодезической сетью. Положение пунктов в этой сети вычисляют в геоцентрической системе прямоугольных координат XYZ, начало которой совмещено с центром масс Земли, ось Z— с осью вращения ее, а плоскость ZY—с плоскостью начального меридиана. Глобальную геодезическую сеть используют для решения научных и научно-технических проблем и задач высшей геодезии, геодинамики, астрономии и других наук. К числу таких проблем и задач относятся, например, следующие:уточнение фундаментальных геодезических  постоянных;изучение фигуры и гравитационного поля Земли;определение движений полюсов Земли;задание единой для всей Земли системы геоцентрических пространственных прямоугольных или геодезических координат;определение положения референц-эллипсоидов разных стран относительно центра масс Земли;изучение перемещений и деформаций литосферных плит земной коры;изучение закономерностей изменения во времени координат пунктов общеземной геодезической сети вследствие динамики земной поверхности и приведение их мгновенных значений к определенной эпохе, например, к эпохе 2000 г.Глобальная геодезическая сеть должна непрерывно совершенствоваться для достижения наивысшей точности определения «мгновенного» положения ее пунктов в геоцентрической системе координат. По мере повышения точности глобальной геодезической сети будут постепенно расширяться возможности решения новых научных проблем и задач геодезии, прикладной космонавтики, геодинамики, астрономии и многих других наук.Национальные геодезические сети подразделяются, как отмечалось выше, на три вида: государственную геодезическую сеть (плановую), государственную нивелирную сеть (высотную), государственную гравиметрическую сеть.Государственная геодезическая сеть предусматривает определение с наивысшей точностью взаимного положения геодезических пунктов в плановом отношении на избранной поверхности относимости (на референц-эллипсоиде или плоскости); высоты пунктов сети определяются с гораздо более низкой точностью, особенно в горных районах.Государственная нивелирная сеть служит для определения с наивысшей точностью высоты каждого пункта относительно поверхности квазигеоида; плановое положение пунктов этой сети  на  поверхности  относимости  определяется  приближенно.Государственная гравиметрическая сеть предназначена для определения с наивысшей точностью ускорений силы тяжести на пунктах; положение пунктов этой сети в плановом и высотном отношении должно быть определено с требуемой точностью.Государственные геодезические сети, создаваемые на территории каждой отдельной страны, предназначаются для следующих целей:детального изучения фигуры и гравитационного поля Земли, их изменений во времени  (в пределах территории страны);распространения единой системы координат и высот на всей территории страны;картографирования территории страны в разных масштабах в единой системе координат и высот;решения геодезическими методами разного рода научных и инженерно-технических задач народнохозяйственного значения.В силу специфических средств и методов построения геодезических сетей разного вида пункты плановой геодезической сети обычно располагают на наиболее высоких участках местности; пункты нивелирной сети — на равнинных и холмистых участках местности, в долинах рек и т. п.Государственные геодезические сети всех трех видов строятся раздельно, но они тесно взаимосвязаны между собой и дополняют одна другую. Отдельные пункты могут быть общими для всех трех видов сетей, что позволяет более эффективно решать многие задачи геодезии, геодинамики и т. п.В связи с тем, что государственные геодезические сети имеют важное научное и народнохозяйственное значение, они должны быть надежно закреплены на местности, рассчитаны на длительный срок службы, а по точности должны удовлетворять требованиям науки, задачам народного хозяйства страны, причем не только ближайшего, но и сравнительно отдаленного будущего.История развития геодезии показывает, что с течением времени требования к точности построения государственных геодезических сетей непрерывно возрастают. Вместе с тем, сама по себе государственная

геодезическая сеть, если ее систематически не обновлять и не совершенствовать, постепенно стареет, утрачивается часть пунктов, теряется точность в отдельных ее частях, особенно из-за современных движений земной коры.Для того чтобы государственные геодезические сети страны всегда находились на уровне современных требований, а также требований ближайшего будущего, необходимо:систематически проводить полевое обследование (осмотр) всех пунктов сети, восстанавливать или заново определять утраченные пункты;периодически, например, через 25—30 лет выполнять повторные или дополнительные измерения в значительной или, во всяком случае, в той части сети, которая наиболее сильно подвержена деформациям из-за современных движений земной поверхности или вследствие других причин;повторные или дополнительные измерения, проводимые для дальнейшего совершенствования и повышения точности государственной   геодезической  сети,  необходимо  осуществлять  на базе новейших достижений в области высокоточной измерительной техники и методов измерений;по мере накопления новой измерительной информации в результате повторных или дополнительных измерений на значительной части территории необходимо примерно через 25—30 лет заново выполнять повторное уравнивание сети как плановой, так и высотной, с целью получения новых, более точных значений координат и высот, относящихся к данной эпохе наблюдений.При создании современных государственных геодезических сетей выполняют комплекс основных геодезических работ, которые включают в себя: проектирование геодезических сетей, рекогносцировку пунктов, постройку геодезических знаков, закладку подземных центров и реперов; выполнение угловых и линейных измерений; определение астрономических широт, долгот и азимутов; производство нивелирных работ; измерение ускорений силы тяжести, наблюдений ИСЗ и т. п. и, наконец, математическую обработку результатов измерений.В последние годы достигнуты значительные успехи в деле повышения точности определения координат пунктов по результатам наблюдений ИСЗ. В связи с этим наблюдения ИСЗ начинают все шире использоваться при создании государственных геодезических сетей высокой точности.Для того чтобы государственные геодезические сети могли служить интересам науки и народного хозяйства страны в течение длительного времени, их необходимо строить на строго научной основе, причем с наивысшей точностью, достигаемой в массовых измерениях при использовании новейших методов и высокоточной измерительной техники.Местные геодезические сети. В ряде случаев на локальных участках местности необходимо решать сложные научные и инженерно-технические задачи, требующие определения взаимного положения точек в плане и по высоте с наивысшей точностью на каждый момент времени. В этих случаях создают специальные геодезические сети предельно высокой точности и выполняют в них прецизионные измерения повторно через определенные интервалы времени. Математическую обработку измерений в таких сетях выполняют в местной системе координат, подбираемой таким образом, чтобы редукционные поправки за переход от измеренных величин к их проекциям на местную поверхность относимости были как можно меньше. Такие сети используют, например, в сейсмоактивных районах для поиска предвестников и последующего прогноза крупных землетрясений, при строительстве и эксплуатации мощных радиотелескопов, ускорителей элементарных частиц, гидростанций и т. д. 2. Плановая геодезическая сеть. создается методами триангуляции, трилатерации, полигонометрии, построений линейно-угловых сетей, а также на основе использования спутниковых методов и их сочетанием, а взаимное положение её пунктов определяется геодезическими координатами (градусы/минуты/секунды) или, чаще, прямоугольными координатами (x,y). 3.Высотные геодезические сети. (нивелирная сеть) — сеть пунктов земной поверхности, высоты которых над уровнем моря определены геодезическим методом нивелирования. Пункты нивелирной сети закрепляют на местности нивелирными марками и реперами, которые закладывают в стены долговечных сооружений или непосредственно в грунт на некоторую глубину. Нивелирная сеть служит высотной основой топографических съемок, а при повторных определениях нивелирных высот её пунктов используется также для изучения вертикальных движений земной коры. Высотная опорная геодезическая сеть развивается в виде сетей нивелирования I-IV классов точности, а также технического нивелирования в зависимости от площади и характера объекта строительства. Исходными для развития высотной опорной геодезической сети являются пункты государственной нивелирной сети (ГНС). 4.планово-высотное обоснование Основой для любых геодезических работ служит планово-высотное обоснование.

Геодезической основой при производстве инженерно-геодезических работ являются:

- пункты ГГС (плановых и высотных);

- пункты спутниковых геодезических определений координат;

- пункты опорной геодезической сети;

- пункты геодезической разбивочной основы;

- точки (пункты) планово-высотной съемочной геодезической сети.

Точность определения планово-высотного положения, плотность и условия закрепления пунктов геодезической основы должны удовлетворять требованиям производства работ.Так, например, для топографических съемок масштаба 1:500 необходимо достичь точности определяемых пунктов 2 разряда полигонометрии (5-10 см), а для геодезических работ на строительной площадке средняя квадратическая ошибка взаимного положения пунктов геодезической разбивочной основы не должна превышать 2-3 мм.

Способы определения координат и высот могут быть разными: это может быть классический метод определения координат с помощью проложения полигонометрических (теодолитных) ходов повышенной точности и выполнение геометрического нивелирования от пунктов государственной геодезической сети. В труднодоступных районах, где нет поблизости пунктов ГГС применяеют спутниковые технологии – при помощи высокоточного геодезического оборудования определяют координаты в системах GPS/ГЛОНАСС и уравнивают измерения в специализированных программах. На строительных площадках используют методы переноса координат с помощи геодезических засечек.

По виду и методу заложения пункты планово-высотного обоснования также различны. Самый простой способ закрепления обоснования может быть в виде забитых в асфальт дюбелей со шляпкой или передачи геодезических координат на отражающие рефлекторные марки, закрепленных на стенах зданиях. В условиях городской застроенной территории это самые недорогие и легкие способы закрепления ПВО, но не самые надежные. Более дорогими и трудоемкими способами закрепления обоснования являются закладка металлической трубы или арматуры на глубину до 3 м, которые можно сверху закрепить бетоном. Для обсепечния продолжительных геодезических работ используют пункты принудительного центрирования, на которые устанавливают геодезический инструмент. Закладкой и созданием государственной геодезической сети занимаются крупные институты и предприятия.

Геодезическая разбивочная основа создается в целях обеспечения необходимыми исходными данными геодезических построений и измерений, выполняемых на всех этапах строительства. Она должна создаваться в виде развитой сети, надежно закрепленных знаками геодезических пунктов, положение которых определяется прямоугольными координатами X, Y и высотой H. По окончании выполнения работ заказчику передается:

Планово-высотное обоснование для топографии создается для обеспечения исходных координат и высот при выполнении съемок разного назначения, привязке к местной системе координат. По итогам работ заказчику передается отчет по созданию планово-высотного обоснования.

5.Техническое нивелирование

Ходы технического нивелирования предназначены для создания обоснования топографических съемок масштаба 1:5000 - 1:500, привязки опознаков, а также для производства различных инженерных работ. Так, техническое нивелирование применяется при окончательном трассировании железных дорог, приложении ходов по существующим железным дорогам, создании съемочных полигонов для транспортных узлов, при трассировании воздушных линий для передачи электроэнергии и т. д.

По классификации геодезических сетей СССР невязки в ходах и полигонах технического нивелирования не должны превышать

где L - длина хода в километрах.

Отсюда предельная ошибка определения превышения на станции не должна быть больше +10, 20 и 30 мм при расстояниях от нивелира до рейки 25, 75 и 150 м соответственно.

Однако методами технического нивелирования могут определяться превышения и с меньшей точностью: так, на изысканиях трасс автодорог требуется производить высотные измерения с ошибками не более +100 мм на 1 км и т.д. Часто меньшей, чем 50 мм на 1 км, точности требуют работы на строительных площадках (при оценке объемов работ, предварительной передаче отметок в котлован и т.д.). Однако методика измерений и инструменты применяются такие, какие приняты для технического нивелирования. Техническое нивелирование производится, как правило, способом «из середины» при нормальной длине визирных лучей, равной 100 м; при благоприятных условиях работы: увеличении зрительной трубы не менее 25^×, цене деления цилиндрического уровня не более 15" на 2 мм и хорошей погоде (тихо, пасмурно) возможно увеличить длину визирных лучей до 150 м. Расстояния до реек измеряются шагами, допустимое неравенство визирных лучей на станции - 10 м.

По характеру организации и выполнения геодезических работ при техническом нивелировании ходы бывают:

- разомкнутые, прокладываемые между двумя точками с известными отметками - реперами;

- замкнутые (полигоны), когда ход кончается на начальной точке;

- висячие, опирающиеся на одну точку с известной отметкой, применяющиеся как исключение и обязательно нивелирующиеся дважды (в этом случае допустимое расхождение превышений равно   ).

При производстве технического нивелирования можно выделить следующие три группы задач:

- определение отметок точек или превышений между ними;

- построение профилей местности по заданному направлению;

- вынос точек на местности с заданными (проектными) отметками.

При решении первой группы задач нивелирование ведется по точкам, плановое положение которых не определяется и выбирается из условия удобства и производительности нивелирования. Для получения профиля местности при решении второй группы задач до нивелирования по заданному направлению размечаются и закрепляются точки через 100 (иногда 50 или 20) м, а также перегибы рельефа. Нивелирование при этом ведется по строго заданному направлению, и на станциях кроме связующих могут быть промежуточные точки. Решение третьей группы задач сводится к отложению на местности заранее вычисленного превышения.

1. Рассмотрим порядок работы при техническом нивелировании. При двусторонних рейках на станции без промежуточных точек реечники под руководством наблюдателя забивают костыли (или икс-колья) в выбранных точках и ставят на них рейки. Нивелир устанавливают в рабочее положение по круглому уровню, затем берут отсчет по верхней и средней нитям сетки черной стороны задней (1, 2) и передней реек (3, 4, табл. 2). После этого рейки поворачивают к наблюдателю красной стороной и снимают отсчеты только по средней нити передней и задней (5, 6) реек. До перехода на следующую станцию производят такие вычисления. Контролируют правильность отсчетов по рейкам, для чего вычисляются разности высот нулей пяток реек 6.Обработка журнала технического нивелирования Рассчитать сумму отсчетов по задней рейке ( з ).

2. Рассчитать сумму отсчетов по передней рейке ( п ).

3. Вносим результаты расчетов в соответствующие графы в журнале и находим разницу этих двух сумм ( з -  п); полученное значение представляет удвоенное превышение по профилю.

4. Для контроля правильности расчетов определяют суммы наблюденных превышений, а затем средних.

5. Если между пикетами имеются иксовые точки, то определяется общее среднее превышение между пикетами.

6. В процессе нивелирования была допущена некоторая погрешность (высотная погрешность), которую необходимо учесть при определении истинного превышения трассы. Высотная невязка определяется следующим образом:

fh =  h_ср. трассы – h трассы ист.,

где h трассы ист.= H_{A K} - H_{A H};

H_{A K} – абсолютная отметка конца трассы (H_{A ПК4});

H_{A H} - абсолютная отметка начала трассы (H_{A ПК0}).

7. Полученное значение высотной невязки необходимо сравнить с допустимым значением, рассчитываемым следующим образом:

fh_доп. =50 мм ,

где L – длина трассы в километрах (так как в задании 4 пикета, расстояние между которыми 100 м, то общая длина трассы 400 м или 0,4 км).

8. При соблюдении данного условия fh_{расчетн.} fh_доп. Высотная невязка разбрасывается относительно равномерно с обратным знаком на все h_ср. (например, если fh_{расчетн}= -25 мм, то для h_ср.1 поправка будет +6 мм, для h_ср.2 +6 мм, h_ср.3 + 6 мм и для h_ср.4 +7 мм).

9. Для контроля суммируются все исправленные превышения (h^и). Полученное значение должно равняться истинному превышению трассы h трассы ист.

10. Определение абсолютных отметок точек.

Абсолютные отметки начального и конечного пикета трассы даны в задании:

H_A ПК0;

H_A ПК1 = H_A ПК0  (h^и);

H_A ПК2 = H_A ПК1  (h^и);

и т.д.

Результат заносится в графу отметки точек соответственно.

11) Для определения абсолютных отметок плюсовых точек необходимо на станции определять горизонт инструмента H_ГИ – расстояние от уровня моря до оси визирования прибора (данная величина на каждой станции будет иметь разное значение).

H_ГИ рассчитывается через задний и передний пикеты и далее определяем среднее значение.

H_ГИ = H_A ПК0 + з _ч;

H_{ГИ =} H_A ПК1 + п _ч.

Разница этих значений не должна превышать  5 мм. Для расчета H_ГИ будем брать значение по заднему пикету.

Абсолютная отметка для плюсовой точки С: H_{A С} = H_ГИ - с_ч,

где с_ч – промежуточный отсчет по рейке.

12) Построение профиля местности (масштаб горизонтальный 1:2000, вертикальный 1:50).

8. нивелирование через препятствие 17.1 Выбор места, времени, приборов и методики для нивелирования III и IV классов через водное препятствие, производят с учетом указаний, приведенных в п.п.10.1-10.3, 10.5-10.7.

17.2 Нивелирование через препятствия шириной до 200 м выполняют по обычной методике, двумя приемами, с соблюдением равенства расстояний до передней и задней реек. Между приемами изменяют высоту нивелира на 3-5 см. Расхождение значений превышения из приемов допускают 4 мм при нивелировании III класса и 7 мм - IV класса.

17.3 Нивелирование через препятствия шириной 200-400 м выполняют нивелирами с плоскопараллельной пластинкой способом "совмещения" с применением щитков (приложение 28), но число наведений на штрихи щитка уменьшают до трех, а число сдвоенных приемов - до одного.

Нивелирование через препятствия приборами без плоскопараллельной пластинки выполняют способом "подвижной марки" с применением щитков с белыми штрихами (приложение 29), одним сдвоенным приемом. При этом на изображение средней нити трубы движением щитка подводят изображения белых штрихов по четыре раза. Ширина (в мм) белых штрихов щитка должна быть 0,06 √S, где S - ширина препятствия, м.

При любом способе нивелирования через препятствия превышения между постоянными реперами, полученные наблюдателем в полуприеме по главному и через контрольный створы, а также средние значения превышения, полученные каждым наблюдателем в сдвоенном приеме, не должны различаться более чем на 24 мм √S, где S ширина препятствия, км.

17.4 Нивелирование через препятствия шириной более 400 м по линиям III и IV классов выполняют в редких случаях, методами и приборами, предусмотренными для нивелирования II класса.

17.5 В исключительных случаях нивелирование III и IV классов через препятствия производят зимой по льду с соблюдением следующих условий:

нивелирование выполняют по наиболее короткому пути в возможно кратчайший срок;

на обоих берегах водоема заблаговременно закладывают по одному постоянному реперу;

перед началом нивелирования трассу очищают от снега; в местах для постановки реек пробивают во льду отверстия, в которые вмораживают деревянные колья длиной 20-30 см и диаметром 8-10 см с вбитыми в их торцы гвоздями со сферической шляпкой; в местах постановки нивелира для каждой ножки штатива вмораживают колья длиной 10-15 см и диаметром 8-10 см;

порядок наблюдений и допуски на станциях такие же, как и при обычном нивелировании.

17.6 Нивелирование по льду выполняют дважды как в прямом, так и в обратном направлениях. При наличии двух бригад нивелирование производят навстречу друг другу. Расхождение между средними значениями из двух прямых и двух обратных ходов допускают не более 10 мм √L при нивелировании III класса и 20 мм √L для IV класса.

17.7 Нивелирование по льду выполняют в периоды наименьших суточных колебаний льда. При выборе времени суток для производства работ руководствуются данными наблюдений за суточными колебаниями воды и льда, полученными на речных водомерных постах.

17.8 При нивелировании через водоемы, где наблюдаются резкие изменения уровня льда, через каждые 10 мин с одного берега нивелиром наблюдают за колебаниями поверхности льда. При наблюдениях используют рейку, прикрепленную к вмороженному в лед столбу, который отстоит от берега на расстоянии 50 м. По полученным данным вводят поправки в измеренное превышение.

17.9 Во время наблюдений не допускают скопления на льду людей и транспорта.

Нивелирование в одном направлении обязательно заканчивают в один день без перерывов в работе.

Работы осуществляют под руководством начальника партии.

17.10 Нивелирование IV класса через водные препятствия шириной 200-400 м производят в соответствии с методикой, изложенной в ГКИНП-11-239-92.

Допускается нивелирование выполнять по урезу воды. С этой целью на реке выбирают прямолинейный участок со спокойным течением. Вблизи уреза воды на обоих берегах выкапывают отводные канавы, в которых одновременно забивают по одному колу, так чтобы срезы кольев оказались на уровне воды. Работу выполняют в тихую погоду в периоды наименьших часовых колебаний уровня воды. Колья в канавах тотчас же связывают нивелированием по ходу с реперами на берегах. Превышения между реперами на берегах должны быть равны сумме превышений по ходу.

Нивелирование по урезу воды производят дважды. Расхождение между двумя значениями превышения допускают до 20 мм √L, где L - расстояние между реперами, км.

9. Прямая геодезическая задача Прямая геодезическая задача заключается в том, что по известным координатам одной точки (например точка А), вычисляют координаты другой точки (например точка В), для чего необходимо знать горизонтальное проложение (длину) линии между этими точками ( ) и дирекционный угол этой линии 

Решение прямой геодезической задачивыполняется по формулам:

где   называются приращениями координат и определяются из решения прямоугольного треугольника  :

Знаки приращений координат ( ) зависят от четверти, в которой находится заданное направление и определяются по формулам 2, с помощью рисунка приведенного выше, или с помощью таблицы

Пример решения прямой геодезической задачи

10.обратная геодезическая задача Обратная геодезическая задача заключается в том, что по известным координатам двух точек (например точек А и В) вычисляют горизонтальное проложение (длину) линии между этими точками ( ) и дирекционный угол этой линии  .

Решение обратной геодезической задачивыполняется в следующем порядке:

1) вычисляют приращения координат

2) из решения прямоугольного треугольника  определяют румб линии  :

откуда

3) по знакам приращений координат ( ) с помощью таблицы определяют в какой четверти находится заданное направление и по известномурумбу линии ( ) определяют дирекционный угол линии 

4) определяют горизонтальное проложение (длину линии)

Горизонтальное проложение линии может быть вычислено трижды, что является хорошим контролем вычислений.

Пример решения о братной геодезической задачи

11. Производство теодолитных ходов

Если теодолитный ход (полигон) опирается на один исходный пункт, он считается замкнутым; на два – разомкнутым.Разомкнутые теодолитные ходы используют в основном при строительстве сооружений линейного типа (ж/д., автодорог, трубопроводов, ЛЭП и т.д.). Замкнутые – при строительстве гражданских, общественных и производственных зданий.

Замкнутые теодолитные ходы создаются в виде многоугольников, в которых измеряются все внутренние углы и расстояния между точками (рис. 50). Разомкнутые теодолитные ходы создаются в виде ломаных линий (вдоль сооружений линейного типа), где измеряются правые или левые по ходу углы и расстояния между точками (рис. 49).

 

 

 

 

Рис. 49 Разомкнутый теодолитный ход

 

I; II; Х; ХI – пункты государственной геодезической сети (твёрдые пункты);

1; 2; 3, n – точки теодолитного хода;

β₁, β'₁, β_n+1 – примычные углы;

β₂ – β_n – измеренные углы (правые);

 

 

 

Рис. 50 Замкнутый теодолитный ход

 

 

II, III – пункты государственной геодезической сети (твёрдые пункты);

1,2,3,4, 5,6 – точки теодолитного хода;

Q_n, Q₁ – примычные углы;

β₁; β₂; β₃; β₄; β₅; β₆ – внутренние измеренные углы (правые по ходу лежащие).

Для получения координат точек теодолитных ходов в общегосударственной системе координат и для осуществления контроля измерений, теодолитные ходы необходимо привязывать к пунктам государственной геодезической сети или сети местного значения.

При строительстве зданий чаще используются замкнутые теодолитные ходы, поэтому будем рассматривать измерения и вычисления в этих ходах.

В замкнутых теодолитных ходах дирекционные углы сторон полигона вычисляются по формуле:

а) при внутренних измеренных углах вправо по ходу лежащих

 

α = α_n-1 + 180º - β_исп.

Дирекционный угол последующей стороны равен дирекционному углу предыдущей стороны плюс 180º и минус, исправленный горизонтальный угол вправо по ходу лежащий.

б) при внутренних измеренных углах влево по ходу лежащих

α = α_n-1 + β_исп. - 180º

Дирекционный угол последующей стороны равен дирекционному углу предыдущей стороны плюс, исправленный горизонтальный угол влево по ходу лежащий и минус 180º .

Если при вычислении уменьшаемый угол окажется меньше вычитаемого, то к уменьшаемому прибавляется 360º. Если вычисленный дирекционный угол окажется больше 360º, то из него вычитают полный круг (360º).

В задачу теодолитной съёмки входит съёмка предметов местности (зданий, сооружений, отдельно стоящих деревьев и т.д.); контуров сельскохозяйственных и лесных угодий; путей сообщения; гидрографии (рек, озёр, болот).

 

13. прямая и обратная засечки

Способ угловой засечки применяют для разбивки недоступных точек, находящихся на значительном расстоянии от исходных пунктов.

Различают прямую и обратную угловые засечки.

В способе прямой угловой засечки положение на местности проектной точки С (рис. 16.1) находят отложением на исходных пунктах Аи В проектных углов β₁ и β₂. Базисом засечки служит или специально измеренная сторона, или сторона разбивочной сети. Проектные углы β₁ и β₂ вычисляют как разность дирекционных углов сторон. Дирекционные углы находят из решения обратной геодезической задачи по проектным координатам определяемой точки и известным координатам исходных пунктов.

На точность разбивки способом прямой угловой засечки оказывают влияние ошибки собственно прямой засечки, исходных данных, центрирования теодолита и визирных целей, фиксации разбивочной точки, т. е.

m²_С = m²_с.з + m²_исх + m²_ц + m²_ф.(16.5)

Средняя квадратическая ошибка собственно засечки равна

m_с.з = 

mβb

ρsin2γ

  √sin²β₁ + sin²β₂(16.6)

или

m_с.з = 

mβ

ρsinγ

  √S₁² + S₂²,(16.7)

где m_β - средняя квадратическая ошибка отложения углов β₁ и β₂.

Иногда возникает необходимость определить ошибку положения точки по осям координат. В этом случае ошибку засечки вычисляют по формулам

m_x² = 

m2β

ρ2sinγ

  (S₁²cos²α₂ + S₂²cos²α₁);(16.8) 

  Рис. 16.1. Схема разбивки способами прямой угловой и линейной засечек

205

m_y² = 

m2β

ρ2sin2γ

  (S₁²sin²α₂ + S₂²cos²α₁).(16.9)

Для приближенных расчетов принимают S₁ = S₂ = S. Тогда формула (16.7) будет иметь вид

m_с.з = 

mβ√2

ρsinγ

  S.(16.10)

При заданной ошибке т_β величина ошибки засечки будет зависеть от угла γ и расстояния S до определяемой точки. С учетом влияния угла γ и расстояния S ошибка засечки будет минимальной при γ = 109°28’.

Ошибка исходных данных является следствием ошибок в положении пунктов А и В. Если принять, что т_А = т_B = т_АВ, то

m²_исх = m²_AB

sin2β1 + sin2β2

  .(16.11)

Для приближенных расчетов, приняв S₁ = S₂ = S и γ = 90°, можно записать

m_исх = 

mAB√2

b

  S.(16.12)

По аналогии с формулами (16.11) и (16.12) совместное влияние ошибок центрирования теодолита и визирной цели выразится формулами

m_ц² = e² 

sin2β + sin2β2

sin2γ

  = e² 

S12 + S22

b2

  ;(16.13)  m_ц = 

e√2

b

  S,(16.14)

где l - величина линейного элемента центрирования.

При разбивочных работах центрирование теодолита и визирных целей с помощью оптических отвесов, фиксация выносимой точки могут быть выполнены сравнительно точно. Поэтому основными ошибками, определяющими точность способа прямой угловой засечки, являются ошибки собственно засечки и исходных данных. Суммарная величина этих ошибок составит

m²_C = (

m2βb2

ρsin2γ

  + m²_AB) 

sin2β1 + sin2β2

sin2γ

 (16.15)

206

или

m²_C = (

m2β

ρ2sin2γ

  + 

m2AB

b2

  )(S₁² + S₂²).(16.16)

При S₁ = S₂ = S, γ = 90° ошибка в положении выносимой в натуру точки выразится приближенной формулой

т_C = √(

mβ

ρ

  )²b² + m²_AB.(16.17)

Часто при проектировании разбивочных работ решают вопрос о необходимой точности отложения разбивочных элементов, если задана точность определения проектного положения выносимой в натуру точки. Для прямой угловой засечки определяют ошибку отложения проектных углов.

Так, например, для b = 500 м, m_C = 20 мм, т_АВ = 8 мм, используя формулу (55), будем иметь

Отложить с такой точностью угол довольно сложно. Требуемая точность разбивки в этом случае может быть достигнута следующим образом. Отложив с возможной точностью углы β₁ и β₂, определяют в натуре положение точки С. Затем на опорных пунктах соответствующим числом приемов измеряют точное значение отложенных углов. Для приведенного примера при использовании теодолита 2Т2 надо выполнить не менее четырех приемов. Измеряют также угол γ на точке С. Распределив невязку в треугольнике поровну на все три угла, определяют координаты точки С. Сравнивая их с проектными значениями, находят поправки (редукции), по которым в натуре смещают (редуцируют) приближенно вынесенную точку С. Такой способ называют способом замкнутого треугольника.

На принципе редуцирования основано и применение для разбивки способа обратной угловой засечки. На местности находят приближенно положение О’ разбиваемой проектной точки О (рис. 16.2). В этой точке устанавливают теодолит и с требуемой точностью измеряют углы не менее чем на три исходных пункта с известными координатами. По формулам обратной засечки вычисляют координаты приближенно определенной точки и сравнивают их с проектными значениями. По разности координат вычисляют величины редукции (угловой и линейный элементы) и смещают точку в проектное положение. Для контроля на этой точке измеряют углы,

207

вновь вычисляют ее координаты и сравнивают их с проектными. В случае недопустимых расхождений все действия повторяют.

Для вычисления координат точки О’ можно использовать формулы Деламбера и Гаусса. Применительно к (рис. 16.2), они будут иметь вид:

tgα_AJ’ = 

(YC - YA)ctgβ1 + (YB - YA)ctgβ2 - (XB - XC)

(XC - XA)ctgβ1 + (XB - XA)ctgβ2 - (YB - YC)

  ;(16.18) 

X_o’ = 

XBtgαBO’ - XAtgαAO’ + (YA - YB)

tgαBO’ - tgαAO’

 

Y = Y_B + (X_o’ - X_B)tgα_BO’; Y = Y_C + (X_o’ - X_C)tgα_CO’; α_BO’ = α_O’A + β₂ ± 180°; α_CO’ = α_O’A - β₁ ± 180°.(16.19)

На точность разбивки способом обратной угловой засечки оказывают влияние ошибки собственно засечки, исходных данных, центрирования теодолита и визирных целей, фиксации разбивочной точки и редуцирования. Очевидно, что при сравнительно больших расстояниях от определяемого до опорных пунктов влияние первых двух источников будет наиболее существенным; остальными ошибками можно пренебречь.

Ошибка собственно обратной засечки может быть подсчитана по приближенной формуле

(16.20)

где S - расстояние от определяемого до соответствующих опорных пунктов; b - расстояние между соответствующими опорными пунктами; ω_ВАС - угол между исходными сторонами.

Если для приближенных расчетов принять S_A = S_B = S_C = S_cp;b_AB = b_AC = b_ср, то формула (16.10) примет вид

(16.21)

Ошибки исходных данных учитывают по формуле

  Рис. 16.2. Схема способа обратной угловой засечки№

208

(16.22)

где т_А = т_B = т_с = т_АВс - ошибка в положении исходного пункта; τ = β₁ + β₂ + ω_ABC - 180°

Для приближенных расчетов

(16.23)

В качестве примера соответственно по формулам (16.21) и (16.23) рассчитаем точность определения положения точки О’ при S_ср ≈ 1350 м, b_ср ≈ 2200 м, ω_BAC ≈ 80°, mβ = 2’’, т_ABC = 5 мм.

Получим m_с.з. = 11,5 мм, m_и = 6,2 мм, а общая ошибка

m_O' = √m_с.з.² + m_и² = 13,1 мм(16.23) 14.определение неприступного расстояния Определение неприступного расстояния

 

Неприступное расстояние – это расстояние до объекта, находящегося в поле зрения наблюдателя, которое не может быть измерено непосредственно. Это чаще всего связано с наличием на местности каких-то препятствий (забор, водоем и т.п.). В таком случае прибегают к косвенному способу измерений, когда измеряются какие-то дополнительные величины (линейные или угловые), а искомое расстояние вычисляется с их помощью.

Неприступное расстояние определяют, как правило, из системы двух треугольников, построенных на основе измеренных базисов. Базисы разбивают на слабопересеченной местности, длина их должна быть не менее половины измеряемого расстояния. Базисные расстояния измеряют лентой или рулеткой с точностью 1/2000–1/3000, углы – теодолитом полным приемом. Схема определения неприступного расстояния показана на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Схема определения неприступного расстояния и высоты сооружения

 

Из решения треугольников ABC и ADC определяют неприступное расстояние по формулам:

 ; (1.1)

 . (1.2)

Относительная погрешность двух вычисленных значений неприступного расстояния не должна превышать 1/1000. При этом условии неприступное расстояние принимается равным среднему арифметическому двух вычисленных.

Например,   м,   м,   ,   ,   ,   . Вычисляем неприступное расстояние   м;   м. Среднее значение неприступного расстояния   м.

16. Топографическая съемка Топографи́ческая съёмка — комплекс работ, выполняемых с целью получения съёмочного оригинала топографических карт или планов местности, а также получение топографической информации в другой форме (ГОСТ 22268-76).

Выполняется посредством измерений расстояний, высот, углов и т. п. с помощью различных инструментов (наземная съёмка), а также получение изображений земной поверхности с летательных аппаратов (аэрофотосъёмка, космическая съёмка).

Женщины-геодезистки осуществляют топографическую съемку в Айдахо в 1918 г.

Наземные съёмки бывают плановые, высотные и комбинированные. Задача плановой, или горизонтальной заключается в определении на уровенной поверхности Земли взаимного расположения (координат) точек, являющихся горизонтальными проекциями точек местности. Цель вертикальной съёмки (нивелирования) заключается в определении высот точек.

В зависимости от типа применяемого оборудования (технологического процесса) топографическая съёмка подразделяется на:

• стереотопографическая съёмка — технологический процесс фототопографической съёмки, в котором первичную метрическую информацию о местности получают по стереопарам;

• мензульная съёмка — технологический процесс наземной топографической съёмки, в котором первичную метрическую информацию о местности получают при помощи мензулы и кипрегеля;

• тахеометрическая съёмка — технологический процесс наземной топографической съёмки, в котором первичную метрическую информацию о местности получают при помощи тахеометра;

• теодолитная съёмка — технологический процесс наземной топографической съёмки, в котором первичную метрическую информацию о местности получают при помощи теодолита и мер длины или дальномеров;

• буссольная съёмка — технологический процесс наземной топографической съёмки, в котором первичную метрическую информацию о местности получают при помощи буссоли и мер длины или дальномеров^[1];

• гидролокационная съёмка — технологический процесс съёмки дна шельфа и водоёмов, в котором первичную информацию о донной поверхности получают при помощи гидролокатора, установленного на плавающем средстве;

• аэрофотосъёмка — технологический процесс аэротопографической съёмки, содержание которого заключается в получении фотографического изображения местности с летательного аппарата;

• цифровая съёмка — технологический процесс фототопографической съёмки, в котором оптическое изображение преобразуется в цифровую форму и регистрируется на машинном носителе.

Теодолитная и мензульная съёмки в настоящее время практически не применяются.

Топографическая съёмка крупных масштабов является наиболее востребованным видом геодезических работ. Потребности в ней могут возникнуть при изысканиях, обновлении топокарт, составлении генпланов, составления рабочих чертежей, для решения вертикальной планировки и при проектировании ландшафтного дизайна. На основе топографической съёмки возможно построить цифровую модель местности.

Топографические работы сильно облегчились после появления специальных геодезических GPS- и ГЛОНАСС-приёмников, совмещённых с компьютером и синхронизированных между собой по радиоканалу (RTK). 17. Горизонтальная съемка Горизонтальная съемка – это вид топографической съемки, позволяющий создавать в результате контурный план местности  (при этом высотная характеристика рельефа в результате этой съемки не определяется). Горизонтальная съемка в основном проводится в застроенных территориях с большим количеством контуров. Также эта съемка используется в населенных пунктах, равнинной местности, на железнодорожных узлах и т.д. 

Горизонтальная съемка включает в себя несколько этапов. Первый этап – подготовительные работы, на котором производится рекогносцировка земельного участка, обозначаются и закрепляются вершины теодолитного хода. За этим этапом следуют линейные и угловые измерения в теодолитном ходе, после чего осуществляется съемка подробностей.

В простейшем варианте для горизонтальной съемки используются теодолит и рулетка. Обычно съемочное основание создается за счет проложенных теодолитных ходов. В случае вытянутый формы участка съемки теодолитный ход прокладывается по его оси. Причем отдельные пункты съемочного обоснования могут быть определены из геодезических засечек. В случае овальной формы участка по его границе прокладывается замкнутый ход. Внутри участка могут быть проложены диагональные ходы.

Положение отдельных точек при горизонтальной съемке определяется относительно пунктов съёмочного обоснования и соединяющих их линий. При этом применяются следующие способы горизонтальной съемки:

• способ засечек (линейных, угловых, комбинированных )

• способ перпендикуляров

• полярный способ

• способ створов

Кроме этого, широкое применение находит способ отмеров зданий, сооружений, а также расстояний между ними с использованием рулетки.

Для выполнения горизонтальной съемки требуются следующие документы.

• Заявка заказчика на выполнение горизонтальной съемки

• Карточка кадастрового объекта

• Пояснительная записка

• Техзадание

• Постановление

• Свидетельство

• Ситуационный план участка

• План границ земельного участка

• Акт согласования границ землепользования

• Данные о посторонних землепользователях в границах

• Каталог координат

За помощью в подготовке этих документов вы можете обратиться в нашу компанию. 19. Тахеометрическая съемка Тахеометрическая съемка – топографическая съемка, выполняемая с помощью теодолита или тахеометра и дальномерной рейки (вехи с призмой), в результате которой получают план местности с изображением ситуации и рельефа.

Тахеометрическая съемка выполняется самостоятельно для создания планов или цифровых моделей небольших участков местности в крупных масштабах (1: 500 – 1: 5000) либо в сочетании с другими видами работ, когда выполнение стереотопографической или мензульной съемокэкономически нецелесообразно или технически затруднительно. Ее результаты используют при ведении земельного или городского кадастра, для планировки населенных пунктов, проектирования отводов земель, мелиоративных мероприятий и т.д. Особенно выгодно ее применение для съемки узких полос местности при изысканиях трасс каналов, железных и автомобильных дорог, линий электропередач, трубопроводов и других протяженных линейных объектов.

Слово «тахеометрия» в переводе с греческого означает «быстрое измерение». Быстрота измерений при тахеометрической съемке достигается тем, что положение снимаемой точки местности в плане и по высоте определяется одним наведением трубы прибора на рейку, установленную в этой точке. Тахеометрическая съемка выполняется обычно с помощью технических теодолитов или тахеометров.

При использовании технических теодолитов сущность тахеометрической съемки сводится к определению пространственных полярных координат точек местности и последующему нанесению этих точек на план. При этом горизонтальный угол B между начальным направлением и направлением на снимаемую точку измеряется с помощью горизонтального круга, вертикальный угол v – вертикального круга теодолита, а расстояние до точки D – дальномером. Таким образом, плановое положение снимаемых точек определяется полярным способом (координатами в,d), а превышения точек – методом тригонометрического нивелирования.

Преимущества тахеометрической съемки по сравнению с другими видами топографических съемок заключаются в том, что она может выполняться при неблагоприятных погодных условиях, а камеральные работы могут выполняться другим исполнителем вслед за производством полевых измерений, что позволяет сократить сроки составления плана снимаемой местности. Кроме того, сам процесс съемки может быть автоматизирован путем использования электронных тахеометров, а составление плана или ЦММ – производить на базе ЭВМ и графопостроителей. Основным недостатком тахеометрической съемки является то, что составление плана местности выполняется в камеральных условиях на основании только результатов полевых измерений и зарисовок. При этом нельзя своевременно выявить допущенные промахи путем сличения плана с местностью.

20.полевые работы при тахеометрической съемке Тахеометрическая съемка  – наземная топографическая съемка, выполняемая при помощи тахеометра (теодолита с вертикальным угломерным кругом), при этом плановые координаты точек    местности определяются относительно пунктов съемочного обоснования полярным способом, а отметки – тригонометрическим нивелированием.

1. Устанавливают теодолит на станции, приводят его в рабочее положение и измеряют рекой или рулеткой его высоту i c точностью до 0,01 метра. Результаты записывают в журнал тахеометрической съемки

2. Определяют место нуля вертикального круга теодолита, записывают его в журнал. Устанавливают рабочее положение теодолита при круге лево.

3. Ориентируют лимб горизонтального круга  при КЛ по какому-либо направлению. Для этого устанавливают отсчет по горизонтальному кругу     равным  , закрепляют винт алидады, открепляют лимб и наводят зрительную трубу на какую либо точку съемочного обоснования и закрепляют винт лимба. Далее работают только винтами алидады. В этом случае полярный угол β будет равен отсчету по горизонтальному кругу при визировании на реечную точку (пикет).

4. Наблюдатель-записатор и реечники производят рекогносцировку  (осмотр) участка съемки и намечает реечные точки, т.е. точки, где будет устанавливаться рейка

5. Записывающий в процессе съемки составляет абрис (кроки). Абрис представляет собой схематический чертеж, составленный от руки в произвольном масштабе.

6. Поочередно рейку устанавливают на всех выбранных точках. При визировании наводят вертикальную нить сетки на ось рейки, а среднюю горизонтальную нить совмещают с полосой отмечающей   высоту инструмента i. Если из-за местных условий видимости эта полоса не видна, то наводят среднюю нить на отсчет V и записывают его в графу 2 журнала (Таблица 13.1). Далее отсчеты берут в следующей последовательности:

а) по дальномеру с точностью до 0,1м, при этом удобно нижнюю дальномерную нить микрометренным винтом трубы наводить на ближайший отсчет целого дециметра, тогда дальномерное расстояние  легко вычисляется из разности отсчетов по верхней и нижней дальномерной нити. Результаты записывают в графу 3;

б)  по горизонтальному кругу с точностью до  и записывают в графу 4;

в) по вертикальному кругу  с точностью до  и записывают в графу 5;

г) наносят на абрис номер реечной точки и глазомерно сравнивают  его расположение на местности относительно станции.

7. По окончании съемки на станции выполняется наведение зрительной трубы на точку съемочного обоснования, по которой был ориентирован лимб. Расхождение между полученным отсчетом по горизонтальному кругу   и начальным его значением 0º00' не должно быть более ±0º05'

21. камеральные работы при тахеометрической съемке Обработку результатов полевых измерений при тахеометрической съемке начинают с проверки правильности всех записей и вычислений, сделанных в журнале. Дальнейшая обработка измерений складывается из следующих действий.

1. Вычисление координат и высот точек ходов планово-высотного обоснования.

2. Вычисление высот пикетов на каждой съемочной станции.

3. Построение плана участка тахеометрической съемки.

Для теодолитно-тахеометрического хода допустимая линейная — по формуле

 

 ;

 ,

 

где f_d — невязка в периметре;

Sd— длина хода в метрах;

n— число линий в ходе.

Допустимая невязка в сумме превышений хода выражается формулой

 ,

а невязку в превышениях хода определяют по формуле

 .

В замкнутом ходе Sh_т= 0; в разомкнутом, опирающемся на два репера, Sh_т = H_к—H_н, т. е. равна разности отметок конечного и начального реперов

Невязка в превышениях ходов распределяется на превышения с обратным знаком пропорционально длинам сторон. При этом среднему арифметическому из абсолютных значений прямых и обратных превышений одной и той же линии хода придают знак прямого.

Отметки вершин хода последовательно вычисляют по формуле

Приращения координат, координаты и высоты точек тахеометрического хода вычисляются с точностью до 0,01 м.

Отметки H_рт реечных точек (пикетов) вычисляют по формуле

где H_ст — отметка станции; h_p.т — превышение соответствующей реечной точки над станцией.

Отметки реечных точек округляют до 0,1 м.

Построение плана тахеометрической съемки выполняется в такой последовательности:

· построение координатной сетки;

· накладка опорных пунктов и точек съемочного обоснования по их координатам;

· нанесение на план реечных точек, около которых выписывают их номера и отметки;

· по данным абриса наносится на план ситуация, после чего делается построение горизонталей.

Полученный в карандаше план тахеометрической съемки сверяют с местностью в поле, для чего проводят контрольные измерения расстояний и определяют отметки точек.

После проверки и необходимых исправлений план вычерчивают тушью, руководствуясь установленными условными знаками.