книги из ГПНТБ / Голиков Е.Д. Инженерная геодезия учебное пособие
.pdf6 1
крепленной алидадой, визируют на переднюю точку. Закрепляют
лимб и |
записывают |
начальный отсчет а о |
(табл.2 .3 ). |
3. |
Открепив зажимной винт алидады, |
наводят трубу на заднюю |
|
точку |
и записывают |
контрольный отсчет а; , равный приближенно |
|
измеряемому углу. |
|
|
|
4. |
Оставляя закрепленной алидаду, |
открепляют зажимной винт |
|
лимба и,поворачивая лимб вместе с алидадой, наводят трубу на переднюю точку.
5.Не производя отсчета по лимбу, закрепляют алидаду и на водят визирную ось трубы на заднюю точку.
Так повторяют измерения соответственно заданному числу прие мов и заканчивают наведение на задний предмет записью послед него отсчета.
6.Вычисляют измеренный угол, пользуясь формулой (2.30) или
(2 .3 1 ); в последнем случае вычисляют число полных окружностей
т по формуле (2 .3 2 ), считая т |
целым числом. |
7. При втором полуприеме, |
не смещая лимба, переводят трубу |
через зенит и визируют на заднюю точку, записывают отсчет (в
нижнюю графу), измерение |
угла ведут, вращая алидаду при каждом |
|
повторении против хода |
часовой стрелки. Заключительный отсчет |
|
производят при наведении на передний предмет. |
||
8. Вычисляют |
среднее |
значение угла из второго полуприема |
и окончательное |
значение |
из двух полуприемов. |
Точность измерения горизонтальных углов
Точность, измерения горизонтальных углов зависит от ошибок самого инструмента, точности установки теодолита над вершиной измеряемого угла, т .е . точности центрирования, от точности установки вех в створе и по отвесности, от точности визирова ния и точности отсчета по лимбу. Остановимся кратко на влиянии перечисленных ошибок.
1. |
Ошибки самого инструмента состоят из ошибок нанесения |
||
делений |
лимба, |
которые |
даже в теодолите ТБ- I могут достигать 3", |
и ошибки за |
неперпендикулярность вертикальной оси к плоскости |
||
лимба, составляющие лишь десятые доли секунды. |
|||
2. |
Ошибка за центрирование может быть весьма большой при |
||
коротких расстояниях; |
так, например, при ошибке центрирования |
||
2 см и удалении вех 20 |
м ошибка в измеренном угле может соста |
||
вить до |
+71. |
|
|
62
3.Уклонение вех от отвесной линии в результате неточной
установки также может дать ошибку в |
несколько |
минут. |
4. Ошибка собственно визирования |
сравнительно с другими |
|
источниками ошибок мала; так, например, при увеличении зрителе ной трубы 20х ошибка визирования составит — = 3м.
5? Ошибка отсчета по верньерным теодолитам существенна и составляет 0,6 точности верньера, т. е . 0,6 t g . В оптических теодолитах ошибка отсчета мала.
Из сказанного следует, что для повышения точности измере ния угла необходимо точно центрировать теодолит, устанавливать
вехи |
отвесно и в створе сторон угла. |
Эта задача |
наиболее |
успеш |
но решается при трехштативной системе |
измерения углов. |
|
||
|
В табл.3.4 приведены средние квадратические ошибки измере |
|||
ния |
горизонтальных углов одним полным приемом |
[19]. |
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
3. 4 |
|
Тип теодолита |
Измерение угла при |
визировании на вехи |
|
ТТ-5 |
25" |
ТТ-4 |
16 |
ТБ-1 |
12 |
Измерение при визирова нии на марку при трех штативной системе
20"
10
8
63
Г л а в а 3
МЕРНЫЕ ПРИБОРЫ И СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНИЙ
Метрические системы мер. Компарирование мерных приборов
Все линейные измерения в геодезии ведут в метрической си стеме мер, введенной в СССР с I января 1924 г . В,РСФСР эта система введена декретом Совета Народных Комиссаров от 14 сен тября 1918 г .
В1875 г . 17 государств подписали международное соглашение
овведении метрической системы мер, которое еще до настоящего времени в некоторых странах, в том числе США и АНГЛИИ, не реа лизовано. В соответствии с упомянутым соглашением в Париже бы ли изготовлены первичные эталоны метра из сплава платины и ири дия. Эталон №28, изготовленный в 1889 г . для России, храня щийся в Ленинграде (ВНИИМ им.Менделеева), используется для из готовления образцовых мер, с которыми сравниваются рабочие мер ные приборы,-используемые при геодезических измерениях. Образ цовые меры представляют жезлы, изготовленные из инвара или платинита Н-образного сечения длиной от I до 4 метров. Сравне ние длины мерных приборов с длиной образцовой меры называется компарированием. Оно производится на специальных установках, называемых компараторами. В СССР с 1968 г . в качестве эталона длины принята физическая константа. Длина эталона метра состав ляет I 650 763,73 длин волн оранжевой линии спектра газа крип тона 86.
Для измерения линий в геодезии используются мерные сталь
ные ленты, мерные проволоки, оптические дальномеры, свето- и радиодальномеры.
64
§ 3 .1 . ПОДГОТОВКА ЛИНИЙ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
Прежде чем приступить к измерению линии лентами или прово локами, производится подготовка линии к измерению, состоящая из провешивания и расчистки.
Начальная и конечная точки линии обозначаются и закрепля ются временными или постоянными знаками. В качестве временных
знаков используются деревянные колья и столбы, а в качестве по стоянных - трубы, рельсы, бетонные столбы. Центры начальных и конечных знаков фиксируются соответственно гвоздями, насечка ми, марками, трубками.
Для измерения линии по кратчайшему расстоянию между конеч
ными точками в |
створе линии, т .е . в вертикальной плоскости,про |
||||||
веденной |
через |
начальную и конечную точки, устанавливают с ин |
|||||
тервалом |
50 - |
100 м вехи, |
т .е . линию провешивают. |
|
|||
Для вешения |
обычно |
используют двух- |
трехметровые тонкие, |
||||
окрашенные вехи. В зависимости от точности выполняемых работ |
|||||||
вешение можно вести с |
помощью теодолита, |
бинокля и глазомерно |
|||||
(на гл аз). |
|
|
|
|
|
|
|
Различают два основных случая вешения линий: вешение между |
|||||||
двумя точками и вешение по заданному направлению. |
|
||||||
1-й случай. |
Необходимо провешить линию АВ; для |
этого уста |
|||||
навливают на |
одном конце |
линии, допустим в точке А, |
теодолит, |
||||
а в точке |
В, |
в |
створе |
за |
колышком, веху |
(рис.43), |
затем рабо |
чий с вехами двигается от точки В к |
точке А и устанавливает при |
|
мерно с заданным |
интервалом вехи. |
Сначала веха устанавливается |
приблизительно в |
створе, а затем по |
сигналам прораба, работаю |
щего с теодолитом, устанавливается |
так, чтобы вертикальная |
|
65
нить сетки нитей проектировалась на ось вехи, т .е . веха долж на стоять отвесно и строго в створе линии. При более точной вешении применяют иногда металлические шпильки. На рис.43 по казано расположение вех в плане и профиле и их нумерация в по рядке установки; для вешения между двумя точками необходимо 2 человека.
2-й случай. Вешение по заданному направлению, или, как говорят, "вешение на себя", производится в тех случаях, когда
Рис.44
имеется только одна, т .е . начальная, точка линии и заданное направление. В этом случае, после установки теодолита в точке А, направляют трубу по заданному направлению и устанавливают первую веху на расстоянии 100 - 150 м от точки А (рис.4 4 ).За тем устанавливают вместо теодолита веху. Последующие вехи уста навливаются так, чтобы они были в створе предыдущих. После за дания направления вешение может производить один человек.
§ 3 .2 . ИЗМЕРЕНИЕ ЛИНИЙ ШТРИХОВОЙ ЛЕНТОЙ
Штриховая мерная лента
Мерные стальные ленты имеют наибольшее применение в инженер но-геодезической практике. Они имеют обычно длину 20 м, ширину 10 - 15 мм и толщину 0,4 - 0,5 мм. Кроме того, для контрольных измерений применяются ленты длиной 24 м. Различают ленты штри ховые и шкаловые. Первые применяются при измерениях малой точ ности, например при инженерных съемках, а вторые - при высоко точных измерениях, например при создании рабочей основы сърмочных и разбивочных работ.
66
За длину штриховой ленты (рис.45) принимают расстояние между штрихами, нанесенными на концах ленты против прорези для
шпилек, |
фиксирующих положение ленты |
при измерении. Лента разме |
|
чена на метры, обозначенные марками |
с подписями от начала ленты |
||
и с |
обратной стороны марки от конца |
ленты. Полуметровые деле |
|
ния |
обозначены заклепками, а дециметры - сквозными отверстиями, |
||
десятые |
доли дециметров, т .е . сантиметры, оцениваются на глаз. |
||
Рис.45
Для хранения и транспортировки лента наматывается на коль цо.В комплект мерной ленты входят 6 или II шпилек для фикса ции концов ленты, причем диаметр шпилек должен точно соответ ствовать ширине прорези на конце ленты.
Перед выездом на полевые работы мерную ленту сравнивают с длиной нормальной ленты, проверенной на компараторе и имеющей паспорт. Сравнение (компарирование) производится на ровном участке местности. Совместив нулевые штрихи обеих лент и натя
нув |
динамометрами |
с силою 10 к г , |
измеряют миллиметровой линей |
кой |
разность длин |
между штрихами |
с подписью 20 м. Эту разность |
ссоответствующим знаком в дальнейшем учитывают как поправку
врезультат измерения каждой линии.
Измерение линии
Измерение линии штриховой лентой производится после подго товки линии к измерению, т .е . после провешивания и расчистки от кустарника и других препятствий.
Измерение линии ведут два мерщика. Передний мерщик разма
67
тывает ленту с кольца от начальной точки А по направлению ли нии (рис.43) и забирает вое шпильки, кроме одной, которую зад ний мерщик после выравнивания ленты по створу вставляет в про резь ленты, приложенной нулевым штрихом в точке А к центру зна ка. Передний мерщик вставляет в конечную прорезь шпильку и по дает сигнал к движению. Задний мерщик вынимает шпильку и осво бождает ленту, после чего передний снимает ленту со шпильки и продвигается далее по створу. Процесс измерения продолжается до тех пор, пока передний мерщик протянет ленту за конечную точку В измеряемой линии и установит шпильку.
Длина неполной ленты (остаток или домер) отсчитывается по ленте с точностью до 0,01 метра против конечной точки или сере
дины знака. |
Полная длина измеренной линии L |
подсчитывается по |
||
числу шпилек |
п в руках у мерщика |
(не считая |
шпильку, удержи |
|
вающую последнюю ленту) и домеру |
г |
: |
|
|
|
L = 2 0 п |
+ |
п . |
(3.1) |
Если измеряемая линия длинная и комплекта шпилек недостаточно, то задний мерщик передает весь комплект шпилек (10 шт.),кроме одной (одиннадцатой) удерживающей ленту, переднему мерщику.
Тогда, с учетом числа передач р длина измеренной линии будет равна
L - 2 0 0 р+-20Л4-Г . |
(3 .2) |
Как правило, линии измеряют дважды, в прямом и обратном на правлениях, и за окончательный результат принимают среднее зна чение. Во избежание повторения грубых просчетов повторное из мерение целесообразно вести 24-метровой лентой. Так как 24-мев- ровая лента разделена тоже на 20 частей, то результат измере ния надо умножать на коэффициент 1 ,2 .
Определение горизонтального проложения линии
Для составления планов необходимо вычислять горизонтальное проложение каждой линии, поэтому в процессе измерения лидий на местности измеряют углы наклона между смежными точками излома линии, на рис.43 отрезки А-4, 4-3, 3-2 и 2-В. Измерение верти кальных углов ведут с помощью эклиметра или уклономера, а при отсутствии таковых - теодолитом. По измеренному наклонному расстоянию L и углу наклона (рис.46) можно легко вычислить
|
|
68 |
|
из треугольника ЯВВ |
горизонтальное проложение И |
: |
|
|
D |
- L c o s d . |
(3.3) |
Пример: L = 125,45 м; |
о/ |
= 4°30' . |
|
D = /25,45 м - COS 4°30' = /25,05 . |
|
||
Вместо вычисления горизонтального проложения по формуле (3 .3 ) удобнее вводить в измеренное значение поправку A L , вычисляемую по заранее составленным таблицам:
L L = L ~ д ; |
(3.4) |
подставляя значение D из формулы (3 .3 )t получим
й Ь = L - L cosol = L ( / - cosol) = 2 L sin 2 -у- , |
(3.5) |
так как горизонтальное проложение всегда короче наклонной ли нии, то поправка за наклон линий к горизонту всегда вводится
со знаком минус,т.е.
h i = - Z LSin |
2 О/ |
(3.6) |
|
1 |
|
При небольших углах можно измерять непосред ственно горизонтальное проложение. Для этого мерщик приподнимает ниж ний конец ленты до гори зонтального положения
и проектирует его с помощью шпильки или вехи. При коротких крутых скатах можно измерить горизонтальное проложение не посредственно с помощью ватерпаса и рейки, укладываемой по створу линии уступами, и суммируя полученные отрезки. Такой метод измерения называется ватерпаоовкой.
Точность измерения линий штриховой лентой
Точнооть измерения линий двадцатиметровой штриховой лен
той зависит, главным образом, от неровностей местности, наличия растительности и рыхлости иля влажности грунтов.
6 9
Соответственно характеру поверхности местность делят на 3 категории: первая, когда условия измерения линий хорошие, г .е . когда местность ровная и грунт плотный; вторая, когда
условия средние и третья, когда плохие условия, например когда
измерение |
ведут в лесистой |
местности с |
кочками |
и пнями или |
по болоту |
с рыхлым грунтом. |
Измерение |
линий на |
местности I ка |
тегории характеризуется средней относительной ошибкой 1/3000,
П категории |
1/2000 |
и на |
местности |
I категории |
1/1000. |
|
Следует |
инеть в |
виду, |
что |
при измерении линии лента не |
||
должна отклоняться |
от створа |
более |
дециметра, |
а шпильки долж |
||
ны ставиться вертикально и на такую глубину, чтобы при натя жении ленты шпилька не сдвигалась.
|
|
|
|
|
Дорожный уклономер |
||
|
|
Измерение вертикальных углов наклона местности при линей |
|||||
ных измерениях может производиться |
теодолитом, эклиметром и |
||||||
уклономерами. Простейшим прибором |
является дорожный уклоно |
||||||
мер |
(рис.47). |
|
|
||||
|
|
Если стать с уклономером в начальной точке А (рис.46) и |
|||||
провизировать на веху, равную росту |
прораба до глаз (на высо |
||||||
ту инструмента), то отсчет по |
шкале |
|
|||||
даст |
величину угла наклона о( |
линии |
|
||||
АВ к горизонту. Отсчет производится |
|
||||||
по шкале в поле зрения уклономера с |
|
||||||
точностью до |
1/4 градуса. |
|
|
||||
|
|
Поправки за наклон следует вво |
|
||||
дить в зависимости от точности из |
|
||||||
мерения длины линий и величины угла |
|
||||||
наклона местности: так как |
D = |
|
|||||
= L cosol |
, a |
COS 1° = 0,99985,cos2°= |
|
||||
= 0,99939, cos 3°= 0,99863, то |
отно |
|
|||||
сительная ошибка при неучете накло |
|
||||||
на в |
1° |
составит: |
|
|
|||
c o s |
0 |
° - c o |
s / |
° = |
1-0,99965= 0,00015*1WOO-, |
|
|
c o s |
0°- c o s 2 |
° = |
/ - 0,99939 = 0,0061*1-1600; |
|
|||
c o s |
0 |
° - c.os3°=1 -0,99863= 0,0137*1-800, |
|
||||
т .е . при наклонах 1° поправки за
70
наклон линий при измерении можно не вводить, при наклоне 2° поправки вводятся при измерении линий на местности I и П кате гории, а при наклоне 3° и более поправка вводится во всех слу чаях измерений штриховой лентой.
§3 .3 . ИЗМЕРЕНИЕ ЛИНИЙ ЖАЛОБОЙ ЛЕНТОЙ. ПОЛИГОНОМЕТРИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКТ ПК-4
Шкаловая лента применяется в тех случаях, когда необходимо измерить длину линии с более высокой точностью, чем это может быть достигнуто при измерении штриховой лентой.
Шкаловая лента, помимо нулевых штрихов, имеет дополнительно нанесенные в начале и в конце ленты миллиметровые шкалы длиною 100 - 150 мм. Точное значение длины ленты между нулевыми штри хами шкал при данной температуре и натяжении силою 10 кг опре деляется путем компарирования, заносится в паспорт ленты и при нимается за длину шкаловой ленты. Наиболее широкое применение шкаловая лента получила при прокладке полигонометрических хо дов.
Измерение линии
Так же, как при измерении штриховой лентой, измеряемая ли ния провешивается и расчищается. Затем, пользуясь штриховой лентой или рулеткой, разбивают линию на участки, равные длине
шкаловой ленты, закрепляя разбивку кольями или выставляя шта тивы в количестве от 3 до 12 шт. Затем колья или головки шта тивов нивелируют, пользуясь техническим нивелиром и определяют
