9192
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Е.К. Никольский
ТЕОДОЛИТНАЯ СЪЁМКА
Учебно-методическое пособие
по подготовке к выполнению расчетно-графической работы по дисциплине «Геодезия» для обучающихся по направлению подготовки
21.03.02 Землеустройство и кадастры профиль Кадастр недвижимости
Нижний Новгород ННГАСУ
2022
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Е.К. Никольский
ТЕОДОЛИТНАЯ СЪЁМКА
Учебно-методическое пособие
по подготовке к выполнению расчетно-графической работы по дисциплине «Геодезия» для обучающихся по направлению подготовки
21.03.02 Землеустройство и кадастры профиль Кадастр недвижимости
Нижний Новгород ННГАСУ
2022
2
УДК 528
Никольский, Е.К. Теодолитная съёмка : учебно-методическое пособие / Е. К. Никольский; Нижегородский государственный архитектурно–строительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2022. – 21 с. ил. – Текст : электронный.
Приведены рекомендации по выполнению расчетно-графической работы по дисциплине «Геодезия». Ключевые слова: ТЕОДОЛИТНЫЙ ХОД, ДИРЕКЦИОННЫЙ УГОЛ, ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ ПРОЛОЖЕНИЯ, КООРДИНАТЫ, АБРИС, СИТУАЦИЯ, ПЛАН, ПЛОЩАДЬ. Рассмотрены содержание и последовательность выполнения работы, даны рекомендации по выполнению и обработке результатов теодолитной съемки местности, раскрыт весь процесс камеральной обработки материалов съёмки для получения контурного плана местности.
Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Геодезия» для выполнения расчетно-графической работы по направлению подготовки 21.03.02 Землеустройство и кадастры, направленность (профиль) Кадастр недвижимости.
© Е.К. Никольский, 2022 © ННГАСУ, 2022.
3
ВВЕДЕНИЕ
Одной из задач геодезии является составление планов местности для различных целей, в том числе для обеспечения землеустроительных и кадастровых работ. На таких планах часто не требуется изображение рельефа, поэтому их получают по методу теодолитной
(горизонтальной) съёмки, а сами планы называются контурными или ситуационными. Итак,
теодолитной съёмкой называется комплекс геодезических работ, направленный на получение контурного плана с использованием в качестве основного прибора - теодолита. Получению студентами знаний и умений по камеральной обработке материалов полевых работ при теодолитной съёмке служит эта расчетно-графическая работа (РГР). Итогом выполненной работы является план местности, составляемый в масштабе 1:5000.
Каждый студент выполняет индивидуальный вариант РГР, номер которого складывается из блока (буквы) и двух цифр, например, Б-05 или Г-23. Эти варианты используются для выбора из таблицы 1 исходных данных – координат пунктов Арья и Волга
опорной геодезической сети. На место точек в координатах подставляются две цифры варианта, закрепленного за студентом, например, для варианта Б-05 координаты (из таблицы
1) будут следующими: ХА = 1058,20; ХВ = 352,16; YА = 1005,42; YВ = 1703, 05. Также номер варианта необходимо учесть при нанесении ситуации по линии 1-2 – в значении промера границ редкого и рубленого леса (например, значение промера равно 101,0 для 01 варианта, а
для варианта 25 – 125,0).
Таблица 1 – Исходные данные
Блоки |
Название пунктов опорной |
|||
вариантов |
геодезической сети |
|||
|
|
Арья |
Волга |
|
А |
X |
541,13 |
1..5,81 |
|
Y |
10..,53 |
1403,.. |
||
|
||||
Б |
X |
1..8,20 |
352,16 |
|
Y |
10..,42 |
1703,.. |
||
|
||||
В |
X |
1141,60 |
4..,03 |
|
Y |
12..,41 |
591,.. |
||
|
||||
Г |
X |
562,01 |
1..8,33 |
|
Y |
11..,15 |
414,.. |
||
|
Перед выполнением работы студентам рекомендуется изучить раздел «Теодолитная съёмка» следующих учебников:
4
1. Геодезия: учеб. для вузов. Рекомендовано УМО в качестве учебника для студентов вуза, обучающихся по направлению 120700 «Землеустройство и кадастры» / А.Г.
Юнусов, А.Б. Беликов, В.Н. Баранов, Ю.Ю. Кширкин. - М.: Академический Проект;
Гаудеамус, 2011. – 409 с.
2.Геодезия: учеб. для студентов вузов по спец. 120301 «Землеустройство», 120302
«Зем. кадастр», 120303 «Город. кадастр» / А.В. Маслов, А.В. Гордеев, Ю.Г. Батраков |
6-ое |
изд., перераб. и доп. – М.: КолосС, 2006. – 599 с.: ил.
3.Практикум по геодезии: учебное пособие для вузов / под редакцией Г.Г.
Поклада - М.: Академический Проект. 2011. -470 с.
Оформление плана теодолитной съёмки необходимо производить в соответствии со стандартом «Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000,
1:500», Сов. Мин. СССР, Гл. упр. геодезии и картографии. - М.: Недра, 1989. – 286 с. ил.
5
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ
Исходными материалами для задания послужили результаты полевых работ по теодолитной съёмке землепользования фермерского хозяйства «Искра». Целью выполнения работ является составление плана горизонтальной (теодолитной) съёмки и определение площадей землепользований (схематический пример плана представлен на рисунке 1).
Рисунок 1 – Схематический пример плана теодолитной съемки
Угловые измерения производились теодолитом 4Т30 КП, линии измерялись стальной рулеткой. Перед началом работ теодолит был поверен, а рулетка прокомпарирована. Поправка за компарирование составила 0,001 м на 20 м длины, что позволило ее не учитывать. Результаты измерения углов и линий основного и диагонального теодолитных ходов, а также съёмки ситуации приведены в Приложении А.
Порядок выполнения задания следующий:
1. Журнал измерения углов и линий, а также абрисы (Приложение А) скопировать на листы формата А4. В журнале измерений произвести вычисления, согласно образцу, представленному для станции 2. При этом следует иметь ввиду, что расхождения в углах, полученных из полуприемов, не должны превышать 1'.
6
2. Установить по таблице 1 допустимые расхождения между двойными измерениями линий и вывести средние значения длин линий, округлив их до 0,01 м. Средние значения подписать под чертой, как это сделано для линии 2-3. Измерение всех линий, за исключением линии 4-5, произведено по благоприятной местности.
Таблица 2 - Допустимые расхождения между двойными измерениями линий
|
|
Неблагоприятная местность |
|
Благоприятная местность |
(высокая трава, кочки, |
Длина линий, м |
(дорога, скошенные луг, |
измерения через ручьи, |
|
невысокие посевы) |
канавы, рубленый лес, |
|
|
кусты) |
50 |
0,10 |
0,15 |
100 |
0,14 |
0,21 |
200 |
0,20 |
0,30 |
300 |
0,24 |
0,36 |
400 |
0,28 |
0,42 |
500 |
0,31 |
0,47 |
Журнал заполняется простым карандашом, за исключением записи средних значений углов (графа 6) и средних значений длин линий (графа 8), которые записываются ручкой.
3. Вычислить поправки за наклон отрезков линий 3-4 и 7-8, которые измерялись по наклонной местности (графа 9). Вычисление произвести по формуле
∆ = 22 |
|
, |
|
|
(1) |
||
2 |
|
При вычислении обратите внимание на количество значащих цифр. Исправленные за наклон значения линий (горизонтальные проложения) должны быть записаны с точностью до
0,01 м (графа 8).
4.По журналу измерений и абрису (Приложение А) составить схематический чертеж полигона, на котором выписать средние значения измеренных углов и линий.
5.Выписать в ведомость координат (Приложение Б) средние значения измеренных углов и средние значения горизонтальных проложений линий полигона.
6.Определить сумму измеренных углов и вычислить угловую невязку по формуле
|
= ∑ |
− ∑ , |
|
п |
т |
где ∑ п- практическая сумма углов; |
(2) |
∑т- теоретическая сумма углов.
7.Вычислить допустимую невязку в сумме углов полигона по формуле
|
≤ 1′ |
|
|
|
|
√ |
, |
|
|||
доп |
|
|
|
(3) |
|
|
|
|
|
|
где n – число углов в полигоне.
8. Если невязка допустимая, то ее распределяют на все углы поровну с противоположным знаком. При необходимости (если получился остаток при делении невязки
7
на число углов) большую поправку ввести в углы с короткими сторонами. Сумма поправок должна равняться невязке с противоположным знаком.
9.Подсчитать сумму исправленных углов, которая должна быть равна теоретической сумме углов полигона.
10.По координатам пунктов опорной геодезической сети Арья («А») и Волга («В») определить длину и направление α линии АВ путем решения обратной геодезической задачи. Длину линии SАВ вычислить до сотых долей метра, а дирекционный угол α до десятых долей минуты. Ведомость решения обратной геодезической задачи представлена на рисунке 2.
1029,29 1290,05
513,40 1891,35
1891,32
1029,29
+ 862,03
513,40
1290,05
- 776,65
1160,293
0,742941
- 0,669356
Рисунок 2 – Ведомость решения обратной геодезической задачи
1160,293
- 1,109933
ЮВ: 47º58,9' 132º01,1'
1160,29
3, вычислить дирекционные углы линий В-1 и 1-2 и записать их в ведомости привязки теодолитного хода к пунктам опорной геодезической сети (таблица 3). В основу вычислений положена прямая геодезическая задача. В ведомости привязки теодолитного хода вычислить координаты точки 1, при этом приращения координат для линии В-1 вычисляются на
8
инженерном микрокалькуляторе с округлением до сотых долей метра. Все вычисления должны быть тщательно проверены.
Рисунок 3 – Исходные данные для привязки теодолитного хода
Таблица 3 - Ведомость привязки теодолитного хода
|
|
Измеренны |
Дирекционн |
|
|
|
|
Горизон |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
тальное |
Приращение |
|
|
||||||||
№ |
|
е |
|
ые |
|
|
Румбы |
|
Координаты |
||||||||
|
|
|
|
|
проложе |
координат |
|||||||||||
точек |
|
углы |
углы |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
ние |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
o |
|
‘ |
о |
|
‘ |
|
º |
' |
|
'' |
|
Δx |
Δy |
x |
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение по левым углам |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
αАВ |
|
|
|
rAB |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
162 |
|
13,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
513,40 |
1891,32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
αВ-1 |
|
|
|
rB-1 |
|
217,44 |
ΔxВ-1 |
yВ-1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
119 |
|
11,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х1 |
y1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α1-2 |
|
|
|
r1-2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Решение по правым углам |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
αАВ |
|
|
|
rAB |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
197 |
|
46,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
513,40 |
1891,32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
αВ-1 |
|
|
|
rB-1 |
|
217,44 |
ΔxВ-1 |
yВ-1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
240 |
|
48,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х1 |
y1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α1-2 |
|
|
|
r1-2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
αВ-1 |
|
|
- |
|
|
- |
- |
- |
х1 |
y1 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выполнил: … Проверил: … 11. Дирекционный угол линии 1-2 записать в ведомость координат (Приложение Б).
Вычислить дирекционные углы всех линий полигона и румбы.
12. Выписать в графу 1 ведомости координат номера точек 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 1, а в графу 2 и 3 – из журнала измеренные углы замкнутого теодолитного хода. Записи вести через строчку (против номера соответствующей точки).
9
13. Подсчитать сумму измеренных углов |
|
|
|
||
∑ изм. |
= + + + … + , |
(4) |
|||
1 |
1 |
2 |
3 |
|
|
Вычислить теоретическую сумму углов замкнутого хода по формуле |
|
||||
|
|
|
|
|
|
∑ т = 180°( − 2), |
|
(5) |
|||
1 |
|
|
|
|
|
где n- количество углов полигона. |
|
|
|
|
|
Разность суммы измеренных углов и теоретической суммы называется угловой |
|||||
невязкой, которая равна |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= ∑ изм. |
− ∑ т, |
|
(6) |
||
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
1 1
Невязка отражает условия измерений, в частности, точность теодолита. Поэтому при доброкачественных измерениях она не может по модулю превышать величину 2mβ (mβ - средняя квадратическая ошибка измерения углов). Учитывая, что для теодолитов технической точности средняя квадратическая ошибка приблизительно равна 0,5´, допустимая угловая невязка хода вычисляется по формуле
|
(7) |
|
fβдоп =1' √ |
, |
где n – количество углов полигона.
Все результаты записываются в ведомость координат.
14. Если угловая невязка fβ по модулю получилась больше допустимого значения fβдоп , то следует проверить все вычисления, начиная с выписки в ведомость координат измеренных углов. При выполнении условия ׀fβ ׀ ≤ fβдоп. можно переходить к дальнейшим вычислениям.
15. Учитывая, что угловые измерения являются равноточными, поправки и измеренные углы должны быть равными по абсолютной величине и противоположными по знаку невязке. Они вычисляются по формуле
|
|
|
|
|
|
= − |
|
, |
|
|
|
|||
|
|
|
|
(8) |
|
|
|
Вычисления производятся с точностью до 0,1' и записываются в графе 4 ведомости координат. Если при делении невязки на количество углов получится остаток, то модули поправок в углы с более короткими сторонами следует увеличить на 0,1'.
16. Контролем вычисления поправок является равенство суммы поправок невязке, взятой с обратным знаком
∑ = − .,
1
17. Исправляют измеренные углы поправками
ис. = изм. + , |
(10) |
||
|
|
|
|
и результаты записываются в графы 5 и 6 ведомости.
да
10
(11)