В результате выполнения измерений возникают погрешности, обусловленные многочисленными факторами. Среди них наиболее существенными являются следующие. Вращение Земли за время движения сигнала вызывает смещение приемника. Практически перемещение приемника составляет 4050 м. Релятивистские эффекты обусловлены тем, что часы на спутнике и на Земле расположены в разных местах, определяемых разными гравитационными потенциалами и перемещаются в пространстве с разными скоростями. Влияние ионосферы и тропосферы на параметры электромагнитных сигналов (искажение фазы колебаний, изменение показателя преломления и др.). Влияние отраженных сигналов сказывается в том, что приемник регистрирует совокупность электромагнитных колебаний, отраженных и от близко расположенных к нему объектов ситуации. В линейной мере такие влияния могут оцениваться погрешностью до 5 см. Для исключения и ослабления действия внешних возмущающих факторов на точность определения координат в результаты измерений вводят соответствующие поправки.

§ 74. Организация полевых работ при построении съемочного обоснования

При построении съемочного обоснования в виде теодолитного хода необходимо выполнить целый комплекс подготовительных работ, а затем и измерительных работ, с целью получения необходимой информации для вычисления координат точек съемочного обоснования. Рассмотрим состав основных геодезических работ на местности в примерной последовательности их исполнения. Внутри групп «подготовительные» и «измерительные» работы возможна перестановка последовательности работ.

Кподготовительным работам относятся: рекогносцировка местности и закрепление точек съемочного обоснования; подготовка абрисов горизонтальной съемки; поверки теодолита и нивелира; компарирование мерных приборов.

Кизмерительной части относится: привязка теодолитного хода; измерение длин линий хода; измерение горизонтальных углов и углов наклона; горизонтальная съемка; тахеометрическая съемка; геометрическое нивелирование по точкам теодолитного хода (см. гл. 9).

74.1.Рекогносцировка и закрепление точек съемочного обоснования

Целью рекогносцировки является выбор мест заложения точек теодолитного хода, с которых в дальнейшем будет выполняться, например, топографическая съемка местности. Выбор положения точек съемочного обоснования во многом определяется целями и задачами его построения, а также сложностью участка местности, на котором оно строится. Во-первых, число точек съемочного обоснования должно быть минимальным при обеспечении решения поставленной задачи. Во-вторых, с каждой из точек съемочного обоснования должен обеспечиваться хороший обзор местности. В-третьих,

196

схема привязки теодолитного хода должна быть оптимальной, и она должна обеспечивать привязку с необходимой точностью. В-червертых, с каждой из точек теодолитного хода должны быть видимы две ее соседних точки. Оптимально, чтобы обеспечивалась непосредственная видимость соседних точек обоснования.

Точки теодолитного хода закрепляют на местности различными способами. В одних случаях ими могут быть деревянные колья круглого или квадратного сечения, в торец которых забивают гвоздь, либо ввинчивают шуруп. В других случаях ими могут быть металлические трубы диаметром 10 мм, либо металлические штыри того же или несколько меньшего диаметра. Часто в качестве точки съемочного обоснования используют накерненные на обечайках смотровых колодцев, либо других металлических конструкциях, метки. В твердое покрытие (асфальт, бетон и т.п.) забивают стальные дюбели со сферической головкой.

Во многом способ закрепления точек съемочного обоснования определяется необходимым временем сохранности указанного геодезического знака (временный или долговременный знак). В связи с этим точки следует выбирать в местах, обеспечивающих их сохранность на необходимый период времени.

74.2. Подготовка абрисов горизонтальной съемки

Абрис – это зарисовка ситуации местности (иногда с примерными формами рельефа) в принятом удобном масштабе относительно точек и линий съемочного обоснования, с которых планируется выполнять в дальнейшем топографическую (горизонтальную) съемку.

Несмотря на то, что составление абрисов относится к измерительной части работы, целесообразно зарисовку абрисов выполнять в процессе рекогносцировки (если, конечно, съемочное обоснование строится именно для выполнения топографической съемки). Это позволит оптимизировать схему теодолитного хода, а также выявить ее возможности для выполнения горизонтальной или другой съемки.

Вид абрисов горизонтальной съемки представлен далее на рис. 8.2 и 8.3.

74.3. Поверки теодолита и нивелира

Перед началом полевых работ необходимо выполнить обследование и поверки измерительных средств в объемах, указанных в § 46 и § 52. Кроме того, выполняют обследование и других принадлежностей, входящих в комплект измерительных средств: штативов, реек и др.

Штативы должны быть устойчивыми, со сравнительно легким ходом раздвижных частей ножек. Рейки должны иметь четкий рисунок шкал. Складные рейки должны надежно фиксироваться в рабочем положении стопорным устройством.

197

74.4. Компарирование мерных приборов

Компарирование – сравнение длины мерного прибора с длиной эталона. Мерные приборы, например, рулетки, выпускают определенной номи-

нальной длины lo. Фактическая длина полотна рулетки может несколько отличаться от номинала на величину . Компарирование заключается в определении значения при какой-либо температуре компарирования to. Для этой температуры с достаточной точностью известна длина эталона. Компарирование может проводиться и другими методами, в лабораторных условиях, например, с помощью интерферометра.

Полевой компаратор представляет собой базис диной 120 м, величину которого определяют точными методами. Базис полевого компаратора несколько раз (4-5 раз) измеряют рабочим мерным прибором с одновременным измерением температуры to окружающего воздуха. Разность между средним значением базиса, измеренного рабочим мерным прибором, и точным значением базиса является поправкой за компарирование.

При измерениях линий на местности измеряют рабочую температуру окружающего воздуха и учитывают ее при определении измеренного рас-

Пример 7.11. Введение поправок за компарирование и температуру.

Исходные данные. Прокомпарирована рулетка Р50 (lo = 50 м = 50000 мм) при

to = 18оС. Получено значение = +2,7 мм.

Измерена длина линии – 83,656 м при температуре t = 10оС. Требуется найти истинную длину измеренной линии.

Решение.

В формуле (7.59) значение lo принимаем равным 83,656 м = 83656 мм. Тогда

l = 83656 ,0 + 83656 ,0 50000+ 2,7 + 12 ×10 − 683656 ,0(10 0 − 180 ) = 83656 ,0 + 4,5 − 8,0 = 83652 ,5мм . В приведенном уравнении (сумме) второй член характеризует значение поправки за

компарирование для длины рулетки в 83,656 м.

Помимо учета поправок за температуру иногда учитывают поправку за разность натяжения рулетки при компарировании и при измерениях:

где Е – модуль упругости стали (Е = 2 · 106 кг/см2); S – площадь поперечного сечения полотна мерного прибора; Ро и Р – сила натяжения мерного прибора при компарировании и измерениях.

Пример 7.12. Вычисление поправок за натяжение полотна мерного прибора. Исходные данные: Ро = 150 Н; Р = 100 Н; S = 0,04 см2. Рулетка Р50 (50 м).

Решение.

Р = 2 ×1061×0,04 50000 ×(10 − 15) = + 3,1мм.

Часто считают Р = Ро и указанную выше поправку не учитывают.

198

74.5.Измерение длин линий

Вконечном счете результатом измерения длины линии теодолитного хода должно явиться ее горизонтальное проложение.

При измерениях ленту или рулетку укладывают в створе линии, который контролируют визуально по вехам, установленным в крайних точках линии, либо с помощью теодолита. Как правило, длины линий превышают длину мерного прибора, поэтому в ее створе откладывают несколько полных длин мерного прибора (несколько номиналов), либо каких-либо фиксированных отрезков, примерно равных номиналу прибора. Остаток линии, меньший номинала, измеряют отдельно. Мерный прибор укладывают на землю с натяжением в 10 кг, что обеспечивается использованием специальных динамометров, либо определяется по опыту мерщика.

Линию измеряют в прямом и обратном направлениях. Разность в результатах измерений в относительной форме не должна превышать установленного инструкциями допуска:

где SПР и SОБР – результаты измерений в прямом и обратном направлениях; SСР – среднее значение измеренного расстояния; N – знаменатель относительной погрешности. Если условие (7.61) выполняется, то среднее значение принимают за результат измерения.

В зависимости от назначения съемочного обоснования установлены различные значения допустимых относительных погрешностей на измерение длин линий:

-1:20000 – при точных разбивочных работах;

-1:2000 … 1:5000 – построение съемочного обоснования для топографических съемок; разбивочные работы средней точности; изыскания для строительства инженерных сооружений;

-1:1500 – топографические съемки; разбивочные работы малой точности

встроительстве;

-1:1000 – съемочное обоснование для обеспечения геодезических работ при геологических исследованиях.

В технических теодолитных ходах, в зависимости от условий измерений, установлены следующие относительные допустимые погрешности на измерение длин линий: 1:3000 – при измерениях по ровной плотной поверхности (по асфальту, по проезжим частям дорог с покрытием и т.п.); 1:2000 – при измерениях по твердому земляному грунту по слабопересеченной местности; 1:1000 – при измерениях по мягкому грунту, по кочковатым поверхностям, по зарослям высокой травы, кустарника и т.п.

Для приведения наклонной линии к горизонту необходимо измерить угол ее наклона. Если линия однородная (рис. 7.20 а), то обычно угол наклона измеряют теодолитом при угловых измерениях в теодолитных ходах. В этом случае горизонтальное проложение d будет равно

199

Если линия неоднородная (рис. 7.20 б), состоит из нескольких однородных отрезков (А-1, 1-2, 2-В), то для каждого из них определяют наклонное расстояние и угол наклона и вычисляют затем общее горизонтальное проложение линии АВ по формуле

Рис. 7.20. Определение горизонтального проложения линии местности: для однородных линий (а), для неоднородных линий (б)

При измерениях углов наклона отрезков неоднородной линии теодолит последовательно переставляют по створу линии в точки перегибов рельефа. В месте стояния, например, в точке А, измеряют высоту прибора, откладывают ее на вехе, установленной в точке 1, и измеряют угол наклона по шкале вертикального круга (обычно – при круге лево). Поскольку значение места нуля обычно близко к нулю, то отсчет по вертикальному кругу и принимают равным углу наклона данного отрезка.

При небольших углах наклона их можно измерять с помощью эклиметра, представляющего собой вертикальный круг с грузом и визирным приспособлением. Груз при измерениях удерживает нулевой отсчет вертикального круга в положении, соответствующей положению горизонта.

В общую измеренную длину, либо в отрезки неоднородной линии, вводят поправки за компарирование, температуру и натяжение ленты (при необходимости), а затем вычисляют горизонтальное проложение. Если каж-

вычислениях, считая ее влияние ничтожным.

При использовании светодальномеров и электронных тахеометров для измерения длин линий в теодолитных ходах прибор автоматически выполняет приведение к горизонту измеренных наклонных отрезков, т.е. автоматически определяет горизонтальное проложение независимо от сложности линии. При этом сложную линию на однородные отрезки не разбивают. В большей части редукция наклонных линий к горизонту выполняется и при использовании оптических дальномеров.

200