Лабораторные работы по геодезии. Учебное пособие для студентов I курса специализации «Маркшейдерское дело»

Горизонт

xАxВ

a΄

b΄

Высота визирного луча над уровнем моря называется горизонтом инструмента ГИ:

ГИ = НА + a =HB + b.

При нивелировании вперед (рис. 25) нивелир устанавливается у точки А, а рейка на точке В. Превышение h = i − b , где i – высота инструмента.

52

2.Устройство нивелира

Вобщем виде нивелир имеет подставку ПИ с тремя подъемными винтами, зрительную трубу ЗТ, цилиндрический уровень ЦУ, закрепительный ЗВ и наводящий винты. На рис. 26 представлена принципиальная схема оптического нивелира: а – с цилиндрическим уровнем; б – с компенсатором

U1 V1

Рис. 26.

Основные части приборов: 1 – подставка с тремя подъемными винтами; 2 – корпус со зрительной трубой; 3 – круглый установочный уровень; 4 – объектив; 5 – окуляр; 6 – сет-

53

ка нитей; 7 – точный цилиндрический уровень; 8 – элевационный винт; 9 – компенсатор.

Геометрические оси: VV1 – ось вращения инструмента, устанавливается в отвесное положение вращением подъемных винтов, контроль – по круглому уровню; UU1 – ось круглого уровня, принимает отвесное положение, кода пузырек находится в нульпункте; LL1 – ось цилиндрического уровня, принимает горизонтальное положение, кода пузырек находится в нульпункте; KK1 – визирная ось, устанавливается горизонтально. В нивелирах с уровнем визирная ось KK1 приводится в горизонтальное положение вручную вращением элевационного винта, изменяющего наклон зрительной трубы. Контроль горизонтальности при этом осуществляется по точному цилиндрическому уровню. В нивелирах с компенсатором визирная ось KK1 устанавливается горизонтально автоматически. Компенсатор представляет собой маятник, который под действием силы тяжести занимает отвесное положение, изменяя наклон оптической призмы и тем устанавливая визирную ось горизонтально.

3. Рейки

В настоящее время выпускается большое разнообразие реек. Они различаются по материалу изготовления, по длине и могут быть односторонними и двусторонними. На рис. 27 показана деревянная рейка, которая представляет собой деревянный брус, на котором нанесены сантиметровые деления. Каждый дециметр оцифровывается. Обычно двусторонние рейки имеют на одной стороне черные деления, а с другой – красные деления. Черные деления начинаются с нуля, а красные – с произвольного числа. Разность начальных делений на красной и черной сторонах называется

Рис. 27. разностью пяток.

54

Задача № 31.

Изучите устройство нивелира и реек.

Задача № 32.

Изучите взятия отсчетов по рейке.

4. Поверки нивелира с цилиндрическим уровнем

Первая поверка: Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира. Проверку парал-

лельности осей выполняют в следующей последовательности: подъемными винтами выводят пузырек уровня в нульпункт. Поворачивают верхнюю часть нивелира на 180°.. Если пузырек остался в центре, то параллельность осей соблюдается. В противном случае половину смещения пузырька устраняют исправительными винтами уровня, а вторую половину – подъемными винтами нивелира.

Вторая поверка: Горизонтальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира.

О перпендикулярности судят по совпадению отсчетов по рейке у правого и левого края поля зрения трубы. Если отсчет изменяется более чем на 1 мм, то ослабляют исправительные винты сетки нитей и поворачивают диафрагму с сеткой.

Третья поверка: Визирная ось зрительной трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня.

На местности выбирают две точки А и В на расстоянии 70 – 80 м и выполняют двойное нивелирование вперед. В первом положении нивелир устанавливают в т. А, а в т. В – рейку. Во втором положении нивелир устанавливают в т. В, а в т. А – рейку. По результатам нивелирования вычисляют величину ошибки х, возникающую за счет непараллельности осей:

55

где а1, а2 – отсчеты по рейкам в 1 и во 2 положениях; i1, i2 – высоты нивелира в 1 и во 2 положениях.

Если х ≤ 4 мм, то условие выполнено. Если х > 4 мм,

то находят правильный отсчет а′ = а − x и устанавливают

1 2

его на рейке элевационным винтом. Исправительными винтами уровня приводят концы пузырька уровня в контакт.

Четвертая поверка: При работе с нивелиром с компенсатором проверяют недокомпенсацию нивелира. Ус-

танавливают нивелир между рейками на расстоянии 100 м и приводят нивелир в рабочее положение. Берут отсчеты по рейкам а1 и b1 и определяют превышение h1 = a1 − b1 . Затем

смещают пузырек круглого уровня влево, вправо, вверх, вниз, беря отсчеты по рейкам при каждом смещении: а2 и b2, а3

и b3, а4 и b4, а5 и b5.

После этого определяют превышения h2, h3, h4, h5.. Если значения превышений h2, h3, h4, h5 не отличаются от h1 более чем на 7 мм, то условие выполнено. При большем расхождении нивелир неисправен. Его исправляют в заводских условиях.

Задача № 33.

Выполните поверки нивелира Н-3.

Задача № 34.

Определите превышение способом из середины между двумя точками А и B , указанными преподавателем. Ответ: h = .

Задача № 35.

Определите отметку плюсовой точки С, расположенную между точками А и B, если отметка точки А известна. Ответ: НС =

56

Часть 3

ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ СЪЕМКИ

Лабораторная работа №15

Создание съемочного обоснования

Под съемкой понимают совокупность геодезических действий, выполняемых с целью составления плана местности.

Съемка, в результате которой изображают на плане положение контуров и предметов местности, называется тео-

долитной или горизонтальной (контурной).

Съемку, в результате которой изображают на плане кроме контуров и предметов местности рельеф местности, называют топографической. Для составления плана выполняют подготовительные, полевые и камеральные работы. В процессе полевых работ, используя геодезические инструменты и приборы, выполняют угловые и линейные измерения, по результатам которых определяют взаимное положение точек участка местности.

Камеральные работы включают два этапа: вычислительный и графический.

В процессе вычислительного этапа по результатам полевых измерений вычисляют горизонтальные проложения, дирекционные углы, координаты и высоты точек участка местности. В процессе графического этапа составляют план участка местности.

57

Для производства топографической съемки в заданном масштабе создают съемочное обоснование. Сети съемочного обоснования, как правило, развиваются от пунктов сетей государственного и местного назначения.

Теодолитно-высотный ход может быть разомкнутым и замкнутым без диагонали или с диагональю. Во всех случаях теодолитный ход должен быть геометрически привязан к геодезической сети. При прокладке теодолитного хода горизонтальные углы измеряют теодолитами с точностью не ниже 30″ при двух положениях вертикального круга (КП и КЛ). Длины сторон измеряют в прямом и обратном направлениях. Одновременно измеряют вертикальные углы. Результаты угловых и линейных измерений заносят в полевые журналы.

Задача № 36.

Вычислите координаты точек съемочного обоснования по результатам измеренных горизонтальных углов в замкнутом теодолитно-высотном ходе, исходному дирекционному углу линии 1 – 2 и горизонтальным проложениям линий

(табл. 4).

1.Порядок вычисления координат

1.Привязку съемочного обоснования к пунктам опорной геодезической сети осуществляют прокладыванием самостоятельного теодолитно-высотного хода от опорного пункта до одной из вершин съемочного обоснования. На пункте П измеряют два горизонтальных примычных угла

βправо и βллево (см. табл. 4) βп = 1100 32′,0; βл = 249027′,5. Пра-

вильность измерений контролируется неравенством

2. По исходному дирекционному углу линии ОП, горизонтальному проложению линии П-1 и координатам точки П

58

вычисляют дирекционный угол α линии 1 – 2 и координаты точки 1.

5

4

Рис. 28.

Координаты и отметка точки 1 являются исходными для вычисления координат и отметок других точек съемочного обоснования.

3. Вычисление координат точек замкнутого теодолитного хода выполняется в следующей последовательности:

3.1. Определяют угловую невязку

fβ = ∑ β пр. − β теор. ,

где ∑βпр. – сумма измеренных горизонтальных углов в замкнутом теодолитном ходе;

∑βтеор. – теоретическая сумма углов.

59

3.2. Угловую невязку сравнивают с допустимой: fβ доп. = ±1' 6 = ±0° 02' ,5 .

При fβ ≤ fβдол. определяют поправку в каждый угол

V β i = − f β / n .

Если невязку нельзя разделить поровну на все углы, то большую поправку вводят в углы, образованные короткими

сторонами. Контрольное равенство ∑ V β i = − f β . Исправ-

ленные углы хода равны β испр . = β изм . + Vβ i . Сумма исправ-

n

ленных углов должна быть равна ∑ β Т .

1

3.3.По исходному дирекционному углу линии п – 1,

впримере α n−1 = 317° 56' , вычисляют дирекционные углы

сторон теодолитного хода:

иΥ = d sinα .

3.5.Вычисляют невязки приращений координат замкнутого хода по осям Х и Y:

3.6. Вычисляют абсолютную невязку хода до сотых долей метра:

60