Полевая геодезическая практика. Методические указания для студентов лесохозяйственных, лесопромышленных, строительных и природоустроительных специальн

Пробное измерение горизонтального и вертикального углов

Поле зрения отсчетного микроскопа теодолита представляет собой две неподвижные шкалы – верхнюю и нижнюю, над которыми расположены треугольные указатели с буквами Г и В. Цена одного деления шкалы составляет 10'. Оптическая система переносит изображение штриха лимба на неподвижную шкалу. Этот штрих указывает количество градусов. Количество минут отсчитывается по шкале.

Рис. 3. Поле зрения отсчетного микроскопа теодолита 2Т30

Отсчеты:

по горизонтальному кругу 36 07 по вертикальному кругу 2 28

Пробное измерение горизонтального угла производят полным приемом (при положении трубы КП и КЛ).

Теодолит установить над точкой; центрировать; нивелировать при помощи трех подъемных винтов.

Навести зрительную трубу на заднюю по ходу (правую) визирную цель в положении теодолита «круг право» при открепленной зрительной трубе и алидаде. Закрепить алидаду и зрительную трубу; произвести точное наведение с помощью наводящих винтов. При этом визирная цель должна находиться в центре перекрестья сетки нитей теодолита. Взять отсчет (П1) по шкале горизонтального круга (нижней) отсчетного микроскопа. Открепить зрительную трубу и алидаду и навести на переднюю визирную цель. Взять отсчет (П2) по горизонтальному кругу. Значение горизонтального угла определяется как разность отсчетов на переднюю и заднюю точки:

1 = П1 - П2.

11

Перед переведением теодолита в положение «круг лево» необходимо предварительно сбить лимб. Для этого при закрепленной алидаде ослабляют закрепительный винт горизонтального лимба и поворачивают алидаду с лимбом на угол . Лимб закрепляют, а алидаду открепляют. Зрительную трубу переводят через зенит, алидаду поворачивают на 180 . Повторяют измерение горизонтального угла вторым полуприемом при КЛ аналогично измерениям, проведенным при КП. Значение угла во втором полуприеме определяется по формуле

2 = Л1 - Л2.

Если разница в значениях измеренного горизонтального угла в каждом полуприеме ( 1 и 2) не более 1', то определяют среднее значение угла ср= (1 + 2)/2. Если же разница больше 1', то измерения следует повторить. Для повышения точности измерений визирование делают на нижнюю видимую часть вехи.

Порядок измерения вертикального угла следующий.

Перед началом измерения вертикального угла следует определить место нуля (МО) вертикального круга теодолита (см. выше).

При открепленной зрительной трубе и алидаде визируют на удаленную цель при положении «круг лево» и, закрепив алидаду и зрительную трубу, производят точное наведение с помощью наводящих винтов теодолита. Берут отсчет по шкале вертикального круга. Причем, если отсчетный индекс, показывающий количество градусов, имеет знак «+», то отсчет минут ведется от нуля, если «–», то количество минут следует отсчитывать от минус нуля. Во втором полуприеме (при КП) измерение угла наклона производится аналогичным образом. Величина вертикального угла рассчитывается по формулам (для теодолитов серии

2Т30):

= КЛ - МО;

= МО - КП;

= (КЛ - КП)/2.

4.2. Поверки нивелира

Перед проведением поверок нивелира следует произвести проверку штатива, хода подъемных винтов, кремальеры, наводящего и элевационного винтов, диоптрийного кольца окуляра, а также плавности вращения зрительной трубы вокруг вертикальной оси.

12

Рис. 4. Расположение основных осей нивелира

Поверки нивелира выполняются в следующем порядке. 1. Поверка круглого уровня.

Ось круглого уровня (UkUk) должна быть параллельна оси (ОО) вращения нивелира.

Подъемными винтами приводят пузырек круглого уровня в середину. Поворачивают зрительную трубу на 1800. Пузырек уровня при этом должен оставаться в центре ампулы. Если наблюдается отклонение пузырька от нуль-пункта, то, действуя исправительными винтами, смещают пузырек к центру на половину дуги отклонения. После этого поверку следует повторить.

2. Поверка правильности установки сетки нитей.

Вертикальная нить сетки нитей должна быть параллельна оси ОО нивелира.

Наводят центр сетки нитей на нить отвеса, подвешенного на некотором расстоянии от прибора. Вертикальная нить сетки нитей нивелира должна при этом совпасть с нитью отвеса. В противном случае сетку разворачивают, предварительно ослабив винты, скрепляющие сетку с трубой.

3. Поверка главного геометрического условия нивелира.

Рис. 5. Поверка главного условия нивелира

Ось цилиндрического уровня UU должна быть параллельна оси VV. Условие можно проверить методом двойного нивелирования отрез-

ка АВ по способу «вперед». Точки А и В закрепляют колышками на расстоянии примерно 40-50 м.

13

Прибор устанавливают над точкой А так, чтобы окуляр находился прямо над точкой. Приводят в нуль-пункт пузырек круглого уровня и измеряют высоту прибора i1. Элевационным винтом совмещают концы пузырька контактного уровня и берут отсчет b1 по рейке, установленной в точке В. Если визирная ось непараллельна оси уровня, вместо правильного отсчета b0 будет отсчет bi, содержащий погрешность х. В соответствии с рис. 5 следует, что

h = i1 – b1 + x.

Поменяв местами нивелир и рейку и выполнив те же действия на второй станции, получают отсчеты i2 и b2.

Так как расстояние АВ постоянно, отсчет b2 будет ошибочен на ту же величину х, что и в предыдущем измерении, а потому

h = b2 - i2 - x.

Откуда следует:

x b1 b2 i1 i2 . 2 2

Погрешность не должна превышать 4 мм. В противном случае элевационным винтом устанавливают отсчет по рейке b 0 = b2 - x, а исправительными винтами цилиндрического уровня совмещают изображения концов пузырька. Для контроля поверку необходимо повторить.

Пробное измерение превышений нивелиром

Рис. 6. Отсчет по нивелирной рейке

Отсчет: 1026

Пробное измерение превышений производится следующим образом. Нивелир устанавливается на штатив и закрепляется с помощью станового винта. Две нивелирные рейки устанавливаются на одинаковых расстояниях от прибора в точках А и В на колышки, забитые вровень с

землей. Нулевой отсчет рейки должен быть внизу.

14

При помощи трех подъемных винтов пузырек круглого уровня приводится в «нуль-пункт». При ослабленном закрепительном винте наводят зрительную трубу на заднюю рейку в точке А; закрепляют зрительную трубу и производят точное наведение при помощи наводящего винта. При этом вертикальная нить сетки должна проходить по центру рейки. Резкость изображения настраивается при помощи кремальеры. Наблюдая в окуляр, совмещают в поле зрения концы пузырька контактного уровня с помощью элевационного винта и берут отсчет аЧ и аКР по черной и красной сторонам задней рейки. Следует помнить, что нивелир Н3 дает перевернутое изображение, следовательно, увеличение отсчета идет сверху вниз. Отсчет берется в миллиметрах и записывается в виде четырехзначного числа (например 0841; 1030 и т.д.).

Далее ослабляется закрепительный винт зрительной трубы, и она наводится на переднюю точку В, совмещаются концы пузырька уровня и берутся отсчеты вЧ и вКР по черной и красной сторонам рейки, установленной в передней точке.

Превышения по черной и красной сторонам рейки: hЧ = аЧ - вЧ ;

hКР = аКР - вКР,

где аЧ и вЧ – отсчеты по черным сторонам задней и передней реек; аКР и вКР – отсчеты по красным сторонам задней и передней реек.

Контролем правильности проведенного измерения является выполнение условия: hЧ - hКР 5 мм.

4.3. Компарирование мерной ленты

При производстве линейных измерений объектов необходимо знать действительную длину мерной ленты. Для этого необходимо сравнить ее с рабочим эталоном. В качестве эталона может быть использован компаратор, длина которого 20 м. Компарирование производится сравнением длины ленты и компаратора при совмещении начальной и конечной рисок ленты с рисками компаратора в прямом и обратном направлении. Разница длин (поправка) измеряется с помощью линейки с миллиметровыми делениями и фиксируется в журнале линейных измерений или журнале теодолитной съемки.

Если длина рабочей ленты отличается от номинального значения на величину более 3 мм, то в результат измерения вносится поправка за компарирование ленты, т.е. Dфакт=D0 + D,

где Dфакт – фактическая длина рабочей ленты;

15

D0 – номинальное значение длины мерной ленты;D – поправка за компарирование.

Поправку за компарирование вводят в результат измерения со знаком «плюс», если длина рабочей ленты больше номинального значения, и со знаком «минус», если рабочая лента короче эталонной.

5. ПЛАНОВОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТАХЕОМЕТРИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ

Съемка местности – это комплекс измерений, выполняемых с целью создания плана местности.

Тахеометрическая (быстрая) съемка является топографической – она объединяет горизонтальную и вертикальную съемки и ее целью является создание комбинированного плана, на котором изображается ситуация и рельеф местности.

Как правило, съемка начинается с создания рабочего обоснования, которым обычно служат теодолитно-нивелирные ходы, с плановой и высотной привязкой к пунктам более высокого класса.

5.1. Прокладка замкнутого теодолитного хода

Участок съемки, пункты привязки теодолитного хода, исходные данные (координаты твердых пунктов или координаты первой точки и значение дирекционного угла начальной стороны хода) сообщаются руководителем геодезической практики отдельно для каждой бр и- гады.

Полевые работы начинают с рекогносцировки – осмотра местности и выбора углов поворота теодолитного хода. Точки хода выбирают в местах, обеспечивающих взаимную видимость смежных точек и максимальный обзор для съемки контуров и рельефа. Выбранные точки закрепляют колышками и нумеруют. В заткнутом полигоне нумерация точек возрастает по ходу часовой стрелки. Составляют схему хода.

До начала полевых работ каждой бригаде студентов необходимо заготовить колышки длиной 10-15 см и сторожки (40 см).

После рекогносцировки приступают к измерению правых по ходу горизонтальных углов. Для этого над каждой точкой (станцией) устанавливают теодолит, центрируют его с помощью отвеса и приводят в

16

рабочее положение. На наблюдаемых точках устанавливают вешки позади колышков.

Горизонтальный угол измеряют одним полным приемом: при закрепленном лимбе центр сетки нитей наводят на нижнюю видимую часть вешки, стоящей на правой точке измеряемого угла, и снимают отсчет а1 по горизонтальному кругу (рис. 7).

Затем, вращая алидаду, центр сетки нитей наводят на левую точку измеряемого угла и снимают отсчет b1. Значение угла β1 из первого полуприема равно разности отсчетов: β1 = а - b1 .

Далее открепляют закрепительный винт лимба, поворачивают алидаду примерно на 90°, после чего сразу лимб закрепляют, трубу переводят через зенит и, повторив вышеизложенные действия, получают значения угла β2 из второго полуприема.

Расхождение между углами β1 и β2 не может превышать 2 t (двойную точность прибора); для теодолитов марки 2Т30, 4Т30 эта величина составляет 1’.

Рис. 7. Измерение горизонтального угла

Если контроль не выполняется, то записи наблюдений аккуратно зачеркивают и производят повторное измерение угла. При этом лимб теодолита предварительно сбивается на произвольный угол. Записи в полевом журнале теодолитной съемки производят остро отточенным твердым карандашом. Форма записи приведена в табл. 1.

17

Таблица 1

Журнал измерения горизонтальных углов

5.2. Привязка хода к опорным пунктам

Для вычисления координат точек теодолитного хода в единой системе производится привязка его к пунктам плановой геодезической сети. Привязка (рис. 8) заключается в измерении примычного угла βп между направлениями на ПЗII (с координатами Х2 и Y2) и на переднюю точку хода (1) на пункте ПЗ1 с координатами (Х1 и Y1).

Рис. 8. Схема привязки теодолитного хода

Между П31 и точкой (1) хода измеряют расстояние ДI-1 в прямом и обратном направлениях.

По известным координатам пунктов П31 и ПЗ2, используя формулы обратной геодезической задачи, вычисляют направление и длину линии II-1:

18

а) дирекционный угол направления (αII-I) определяется по формулам в табл. 2, согласно вычисленному румбу и знакам приращений координат ∆х и ∆у;

б) длина линии для контроля вычисляется по двум формулам.

5.3. Измерение линий

Измерение длин сторон теодолитного хода выполняют мерной лентой с точностью до 1 см дважды (в прямом и обратном направлениях). Расхождение между двумя измерениями не может превышать 1/2000. В полевом журнале записывают оба результата измерения и их среднее значение.

Одновременно с измерением длины определяют угол наклона линии ν. Стороны длиной более 150 м перед измерением провешивают. Измерения выполняют, не отклоняясь от створа и натягивая ленту с одним

усилием.

5.4. Съемка ситуации и подробностей

После измерения сторон хода выполняют съемку подробностей, которую выполняют способами перпендикуляров, полярных координат, угловых и линейных засечек и створов. Способ выбирают в зависимости от условий местности и удаленности определяемых точек от сторон и точек хода. По ходу съемки подробностей составляют абрис (прил. I).

При съемке застроенных территорий сначала ведут съемку проездов, затем внутриквартальных территорий.

Углы кварталов и капитальных зданий снимают полярным способом. Перпендикуляры, определяющие углы кварталов, подкрепляют линейными засечками. Углы кварталов, опорных зданий и других важных контуров определяют засечками с трех точек.

Для контроля съемки контуров выполняют промер фасадных линий и проездов. Все данные съемки проезда заносят в абрис. Абрис составляют для каждой стороны хода на отдельной странице.

5.5. Камеральная обработка полевых измерений

После окончания полевых работ приступают к камеральной обработке результатов съемки. Сначала проверяют правильность вычисле-

19

ний в полевых журналах. После этого приступают к вычислению ведомости координат.

Вычисляют сумму измеренных углов ∑βИЗМ и теоретическое значение этой суммы по формулам:

∑βТЕОР = 180°(n -1) – для замкнутого хода;

∑βТЕОР = αНАЧ – αКОН + nּ180°– для разомкнутого хода, правых углов; ∑βТЕОР = αКОН – αНАЧ + nּ180°- для разомкнутого хода, левых углов,

где n – число углов в ходе. Определяют угловую невязку хода

fβ = ∑βИЗМ - ∑βТЕОР.

Угловая невязка считается допустимой при условии

fβ доп ≤ 2t n,

где t – точность измерения углов теодолитом; n – число углов в ходе.

В этом случае невязку распределяют с обратным знаком поровну на все углы и вычисляют исправленные значения углов

βиспр = βИЗМ + δβ,

где δβ = - fβ / n.

Вычисляют дирекционные углы и румбы сторон теодолитного хода:

αi+1 = αi +180º - βi – для правых углов;

αi+1 = αi +180°+ βi – для левых углов,

где α i+1 – дирекционный угол последующей стороны теодолитного хода; α i – дирекционный угол предыдущей стороны;

βi – измеренный (правый или левый по ходу) горизонтальный угол. Румбы сторон теодолитного хода определяют из следующих зависи-

мостей (табл. 2):

20