Inzhenernaya_geodezia

вращения теодолита в отвесное положение с помощью отъюстированного уровня при алидаде. При поверке горизонтальную нить сетки у левого или правого края поля зрения трубы наводят на четкую точку. Вращая наводящий винт алидады, изображение точки перемещают к другому краю поля зрения. Если изображение точки сместится с горизонтальной нити, сетка установлена неверно.

Вертикальность биссектора (вертикальной нити) сетки можно проверить, совмещая его с изображением нити отвеса. Погрешность установки сетки нитей зрительной трубы δ можно определить по рейке. Наведя зрительную трубу правым краем поля зрения на неподвижную вертикальную рейку, установленную на расстоянии S от теодолита, равном 30 – 40 м, берут отсчеты N1 (рис. 5) по

положению средней горизонтальной нити сетки относительно делений рейки. Затем, вращая алидаду, смещают изображение рейки в противоположный край поля зрения и берут отсчет N2 .

Рис. 5. Определение погрешности установки сетки нитей зрительной трубы

Значение δ равно:

δ = 200(N1 − N2 ),

Sβ

где N1 , N2 – отсчеты по рейкам, мм;

S – расстояние от теодолита до рейки, м; β – поле зрения трубы в радианной мере.

Наклон сетки нитей устраняется исправительными винтами сетки нитей.

Поверка места нуля МО вертикального круга.

Место нуля вертикального круга исправного теодолита – постоянная величина. Поэтому практически вычисленные значения МО из нескольких определений у одного и того же теодолита не должны отличаться более чем на удвоенную точность отсчитывания по вертикальному кругу. При небольших колебаниях места нуля следует прежде проверить, жестко ли прикреплен уровень при алидаде вертикального круга, нет ли трения между алидадой и лимбом, и по возможности устранить эти неисправности. Если после этого расхождения МО будут все-таки недопустимыми, теодолит необходимо направить в специальную мастерскую.

Значение МО вертикального круга определяют визированием на удаленную четкую цель при двух положениях теодолита и снятием соответственно показаний по вертикальному кругу КЛ и КП , предварительно проверив положение пузырька уровня при алидаде горизонтального круга, и в случае смещения выводят его в среднее положение подъемными винтами. Значение МО вычисляют по формуле:

МО = 0,5(КЛ + КП),

где КЛ , КП – отсчеты по вертикальному кругу, взятые соответствен при круге влево и круге вправо.

Если величина места нуля МО превышает допуск, указанный в заводском описании прибора, равный обычно удвоенной точности отчетного устройства вертикального круга, то для удобства дальнейших вычислений вертикальных углов осуществляют приведение МО к значению, близкому 00. Для этого исправленное показание,

кругах, далее исправительными винтами сетки нитей перемещают до совмещения ее перекрестия с изображением наблюдаемой точки.

При юстировке МО необходимо следить за положением пузырька уровня.

Проверка положения точки подвеса нитяного отвеса. После тщательного нивелирования теодолита определяют и фиксируют тонкими нитями положение коллимационной плоскости зрительной трубы на деревянных кольях, забитых в землю в двух взаимно перпендикулярных направлениях на расстоянии 2 – 3 м от теодолита. Затем, подвесив нитяной отвес под крючок при подставке или на вилку при становом винте и отрегулировав его высоту, проверяют положение острого конца отвеса относительно точки пересечения ранее натянутых на колья нитей. Отклонение нитяного отвеса от точки пересечения нитей не должно превышать 1 – 2 мм.

Погрешность центрирования теодолита выверенным нитяным отвесом составляет 1 – 2 мм, но при ветре может быть 3 – 5 мм и более.

Геометрические элементы нивелира:

–ось вращения нивелира;

–визирная ось трубы;

–ось цилиндрического уровня;

–ось установочного сферического (круглого) уровня.

На каждой станции при нивелировании должны обеспечиваться следующие требования к взаимному расположению геометрических элементов нивелира:

1)параллельность оси установочного (круглого) или цилиндрического уровня соответственно вертикальной оси вращения нивелира и оси горизонтальной плоскости;

2)перпендикулярность средней горизонтальной нити сетки зрительной трубы к оси вращения нивелира;

3)параллельность проекций на горизонтальную плоскость визирной оси трубы и оси цилиндрического уровня;

4)параллельность проекции оси цилиндрического уровня на отвесную плоскость, проходящую через линию визирования, и визирной оси зрительной трубы.

Унивелиров с элевационным винтом эту поверку производят для выверки установочных уровней или определения нуль-пункта (отсчета) на головке элевационного винта. Поверку осуществляют способом, изложенным ранее при поверке уровня при горизонтальном круге теодолита. Исправляют положение оси уровня, смещая элевационным винтом его пузырек на половину отклонения от нуль-пункта. Поверку повторяют несколько раз, добиваясь, чтобы при любом положении нивелира пузырек уровня отклонялся от нуль-пункта не более чем на 1 – 2 деления.

Бригада производит поверки приборов на участке, указанном преподавателем. Поверки приборов выполняются членами бригады, до овладения каждым студентом всех приемов поверок. Результаты поверок записываются в особую тетрадь, которая по окончании практики сдается бригадой вместе с другими материалами практики. Ниже приводится образец оформления, выполнения поверок приборов (табл. 2).

По завершении поверок и юстировки выполняются пробные измерения: вешение и измерение линий, установка теодолита, нивелира в рабочее положение, производство отсчетов по рейкам, горизонтальному и вертикальному кругам.

3. 2. Плановое съемочное обоснование

Для создания планового съемочного обоснования на выделенном бригаде участке прокладывают основной (в виде замкнутого полигона) теодолитный ход. При этом выполняются следующие виды работ:

–рекогносцировка участка местности;

–закрепление точек;

–измерение горизонтальных углов;

–измерение длины сторон;

–привязка основного теодолитного хода к пунктам опорной геодезической сети;

–обработка результатов измерений.

Рекогносцировка (осмотр) участка местности служит для окончательного выбора и закрепления на местности вершин теодолитного хода, определения варианта привязки к пунктам и сторонам опорной геодезической сети.

Точки теодолитного хода выбирают с таким расчетом, чтобы с них было удобно выполнять угловые и

линейные измерения, а также производить съемочные работы. Между смежными вершинами углов поворота должна быть хорошая взаимная видимость (длина стороны не менее 80 – 100 м). Диагональный ход необходимо проложить внутри полигона (между точками основного полигона) через 2 – 3 стороны и предназначен для сгущения точек съемочного обоснования.

Вершины теодолитного хода закрепляют колышками, забиваемыми вровень с землей. Запрещается устанавливать (закреплять) точки теодолитного хода на проезжей части дорог или на дорожках для пешеходов. Для облегчения отыскания точки на незастроенных территориях ее окапывают канавкой различной формы и устанавливают сторожки высотой 20 – 30 см, на которых надписывается порядковый номер точки и бригады.

Вконце практики, после приемки руководителем полевой части работ, все колышки необходимо вынуть из земли.

Измерение горизонтальных углов. После установки теодолита в рабочее положение (над точкой) приступают к измерению углов поворота (например, правых по ходу). Измерение углов производят теодолитом 2Т30 (или равноточным ему) методами приемов или круговых приемов одним полным приемом (при двух положениях

вертикального круга), с перестановкой лимба на угол около 900. Расхождения между значениями угла, полученные из полуприемов, не должны превышать одной минуты (в противном случае измерение выполняют заново).

Вкачестве визирных целей используют рейки, а при коротких расстояниях – шпильки. Для ослабления влияния погрешностей измерения углов необходимо тщательно центрировать инструмент над точкой (нитяным отвесом), центр сетки нитей трубы наводить на основание вешки

(рейки, шпильки), чтобы визирный луч проходил через центр колышка или середину вешки.

Образец заполнения журнала угловых измерений и вычислений на точке дан в таблице 3.

Измерение длины сторон. Для непосредственного измерения сторон теодолитного хода используются стальная мерная лента длиной 20 м и комплект шпилек или рулетка. Перед началом и в процессе работ мерные приборы периодически компарируют, т. е. определяют их фактическую длину путем сравнения с эталоном.

Компарирование мерных приборов в полевых условиях производят на базисах длиной около 120 м. После многократных измерений длины компаратора рабочим мерным прибором определяют поправку за компарирование.

Каждая сторона измеряется дважды: в прямом и обратном направлениях. Точность отсчета по ленте – не грубее 1 см. Расхождения между двумя измерениями не должны превышать 5 см на 100 м, или разность прямого и обратного измерения, отнесенная к средней длине линии, не должна быть более 1:2000. в противном случае линию необходимо измерить заново.

В процессе измерения мерный прибор укладывают в створе измеряемой линии по теодолиту (инструментально) и

придают ей одинаковое натяжение. При длинах более 100 м их предварительно провешивают, т. е. устанавливают в створе ряд дополнительных вех.

Длину измеряемой линии вычисляют по формуле:

где l – длина мерного прибора; n – число уложений;

r – величина остатка.

Для определения координат точек съемочного обоснования и составления планов необходима горизонтальная проекция каждой линии, т. е. на каждом пролете надо определять углы наклона линии к горизонту эклиметром.

Привязка к пунктам опорной геодезической сети.

Привязка теодолитных ходов к пунктам и сторонам опорной геодезической сети имеет назначение передачи прямоугольных координат на одну или несколько точек теодолитного хода. С этой целью измеряют «примычные» углы на пунктах опорной геодезической сети и на вершине теодолитного хода, а также расстояние между опорной (твердой) точкой и точкой теодолитного хода. Точность измерения углов и линий такая же, как и при проложении основного теодолитного хода.

Обработка результатов измерений. Проверяют во

«вторую руку» журналы измерений. Вычисляют средние значения углов поворота и длину сторон. Составляют рабочую схему, где показываются все исходные и планового обоснования точки с их номерами в произвольном масштабе. Около каждой вершины углов из журнала выписывают средние значение соответствующего угла, против середины сторон записывают соответствующие горизонтальные проложения линий. Образец схемы планового обоснования дан в приложении 4. Рабочая схема служит наглядным материалом для

заполнения «Ведомости вычисления координат вершин теодолитного хода». По этой схеме производят подсчеты полученной угловой невязки по формулам:

где n – число вершин хода;

β– измеренные углы (правые по ходу);

бк – дирекционный угол конечной твердой стороны;

бн – дирекционный угол, начальной твердой стороны.

Полученную угловую невязку сравнивают с допустимой невязкой, подсчитываемой по формуле

где n – количество измеренных углов.

Если фактическая невязка окажется больше допустимой, то углы полигона или диагонального хода следует измерить вновь.

При допустимой угловой невязке приступают к увязке углов и вычислению координат вершин полигона, диагонального хода в ведомости, образец которой показан в приложении 5.

При вычислении координат точек теодолитного хода рекомендуется учитывать следующие моменты:

1.За исходное направление принимается дирекционный угол направления между пунктами опорной геодезической сети, а в качестве исходных координат – координаты пункта опорной геодезической сети. Координаты даны в каталоге

(прил. 1).

2.Измеренные горизонтальные углы выписывают в ведомость с точностью до десятых долей минуты, а горизонтальные проложения линий – до сотых долей метра.

3.Допустимая угловая невязка распределяется поровну на каждый измеренный угол со знаком, обратным знаку невязки.

4.Сумма увязанных углов должна быть равна ∑втеор .

5.Дирекционные углы сторон теодолитного хода можно вычислять как для углов вправо по ходу лежащих, так и для углов влево по ходу лежащих, применяя для этого соответственно формулы:

6.Вычисленные дирекционные углы, румбы округляют до десятых долей минуты.

7.В среднее значение измеренной стороны вводится поправка:

–за компарирование, если длина мерного прибора отличается от эталона более чем на 1:10000;

–за температуру, в тех случаях, когда разность

температуры воздуха при компарировании лент и измерении линий превышает 80;

–за наклон линии к горизонту (если угол наклона более 1.50), которая может быть вычислена по формулам:

н(7)

ДДн = -2 Д sin2 2 ,

или:

где h – превышение конечных точек измеряемой стороны. 8. Приращения координат находят, применяя

известные формулы:

Знаки приращений зависят от значения угла α или от названий румбов (табл. 4).

Вычисленные приращения координат выписывают в ведомость с точностью до сотых долей метра.

9. Подсчитывают сумму приращений координат для каждой оси, определяют невязки fx и fy

Уравнивание приращений координат производится в том случае, если отношение абсолютной невязки к сумме длин сторон хода (относительная невязка) не превышает величины, равной 1: 2000. В противном случае производятся повторные вычисления и полевые измерения.

11. Поправки к приращениям координат вводятся пропорционально длине измеренной стороны и записываются в ведомость до 0.01 м.

12. По исправленным приращениям координат и координатам исходных точек вычисляют координаты всех точек теодолитного хода.

3.3. Высотное съемочное обоснование

Сцелью определения высот точек съемочного обоснования производится техническое нивелирование

следующими способами:

–по точкам основного полигона – геометрическим;

–по точкам диагонального хода – тригонометрическим. В состав работ по созданию высотного съемочного

обоснования входит:

–измерение превышений между точками съемочного обоснования;

–привязка к пунктам высотной опорной геодезической сети;

–обработка результатов измерений.

производится отдельными ходами, системами ходов и замкнутыми полигонами между марками и реперами нивелирования I, II, III, IV. В исключительных случаях допускаются «висячие» ходы, прокладываемые в прямом и обратном направлениях. Геометрическое нивелирование производится техническим нивелиром, установленным между точками и нивелирными рейками. Превышения измеряют при одном горизонте нивелира, если работа выполняется по двум сторонам реек, и при двух горизонтах, если работа ведется по односторонней рейке.

Отсчеты производятся по рейкам, установленным на вбитые в землю колышки (точки съемочного обоснования). В том случае, если превышение между вершинами теодолитного хода невозможно определить с одной

станции, выбирают «связующие» (иксовые) точки и производят последовательное нивелирование через них.

Последовательность работы на станции следующая:

–визируют на заднюю рейку и берут отсчет: пузырек цилиндрического уровня в момент отсчитывания должен находиться в «нуль-пункте», отсчитывают по черной стороне рейки и записывают их в журнал;

–идентично отсчитывают по черной стороне передней рейки;

–отсчет по красной стороне передней рейки;

–отсчет по красной стороне задней рейки.

Образец заполнения нивелирного журнала и вычисление превышения на станции показан в таблице 5. В скобках указана последовательность записей.

Таблица 5 Образец заполнения нивелирного журнала

При выполнении геометрического нивелирования должны соблюдаться следующие требования:

–расхождение между значениями превышений, полученными на станции, не должно быть более 5 мм;

–расстояния от нивелира до реек должны быть по возможности равными (не более 10 м) и не превышать 150 м;

–невязка хода или полигона не должна превышать

величины ±50 L(мм) , где L – длина хода или полигона,

выраженная в километрах.

Когда число станций при нивелировании превышает 25 на 1 км. хода, указанная невязка не должна превышать

величины ±10 n мм, где n – число станций в ходе или полигоне.

Определение превышений тригонометрическим нивелированием производится измерением теодолитом вертикальных углов одним полным приемом (при двух положениях вертикального круга) в прямом и обратном направлении.

Исходными пунктами для тригонометрического нивелирования служат точки основного полигона, высоты которых определены из геометрического нивелирования.

Тригонометрическое нивелирование по сторонам диагонального хода выполняется, как правило, одновременно с измерением горизонтальных углов. Колебание «места нуля» МО на станции не должно превышать 1. Высоту визирной цели (определяют по рейке, установленной на точке) и теодолита (над центром знака) измеряют с точностью до 0.01 м. Вычисление превышений выполняют по формуле:

d – горизонтальное проложение.

Если визирование производили на высоту прибора, т. е. при J = l , то превышение равно: h = dtgν' .

На каждой стороне диагонального хода превышение определяют дважды – в прямом и обратном направлении. Расхождения между прямым и обратным превышениями или между превышениями, определенными при наведении на разные высоты визирной цели, для одной и той же линии не должны быть более 0.04 S см, где S – длина линии, выраженная в сотнях метров. Допустимая невязка по высоте хода тригонометрического нивелирования не должна

превышать величины 0.04 S n м, где S – средняя длина линии, выраженная в сотнях метров, n – число линий в ходе.

Привязка к пунктам высотной опорной геодезической сети имеет целью передачи абсолютных отметок на точки съемочного обоснования. Для этого прокладывают нивелирный ход к реперу, отметка которого известна (см. каталог, прил. 1).

Обработка результатов геометрического нивелирования начинается с проверки полевого журнала. Вначале подсчитывают полусуммы отcчетов по черной и красной сторонам, для задней и передней реек, затем определяют разность найденных значений и сравнивают ее с суммой средних превышений на данной странице (постраничный контроль).

Составляют рабочую схему высотного обоснования по аналогии с рабочей схемой планового обоснования, на которой показывают: средние превышения, знак среднего превышения и направление. По рабочей схеме подсчитывают сумму превышений и вычисляют невязки по формулам:

на все превышения, после чего вычисляют отметки вершин полигона по формуле:

В результате произведенных работ по съемочному плановому и высотному обоснованию должны быть представлены:

–схема планово-высотного съемочного обоснования;

–кроки точек съемочного обоснования (не менее 3 на бригаду);

–журналы измерения углов и линий;

–журналы технического нивелирования;

–ведомости уравнивания и вычисления координат и высот точек;

–каталог координат и высот точек;

–пояснительная записка.

3. 4. Тахеометрическая съемка

Тахеометрическую съемку местности выполняют при создании планов небольших участков крупных масштабов на незастроенных территориях и производят с точек основного и диагонального теодолитных ходов. Съемка контуров ситуации и рельефа местности выполняется способом полярных координат. В качестве ориентирной линии принимается одна из сторон теодолитного хода. От этой стороны измеряют полярные углы одним полуприемом, а расстояния до реечных точек измеряют по дальномеру. Работу на станции ведут в следующей последовательности:

1. Устанавливают теодолит в рабочее положение.

2. Измеряют высоту прибора j (с точностью до 0.01

м) и отмечают ее на рейке.

3. Значение место нуля вертикального круга определяют визированием на удаленную, видимую цель при двух положениях круга и снимают соответственно показания КЛ и КП по вертикальному кругу:

должны превышать одной минуты.

4.Ориентируют лимб по какой-либо стороне теодолитного хода, для чего совмещают нули лимба и алидады и при закрепленной алидаде визируют на твердую точку, закрепляют лимб. Открепив алидаду, можно измерить полярный угол на любую реечную точку.

5.Последовательно визируют на реечные точки и берут отсчеты: по нитяному дальномеру (до 0.1 м), по вертикальному (с точностью до одной минуты) и горизонтальному (с точностью до 5 минут) кругам. Измерения выполняют при левом (одном) положении круга. Результаты наблюдений записывают в тахеометрический журнал, образец которого показан в приложении 7.

6.Одновременно с пикетажным журналом составляют кроки на каждой станции. Кроки – это схематический чертеж, составляемый от руки в произвольном масштабе, на нем показывают точки хода, с которых производится съемка, все пикеты, ситуация, обозначенная пояснительными надписями или условными знаками, а также характерные места рельефа (тальвеги, водоразделы, перегибы, направления скатов и др. (прил. 6).

7.По окончании работы на станции проверяют ориентировку на начальную точку. Расхождение с начальным отсчетом не должно превышать двух минут.

Высотные реечные точки, по возможности, располагают равномерно по всей территории снимаемой местности с расстояниями между ними не более 20 м при масштабе съемки 1:500. Кроме этого, реечные точки устанавливаются обязательно на всех характерных точках рельефа.

Расстояние от прибора до высотных точек не должно превышать 120 м, а до контурных – 80 м.

Реечные точки нумеруются арабскими цифрами, их номера записывают последовательно от первой до последней станции. Нумерация реечных точек в тахеометрическом журнале и на кроки должна совпадать.

В целях контроля и во избежание пропусков («окон») при съемке с каждой станции определяют несколько пикетов, расположенных в полосе перекрытия съемки с других станций.

Обработка результатов тахеометрической съемки:

1)проверка вычисления МО;

2)вычисление углов наклона со станции на реечные точки определяют по одной из этих из формул: ); (20)ν =МО−КП, н= 0.05(ν = КЛ − МО, КЛ-КП

3) вычисление превышений со станции на реечные

где Д – количество сантиметровых делений рейки между

дальномерными штрихами сетки нитей (коэффициент дальномера К = 100); ν – угол наклона измеренной линии;

J– высота инструмента;

–высота визирования.

Если при измерении углы наклона визировать на высоту прибора, то J =λ и h = 0.5 Д sin 2νh' ;

4) вычисление отметок реечных точек по формуле:

где Hст – отметка станции;

hi – превышение на реечную точку.

Отметки реечных точек вычисляют с точностью до

0.01м.

5)вычисление значения горизонтального проложения

линии:

S = Д'cos2 α = Д'−Д'sin2 α

где Д' – длина, определенная по дальномеру в метрах.

Графическое оформление материалов топографической съемки. План тахеометрической съемки составляют в масштабах 1:1000 или 1:1500 с высотой сечения рельефа 0.5 или 1.0 м в зависимости от условий и рельефа местности. Масштаб плана и высоту сечения рельефа устанавливает преподаватель. В приложении 8 показан образец плана тахеометрической съемки.

Составление плана выполняют в следующей последовательности:

–линейкой Дробышева разбивают координатную сетку

иподписывают ее;

–с помощью поперечного масштаба и циркуляизмерителя наносят на план по координатам вершины основного и диагонального хода. Правильность нанесения точек проверяют по горизонтальным углам и по горизонтальным расстояниям. Записывают на плане номера вершин и их отметки (до 0.01 м);

–наносят на план реечные точки по горизонтальным углам и горизонтальным проложениям линий. Рядом с каждой точкой (справа) записывают в числителе ее номер, а в знаменателе – отметку, округленную до 0.01 м;

–проводят на плане горизонтали, производя графическую интерполяцию, по направлениям, указанным в кроки;