Ара кашықтықты қашықтық өлшеуіштермен өлшеу

Оптикалық кашықтық өлшеуіштердік өлшеу принципі параллактикалық үшбұрышты шешуге негізделген, онда кішкене бұрыш (параллактикалық) (β) және оған қарсы жатқан катет (базис) (b) ара қашықтықты анықтайды:

Осы шамалардың біреуін (β немесе b) тұрақты деп алып, екіншісін өлшейді. Осыған байланысты оптикалық қашықтық өлшеуіштер тұрақты бұрышты және айнымалы базисті болып белінеді.

Жіпті қашықтық өлшеуіш. Практикада тұрақты параллактикалық бұрышты жіпті қашықтық өлшеуішпен өлшеу кен таралған. Дүрбідегі тордын вертикаль жібінін үш горизонталь жіптерімен қиылысу нүктелері арқылы өтетін сәуленің жүрісі схема түрінде көрсетілген. Шеткі горизонталь жіптері — қашықтық өлшеуіштері, олар ара қашықтықты өлшеу үшін қолданылады. N нүктесінде центрленген аспаптан кез келген бір М нүктесінде орналастырылған қашықтық өлшеуіш рейкаға дейінгі d ара қашықтықты өлшеу керек болсын.

мұндағы d'—объективтің алдықғы фокусынан рейкаға дейінгі қашықтық; f—дурбінін объективінін фокус кашықтығы; δ — объективтен теодолиттің негізгі осіне дейінгі қашықтық.

Қашықтық өлшеуіш жіптерінен (а' және b') өтетін сәулелер объектив арқылы өтіп, рейканы А және В нүктелерінде қиып өтеді. Қашықтық елшеуіш жіптерінің а'b' аралығын р, ал рейкадағы А және В нуктелерінің арасындағы бөліктер санын l арқылы белгілеп, АВҒ және аbҒ үшбұрыштарының ұқсастығынан мынаны табамыз:

f/р қатынасын қашықтық өлшеуіш коэффициенті деп, r арқылы белгілейді, (f+ δ) қосындысы кашықтық өлшеуіштің тұрақты шамасы болып табылады да с арқылы өрнектеледі. Сонда (71) формуласына осы белгілеулерді енгізіп мына түрде жазамыз:

Қашықтық елшеуіш жіптерді рейкадағы сантиметрлік бөліктер r= 100-ге тең болатындай етіп түсіреді.

с-ның шамасы ішкі фокусировка дүрбілерде жақын ара қашықтықтарды елшегенде ғана ескеріледі, ал 50 м-ден асатын ара қашықтықты елшегенде оны ескермесе де болады.

Апта 14

Дәріс 8 Теодолиттік түсіріс

Теодолиттік түсірістің мәні. Белгілі бір жер территориясының жай-жапсарын 1:500- 1:5000 масштабтағы пландарда жер бедерінсіз кескіндеу үшін жүргізілетін горизонталь түсіріс теодолиттік түсіріс деп аталады.

Осы жұмыстарда бұрыш өлшеуіш аспабы ретінде теодолит қолданылады, ал ара қашықтықты өлшеу үшін ленталар (рулеткалар) және оптикалық қашықтық өлшеуіштер пайдаланылады. Теодолиттік түсіріс геологиялық барлауда, тау кен ісінде, ауыл шаруашылығында, құрылыста т.с.с. пайдаланылатын мәліметтерді алу үшін жүргізіледі.

Теодолиттік түсіріс үшін тірек жүйесі әдетте теодолиттік журістер жүйесі түрінде құрылады да, олардың нүктелерінен ситуацияны түсіре отырып, қажетті нүктелердің орнын полярлық әдіспен, перпендикулярлар және жарма әдістерімен, сонымен қатар әр түрлі бұрыштық және ұзындық қиыстырулар көмегімен аныктайды.

Теодолиттік тусіріс дайындық, далалық және ғылыми еңдеу жұмыстарынан тұрады.

Дайындық жұмыстары кезінде жергілікті жердің жай-жапсарын кескіндеудің қажетті дәлдігіне сүйеніп, түсірістің масштабын таңдайды да, қолдағы бар картографиялық материалдарды (планды, картаны және профильді) мұқият қайта қарап зерттейді. Егер түсіріс жургізілетін ауданда геодезиялық тірек жүйесінің пункттері болса, онда олардың орналаскан жерінің схемасын жасап, каталогтан координаталарын жазып алады.

Далалық жұмыстардың құрамына мынадай жұмыстар енеді: 1) жергілікті жерді рекогносцировкалау және пункттерді бекіту; 2) түсірістің пландық негіздеуін жасаған кезде бұрыштарды және сызықтардың ұзындығын өлшеу; 3) жергілікті жердін контурын түсіру; 4) түсіріс негіздеуінің пункттерін мемлекеттік немесе жергілікті жүйе пункттеріне байланыстыру.

Рекогносцировка кезінде геодезиялық тірек жүйесінің пункттері ізделініп табылады және жүргізілетін теодолиттік жүрістердің неғұрлым қолайлы орындары белгіленеді. Рекогносцировканың натижесін ірі масштабтағы немесе жұмыс барысында жасалған схемаға түсіреді.

Жергілікті жерде теодолиттік жүрістерді жүргізу. Теодолиттік жүрістер түйықталған, тұйықталмаған және бір жағы байланыстырылған болуы мүмкін. Тұйықталған теодолит-тік жүріс (60, а-сурет), әдетте, геодезиялық негіздеудің пунктіне байланысқан тұйық көпбұрыш түрінде болады. Тұйықталмаған

жүрістер (60, б-сурет) басы мен аяғында геодезиялық негіздеудің координаталары белгілі пункттеріне тірелуі тиіс. Бір шеті геодезиялық негіздеудін пунктіне байланыстырылып, ал екінші шеті еркін қалса бұл жүріс бір жағы байланыстырылған жүріс (60, в-сурет) деп аталады.

Толықтыру түрістері. Толықтыру түсірістері теодолиттік жүрістердің пункттерінен жүргізіледі. Ол берілген тапсырмаға және қабылданған масштабқа байланысты планда кескінделетін әрбір контурдың және ситуацияның барлық нүктелерінін орнын анықтайтын өлшеулерден тұрады.

Перпендикулярлар әдісі аныкталатын нүктеден теодолиттік жүрістің қабырғасына түсірілген жергілікті жердегі перпендикулярдың ұзындығын және жүрістің нүктесінен перпенднкулярдың табанына дейінгі ара қашықтықты өлшеуден тұрады (61, а-сурет). Қысқа перпендикулярлар көз мөлшерімен, ал ұзындары—эккердің көмегімен тұрғызылады. Эккер үшқырлы призма болып табылады, оның екі кыры теодолиттік жүрістін кабырғасына перпендикулярларды түсіретін және көз алдына келтіретін айна қызметін атқарады.

Жармалар әдісі теодолиттік жүрістің қабырғаларына тірелетін сызықтардың жармаларын немесе тірек нүктелерінің жармасында орналасқан нүктелерді түсіруде қолданылады (61, г-сурет). Бұл әдіс кесінді сызықтардың шеткі нүктелерінің арасында көрінушілік болған жағдайда пайдаланылады. Жармалар әдісі кұрылыс салынған аймақтарды түсіруде кең қолданылады, әрі перпендикулярлармен ұзындық қиылыстыру әдістерімен жиі ұштастырылады.

Бұрыштық қиылыстыру әдісі, әдетте жетуі қиын нүктелерді түсіру үшін қолданылады (61, в-сурет). Нүктенің орны теодолиттік жүрістің нүктелерінен немесе қабырғаларында орналасқан нүктелерден өлшенілетін екі бұрышпен анықталады. Анықталатын нүктедегі бұрыштың шамасы 30°—150° аралығында болуы тиіс. Нүктенің кескінін салу транспортирмен жасалынады, олардың қиылысқан жері тиісті нүктенің орны болып табылады.

Айналма жол әдісі таса жердегі маңызды объектілерді түсіру үшін, яғни негізгі теодолиттік жүрістің қабырғалары мен ұштарынан алыста орналасқандықтан жергілікті жердегі кедергілеріне байланысты түсіруге мүмкіндігі болмайтын жағдайда қолданылады.

Ұзындық қиылыстыру әдісі кезінде нүктенің орны кабырғалары өлшенген үшбұрыштың төбесі аркылы анықталады. Нүк-тенің пландағы орнын табу үшін жергілікті жерде үшбұрыштың үш қабырғасының ұзындығын өлшеп, содан кейін планда олар арқылы үшбұрышты салу керек (61, б-сурет).

Полярлық координаталар әдісі теодолиттік жүрістен ашық жерде қашықтау орналасқан жергілікті заттарды және контурлардың сипатты нүктелерін түсіру үшін колданылады. Бұл әдіс кезінде түсіріс тұрақты сызық арқылы жүргізіліп, оның бір шеті полюс ретінде кабылданады. Түсірілетін нүктенін орны екі координаталармен: тұрақты сызықтан берілген нүктенін бағытына дейінгі есептелетін горизонталь бұрышпен және полюстен осы нүктеге дейінгі ара қашықтықпен анықталады. Бұрыштарды полюсте орнатылған теодолитпен, ал ара қашықтықтарды өлшеуіш лентамен, рулеткамен және қашықтық өлшеуішпен өлшейді.

Жергілікті жердін. контурларын, түсіріс нәтижелерін, кесінді сызықтардың үзындықтарын өлшеу журналынан абриске енгізеді. Абрис схематикалық сызба болып табылады, бірак ол жергілікті жердің контурларының өзара және тірек сызықтарының орналасу реттерін міндетті түрде сақтай отырып, анық әрі мұкият салынады. Абристегі жазулар карапайым қарындашпен, контурлардың түзу учаскелері сызғышпен түсіріледі. Абристі салғанда ондағы орналасатын бедерлер мен жазулардың анық және қолайлы орналасуын қамтамасыз ететін масштаб таңдалуы тиіс.

Геодезиялық тура есеп. Белгілі бір жердегі геодезиялық өлшеулердің нәтижесінде бұрынғы нүктенің коордннаталарына сүйеніп басқа нүктелердің координаталарын анықтау қажеттігі туады. Мысалы, нүктенің x және y координаталары, 1-нүктеден 2-нүктеге дейінгі горнзонталь ара қашықтығы және 1-2 сызығы бағытының дирекцнондық бұрышы α_1-2 берілсін. Екінші нүктенің х₂ және y₂ координаталарын табу керек болсын. Осы тұрғыда координаталардың берілуі геодезиялық тура есеп деп аталады.

1- және 2-нүктелерін координаталар осіне проекциялаймыз

Осындағы келесі және бұрынғы нүктелердің координаталарының айырымы (∆х және ∆у) координаталар өсімшелері деп аталады. Олар

d_1-2 кесіндісінің координаталар осіндегі проекциялары болып табылады. 1—2—2' үшбұрышынан мынаны табамыз:

Дирекциондық бұрыштардың (α) әр түрлі мәндері үшін ∆х және ∆у өсімшелерінің таңбалары кестеде келтірілген.

Демек, координаталар өсімшелерін біле отырып, 2-нүктенің координаталарын мына формулалар бойынша анықтауға

болады:

Сонымен, келесі нүктенің координаталары бұрынғы нүктенің координаталарына және координаталар өсімшелерінің қосындысына тең.

Геодезиялық кері есептің шешуі. Қесіндінің екі шетінің тікбұрышты координаталары аркылы осы кесіндінің ұзындығы мен дирекциондық бұрышын анықтайтын болсақ, онда бұл есеп геодезиялық кері есеп деп аталады. Мұндай есеп геодезияда барлау кезіндегі бұрғылау скважиналарының арасындағы ара қашықтыкты анықтауда жиі кездеседі.

А және В кесінділеріндегі екі бұрғылау скважиналарыньщ ко-ординаталары берілген. Осы А және В нүктелеріндегі скважиналардың ара қашықтығы АВ= d мен АВ бағытының дирекциондық бұрышын ала аныктау қажет болсын. Тікбұрышты АаВ үшбүрышынан:

Мұндағы

Ва=∆у=у_В - у_А; Аа=∆х=х_В- х_А (105) болғандықтан

Дирекциондық бұрыштың мәнін анықтаған кезде координаталар өсімшелерінің таңбаларын ескерген қажет.

Скважиналар арасындағы ара қашықтықты d тексеру мақсатында мына формулалардың көмегімен екі рет есептеп шығарылады:

Бұдан басқа, ара қашыктықтың d мәнін тікбурышты үшбұрыштан Пифагор теоремасы бойынша есептеп шығаруға болады

(105), (106) және (107) формулаларын пайдаланып ұзындықтың мәнін үш рет анықтауға болады, натижелерінің жиынтығы есепті шығарудың сенімді тексеруі болып саналады.

Апта 15

Дәріс 10 Геометриялық ниверлеу

Геометриялық нивелирлеу тәсілдері. Нүктелердің биіктік белгілерінің мәні мен олардың салыстырмалы биіктіктерін есептеп шығаратын геодезиялық өлшеулер нивелирлеу деп аталады. Нүктелердің алынған биіктік белгілерінің мәні барлық масштабтағы топографиялық түсірістердің биіктік негізі болып саналады және олар халық шаруашылығына қажетті инженерлік есептерді, сондай-ақ бірқатар ғылыми есептеулерді шешу үшін қолданылады.

Нүктелердің биіктігін техникалык, нивелирлеуді колданып геометриялық нивелирлеумен анықтайды. Геометриялық нивелирлеу ортадан және алға қарай нивелирлеу әдістері болып бөлінеді.

Ортадан нивелирлеуде нивелир А және В нүктелерінін дәл ортасындағы С нүктесіне орнатылады, ал нүктелерге бірдей рейкалар қойылады. Дүрбінің нысаналау осін горизонталь жағдайына келтіреді де, нивелирдің дүрбісін біртіндеп рейкаларға нысаналайды. Бұдан кейін З және П есептеулерін алады, олар нысаналау сәулесінен А және В нүктелеріне дейінгі кесінділер болып саналады. Мұнда А және В нүктелерінің арасындағы салыстырмалы биіктік (һ) мына формула бойынша есептеліп шығарылады:

Егер «артқа есептеу» 3 «алға есептеуден» П артық болса (3>Л), онда салыстырмалы биіктік һ оң болады, яғни В нүктесі А нүктесінен биік орналасады. Ал «артқа есептеу» 3 «алға есептеуден» П кем болса (3<П), онда салыстырмалы биіктік теріс болады, яғни В нүктесі А нүктесінен төмен орналасады.

Егер А нүктесінің биіктік белгісінің мәні Н_а белгілі болса, онда келесі В нүктесінің биіктік белгісінің мәні Н_в бұрынғы нүктенің биіктік белгісінің мәні Н_а мен олардың арасындағы салыстырмалы биіктігінің қосындысына тен болады

Нивелирдің нысаналау сәулесінің теңіз денгейінен биіктігі аспаптың горизонты АГ деп аталып, былайша анықталады:

Егер рейканы аралықтағы бір нүктеге (D) қойып, одан d есептеуін алатын болсақонда оның биіктігі яғни кез келген нүктенің биіктік белгісінің мәні аспаптың горизонтымен осы нүктеге қойылған рейкадан алынған есептеудің айырымына тең.

Нивелирлік рейкалар. Нивелирлеу үшін түтас немесе бүктемелі ағаш рейкалар колданылады, олар үзындығы 3-4 метр, ені 10 см және қалыңдығы 2-3 см бітеу тутас тактай ағаш болып табылады. Тақтайлар ақ майлы бояумен боялады және оларға сантиметрлік торкөз бөліктер түсіріледі. Онда әрбір дециметр жазылады, ал сантиметрлік бөліктер есептеулерді жеңілдету үшін 5 см сайын топтарға біріктіріледі. Рейканың ең кішкене бөлігінің сандық шамасы рейка бөлігінің бағасы деп аталады. Тұтас рейканың ең үлкен ұзындығы 3 м-ге тең. Рейканың төменгі жағына рейканы тез тозудан қорғайтын болат пластинкадан така қағылып койылады.

Рейкалар бір жакты немесе екі жакты болуы мүмкін, екіншісінде оның бір жағында қара бөліктер, екінші жағында қызыл бөліктер болады. Осыған орай рейканың жақтары кызыл және қара болып бөлінеді. Рейканың қара жағындағы нөлге тең есептеу, оның тақасымен дәл келеді, ал кызыл жағындағы тақаға сәйкес келетін есептеу нөлге тең болмайды.

Жұмыс басталмай тұрьш рейкаларды тексеріп алған жөн. Ол үшін рейканы горизонталь күйінде жатқызып, оған тексеру метрін қойып, онын әрбір метрі мен дециметрін өлшейді. Оның дециметрлік бөліктерінің кездейсоқ кателіктері ±1 мм-ден, ал рейканың барлық ұзындығындағы қателік ±2 мм-ден аспауы тиіс.

Техникалық нивелирлеу. Техникалық нивелирлеу 1:500-1:5000 масштабтардағы топографиялық түсірістердің биіктік негіздеулерін кұру мақсатымен, сондай-ақ барлау, жобалау және әр түрлі инженерлік құрылыстарды салу үшін жасалынады.

Топографиялық түсірістердің биіктік негіздеуін жасағанда техникалық нивелирлеу жүрісінің үзындығы жер бедері қимасы-нын берілген биіктігіне байланысты болады. Нивелирлеу бір бағытта орындалады. Рейкалар бойынша есептеулер тек қана орта жіптен алынады. Әдеттегі екі жақты рейкаларды қолданғанда станциядағы жұмыс атқару реті төмендегідей болады:

1. артқы рейканың қара және қызыл жақтарынан есептеулер алу;

2. алдыңғы рейканың кара және қызыл жақтарынан есептеулер алу.

Жүмыс кезінде бір жақты рейкаларды да қолдануға болады. Бұл жағдайда станциядағы жүмыс атқару реті мынадай болуы тиіс:

1. артқы рейкадан есептеу;

2. алдыңғы рейкадан есептеу;

3. нивелирдің горизонтын 10 см-ден артық шамаға өзгерту;

4. қайтадан алдыңғы рейкадан есептеу;

5. қайтадан артқы рейкадан есептеу.

Станциядағы салыстырмалы биіктіктің айырмашылығы екі немесе бір жақты рейкаларды қолданғанда 5 мм-ден аспауы тиіс.

Жүрістердегі қиыспаушылық ±50мм-ден аспауы тиіс, мұндағы L — жүрістің км-лік ұзындығы.

Барлау траншеясының трассасын нивелирлеу кезіндегі станциядағы жұмыс атқару ретін қарастырып көрелік. Нивелирді шамамен N:0 пикет пен R₁₀ байланыстыру нүктелерінен бірдей қашықтыққа орналастырады; ал байланыстыру нүктелеріне екі жақты рейкаларды қояды. Аспапты жұмыс жағдайына келтіріп, дүрбіні соңғы нүктеге нысаналайды да рейканың қара жағынан 0902 есептеуін алады, содан кейін дүрбіні алдыңғы нүктеге нысаналап, рейканың қара жағынан 1731 есептеуін алады. Есептеулерді нивелирлеу журналына енгізеді. Осыдан кейін рейкашылар рейкаларының қызыл жақтарын бақылаушыға қарай айналдырады, бұл кезде бақылаушы 6418 және 5587 есептеулерін алады. Қара 0902-1731 = -829 және қызыл 5587-6418= -831 есептеулерінің айырымы +4 мм-ден аспауы тиіс. Енді салыстырмалы биіктіктің 1 мм-ге дейін дөңгелектеніп алынған (-830 мм) орташа мәні графаға жазылады.

Әр станциядағы жұмыс салыстырмалы биіктікті есептеп шығарумен және оларды кестенің графасына жазумен аяқталады. Бақылаушы есептеулер мен есептеп шығарулардың дұрыстығына көзі жеткенде ғана станцияны тастап кетеді.

Профильді салу. Нивелирленген трассаның нүктелерінің есептеліп шығарылған биіктік белгілері бойынша оның профилі салынады. Профильді жол-жол сызықты кағазға нивелирлеу журналы мен пикеттік кітапшаның мәліметтері бойынша сызады. Бойлық профильге көбірек кернекілік беру максатымен, әдетте вертикаль масштабты горизонталь масштабпен салыстырғанда 10 есе үлкейтіп кабылдайды.

Бойлық профнльді салу мына тәртіп бойынша жасалады:

1. Шартты горизонтты (ШГ) тандайды, оның сызығынан профильдің ен аласа нүктесі 4-5 см-ден артық қашықтықта болімауы керек, шартты горизонттың (ШГ) биіктік белгісі 10 м-ге еселі болуы тиіс.

2. Шартты горизонттың сызығынан төмен профиль торын орналастырады, ол қажетті мәліметтерді енгізуге арналған жол-жол сызық болып саналады.

2. Ара қашықтық графасына қабылданған масштабқа сәйкес пикеттер мен аралық нүктелер арасындағы горизонталь ара қашықтықтарды салады. Содан кейін осы ара қашықтықтарды көшіру арқылы профиль нуктелерінің орнын шартты горизонттың сызығында белгілейді. Осы нүктелердің перпендикулярларында вертикаль масштабта профиль биіктік белгілерін түрғызады, олар нүктелердің абсолют биіктік белгісі мен шартты горизонттық айырымы болып саналады, яғни

Перпендикулярлардық шеттерін сызықтармен қосып трассаның шын профилін алады.

4. Профильге инженерлік жүмыстар нәтижесінде табиғи профильдің орнын басатын қолдан жасалатын жобалау сызығын салады. Жобалау сызығын грунтты казу және толтыру жөніндегі жер бетіндегі жұмыстардың минимумын ескере отырып таңдайды. Онын өзі де жобада таңдап алынған көлбеулік құрылыстардың осынау түріне қойылатын техникалық талаптарға сәйкес берілген шамадан артық болмауы тиіс.

Трассаның жобалық кәлбеулігін мына формуламен есептейді:

мұндағы һ- жобалау сызығы шеттерінің салыстырмалы биіктігі; d- осы сызыктың горизонталь ұзындығы; H₀^*, H_c^*- жобалау сызығының басы мен сонынын профильден графикалық түрде алынатын жобалық биіктік белгілері.

5. Трасса нүктелерінія жобалық биіктік белгілерін мына формуламен есептейді:

мұндағы d_n — трассаның бастапкы нүктесінен n нүктесіне дейінгі горизонталь ара қашықтығы; і- трассаның жобалык, көлбеулігі. Жобалық биіктік белгілерін әдетте кызыл тушьпен жазады, сондықтан оларды кызыл биіктік белгілері деп атайды.

Жұмыс жасау биіктік белгілерін тиісті нүктенің жобалық және табылған биіктік белгілерінің айырымы ретінде аныктайды, яғни

Жұмыс жасау биіктік белгілері осы нуктедегі қазудың терендігін немесе толтырудың биіктігін аныктайды. Жер казу жұмыстарын жүргізгенде осы цифрлар өте манызды цифрлар болып саналады.

7. Жобалау сызығының табиғи профиль сызығымен қиылысқан жері нөлдік жұмыс жасау нүктелері деп аталады. Осы нүктелердің жұмыс жасау биіктік белгілері нөлге тен болатындықтан жер қазу жұмыстары бұл нүктелерде жүргізілмейді. Трассадағы олардың орнын метрдің ондық бөлігіне дейінгі дәлдікпен білу керек, өйткені жер қазу жұмыстарын әдетте осы нүктелерден бастайды. Нөлдік жұмыс жасау нүктелерінің биіктік белгілерін жобалық биіктік белгілері қатарына көк тушьпен жазады.

Трассаны планға нивелирлік жүрістін бұрылу бұрыштарынын координаталарымен немесе пикет кабырғаларынын ұзындығы мен азимуттары арқылы салады. Планда трассаны нивелирлеу кезіндегі жергілікті жердің түсірілген бет бедері кескінделеді.