конспект лекций по геодезии

разряда (1 и 2 разряды). Они строятся по принципу от общего – более точно, к

частному – менее точному, с последующим увеличением количества точек на 1 км2.

По методу создания плановые сети подразделяются на сети триангуляции

(геометрические построения в виде треугольников, центральных систем,

четырехугольников с измеренными углами), трилатерации (построения с измеренными сторонами), полигонометрии (измерены стороны и углы поворота).

Высотные сети создаются методами геометрического и тригонометрического нивелирования. Плановые сети I класса создаются в виде полигонов с периметром 800 – 1000 км, прокладываемых по меридианам и параллелям, II – III – IV класса заполняющие сети (длины сторон колеблятся от 25

– 30 км – I класс, до 2 км – IV класс) (рис. 9.3.). Сети сгущения и съемочные сети создаются на территории населенных пунктов и строительных площадок для повышения плотности точек, необходимых при выполнении инженерно-

геодезических работ.

Рис. 9.3. Схема построения плановых сетей

Высотные геодезические сети создаются проложением нивелирных полигонов I класса (по дорогам и рекам) периметром до 3 – 4 тыс. км с последующим разукрупнением на полигоны II – III – IV класса. Расстояния между реперами независимо от класса до 5 км (Рис.9.4.). Плотность пунктов

71

Государственных геодезических сетей и сетей сгущения должна быть не менее 1

пункта на 5 км2, и одного репера нивелирования на 5 – 7 км2.

Плотность построения сетей съемочного обоснования регламентируется специальными инструкциями или нормативными документами. Методы их создания: микротриангуляция, микротрилатерация, теодолитные ходы и засечки.

Высотные - методом геометрического, тригонометрического нивелирования.

Закрепление осуществляется постоянными и временными знаками

(железобетонными, металлическими, деревянными кольями).

9.2. Теодолитные ходы.

Плановое геодезическще обоснование создается преимущественно проложением теодолитных ходов. Геодезические работы по их созданию делятся на полевые и камеральные.

Полевые содержат следующие виды геодезических работ:

1.Обследование участка (рекогносцировка) и закрепление точек;

2.Измерение горизонтальных углов;

3.Измерение длин линий;

4.Привязка к пунктам государственных геодезических сетей.

Проектирование плановых сетей съемочного обоснования осуществляется

на картах или планах крупного масштаба. Длины ходов приведены в таблице 9.1.

Длины сторон хода должны быть в пределах 40 –350 м (20-300 на застроенных) на незастроенных территориях, удобных для линейных измерений.

Точки намечают на возвышенных местах, обеспечивая хороший обзор местности

72

в пределах участка съемки. Закрепление точек осуществляется кольями или металлическими стержнями путем забивки их до уровня земли, рядом с которыми сбоку ставится сторожок (рис. 9.4.) и делается окопка. На территориях населенных мест хода прокладывают по одной стороне улиц, закрепляя точки железнодорожными костылями (забивка в асфальт) или заостренными штырями.

При больших длинах линий, проходящих по пересеченной местности, до измерений производится вешение (установка вех в створе линий).Учитывая характер местности возможны следующие случаи вешения линий, приведенные на рис.9.5

Рис. 9.4. Рис. 9.5.

9.3. Измерение горизонтальных углов.

Для измерения горизонтальных углов используется теодолит. До начала измерений он должен быть выверен (сделаны поверки и юстировки). Порядок измерения угла включает следующие операции:

Установка теодолита над точкой (центрирование) с погрешностью ± 1см.

Приведение теодолита в рабочее положение с помощью уровня (поворот на

900), (нивелирование).

Ориентирование теодолита на переднюю точку хода (левое направление угла), отсчет должен быть равен нулю.

Взятие отсчетов при круге право (I полуприем) и при круге лево (II

полуприем).

Расхождение углов в полуприемах не должно превышать 1,5 t, где t –

точность отсчетного устройства теодолита.

73

9.4. Измерение длин линий.

Измерение сторон теодолитных ходов осуществляется мерными лентами или дальномерами с относительной погрешностью 1:3000 для благоприятных условий и 1500для неблагоприятных. Линии измеряются после предварительного вешения (если это необходимо) в прямом и обратном направлении. Измерение производят два мерщика: задний и передний. Задний удерживает ленту первой шпилькой в начале линии, а переднего мерщика выставляет в створе измеряемой линии. По команде лента натягивается и закрепляется второй шпилькой. Так последовательно производятся измерения длины всей линии. Если в конце отрезок менее длины мерной ленты, измеряют остаток с точностью до 1 см (на глаз). Длина всей линии определяется по формуле:

D l(n 1) r,

где n – число шпилек у заднего мерщика, l– номинальная длинна ленты, r –

домер. При углах наклона более 3 градусов, необходимо измерять углы наклона и вводить поправку за приведение линии к горизонту.

9.5. Привязка теодолитных ходов.

Для того, чтобы связать теодолитный ход с другими ходами в единое плановое съемочное обоснование, выполняется его привязка к пунктам опорной геодезической сети. Наиболее простой способ привязки при помощи измерения примычных углов (рис. 9.6.).

74

Рис. 9.6. Схема привязки теодолитных ходов

9.6. Камеральная обработка результатов измерений.

Конечной целью камеральной обработки теодолитного хода является получение уравненных значений координат точек. Она включает следующие процессы:

1.Увязку углов

i 1 2 n;

T 180 n 2 ;

f i T ; f доп 2tn,

где t = 1 – точность отсчетного устройства теодолита. Если fβ≤ fβ теор. то

2.Вычисление дирекционных углов и румбов

n n 1 180 nправ.;

Взависимости от четверти по формулам связи переходят к румбам.

3.Вычисление приращений координат и координат точек. В основе данных вычислений лежит прямая (обратная) геодезические задачи.

75

9.7. Прямая геодезическая задача.

По известным координатам одной точки, дирекционному углу и горизонтальному проложению линии АВ, определить координаты второй точки

(рис. 9.7.).

Из ∆АОВ

ХВ = ХА + ∆Х = ХА + d cosαAB;

УВ = УА + ∆У = УА + d sinαAB;

где ∆Х = d cosαAB; ∆У = d sinαAB;

Рис.9.7. Прямая и обратная геодезические задачи

9.8. Обратная геодезическая задача.

По известным координатам двух точек определить дирекционный угол и

горизонтальное проложение линии АВ.

Вычисление приращений координат производят по таблицам приращений

или с помощью калькулятора. Алгебраическая сумма приращений координат в замкнутом полигоне должна равняться нулю. По вычисленным ∆Х и ∆У находим

координат. Полученные исправленные приращения координат должны в сумме равняться нулю. По ним вычисляют последовательно координаты точек хода.

76

РАЗДЕЛ 10. ТОПОГРАФИЧЕСКАЯ СЪЕМКА

Съемкой называется комплекс геодезических работ необходимых для составления планов и карт. В процессе съемки с пунктов опорной геодезической сети или съемочного обоснования определяют плановые положения контуров и предметов местности и производят определение точек по высоте для изображения рельефа. Топографическая съемка состоит из подготовительных и полевых работ.

В процессе полевых работ производят осмотр участка местности, закрепляют точки съемочного обоснования и выполняют необходимые угловые, линейные и высотные измерения. В зависимости от размеров участка, цели создания плана,

масштабов съемки бывают:

глазомерная (для приближенного изображения участка местности в произвольном масштабе);

теодолитная (получение контурного плана без рельефа);

тахеометрическая (получение топографического плана);

мензульная (получение топографического плана в полевых условиях).

стереотопографическая (получение топографических планов и карт на большие территории с использованием материалов аэрофотосъемки и стереокомпараторов).

По материалам съемок создаются планы, карты, цифровые модели местности. В последнее десятилетие все большие масштабы приобретают технологии создания планов и карт в виде цифровых моделей или электронных планов. Цифровые модели местности создаются на ЭВМ, путем преобразования топографической информации о местности в цифровую форму. Цифровая модель местности состоит из независимых составляющих, представляющих: рельеф,

инженерные коммуникации, здания и сооружения, гидрографию и др. Точность цифровых моделей или электронных планов должна соответствовать точности соответствующих масштабов топографических планов.

77

10.1. Теодолитная съемка

Это горизонтальная съемка контуров и предметов местности, выполняемая при создании планов застроенных территорий или подземных коммуникаций в масштабах 1:2000, 1:1000, 1:500. Съемочным обоснованием теодолитной съемки служат теодолитные ходы.

Способы съемки ситуации.

Съемка контуров и предметов местности (ситуации) осуществляется следующими способами (рис. 10.1.):

перпендикуляров (точки 1,2);

полярных координат (точки 3,4,5);

угловых засечек (точка 6);

линейных засечек (точка 7);

створов (точки 8,9);

Рис.10.1. Способы съемки ситуации

В процессе съемки ситуации составляется глазомерная зарисовка участка местности – абрис, на котором указываются линейные промеры и ведется журнал съемки полярным способом и угловыми засечками. На абрисах показывается

78

взаимное расположением точек теодолитного хода и снимаемых точек ситуации.

Контура и предметы местности наносятся на абрис условными знаками.

Камеральные работы при теодолитной съемке выполняются в следующей последовательности:

1.Вычисление координат точек съемочного обоснования;

2.Построение координатной основы в заданном масштабе с помощью линейки Дробышева или координатографом;

3.Нанесение точек плановой основы (теодолитных ходов) по координатам;

4.Построение плана теодолитной съемки теми же способами, что выполнялась съемка. Расхождение в положении точек на плане, полученной двумя способами не должно превышать 0,4 мм.

5.Оформление плана в соответствии с условными знаками.

10.2Тахеометрическая съемка

Воснове лежит метод пространственного определения точек местности одним наведением зрительной трубы на рейку, установленную на точке (рис

10.2.).

Величина h1, h2, d1, d2 могут быть получены с помощью теодолитов-

тахеометров. Тахеометрическая съемка объединяет два процесса: съемку контуров (ситуации) и съемку рельефа.

Она выполняется в масштабах 1:500, 1:1000, 1:2000, на участках имеющих вытянутую форму, а также при изыскании трасс сооружений линейного типа.

Для съемки могут использоваться обычные теодолиты 2Т30П,

номограммные тахеометры ТН, электроннооптические тахеометры ТЭ или ТА. В

настоящее время УОМЗ (Россия) серийно выпускаются электронные тахеометры

79

Та–3М, позволяющие измерять расстояния с погрешностью ±5±3*10-6 D,

горизонтальные углы с погрешностью 5 сек и 2Та5, результаты измерений выдаются на табло или вводятся в накопитель информации для последующей обработки.

Съемочным обоснованием для тахеометрической съемки являются теодолитно-нивелирные, высотно-теодолитные, тахеометрические ходы.

Плотность пунктов съемочного обоснования должна соответствовать данным,

приведеным в таблице 10.1.

Создание съемочного обоснования производится одновременно со съемкой ситуации и рельефа или до начала съемки.

Съемка осуществляется при круге “лево”, расстояния определяются по нитяному дальномеру с относительной погрешностью 1/300. Порядок работы на станции принят следующий:

1.Центрирование теодолита над точкой съемочного обоснования.

2.Приведение теодолита в рабочее положение.

3.Ориентирование на переднюю точку хода.

Измерение высоты теодолита (i), определение МО, коэффициента дальномера, установление на рейке V=i.

В процессе съемки ведется журнал тахеометрической съемки и кроки, на которых показана глазомерная зарисовка участка местности и стрелками направления скатов.

Камеральная обработка результатов тахеометрической съемки включает следующие этапы:

1.Вычисление координат и высот съемочного обоснования.

2.Обработка журнала съемки и вычисление отметок реечных точек.

80