3.1.5. Обработка материалов съемки

    Обработка тахеометрического журнала и построение тахеометрического плана выполняется в соответствии с методическими указаниями [7].

3.1.6. Определение площади участка съемки

    Площадь F замкнутого теодолитного хода вычисляется по прямоугольным координатам X и Y вершин по формуле (если вершины многоугольника пронумерованы по ходу часовой стрелки):

,

где i – порядковый номер вершины.

    Порядок вычисления приведён в табл. 3.2.

    Контроль вычислений: алгебраическая сумма разностей координат должна быть равна нулю.

Таблица 3.2

Ведомость вычисления площади полигона по координатам его вершин

Номер вершины	Координаты, м
	Xi	Yi	Yi+1 – Yi-1	Xi-1 – Xi+1	Xi(Yi+1 – Yi-1)	Yi(Xi-1 – Xi+1)
1	2	3	4	5	6	7
1
2
.
i
.
n
	–	–	0	0	2F=	2F=

    К сдаче работ бригада представляет следующие материалы:

1. 1.     Журнал измерений углов и линий съемочного обоснования и привязки;

2. 2.     Полевой журнал тахеометрической съемки;

3. 3.     Абрисы, составленные на каждой станции хода;

4. 4.     Ведомости вычисления координат и высот точек съемочного обоснования;

5. 5.     План основы тахеометрической съемки, вычерченный карандашом;

6. 6.     План местности, вычерченный в туши в соответствии с условными знаками [5];

7. 7.     Кальку высот тахеометрической съемки;

8. 8.     Ведомость вычисления площади полигона съемки по координатам вершин.

3.2. Мензульная съемка

    Задание: произвести съемку участка площадью 1 – 2 га на основе теодолитно-высотного хода (замкнутого и диагонального) из расчета по две станции на одного студента.

3.2.1. Приборы и принадлежности:

1. 1.     Комплект мензулы (мензула с центрировочной вилкой и отвесом, кипрегель КА-2 или КН, штатив, ориентир-буссоль);

2. 2.     Вешка;

3. 3.     Нивелирные рейки (2 штуки);

4. 4.     Стальная 20-метровая мерная лента со шпильками (6 шпилек и 2 кольца);

5. 5.     Колышки для закрепления вершин хода (на асфальте или бетоне вершины закрепляют масляной краской);

6. 6.     Топор;

7. 7.     Журнал (используется тахеометрический журнал);

8. 8.     Тетрадь для ведения абриса;

9. 9.     Микрокалькулятор;

10. 10.                       Циркуль-измеритель;

11. 11.                       Чертежная бумага, карандаши, ручки;

12. 12.                       Масштабная линейка;

13. Палетка для интерполирования горизонталей.

3.2.2. Подготовка планшета

    Планшет подготавливают примерно за сутки до начала работ по мензульной съёмке. Съемку производят на чертежной бумаге высокого качества. Лист чертежной бумаги берут размером больше размеров мензульной доски настолько, чтобы края листа можно было подвернуть и прикрепить к нижней части доски. Бумагу смачивают водой с одной стороны, кладут на мензульную доску сухой стороной, покрывают чистым листом бумаги и разглаживают чистой тряпкой в направлении от середины к краям. Края загибают и прикрепляют кнопками по всему контуру со стороны нижней части доски. Для высыхания планшет помещают на несколько часов в тень. После просыхания чертежная бумага не должна иметь бугорков. В противном случае работа переделывается.

    При мензульной съемке в масштабе 1:2000, 1:1000 и 1:500 на планшете вычерчивается квадратная рамка размером 50x50 см. Перед началом съемки на планшет наносится координатная сетка со сторонами 10 см, после проверки которой на планшет выносят по координатам все опорные пункты, помещающиеся не только на планшете, но и на свободном поле за рамками. Одновременно надписываются карандашом их номера или названия и отметки с округлением до 1 см.

    Кроме опорных пунктов триангуляции, полигонометрии и пунктов съемочного обоснования на планшет наносят по абрисам контуры и предметы местности, снятые при проложении теодолитных ходов. Накладка производится карандашом.

    После нанесения опорных точек и контуров нужно с планшета снять две копии на кальку:

• кальку высот, на которую в процессе съемки копируют только высотные точки;

• кальку контуров, на которую переносятся только контуры ситуации.

    Для предохранения планшета при съемке от загрязнения его покрывают увлажненной чертежной бумагой (рубашкой), которую приклеивают клеем к боковым или нижней сторонам мензульной доски. В этой бумаге над нанесенными на планшет пунктами делают вырезы. В дальнейшем при выполнении съемки на планшете его постепенно освобождают от рубашки.

    До выхода в поле в журнал мензульной съемки чернилами выписываются координаты и отметки всех опорных точек, чтобы можно было в поле произвести проверку правильности их нанесения на планшет, если возникнут сомнения. Перед началом работ необходимо проверить инструменты, определить постоянные дальномера и произвести рекогносцировку местности, в процессе которой разыскиваются все опорные пункты и устанавливается последовательность производства работ.

3.2.3. Производство мензульной съемки

    3.2.3.1. Установка мензулы на станции в рабочее положение

    На каждой станции установка мензулы складывается из центрирования планшета, приведения его плоскости в горизонтальное положение (нивелирования планшета) и ориентирования планшета, то есть установки его в такое положение, при котором линии планшета параллельны горизонтальным проекциям соответствующих линий местности.

    Выполнение одного из этих действий может нарушить другое. Поэтому установку делают дважды в следующем порядке: сначала ориентируют планшет примерно на глаз, после этого, также на глаз, приводят планшет в горизонтальное положение, действуя ножками штатива. Затем передвигают планшет, а если понадобится, то и всю мензулу так, чтобы нужная точка планшета примерно пришлась по отвесу над соответствующей ей точкой местности. После этой приближенной установки делается окончательная установка мензулы с помощью соответствующих приспособлений. Описанные действия следуют при этом в обратном порядке.

    Сначала уточняют центрирование планшета. Допустимая ошибка в центрировании не должна превышать половины точности масштаба плана. Поэтому при съемке в масштабе 1:2000 и крупнее эту операцию выполняют с помощью мензульной центрировочной вилки.

    Затем горизонтируют. Для этого ставят кипрегель на планшете так, чтобы линейка располагалась по направлению двух подъемных винтов подставки, и, вращая их в разные стороны, совмещают центр пузырька цилиндрического уровня на колонке с нуль-пунктом ампулы. Затем ставят кипрегель по направлению третьего подъемного винта и, действуя им, снова совмещают центр пузырька с нуль-пунктом ампулы. Эти действия повторяют, если при перестановке кипрегеля на 90 центр пузырька уровня уклоняется от нуль-пункта ампулы более чем на 1-2 деления.

    После горизонтирования планшет окончательно ориентируют. Планшет можно ориентировать с помощью буссоли или по имеющимся на планшете направлениям. При ориентировании планшета по ориентир-буссоли ее прикладывают к прочерчиваемому на плане направлению магнитного меридиана и вращают планшет до совмещения открепленной стрелки с нулевым диаметром кольца буссоли (или с индексами в ориентир-буссоли). Планшет будет ориентирован по магнитному меридиану с погрешностью  15'. При ориентировании планшета по направлениям его надо установить в такое положение, при котором направления, нанесенные на планшете, будут параллельны горизонтальным проекциям соответствующих направлений на местности. Для этого, установив мензулу над начальной точкой направления, конец которого зафиксирован вехой, прикладывают скошенный край линейки кипрегеля к данному направлению на планшете и вращением планшета наводят визирную ось зрительной трубы на конечную точку данного направления. Сначала планшет вращают рукой до появления вехи в поле зрении трубы, а затем закрепляют планшет и наводящим винтом точно наводят вертикальный штрих сетки нитей зрительной трубы на низ вехи. Точность прикладывания линейки кипрегеля к направлению на планшете в основном зависит от длины этого направления. Если принять, что диаметр накола точки на бумаге равен 0,1 мм и максимальная погрешность х в направлении визирной оси будет тогда, когда линейка кипрегеля окажется приложенной к касательной к противоположным краям наколов, то

или

где x, x'– максимальные погрешности в радианной мере, мин.;r – радиус накола точки на бумаге;d– длина отрезка линии на планшете, м.

    Так, при длине отрезка на планшете d = 20 см, по которому ориентируют планшет, погрешность в ориентировании x = 1.7', а при d = 5 см – x = 6.8'. Для повышения точности ориентирования по направлениям линии прочерчивают не только между конечными точками, но и на продолжении – полях планшета.

    3.2.3.2. Съемка подробностей

    Мензула устанавливается над точкой съемочного обоснования и приводится в рабочее положение. При этом ориентирование производится по одному из направлений, контроль ориентирования осуществляется по другому направлению, выходящему из данной точки, отклонение допускается не более 0.5 мм. После установки мензулы определяется высота кипрегеля. Верхний лист бумаги (рубашка) надрезается с трёх сторон настолько, чтобы была открыта часть планшета, на которой изобразятся все контуры, снятые на данной станции.

    Съемка контуров угодий и предметов местности производится полярным способом при положении вертикального круга кипрегеля слева (Л). Расстояния от станции до реечных точек определяются при помощи дальномера кипрегеля. Метод выбора реечных точек тот же, что и при тахеометрической съемке, разница состоит в том, что вместо измерения полярного угла прямо прочерчивают направление на снимаемую точку, изображение которой, тут же, по масштабу, наносят на планшет. Соединив снятые точки, получают изображение соответствующего контура местности. При углах наклона больше 2 , в определенное по дальномеру расстояние вводится поправка за наклон линии к горизонту.

        Расстояния до реечных точек не должны превышать 100 м при съемке в масштабе 1:2000, 80 м – 1:1000 и 60 м – 1:500. При съемке рельефа эти расстояния следует увеличить в два раза, а при съемке застроенной территории уменьшить на 20 – 30 %. Отдельные точки ситуации могут быть сняты методом засечек не менее чем тремя засечками, с пересечением крайних лучей под углом не меньшим 30 , причем длины лучей не должны превышать 200 м при съемке в масштабе 1:2000.

    На контурах, кажущихся на глаз прямолинейными, реечные точки должны быть взяты не реже чем через 50 м при съемке в масштабе 1:2000.

    Съемка рельефа производится одновременно со съемкой ситуации. Для характерных точек рельефа кроме планового их положения определяют и высотное: измеряют превышение и, прибавив его к высоте станции, получают высоту реечной точки.

    При производстве съёмки необходимо следить за тем, чтобы скошенный край линейки кипрегеля был расположен у точки стояния.

    Для ускорения наблюдений начальную (нулевую) кривую наводят на отсчёт по рейке, равный высоте кипрегеля, пузырёк уровня при алидаде вертикального круга приводят на нуль-пункт и берут отсчёты по кривой расстояний и превышений. Отсчёты на реечные точки записывают в журнал. Разность отсчётов по кривой расстояний и начальной кривой, умноженная на коэффициент дальномера, дает горизонтальное расстояние до снимаемой точки. Разность отсчётов по кривой превышений и начальной кривой, умноженная на коэффициент кривой превышений, дает разность высот станции и снимаемой точки. Вычисление превышений и отметок ведется в журнале до сантиметров.

    На планшете от точки стояния мензулы вдоль скошенного края линейки кипрегеля откладывается горизонтальное расстояние до реечной точки в масштабе съёмки. Полученная точка накалывается и подписывается её отметка с округлением до 0.1 м при высоте сечения рельфа не меньше 1 м или до 0.01 м при высоте сечения равной 0.5 м.

    По отметкам реечных точек интерполированием проводятся горизонтали, выражающие отдельные формы рельефа. Эта работа обязательно выполняется на местности.

    В процессе съемки ежедневно после полевых работ заполняют кальку высот. На нее наносят все реечные точки с их высотами. При несложном рельефе и незначительном числе контуров составляют одну совмещенную кальку вместо двух: кальки высот и кальки контуров. Кальки необходимы для контроля вычерчивания планшетов и восстановления случайно стертых на планшете во время полевых работ контуров и реечных точек.

    Действия на последующих станциях повторяются. Для контроля выполняемой работы определяется плановое и высотное положение нескольких точек, снятых с предыдущих станций.

    3.2.3.3. Переходные точки

    Съемку подробностей, как правило, производят с опорных точек, положение которых на планшете заранее определено. К ним относятся пункты триангуляции, полигонометрии, теодолитно-высотных ходов и точки геометрической сети. Но часто таких точек бывает недостаточно, чтобы снять весь данный участок. В этих случаях прибегают к так называемым переходным точкам. Переходные точки выбираются с таким расчетом, чтобы с них можно было снять подробности, которые оказались не снятыми с основных точек. Переходную точку можно определить проложением мензульного хода и решением задачи о четвертой точке, называемой также задачей Потенота.

    Определение переходной точки мензульным ходом

    Мензульные ходы прокладывают между опорными точками, плановое и высотное положение которых на планшете известно. Для этого мензулу устанавливают в начальной точке в рабочее положение, ориентируя планшет по другой точке опорной сети. Выбирают первую точку мензульного хода и ставят на нее рейку. С помощью кипрегеля полярным способом определяют плановое положение этой точки на планшете и ее превышение над станцией. Далее с мензулой переходят на первую точку хода, устанавливают ее в рабочее положение, ориентируя планшет по стороне хода, которая прочерчена на планшете, и измеряют в обратном направлении расстояние и превышение. Аналогично определяют плановое и высотное положение второй точки хода и т.д., пока реечник не дойдет до конечной точки хода – точки опорной сети. Прочертив на планшете последнее направление и отложив расстояние, выявляют невязку в периметре хода. Если относительная невязка менее 1:300, то ее распределяют по методу параллельных линий. После этого вычисляют среднее из прямого и обратного превышений для каждой стороны мензульного хода и невязку в превышениях , которая должна быть меньше допустимой. Если невязка допустима, ее распределяют на превышения пропорционально квадратам расстояний, а затем по исправленным превышениям вычисляют высоты точек мензульного хода. Для получения необходимой точности определения планового положения точек мензульных ходов длину последних допускают не более 500 и 250 м при съемке в масштабах соответственно 1:2000 и 1:1000. При съемке в масштабе 1:500 проложение мензульных ходов не разрешается.

    Задача (Потенота) о четвертой точке

    Если на местности даны три точки, положение которых определено на планшете, то по ним можно определить четвертую (переходную) точку, став с мензулой в определяемой точке.

    Это – классическая задача, имеющая много решений; она очень важна в геодезии. Здесь рассмотрим лишь способ Болотова.

    Установив мензулу в переходной точке, планшет не ориентируют, а накладывают на него лист прозрачной бумаги (кальки, восковки). Закрепив такой лист на планшете, намечают на нем произвольную точку dи, визируя черезdпоследовательно наА, ВиС, прочерчивают три направленияdА,dВиdС (рис.3.4,а). Открепив лист, передвигают его по планшету так, чтобы одновременно лучdАпроходил через точкуа,dВ– через точкуbиdС– через точку с планшета (рис.3.4,б). Достигнув этого, перекалывают точкуdна планшет; она и будет искомой. Приложив скошенный край линейки кипрегеля к полученной точке и к одной из трех данных точек, ориентируют планшет по линии и проверяют ориентировку по двум другим данным точкам.

    Это решение задачи основано на предположении, что безразлично, при какой точке прозрачной бумаги прочерчивать три направления на данные точки местности. Очевидно, что это предположение тем вернее, чем дальше от планшета находятся данные на местности точки.

    Положение переходной точки лучше всего определять прямой засечкой, так как в этом случае, особенно при благоприятной засечке, ошибка будет наименьшей.

    Определив положение четвертой точки относительно трех данных, передают на нее отметку от каждой из данных точек. В случае допустимых расхождений принимают за окончательный результат среднее арифметическое из трех определений.

               а)                                                               б)

  Рис. 3.4. Определение четвертой точки на планшете способом Болотова

   3.2.3.4. Оформление планшета

    Окончательно планшет мензульной съёмки оформляется в камеральных условиях. Все контуры ситуации и надписи показываются черной тушью, гидрография – зеленой и горизонтали – коричневой. Горизонтали с отметками, кратными пяти или десяти, выделяются по толщине и подписываются в разрыве коричневой тушью.

    Сдаче подлежат следующие материалы: план мензульной съёмки; калька высот; журнал мензульной съемки.

3.3. Геодезические работы на трассе сооружения линейного типа

    Задание: проложить трассу длиной 2 – 2,5 км с разбивкой пикетажа и поперечников. Число углов поворота и поперечников должно быть не менее числа студентов в бригаде. Съемка полосы шириной до 20 м по обе стороны от оси, определение углов поворота, разбивка кривых в главных точках. Нивелирование трассы и поперечников.