Кравченко_Инж_геодезия_конспект_ лекций

71

Лекция 12. Теодолитная съемка.

1.Понятие о съемках местности.

2.Сущность и съемочное обоснование теодолитной съемки.

3.Привязка теодолитных полигонов и ходов к пунктам геодезической сети.

4.Методы съемки контуров ситуации.

5.Задачи вычислительной обработки теодолитных ходов.

6.Увязка углов замкнутого теодолитного хода.

1.Понятие о съемках местности.

Процесс полевых измерений, который производится в целях получения карт, планов, профилей, называется съемкой.

Всякая съемка производится по основному правилу геодезии – «от общего к частному», т.е. сначала определяют взаимное положение основных точек – создается так называемая съемочная сеть, а затем производится съемка подробностей (ситуации).

Различают аэрофотосъемку, наземную и комбинированную съемки.

Аэрофотосъемка обычно выполняется стереотопографическим методом, когда снимки местности получают с помощью фотоаппаратов, установленных на самолете, а обработку снимков и рисовку плана выполняют в камеральных условиях на стереоприборах.

Наземная съемка выполняется с поверхности земли. В зависимости от методики съемки и применяемых приборов наземная съемка может быть нескольких видов:

Тахеометрическая – применяется при необходимости изобразить на плане рельеф для небольших участков местности;

Мензульная – особенность в том, что план местности составляется непосредственно в поле;

горизонтальная или теодолитная; при горизонтальной съемке получают план участка местности, на котором нет изображения рельефа;

вертикальная; при этом получают план с изображением рельефа практически без плановой ситуации;

фототеодолитная; при этом снимки местности получают с помощью фототеодолита, а их обработку и рисовку плана выполняют на стереоприборах,

специальные виды съемок.

Комбинированная съемка является комбинацией аэрофотосъемки и наземной съемки; плановая ситуация рисуется по аэроснимкам, а рельеф снимают на фотоплан в полевых условиях.

Аэрофотосъемка и комбинированная съемка являются основными методами создания карт и планов на большие территории. Наземную съемку применяют при создании крупномасштабных планов небольших участков, когда применение аэрофотосъемки либо невозможно, либо экономически невыгодно.

Все съемочные работы, выполняемые в поле называются полевыми, выполняемые в кабинетах – камеральными.

72

2.Сущность и съемочное обоснование теодолитной съемки.

Теодолитная съемка является полевой работой, при выполнении которой сначала создается съемочная геодезическая сеть, а затем производится съемка подробностей (ситуации). Теодолитной она называется потому, что основным прибором, с помощью которого она выполняется, является теодолит.

Процесс теодолитной съемки складывается из:

1)осмотра местности (рекогносцировки);

2)закрепления точек на местности (все поворотные точки полигонов и ходов закрепляют на местности кольями, столбами и т.д.);

3)измерения линий и углов в полигонах и ходах;

4)съемки подробностей (ситуации).

Для измерения линий в полигонах и ходах применяют стальные ленты, рулетки, дальномеры и другие приборы, позволяющие измерять линии с относительной погрешностью не более 1/2000.

Углы в теодолитных полигонах и ходах измеряют с помощью теодолитов с погрешностью не более 0,/5.

Под съемочным обоснованием понимают систему точек местности, между которыми производятся измерения, достаточные для определения их взаимного положения в плане.

Съемочное обоснование теодолитной съемки создается в виде замкнутых или разомкнутых ходов. Замкнутый ход чаще всего прокладывается по границам землепользований, а диагональные (разомкнутые) – внутри землепользований..

Созданию съемочного обоснования предшествует осмотр местности после ее изучения на планах и картах. В процессе осмотра (рекогносцировки) выбирается положение точек съемочного обоснования, таким образом, чтобы обеспечить их сохранность, удобство выполнения работ. Одна из вершин теодолитного хода принимается за начальную, смежные с ней вершины выбирают с таким расчетом, чтобы было удобно выполнять угловые и линейные измерения, а также производить съемочные работы. Между смежными вершинами должна быть хорошая взаимная видимость и благоприятные условия для линейных измерений. Нумерация точек съемочного обоснования ведется по ходу часовой стрелки.

При проложении теодолитных ходов длины сторон не должна превышать 350 м и быть менее 20 м (на застроенной территории). Линии измеряются дважды, в прямом и обратном направлениях. Углы поворота в теодолитных ходах измеряют обычно правые походу лежащие. Углы наклона линий измеряют с помощью вертикального круга теодолита. Результаты угловых и линейных измерений записывают в журнал установленной формы.

3.Привязка теодолитных полигонов и ходов к пунктам геодезической сети

Под привязкой разомкнутого теодолитного хода понимают включение в ход двух пунктов с известными координатами (это начальный и конечный исходные пункты хода) и измерение на этих пунктах углов ( н , к ) между направлениями с

73

известными дирекционными углами (αнач и αкон) и первой и последней сторонами хода; эти углы называются примычными. Теодолитный ход, у которого привязаны два конца, называется ходом с полной привязкой, а теодолитный ход, у которого привязан один конец – висячим (рис.1).

к

Рис.1. Привязка разомкнутого теодолитного хода

Привязка замкнутого теодолитного хода - это включение в ход одного пункта с известными координатами и измерение на этом пункте примычного угла, то-есть, угла между направлением с известным дирекционным углом и первой стороной хода(рис.2).

Рис.2 Привязка замкнутого теодолитного хода.

В привязанном ходе число измеряемых сторон всегда на одну меньше, чем число измеряемых углов, включая два примычных. Число точек хода, положение которых надо определить, всегда на два меньше, чем число измеряемых углов. Следовательно, если число измеряемых углов в ходе n, то число сторон n-1, а число точек n-2.

4.Методы съемки контуров ситуации.

Съемка контуров ситуации на местности производится относительно пунктов и сторон теодолитного хода съемочного обоснования. Съемку местности производят в зависимости от конкретных условий местности одним из следующих методов:

-прямоугольных координат,

-полярных координат,

-угловых засечек,

-линейных засечек,

-обхода,

-створов.

Метод прямоугольных координат (метод перпендикуляров) наиболее часто используют при съемке извилистых контуров угодий, ручьев, притрассовой полосы

75

местности. Измерения производят лентами или рулетками от базисов, расположенных на сторонах съемочного обоснования. Положение каждой снимаемой точки местности определяют измерением двух горизонтальных расстояний А - 1 и В - 1 с разных концов базиса.

Метод обхода заключается в проложении теодолитного хода по контуру снимаемого объекта с привязкой этого хода к съемочному обоснованию. Углы 1, …,n снимают при одном положении круга теодолита, а измерения длин сторон осуществляют землемерной лентой или рулеткой, нитяным дальномером или светодальномером электронного тахеометра.

Суть метода створов состоит в том, что прямо между двумя известными точками, размещенными на сторонах съемочного обоснования, с помощью одного из мерных приборов определяют положение характерных ситуационных точек местности (например, при съемке точки пересечения ручьем линии теодолитного хода ).

5.Задачи вычислительной обработки и подготовительные работы.

Вычислительная обработка теодолитных ходов производится для получения координат точек этих ходов.

При теодолитной съемке все результаты геодезических измерений записывают в геодезический журнал измерений углов, линий и абрис. Эти документы служат основанием для построения плана.

Обработку результатов полевых измерений начинают с проверки правильности всех записей и вычислений, сделанных в журнале, а также вычислений поправок за наклон сторон теодолитного хода. Если не произвести этих проверок, то нередко погрешности полевых вычислений вскрываются уже после полной обработки ходов, что вызывает необходимость переделывать всю работу заново.

После проверки журналов, составляют схематический чертеж всех ходов, записывают на нем средние значения измеренных горизонтальных углов, горизонтальные проложения. На схематическом чертеже особо отмечают пункты геодезической сети, к которым производилась привязка теодолитных ходов, изображают линии привязки, записывают исходные дирекционные углы, горизонтальные проложения, измеренные при привязке.

Схематический чертеж теодолитных ходов с выписанными на нем значениями измеренных углов необходим для вычисления угловых невязок. Разность между тем, что имеется и тем, что должно быть, называется невязкой.

Дальнейшая обработка измерений при теодолитной съемке складывается из следующих действий:

-обработка угловых измерений;

-вычисление дирекционных углов и румбов сторон;

-вычисленных приращений и координат вершин теодолитного хода;

-построение плана участка теодолитной съемки.

Все вычисления при обработке теодолитного хода производятся в ведомости вычисления координат.

76

6. Увязка углов замкнутого теодолитного хода.

Проверив правильность вычислений в полевом журнале, средние значения измеренных углов теодолитного хода вписывают в соответствующую графу ведомости вычисления координат по порядку в направлении хода часовой стрелки. Затем вычисляют сумму углов и записывают ее в этой же графе внизу. Вычислив сумму углов полигона, определяют угловую невязку по формуле:

f п Т

Где п - сумма измеренных углов (практическая);Т - теоретическая сумма углов.

Для замкнутого теодолитного хода (полигона) теоретическая сумма углов определяется по формуле:

Т 1800 (n 2)

где n – число измеренных углов.

После определения невязки нужно определить допустима ли она. Допустимую невязку в геодезии устанавливают по правилам теории погрешностей. Так, для углов, измеренных техническим теодолитом Т30 , допустимую угловую невязку в полигоне определяют по формуле:

f доп 1/ n

или

f 1/ n

Если невязка в углах получилась больше, чем допустимая, то нужно второй раз проверить вычисление углов в полевом журнале, затем перемерить углы на местности.

Угловую невязку, если она допустима, распределяют на все углы поровну с обратным знаком, т. е. в измеренные углы вводят поправки по формуле:

Если полученная невязка не делится на n без остатка, тогда в одни углы вводят поправки большие, чем в другие. Так как углы, заключенные между короткими сторонами измеряются с большей погрешностью, чем углы, заключенные между длинными сторонами, то большие поправки вводят в углы, заключенные между короткими сторонами.

Сумма поправок в углы должна точно равняться невязке, взятой с обратным знаком,

т.е.

v f .

Сумма увязанных углов должна равняться теоретической сумме углов.

77

Лекция 13. Вычислительная обработка теодолитных ходов.

1.Особенности увязки углов разомкнутого теодолитного хода.

2.Увязка приращений координат замкнутого теодолитного хода (полигона).

3.Особенности увязки приращений координат разомкнутого теодолитного хода.

1. Особенности увязки углов разомкнутого теодолитного хода.

При увязке углов разомкнутого теодолитного хода с привязкой к пунктам геодезической сети (рис.1) в соответствующую графу ведомости вписывают измеренные углы по ходу, либо только правые, либо только левые, начиная и заканчивая примычными углами, измеренными при начальной и конечной точках.

к

Рис.1.

В графу Дирекционные углы ведомости вычисления координат вписывают исходные дирекционные углы ( н , к ). После этого приступают к увязке углов разомкнутого

хода.

Вычислим последовательно дирекционные углы всех сторон хода, используя формулу передачи дирекционного угла на последующую сторону хода (для правых измеренных углов) имеем:

В общем виде получаем

к н n *1800 п

Т.е. дирекционный угол конечной линии равен дирекционному углу начальной (исходной) линии плюс n*180, минус сумма правых по ходу углов (включая примычные).

Для левых по ходу углов формула будет иметь вид:

к н n *1800 л

78

Т.е. дирекционный угол конечной линии равен дирекционному углу начальной (исходной) линии минус n*180, плюс сумма левых по ходу углов (включая примычные).

Это равенство будет получено в теодолитном ходе, если все углы увязаны. То есть

теоретическая сумма углов в разомкнутом ходе определяется по формуле:

для правых измеренных углов:

Т н к n 1800 ,

а для левых измеренных углов:

Т к н n 1800 .

Это - математическая запись первого геометрического условия в разомкнутом теодолитном ходе.

Угловая невязка в разомкнутом ходе определяется по такой же формуле, как и для замкнутого:

f п т .

Допустимая угловая невязка для разомкнутого хода, в котором углы измерялись тридцатисекундным теодолитом, определяется по формуле:

f доп 2/ n .

где n- число углов, включая примычные.

Угловая невязка распределяется также, как в полигоне. Поровну на все углы. Исправленные значения углов вычисляются по формуле:

2. Увязка приращений координат замкнутого теодолитного хода (полигона).

После увязки углов замкнутого теодолитного хода и определения дирекционных углов и румбов сторон, приступают к вычислению приращений координат. Приращения координат линий определяют по известным формулам и записывают в соответствующие графы ведомости:

x S cosy S sin .

Из геометрии известно, что сумма проекций сторон сомкнутого многоугольника на любую ось равна нулю. Спроектируем все линии полигона (рис.2) на оси координат и отметим на них положительные приращения координат и по одну сторону, а

отрицательные – по другую.

79

X

- -

Рис.2

Из рис. 2 видно, что по каждой оси сумма положительных приращений координат равна сумме отрицательных приращений координат. Следовательно, теоретически должно быть:

т.е. алгебраическая сумма приращений координат в полигоне по каждой оси теоретически должна быть равна нулю.

Вследствие ошибок измерения сторон и упрощенного способа распределения угловой невязки суммы вычисленных приращений координат в общем случае не будут равны теоретическим суммам. То есть практическая сумма приращений координат получается не равной теоретической:

xП 0;

yП 0

Возникают невязки в приращениях координат, определяемые по формулам: f x xП xT ;

f y yП yT

или согласно ф.(*) для полигона невязки в приращениях координат равны практической сумме приращений координат:

f x xП f y yП .

Прежде, чем распределять невязки нужно убедиться в их допустимости. Для этого вычисляют абсолютную невязку:

Абсолютная невязка главным образом зависит от периметра полигона. Чем больше периметр, тем большую невязку следует ожидать. Поэтому и допустимость невязки