Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Янченко Е.А. КЛ_Г.pdf
Скачиваний:
434
Добавлен:
13.03.2016
Размер:
7.56 Mб
Скачать

44

В импульсном светодальномере (рисунок 3.17) лазерный источник излучения 3 под воздействием генератора импульсов 2 периодически посылает через объектив 4 световой импульс. Одновременно переключатель 7 запускает счётчик 8 временных импульсов, поступающих от высокочастотного генератора 1. Световой импульс, отразившись от отражателя 5, поступает на преобразователь 6, который через переключатель 7 останавливает счётчик 8. Число импульсов, сосчитанное счётчиком 8, пропорционально прошедшему времени и, следовательно, измеряемому расстоянию. Для повышения точности измерения выполняются многократно и результаты осредняются процессором 9. Измеренное расстояние высвечивается на табло.

Измеренное расстояние исправляют поправками за атмосферное давление, температуру и влажность воздуха, влияющими на скорость света. Для получения горизонтального проложения вводят поправку за наклон.

Конструктивно приемопередатчик представляет собой отдельный прибор, насадку на теодолит или блок, входящий в состав электронного тахеометра.

По их назначению принято различать светодальномеры для построения государственных геодезических сетей, светодальномеры для прикладной геодезии и маркшейдерии и светодальномеры для топографических съёмок.

Точность топографических светодальномеров 2 – 3 см, а применяемых в прикладной геодезии 2 – 3 мм.

Контрольные вопросы по теме:

1.Что значит ориентировать линию?

2.Что такое магнитный азимут, дирекционный угол?

3.Что такое склонение магнитной стрелки и как по магнитному азимуту склонению вычислить географический азимут?

4.Что такое румб и как вычислить румб по азимуту?

5.Прямые и обратные азимуты, румбы и дирекционные углы?

6.Перечислите приборы для непосредственного измерения линий?

7.Сущность компарирования, как вычисляют горизонтальные проложения наклонных линий?

8.Устройство нитяного дальномера, измерение расстояний дальномером?

ЛЕКЦИЯ 4. УГЛОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ. ТЕОДОЛИТ

4.1Принцип измерения горизонтального угла.

4.2Конструкция теодолита 4Т30П. Назначение основных частей.

4.3Поверки технического теодолита.

4.4Установка теодолита в рабочее положение.

45

4.1 Принцип измерения горизонтального угла.

При геодезических работах широко применяются приборы для измерения горизонтальных и вертикальных углов любой величины. Если на местности требуется измерить угол между двумя направлениями, то обычно два пункта визирования не находятся в горизонтальной плоскости, проходящей через точку стояния прибора. В геодезии же используются горизонтальные углы, представляющие собой проекции углов на горизонтальную плоскость.

Горизонтальным углом называют проекцию пространственного углаCAB на горизонтальную плоскость P (рисунок 4.1)

Для измерения горизонтальных углов на местности угломерный прибор должен иметь следующие принципиальные элементы:

1)лимб - градуированный горизонтальный круг, ось которого совпадает с отвесной линией АА′, служащей осью прибора;

2)коллимационную плоскость - подвижную вертикальную плоскость, проходящую через отвесную линию АА′ (ось прибора) и вращающуюся вокруг неё.

Чтобы измерить горизонтальный угол, составленный направлениями и , необходимо круг с делениями (лимб) расположить горизонтально,

совместив его центр с отвесной линией AA , проходящей через вершину угла A, и определить число делений круга между проекциями направлений и на плоскость круга.

Рисунок 4.1 - Принцип измерения горизонтального угла

β = В– С

46

Если деления круга оцифрованы по часовой стрелке, то угол β определится как разность отсчётов по лимбу на правое направление в и левое направление с, т.е.:

Вертикальные углы это углы, расположенные в вертикальной плоскости (рисунок 4.2). Углом наклона линии называют угол между направлением линии и её проекцией на горизонтальную плоскость. Углы наклона выше горизонта положительные, ниже горизонта отрицательные. На схеме угол z - зе-

нитное расстояние между направлением в зенит и направлением линии.

Рисунок 4.2 - Измерение вертикального угла

4.2 Конструкция теодолита 4Т30П. Назначение основных частей.

Горизонтальные и вертикальные углы измеряют теодолитами.

По точности измерений теодолиты делятся на три группы:

1.технические (с погрешностями наблюдений от 15" до 60") Т15, Т30, 2Т30, 4Т30П, для измерения углов в теодолитных и тахеометрических ходах и съёмочных сетях, а также для выполнения разбивочных работ на местности;

2.точные (средняя квадратическая ошибка определения угла 2" 5") Т2, Т5, 3Т2КП, для измерения углов в триангуляции и полигонометрии 3-го и 4-го классов;

3.высокоточные (средняя квадратическая ошибка одним измерением до 1") Т-0,5, Т, предназначенные для измерения углов в триангуляции и полигонометрии 1-го и 2-го классов.

По устройству теодолиты делят на следующие группы:

1.оптические (с оптическими отсчётными устройствами);

2.электронные (с микропроцессорами и панелью управления).

3.лазерные, предназначенные для задания створов и измерения углов, вместо визирной оси в пространстве создаётся узконаправленный пучок света.

По области применения:

1.геодезические – предназначены для измерения горизонтальных и вертикальных углов;

2.военные;

3.астрономические;

4.маркшейдерские;

5.специализированные теодолиты – гидротеодолиты, фототеодолиты, др.

47

Р а с с м о т р и м у с т р о й с т в о т е о д о л и т а 4 Т 3 0 П .

Рисунок 4.3 - Устройство теодолита 4Т30П:

1- штатив;

15- визир;

2- основание теодолита;

16- окуляр зрительной трубы;

3- подъёмные винты;

17- окуляр микроскопа;

4- трегер (подставка);

18-предохранительный колпачок сетки

5- горизонтальный круг

нитей зрительной трубы;

(с лимбом и алидадой);

19- две вертикальные колонки;

6- вертикальный круг;

20- ориентир-буссоль;

7- корпус зрительной трубы;

21- цилиндрический уровень;

8- закрепительный винт лимба;

22-исправительные винты цилиндри-

9-закрепительный винт алидады;

ческого уровня;

10- закрепительный винт трубы;

23- зеркальце для подсветки штрихов

11- наводящий винт алидады;

отсчётного микроскопа.

12- наводящий винт зрит. трубы;

В комплект с прибором входит

13- наводящий винт лимба;

отвес - для центрирования теодолита

14- кремальера (фокусирующий

над вершиной измеряемого угла.

винт зрительной трубы);

 

Назначение основных частей теодолита 4Т30П (рисунок 4.4). Лимб 1 - горизонтальный круг с градусными делениями. При работе

плоскость лимба устанавливают в горизонтальное положение и закрепляют.

Подставка 2 с тремя подъемными винтами 3 служит для закрепле-

ния теодолита на штативе становым винтом 4 и приведения плоскости лимба в горизонтальное положение по уровню 5.

48

Зрительная труба 6 служит для визирования - наведения на предметы. При вращении трубы вокруг оси НН1 получают вертикальные проектирующие плоскости, называемые коллимационными.

Алидада 8 (линейка) - один из диаметров круга, расположенного над лимбом, снабжена устройством для снятия отсчетов по лимбу. Ось вращения алидады ZZ1 при работе устанавливается вертикально. Она является основной осью, относительно которой определяют положение всех частей теодолита. Вместе лимб и

алидада составляют

горизонталь-

ный круг.

Рисунок 4.4 – Схема теодолита

Эксцентриситетом алидады называют несовпадение вертикальной оси теодолита (оси вращения алидады) с центром лимба.

Это несовпадение вызывает смещение штриха или шкалы отсчётного микроскопа относительно деления лимба, а следовательно, смещенные (ошибочные) отсчёты по лимбу.

Для повышения точности измерения углов и для исключения влияния эксцентриситета алидады и других приборных погрешностей, при производстве измерений делают не менее двух наведений зрительной трубы на точку измеряемого объекта. Следовательно, производят не менее двух отсчётов по лимбу: при положении вертикального круга влево и вправо от зрительной трубы (при КЛ и КП).

Вертикальный круг 9 предназначен для измерения вертикальных углов. Он может располагаться справа КП и слева КЛ от зрительной трубы, если смотреть со стороны окуляра. Чтобы изменить положение вертикального круга, нужно перевести зрительную трубу через зенит, а алидаду повернуть на 180 .

Вращающиеся части теодолита снабжены зажимными винтами (для закрепления их в неподвижном состоянии) и наводящими или микрометренными (для медленного и плавного их вращения).

Зрительная труба (рисунок 4.5) представляет собой металлическую оправу, с одной стороны которой помещен объектив, с другой – окуляр, а

внутри - двояковогнутая фокусирующая линза и диафрагма с сеткой нитей.

49

Рисунок 4.5 - Схема зрительной трубы теодолита

1 - объектив, 2 – фокусирующая линза, 3 - кремальера, 4 –сетка нитей, 5 – окуляр.

Зрительная труба теодолита имеет следующие основные оси:

геометрическую ось линию, соединяющую геометрические центры концов металлической оправы.

оптическую ось – линию, соединяющую оптические центры объектива и окуляра.

визирную ось – линию, соединяющую оптический центр объектива и крест сетки нитей.

В объективе зрительной трубы с внутренней стороны нанесена на стеклянной пластинке и помещена в металлическое кольцо сетка нитей. Кольцо удерживается в трубе исправительными винтами.

Рисунок 4.6 - Разновидности сетки нитей

При несовмещении изображения точки предмета с пересечением сетки нитей возникает явление - параллакс сетки нитей. Для избавления от параллакса, а также для повышения точности наведения на точку, кремальеру вращают до тех пор, пока сетка нитей не совместится с точкой наведения на предмет. Рядом со зрительной трубой находится отсчётное устройство.

В оптических теодолитах отсчётными устройствами служат:

-штриховые и шкаловые микроскопы;

-оптический микрометр.

50

Штриховые микроскопы применяются в технических теодолитах Т-30,

2Т30П, 4Т30П

Шкаловые микроскопы применяются в технических и точных теодолитах Т5, Т15, 2Т30П. Оптические микроскопы применяются в точных и высокоточных теодолитах.

Рисунок 4.7 - Отсчётные микроскопы:

а – штриховой (В=350048'30"; Г=159046'); б – шкаловый (В=6016'30"; Г=143007'40").

Перед сдачей теодолита в эксплуатацию микроскоп юстируют (проверяют и устанавливают) так, чтобы длина шкалы отсчётной системы соответствовала одному делению лимба, определяя по формуле расчётную цену деления:

µ0 = i / n0,

(4.1)

где i- цена деления круга;n0 - расчётное число делений шкалы.

В случае несоответствия, по формуле определяется фактическая цена деления шкалы:

µф = i / n,

(4.2)

где n- фактическое число делений шкалы;

 

Тогда разность r = n0 – n характеризует

рен отсчётной системы,

т.е. несоответствие длины шкалы, изображаемой оптической системой в фокальной плоскости микроскопа, изображению одного деления лимба.

Рен выражают в угловой мере, и вычисляют по формуле:

 

r = µ 0 - µф.

(4.3)

Цилиндрический уровень (рисунок 4.8) - представляет собой стеклянную ампулу 1, помещенную в металлическую оправу 2, заполненную разогретым спиртом или эфиром.

 

 

51

2

 

1

U

0

U1

 

 

Рисунок 4.8 – Схема цилиндрического уровня при аллидаде

При остывании жидкость сжимается и в ампуле образуется небольшое пространство, заполненное парами спирта или эфира, которое называется пузырьком уровня. Наивысшая точка 0 в центре ампулы называется нуль-

пунктом.

Касательная UU1, проведённая через нуль-пункт, называется осью ци-

линдрического уровня. Ценой деления называют угол, на который отклоня-

ется ось уровня при смещении пузырька на одно деление.

В геодезическом обеспечении строительных работ, изготовления и обновления топографических карт, инженерно-геодезических изысканиях, межевании земель и ведении кадастров широкое применение получили оптические, электронные и лазерные теодолиты отечественных и зарубежных про-

изводителей УОМЗ; Topcon; Trimble; Nikon; и др.

Лазерный теодолит совмещает в себе функции электронного теодолита и лазерного визира: лазерный луч используется как целеуказатель, а результаты измерений выводятся на дисплей. Лазерный излучатель позволяет получать как сфокусированный луч для максимально точного наведения на объект, так и параллельный лазерный луч. В лазерных теодолитах наличие горизонтального и вертикального кругов позволяет придавать пучку излучения нужную ориентировку.

Как правило, визирная марка при перемещении лазерных теодолитов в условиях строительной площадки совмещена с шаблоном для разметки

ориентирных рисок. Рисунок 4.9 – Лазерный теодолит и визирная марка

Марка со стержнем крепится к опоре, а её высота регулируется стойкой и фиксируется закрепительным винтом. Лазерные насадки создают видимый в пространстве луч и могут использоваться без приёмника излучения на расстоянии до 100 м и с фотоэлектрическим приемником - до 500 м. Теодолит 5"-точности имеет долговечный встроенный лазер, создающий видимый опорный луч в пространстве. Диапазон действия лазера до 400 м.

52

4.3 Поверки технического теодолита.

Поверки теодолита выполняют для контроля соблюдения в приборе верного взаиморасположения его осей.

1.Поверка уровня. Ось цилиндрического уровня алидады горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси теодолита (оси вращения алидады).

Перед выполнением поверки выполняют горизонтирование теодолита. Затем устанавливают уровень по направлению двух подъёмных винтов и с их помощью приводят пузырёк в нуль-пункт. Поворачивают алидаду на 180º. Если пузырёк уровня остался в нуль-пункте, то требуемое условие выполнено – ось уровня перпендикулярна к оси вращения алидады. Если пузырёк уровня ушел из нуль-пункта, исправительными винтами уровня изменяют его наклон, перемещая пузырёк в сторону нуль-пункта на половину отклонения. Поверку повторяют, добиваясь, чтобы смещение пузырька было меньше одного деления.

2.Поверка сетки нитей. Вертикальный штрих сетки нитей должен быть перпендикулярен к оси вращения зрительной трубы.

Рисунок 4.10 - Крепление сетки нитей:

1 крепёжный винт окуляра; 2, 3 горизонтальные и вертикальные исправительные винты сетки нитей; 4 – сетка нитей.

Наводят вертикальный штрих сетки нитей на точку и наводящим винтом трубы изменяют её наклон. Если изображение точки не скользит по штриху, сетку нитей надо повернуть. Для этого поворачивают корпус окуляра, ослабив четыре винта его крепления к зрительной трубе (рисунок

4.10).

3. Поверка визирной оси. Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы.

Если визирная ось перпендикулярна к оси вращения трубы, то отсчёты по горизонтальному кругу при разных положениях вертикального круга (круг слева и круг справа) и наведении на одну и ту же точку будут различаться ровно на 180º. Если разность отчетов отличается от 180 , то ось вращения трубы не перпендикулярна к визирной оси. При этом соответствующие отсчёты Л и П отличаются от правильных значений на одинаковую величину с, получившую название коллимационной ошибки.

При выполнении поверки визируют на удалённую точку при двух положениях круга и берут отсчёты Л и П. Вычисляют коллимационную погрешность с = (Л П 180 ) 2, которая не должна превышать двойной точности теодолита. Если коллимационная погрешность велика, то наводящим винтом алидады устанавливают на горизонтальном круге верный

53

отсчёт, равный (Л с) или (П + с). При этом центр сетки нитей сместится с изображения точки.

Отвинчивают колпачок, закрывающий винты сетки нитей, ослабляют один из вертикальных исправительных винтов, и, действуя горизонтальными исправительными винтами, совмещают центр сетки нитей с изображением точки. Закрепив ослабленные винты, поверку повторяют.

4. Поверка оси вращения трубы. Горизонтальная ось вращения трубы должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения алидады.

Установив теодолит в 30 - 40 м от стены какого-либо здания (рисунок 4.11) и приведя лимб в горизонтальное положение, центр сетки нитей наводят на некоторую высоко расположенную под углом наклона 25 30º точку Р стены. При закрепленной алидаде (при КЛ) наклоняют трубу до примерно горизонтального положения её визирной оси и отмечают карандашом на стене точку а1 – проекцию центра сетки нитей. Переводят трубу через зенит, открепляют алидаду и при втором положении трубы (КП) снова наводят центр сетки нитей на точку Р. Наклоняют трубу и отмечают карандашом на стене точку а2 – проекцию центра сетки нитей.

При совпадении точек а1 и а2 условие выполняется. В противном случае (допуск - две проекции не должны выходить за пределы биссектора нитей сетки) ось вращения трубы не перпендикулярна к основной оси инструмента. Эта погрешность вызывается неравенством подставок, на которых располагается труба. Исправление выполняют в мастерской, изменяя наклон оси.

Рисунок 4.11 - Поверка оси вращения зрительной трубы

Место нуля для прибора на станции должно быть постоянной величиной. Место нуля вертикального круга (МО) – отсчёт по вертикальному кругу, когда визирная ось трубы горизонтальна, а пузырёк уровня при алидаде находится на середине.

Зрительную трубу при КЛ наводят на некоторую точку М и после приведения пузырька уровня при алидаде горизонтального круга на середину берут отсчёт по вертикальному кругу, например, КЛ = 7°14 .

Аналогичные действия выполняют при КП, берут отсчёт по вертикальному кругу, например, КП = -7°12 .

Вычисляют место нуля по формуле:

МО КЛ КП Пример: МО

7 14' 7 12'

0 02'00" 0 01'00"

1 ).

 

 

 

(при доп.

2

2

2

 

54

4.4 Установка теодолита в рабочее положение.

Перед началом измерений теодолит устанавливается над точкой в рабочее положение. Полная установка прибора в рабочее положение складывается из его центрирования над точкой, горизонтирования и установки зрительной трубы для наблюдений.

Центрированием называются действия, в результате которых центр лимба горизонтального круга совмещается с отвесной линией, проходящей через точку стояния прибора. Центрирование может быть выполнено с помощью нитяного отвеса либо оптического центрира.

При центрировании теодолита с помощью нитяного отвеса штатив устанавливается так, чтобы отвес оказался приблизительно над точкой, а головка штатива была горизонтальна. Затем, ослабив становой винт, теодолит перемещают по головке штатива до положения, когда острие отвеса будет находиться над центром точки; после этого становой винт закрепляют.

При центрировании с помощью оптического центрира теодолит перемещают по головке штатива до тех пор, пока в поле зрения центрира центр точки (например, шляпки гвоздя в торце колышка) не совпадет с центром сетки нитей.

Горизонтирование теодолита заключается в приведении оси его вращения в отвесное положение, а, следовательно, плоскости лимба – в горизонтальное положение. Предварительное горизонтирование прибора грубо достигается при установке штатива, а точное приведение выполняется подъёмными винтами с использованием предварительно поверенного цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга.

Установка зрительной трубы для наблюдения включает в себя установку трубы и отсчётного микроскопа по глазу наблюдателя и по предмету, т.е. фокусирование трубы по наблюдаемой цели.

Контрольные вопросы по теме:

1.В чём заключается принцип измерения горизонтального угла?

2.Конструкция теодолита 4Т30П?

3.Назначение основных частей теодолита?

4.Как устроена зрительная труба с внутренней фокусировкой?

5.Что называется нуль-пунктом?

6.Отсчётное устройство теодолита и его принцип действия?

7.Поверки технического теодолита?

8.В чём заключается установка теодолита в рабочее положение?

9.Отличительные особенности лазерных теодолитов от оптических?

55

ЛЕКЦИЯ 5. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО СОЗДАНИЮ СЪЁМОЧНОЙ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЕТИ

5.1Виды геодезических съёмок.

5.2Создание геодезической съёмочной сети методом проложения теодолитного хода.

5.3Геодезические сети сгущения.

5.4Геодезические съёмочные сети.

5.1Виды геодезических съёмок

Для выполнения съёмок по составлению карт и планов крупных участков Земной поверхности, например в пределах территории всей страны, создают сети геодезических пунктов, плановое положение которых на земной поверхности определено в единой системе координат, а высотное – в единой системе высот. При этом геодезические сети могут быть плановыми, высотными или одновременно плановыми и высотными.

Для составления карт и планов первоначально выполняют съёмку местности, измеряя необходимые линии и углы.

Основными действиями при съёмках являются геодезические измерения: линейные, в результате которых определяют расстояния между точками местности; угловые, позволяющие определять горизонтальные и вертикальные углы между направлениями на заданные точки; высотные, или нивелирование, в результате которых определяют превышения между точками местности.

Если в результате измерений получают проекции линий и углов, т.е. находят только взаимное расположение точек на плане, то такую съёмку называют горизонтальной, плановой или контурной. Если определяют только высоту точек, съёмку называют вертикальной или высотной.

Если во время съёмки определяют как плановое, так и высотное положение точек, её называют полной или планово – высотной и в результате получают топографический план или карту.

Создают съёмочную геодезическую сеть (геодезическое обоснование), определяя положение основных точек, а затем проводят съёмку ситуации.

Т.е. работают «от общего к частному».

Объектами сельскохозяйственных съёмок являются границы землепользований, населённых пунктов, сельскохозяйственных угодий (пашня, сенокосы, пастбища, многолетние насаждения); водных объектов и гидротехнических сооружений.

Перед выполнением съёмки разрабатывают проект геодезических работ на основании нормативно-инструкционных материалов.

В землеустроительной отрасли используют следующие материалы: инструкцию по топографическим съемкам в масштабах от 1:500 до 1:5000; инструкцию по нивелированию I, II, III и IV классов, инструкцию по единой технологии кадастровых и топографо-геодезических съемок для целей

56

инвентаризации и ведения кадастров; инструкцию по межеванию земель.

Впроекте на проведение съёмки указывают: масштаб съёмки, систему координат и высот, номенклатуру и точность карт и планов, методы съёмки, создание геодезической основы, методы закрепления планововысотных съёмочных сетей.

Вгеодезии в зависимости от применяемых инструментов и методов различают несколько видов съемок.

Теодолитная (контурная) съёмка это горизонтальная (плановая)

съёмка выполняется угломерным прибором - теодолитом и стальной мерной лентой или дальномером соответствующей точности. При съёмке измеряют расстояние и горизонтальные углы. В результате съёмки получают ситуационный план местности с изображением контуров и местных предметов.

Тахеометрическая съёмка сочетает в себе контурную и вертикальную. Производится при помощи тахеометра. Расстояние определяют по дальномеру, превышение определяют тригонометрическим нивелированием. По результатам измерений в камеральных условиях строится топографический план местности. Данный вид съёмки получил широкое распространение в инженерной практике.

Глазомерная съёмка - контурная съёмка местности, производится при помощи буссоли (компаса), визирной линейки и карандаша на планшете. Глазомерная съемка с самолета (вертолета) называется аэровизуальной. В инженерной практике данная съёмка применяется при предварительном ознакомлении с местностью (рекогносцировке), а также при изысканиях и исследованиях.

Буссольная съёмка производится при помощи буссоли (компаса) и мерной ленты для получения ситуационного плана местности. В качестве самостоятельной буссольная съёмка в настоящее время не применяется; иногда она используется для съёмки небольших участков местности (например в лесоустройстве и др.) как вспомогательная при других видах съёмки.

ВХХ веке в связи с появлением авиации и началом космических полетов в геодезии стали использовать аэрофотосъёмку.

Аэрофотосъемка заключается в последовательном фотографировании местности на значительной территории при помощи особого автоматического фотоаппарата, устанавливаемого на самолете, воздушном шаре или космическом спутнике. Для изготовления карт и планов или цифровых моделей местности по фотоснимкам применяют стереофотограмметрические приборы.

Перспективным направлением в области новых геодезических разработок являются съёмки на базе системы спутникового позиционирования, обеспечивающие более эффективное решение задач земельного и городского кадастров.

57

5.2 Создание геодезической съёмочной сети методом проложения теодолитного хода

Геодезической сетью называют совокупность геодезических пунктов на Земной поверхности, закрепленных специальными знаками, положение которых определено в общей системе координат и высот.

Различают плановые, высотные и пространственные сети.

Вплановых сетях определяют плановые прямоугольные (x, y) или геодезические (широту, долготу) координаты пунктов.

Ввысотных сетях определяют высоты пунктов относительно отсчетной поверхности, например, поверхности геоида.

Впространственных сетях определяют пространственные координаты пунктов, например, прямоугольные геоцентрические X, Y, Z или геодезические (широту, долготу и высоту).

Плановая геодезическая сеть делится на:

-государственную геодезическую сеть (ГГС);

-геодезические сети сгущения (ГСС);

-съёмочные геодезические сети (СГС).

Назначение Государственной геодезической сети.

ГГС покрывает всю территорию РФ и служит её главной геодезической основой, выполняя следующие основные задачи:

1.установление и распространение единой системы координат на всю территорию страны и поддержание ее на уровне современных и перспективных требований;

2.геодезическое обеспечение картографирования территории страны и акваторий окружающих ее морей;

3.геодезическое обеспечение изучения земельных ресурсов и землепользования, кадастра, строительства, разведки и освоения природных ресурсов;

4.обеспечение геодезическими данными средств наземной, морской и аэрокосмической навигации, аэрокосмического мониторинга природной и техногенной среды;

5.изучение поверхности и гравитационного поля Земли и их изменений во времени;

6.метрологическое обеспечение высокоточных технических средств определения местоположения и ориентирования.

Положение пунктов ГГС определено сочетанием методов

триангуляции, полигонометрии, астрономических и спутниковых измерений. Каталоги координат пунктов в системе СК-95 (координатная система 1995 года) хранятся в территориальных аэрогеодезических предприятиях Федерального Агентства «Роскартография».

Триангуляция метод определения планового положения геодезических пунктов путём построения на местности сети треугольников, в которых измеряют углы, а также длины базисных сторон.

58

Допустим, что в треугольнике АВP известны координаты пунктов

А ( xA , yA ) и B ( xB , yB ), длина базисной стороны АВ (обозначенной

через b) и её дирекционный угол АВ. Тогда, длины двух других сторон треугольника АВP вычисляют по теореме синусов:

d1 b sinβ1 sinβ3 ; d2 b sinβ2 sinβ3 .

Рисунок 5.1 - Схема сети триангуляции

Продолжая подобным образом, вычисляют длины всех сторон сети.

Метод полигонометрии применяют на закрытой, застроенной местности. Заключается в построении сети ходов, в которых измеряют все углы и длины сторон.

АВ и СD – исходные направления с известными дирекционными углами; 1 5 номера вершин хода; i измеренные горизонтальные углы;

di измеренные длины сторон.

Рисунок 5.2 – Полигонометрический ход

Метод трилатерации состоит в построении сети треугольников, в которых измеряют длины всех сторон.

Если в треугольнике АВP (на рисунке 5.1) известен базис b и измерены стороны BP d1 и АP d2 , то на основе теоремы косинусов, можно вычислить углы треугольника:

cosβ1 (b2 d22 d12 )2bd2 ; cosβ2 (b2 d12 d22 )2bd1 ; cosβ3 (d12 d22 b2 )2d1d2 .

Так же вычисляют углы всех треугольников, а затем, как и в триангуляции, координаты всех пунктов.

59

Согласно Основным положениям ГГС подразделяют на:

триангуляцию, полигонометрию и трилатерацию 1, 2, 3 и 4-го классов, нивелирные сети I, II, III и IV классов.

В первую очередь строят триангуляцию 1-го класса в виде рядов треугольников (близких к равносторонним), которые располагают по возможности вдоль меридианов и параллелей с длинами сторон не менее 20 км. Ряды треугольников образуют замкнутые полигоны периметром около 800 км. Длина каждого звена не должна превышать 200 км.

На концах каждого звена триангуляции 1-го класса в пересечении рядов треугольников, определяют длины выходных сторон с относительной погрешностью 1/400 000. На концах базисных сторон из астрономических наблюдений определяют широту, долготу и азимут (пункты Лапласа).

Вместо звеньев триангуляции могут быть построены звенья полигонометрии 1-го класса.

р а с с т о я н и е 2 0 0 – 2 5 0 к м

Рисунок 5.3 - Схема построения плановой государственной геодезической сети методом триангуляции

Триангуляцию 2-го класса строят в виде сети треугольников сплошь заполняющих полигон 1-го класса. Внутри этой сети, примерно в середине, измеряют базисную сторону, на концах которой определяют широту, долготу и азимут. Так как при построении сети 1-го и 2-го классов используют результаты астрономических наблюдений, то её называют астрономогеодезической. Сети 1-го и 2-го класса сгущают пунктами 3-го, а затем 4-го классов.

60

Триангуляцию 3-го и 4-го классов строят в виде отдельных систем.

Рисунок 5.4 – Схема построения триангуляции 3 и 4 класса

На небольших территориях, где нет пунктов 1-го и 2-го классов, в качестве исходной геодезической опоры для съемок в масштабе 1:5000 и 1:2000 разрешается строить самостоятельные сети 3-го и 4-го классов. При этом в сети триангуляции должно быть измерено не менее двух сторон, в полигонометрической сети периметры полигонов не должны превышать для 3-го – 60 км, для 4-го класса – 35 км.

В зависимости от класса плановая государственная геодезическая сеть характеризуется данными представленными в таблице 5.1.

Таблица 5.1 – Основные характеристики плановой государственной геодезической сети в зависимости от класса.

 

 

 

Триангуляция // Полигонометрия

 

 

 

 

СКП

допустимая

относительная СКП

Класс

длина сторон

измерения

невязка

измерения стороны

 

S, км

угла mβ,

суммы углов в

mS/S

 

 

 

 

"

треуг. fβдоп

 

 

 

1

>20

20

0,7"

3"

1/400.000

 

1/300.000

 

 

 

 

 

 

 

 

2

7-20

7-20

1,0"

4"

1/300.000

 

1/200.000

 

 

 

 

 

 

 

 

3

5-8

3-8

1,5"

6"

1/200.000

 

1/150.000

 

 

 

 

 

 

 

 

4

2-5

0,25-2

2,0"

8"

1/200.000

 

1/150.000

 

 

 

 

 

 

 

 

В зависимости от масштаба съёмки пункты плановых государственных сетей должны быть доведены до определенной плотности и располагаться на местности по возможности равномерно (таблица 5.2)

Таблица 5.2 - Плотность пунктов государственных плановых сетей

Масштаб съемки

Класс сетей

Один пункт на площадь

1:25.000

1, 2, 3

на 50-60 км2

 

 

 

1:10.000

1, 2, 3

50-60

 

 

 

1:5.000

3, 4

20-30

 

 

 

1:2.000

3, 4

5-15

 

 

 

61

Пункты геодезической сети закрепляют на местности бетонными, каменными или кирпичными геодезическими знаками.

Геодезические знаки состоят из наземного сооружения и подземного устройства.

Наземная часть геодезических знаков устанавливается на пунктах триангуляции и полигонометрии и должна обеспечивать видимость между соседними знаками.

В зависимости от условий местности и расстояний геодезические знаки строят в виде пирамид высотой до 15-18 м и сигналов высотой 25-30 м (рисунок 5.5).

Подземная часть знаков строится в виде бетонных каменных или кирпичных на цементном растворе монолитов, бетонированных рельсов или труб. Сверху в них закладывают чугунные марки, обозначающие центр пункта.

Рисунок 5.5 – Наружные геодезические знаки

Типы центров устанавливают согласно инструкциям применительно к климатическим и физико-географическим условиям региона и местным особенностям. Главное условие – основание центра должно заложено ниже границы промерзания грунта, и ось центра должна совпадать с осью цилиндра визирования пирамиды или сигнала.

5.3 Геодезические сети сгущения

На основании ГГС строят сети сгущения, которые используют в качестве исходных при создании съёмочного обоснования топографических съёмок. Делятся на два разряда и прокладываются методами триангуляции, полигонометрии, трилатерации или их сочетаниями. Закрепляют на местности подземными центрами, а наружные знаки в виде пирамид или вех.

62

а)

б)

в)

г)

Рисунок 5.6 – Схемы построения триангуляции 1-го и 2-горазрядов:

а- геодезический четырехугольник; б - центральная система;

в- цепочка треугольников; г - комбинированная система

Таблица 5.3 – Основные характеристики плановых сетей сгущения

Разряды

 

Триангуляция

 

Полигонометрия

 

S, км

mβ

fβдоп

mS/S

S, км

 

mβ

fβдоп

 

fS / S

 

 

 

1

≤ 5

5"

20"

1/50000

≤ 5

 

5"

±10"√n

 

1/10000

2

≤ 3

10"

40"

1/20000

≤ 3

 

10"

±20"√n

 

1/5000

5.4 Геодезические съёмочные сети

Съёмочные геодезические сети (СГС) являются непосредственным геодезическим обоснованием топографических съемок и служат для перенесения инженерных проектов на местность. Их создают построением триангуляционных сетей, проложением полигонометрических и теодолитных ходов.

Съёмочной сетью могут служить теодолитные ходы, прокладываемые по границам землепользований с привязкой их к сети высшего порядка.

Плотность пунктов съёмочной сети не регламентируется инструкциями. Пункты съемочной сети закрепляют на местности деревянными кольями, столбами, металлическими трубами (окапывая их), чтобы они сохранились на время проведения и контроля съемок, а также при последующих работах при перенесении в натуру проектов землеустройства.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.