- •Минобрнауки россии
- •Съёмки с disto
- •Глава 1. Основные понятия, необходимые для производства съемок
- •1.1 Первые в истории градусные измерения
- •1.2. Фигура и размеры Земли
- •1.3. Система координат и высот
- •1.3.1. Геоцентрические системы координат
- •1.3.2 Геодезическая (географическая) система координат и высот
- •1.3.3. Системы плоских прямоугольных координат в проекции Гаусса – Крюгера
- •1.3.4 Преобразование координат
- •1.4. Ориентирование на местности
- •1.5 Передача на местности дирекционных углов линий
- •1.6. Прямая геодезическая задача на плоскости
- •1.7 Обратная геодезическая задача на плоскости
- •1.8 Биполярная линейная система координат для disto
- •1.9. Общая схема хода трилатерации
- •1.10. Оценка точности линейных построений
- •1.11. Балтийская система высот 1977 года
- •Глава 2. Геодезические измерения и приборы
- •2.1. Угловые измерения. Теодолит 4т30п
- •2.1.1. Принципы измерения углов на местности
- •2.1.2 Конструкция теодолита 4т30п
- •2.1.3. Измерение горизонтальных углов способом приёмов
- •2.1.4. Измерение вертикальных углов
- •2.2 Линейные измерения. Лазерный прибор disto d5
- •2.2.1. Непосредственные линейные измерения
- •2.2.2. Косвенные линейные измерения
- •2.2.3. Устройство лазерного прибора disto d5
- •2.3. Высотные измерения. Нивелир 3н-5л
- •2.3.1 Измерение превышений на станции
- •2.3.2 Устройство и принцип работы прибора 3н-5л
- •2.3.3 Поверки прибора
- •2.3.4 Тригонометрическое нивелирование
- •Глава 3. Геодезические измерительные системы с лазерным прибором disto и их элементы
- •3.1. Адаптер лазерной рулетки
- •3.2. Работа с геодезическими штативами
- •3.3 Работа с вехой
- •3.4. Работа с фотоштативом
- •3.5. Применение отражающих пластин и фильтра
- •3.6. Калибровка датчика наклона
- •3.7 Использование накладного уровня
- •З.8. Совершенствование gps -наблюдений
- •Глава 4. Построение съёмочных сетей
- •4.1.1. Теодолитный ход
- •4.1.2. Ход трилатерации
- •4.2. Высотное съёмочное обоснование
- •Глава 5. Съёмочные работы и составление плана
- •5.1 Условные знаки
- •5.2. Теодолитная съёмка
- •5.3. Тахеометрическая съёмка
- •5.4. Нивелирование поверхности
- •5.5. Другие виды съёмок
- •5.6. Составление ситуационного плана
- •5.7. Составление топографического плана
- •5.8. Составление фронтального чертежа здания
- •Глава 1. Основные понятия, необходимые для производства съемок
- •Глава 2. Геодезические измерения и приборы………………………..32
- •Глава 3. Геодезические измерительные системы с лазерным прибором disto и их элементы…………………………………………………..67
- •Глава 4. Построение съёмочных сетей………………………………..78
- •Глава 5. Съёмочные работы и составление плана……………………94
Глава 2. Геодезические измерения и приборы
Как всякое движение сводится к поступательному и вращательному, так и измерения, как меру движения, можно свести к двум видам: линейным и угловым. Однако в геодезии сложилось так, что принято различать третий вид измерений – высотные.
Каждому виду измерений соответствует какой-либо геодезический прибор. Однако современное приборостроение позволяет в одном приборе объединить несколько функциональных возможностей. Так, например, теодолиты и нивелиры имеют нитяные дальномеры. Нивелиры иногда снабжают горизонтальными кругами для измерения горизонтальных углов. Теодолиты, в свою очередь, комплектуют накладными уровнями для геометрического нивелирования. Лазерные приборы могут иметь датчики наклона и измерять углы наклона.
2.1. Угловые измерения. Теодолит 4т30п
Угловые измерения на местности преследуют две основные цели:
1) получение информации необходимой для составления контурного (ситуационного) плана местности;
2) определение высотного положения местных предметов.
В соответствии с поставленными целями разработан специальный угломерный прибор под названием теодолит, который содержит два различных круга: горизонтальный и вертикальный. В заводских условиях должно быть обеспечено взаимно перпендикулярное положение их плоскостей.
2.1.1. Принципы измерения углов на местности
Пусть на местности закреплены три геодезических пункта т1, т2 и т3 (рис. 2.1). Через эти пункты можно единственным образом провести некоторую наклонную плоскость и измерить плоский угол между двумя направлениями. Однако измеренная величина угла будет недостаточна для достижения поставленных целей.
Прежде всего, требуется знать проекцию этого угла на горизонтальную плоскость, то есть, измерению подлежит двугранный угол между отвесными плоскостями, которым принадлежат геодезические пункты. Такие плоскости в геодезии называются коллимационными.
Физически коллимационная плоскость реализуется в приборе за счет вращения зрительной трубы вокруг горизонтальной оси. Мерой указанного двугранного угла служит плоский горизонтальный угол, который измеряется следующим образом. С помощью отвеса центр градуированного круга размещается над вершиной измеряемого угла.
Рис. 2.1. Общая схема измерения углов на местности
Плоскость градуированного круга приводится в горизонтальное положение. Неподвижная часть круга называется «лимбом». Подвижная часть, которая вращается совместно со зрительной трубой вокруг вертикальной оси и несет на себе элементы отсчетного устройства, называется «алидадой». По шкале лимба можно наблюдать горизонтальное направление коллимационной плоскости.
Для определения высотного положения предметов в коллимационных плоскостях последовательно располагается плоскость вертикального круга, центр которого совмещен с горизонтальной осью вращения трубы. На вертикальном круге вращается лимб, а алидада остается неподвижной. По шкале вертикального круга можно наблюдать направления визирной оси в вертикальной плоскости.
Таким образом, теодолит обеспечивает наблюдения двух направлений из некоторой точки местности.
Измерение горизонтальных углов. Геодезическое понятие горизонтального угла отличается от понятия геометрического. В геометрии плоский угол - это меньшая часть плоскости между двумя лучами, выходящими из одной точки. То есть область изменения геометрических углов от 0 до 180 градусов.
Рис. 2.2. Схема измерения горизонтальных углов
В геодезии угол целесообразно понимать как меру вращения, без ограничения области изменения. На местности, где производят угловые измерения, различают верх и низ, или иначе говоря, направления зенита и надира. Если определены верх и низ, то соответственно возникают понятия «право» и «лево» (рис. 2.2).
Нетрудно заметить, что между коллимационными плоскостями существуют два угла, которые в сумме образуют полный круг, то есть 360°. Выйти из неопределенности можно двумя путями.
Первый путь состоит в том, что угол считается ориентированным по направлению вращения. За положительное принимается направление по часовой стрелке, если на угол смотреть сверху. При расположении наблюдателя над вершиной измеряемого угла и лицом к области этого угла по левую руку будет исходная сторона угла, а по правую - конечная сторона. В этом случае горизонтальный угол вычисляется по правилу «правое горизонтальное направление минус левое».
Второй путь - это ориентирование по направлению теодолитного хода. Положительным считается обход контура по часовой стрелке, поэтому, как правило, измеряются правые по ходу горизонтальные углы. Для того чтобы вычислить значение правого по ходу горизонтального угла, следует использовать (рис. 2.2) соотношение
β = З – П, (2.1)
где З – значение заднего горизонтального направления,
П – значение переднего горизонтального направления.
Если значение З оказывается меньше, чем значение П, то при вычислении угла к З следует прибавлять 360 градусов.
Измерение вертикальных углов. Геодезическое понятие вертикальных углов принципиально отличается от геометрического толкования. В геометрии вертикальными считаются накрест лежащие углы между двумя пересекающимися плоскостями. В геодезии это углы между направлениями в вертикальной плоскости.
Существует два принципа определения вертикальных углов (см. рис.2.3).
Рис. 2.3. Схема измерения вертикальных углов
1. Измерение зенитного расстояния z – угла в вертикальной плоскости между заданным направлением и направлением зенита. Такой принцип используется при точных угловых измерениях. Область изменения зенитного расстояния от 0 то 180 градусов. Зенитное расстояние - это плоский угол в традиционном геометрическом понимании.
2. Измерение угла наклона ν - угла в вертикальной плоскости между заданным направлением и линией горизонта, которая лежит в горизонтальной плоскости. Углы наклона считаются положительными, если наблюдаемое направление выше линии горизонта, и, соответственно, отрицательными, если ниже. Область изменения угла наклона -90º ≤ ν ≤ 90º.
Углы наклона и зенитные расстояния связаны зависимостью
ν = 90º - z . (2.2)
При измерении вертикальных углов используются понятия «место нуля» и «место зенита».
Место нуля (М0) – это отсчет по шкале вертикального круга в том случае, когда визирная ось зрительной трубы горизонтальна. Для определения М0 теодолит приводят в рабочее положение и выполняют визирование на удаленную цель при двух положениях вертикального круга. Сравнивая отсчеты по вертикальному кругу при круге лево (Л) и круге право (П), определяют место нуля и угол наклона. В зависимости от устройства шкалы вертикального круга используются различные зависимости для определения М0. После определения М0 данного прибора, измерение углов наклона можно производить при одном положении вертикального круга, а также производить с помощью теодолита геометрическое нивелирование.
Косвенные измерения горизонтальных углов. Измерив три стороны треугольника, можно вычислить все три угла при вершинах. Понятно, что такие действия можно считать косвенным измерением углов. Полученный этим путём результат может оказаться точнее, чем непосредственные измерения.
Рис.2.4. Схема косвенного измерения горизонтальных углов
Рассмотрим принципиальную схему косвенного измерения горизонтального угла (рис. 2.4).
Пусть лазерным прибором измерены горизонтальные проложения трёх сторон треугольника B, l1, l2. В системе прямоугольных координат К1, К2 правый по ходу горизонтальный угол U может быть определён в следующем виде
(2.3)
(2.4)
Использование косвенных угловых измерений позволяет производить горизонтальные съёмки без использования теодолита.