- •§ 1. Задачи геодезии
- •§ 3. Краткие сведения об истории геодезии
- •§ 4. Организационные формы геодезической службы СССР
- •§ 5. Сведения о фигуре Земли
- •§ 6. Системы координат, применяемые в геодезии
- •§ 7. Учет кривизны земной поверхности при измерении горизонтальных расстояний и высот
- •§ 9. Истинные азимуты и дирекционные углы
- •§ 10. Магнитные азимуты
- •§ 12. Масштабы
- •§ 13. Номенклатура топографических планов и карт
- •§ 14. Рельеф местности и его изображение на топографических картах и планах
- •§ 15. Определение крутизны скатов. Масштаб заложений
- •§ 16. Условные знаки топографических карт
- •§ 19. Краткие сведения о перечерчивании карт и планов
- •§ 20. Классификация ошибок измерений. Свойства случайных ошибок
- •§ 21. Принцип арифметической средины
- •§ 22. Средняя квадратическая и предельная ошибки одного измерения. Средняя квадратическая ошибка арифметической средины
- •§ 23. Формула Бесселя для средней квадратической ошибки
- •§ 24. Средняя квадратическая ошибка функций измеренных величин
- •§ 25. Понятие о двойных измерениях
- •§ 26. Неравноточные измерения
- •§ 28. Вводные сведения
- •§ 29. Методы построения геодезических сетей
- •§ 30. Основные положения и принципы развития геодезических сетей
- •§ 31. Общие сведения о точности геодезических измерений
- •§ 32. Формулы для вычислений основных геодезических задач. Прямая и обратная геодезические задачи
- •§ 33. Оценка точности геодезических построений
- •§ 34. Общие сведения. Схема измерения горизонтального угла
- •§ 35. Зрительная труба
- •§ 36. Уровни, их устройство
- •§ 37. Отсчетные приспособления
- •§ 38. Типы теодолитов
- •§ 39. Инструментальные погрешности
- •§ 40. Поверки и юстировка теодолита
- •§ 41. О влиянии неправильной установки вертикальной оси инструмента на измеряемые направления и углы
- •§ 43. Измерение горизонтальных углов
- •§ 44. Точность измерения горизонтальных углов
- •§ 45. Измерение вертикальных углов
- •§ 46. Общие сведения. Подготовка линий к измерению
- •§ 47. Приборы для непосредственного измерения линий; компарирование мерных приборов
- •§ 48. Измерение линий стальной штриховой лентой. Эклиметр
- •§ 49. Вычисление длины линий
- •§ 50. Точность измерения расстояний стальной лентой
- •§ 51. Оптические дальномеры. Общие сведения
- •§ 54. Способы геометрического нивелирования
- •§ 55. Нивелирные знаки
- •§ 57. Поверки и юстировка нивелиров
- •§ 58. Основные источники ошибок нивелирования
- •§ 59. Нивелирование IV класса
- •§ 60. Техническое нивелирование
- •§ 61. Основные сведения о нивелировании III класса
- •§ 62. Влияние кривизны Земли и рефракции на результаты нивелирования
- •§ 63. Тригонометрическое нивелирование
- •§ 65. Общие сведения
- •§ 66. Схема построения государственной плановой геодезической сети в СССР
- •§ 67. Схема построения государственной высотной (нивелирной) геодезической сети
- •§ 71. Общие сведения
- •§ 72. Теодолитные ходы
- •§ 73. Аналитические сети
- •§ 74. Ходы высотного съемочного обоснования
- •§ 75. Виды съемок и некоторые сведения об их выполнении
- •§ 77. Способы съемки ситуации. Съемка рельефа
- •§ 79. Журнал измерений. Абрис
- •§ 80. Вспомогательные инструменты, применяемые при производстве съемки
- •§ 81. Вычисление координат вершин полигона, построение координатной сетки и накладка точек
- •§ 82. Построение на плане ситуации. Оформление плана
- •§ 83. Особенности съемки застроенной территории
- •§ 84. Сущность тахеометрической съемки. Инструменты
- •§ 87. Производство тахеометрической съемки
- •§ 88. Кроки. Тахеометрический журнал
- •§ 90. О точности плана тахеометрической съемки
- •§ 91. Нивелирование поверхности
- •§ 92. Сущность мензульной съемки. Инструменты
- •§ 93. Поверки мензульного комплекта
- •§ 94. Подготовка планшета
- •§ 95. Установка мензулы на станции
- •§ 96. Прямая и обратная мензульные засечки
- •§ 97. Плановое и высотное обоснование мензульной съемки
- •§ 98. Съемка ситуации и рельефа
- •§ 99. Общие сведения
- •§ 100. Аэрофототопографическая съемка
- •§ 102. Основные сведения о применении фотограмметрических методов при изысканиях, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений
- •§ 103. Общие сведения. Виды и задачи инженерно-геодезических изысканий
- •§ 104. О масштабах и видах топографических съемок, выполняемых при изысканиях
- •§ 105. Геодезические работы при изысканиях сооружений линейного типа
- •§ 106. Проектирование оси сооружения линейного типа
- •§ 107. Расчет и разбивка горизонтальных кривых
- •§ 108. Расчет вертикальных кривых
- •§ 109. Некоторые сведения о вертикальной планировке
- •§ 110. Подготовка к перенесению объектов генерального плана на местность
- •§ 111. Оси инженерных сооружений и их привязка к опорным пунктам
- •§ 112. Строительные допуски и геодезическая основа разбивочных работ
- •§ 113. Строительная координатная сетка
- •§ 114. Основные элементы разбивочных работ
- •§ 115. Разбивка основных точек сооружений
- •§ 117. Передача осей и отметок по вертикали
- •§ 118. Разбивки при устройстве сборных фундаментов
- •§ 119. Геодезические разбивки при монтаже колонн
- •§ 120. Разбивочные работы при монтаже балок
- •§ 121. Особенности подготовки фундаментов под стальные колонны
- •§ 122. Разбивочные работы при монтаже технологического оборудования
- •§ 123. Исполнительные съемки
- •§ 124. Съемка инженерных подземных коммуникаций индукционными методами
- •§ 126. Виды и причины смещений и деформаций сооружений
- •§ 127. Цель и содержание работы по наблюдению за смещением и деформациями сооружений
- •§ 128. Наблюдения за осадками сооружений
- •§ 129. Наблюдение за креном сооружений
- •§ 130. Изучение деформаций сооружений
- •§ 131. Общие сведения. Элементарная теория гироскопа
- •§ 132. Суточное вращение Земли и определение «полезной составляющей» этого вращения
- •§ 134. Общие сведения
- •§ 135. Элементы теории подвесных мерных приборов
- •§ 137. Принципиальная схема светодальномера с синхронной демодуляцией светового потока
- •§ 141. Методы точных угловых измерений
- •§ 142. Особенности точных угловых измерений при инженерно-геодезических работах
- •§ 143. Общие сведения
- •§ 145. Рейки для точного нивелирования
- •§ 146. Источники ошибок и методика точного нивелирования
- •§ 147. Элементы теории геометрического нивелирования
- •§ 151. Специальные геодезические устройства и инструменты, применяемые при монтаже оборудования
- •§ 152. Специальные геодезические приборы, применяемые при наблюдениях за деформациями инженерных сооружений
- •§ 153. Лучевые геометрические приборы и их применение
- •§ 154. Лучевые интерференционные приборы и их применение
- •§ 155. Общие сведения. Масштабы топографических съемок для строительства ГЭС
- •§ 157. Геодезические работы при гидрологических изысканиях
- •§ 158. Назначение продольного профиля реки и его точность
сила тяжести и один пункт (исходный) с известной силой тяжестиМожно написать:
для исходного пункта
(Х.З)
для определяемых пунктов
^-«Утг
(Х.4)
'П У-к
И т. д.
Полагая, что в течение некоторого срока длина маятника остается неизменной, а действие многих трудно учитываемых ошибок постоянно, можно написать выражения для относительных определений
ё\ |
^2 ёо |
(Х.5)
^$ 0
ит. д.
Висходном пункте сила тяжести определяется по абсолютному методу. За такой пункт в настоящее время принят Потсдам, абсолютные определения в котором выполнены в 1898—1904 гг.
Идея относительного определения силы тяжести прп помощи пружинного гравиметра заключается в фиксации по некоторой шкале длины пружины с подвешенным грузом в исходном и определяемом пунктах. Разность показаний шкалы выразит разность значений силы тяжести в делениях шкалы. Цена деления шкалы в миллигалах определяется заранее из специальных наблюдений.
Измерение силы тяжести — один из высокоточных и тонких видов измерений; достаточно сказать, что для получения § с ошибкой 2 млг необходимо период качания маятника знать с ошибкой 0,0000004 секунды вре-мени. Современные приборы позволяют определять # с ошпбкой в десять раз меньшей, т. е. до десятых долей миллигала.
ГЛАВА XI
СЪЕМОЧНОЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
§ 71. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Съемочное геодезическое обоснование подразделяется на п л а н о в о е и в ы с о т н о е . В зависимости от задания и различных условий плановое и высотное съемочное обоснование развивается раздельно или совместно.
Развитие съемочного обоснования имеет целью:
а) сгущение геодезической сети до густоты, необходимой для производства топографической съемки в заданном масштабе;
б) создание геодезической основы для выполнения инженерно-геоде- зических работ различного характера и назначения — изысканий, перенесения на местность проектов сооружений, определения уклонов рек, определения границ землепользования, привязки геологических выработок и т. д.
Съемочное обоснование развивается на основе пунктов государственной геодезической сети и сетей местного значения. В отдельных случаях, при решении частных инженерно-геодезических задач, не связанных с получением топографических планов, или при съемке незначительных участков, съемочное обоснование может развиваться самостоятельно в местной системе координат без привязки к сетям высшего класса.
Для определения плановых координат пунктов съемочного обоснования используются методы полигонометрии и триангуляции. Ходы
планового съемочного обоснования, развиваемые методом |
полигономет- |
|||
рии, называются т е о д о л и т н ы м и х о д а м и ; |
если |
одновременно |
||
производится определение высот пунктов ходов, то |
последние называ- |
|||
ются высотно-теодолитными, или т а х е о м е т р и ч е с к и м и , |
ходами. |
|||
Съемочное обоснование, |
развиваемое методом триангуляции, |
называют |
||
а н а л и т и ч е с к и м и |
с е т я м и . |
|
|
|
Для определения отметок пунктов высотного съемочного обоснования могут применяться все способы нивелирования, описанные в главе IX. Однако чаще всего используют методы геометрического и тригонометрического нивелирования.
При проложенпп теодолитных ходов и аналитических сетей производятся угловые и линейные измерения, и коордпнаты х н у пунктов съемочного обоснования вычисляются по формулам § 32. Однако возможно определение положения пунктов съемочного обоснования на планах графическим способом в виде построения геометрической сетн илп проло-
женпя м е н з у л ь н ы х |
х о д о в ; |
сведения |
об этих прпемах создания |
съемочного обоснованпя |
излагаются |
в главе |
XV. К графическим спо- |
собам построения съемочного обоснования относится и ф о т о т р и а н - г у л я ц и я , понятие о которой дается в главе XVI.
Геометрическая сеть, мензульные и тахеометрические ходы и фотограмметрические сети, развиваемые при топографической съемке, являются составной частью процесса съемки и, как правило, самостоятельного назначения не имеют; они освещаются при изложении соответствующих методов съемки.
Теодолитные ходы и аналитические сети, помимо пспользованпя прп топографических съемках, широко применяются в инженерно-геоде- зических работах как обоснование и как метод решения инженерно-гео- дезических задач.
Ходы и сети съемочного обоснования, как правило, предназначаются только для решения конкретных задач, определяющих требования к построению и точности ходов. Например, если съемочное обоснование развивается для производства топографической съемки, то точность, определения коордннат пунктов должна удовлетворять требованиям
съемки проектируемого масштаба. Практически ставится условие, чтобы предельные ошибки координат пунктов съемочного обоснования относительно пунктов государственной геодезической сети не превышали величины, соответствующей предельной графической точности данного масштаба, характеризуемой ошибкой 0,2 мм на плане. Поэтому при заранее обусловленной точности угловых и линейных измерений хода пли сети съемочного обоснования устанавливаются предельные длины ходов или цепей между пунктами высшего класса. Пусть теодолитные ходы с относительной ошибкой 1 : 2000 прокладываются между пунктами государственной триангуляции для обоснования съемки в масштабе 1 : 10000; предельная ошибка в положении пункта в середине хода относительно исходных пунктов не должна быть более 2 м, а полная невязка в координатах — более 4 м (см. § 33). Иначе говоря, в данном случае теодолитные ходы не должны иметь протяженность более 8 км, а пункты государственной опорной сети должны располагаться примерно через 6—8 км, т. е. 1 пункт на 50—60 клц что и предусмотрено инструкцией по развитию государственных геодезпческпх сетей (§ 66).
Если теодолитный ход пли аналитическая сеть развиваются в качестве основы для числовых расчетов при решении инженерно-геодезических задач, то ошибки измерений, протяженность и схема построения обоснования рассчитываются на основе формул, приведенных в § 33.
Варьируя точность измерений, протяженность и форму сетей обоснования, можно получать положение пунктов с заданными ошибками.
Выбор оптимально выгодных вариантов создания съемочных геодезпческпх сетей определяется из техннко-экономпческпх соображений п обеспечения надежного контроля. Для массовых случаев точность измерений, допустимая протяженность сетей и рядов указывается в технических инструкциях.
Пункты съемочного обоснования, как правило, закрепляются на местности временными знаками — деревянными кольями, столбами, металлическими трубками п т. п. Временный характер закрепления пунктов съемочного обоснования вытекает из его назначения — быть геодезической основой для решения данных конкретных задач. Пункты съемочного обоснования в некоторых случаях закрепляются постоянными знаками, например, когда теодолитные ходы или аналштгческпе сети являются самостоятельной опорной сетью; могут быть и другие аналогичные случаи закрепления отдельных пунктов, о чем специально указывается в технических инструкциях.
Выбор метода создания как планового, так и высотного обоснования определяется условиям района работ п заданием. Обычно в открытых всхолмленных малозастроенных районах выгоднее развивать аналитические сетп; в равнинных залесенных, застроенных районах выгоднее прокладывать теодолитные ходы. В некоторых районах целесообразно использовать комбинацию обоих методов.
Выбор целесообразного метода высотного обоснования зависит от тех же условий; в районах, сильно всхолмленных и горных, выгодноприменять метод тригонометрического нивелирования; в районах со спокойным рельефом возможно применение обоих методов. При раздельномпроложенип ходов планового и высотного обоснования последнее, как.
И Заказ 495
правило, целесообразно развивать методом геометрического нивелирования вследствие большей простоты полевых наблюдений и вычислений. В тех случаях, когда возникает необходимость одновременного создания на данной территории плановой и высотной съемочной сети, последние целесообразно развивать путем проложения высотно-теодолитных ходов. Метод геометрического нивелирования точнее тригонометрического; когда к точности и густоте высотного обоснования предъявляются дополнительные требования, предпочтительнее использовать метод геометрического нивелирования.
Обычно при развитии съемочного обоснования на значительной территории целесообразно применение обоих методов: методом геометрического нивелирования создается редкая сеть высотных пунктов, между которыми высотные определения производятся тригонометрическим нивелированием.
Выбор целесообразного метода создания обоснования должен решаться, исходя из условий задания и достижения наилучших организационных удобств и технико-экономических показателей, с учетом особенностей района работ.
Состав и последовательность работ при развитии съемочного обоснования в общем случае сохраняются те же, что и при построении геодезических сетей высшего класса (§ 66).
§ 72. ТЕОДОЛИТНЫЕ ХОДЫ
П р о е к т и р о в а н и е теодолитных ходов осуществляется по имеющимся картам и планам крупного масштаба. При этом соблюдаются
следующие требования: |
|
|
назначению |
||
п |
1. Расположение теодолитных ходов должно отвечать |
||||
цели проложения ходов. В зависимости |
от назначения |
требования |
|||
к |
расположению |
ходов разнообразны. |
Как |
пример приведем следу- |
|
ющее. |
теодолитных ходов |
как |
геодезической |
основы для |
|
|
При развитии |
съемки расположение пунктов по территории должно быть равномерным; пункты должны располагаться в местах, наиболее удобных для обозрения и измерительных действий на местности; при аэрофотосъемке расположение
пунктов |
теодолитных |
ходов |
должно |
обеспечивать |
определение |
коор- |
|
динат |
точек, |
опознаваемых |
на аэроснимках; при съемке городов |
||||
и поселков теодолитные |
ходы |
прокладываются по улицам и переулкам |
|||||
и т. п. |
|
|
|
|
|
|
|
При изысканиях дорог, каналов и прочих сооружений линейного |
|||||||
типа теодолитные ходы — магистрали |
располагаются |
примерно |
по оси |
||||
будущего сооружения. |
|
|
|
|
|
||
При речных изысканиях, постройке плотин теодолитные ходы распо- |
|||||||
лагаются по |
берегам рек. |
|
|
|
|
При землеустройстве ходы намечаются по границам участков, а при лесоустройстве — по просекам, дорогам и т. д.
2. Возможность контроля измерений путем образования замкнутых полигонов и узловых точек и проложения ходов между пунктами высшего класса.
3. Возможная прямолинейность ходов и равенство длины их сторон; обычно длина сторон хода должна быть не более 400 м и не менее 40—50 м. При малых длинах сторон хода возрастает число точек поворота, что вызывает увеличение поперечной ошибки хода (см. § 33). Для уменьшения влияния ошибок измерения углов на точность хода рекомендуется измерять углы через несколько поворотных точек, а на некоторых пунктах в середине хода определять астрономические азимуты.
4. При |
непосредственном |
измерении |
расстояний |
располагать |
|
стороны хода |
по возможности |
на местности, |
удобной |
для |
измерений |
(вдоль дорог, по ровным лугам, просекам и |
т. п.) и |
с малыми укло- |
|||
нами. |
|
|
|
|
|
5.Соблюдение протяженности ходов между исходными, исходными
иузловыми пунктами в соответствии с масштабом предстоящей съемки или специальными требованиями. Например, в действующей ныне инструкции (СН 212-62) для крупномасштабных съемок незастроенных территорий максимальные длины теодолитных ходов между пунктами высшего класса установлены: для масштаба 1 : 500 — 0,8 км, для 1 : 1000 — 1,2 км, для 1 : 2000 — 2,0 кму для 1 : 5000 — 4 км; проектирование съемочного обоснования и съемочных работ рекомендуется производить одновременно.
6.Осуществление привязок к пунктам государственной геодезической сети или сетей местного значения.
Р е к о г н о с ц и р о в к а хода имеет целью уточнение составленного проекта, окончательное установление местоположения точек.
Врезультате рекогносцировки составляется окончательный схематический чертеж расположения ходов.
Вряде случаев практики проложения теодолитных ходов надобность в камеральном проектировании их отпадает; выбор расположения ходов и закрепление производятся сразу в полевых условиях.
И з м е р е н и е у г л о в поворота на пунктах теодолитных ходов производится полным приемом теодолитом 30-секундной или 1-минутной точности с перестановкой лимба между полуприемами.
И з м е р е н и е л и н и й в теодолитных ходах производится в прямом и обратном направлениях или дважды в одном направлении.
Если теодолитный ход является одновременно и высотным, то на пунктах хода измеряются углы наклона по каждой стороне в прямом и обратном направлениях одним полным приемом при двух положениях вертикального круга.
К а м е р а л ь н а я о б р а б о т к а результатов измерений в теодолитных ходах имеет целыо: а) используя избыточные измерения, получить наиболее точные (вероятнейшие) значения искомых величин и устранить несогласия в их определении, вызванные ошибками измерений; б) вычислить окончательные значения прямоугольных координат х, у пунктов теодолитных ходов; если ходы являются одновременно и высотными, то получить значения высот Н пунктов.
Камеральная обработка измерений, выполненных при проложении теодолитных ходов, производится в следующем порядке:
1. Проверка вычислений углов и расстояний в полевых журналах и вычислений по введению различных поправок и получению горизонтальных
лроложений длин сторон ходов. Составление схемы исполненных теодолитных ходов.
2. Введение поправок в длины сторон теодолитных ходов за переход на плоскость в проекции Гаусса — Крюгера (при у >> 100 км).
3. Уравнивание горизонтальных углов. Рассмотрим два случая: а) теодолитный ход образует полигон и б) теодолитный ход проложен между пунктами высшего класса, на которых заданы как безошибочные дирекционные углы некоторых направлений.
1 с л у ч а й . Если в теодолитном полигоне п вершин, то теоретическая сумма внутренних углов полигона должна быть равна
8Т = 180° (п — 2).
Пусть 8Д — сумма измеренных углов р. Вследствие ошибок измерений |5Т 8Д. Величина
/ р = «5Д |
= 2 Р — 1 8 0 ° ( п — 2 ) |
|||
|
|
х |
|
|
называется у г л о в о й |
н е в я з к о й |
полигона. |
|
|
Допустимое значение |
невязки |
вычисляется |
как предельное зна- |
чение средней квадратической ошибки суммы углов р, т. е. согласно § 24
Предельное значение |
устанавливается |
как удвоенное — утроенное |
||
значение среднего квадратического |
значения |
|
|
|
Согласно действующим инструкциям для геодезических работ в го- |
||||
родском и промышленном |
строительстве (СН 212-62) |
не должно пре- |
||
вышать |
пред. |
± Г } / п . |
(XI.1) |
|
|
||||
Увязка углов в полигоне заключается в распределении невязки по- |
||||
ровну на каждый угол с |
обратным |
знаком, |
т. е. в исправлении каждого |
|
угла р на величину |
. После |
этого |
вычисляются дирекционные |
углы всех сторон теодолитного полигона по формуле (VI. 1).
Заметим, что в рассмотренном случае добавочным измерением является измерение п-го угла в полигоне. Оно является избыточным в том смысле, что и без него 7г-ный угол мог бы быть получен из вычислении п положение
всех вершин полигона однозначно определено. Избыточное |
измерение |
|
позволило |
проконтролировать полученную сумму углов в |
полигоне, |
а увязка |
углов — в некоторой степени уменьшить их ошибки. |
|
2 с л у ч а й . Если через а0 и ап обозначить дирекционные углы на концах теодолитного хода, которые заданы как неизменные и безошибочные, то должно быть
ал = сх0±180 (п—1) — 2 Р
или
2 Р + 180 ( к - ! ) = («„-ая ).
В действительности вследствие ошибок измерений углов р последнее {равенство после вычислений выполняться не будет и разность
.явится угловой невязкой в теодолитном ходе. Эту невязку распределяют лоровну на каждый угол с обратным знаком.
4. Уравнивание приращений и вычисление координат. После уравнивания углов вычисляют приращения и координаты точек поворота, пользуясь формулами решения прямой задачи.
В замкнутом полигоне сумма приращений координат должна быть равна нулю; уклонение ее от нуля составит невязку в приращениях координат, т. е.
/ * = 2 А*»
Величина |
/ , = 2 Д». |
|
|
|
/ = 1 / 7 1 + 7 1 |
называется а б с о л ю т н о й невязкой периметра Р полигона. Величина
Р |
N 9 |
^гдеN —"у") называется о т н о с и т е л ь н о й невязкой. Относительнаяне-
вязка |
I |
служит критерием точности хода. Допустимые невязки устанавли- |
ваются в зависимости от масштаба съемки и специальных требований и
указываются в инструкциях.
Увязка приращений производится отдельно по абсциссам и ординатам; поправки (Да?)* и (Ду)1 распределяются на вычисленные приращения пропорционально длине сторон и вводятся со знаком, обратным знаку
левязки. Так, например, |
поправка |
в первое приращение абсцисс будет |
й ъ во второе — |
в третье |
и т. д. |
= |
|
И ( Д у ) , = |
Во втором случае, когда ход проложен между пунктами К и Ь с заданными координатами, сумма приращений по абсциссам и ординатам по ходу
.должна быть равна разности соответствующих координат твердых пунктов, т. е.
Разности между левыми и правыми частями написанных выражений •составят невязки в координатах /Л. и разверстание которых производится указанным ранее способом.