Білокриницький С. М. Геодезія

271

На рис. 109 показана горизонтальна площина То, яка проходить через точки Ао, Во, Со, Ео і перетинає місцевість по лінії FGH.

При полярному способі планове положення шуканої точки С відносно відомої точки Ао і відомого напрямку АоВо визначається горизонтальним кутом β і відстанню Dо.

При біполярному способі планове положення точки С визначається відносно двох відомих точок Ао і Ео двома горизонтальними кутами β1 і β2. У цьому випадку точка С буде отримана засічкою на перетині двох прокреслених напрямків (точка Со).

При проведенні мензульної зйомки для визначення планового положення і висот точок місцевості вимірюються відстані й вертикальні кути. Горизонтальні кути при мензульній зйомці не вимірюються, а будуються на планшеті графічним способом, тому мензульну зйомку називають кутонарисною. Всі вимірювання і графічні побудови виконуються за допомогою комплекту топографічних приладів (рис. 110), до якого належить мензула 4, кіпрегель 3, одна або кілька топографічних рейок 1, польова парасолька 2. Крім того, до комплекту входять землемірна стрічка або рулетка, центрувальна вилка й орієнтир-бусоль.

Мензула забезпечує встановлення планшета, на якому створюється зйомочний оригінал карти, над обраною точкою місцевості на зручній для роботи висоті. Вона дозволяє орієнтувати планшет і приводити його в горизонтальне і стійке положення.

Кіпрегель має зорову трубу і лінійку, які забезпечують точне візування на шукані точки і прокреслення на планшеті ліній візування. Крім того, в кіпрегелі є спеціальні пристрої: вертикальний круг для вимірювання вертикальних кутів, номограмні криві для визначення перевищень і оптичний нитковий віддалемір для визначення відстаней за допомогою спеціальної топографічної рейки з поділками.

272

Рис. 110. Основні прилади мензульної зйомки: 1 – топографічна рейка; 2 – польова парасолька; 3 – кіпрегель; 4 – мензула

273

Польова парасолька служить для захисту зйомочного планшета і приладів від впливу сонячних променів, опадів і вітру.

Відстань між точками, планове положення яких отримано на планшеті, може бути безпосередньо виміряна цир- кулем-вимірником і визначена за поперечним масштабом. У деяких випадках при проведенні зйомочних робіт для точного вимірювання відстаней використовується землемірна стрічка або рулетка.

Для виконання зйомки мензулу встановлюють на точці, планове і висотне положення якої визначено. За допомогою кіпрегеля і мензули планшет орієнтують, тобто приводять у положення, при якому лінії на планшеті встановлюються паралельно горизонтальним прокладенням відповідних ліній на місцевості.

Для визначення на планшеті планового положення точок місцевості, необхідних для її картографічного зображення, зорову трубу кіпрегеля послідовно наводять на рейку, встановлену на цих точках, при цьому необхідно суміщати край лінійки кіпрегеля з відомою точкою, що позначає на планшеті положення точки встановлення приладу. Виміряні віддалеміром відстані до шуканих точок відкладають по краю лінійки циркулем у масштабі зйомки. Планове положення точок, віддалених від точки розташування на значні відстані, звичайно отримують шляхом графічних засічок.

Для визначення висот характерних точок місцевості за допомогою кіпрегеля вимірюють вертикальні кути і тим чи іншим способом відстані, за якими потім обчислюються перевищення і висоти точок, або визначають перевищення за номограмними кривими.

Таким чином, мензула і кіпрегель дозволяють виконувати всі графічні побудови і вимірювання, необхідні для

274

створення оригіналу топографічної карти безпосередньо в процесі польових робіт.

Орієнтир-бусоль при топографічній зйомці використовується для визначення величини схилення магнітної стрілки, а також для орієнтування зйомочного планшета. Вона має магнітну стрілку, яка в незакріпленому стані встановлюється у напрямку магнітного меридіана, що збігається з напрямком силових ліній магнітного поля Землі в даній точці.

Горизонтальний кут, складений однойменними напрямками астрономічного (істинного) і магнітного меридіанів у даній точці, називається схиленням магнітної стрілки. Якщо північний кінець магнітної стрілки відхиляється на схід від астрономічного меридіана, схилення магнітної стрілки вважається східним (додатним), якщо на захід – західним (від’ємним).

Схилення магнітної стрілки вимірюють по точках, рівномірно розташованих на площі кожної зйомочної трапеції.

Мензульна зйомка, як правило, виконується для отримання топографічних планів невеликих ділянок місцевості в масштабах 1 : 5000 – 1 : 500, коли відсутні матеріали аерофотозйомки або використання їх економічно недоцільне.

Недоліками мензульної зйомки є те, що вона значною мірою залежить від погоди; план місцевості можна складати тільки в одному, заздалегідь обраному масштабі; утруднений поділ праці, оскільки всі вимірювання і креслення плану виконується однім виконавцем. Усе це знижує продуктивність зйомочних робіт і підвищує їх собівартість.

Основна перевага мензульної зйомки в порівнянні з тахеометричною зумовлена тим, що план місцевості створюється в полі. Це дозволяє звести до мінімуму об’єм камеральних робіт, дає можливість порівнювати отримане на

275

плані зображення з натурою і в такий спосіб досягати більш повної відповідності між планом і місцевістю.

2. Прилади, що застосовуються при мензульній зйомці

2.1. Мензула

Мензула складається зі штативу, підставки і мензульної дошки-планшета.

Підставка служить для з’єднання планшета зі штативом і забезпечує центрування, горизонтування й орієнтування планшета. Підставка з’єднується з головкою штатива становим гвинтом. Універсальна металева підставка типу МУ (рис. 111) складається з двох частин: верхньої і нижньої. Верхня частина 1, що обертається, має три гвинти 5 для закріплення на ній планшета і забезпечена затискним (закріпним) 4 і навідним 2 гвинтами. Нижня нерухома частина підставки, на який закріплена вісь обертання мензули, має три підйомних гвинти 3 для горизонтування планшета, які проходять через пластинчасту пружину.

Рис. 111. Підставка типу МУ Планшет являє собою

дерев’яну дошку розмірами 60 х 60 х 3 см, виготовлену із сухої витриманої ялини або липи. На дошці мідними цвяхами закріплюється лист алюмінію (міді) з наклеєним на нього аркушем високоякісного креслярського паперу. Інколи папір наклеюють (закріплюють) безпосередньо на мензульну дошку. При перенесенні планшет заго-

ртають клейонкою і вкладають у брезентовий чохол із фланелевою підкладкою.

276

Для встановлення мензули в робоче положення служить циліндричний рівень, центрувальна вилка з виском і орієнтир-бусоль. Циліндричний рівень, який служить для приведення площини планшета в горизонтальне положення за допомогою підйомних гвинтів підставки, звичайно закріплюється на лінійці кіпрегеля. Центрувальна вилка з виском використовується для центрування планшета над точкою місцевості. Орієнтир-бусоль служить для попереднього орієнтування планшета відносно сторін горизонту.

2.2. Перевірки мензули

Перед початком зйомочних робіт повинні бути виконані такі перевірки мензули.

1. Мензула повинна бути стійкою.

Закріпивши всі гвинти мензули і штатива, наводять зорову трубу кіпрегеля на віддалений предмет. Легенько натискуючи пальцем на планшет зверху і з боків, спостерігають у зорову трубу. Якщо мензула пружинить, тобто після припинення дії навантаження на планшет перехрестя сітки ниток повертається в точку візування, то умову виконано. При невиконанні умови перевіряють кріплення дошки до підставки, підставки до головки штатива і наконечників на кінцях ніжок штатива, перевіряють люфт у підйомних гвинтах і головці штатива. У разі необхідності виконують регулювання вказаних деталей. Якщо після цього мензула залишається нестійкою, то її виправлення здійснюється в майстерні.

2. Робоча поверхня планшета повинна бути площиною. Перевірку здійснюють перевіреною лінійкою кіпрегеля, прикладаючи її укісним ребром до поверхні планшета. Якщо між ребром лінійки і планшетом за будь-яким напрямком немає проміжків або величина проміжку не перевищує 0,5 мм, то умова виконана. В іншому випадку

277

планшет до роботи непридатний. Виправлення мензульної дошки виконується в столярній майстерні.

3. Верхня площина планшета повинна бути перпендикулярна до осі обертання приладу.

За допомогою перевіреного рівня при лінійці кіпрегеля підйомними гвинтами приводять площину планшета в горизонтальне положення. Обертаючи планшет навколо вертикальної осі, спостерігають відхилення бульбашки від нуль-пункту. Якщо відхилення бульбашки не перевищує 2- х поділок, то умову виконано. В іншому випадку мензулу необхідно відремонтувати в майстерні.

2.3. Кіпрегелі

Кіпрегель служить для візування на точки місцевості, прокреслення напрямків на планшеті, визначення відстаней і перевищень по віддалемірний рейці.

Сьогодні при топографічних зйомках на чистій основі і фотопланах використовуються переважно кіпрегелі з номограмним перетворювачем типів КА-2 і КН. З 1975 року серійно випускається номограмний кіпрегель у двох варіантах: КН із рівнем при вертикальному крузі і КН-К з компенсатором. Випуск кіпрегеля КА-2 припинений, але він доволі часто використовується у виробництві.

Кіпрегель-автомат КА-2 (рис. 4, а) складається з лінійки, колонки 14 і зорової труби зі збільшенням 30х. Лінійка кіпрегеля складається із двох частин: широкої (основної) лінійки 10, яка є основою кіпрегеля, і вузької додаткової лінійки 13. Вузька лінійка за допомогою двох шарнірів 1 і 12 з’єднана з широкою лінійкою і створює сумісно з нею систему шарнірного паралелограма, що дозволяє наносити на планшет 15 шукані точки без пересування кіпрегеля. На широкій лінійці закріплені масштабна лінійка, циліндричний рівень 9 для приведення у горизонтальне положення поверхні планшета, ролик 11 для повороту кіпрегеля на

278

планшеті і колонка. Колонка має ручку 7, призначену для грубого переміщення приладу по планшету або його перестановки. У верхній частині колонки закріплена осьова система, на втулці якої нерухомо закріплений скляний вертикальний круг 6 (лімб), а на основі – зорова труба 4. На колонці є навідний гвинт 2 труби і мікрометрений (елеваційний) гвинт 8 лімба, який служить для установки вертикального круга. При трубі є реверсивний рівень 5, який встановлюється за допомогою навідного гвинта 2; з використанням його в умовах рівнинної місцевості перевищення можна визначати горизонтальним променем візування.

Зорова труба з внутрішнім фокусуванням являє собою оптичну систему, що складається з об’єктива, фокусної лінзи і окуляра 3. У полі зору труби знаходяться зображення кривих горизонтальних прокладень D (рис. 4, б), перевищень і початкового кола Н із поділками через 10′, нанесеними на лімбі. На рис. 4, б зображено відліки: d = 19,2 см х

100 = 19,2 м; h = 6,8 см х (– 100) = – 6,80 м; h = 34,0 см х (– 20) = –6,80 м; v = 90º – 109º24º = –19º24′.

Головним недоліком кіпрегеля КА-2 є обмеженість поля зору Г-подібною номограмою, що погіршує експлуатаційні якості приладу, приводить до швидкого стомлення спостерігача і знижує продуктивність праці. Цього недоліку не має кіпрегель типу КН із номограмними кривими, розміщеними по всьому полю зору труби.

Кіпрегель КН (рис. 4, в) складається із зорової труби 1, колонки 12 і двох лінійок: основної 10 і додаткової 3. Зорова труба для зручності спостережень забезпечена ламаним окуляром 13. Фокусування здійснюється кремальєрою 2, встановленою на кожусі труби.

На колонці кіпрегеля є навідний гвинт 14 труби, суміщений із закріпним гвинтом, і мікрометрений (елеваційний) гвинт 16 вертикального круга. Рівень 15, з’єднаний із вертикальним кругом, служить для встановлення нуля кру-

279

га. На кожусі вертикального круга, який обертається разом із трубою, закріплений реверсивний рівень 17. Наявність цього рівня дозволяє використовувати кіпрегель як нівелір. У нижній частині колонки закріплений циліндричний рівень 11, необхідний для приведення площини планшета в горизонтальне положення. На додатковій лінійці є паз, по якому переміщується зйомна масштабна лінійка 9 зі штифтом 4 для нанесення шуканих точок.

Рис. 112. Кіпрегелі а – КА-2; б – поле зору

труби КА-2; в – КН; г – поле зору труби КН

Зорова труба може нахилятися в межах ±40º. Номограмні криві горизонтальних прокладень D із коефіцієнтами 100 і 200 та криві перевищень, які мають

у залежності від кута нахилу коефіцієнти +10, –10, +20, – 20, +100, –100, що знаходяться в полі зору при КЛ (рис. 4,

г); мають: d = 36,1 см х 100 = 36,1 м; h = 12,4 см х (+10) = +

280

1,21 м; h = 6,1 см х (+20) = +1,22 м; v = +1º56′. В нижній ча-

стині поля зору розташовується основна (початкова) крива, відносно якої беруться відліки по рейці для визначення горизонтальних прокладень і перевищень. При візуванні на рейку основну криву наводять на нуль рейки, встановлений за допомогою висувної підставки на висоту приладу. З основною кривою суміщене зображення лімба вертикального круга з оцифровкою градусних поділок. Перед зняттям відліків бульбашку рівня вертикального круга необхідно привести до нуль-пункту. Місце нуля МО і кут нахилу v обчислюють за формулами

МО КП КЛ ; 2

v КП КЛ КЛ МО КП МО. 2

Кіпрегель КН дозволяє вимірювати: відстані – з відносною похибкою не більше 1 : 500; перевищення на 100 м відстані – із середньою квадратичною похибкою при Кh = 10 – 3 см, Кh = 20 – 6 см, Кh = 100 – 15 см; вертикальні кути з одного прийому – із середньою квадратичною похибкою 45′′. Кіпрегель КН-К відрізняється від КН лише наявністю оптичного компенсатора вертикального круга з діапазоном дії 10′ і похибкою самовстановлення 5′′.

2.4. Перевірки кіпрегеля

Перед початком робіт із кіпрегелем слід виконані ряд перевірок.

1. Укісне ребро лінійки кіпрегеля повинно бути прямою лінією.

На планшеті прокреслюють лінію вздовж укісного краю лінійки кіпрегеля. Потім повертають кіпрегель на 180º і, приклавши укісне ребро лінійки до проведеної лінії, прокреслюють ще одну лінію. Якщо обидві лінії по всій їх протяжності збігаються або відхиляються в межах 0,1 мм,