Тема 11. Тахеометрическая съемка, ее сущность и применяемые приборы. Современные типы электронных тахеометров – 1 час

План лекции

1. Принцип тригонометрического нивелирования

2. Создание планово-высотного обоснования

3. Съемка ситуации и рельефа

4. Электронные тахеометры

Тахеометрическая съемка является одним из методов топографической съемки для получения плана с изображением ситуации и рельефа.

Слово «тахеометрия» в переводе с греческого означает «быстрое измерение. Положение снимаемой точки в плане и по высоте определяют при одном наведении трубы прибора на рейку, получая расстояние по дальномеру, горизонтальный угол и вертикальный угол или превышение. Приборами для тахеометрической съемки служат теодолиты или специальные приборы, которые называются тахеометрами.

Тахеометрическая съемка применяется для создания планов небольших участков в крупных масштабах.

Рисунок 36 -Схема тригонометрического нивелирования

При тахеометрической съемке для определения превышений применяется метод тригонометрического нивелирования.

Превышение точек хода определяют методом тригонометрического нивелирования (рисунок 45) в следующей последовательности. Теодолит устанавливают на одной из точек хода в рабочее положение и измеряют высоту инструмента i . На передней точке хода устанавливают рейку. Зрительную трубу при этом производят на верх рейки, либо на круглый отсчет по рейке ν, отличающийся от высоты прибора i.

Вертикальный угол δ измеряют при двух положениях зрительной трубы (КЛ и КП). Вычисляют МО вертикального круга

Контролем правильности измерений вертикальных углов служит постоянство МО, колебания которого не должно превышать ±1минуты.

Превышение вычисляют по общей формуле тригонометрического нивелирования

• h = d* tg δ + i –ν ,

где d – горизонтальное проложение наклонной длины стороны хода;

δ – вертикальный угол при визировании на ν.

Вертикальный угол вычисляют по одной из формул:

• δ = КЛ-МО;

• δ = МО- КП-180°;

• δ =( КЛ-КП-180°)/2;

Если визирование производят на высоту инструмента, т.е. i =ν формула определения превышения примет вид:

• h = d* tg δ ,

Расстояния при тахеометрической съемке измеряются с помощью нитяного дальномера и определяются по формуле

d = k n+c,

если визирная ось составляет с горизонтом угол v, то по формуле

d=kn cos² v,

где k — коэффициент дальномера, обычно равный 100;

n — отсчет по дальномерной рейке.

Полевые работы при тахеометрической съемке

Планово-высотным обоснованием для тахеометрической съемки служат теодолитно-нивелирные, теодолитно-высотные и теодолитно-тахеометрические ходы, которые привязывают к пунктам триангуляции, полигонометрии и реперам.

Рекогосцировка включает в себя знакомство с местностью в районе будущей съемки, отыскание пунктов планово-высотного обоснования и выбор места для закрепления точек съемочной сети. Плано-высотную основу тахеометрической съемки составляют пункты государственной геодезической сети, сетей сгущения и съемочной сети.

Планово-высотное съемочное обоснование создается в виде теодолитно-нивелирных ходов при съемке рельефа с сечением до 1 м, теодолитно-высотных и тахеометрических ходов при съемке рельефа с сечением через 1 м и более.

В теодолитно-нивелирных ходах плановое положение точек определяют проложением теодолитных ходов, превышение точек хода – методом геометрического нивелирования.

В теодолитно-высотных ходах плановое положение точек определяют проложением теодолитных ходов, превышение же точек хода находят методом тригонометрического нивелирования.

В теодолитно-высотных ходах горизонтальные углы измеряют одним полным приемом. Длины сторон измеряют мерной лентой в прямом и обратном направлениях. По углу наклона линии местности вычисляют горизонтальное проложение d = D cos δ.

Перед началом измерений выполняют поверки и юстировки теодолита, определяют МО вертикального круга и коэффициент дальномера.

Превышение точек хода определяют методом тригонометрического нивелирования.

При проложении теодолитно-тахеометрических ходов горизонтальные углы поворота измеряют так же, как и в теодолитно-нивелирных ходах, расстояния между точками хода определяют при помощи нитяного дальномера в прямом и обратном направлениях, превышения определяют также в прямом и обратном направлениях по формуле .

Тахеометрические ходы служат для сгущения съемочной сети. Точки тахеометрических ходов закрепляют так же, как и в теодолитных ходах. Теодолит устанавливают на одной из точек хода в рабочее положение и измеряют высоту прибора i с точность до 1 см. На задней и передней точках хода устанавливают рейки. Измерение горизонтальных углов выполняют одним полным приемом.

Длины сторон измеряют с помощью нитяного дальномера, или мерной лентой. Расхождения между результатами измерений стороны хода в прямом и обратном направлениях не должно превышать 1/400 ее длины.

Вертикальные углы измеряют при двух положениях вертикального круга. На каждой станции необходимо вычислить вертикальный угол δ, измерить высоту теодолита i и высоту ν вехи, рейки или иной точки наведения. Сразу в поле вычисляют превышения для каждой стороны.

Прямые и обратные превышения одной и той же стороны должны отличатся не более чем на 4 см на каждые 100м горизонтального расстояния. Результаты измерений заносят в специальный журнал. После создания съемочного обоснования приступают к съемке ситуации и рельефа.

Съемка ситуации и рельефа выполняется полярным способом. Порядок работы на станции при съемке ситуации и рельефа следующий.

1. Устанавливают теодолит в рабочее положение и измеряют его высоту с округлением до 1 см.

2. Ориентируют лимб теодолита, для чего нуль алидады совмещают с нулем лимба, закрепляют алидаду и вращением лимба вместе с алидадой наводят трубу на переднюю станцию. Закрепив лимб и открепив алидаду, наводят трубу на рейку, устанавливаемую на реечные точки при съемке ситуации и пикетные точки при съемке рельефа. Делают отсчет по дальномерной рейке, отсчет по вертикальному кругу, отсчет по горизонтальному кругу. Отсчет проводится при одном положении вертикального круга.

3. По окончании съемки ситуации и рельефа снова наводят трубу на точку, по которой ориентирован лимб, и берут контрольный отсчет, который с первоначальным отсчетом не должен расходиться более 2'.

Рисунок 37 -Абрис тахеометрической съемки

При тахеометрической съемке на абрисе (рисунок 37) все пикеты отмечаются точками с номерами, одинаковыми с записанными в журнале. Кроме того, стрелками, показывающими направления скатов, соединяют соседние пикеты, между которыми имеется равномерный уклон.

Обработку результатов полевых измерений при тахеометрической съемке начинают с проверки правильности всех записей и вычислений, сделанных в журнале. Дальнейшая обработка измерений складывается из следующих действий.

1. Вычисление координат и высот точек ходов планово-высотного обоснования.

2. Вычисление высот пикетов на каждой съемочной станции.

3. Построение плана участка тахеометрической съемки.

Для контроля превышения определяют дважды, в прямом и обратном направлениях. Прямые и обратные превышения одной и той же стороны должны отличатся не более чем на 4 см на каждые 100м горизонтального расстояния. Результаты измерений заносят в специальный журнал.

Таблица 7 ЖУРНАЛ ВЫСОТНОГО ОБОСНОВАНИЯ ТАХЕОМЕТРИЧЕСКОГО ХОДА

Названия строк	1-2	2-1	2-3	3-2
КЛ
КП
МО
δ
d
h/= d*tgδ
i
ν
h

После выполнению работ по созданию съемочного высотного обоснования производят уравнительные вычисления. Высотные невязки в тахеометрических ходах подсчитывают по формулам

а) для замкнутого хода

f_h = ∑h ,

б) для разомкнутого хода

f_h = ∑h – (Н _кон – Н _нач) ,

где ∑h – сумма средних превышений точек хода;

Н _кон , Н _нач – отметки, соответственно, начальной и конечной точек хода.

Допустимая высотная невязка в тахеометрическом ходе определяется по формуле

, см.

где Р - периметр хода, м;

N - число линий в ходе

Если фактическая высотная невязка хода допустима, т.е. выполняется условие f_{h ≤} f _{h доп} , то она распределяется с обратным знаком пропорционально длинам сторон. Поправки в превышения рассчитывают с округлением до 0,01 м по формуле

.

где d – длина i стороны.

Сумма вычисленных поправок должна равняться невязке с обратным знаком. По исправленным превышениям, зная отметку начальной точки, рассчитывают отметки всех точек хода по формулам:

Н _n = H _n-1 + h _испр.

Окончательным контролем правильности увязки высот является в замкнутом ходе получение в конце отметки начальной точки, а в разомкнутом ходе – отметки конечной точки хода.

Отметки H_рт реечных точек (пикетов) вычисляют по формуле

где H_ст — отметка станции; h_p.т — превышение соответствующей реечной точки над станцией.

Отметки реечных точек округляют до 0,1 м.

Построение плана тахеометрической съемки выполняется в такой последовательности:

• построение координатной сетки;

• накладка опорных пунктов и точек съемочного обоснования по их координатам;

• нанесение на план реечных точек, около которых выписывают их номера и отметки;

• по данным абриса наносится на план ситуация, после чего делается построение горизонталей.

При составлении плана съемки на листе чертежной бумаги с помощью линейки Дробышева или масштабной линейки и циркуля измерителя разбивают координатную сетку со сторонами 10 х 10 см. Линии сетки координат оцифровывают в соответствии с масштабом съемки. По координатам наносят на план пункты геодезических сетей и точки съемочного обоснования.

Ситуацию и рельеф местности наносят на план по данным тахеометрического журнала, используя кроки. Пикетные точки наносят на план полярным способом: по горизонтальному углу и расстоянию. Горизонтальные углы откладывают при помощи транспортира, а расстояния — с помощью масштабной линейки или при помощи тахеографа. Около пикетов в виде дроби подписывают его номер в числителе и высотную отметку (до 0,1 м) в знаменателе.

Для проведения горизонталей сначала находят их положение на линиях одного уклона между пикетами, руководствуясь абрисами. Интерполирование выполняется аналитически или графически. Расчеты основаны на линейной зависимости превышений от расстояний между двумя точками, находящимися на линии с постоянным уклоном. Графическое интерполирование может быть выполнено с помощью миллиметровки или палетки. Точки ситуации соединяют контурами, а по отметкам рисуют рельеф с сечением через 1 м. На станции тщательно отрабатывают в карандаше границы контуров, детали рельефа, после этого приступают к нанесению пикетов следующей станции. Рельеф местности изображают горизонталями методом графического интерполирования.

После проверки и необходимых исправлений план вычерчивают тушью, руководствуясь установленными условными знаками.

Применение электронного тахеометра

Рисунок 38 – Электронный тахеометр Leica ТС 407

Для производства тахеометрической съемки в настоящее время предлагается применение специальных автоматических приборов – электронного тахеометра (Leica ТС 407).

С помощью электронного тахеометра Leica ТС 407 (рисунок 38) могут быть определены все необходимые данные: расстояния, превышения и координаты и высотные отметки пунктов съемочного обоснования и пикетных точек.

Все измерения электронным тахеометром Leica ТС 407, для повышения точности и исключения грубых ошибок, при создании высотного обоснования выполняются тремя приемами. Прием измерения включает одно наведение на отражатель, при котором берется несколько отсчетов по цифровому табло (2-3). За окончательный результат принимается среднее значение измерений, при этом разница между отдельными отсчетами не должна превышать ±2мм.

Рисунок 39 - Отражательная минипризма

Для введения поправок на каждой стоянке измеряется атмосферное давление и температура с точностью до 1мм рт.ст и до ±1⁰ С соответственно.

Применение электронного тахеометра Leica ТС 407 значительно сокращает время на производство полевых работ.

Формирование базы данных измерений в электронном виде существенно сокращает камеральную обработку результатов измерений.

Тахеометр автомат имеет электронный компенсатор, позволяющий в отличие от прежних моделей значительно повысить точность горизонтирования прибора.

Рекомендуемая литература:

1. [1] стр.122 -127, 108 - 109

2. [2] стр. 196 – 210

3. [6] стр. 131 - 134

4. [4] стр. 339 - 353

Раздаточный материал: [20, 21]

Контрольные задания для СРС (темы 11) [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

1.Исследование теодолита – тахеометра

2. Сущность тригонометрического нивелирования

3. Производство тахеометрической съемки

4. Построение плана тахеометрической съемки

5. Съемка электронным тахеометром