Высота – это расстояние по отвесной линии от данной точки до уровенной поверхности. Высоты определяются в метрах, обозначаются Н. Превышения обозначаются h.
Помимо контуров местности, необходимо знать и высотное положение точек местности относительно уровенной поверхности (их высоты или глубины). Поскольку уровенных поверхностей (параллельных земному сфероиду) можно провести бесчисленное множество, то высоты точек, отнесенные к уровню мирового океана, называют абсолютными, а отнесенный к произвольной уровенной поверхности - условными (относительными). Принято считать, что высота уровенной поверхности геоида (морей и океанов) равна нулю. Поэтому в каждой стране начало счета высот свое. В РФ это средний уровень Балтийского моря нуль Кронштадтского футштока на мосту через обводной канал. Эта система высот называется балтийской.
Абсолютной точкой называется точка, имеющая численное значение. Относительной высотой называется расстояние м/у точками А и В на земной поверхности.
Высота – это расстояние по отвесной линии от данной точки до уровенной поверхности. Высоты определяются в метрах, обозначаются НА, НВ. Превышения обозначаются hАВ. Разность отметок двух точек носит название превышение. Оно может быть как положительным, так и отрицательным (в зависимости от рельефа).
13)Типы теодолитов.
Различают по точности, назначению, материалам изготовления кругов, конструктивным особенностям и по другим признакам.
Согласно ГОСТу (1963 г.) теодолиты различаются по точности, которая характеризуется средней квадратической ошибкой однократного измерения угла в лабораторных условиях. Предусмотрено изготовление теодолитов с шифрами: высокоточные ТО5, Т1; точные Т2, Т5, Т10; технические Т-15; Т-20; Т-30.
По материалам изготовления кругов и по устройству отсчетных приспособлений теодолиты подразделяются на 2 группы:
1)с металлическими лимбами.
2)со стеклянными лимбами – оптические теодолиты.
По конструкции системы вертикальных осей горизонтального круга теодолиты делятся на повторительные и неповторительные. У повторительных лимб и алидада имеют независимое и совместное вращение. Такой теодолит позволяет поочередным вращением алидады несколько раз откладывать (повторять) на лимбе величину измеряемого горизонтального угла, что повышает точность измерений. У неповторительных теодолитов лимбы имеют только закрепительные винты либо приспособления для поворота и закрепления его в различных положениях.
По назначению различают следующие типы теодолитов:
Собственно теодолиты – предназначены для измерения горизонтальных и вертикальных углов.
Тахеометры – предназначены для измерения горизонтальных и вертикальных углов и определения расстояний при помощи нитяного дальномера или оптическими дальномерными насадками, что позволяет с их помощью выполнять тахеометрическую съемку. Все технические теодолиты являются тахеометрами.
Теодолиты специального назначения – астрономические (АУ 2”/10”, 2T2A) – предназначены для определения широты, долготы и азимутов из астрономических наблюдений; маркшейдерские (2Т30М, 3Т15МКП); теодолит-нивелир (ТН); теодолит проектировочный (ТТП) – применяется для строительных разбивок; специализированные теодолиты – гиротеодолиты (МВТ2), фототеодолиты, лазерные теодолиты и др.
14)Способы измерения горизонтальных углов.
Горизонтальный угол – двугранный угол, ребро которого образовано отвесной линией, проходящей через данную точку
Работа по измерению углов на станции выполняется в следующем порядке:
1. Установка теодолита в рабочее положение:
а) центрирование инструмента – действия, в результате которых центр лимба горизонтального круга совмещается с отвесной линией, проходящей через точку стояния прибора (выполняется при помощи нитяного отвеса или оптического центрира);
б) горизонтирование – заключается в приведении оси вращения инструмента в отвесное положение с использованием подъемных винтов и предварительно поверенного цилиндрического уровня;
в) установка трубы для визирования – включает в себя установку трубы и отсчетного микроскопа по глазу наблюдателя вращением окуляров и по предмету вращением кремальеры.
2. Измерение углов, обработка журналов и контроль на станции. Существуют следующие способы измерения горизонтальных углов. Способ приемов – применяется для измерения отдельных углов при
проложении теодолитных ходов, выносе проектных углов в натуру и др. Наводят на заднюю точку А. Закрепив, берут отсчет а1 по
горизонтальному кругу. Открепляют алидаду, визируют на переднюю точку В, берут отсчет а2. β = а1 – а2. Для контроля и уменьшения инструментальных ошибок угол измеряют при втором положении вертикального круга, сместив лимб на 1800. Вычисляют среднее.
Способ круговых приемов – для измерения углов из одной точки между тремя направлениями и более в сетях триангуляции и полигонометрии и при тахеометрической съемке. Последовательно визируют на все направления по часовой стрелке и производят отсчеты. Последнее наведение делают на начальное направление, чтобы убедиться в неподвижности лимба. Затем зрительную трубу переворачивают через зенит и повторяют измерения в обратном порядке – против хода часовой стрелки.
Способ повторений – для измерения углов, когда необходимо повысить точность окончательного результата измерения путем ослабления влияния погрешности отсчитывания.
Сущность его заключается в последовательном откладывании на лимбе величины измеренного угла. При этом отсчеты делаются только 2 раза – в начале и в конце измерения, что ослабляет влияние ошибок отсчетов. Поэтому способ применяется при измерении теодолитом с отсчетными
приспособлениями малой точности. Установив теодолит над вершиной угла, закрепляют алидаду так, чтобы отсчет был приблизительно равен 0 градусов. Открепляют лимб и визируют на правую точку, и берут контрольный отсчет аК . Закрепив алидаду, вращением лимба снова визируют на левую точку при другом круге, но отсчета не берут. Закрепляют лимб и вращением алидады снова визируют на правую точку, и делают отсчет b.
1. Полный прием:
При положении КЛ снимают отсчет по горизонтальному кругу на предыдущую, затем отсчет на последующую вехи, отсчеты записывают в журнал;
Ту же операцию повторяют при положении КП; Не снимая теодолит, вычисляют горизонтальные углы
1й полуприем: |
|
кл |
З |
кл |
П |
кл |
, |
||
|
|
|
|
||||||
2й полуприем: |
|
кп |
З |
кп |
П |
кп |
. |
||
|
|
|
|
||||||
Второй полуприем начинаем с передней точки, чтобы исключить увлекания лимба. Если кл кп 2минут , то перемеряем углы. На заднюю точку отсчет
может быть меньше переднего, тогда |
(З 360 ) П . |
|
|
|
|
кл |
|
кп |
|
ср |
|
|
|
||
|
|
2 |
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
.
Если углы измеряются с повышенной точностью, лимб поворачивают на 900 и повторяют все измерения.
При наведении на веху стараются навести трубу как можно ниже, так как низ вехи всегда отклоняется меньше, чем верх.
2. Способ круговых приемов - из одной вершины надо измерить больше, чем один угол.
При измерении нескольких горизонтальных углов с общей точкой выполняется двумя полуприемами. При КЛ берем отсчет по горизонт. кругу (последовательность взятия точек 1-2-3-4-1). Разность между певой и последней точками не должна превышать двойную точность инструмента. Те же действия при КП против часовой стрелки. Начальное значение на гор.круге
0°01’.
3 способ повторений. Заключается в многократном (n) откладывании на лимбе величины измеряемого угла. Отсчеты берут только в начале (а) и в конце(в) наблюдений.
=(b-a)/n Контроль в неподвижности лимба в начальные направления.
2. Схема устройства и поверки нивелира Н-3
15)Ошибки измерения горизонтальных углов.
Измерение – нахождение физической величины(количествен инф-ии об объектах) опытным путем с помощью технических средств. В геодезии измеряют длины линий, горизонтальные и вертикальные углы, превышения. Результаты измерений содержат ошибки, величина которых зависит от
прибора, применяемого при измерениях, способа измерения и вычислений конечных результатов
Ошибки подразделяются на:
1.Грубые – промахи, просчеты цифр. В расчет не принимаются, исключаются повторными измерениями.
2.Систематические – при многократных измерениях повторяются по знаку или величине. Возникают из-за неисправности приборов, влияния условий внешней среды. Исправляются введением поправок и методикой измерений.
3.Случайные – размер и характер влияния на отдельные результаты измерений остаются неизвестными.
Они зависят от:
• точности способа измерений,
• точности прибора,
• квалификации наблюдателя,
• внешних условий измерений.
Случайные ошибки – ошибки визирования, установки пузырька уровня, ош главного условия нивелира, округления отсчета, внешней среды. СВОЙСТВА СЛУЧАЙНЫХ ОШИБОК:
1.Ограниченность: для данного вида и условий измерений абсолютные значения случайных ошибок не превосходят некоторого предела (допуска).
2.Симметричность: при измерениях положительные и отрицательные случайные ошибки встречаются одинаково часто.
3.Плотность: малые по абсолютной величине случайные ошибки встречаются чаще, чем большие.
4.Компенсированность: среднее арифметическое случайных ошибок стремится к нулю при неограниченном возрастании числа измерений.
5.Рассеивание: предел отношения среднего арифметического из квадратов случайных ошибок не равен нулю.
6.Пропорциональность: допуск пропорционален стандарту.
Основной |
характеристикой |
точности |
измерений |
явл. |
|
среднеквадратическая |
погрешность. Если известно истинное значение, то |
||||
среднеквадратическая |
погрешность одного измерения будет вычисляться по |
||||
|
|
|
формуле |
|
Гаусса: |
|
2 |
|
|
m |
|
, l x |
|
n |
|||
|
|
.
16)Место нуля вертикального круга.
Место нуля – отсчет по вертикальному кругу при горизонтальном положении
визирной линии и пузырьке уровня в нуль пункте.
М 0 |
КЛ КП |
|
2 |
||
|
17) Измерение вертикальных углов.
Производится при помощи вертикального круга. Вертикальный круг (лимб) жестко скреплен с осью трубы и вращается вместе с ней, алидада при вращении трубы остается неподвижной.
Для удобства вычисления вертикальных углов ставится условие: когда визирная ось зрительной трубы и ось уровня при алидаде горизонтальны, нулевые деления алидады должны совпадать с нулевыми делениями вертикального круга. В действельности это условие нарушается, т.е. визирная ось горизонтальна, пузырек на средине, а отсчет≠ 0 = М.О.
Измерение:
Зрительную трубу при “круге право” наводят на некоторую точку М, и берут отсчет КП. Затем повторяют действия для “круга лево”. Затем вычисляют вертикальный угол
18) Принцип измерения горизонтальных углов.
Горизонтальный угол – это угол между пересекающимися прямимы линиями расположенными в горизонтальной плоскости.
Для измерения горизонтальных углов необходимо, чтобы прибор отвечал требованиям:
1.Плоскость лимба должна приводится в горизонтальную плоскость
2.Над лимбом должна бать вертикальная подвижная плоскость, которая проходит через центр лимба и отмечает концы дуги, т.е. зрительная труба.
3.Зрительная труба должна быть соединена с кругом, которая вращается с плоскостью лимба вокруг вертикальной оси, т.е. алидады.
4.Для взятия градусных делений на лимбе должно быть отсчетное приспособление или микроскоп.
5.Для измерения вертикальных углов должен быть вертикальный круг.
Способы измерения: Полный прием:
Подготовительные работы:
1. Центрирование (отвес); 2. Горизонтирование (подъем. винты); 3. Установка трубы «по глазу», «по предмету».
Включает в себя 2 полуприема: 1й полуприем: кл Зкл П кл ,
2й полуприем: |
|
кп |
З |
кп |
П |
кп |
. |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Второй полуприем начинаем с передней точки, чтобы исключить увлекания
лимба. |
|
|
|
|
2минут , то перемеряем углы. |
Если |
|
кл |
|
кп |
На заднюю точку отсчет может быть меньше переднего, тогда
.
|
|
|
|
кл |
|
кп |
|
ср |
|
|
. |
||
|
|
2 |
||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
(З 360 ) П
Способ круговых приемов – для измерения углов из одной точки между тремя направлениями и более в сетях триангуляции и полигонометрии и при тахеометрической съемке. Последовательно визируют на все направления по часовой стрелке и производят отсчеты. Последнее наведение делают на начальное направление, чтобы убедиться в неподвижности лимба. Затем зрительную трубу переворачивают через зенит и повторяют измерения в обратном порядке – против хода часовой стрелки.
Способ повторений – для измерения углов, когда необходимо повысить точность окончательного результата измерения путем ослабления влияния погрешности отсчитывания.
Сущность его заключается в последовательном откладывании на лимбе величины измеренного угла. При этом отсчеты делаются только 2 раза – в начале и в конце измерения, что ослабляет влияние ошибок отсчетов. Поэтому способ применяется при измерении теодолитом с отсчетными приспособлениями малой точности. Установив теодолит над вершиной угла, закрепляют алидаду так, чтобы отсчет был приблизительно равен 0 градусов. Открепляют лимб и визируют на правую точку, и берут контрольный отсчет аК . Закрепив алидаду, вращением лимба снова визируют на левую точку при другом круге, но отсчета не берут. Закрепляют лимб и вращением алидады снова визируют на правую точку, и делают отсчет b.
19) Исходные направления, принятые в геодезии.
При трассировании, проектировании и строительстве сооружений необходимо правильно ориентировать объекты относительно сторон света.
Ориентирование в некоторое направление – определение его относительно других направлений, принято за начальное, т.е. найти угол, образованный начальным направлением и данным, этот угол называется углом
ориентирования.
В качестве начального направления могут служить следующие:
А) Северное направление истинного (географического) меридиана
Истинный меридиан: если взять точку на сфере, провести отвесную линию (по силе тяжести) и проведем плоскость через нее и через ось вращения земли.
Угол ориентирования – угол, полученный начальным меридианом и меридианом, проведенным через данную точку.
Б) Северное направление магнитного меридиана.
Направление м.м. определяется осью свободно подвешанной магнитной стрелки
Магнитный меридиан – это линия пересечения отвесной плоскости, проходящая через полюсы магнитной стрелки с горизонтальной плоскостью.
В) Северное направление осевого меридиана
Осевой меридиан – это отвесная линия или совпадающая с осью Х, или ей параллельная.
Сближение меридианов – угол между истинным меридианом и осевым.
В данном случае угол ориентирования называется дирекционным. Дирекционный угол –
это угол, отсчитываемый от северного конца осевого меридиана по ходу часовой стрелки до заданного направления.
Г) Направление линии, важное для данного объекта: ось моста, ось тоннеля, направление главных путей жд станций (на крупных инженерных сооружениях)
20) Углы ориентирования.
Углы ориентирования – азимуты, дирекционные углы, румбы.
1)Применяемые на сферической поверхности:
Истинный азимут – это угол, отсчитываемы от северного направления истинного меридиана по ходу часовой стрелки до заданного направления.
(Сближение меридианов – угол между истинным
|
|
А ; |
2 |
А . |
|
|
меридианом и осевым. |
1 |
1 |
|
2 |
) |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Магнитный азимут – это угол, |
отсчитываемы |
|||||
от северного направления магнитного меридиана по ходу часовой стрелки до заданного направления. Используется для грубого ориентирования. Измеряется буссолью: геодезический инструмент для измерений горизонтальных углов между магнитным меридианом и направлением на какой-либо предмет.
Дирекционный угол – угол между северным концом осевого меридиана и направлением на линию по часовой стрелке от 0 до 360 градусов. (Осевой меридиан – это отвесная линия или совпадающая с осью Х, или ей параллельная.)
Румб – это острый горизонтальный угол, отсчитываемый от ближайшего направления меридиана до заданного направления 0<r<90.
Связь дир.углов с румбами:
21) Приведение теодолита в рабочее положение.
а) Проводим центрирование (теодолита нить отвеса цепляется за крючок станового винта, изменением длины нити с пластинкой помещаем отвес на расстоянии 0,5 см от пола и передвигаем штатив с прибором так, чтобы центр отвеса был над точкой стояния (над ней же будет и центр лимба)) и закрепляем точки на местности; б) горизонтирование – заключается в приведении оси вращения инструмента в
отвесное положение с использованием подъемных винтов и предварительно поверенного цилиндрического уровня (ослабляется закрепительный винт алидады и она разворачивается так, чтобы цилиндрический уровень стал параллельно двум подъёмным винтам. Вращая их в разные стороны, пузырёк цилиндрического уровня выводим в среднее положение. Затем алидада разворачивается на 90о и третьим винтом пузырёк приводится в среднее положение. До тех пор, пока пузырёк не будет оставаться в среднем положении в любом положении алидады (±2 деления от центра)); в) установка трубы для визирования – включает в себя установку трубы и отсчетного
микроскопа по глазу (получение чёткого изображения сетки нитей вращением окулярного (диоптрийного) кольца) и по предмету вращением кремальеры (получение в зрительной трубе чёткого изображения визирной цели).
22) Мерные приборы для непосредственного измерения расстояний.
Мерные ленты. При геодезических работах измеряют длины линий мерными лентами длиной 20 и 24 метра. По конструкции различают шкаловые и штриховые ленты.
Штриховая лента представляет собой стальную полосу длиной 20 или 24 м, шириной 15-20 мм и толщиной 0,3-0,4 мм. За длину ленты принимается расстояние между штрихами, нанесенными против середины закруглений специальных вырезов, в которые вставляются металлические заостренные шпильки для фиксации концов ленты на земной поверхности в процессе измерений (рис. 11.1). Счет делений ведется на обеих сторонах, но в противоположных направлениях. 20-тиметровая штриховая лента разделена на метры овальными пластинками и дециметры отверстиями в полотне ленты. Отрезки линий менее дециметра оцениваются на глаз с точностью до 1 см. В зависимости от условий местности штриховые ленты обеспечивают точность измерения длин линий от 1:1000 до 1:3000.
Шкаловая лента представляет собой сплошную стальную полосу длиной 24 или 48 м, на концах которой имеются шкалы длиной по 10 см с миллиметровыми делениями. Разбивка на метровые и дециметровые отрезки на ленте отсутствует. За длину ленты принимается расстояние между нулевыми делениями шкал (рис. 11.2).Измеряемая линия предварительно разбивается на пролеты, длина которых примерно равна номинальной длине ленты. Длины пролетов фиксируются. Отсчеты по шкалам берутся с точностью до 0,2 мм. Точность измерения длин линий шкаловыми лентами при благоприятных условиях достигает 1:7000.
Рулетки – предназначены для измерения коротких расстояний при маркшейдерских, топографо-геодезических и строительных работах. Рулетки бывают стальные и тесьмяные длиной 5, 10, 20, 30 и 50 м. В инженерногеодезических работах используют металлические рулетки в закрытом корпусе (РЗ-20), на крестовине (РК-50), на вилке (РВ-30). В маркшейдерской практике чаще применяются горные рулетки на вилке или крестовине (РГ-30, РГ-50), изготавливаемые из нержавеющей стали.Точность измерения длин линий стальной рулеткой достигает 1:50000 и выше.
Мерные проволоки. При точных и высокоточных линейных измерениях применяют стальные и инварные проволоки длиной 24 и 48 м. На обоих концах проволоки расположены шкалы длиной 8 см с миллиметровыми делениями. Измерение длин линий мерными проволоками производится по кольям, устанавливаемым на штативах. При измерениях проволока подвешивается на блоках под натяжением 10-килограмовых гирь. Отсчеты по обеим шкалам проволоки производят одновременно с точностью до 0,1 мм. В зависимости от числа проволок в комплекте, условий и методики измерений точность линейных измерений стальными проволоками колеблется от 1:10000 до
1:25000, а инварными проволоками – от 1:30000 до 1:1000000.
23)Способы геометрического нивелирования.
Нивелирование горизонтальным визирным лучом. Используется при слабонаклонной местности для нахождения превышения м/у двумя точками. Называется геометрическим. (средняя квадратичная ошибка m=+-1мм.)
Нивелир, устанавливаемый между точками А и В. На точках А и В местности отвесно устанавливают нивелирные рейки. Горизонтальный
визирный луч отсекает на рейках от их начала (пятки) отрезки а и в, называемые отсчетами.
Геометрическое нивелирование «из середины»
Для определения превышения Л между точками А и В в этих точках отвесно устанавливают рейки и берут отсчеты
а («взгляд назад») на точку А и в («взгляд вперед») на точку В. Превышение между точками А и В равно:
h = а - b.
Если превышение h оказалось >0, то это означает, что передняя точка В расположена выше задней точки А и, наоборот. Если известна высота На задней точки А, то вычислив превышение h, легко определить высоту Hb передней точки В: Hb= На + h.
Hi = На + а. Горизонт прибора равен высоте точки плюс «взгляд на эту точку».
При геометрическом нивелировании способом «вперед» прибор устанавливают таким образом, чтобы окуляр его трубы находился над точкой А (рис. 11.1, б). Вертикальное расстояние от центра окуляра до точки А называют высотой прибора i. Высоту прибора обычно измеряют с помощью вертикально установленной рейки. Если в точке В установить рейку и взять на нее отсчет «взгляд вперед» b, то превышение между точками А и В определится:
h = i - b, т. е. превышение между точками равно высоте прибора минус «взгляд вперед».
24)Способ вычисления отметок.
1. Через превышения: h=З-П, где h – превышение. З и П – отсчеты по задним и передним рейкам.
HП=НЗ+h
Дважды определяем превышения: hЧ=ЗЧ-ПЧ, hк=ЗК-ПК. Если hЧ -hк<=+-
4мм, то hср= (hЧ +hк)/2.
2. через ГИ: вычисляются промежуточные отметки. Отсчет по промежуточной рейке берется только по черной стороне: ГИ= НЗ+ аЧ.
Hпромеж=ГИ-СЧ.
hЧ=аЧ-bЧ, hк=aК-bК hср= (hЧ +hк)/2. Hв=НА+hср.
ГИ= НА+ аЧ. HС=ГИ-СЧ.
Отметкой точки (Н) называется число, показывающее высоту точки над уровенной поверхностью (по отвесной линии)