Курсовик по геодезии / раздел-2-1-1
.doc2.1.1 Приборы и методы для угловых и мензульных измерений
На основании литературы [ 1 ] углы в триангуляции 1 и 2 разрядов измеряют круговыми приемами теодолитами Т2, Т5 и другими им равноточными приборами числом приемов и с соблюдением допусков, приведенных в таблице 3.
Если приемы не удовлетворяют установленным допускам по колебанию значе-ний направлений, то они подлежат повторению на тех же установках лимба.
При отсутствии грубых ошибок обрабатывают основной и повторный приемы.
При измерении углов в триангуляции 1 и 2 разрядов с примычных (исходных) пунктов в программу измерений должно быть включено 1-2 направления исходной сети.
Направления триангуляции 1 и 2 разрядов можно объединять в одной группе и измерять по программе 1-го разряда.
Если на пункте количество направлений более 7 или по условиям видимости отнаблюдать все направления в одной группе нет возможности, разрешается наблюдения выполнять в двух и более группах с одним общим начальным направлением.
Теодолит, установленный на штативе, центрируется над центром пункта триангуляции с точностью не ниже 2 мм.
Элементы приведения на пункте определяются графическим способом дважды (до начала наблюдений и после).
На пункте триангуляции 1 и 2 разряда при отсутствии видимости с земли на смежный пункт триангуляции или полигонометрии (последний не ближе 250 м) измеряется направление на ориентирный пункт, установленный не ближе 250 м от центра пункта. От центра пункта измеряется расстояние до ориентирного пункта с точностью 1м.
Требования к точности измерения углов приведены в таблице 3.
Таблица 3 – требования к точности измерения углов в триангуляции 1 и 2 разрядов.
Показатели |
1 разряд |
2 разряд |
Число круговых приемов при измерении направления на пунктах теодолитами типа 3Т2КП и равноточные 3Т5КП и равноточные Т1, УВКМ и равноточные |
3 - 2 |
2 3 1 |
Расхождения между резуль-татами наблюдений направ-ления на предмет в начале и в конце полуприема не более 3Т2КП и равноточные 3Т5КП и равноточные Т1, УВКМ и равноточные
|
8” - 8” |
8” 0.2” 8” |
Расхождения между значе-ниями направлений в от-дельных приемах приве-денных к общему нулю не более 3Т2КП и равноточные 3Т5КП и равноточные Т1, УВКМ и равноточные
|
8” - 8” |
8” 0.2” 8” |
Погрешность центрирования теодолита над центром пункта в мм не более
|
2 |
2 |
Требования к измерению углов в полигонометрии IV класса 1 и 2 разряда при-ведены в таблице 4.
Таблица 4 - требования к измерению углов в полигонометрии IV класса 1 и 2 разряда
Показатели |
4 класс |
1 разряд |
2 разряд |
Количество приемов при измерении углов способом круговых приемов по трехштатив-ной системе теодолитами Т1, Т1А 3Т2КП и равноточные 3Т5КП и равноточные |
4 6 - |
2 3 - |
1 2 3 |
Количество приемов при измерении длин линий светодальномерами или электрон-ными тахеометрами |
3 |
2 |
1 |
Расхождения между результатами наблю-дений направления на предмет в начале и в конце полуприема не более 3Т2КП и равноточные 3Т5КП и равноточные |
8” - |
8” - |
8” 0.2” |
Расхождения между значениями направле-ний в отдельных приемах приведенных к общему нулю не более 3Т2КП и равноточные 3Т5КП и равноточные |
8” - |
8” - |
8” 0.2” |
Погрешность центрирования инструмента над центром пункта, мм (не более) |
2 |
2 |
2 |
Примечание 1.
При измерении длин линий светодальномерами и электронными тахеометрами (ЭТ) предельные длины линий не устанавливаются.
Примечание 2.
Измерение углов по пунктам полигонометрии при двух направлениях производится без замыкания горизонта.
Измерения углов выполняются с применением трехштативной системы. В целях устранения ошибок центрирования и редукции при проложении полигонометри-ческих ходов и для некоторого ускорения угловых измерений применяют так называемую трехштативную систему. Этот способ предусматривает выполнение при измерении сле-дующего условия: ось вращения теодолита при установке его над центром знака должна занимать то же самое положение, которое занимала ось вращения марки до и после уста-новки теодолита.
На практике трехштативная система осуществляется путем установки в трех соседних вершинах А, В и С хода (рис. 3) штативов с закрепленными на них подставками.
Рисунок 3 – Трехштативная система
На заднем А и переднем С штативах устанавливают марки, а на среднем В – теодолит. После измерения угла штатив с подставкой из А переносят в D, а два других штатива с подставками остаются на месте.
Марку, стоявшую в точке А, переставляют в подставку, установленную в точке В. Теодолит ставят в точку С, а переднюю марку из точки С переносят в подставку, уста-новленную уже на штативе в точке D. Таким же порядком измеряют и другие углы.
При трехштативной системе измеряют углы поворота так называемого воздуш-ного полигона. Вследствие ошибок центрирования прибора и марок вместо углов 12и т.д. измеряют углы ’1’2и т.д. Как следует из рисунка 3, если угол ’1 вследствие указан-ных источников ошибок меньше угла 1, то угол ’2 больше угла 2 на такую же величину, и, таким образом, на передачу дирекционного угла ошибка центрирования и редукции в этом воздушном полигоне не влияет. Следовательно, угловые невязки в полигонах не зависят от ошибок за центрировку и редукцию. Чтобы связать воздушный ход с ходом, составленным точками, отмеченными соответствующими знаками на земле, нужно уста-новку каждого штатива с подставкой над точкой местности производить оптическим центриром.
Измерение по трехштативной системе предусматривает в комплекте приборов такие визирные марки и оптические центриры, подставки которых одинаковы с подстав-кой теодолита. К теодолиту Т2 выпускается специальный комплект визирных целей (КВЦ) – набор приборов и оборудования для измерения углов по трехштативной системе, вклю-чающий 4 визирные марки, 3 подставки, 3 штатива с отвесом, 1 оптический двусторонний центрир ОДО, 1 вешку на теодолит и другие приспособления.
При проверке приборов в случае применения трехштативной системы необхо-димо убедиться в том, что соблюдено основное условие трехштативной системы, указан-ное выше. Эта поверка выполняется при помощи дополнительного теодолита. Визирная марка, оптический центрир и теодолит должны быть предварительно поверены.
Для ускорения угловых измерений целесообразнее применять четырехштатив-ную или многоштативную систему измерения углов.
Существует несколько способов измерения горизонтальных углов: способ всевозможных комбинаций, способ повторений, способ круговых приемов. Однако в основе всех способов лежит известный способ измерения отдельного угла между двумя направлениями. Остановимся на последнем методе более подробно, так как он является наиболее простым и экономичным. Способ круговых приемов позволяет представить результаты измерений в виде ряда независимых и равноточных направлений, по которым в дальнейшем можно вычислить любой из углов между наблюдаемыми пунктами. Этот способ находит широкое применение в триангуляции и в полигонометрии.
Способ круговых приемов заключается в следующем.
Рисунок 4 – Способ круговых приемов
С пункта N выбирается начальное направление с хорошей видимостью. Устано-вив теодолит (рис. 4), при круге слева по ходу часовой стрелки и делая при каждом визи-ровании отсчеты, которые записывают в журнал. Заканчивают наблюдения вторичным наведением на начальный пункт А, отсчет при котором также записывают в журнал. Пов-торное наведение на начальный пункт, которое носит название замыкание горизонта, производят для того, чтобы установить, сохранил ли лимб в процессе работы неподвиж-ное состояние. Приведенный цикл наблюдений составляет один полуприем.
После этого переводят трубу через зенит и начинают второй полуприем с визи-рования на начальный пункт А. Далее последовательно визируют на все пункты, но в порядке, обратном тому, который был в первом полуприеме, т.е. против хода часовой стрелки. Наводят трубу на пункты D, С, В и вновь на начальный пункт А. Запись результа-тов измерений во втором полуприеме производят в журнале в порядке, обратном записи в первом полуприеме (снизу вверх).
Перед началом каждого полуприема рекомендуется алидаду несколько раз повернуть в направлении ее последующего движения в данном полуприеме.
Закончив прием, вычисляют величину двойной коллимационной ошибки. Эта величина должна сохранять свое постоянство в пределах точности наблюдений. Посто-янство двойной коллимационной ошибки – одно из хороших средств контроля качества измерений.
Для повышения точности и контроля направления измеряют несколькими приемами. Каждый последующий прием выполняют так же, как и первый, но для ослаб-ления влияния ошибок штрихов лимба переставляют его между приемами на угол ,
180°
= + 10’ (или 5’)
n
где n – число приемов.
Первый прием начинают с отсчета, близкого к 0°, во втором начальный отсчет должен быть равен , в третьем - 2 и т.д., а в последнем – (n – 1). Количество приемов устанавливается инструкцией [ 1 ] в зависимости от класса или разряда полигонометрии и применяемого прибора.
Так как программой наблюдений в данном способе предусмотрено замыкание горизонта на начальное направление, то возникает различие в отсчетах при визировании по этому направлению, полученных в начале и конце приема, обусловленное только ошибками наблюдений в полуприеме. Это различие можно устранить или выводом сред-него из двух значений величин ½ (П + Л), или распределением невязки по всем направ-лениям. Невязка на начальное направление вычисляется в виде /k, где - незамыкание горизонта в приеме, k – число направлений. Невязка распределяется с обратным знаком на все осредненные направления пропорционально номерам направлений
i = - /k(i – 1),
где i – поправка в наблюдение с номером i.
Вследствие того, что лимб между приемами переставляют, в каждом приеме отнаблюденные направления приводят к общему нулю. Направления на один и тот же пункт, полученные из разных приемов, могут различаться между собой в пределах точно-сти измерений. Окончательные значения направлений получают как среднее из соответ-ствующих приведенных к общему нулю направлений в приемах.
Если на пункте будет только два направления, образующих один угол, то изме-рение производят способом отдельного угла. Порядок наблюдений при этом остается таким же, как и в способе круговых приемов, отличие лишь в том, что не визируют повтор-но на начальный пункт и вращают алидаду и в первом и во втором полуприеме или только по ходу или только против хода часовой стрелки.
Пункты полигонометрии закрепляются на местности центрами типа 5.г.р. и 6.г.р. Данные типы центров приведены в приложении Е. На поверхности земли пункты закрепляются металлическими пирамидами, типы которых приведены в приложении Ж.
Краткие сведения о приборах применяемых при измерениях.
Современные электронные тахеометры представляют собой сочетание светодально-мера, кодового теодолита, микроЭВМ, а также регистратора информации. Основы угломерной части электронного теодолита с электронным отсчитыванием составляют датчики накопительного или позиционного типа. Дальномерная часть электронного тахеометра представлена квантовым светодальномером с излучателем. Управление работой таких приборов выполняется с помощью встроенных ЭВМ и программного обеспечения. Программное обеспечение позволяет решать целый ряд типовых геодезических задач, а именно – угловые и линейные засечки, уравнивание измеренных величин на станции, оценку точности результатов измерений и т.д. Из множества моделей электронных тахеометров стоит отметить следующие:
Та3, Та3М, Та5, Та20 – российского производства;
Geodimetr – производитель Швеция;
Elta, Opton, Rec Elta2,3,4,5, Karl Ceiss – производитель Германия;
ET-1 Topson – производства братского японского народа;
Set 2, 3, 4, 5, 5f, 6f Sokkio – произведенных в Японии;
ТС200, ТС600, ТС800, Leika – швейцарского производства.