- •Введение
- •1. Цели, задачи и образовательно-профессиональные требования дисциплины
- •2. Трудоемкость и организационная структура дисциплины
- •3. Содержание дисциплины
- •4. Методические указания к выполнению расчетно-графических работ и индивидуальных заданий
- •Тема 1. Масштаб. Виды масштабов. Точность масштабов
- •Варианты масштабов
- •Расчетно-графическая работа № 1
- •Тема 2. Чтение топографической карты. Ориентирование линий по карте
- •1. Общие положения
- •2. Содержание топографических карт
- •3. Определение по карте ориентирных углов заданных направлений
- •Задача 5. Определить дирекционный угол направления
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 3, Устройство, поверки, юстировки и измерение углов теодолитом 2т30
- •Индивидуальное задание № 1
- •1.2. Приведение теодолита в рабочее положение
- •1.3. Взятие отсчётов
- •1.4 Поверки и юстировки теодолита
- •5. Визирные оси оптических визиров должны быть парал-лельны визирной оси зрительной трубы.
- •2. Измерение горизонтальных углов
- •3. Измерение вертикальных углов
- •4. Измерение длины линии оптическими дальномерами
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 4. Устройство, поверки, юстировки нивелира н-3. Определение превышения нивелиром н-3
- •1. Нивелиры с цилиндрическим уровнем
- •2. Поверки и юстировки нивелира н-3
- •1. Ось круглого уровня ии должна быть параллельна оси вращения jj нивелира (рис. 25, а).
- •Журнал вычисления превышений
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 5. Обработка материалов съемки. Составление плана. Решение инженерных задач по топографическому плану
- •1. Теодолитная контурная съемка местности. Тахеометрическая съемка.
- •1.1. Горизонтальная съемка
- •1.2. Сущность тахеометрической съемки
- •1.3. Производство тахеометрической съемки
- •1.4. Съемка теодолитом
- •1 .5. Порядок работы на станции
- •1.6. Камеральная обработка тахеометрической съемки
- •1. 7. Составление и оформление плана съемки
- •Расчетно-графическая работа № 2
- •Порядок выполнения работы
- •1. Вычисление координат точек планового съемочного обоснования (теодолитного хода).
- •2. Создание высотного обоснования.
- •Журнал технического нивелирования
- •3.2. Нанесение точек съемочного обоснования на план.
- •3.3. Определение расстояний и превышений в треугольнике при угловой засечке с базисной линии.
- •3.4. Нанесение ситуации на план.
- •3.5. Интерполирование горизонталей.
- •3.6. Вычисление площадей контуров угодий аналитическим
- •Ведомость вычисления площадей.
- •4. Решение инженерных задач по топографическому плану.
- •4.1 Построение продольного профиля.
- •4.2. Проектирование канала.
- •4.3. Вычисление объемов земляных работ.
- •4.4. Расчет геодезических данных для вычисления угла
- •4.5. Определение основных элементов и детальная разбивка
- •4. 5.1. Основные элементы кривой и расчёт пикетажных
- •Пикетажные значения главных точек кривой
- •4.5.2. Вычисление координат для детальной разбивки
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 6. Обработка результатов нивелирования по квадратам.
- •1. Геометрическое нивелирование поверхности
- •2. Общие положения и технологическая последовательность выполнения работ
- •Расчетно-графическая работа № 3
- •3. Составление топографического плана участка
- •4. Проектирование вертикальной планировки участка
- •Вопросы для самопроверки
- •5. Методические рекомендации к внеаудиторной работе студентов
- •1. Поверки и юстировки теодолита т-30.
- •2. Поверки и юстировки нивелира н-3.
- •3. Формы рельефа и его изображение.
- •6. Условия допуска к экзамену
- •7. Вопросы к экзамену
- •8. Требования для получения зачета
- •Библиографическиий список
- •Оглавление
- •Тема 1. Масштаб. Виды масштабов.Точность масштабов…. 10
- •Тема 2. Чтение топографической карты.
- •Тема 3. Устройство, поверки, юстировки и
- •Тема 4. Устройство, поверки, юстировки
- •Тема 5. Обработка материалов теодолитной съемки.
- •Тема 6. Обработка результатов нивелирования по
3. Определение по карте ориентирных углов заданных направлений
Ориентирование – это определение положения заданной линии относительно опорного направления. Ориентировать линию – это значит определить ее положение относительно другого направления, принятого за исходное. В качестве исходных в инженерной геодезии используют следующие направления:
1. Северное направление NИ истинного или географического меридиана (географический меридиан – это след от пересечения земной поверхности плоскостью, проходящей через ось вращения земли).
2. Северное направление NМ магнитного меридиана (магнитный меридиан – это след от пересечения земной поверхности плоскостью, проходящей через магнитную ось земли).
3. Северное направление N0 осевого меридиана зоны или направление параллельное ему (ось абсцисс).
Магнитная ось земли отклонена от оси вращения земли. Под влиянием этих факторов между направлениями географического и магнитного меридианов в точке А на поверхности Земли образуется угол . Этот угол называют склонением магнитной стрелки, отсчитывается он от истинного NИ меридиана к магнитному NМ меридиану. Восточному склонению приписывают знак «+», а западному – знак «-». Магнитное склонение в различных точках Земли имеет вековые, годичные и суточные периодические изменения. Суточные изменения в средней полосе достигают 15.
Если точка расположена на осевом меридиане, то северное направление истинного меридиана NИ и северное направление осевого меридиана N0 совпадают. Если точка находится не на осевом меридиане, то между истинным меридианом, проходящем через данную точку, и линией, параллельной осевому меридиану проведенной через эту же точку, образуется угол , называемый сближением меридианов.
Он отсчитывается от истинного меридиана к осевому. Восточному сближению присваивается знак «+», западному – знак «-». Сближение меридианов можно выбрать по схеме под южной рамкой топографической карты (см. Рис.2) или вычислить по формуле
= * sin , ( 1)
где – разность долгот географического меридиана точки и осевого меридиана зоны; – широта точки.
Ориентирование линии местности относительно исходных направлений осуществляют с помощью ориентирных углов – азимутов, дирекционных углов, румбов. Азимутом ААВ линии АВ называется горизонтальный угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от северного направления истинного меридиана до заданного направления АВ. Азимуты могут принимать значения от 0до 360. Если азимут измерен от истинного меридиана, то его называют истинный азимут NИ, а если азимут измерен от магнитного меридиана – магнитный азимут NМ.
Азимуты в качестве ориентирных углов применимы на сфероидической или сферической поверхности Земли. При изображении земной поверхности на плоскости, в какой либо проекции, например, Гаусса-Крюгера, пользуются плоскостным ориентирным углом, называемым дирекционным.
Дирекционный угол отсчитывается от северного направления осевого меридиана или линии, параллельной ему, по ходу часовой стрелки до заданного направления и изменяется от 0до 360. На топографических картах линии, параллельные осевому меридиану, нанесены в виде вертикальных линий километровой сетки. На карте можно измерить дирекционный угол , а остальные ориентирные углы и поправку направления ПН можно вычислить по следующим формулам:
АИ = + ( ); 2
АМ = - ( ПН) 3
ПН =( ) - ( ). 4
Например,вост= 10 101, зап = - 20051 = 690201 , тогда ПН = 10 101 – (-20051) = 30151; АИ = 690201 - 20051 = 670151;
АМ = 690201 - 30151= 660051.
Значения и указаны под южной рамкой в левом углу карты, там же приведена и схема опорных направлений для данной местности (рис. 2). Дана информация в зарамочном оформлении следующего содержания:
«Склонение на 1971 г. восточное 60121 Среднее сближение меридианов западное 222. При прикладывании буссоли (компаса) к вертикальным линиям координатной сетки среднее отклонение магнитной стрелки восточное 834. Годовое изменение склонения восточное 002. Поправка в дирекционный угол при переходе к магнитному азимуту минус 834».
Чтобы измерить дирекционный угол направления АВ, надо через начало направления (точка А) провести отвесную линию, параллельную километровой сетке, и от северного конца этой линии по ходу часовой сетки транспортиром замерить угол.
Для удобства вычислений на практике иногда пользуются румбами. Румбом называется острый угол между ближайшим (северным или южным) направлением меридиана и данной линией(рис. 3в).
Обозначение румба начинается с указанием четверти, в которой находится румб: СВ; ЮВ; ЮЗ; СЗ; далее записывают числовое (табличное) значение угла. Если румб отсчитывают от меридиана истинного, то его называют истинным, если от магнитного – магнитным румбом, если его отсчитывают от осевого меридиана или линии, параллельной ему, румб называют осевым. Румбы могут иметь значения в пределах от 0 до 90°.
Румб заданного направления называют прямым, а противоположного — обратным. При этом прямой и обратный румбы одной и той же линии равны между собой, но имеют названия противоположных четвертей.
Зависимость между дирекционными углами и румбами (рис. 3а и 3.в) в разных четвертях дана следующей таблице 9:
Таблица 9
№ четверти |
I |
II |
III |
IV |
Название четверти |
СВ |
ЮВ |
ЮЗ |
СЗ |
Дирекционный угол |
0- 90 |
90 |
|
|
Румб r |
|
180 - |
|
360 - |
Трудоёмкостъ работы: аудиторных -2ч.
Ц ель задания - научиться определять прямоугольные и географические координаты, наносить точки по заданным прямоугольным и географическим координатам, определять высоты точек по карте и научиться ориентировать линии. При выполнении работы изучить [1, с. 16-20; 3, с. 32-35].
В настоящих методических указаниях приведен ряд задач, кото-рые студент решает по своему индивидуальному варианту или ис-ходным сведениям, выданным преподавателем. Перед решением за-дач студент должен проработать соответствующие разделы по реко-мендованной литературе или конспекту лекций.
Для выполнения работы преподаватель выдает каждому студенту топографическую карту, на которой указаны пункты А и В, координаты которых необходимо определить, и значения координат, по которым необходимо нанести пункт С на карту.
Задача 1. . Для пункта А найти его географические
координаты (широту – ВА и долготу –LА).
Каждому студенту даётся две точки на карте с номерами. Пункт А идентифицируется с точкой, у которой номер меньше, соответственно другая точка В.
Стороны минутной трапеции географических координат, внутри которой оказался пункт А (обведен кружком, рис, 4), нужно разделить по широте и долготе на части, пропорциональные соответственно отрезкам (S, E) и (C, D) величины которых определяют по формулам:
В А = В1 +S/(S+E)*(В2 - В1), L А = L1 + C(L2 - L1)/(C+D). (5)
В А = 54°41 + (56 мм /185 мм) * (60") = 54°41/ 18,2";
L А = 18°05 + (41 мм/107 мм)* (60") = 18°0523,0".
где В1 ,L1 - широта и долгота начальных линий квадрата географической сетки;
(S+E), (C+D) - сумма длин отрезков, соответствующая минутному или шестидесятисекундному интервалу географической сетки, мм; S, C — расстояния от начальных линий квадрата географической сетки до пункта А, мм, которым соответствуют приращения географических координат В А =18,2"; L А = 23,0".
Задача 2. По географическим координатам пункта нанести данный пункт на карту. В качестве исходных данных имеем географические координаты северо-западного угла карты, к которым каждому нужно прибавить секунды равные значению порядкового номера в журнале.
В = 54°4000"+0°00N"; L = 18°0345" +0°00N"; где N" - номер по журналу преподавателя. Например, для номера 5 широта В = 54°4005", а долгота L = 18°0350"
С помощью минутной сетки и десятисекундных интервалов находим приближенные значения географических координат пункта, опре-деляя до целых десятков секунд. Соединив прямыми линиями од-ноименные значения указанных интервалов, найдем ближайшие от-резки меридиана и параллели с приближенными координатами.
Далее находим величины S и C в миллиметрах по формулам:
S = (ВА – В1) * (S + E)/ (В2 – В1), E = (LA – L1) * (C + D)/(L2 – L1), (6)
где ВА – В1 - разность широт между заданной широтой точки А и
широтой южной минутной сетки; LA – L1 – разность долгот между заданной долготой точки А и западной долготой минутной сетки.
(ВА – В1) и (LA – L1) - соответственно равны одной минуте или, если берется секундный интервал, то десяти секундам. Значения (S, E) и (C, D) измеряются до целых долей миллиметров.
З адача 3. Определить прямоугольные координаты пункта В на карте (рис. 5). При определении прямоугольных координат пункта сначала находят квадрат, ограниченный линиями километровой сетки (X: 65 - 66 км, а Y: 11-12 км) , в котором расположен данный пункт В и записывают абсциссу и ординату южной и западной сторон квадрата (Х0 = 65000 м,,Y0 = 11000 м). Затем с помощью измерителя измеряют расстояние X и Y и, пользуясь масштабной линейкой или линейным масштабом, определяют, чему оно равно на местности.
Полученные расстояния (в метрах) прибавляют соответственно к абсциссе и ординате километровой сетки квадрата. (рис.6)
XВ = X0 + X = 65000 + 505 = 65505 м
YВ = Y0 + Y = 11000 + 677 = 11677 м
К онтроль измерений приращений координат осуществляется путём измерения дополняющих до километра приращений по каждой оси координат, так по X должно быть 495 м, а по Y – 323 м.
Задача 4. Нанести на карту пункт (точку С),
зная ее прямоугольные координаты: ХС = (6065200 + 121*N) м; YС = (4311700+061*N) м, где N- номер по списку.
Сначала по числу целых километров (Х0 = 6065, Y0 = 4311) определяют квадрат, в котором лежит искомая точка (рис.7). Затем находят разность между координатами данной точки и координатами нулевых сторон квадрата километровой сетки по формулам
Х = ХС - Х0 (8)
Y = YС -Y0 ,
Например, для нулевого варианта ХС = 6065200; YС = 4311700.
Тогда получим Х = 6065200 - 6065000 = 200 м;
Y = 4311700 - 4311000 = 700 м,
и откладывают Х и Y с помощью измерителя и масштабной
линейки на параллельных сторонах квадрата в масштабе карты
(рис. 7). Соединив прямыми линиями одноименные наколы измерителя в пересечении, получают искомую точку.