Основы геодезии

ФГБОУ ВПО «РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ» МГРИ-РГГРУ Кафедра РМСВМС и МД Секция МД ОСНОВЫ ГЕОДЕЗИИ ЛЕКЦИИ Москва 2014 Предмет и задачи геодезии, ее связь с другими науками Геодезия – это наука, рассматривающая методы и способы измерения земной поверхности, применение которых дает возможность определять форму и размеры земли, а также производить съемку (измерения) отдельных ее частей для изображения на картах, планах используемых для создания различных инженерных сооружений. Геодезия включает в себя высшую и космическую геодезии, топографию, фотограмметрию и инженерную геодезию. – Высшая геодезия – изучает фигуру и размер земли, методы определения координат точек на поверхности для территории всей страны. – Космическая геодезия – решает геодезические задачи с помощью искусственных спутников земли. – Топография – рассматривает способы изучения земной поверхности, и изображение ее на картах и планах. – Фотограмметрия – решает задачи измерений по аэро- фото- и космическим снимкам для различных целей. – Инженерная геодезия – изучает методы геодезического обеспечения при разработке проектов, строительств, эксплуатации различных сооружений, а также при изучении освоении и охране природных ресурсов. Геодезические работы разделяются на полевые и камеральные. – Полевые работы состоят из измерений горизонтальных и вертикальных углов, а также горизонтальных, наклонных и вертикальных расстояний. – Камеральные работы состоят из вычислений результатов полевых измерений и графических построений. Формы и размеры земли Физическая поверхность земли представляет собой сочетание возвышенностей и углублений, которые, как правило, заполнены водой, поскольку большую часть поверхности земли составляет поверхность океанов и морей, то за общую фигуру земли приняли очертание поверхности воды в спокойном ее состоянии мысленно продолженным под материками. В любой точке эта поверхность перпендикулярна и т.о. везде горизонтальна, такая поверхность называется уровенной, приуроченная к среднему уровню океана и называется среднеуровенной поверхностью. Тело, ограниченное среднеуровенной поверхностью, называется геоидом. Вследствие неравномерности распределения масс в земной коре, поверхность геоида не является правильной геометрической поверхностью, поэтому, для изучения фигуры земли, используют правильное тело эллипсоид вращения, фигура, которая близка к геоиду. Она характеризуется большой и малой полуосями, и полярным сжатием. – формула полярного сжатия. Размеры земного эллипсоида, принятые как обязательные в нашей стране: а=6 378 245 м в=6 356 863 м α=1:298 В исключительных случаях без ущерба для точности можно принимать землю за шар с R=6 371.11 км. Системы координат – делятся на плановые и высотные. • Плановые системы координат. Географические координаты. За основную поверхность проекции принимают поверхность эллипсоида и геоида. За основные координатные линии принимают меридианы и параллели. Меридиан – это сечение эллипсоида плоскостью проходящей через полярную ось NS. Параллель – сечение эллипсоида плоскостью перпендикулярно7й полярной оси NS. Долгота – это двугранный угол между плоскостью нулевого меридиана и плоскостью меридиана проходящего через определяемую точку. Отсчитывается к западу и востоку от нулевого меридиана, изменяется от 0º до 180º. Широта – угол между плоскостью экватора и нормалью к эллипсоиду (отвесной линией) отсчитывается к северу и югу от экватора и изменяется от 0º до 90º. • Плоские прямоугольные координаты – представляют собой две взаимно перпендикулярные прямые лежащие в горизонтальной плоскости. Точка пересечения прямых начало счета координат. Одна из прямых совпадает с меридианом и принимается за ось х, с положительным направлением на север, а вторая за ось у с положительным направление на восток. Эта система координат применяется на небольших участках земной поверхности размерами не более 20х20 км. В некоторых случаях ось х не совпадает с меридианом, в этом случае система координат называется частной или условной. Частные системы применяются при производстве инженерно–технических работ. • Система координат Гаусса–Крюгера (зональная система координат) В геодезии на плоскости изображаются значительные участки земной поверхности. Для этого применяются различные проекции, дающие возможность переносить изображение на плоскость при помощи математических законов. Для геодезии выгодно чтобы изображение не имело искажения в углах между направлениями (равноугольные проекции или конформные). К этой проекции изображение контуров будет подобным, масштаб практически постоянным и не зависеть от направления, искажения будут возникать только в длинах линий. Суть проекции и соответствующей системы координат заключается в следующем. 1. Земной эллипсоид при помощи меридианов делится на 6º или 3º зоны. Зоны нумеруют к востоку от нулевого меридиана, средний меридиан каждой зоны называется осевым. 2. Каждая зона в отдельности проектируется на плоскость таким образом, чтобы осевой меридиан и экватор изобразились прямыми линиями без искажений. Осевой меридиан принимается за ось х, с положительным направление на север, а экватор с положительным направлением на восток. Линии параллельны осевому меридиану и экватору, и образуют координатную сетку. Искажения в этой системе координат возрастают по мере удаления от осевого меридиана (искажается длина). На границе зоны искажения длин линий будет ≈1/1500 для 6º зоны и ≈1/6000 для 3º зоны. Поправка за искажения длины линий будет вычислять по формуле . D – длина отрезка R – радиус земли Y – средняя ордината отрезка. 3. Поскольку внутри каждой зоны системы координат одинаково возникают определенные положения точки на земной поверхности. Для установления зоны, в которой расположена точка, к значению ординаты слева приписывают номер зоны: уа=1 532 371.15 ув=2 532 371.15 Чтобы не иметь отрицательных ординат точкам осевого меридиана условно приписывается ордината 500км. Высоты точек в геодезии называются отметками. Отметка – это отвесное расстояние от начала счета высот до точки. Если за начало счета высот принимать среднюю уровенную поверхность, система высот называется абсолютной, а отметки абсолютными. В нашей стране за начало счета прият нуль Кранштадтского футштока, и система высот называется Балтийской. Если за начало счета высот принимается произвольная уровенная поверхность, то система высот называется относительной, отметки относительными. В горном деле за начало счета высот принимают отметку устья вскрываемой выработки. Ориентирование линий – это определение положения линий относительно каких–то исходных направлений. В качестве исходных направлений используется истинный магнитный и осевой меридианы, а в качестве ориентирных углов используют истинный и магнитный азимуты, дирекционный угол и румб. Истинный азимут – это угол между северным направлением истинного меридиана и определяемой линией, отсчитывается по часовой стрелке и измеряется от 0º до 360º. Магнитный азимут – это угол между северным направлением магнитного меридиана и определяемой линией, отсчитывается по часовой стрелке от 0º до 360º. Поскольку истинный и магнитные полюса земли не совпадают, истинный и магнитный меридианы каждой точки, также не совпадает, а истинный и магнитный азимуты: различаются на величину магнитного склонения (δ). Магнитное склонение – угол между северными концами истинного и магнитного меридианов. Магнитное склонение бывает восточным и западным, постоянно меняться. Различают вековое, годичное, суточное. Также существует магнитные аномалии, поэтому ориентирование по магнитному азимуту считается не надежным. Связь между истинным и магнитным азимутом Аи=Ам+ δв Аи=Ам– δз Дирекционный угол – это угол между северным направлением осевого меридиана или параллельной ему линии и определяется направлением, отсчитывается по часовой стрелке от 0º до 360º. Прямой и обратный азимуты и дирекционные углы. Если направление линии MN с точки M на точку N считать прямым, то NM будет обратным направлением той же линии. В соответствии с этим угол А1 является прямым азимутом MN в точке М, а А2 – обратным азимутом той же линии в точке N. Как следует из рисунка зависимость между прямым и обратным азимутами линии MN определится выражением А2=А1+180º+γ или в общем случае Аобр=Апр180ºγ Угол сближения меридианов γ – угол между истинными меридианами двух точек или угол между северными концами истинного и осевого меридиана. Сближение между углами бывает восточным и западным. Связь между истинным азимутом и дирекционным углом Связь между азимутом магнитным и дирекционным углом Румб – это острый угол, отсчитываемый от ближайшего направления ориентирной оси до определяемой линии. Связь между дирекционным углом и румбом Основные геодезические задачи Прямая геодезическая задача – заключается в вычислении координат точки В, если известны координаты точки А, расстояние между А и В и дирекционным угол ХА УА SAB αAB ХB–? УB–? ∆Х и ∆У могут быть положительными и отрицательными в зависимости от четверти в которой расположена АВ. ∆Х ∆У СВ + + ЮВ – + ЮЗ – – СЗ + – Обратная геодезическая задача – заключается в вычислении расстояния между точками АВ и дирекционного угла линии АВ, если известны координаты точек А и В. ХА УА ХВ УВ SAB–? αAB–? По знакам ∆Х и ∆У определяют четверть в которой располагается линия и выбирают формулу для вычисления дирекционного угла. Основные геодезические чертежи Карта – это подобное, уменьшенное, построенное по определенным математическим законам изображение значительного участка земной поверхности на горизонтальной плоскости, при этом необходимо учитывать сферичность земли, поэтому в изображении возникают искажения и в разных частях карты масштаб разный. Установленный для данной карты масштаб называется главным – это средний масштаб чертежа он строго выполняется только вдоль некоторых меридианов и параллелей. В остальных частях масштаб отличается от главного и называется частным. План – подобное уменьшенное изображение небольшого участка земной поверхности (не более чем 20х20 км) на горизонтальной плоскости, при этом сферичностью земли можно пренебречь. Искажения в изображении отсутствует, и масштаб изображается постоянен. Основное различие карты и плана: на плане масштаб постоянный, а на карте нет. Карты и планы делятся на контурные и топографические. Основные требования, предъявляемые к картам и планам 1. Возможная полнота, не затрудняющая чтения карт и планов. 2. Точность изображения ситуаций и рельефов в соответствии с масштабом (чем крупнее масштаб, тем более точно и полно отражается ситуации и рельеф). 3. Географическое соответствие и правдоподобие. Различают крупные и мелкие масштабы. Чем меньше знаменатель численного масштаба, тем крупнее масштаб. Наиболее крупными масштабами планов и карт являются масштабы 1:500 и 1:10000, а наиболее мелкими – 1:50000 и 1:1000000. На плане и карте можно отобразить больше подробностей местности. Масштаб плана или карты выбирается согласно техническим инструкциям и в зависимости от их назначения. Рельеф на топографических картах и планах изображается при помощи горизонталей, а ситуация (предметы местности) при помощи условных топографических знаков. Условные топографические знаки делятся на: 1. Масштабные (площадные) – предназначены для изображения крупных объектов, которые могут быть изображены в масштабе чертежа. 2. Внемасштабные (точечные) – предназначены для изображения не больших объектов, которые не возможно изобразить в масштабе чертежа. 3. Линейные условные знаки предназначены для изображения вытянутых объектов длина которых может быть изображена в масштабе, а ширина только условно. 4. Пояснительные – дополняющие характеристики объектов. Профиль – вертикальный разрез земной поверхности, характеризующий рельеф по данному направлению. На профиле применяются 2 масштаба горизонтальный и вертикальный, причем вертикальный обычно крупнее горизонтального примерно в 10 раз. Масштабы Масштаб – отношение длины отрезка на карте или плане к соответствующей горизонтальной проекции этого отрезка на местности. Бывают численные и графические масштабы. Численный масштаб это дробь, в числителе которой всегда единица, а в знаменателе число показывающее степень уменьшения при изображении предмета на планах (чертежах). Пример: 1:25000, т.е. в 1 см 250 м – именованный. Графический масштаб, делится на линейный и поперечный. • Линейный представляет собой прямую, на которой несколько раз отложен один и тот же отрезок, называется основанием масштаба (обычно 2 см). Крайние левые основания делятся на 10 (20) частей. Подписывается линейный масштаб в соответствии с численным. Используется для определения расстояния при помощи линейного масштаба. Раствор измерителя устанавливается на расстоянии между точками, а затем измеритель переносят на линейный масштаб, т.о. чтобы правая игла попала на целое деление, а левая расположилась в крайнем левом основании. • Для более точных графических работ применяется поперечный масштаб. На прямой линии несколько раз откладывают основной масштаб. Из всех делений восстанавливают вверх перпендикуляры, на которых откладывают по 10 равных произвольных отрезков. Через деления проводят прямые параллельные основанию. Верхнюю и нижнюю часть крайнего левого прямоугольника делят на 10 частей, деления соединяют следующим образом: крайнее верхнее левое соединяют с первым нижним делением, первое верхнее со вторым нижним и т.д. Если основание масштаба равно 2 см, то такой масштаб будет азываться нормальным поперечным сотенным основанием. Пример: 1:250000 в 1 см 250 м АВ в 2 см 500 м ав в 0,2 см 50 м а1в1 в 0,02 см 5 м Поперечный масштаб считается более точным, поскольку его минимальное деление равно 1/100 доли основания, у линейного 1/10 доли основания. Предельная графическая точность масштаба – это длина отрезка на местности соответствующая 0.1 мм для плана данного масштаба (0.1 мм – минимальное расстояние, различаемое не вооруженным глазом). Пример: 1:25000 в 0.1 мм 2.5 м t=2.5м 1:500 в 0.1 мм =0.05 м t=0.05м Рельеф – это совокупность неровностей земной поверхности. Рельеф на чертежах может быть изображен цветом, отметками, штрихами и горизонталями. В геодезии используется метод горизонталей. Горизонталь – это замкнутая кривая линия, соединяющая точки с одинаковыми отметками. Свойства горизонталей: 1. Все точки лежащие на одной горизонтали имеют одинаковую отметку 2. Горизонтали с разными отметками не пересекаются 3. Чем круче склон, тем меньше расстояние между горизонталями Отметки горизонталей подписывают в их разрыве так, чтобы нижняя часть цифры была обращена в сторону понижения склона, для определения направления склона используются берг–штрихи. Каждая пятая горизонталь проводится утолщенной линией. Высотой сечения рельефа (h) – называют разницу отметок соседних горизонталей – это постоянная величина для данного чертежа. Горизонтальное расстояние между соседними горизонталями – заложение ската (d). Уклон (i) – это tg угла наклона местности ν или отношение разности высот точек к горизонтальному расстоянию между ними. Уклоны выражаются в 100 дольных, тысячных (%, ‰ соответственно). Пример: 0,025=2,5%=25‰ Основные формы рельефа Гора, холм – выпуклая конусообразная форма рельефа, возвышающаяся над окружающей местностью. Наивысшая точка горы или холма называется вершиной. От вершины во все стороны идут склоны или скаты; линия перехода скатов в окружающую равнину называется подошвой. Гора отличается от холма размерами и крутизной скатов; при высоте над окружающей местностью до 200 м подобная форма рельефа с пологими скатами называется холмом, а более 200 м с крутыми скатами – горой. Горы и холмы изображаются замкнутыми горизонталями с бергштрихами, направленными от вершины к подошве. Котловина (впадина) – противоположная горе (холму) форма рельефа, представляющая чашеобразное углубление земной поверхности. Самая низкая точка котловины называется дном. Боковая поверхность котловины состоит из скатов; линия их перехода в окружающую местность называется бровкой. Котловина, как и гора, изображается замкнутыми горизонталями, однако бергштрихи в этом случае направлены ко дну. Хребет – вытянутая и постепенно понижающаяся в одном направлении возвышенность. Хребет обычно представляет собой ответвление от горы или холма. Линия, соединяющая самые высокие точки хребта, от которой в противоположные стороны отходят скаты, называется водоразделом. Хребет изображается выпуклыми горизонталями направленными выпуклостью в сторону понижения местности. Лощина – вытянутое в одном направлении углубление земной поверхности с постепенно понижающимся дном. Два ската лощины, сливаясь между собой в самой низкой ее части образуют линию водослива или тальвег. Разновидностями лощины являются: долина – широкая лощина с пологими скатами; овраг – (в горной местности – ущелье) – узкая лощина с обрывистыми обнаженными скатами; балками называется более крупные, чем овраги, углубления с пологими склонами, часто покрытыми растительностью. Лощина изображается вогнутыми горизонталями, направленными вогнутостью в сторону понижения местности; обрывистые склоны оврага изображаются специальными условными знаками. Седловина – пониженный участок местности, расположенный на хребте между соседними вершинами. От седловины берут начало две лощин, распространяющиеся в противоположных направлениях. В горной местности седловины служат путями сообщения между противоположными склонами хребта и называются перевалами. Седловина изображается горизонталями, обращенными выпуклостями навстречу друг к другу. Вершина горы, дно котловины, самая низкая точка седловины и точки перегиба скатов называются характерными точками рельефа, а линии водораздела и водослива – характерными линиями рельефа. Все формы рельефа образуются из сочетания наклонных поверхностей – скатов, которые подразделяются на ровные, выпуклые, вогнутые и смешанные. На рисунке видно, что горизонтали, изображающие ровный скат располагаются на одинаковых расстояниях друг от друга. При выпуклом скате расстояния между горизонталями у подошвы меньше, чем у вершины. При вогнутом скате горизонтали у подошвы отстоят друг от друга на большем расстоянии, чем у вершин. Следовательно, по характеру горизонталей на топографической карте или плане можно установить форму скатов. К элементам рельефа относятся скаты, которые по форме могут быть ровными, выпуклыми, вогнутыми и смешанными (состоящими из сочетаний первых трех). Линии, по которым меняется крутизна ската, называется перегибами. К разновидностям форм рельефа относят террасы (пологие площадки на склоне горы), промоины на склонах образовавшиеся в результате водной эрозии, обрывы и др. Задачи, решаемые по топографическим планам Определение расстояния при помощи масштаба. Чтобы измерить длину линии на карте, фиксируют ее раствором циркуля–измерителя, затем правую иглу ставят на целое основание так, чтобы левая игла находилась внутри первого основания. Считывают с масштаба два отсчета: N1 – по правой игле и N2 – по левой; длина линии равна сумме отсчетов S = N1 + N2; сложение отсчетов выполняют в уме. Порядок пользования поперечным масштабом: • циркулем–измерителем зафиксировать длину линии на карте, • одну ножку циркуля поставить на целое основание, а другую – на любую трансверсаль, при этом обе ножки циркуля должны располагаться на линии, параллельной линии CD • длина линии составляется из трех отсчетов: отсчет целых оснований, умноженный на цену основания, плюс отсчет делений левого основания, умноженный на цену деления левого основания, плюс отсчет делений вверх по трансверсали, умноженный на цену наименьшего деления масштаба. Точность измерения длины линий по поперечному масштабу оценивается половиной цены его наименьшего деления. Определение прямоугольных координат Гаусса–Крюгера. Координаты линии определяются по следующим формулам Ха=Х0+∆x Хс=Х0+∆x Уа=У0+∆у Ус=У0+∆у Определение отметок точек лежащих на горизонтали и между горизонталей. Если точка а находится на горизонтали, то ее вы­сота совпадает с высотой этой горизонтали. Для определения высоты точки, находящейся между двумя го­ризонталями (младшей и старшей), между соседними горизонталями проводят через эту точку по кратчайшему расстоянию линию (в нашем случае линию АВ), вдоль которой строится профиль рельефа. Со­гласно полученной схеме, высота точки В определится из выра­жения Hb=h-∆h Определение крутизны ската по графику заложений на плане. По карте с горизонталями можно определить уклон линии местности. i = tg v = h/s, где h — превышение между концами линии; s — заложение. Уклон часто выражают не в градусах угла наклона, а в тысяч­ных долях или процентах. Проведение линий проектного или заданного уклона. Определяется величина заложе­ния, соответствующая высоте сече­ния рельефа h и масштабу плана, , где М — знаменатель масштаба. Величину найденного заложения s измерителем откладывают после­довательно между соседними горизонталями в направлении от точки А к точке В. Полученная ломаная линия АаВСВ построена с заданным уклоном. В тех случаях, когда раствор измерителя не пересекается с последующей горизонталью, т. е. уклон меньше максимально заданного, трасса проектируется по кратчайшему расстоянию между начальной и конечной точками трассы. Определение водосборной площади Водосборной площадью или бассейном называется участок земной поверхности, с которой вода по условиям рельефа должна стекать в данный водосток (реку, лощину и т.д.). Оконтуривание водосборной площади производится с учетом рельефа местности по горизонталям карты (плана). Границами водосборной площади служат линии водоразделов, пересекающие горизонтали под прямым углом. На рисунке линии водоразделов показаны пунктиром. Зная водосборную площадь, среднегодовое количество осадков, условия испарения и впитывания влаги почвой, можно подсчитать мощность водного потока, которая необходима для расчета мостов, площадок дамб и других гидротехнических сооружений. Построение профиля по горизонталям. При геолого­разведочных изысканиях и предварительном проектировании ли­нейных сооружений (дорог, водопроводов, газопроводов и т. п.) по топографической карте строят профиль местности. Под профилем понимается чертеж, изображающий разрез местности вертикаль­ной плоскостью. Профиль строят в двух масштабах. Горизонталь­ный масштаб берут равным масштабу карты, а вертикальный в большинстве случаев принимают в десять раз крупнее горизон­тального. Делается это для того, чтобы более выразительно были отражены характерные особенности рельефа. Пусть требуется построить профиль по линии АВ. Для этого на миллиметровой бумаге строят сетку профиля. В графу «План местности» переносят при помощи измерителя ситуацию с карты в границах прямоугольника, построенного на карте на рассто­янии 1 см по обе стороны от профиля линии АВ. Определяют вы­соты точек пересечения направления АВ с горизонталями (точки 1, 2, 3, с, 4), вычисляют также высоты начала, конца профиля и точек его перегиба, т. е. точек, находящихся на водоразделах и тальвегах. Вносят в соответствующие графы расстояния между намеченными на карте точками и их высоты. Значения высот от­кладывают в заданном масштабе на перпендикулярах, восставленных из ранее намеченных точек. Соединив концы перпендику­ляров, получают линию профиля местности. Чтобы не иметь длин­ных перпендикуляров, для верхней линии сетки выбирают услов­ную высоту (в примере 80 м). Измерение дирекционного угла и истинного азимута. Для измерения дирекционного угла, линией через начальную ее точку проводят линию || оси абсцисс и непосредственно при этой точке измеряют дирекционный угол, можно так же продолжить линию до пересечения ею ближайший угол в точке пересечения. Для непосредственного измерения истинного азимута линией через ее начальную точку проводят меридиан и относительно него измеряют азимут. Номенклатура топографических карт и планов Номенклатурой называется система нумерации отдельных листов топографических карт и планов разных масштабов. Схема взаимного расположения отдельных листов называется разграфкой. В нашей стране принята международная система разграфки и номенклатуры топографических карт; ее основой является лист карты масштаба 1:1 000 000. Вся поверхность Земли условно разделена меридианами и параллелями на трапеции размером 6o по долготе и 4o по широте; каждая трапеция изображается на одном листе карты масштаба 1:1 000 000. Листы карт, на которых изображаются трапеции, расположенные между двумя соседними параллелями, образуют ряды, которые обозначаются буквами латинского алфавита от A до V от экватора к северу и к югу. Листы карт, на которых изображаются трапеции, расположенные между двумя соседними меридианами, образуют колонны. Колонны имеют порядковые номера от 1 до 60, начиная с меридиана 180o; колонна листов карт, на которой изображена 1–я зона проекции Гаусса, имеет порядковый номер 31. Номенклатура листа карты миллионного масштаба составляется из буквы ряда и номера колонны, например, N–37. Листы карты масштаба 1:500 000 получают делением листа миллионного масштаба на 4 части средним меридианом и средней параллелью. Размеры листа – 3o по долготе и 2o по широте. Номенклатуру листа карты масштаба 1:500 000 получают, добавляя к номенклатуре миллионного листа справа прописную букву русского алфавита А, Б, В, Г, например, N–37–А. Листы карты масштаба 1:200 000 получают делением листа миллионного масштаба на 36 частей меридианами и параллелями. Размеры листа – 1o по долготе и 40' по широте. Номенклатуру листа карты масштаба 1:200 000 получают, добавляя к номенклатуре миллионного листа справа римскую цифру от I до XXXYI, например, N–37–XXIY. Листы карты масштаба 1:100 000 получают делением листа миллионного масштаба на 144 части меридианами и параллелями. Размеры листа – 30' по долготе и 20' по широте. Номенклатуру листа карты масштаба 1:100 000 получают, добавляя к номенклатуре миллионного листа слева числа от 1 до 144, например, N–37–144. Листы карты масштаба 1:50 000 получают делением листа масштаба 1:100 000 на 4 части средним меридианом и средней параллелью. Размеры листа – 15' по долготе и 10' по широте. Номенклатуру листа карты масштаба 1:50 000 получают, добавляя к номенклатуре листа 1:100 000 справа прописную букву русского алфавита А, Б, В, Г, например, N–37–144–А. Листы карты масштаба 1:25 000 получают делением листа масштаба 1:50 000 на 4 части средним меридианом и средней параллелью. Размеры листа – 7'30" по долготе и 5' по широте. Номенклатуру листа карты масштаба 1:25 000 получают, добавляя к номенклатуре листа 1:50 000 справа строчную букву русского алфавита а, б, в, г, например, N–37–144–А–а. Листы карты масштаба 1:10 000 получают делением листа масштаба 1:25 000 на 4 части средним меридианом и средней параллелью. Размеры листа – 3'45" по долготе и 2'30" по широте. Номенклатуру листа карты масштаба 1:10 000 получают, добавляя к номенклатуре листа 1:25 000 справа цифру от 1 до 4, например, N–37–144–А–а–1. Севернее 60–й параллели листы карт издаются сдвоенными по долготе, севернее 76–й параллели – счетверенными. Основные части геодезических приборов По назначению геодезические приборы делятся на: 1. Приборы для угловых измерений – теодолиты. 2. Приборы для линейных измерений – рулетки, мерные ленты и проволоки, дальномеры. 3. Приборы для измерения превышений – нивелиры. 4. Приборы для съемочных работ – тахеометры, кипрегели, фототеодолиты и др. 5. Приборы для аэро–, фото– съемки – стереокомпараторы, аэрофото аппарата, стереометры. Зрительная труба – это увеличительный прибор для наблюдения удаленных объектов. Астрономическая труба дает обратное изображение, земная – прямое. Основными частями зрительной трубы является: объектив 1, окуляр 2, внутренняя фокусирующая линза 3, которая перемещается внутри трубы вращением кремальеры 4 (кремальерного винта или кольца) и сетки нитей 5. Объектив и окуляр трубы располагают т.о. чтобы при установки трубы на бесконечность передний фокус окуляра совпадал с задним фокусом объектива и плоскостью сетки нитей. В окулярной части трубы находиться сетка нитей на которую проектируется изображение наблюдаемого предмета, между объективом и окуляром располагается двояковогнутая фокусирующая линза, которая перемещается при помощи кремальеры. Зрительная труба имеет 3 основные оси. – визирная ось, прилегая проходит через оптический центр объектива и центр сетки нитей; вертикальная плоскость проходящая через визирную ось называется коллимационной. – оптическая ось проходит через центр объектива и окуляра. – геометрическая ось – прямая проходящая через центры поперечных сечений объективной части трубы. При установке зрительной трубы по глазу необходимо получить отчетливое изображение сетки нитей и наблюдение объекта, для этого зрительную трубу наводят на светлый фон и вращением окулярного кольца добиваются отчетливого изображения нити сетей. Для наведения резкости на предмет при помощи кремальеры перемещают фокусирующую линзу до совпадения изображения предмета с плоскостью сетки нитей. После установки зрительной трубы следует убедиться в отсутствии параллакса сетки нитей – кажущегося смещения изображения относительно сетки при перемещении глаза наблюдателя относительно окуляра, устраняется дополнительной фокусировкой. Увеличение зрительной трубы это отношение угла под которым предмет виден в зрительную трубу к углу, под которым предмет виден невооруженным глазом, на практике за увеличение зрительной трубы принимают соотношение фокусного расстояния объектива и окуляра. Ход лучей в зрительной трубе Более совершенными являются трубы с внутренней фокусировкой; в них применяется дополнительная подвижная рассеивающая линза L2, образующая вместе с объективом L1 эквивалентную линзу L. При перемещении линзы L2 изменяется расстояние между линзами l и, следовательно, изменяется фокусное расстояние f эквивалентной линзы. Изображение предмета, находящееся в фокальной плоскости линзы L, также перемещается вдоль оптической оси, и когда оно попадает на плоскость сетки нитей становится четко видным в окуляре трубы. Трубы с внутренней фокусировкой короче; они герметичны и позволяют наблюдать близкие предметы; в современных измерительных приборах применяются в основном такие зрительные трубы. В технических приборах увеличение 20–30 крат. Полем зрения трубы называется пространство, которое видно в зрительную трубу при ее неподвижном положении. Уровни предназначены для приведения в горизонтальное положение отдельных частей приборов, в геодезических приборах применяются жидкостные уровни. Круглый уровень – представляет собой стеклянную ампулу округлой формы заключенной в металлической оправу и заполненную жидкостью так, чтобы оставалось свободное пространство, заполненное парами жидкости – пузырек. На верхней внешней поверхности ампулы нанесены концентрические окружности – центр этих окружностей – нуль пункт. Внутренняя верхняя поверхность ампулы представляет собой сферу большего радиуса. Осью круглого уровня называется прямая, походящая через нуль–пункт перпендикулярно к внутренним верхним поверхностям ампулы. Круглый уровень имеет небольшую точность, и применятся для предварительной установки прибора. Цилиндрический уровень – стеклянная ампула цилиндрической формы, заключенная в металлическую оправу, заполненная жидкостью и имеет пузырек. На верхней поверхности ампулы нанесены деления – середина нуль–пункт. Внутренняя и верхняя поверхность ампулы представляет собой дугу большего радиуса. Касательная к внутренней и верхней поверхности ампулы, проходящий через нуль–пункт, называется осью уровня. Для повышения точности установки приборов используется контактные уровни, это цилиндрические уровни с системой призм, позволяющих получать изображение концов пузырька уровня в поле зрения трубы. Положению пузырька в нуль–пункте считается установка оптический контакт концов его изображения. Цена деления уровня это угол, на который нужно изменить наклон оси уровня, чтобы пузырек переместился на одно деление. Горизонтальный круг теодолита Предназначен для измерения горизонтальных углов, состоит из лимба и алидады. Лимб – плоское, стеклянное или металлическое кольцо по скошенному краю которого нанесены деления от 0о до 360о по часовой стрелке. Алидада – это вспомогательное приспособление, позволяющее брать отсчеты по лимбу. Оси вращения лимба и алидады совпадают. Их принимают за основную вертикальную ось теодолита zz1. На алидаде имеется индекс (штрих) или шкала при помощи которых берут отсчет по лимбу. Отсчет – это дуга лимба от 0о до 0о алидады по часовой стрелке. При измерении горизонтальных углов лимб обычно движется и лежит в горизонтальной плоскости, а алидада скреплена с трубой и вращается вместе с ней. Вертикальный круг Вертикальный круг предназначен для измерения вертикальных углов (угол наклона). Состоит из лимба и алидады. Лимб вертикального круга может иметь разную оцифровку от 0о до 360о по часовой стрелке или против часовой стрелки секторную оцифровку, т.е. от 0о до ±90о, ±75о, ±60о. Лимб вертикального круга скреплен с трубой и вращается вместе с ней. Алидада вертикального круга обычно снабжена цилиндрическим уровнем для приведения ее нулевых штрихов в горизонтальное положение, в процессе измерения алидада неподвижна. Отсчетные приспособления Штриховой микроскоп – это индекс (штрих) на алидаде, при помощи которого берут отсчеты по лимбу. Шкаловый микроскоп – это вспомогательная шкала на алидаде, длина которой равна минимальному делению основной шкалы лимба. Направление оцифровки основной и вспомогательной шкалы противоположны. Верньер – это вспомогательная шкала на алидаде n–делений которых соответствует n–1 делению основной шкалы лимба. Направление оцифровки вспомогательной шкалы совпадает с основной. Отсчет вычисляют по формуле: A=A0+it. А0 – отсчет по нулевому указателю Верньера, который был пройден этим указателем от начала лимба и номер штриха Верньера совпадающий со штрихом лимба. i – номер штриха верньера совпадающий со штрихом лимба t – точность Верньера. Подставка геодезических приборов (триер) снабжена тремя подъемными винтами для горизонтирования. Все подвижные части приборов снабжены закрепительными (стопорными) винтами, которые предназначены для фиксирования этих частей в неподвижном положении. Наводящие (микрометренные) винты предназначены для плавного и медленного поворота частей прибора, работают только при завернутых закрепленных винтах. Угловые измерения В геодезии измеряют горизонтальные и вертикальные углы. Измерение горизонтальных углов, их сущность: пусть на местности закреплена точки А, В, С, находящиеся на разной высоте над уровнем моря. Необходимо измерить горизонтальный угол между АВ и АС местности. Проведем через А, В, С отвесные линии, которые при пересечении с горизонтальной плоскостью Р дадут их проекции а, в, с. , лежащий в горизонтальной плоскости будет являться горизонтальным углом. Для получения численного значения горизонтального необходимо установить угломерный прибор так, чтобы его ось проходила через А в В и С. Установить вешки и взять отсчеты по горизонтальному кругу прибора в' и с'. Значение равно разности отсчетов: = в'–с'. Горизонтальные углы измеряют при помощи горизонтального круга теодолита. Классификация теодолитов Теодолиты по точности делятся на: 1. Высокоточные, позволяющие измерять углы со средней квадратической погрешностью 0,5"–1" 2. Точные, СКП 2"–10" 3. Технические, СКП 15"–30" По материалам изготовления кругов и устройству отсчетных приспособлений Верньер: 1. С металлическими кругами и Верньерами 2. Со стеклянными кругами – отсчетное приспособление – штриховой или школвый микроскоп и оптический микрометр. По конструкции на: 1. Простые теодолиты, у которых лимб и алидада могут вращаться только отдельно. 2. Повторительные, у которых лимб и алидада имеют как независимое так и совместное вращение. По назначению на: 1. Маркшейдерские. 2. Проектировочные и т.д. Принципиальная схема теодолита 1- лимб ГК 2- алидада ГК 3- колонки 4- алидада ВК 5- лимб ВК 6- зрительная труба 7- цилиндрический уровень 8- подставка 9- подъемные винты 10- становой винт II1– основная (вертикальная) ось теодолита НН1– ось вращения зрительной трубы Теодолит должен соответствовать определенным оптико–механическим и геометрическим условиям. Оптико–механическое условие гарантирует завод изготовитель, а геометрические условия подвержены изменениям в процессе работы, транспортировки и хранения приборов. Геометрические условия необходимо проверять после длительного хранения прибора и регулярно во время работы. Основные геометрические условия теодолита 1. Основная ось теодолита должна быть отвесна 2. Лимб ГК должен быть горизонтален, визирная плоскость не должна быть отвесна. Для соблюдения выполнения этих условий производят поверки теодолита. Поверки теодолита Поверка 1. Ось цилиндрического уровня при алидаде ГК (uu1) должна быть перпендикулярна основной оси теодолита zz1. Горизонтирование Уровень устанавливают параллельно двум винтам подставки и их вращением в противоположные стороны приводят пузырек уровня в нуль–пункт. Уровень поворачивают на 180о и проверяют положение пузырька. Если пузырек остался в нуль–пункте или сместился не более чем на одно деление – условие поверки выполнено. В противном случае половину схода устраняют подъемочными винтами подставки, а вторую половину исправительными винтами уровня. Поверку исправления выполняют до тех пор, пока условие ее не будет выполняться. Перед выполнением остальных поверок теодолит тщательно горизонтируют, т.е. его основную ось приводят в отвесное положение, для этого уровень устанавливают параллельно двум винтам подставки и приводят пузырек в нуль–пункт. Уровень поворачивают на 90о и третьим винтом приводят пузырек в нуль–пункт. Эти действия повторяют до тех пор, пока при любом положение ампулы пузырек не будет располагаться в нуль–пункте, либо смещаться на одно деление. Поверка 2. Визирная ось трубы vv1 должна быть перпендикулярна горизонтальной оси вращения трубы hh1. Нарушение этого условия ведет к коллимационной ошибки (с). Для выполнения поверки визируют на удаленную точку и берут отсчеты по лимбу ГК при КЛ и КП. При соблюдении условий отсчеты будут различаться равно на 180о, т.е. КЛ–КП±180о=0 Если условие нарушено вычисляют коллимационную погрешность , величина которая не должна превышать удвоенной точности отсчетного приспособления с≤2t. При нарушении этого условия производят исправления. Для этого вычисляют полусумму отсчетов , которую устанавливают по ГК, действую наводящим винтом алидады ГК, при этом сетка нитей сместиться с наблюдаемой точки. Действую горизонтальными исправительными винтами сетки, совмещают ее центр с наблюдаемой точкой (предварительно ослабляют вертикальные исправительные винты, чтобы дать возможность передвигаться сетки в горизонтальном направлении). После исправления вертикальные винты затягивают. Поверку исполняют до тех пор, пока не будет выполняться условие. Поверка 3. Горизонтальная ось вращения трубы должна быть перпендикулярна к основной оси прибора zz1. Для выполнения поверки теодолит устанавливают на расстоянии 20–30 м от здания и визируют верхней части стены точку. Трубу опускают до примерно горизонтального положения и на стене фиксируют проекцию центра сетки нитей. Эти же действия повторяют при другом положении ВК. Если проекции сетки центра совпали или расстояние между ними не превышает ширины биссектора сетки – условие считают выполненным. Нарушение условия говорит о неравенстве подставок зрительной трубы, исправление которой производят на заводе – изготовителе или в специализированных мастерских. Поверка 4. Одна из нитей сетки должна быть вертикальна, а вторая горизональна. Для выполнения поверки визируют на удаленную точку и действуя наводящим винтом алидады и действуя наводящим винтом алидады ГК поварачивают прибор вокруг его оси вращения. Если изображение точки остается на горизонтальной нити сетки – условие считается выполненным, в противном случае сетку исправляют, ослабив горизононтальные и вертикальные исправительные винты, совмещают изображение точки с горизонтальной нитью. Если производились исправления, то повторяют поверку 2. Эксцентриситет алидады В плоскости лимба горизонтального круга имеются три характерных точки: D – центр круга делений лимба, A – центр вращения алидады, L – центр вращения лимба. В идеальном теодолите все три точки должны совпадать, но в действительности они не совпадают. Несовпадение точки A с точкой D называется эксцентриситетом алидады, несовпадение точки L с точкой D называется эксцентриситетом лимба, несовпадение точек A и L называется эксцентриситетом осей. Рассмотрим влияние эксцентриситета алидады на отсчеты по лимбу. Отрезок AD называется линейным элементом эксцентриситета алидады и обозначается буквой l. Некоторые теодолиты имеют два отсчетных устройства, отстоящих одно от другого на 180o. Вследствие эксцентриситета алидады отсчет по одному отсчетному индексу будет меньше правильного отсчета на угол ε: N'1 = N1 – ε по другому отсчетному индексу – больше правильного на угол ε: N'2 = N2 + ε Средний отсчет будет свободен от влияния эксцентриситета: N = 0.5*(N1' + N2') = 0.5*(N1 + N2) . Чтобы получить численное значение эксцентриситета, нужно из отсчета N2' вычесть отсчет N1': N2' – N1' = N2 – N1 + 2*ε, но N2 – N1 = 180o, поэтому: ε = 0.5*(N'2 – N'1 + 180o). При вращении алидады взаимное положение линейного элемента эксцентриситета алидады и отсчетных индексов изменяется, и величина ошибки отсчета ε' зависит от угла γ: ε' = ε * sin(γ) .                 У теодолитов с односторонним отсчитыванием отсчет по лимбу искажается на величину ε' с одним знаком при КЛ и с другим знаком при КП; в среднем отсчете влияние эксцентриситета исключается. Из всех ошибок отсчитывания по лимбу, возникающих вследствие нарушения геометрических условий, можно выделить симметричные ошибки, то–есть такие, которые имеют разные знаки при КЛ и КП и влияние которых в среднем отсчете устраняется, и несимметричные ошибки, влияние которых в среднем отсчете не устраняется. К симметричным ошибкам относятся коллимационная ошибка, ошибка из–за неравенства подставок, ошибка эксцентриситета. К несимметричным ошибкам относятся ошибка наклона оси вращения алидады, ошибки делений лимба и некоторые другие. Способы измерения горизонтальных углов Перед началом измерения теодолит устанавливают в рабочее положение в вершине угла, а в точках, на которых будет вестись визирование, вертикально устанавливают вешки. Установка прибора в рабочее положение подразумевает его центрирование, горизонтирование и установка трубы по глазу. Центрирование – это приведение основной оси теодолита в вершину измеряемого угла. При выполнении работ технической точности центрирование выполняют нитевым отвесом, для этого теодолит на штативе сначала устанавливают на точкой приближенно, стараясь, чтобы верхняя поверхность головки штатива была примерно горизонтальна, ножки штатива закрепляют в пункте. Ослабляют становой винт и перемещением прибора по штативу совмещают острие отвеса с вершиной угла, становой винт затягивают. Точность центрирования 2–5 мм. Горизонтирование см. поверку 1. Установка зрительной трубы по глазу см. устройство зрительной трубы. Способ приемов Состоит из двух полуприемов, которые выполняются при разных положениях вертикального круга. Для измерения угла в полуприеме закрепляют лимб ГК, открепляют алидаду ГК, визируют на правую точку и, закрепив алидаду, берут отсчет по лимбу ГК. Открепляют алидаду, визируют на левую точку и, закрепив алидаду, берут еще один отсчет. Разность отсчетов даст величину измеряемого угла. Для выполнения второго полуприема трубу переводят через зенит и смещают лимб ГК примерно на 60о, 90о. Выполняют аналогично. Второй полуприем выполняют для контроля измерения и снижения влияния инструментальных ошибок. Значения углов в полуприемах должно различаться не более удвоенной точности отсчетного приспособления теодолита. Если условие выполняется за окончательно значение принимают среднее из двух измерений. Для повышения точности измерения можно выполнить несколькими приемами, смещая между ними лимб на величину , где n – число приемов. Способ круговых приемов Применяется в тех случаях, когда нужно измерить углы, между тремя и более направлениям на станции. Теодолит устанавливают в т.О и приводят его в рабочее положение. Ориентируют лимб по направлению на какую–либо точку, например А (направляют 0о лимба ГК на точку А). Для этого открепляют алидаду и ее вращением устанавливают отсчет = 0о, закрепляют ее, открепляют лимб и визируют на точку А, закрепляют. Открепляют алидаду ее вращением по часовой стрелке последовательно визируют на точку В, С, Д и берут отсчеты по лимбу ГК. В конце проверяют неподвижность лимба, т.е. визируют снова на точку А и берут отсчет. Отсчет может изменяться до 2t, эти действия составляют полуприем. Трубу переводят через зенит и выполняют еще один полуприем при другом положении ВК, но визируя против часов стрелки (т.А–Д–С–А–В). 2С – удвоенная коллимационная погрешность. Колебание удвоенной коллимационной погрешности 2С, допускается в пределах удвоенной точности отсчетного приспособления (1') теодолита. Для повышения точности измерения можно выполнить несколькими приемами, переставляя между ними лимб на величину , где n–число приемов. Способ повторений Дает возможность повысить точность измерений за счет уменьшения влияния ошибки отсчитывания. Прибор приводят в рабочее положения в вершине угла и выполняют измерение в процессе которого последовательно откладывают на лимбе измеряемый угол 2k – раз, k – число повторений. Предположим, что угол измеряется двумя повторениями. Ориентируют лимб отсчетом близким к 0, на точку А и записывают этот отсчет (n1). Открепляют алидаду визируют на точку В и берут контрольный отсчет n2. Открепляют лимб визирую на точку А, отсчет не берут. В результате лимб переместился против часовой стрелки на угол β. Открепляют алидаду визируют на точку В, и снова не берут отсчет. Теперь на лимбе отложен угол =2β. Если необходимо сделать больше двух повторений, то эти условия продолжают до тех пор, пока на лимбе не будет отложен угол β столько раз сколько нужно повторения. Далее трубу переводят через зенит, открепляют лимб и визируют на точку А. Отсчте при этом не изменяется. Открепляет алидаду, визируют на точку В, на лимбе отложен угол 3β. Снова открепляют лимб визируют на точку А, открепляют алидаду, визируют на точку В, на лимбе отложен угол 4β. Берут отсчет n2. Вычисляют угол β по формуле:, (k – число повторений) сравнивая его с контрольным. Измерение вертикальных углов Методика измерений зависит от конструкции и оцифровки ВК теодолита. 1 способ Если ВК не имеет уровень при алидаде, то после приведения прибора в рабочее положение, визируют на определяемую точку. Например, при КЛ, наводящим винтом алидады вертикального круга приводят в 0–пункт уровень при ВК и берут отсчет по лимбу ВК. Трубу переводят через зенит и действия повторяют при другом положении вертикального круга. Вычисляют вертикальный угол и МО. Контролем правильности измерений служит постоянство МО, колебания которого могуб быть в пределах удвоенной точности прибора. (МО=const, ∆MO≤2t). 2 способ В случае, если алидада ВЕ не имеет уровня, и его функции выполняет уровень при алидаде ГК (Т30, 2Т30). Прибор приводят в рабочее положение, предварительно визируют на опредямую точку, подъемным винтом подставки расположенным ближе все к визирной оси, приводят в 0–пункт пузырек уровня при ГК, производят точное визирвание и берут отсчет по вертикальному кругу. Действие повторяют при другом положении ВК. Вычисляют вертикальный угол и МО, контроль МО=const. 3 способ Если алидада ВК не имеет уровня и вместо него используется компенсатор (алидада автоматически становится горизонтально). Порядок измерений: Прибор приводят в рабочее положение, визируют на определяемую точку и берут отсчет по ВК. Трубу переводят через зенит и действия повторяют. Вычисляют вертикальный угол и МО, МО=const. Формулы для вычисления вертикального угла и МО 1. от 0º до 360º (лимб) по часовой стрелке: МО=½(КЛ+КП) V=КП–МО=МО–КЛ=½(КП–КЛ) 2. от 0º до 360º (лимб) против часовой стрелке (Т30): МО=½(КЛ+КП+180º) V=КЛ–Мо=МО–КП–180º=½(КЛ–КП–180º) 3. Место нуля вертикального круга При нарушении геометрических условий ВК возникает инструментальная ошибка, называется место нуля ВК. Место нуля – это отсчет по ВК в момент, когда визирная ось трубы горизонтальная, а пузырек уровня при ВК находиться в нуль–пункте. При соблюдении геометрических условий этот отсчет равен нулю, при нарушении отличается от нуля. Геометрические условия. Место нуля – величина постоянная для прибора, его колебания может быть в пределах 2t. Желательно чтобы МО≤2t, в противном случаю его исправляют. Исправление места нуля Если место нуля получается большим, то при основном положении круга нужно навести трубу на точку и микрометренным винтом алидады установить отсчет, равный углу наклона; при этом пузырек уровня отклонится от нуль–пункта. Исправительными винтами уровня привести пузырек в нуль–пункт. Измерение угла наклона местности В точке А устанавливают теодолит. Приводят его в рабочее положение и при помощи рулетки измеряют высоту инструмента i. i – это расстояние от оси вращения трубы до точки, над которой установлен прибор. В точке В вертикально устанавливают рейку, на которой отмечают i. Визируют на высоту инструмента и измеряют вертикальный угол, который будет равен углу наклона местности. Измерение длин линий Определение расстояния между точками земной поверхности называется линейными измерениями. Линейные измерения делятся на непосредственные и косвенные. К непосредственным измерениям относят такие измерения, при которых мерный прибор укладывают непосредственно в створе измеряемой линии. Створ – вертикальная плоскость, соединяющая начало и конец измеряемой линии. Если невозможно измерить длину линии непосредственно, прибегают к косвенным измерениям. В этом случае определяемую длину находят как функцию других измеряемых величин. Для линейных измерений используют механические и физико–оптические мерные приборы. Механические рулетки: – Стальные (25–100 м), эти рулетки имеющие метровые, дециметровые сантиметровые и миллиметровые деления; – Тесьмяные рулетки (10 м) – сантиметровые, дециметровые, миллиметровые. Используются для съема контура местности. – Стальные мерные ленты (20 м) имеющие метровые, полуметровые, дециметровые деления. В комплект входят шпильки, которые фиксируют концы ленты. Погрешность 1:2000.Используется для линейных измерений в съемках. – Инварные проволоки (24 м) с десяти сантиметровыми и миллиметровыми шкалами на концах. Измерение производят при помощи подвесного базисного прибора. Применяется для высокоточных линейных измерений. Погрешность 1:1000000. Достоинства: высокая точность измерений, простота устройства, не высокая стоимость, возможность откладывания проектных длин. Недостаток: высокая трудоемкость измерений. Физико–оптические мерные приборы – это различные лазерные, свето–, радио–, оптико–, дальномеры. Измерения этими приборами основаны на косвенном способе. Их достоинствами является точность и быстрота измерений, возможность измерения больших расстояний. Недостатки: невозможность откладывать проектные расстояния, высокая цена, сложность устройства. Измерение длин линий механическим прибором (на примере мерной ленты) Для измерения расстояния обычно не достаточно закрепить на местности начало и конец измеряемой линии, необходимо в створе линии установить дополнительные вешки, этот процесс называется провешиванием или вешением линии. Вешение может производиться при помощи теодолита или на глаз. Для провешивания линии АВ на глаз, в точках А и В закрепляют вешки, наблюдатель становиться возле точки А так, чтобы вешки в точках А и В совпали. Его помощник движется от точки А к точке В и устанавливает в точках 1, 2, …, n дополнительные вешки, руководясь указаниями наблюдателя. При вешении теодолита в точке А устанавливают теодолит, в точку В вешку. Вертикальная нить сетки совмещают с вешкой в точке В, закрепляют горизонтальный круг и трубу, вспомогательные вешки устанавливают по вертикальной нити сетки. Если между точками А и В нет прямой видимости, вешение выполняется следующим образом: выбирают две вспомогательные точки, таким образом, чтобы они обе были видны и из точки А и из точки В, и в них устанавливают вешки. Методом последовательных приближений перемещают вешки из точки D1 в C1, C1 в D2 , D2 в C2 и т.д., до тех пор пока все вешки не будут на одной прямой. Порядок измерения линий После провешивания закрепляют точки перегиба местности, попадающие в створ линии. При помощи рулетки измеряют наклонные участки D1, D2, … и углы наклона местности ν1, ν2, …. Вычисление горизонтальных проекций измеренных расстояний d1, d2 – горизонтальные проложения: di=Dicos νi Общая сумма горизонтального проложения АВ: d=Σdi Каждое наклонное расстояние измеряют следующим образом: нулевой штрих ленты прикладывают к началу измеряемой линии, ленту укладывают в створе, встряхивают в горизонтальной и вертикальной плоскостях, натягивают и вставляют шпильку в вырез в конце ленты, снимают ленту со шпильки, одевают на шпильку нулевой вырез ленты и действия повторяют. В конце измеряют длину неполного пролета. Измеренная наклонная длина вычисляется по формуле: D1=n∙l+r r – длина неполного пролета n – число полных проложений ленты Для контроля длину измеряют в обратном направлении D2, за окончательно значение длины принимают среднее из двух измерений, если разница между ними не превышает 1:2000 от длины линии: Поправки, вводимые в длины линии, измеренные механическими приборами: 1. За температуру вводят в тех случаях, когда температура измерений отличается от нормально (+20ºС). Номинальную длину мерного прибора определяют при нормальной температуре, его длина увеличивается или уменьшается в зависимости от внешней температуры: D –измеренная длина l – длина мерного прибора α – коэффициент линейного расширения t – температура измерения t0 – нормальная температура 2. За наклон линии вводится в тех случаях. Когда угол наклона местности превышает 2º. Иногда необходимо на наклонной поверхности отложить расстояние так, чтобы его горизонтальное проложение было равно заданной величине. Сначала от точки А откалывают горизонтальные проложения, а затем удлиняют его на поправку: 3. За компарирование – это определение истинной длины мерного приора, при компарировании мерным прибором измеряют заранее известную длину линии и сравнивают результаты измерений с известной величиной, а затем вычисляют поправку мерного прибора. Эта поправка вводиться в том случае если номинальная длина отличается от длины. Измерение расстояний при помощи физико–оптических мерных приборов (на примере нитяного дальномера) Нитяной дальномер это две вспомогательные горизонтальные нити на сетке. Ход лучей в нитяном дальномере Поле зрения трубы Определения расстояний нитяным дальномером Для определения расстояния между точками А и В, над точкой А устанавливают прибор так, чтобы его ось вращения проходила через точку А, а в точке В вертикально устанавливают рейку с сантиметровыми делениям. Предположим, что визирная ось трубы горизонтальна и введем обозначения: Р – расстояние между дальномерными нитями σ – расстояние от оси вращения прибора до оптического центра объектива f – фокусное расстояние объектива F – передний фокус объектива n – расстояние по рейке меду дальномерными нитями Поскольку визирная ось горизонтальна, лучи параллельны ей и проходящие через дальномерные нити пересекут передний фокус объектива и, пройдя его, спроектируются на реку, т.е. в трубу можно будет видеть рейку, и изображение дальномерных нитей. Поскольку на рейке нанесены сантиметровые деления, можно будет определить расстояние между дальномерными нитями по рейке, т.е. взять отсчет n. Из чертежа видно, что расстояние между точками: d = σ + f + E σ и f постоянны, для каждого прибора и из можно заменить на постоянное слагаемое: d = c + E (c=0.1 м) Е – определяют из подобия треугольников: Поскольку f и Р постоянные величины, то их можно заменить коэффициентами дальномера: Е = kn (k=100) D = kn + c Поскольку точность определения расстояния при помощи дальномера ≈ 1:300 от длины линии, слагаемым с можно пренебречь: D = kn Нивелирование – определение превышений между точками земной поверхности. Нивелирование выполняют различными приборами и разными способами, различают: – геометрическое нивелирование (нивелирование горизонтальным лучом), – тригонометрическое нивелирование (нивелирование наклонным лучом), – барометрическое нивелирование, – гидростатическое нивелирование и некоторые другие. Гидростатическое нивелирование Выполняют с помощью сообщающихся сосудов, заполненных одной жидкостью. Жидкость устанавливается в обоих сосудах на одном уровне, на одной отметке. Пусть высота столба жидкости в первом сосуде будет c1, а во втором c2; тогда превышение точки В относительно точки А будет равно: h = c1 – c2 Точность гидростатического нивелирования зависит от расстояния между сосудами, типа жидкости, диапазона измерения превышения, конструкции отсчетного устройства и других условий. Она может быть очень высокой; средняя квадратическая ошибка измерения превышения лучшими гидростатическими нивелирами достигает 5 – 10 мкм; диапазон измерения превышений при этом невелик – всего около 1 см. При расстоянии между сосудами до 500 м можно измерить превышение с ошибкой около 10 мм. Барометрическое нивелирование Основано на зависимости атмосферного давления от высоты точки над уровнем моря. Известно, что с увеличением высоты на 10 м давление падает примерно на 1 мм ртутного столба. Приближенное значение превышения между точками 1 и 2 можно вычислить по формуле: h = H2 – H1 = ΔH ∙ (P1 – P2),                   P1 и P2 – давление в первой и во второй точках; ΔH – барометрическая ступень (значения ΔH выбирают из специальных таблиц) Более точные формулы барометрического нивелирования получают, учитывая закономерности распределения плотности и температуры воздуха по высоте. Приведем полную формулу Лапласа: h = K0∙(1 + α ∙tm)∙(1 + 0.378.em/Pm)∙ (1 + β∙Cos2φfm)∙(1 + 2/R∙Hm) ∙lg(P1/P2). В этой формуле: P1, P2 – давление воздуха на высоте H1 и H2 соответственно Pm – среднее значение давления Hm – среднее значение высоты tm, em – среднее значение температуры и влажности воздуха fm – среднее значение широты α – температурный коэффициент объемного расширения воздуха, равный 0.003665 град.–1 β – коэффициент, равный 0.00265 K0 – коэффициент, равный 18400 при некоторых стандартных значениях давления воздуха и силы тяжести. Известны и так называемые сокращенные барометрические формулы, в которых значения некоторых параметров состояния атмосферы приняты фиксированными; так в формуле М.В. Певцова: h = N∙(1 + α∙tm) ∙lg(P1/P2), где N = 18470, принято: em = 9 мм рт.ст., fm = 55o, Hm = 250 м, Pm = 740 мм рт.ст. Точность барометрического нивелирования невысока; средняя квадратическая ошибка измерения превышения колеблется от 0.3 м в равнинных районах до 2 м и более в горных. Основные области применения барометрического нивелирования – геология и геофизика. Тригонометрическое нивелирование В тригонометрическом нивелирование превышение определяется при помощи наклонного визирного луча на местности непосредственно измеряется вертикальный угол и расстояние между точками. Точность определения превышения зависит от точности измерения расстояний (1 см). Применяется при топографических съемках для создания съемочного обоснования и съемки рельефа, а также при передаче отметок на большие расстояния. Схема тригонометрического нивелирования Для определения превышения между точками А и В надо точкой А устанавливают прибор таким образом, чтобы его основная ось проходила через точку А, и при помощи рулетки измеряют высоту инструмента i. В точку В устанавливают рейку длиною l. Визируют на верх рейки и измеряют вертикальный угол v. Если известно горизонтального проложение d между точками А и В, то можно вычислить превышение h'=d tg v h+l=h'+i h=h'+i–l=d tg v +i–l Если горизонтальное проложение d не известно, а измерено наклонное расстояние при помощи нитяного дальномера, то формула меняется: Для удобства вычисления обычно визируют не на верх рейки, а на высоту инструмента i=l, тогда превышение вычисляется по формуле: Геометрическое нивелирование Выполняется при помощи горизонтального визирного луча. Точность определения превышение может достигать десятых долей миллиметра. Имеет наиболее широкое применение, поскольку самый точный способ. Выполняется двумя способами: «вперед» и «из середины» Нивелирование «вперед» Для определения превышения между точками А и В на точку с известной отметкой (заднюю) устанавливают нивелир таким образом чтобы его окуляр находился на одной отвесной линии с этой точкой и при помощи рулетки измеряют высоту инструмента i. В точку отметку которой определяют (переднюю) вертикально устанавливают рейку и берут по ней отсчет b. Отсчет по рейке – расстояние от начала рейки до проекции на нее визирной оси. h=i–b Hb=Ha+h Отметку точки В можно вычислить через горизонт инструмента (ГИ). Горизонт инструмента – расстояние от средней уровенной поверхности до визирного луча прибора. ГИ=Ha+i Hb=ГИ–b Нивелирование «из середины» Для определения превышения между точками А и В на них вертикально устанавливают рейки и на равном удалении от них устанавливают нивелир, приводят его в рабочее положение. Визируют на заднюю и переднюю точки и берут отсчеты по рейкам (а и b). Превышение равно разности отсчетов на заднюю и переднюю точки h=a–b ГИ=Ha+a Hb=Ha+h=ГИ–b Простое и сложное нивелирование Если превышение между точками можно определить с одной стоянки (станции) прибора, то нивелирование называется простым. Если для этого необходимо несколько станций, то нивелирование называется сложным. Число станций зависит от расстояния между точками и крутизны склона. Для определения превышения между точками А и В между ними закрепляют вспомогательные промежуточные точки (их также называют «переходные» или «иксовые» точки). Последовательно определяют превышение h1, h2, …, hn и общее. hi=Зi +Пi h=Σhi=ΣЗi –ΣПi Классификация и устройства нивелиров Нивелиры делятся по: –точности на 3 группы: –высокоточные – предназначены для нивелирования I–го и II–классов, позволяющие определять превышения со средней квадратичной погрешностью (СКП) не более 0.5–1 мм на 1 км хода; –точные – предназначены для нивелирования III и IV классов с СКП не более 5–10 мм на 1 км хода; –технические – предназначены для инженерно–технических работа, позволяющих определять превышение с СКП не более 10 мм на 1 км хода. Для технических работа допустимое СКП 15–50 мм на 1 км хода. – по конструкции на 3 группы: –нивелиры с цилиндрическим уровнем; –нивелиры с компенсатором; –нивелиры с наклонным лучом визирования. Устройства нивелиров с цилиндрическим уровнем (на примере Н3) Основными частями является зрительная труба с укрепленными на ней цилиндрическим контактным уровнем и подставка с подъемными винтами и круглым уровнем. Труба закрепляется зажимным винтом, для точного визирования используется наводящий винт. Для точного горизонтирования визирной оси трубы используют элевационный винт. Круглый уровень предназначен для приближенного горизонтирования прибора, а цилиндрический контактный для точного горизонтирования его визирной оси. Поэтому должно выполнятся следующие геометрическое условие: визирная ось трубы и ось цилиндрического уровня должны быть параллельны. Нивелирные рейки Обычно применяют трех метровые деревянные, двусторонние складные рейки. На нижнюю часть рейки набита металлическая пластина предохраняющая рейку от истирания, называемая «пяткой» рейки. На рейке нанесены подписанные дециметровые деления. На черной шкале от 00 до 29 дм, на красной от произвольного значения превышающего 30 дм. Дециметровые деления поделены на сантиметровые, которые для удобства отсчитывания объедены группами по 5 см. Отсчет по рейке берут по средней горизонтальной нити с точностью до 1 мм в момент когда пузырек цилиндрического уровня находиться в нуль–пункте. Поверки нивелиров с уровнем Поверка 1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси прибора. Поверки и исправления выполняются аналогично поверке цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга теодолита. Поверка 2. Вертикальная нить сетки должна быть параллельна оси вращения нивелира. Для выполнения поверки на расстоянии 20–30 м от нивелира на тонком шнуре подвешивают отвес и нивелир горизонтируют по круглому ровню. Совмещают один конец вертикальной нити сетки со шнуром отвеса. Если другой коней вертикальной нити отклонился от шнура не более 0.5 мм, условие поверки выполняется. В противном случае сетку нитей исправляют также, как сетку теодолита. Поверка 3. Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси трубы. Поверка выполняется двойным нивелирование одной и тоже линии, с разных ее концов. Для этого на местности закрепляют два колышка на расстояние 50–70 м друг от друга. Над одной из точек устанавливают нивелир так, чтобы его окуляр находился на одной отвесной линии с точкой, горизонтируют и при помощи рулетки измеряют высоту инструмента i1. В другой точке вертикально устанавливают рейку и визируют на нее. Совмещают концы изображения пузырька уровня и берут отсчет по рейке. Если условие поверки выполняется то по рейке будет взят отсчет b1’, а если нарушено – b1 содержащий в себе ошибку х. h=i1–b1’=i1–(b1+x) Нивелир и рейку меняют местами, измеряют i2 и берут отсчет по рейке b2. Поскольку расстояние между точками постоянно отсчет b2 будет ошибочным также на х. |x|≤4 мм В противном случае вычисляют правильный отсчет по рейке , и действуя элевационным винтом устанавливают среднюю нить сетки на этот отсчет. При этом концы изображения пузырька разойдутся и их необходимо совместить исправительными винтами цилиндрического уровня. Для контроля поверку повторяют. Геодезические сети Государственная геодезическая сеть (ГГС) – это система, закрепленных на местности определенными знаками точек с известными координатам и отметками. На государственную геодезическую сеть опираются топографические съемки, разбивочные и изыскательные работы. ГГС делится на плановую и высотную. Плановые сети Классификация ПС: –по назначению: –опорные – предназначены для распространении единой системы координат на территории всего государства в сжатые сроки; –сеть сгущения – предназначены для увеличения плотности пунктов сети необходимых районов; –съемочные сети – предназначены для выполнения топографических съемок, а также инженерно–технических работ. ПГC построена по принципу «от общего к частому», при этом максимальная точность измерения предусматривается в опорных сетях и далее снижается от ступени к ступени. –по способам построения: –триангуляция – система пунктов, образующих сплошную сеть перпендикуляров, в которых измерены все углы и отдельные длины сторон (базисы); –полигонометрия – систем прямых линий, образующих полигонометрический ход, в котором измерены длины всех сторон и углы между сторонами; –трилатерация – сеть треугольников, в которых измерены только длины стороны. Геодезические сети делятся на 1, 2, 3, 4 классы, 1, 2 разряды. Характеристика сетей триангуляции Показатель Класс 1 2 3 4 Длина стороны, км >20 7–20 5–8 1–5 СКП измеренного угла, сек 0.7 1.0 1.5 2 В начале разви-вается опорная сеть в виде цепей треу-гольников 1 класс, расположенных по возможности вдоль меридианов и параллелей. Пересечение этих цепей (ряды треугольников) даст полигоны 1 класса. Расстояние между соседними линиями несколько сотен километров. Сеть 2 класса строиться в виде сплошной сети треугольников внутри полигона 1 класса. Для дальнейшего сгущения сети внутри треугольников 1 и 2 классов вставляют пункты 3 класса. Для сети 4 класса служат основой пункты 1, 2, 3 классов. Для дальнейшего сгущения строят сети 1 и 2 разрядов. Для непосредственного обеспечения топографических и инженерно–технических работ создают съемочные сети в виде микротриангуляции теодолитных, тахеометрических и мензульных работ, а также различных засечек. Геодезические плановые сети Геодезические сети местного значения являются обоснованием топографических съемок масштабов 1:5000–1:500 и инженерных работ, выполняемых в городах, при строительстве подземных коммуникаций и т.п. Они подразделяются на аналитические сети 1 и 2 разрядов и полигонометрические 1 и 2 разрядов. Аналитические сети создаются методом триангуляции в виде сплошных сетей, цепочек треугольников или засечек. Сети 1 разряда опираются на пункты геодезической сети всех классов, 2 разряда на пункты сетей высших классов и разрядов. Полигонометрические сети прокладываются между пунктами триангуляции (полигонометрии) высшего класса (разряда) или в виде самостоятельных сетей. Высотная геодезическая сеть Для передачи высот на пункты геодезических сетей местного значения выполняется техническое (геометрическое) нивелирование. Техническое нивелирование производиться отдельными ходами, системами ходов и замкнутыми полигонами между пунктами нивелирования высших классов. Предельная невязка хода или замкнутого полигона не должна превышать ±50мм или ±10мм, где l–число километров в ходе или полигоне, а n–число станций в ходе или полигоне. Плановые съемочные сети Развиваются от пунктов геодезических сетей всех классов и разрядов проложением теодолитных, тахеометрических и мензульных ходов, а также построением геометрических сетей. Высотные съемочные сети Создаются путем проложения ходов нивелирования горизонтальным луче (теодолитом или кипрегелем с уровнем на трубе) или тригонометрическим нивелированием. Невязки в ходах и полигонах при нивелировании горизонтальным луче не должны превышать ±0.1 м, при тригонометрическом нивелировании ±0.2 м, где l–длина хода в км. Съемка. Виды съемок Для составления планов и карт выполняют разнообразные съемки. Съемка – это комплекс линейных и угловых измерений на местности, в результате которых получают план или карту. Съемка состоит из 2 этапов: 1. Создание съемочного обоснования (съемочная сеть), т.е. определение координат и отметок пунктов съемочной сети; 2. Съемка контуров местности и рельефа. Съемки делятся на контурные и топографические. К контурным съемкам относятся – теодолитные, к топографическим – мензульная, тахеометрическая, фото–теодолитная, аэро–фото– съемка и др. Теодолитная съемка выполняется на основе съемочного обоснования, создаваемого в виде теодолитных ходов. Теодолитный ход – это система ломаных линий, для которых измерены расстояния между точками и горизонтальные углы между сторонами. Бывают замкнутые и разомкнутые ходы, свободные и несвободные. Свободный ход – ход, в котором имеются только необходимые исходные данные, а несвободный ход имеет избыточные данные. Порядок работ при теодолитной съемке: 1. Рекогносцировка – осмотр местности с выбором и закреплением будущих точек съемочного обоснования. 2. Привязка пунктов съемочного обоснования к пунктам ГГC. Для этого на местности выполняют измерения примычных углов и расстояний. 3. Измерение горизонтальных углов и длин сторон теодолитного хода. Горизонтальные углы измеряются способом приемов, расстояние при помощи стальной мерной ленты или рулетки в прямом и обратном направлениях, с относительной погрешностью не более 1:2000. Для определения горизонтального проложения также измеряют углы наклона местности теодолитом. 4. Съемка контуров местности (ситуации). Заключается в привязке этих контуров к пунктам съемочного обоснования. Съемка контуров местности выполняется следующими способами: 1. Способ перпендикуляров (способ прямоугольных координат) 2. Способ полярных координат 3. Способ угловых засечек 4. Способ линейных засечек 5. Способ створов – применяется в тех случаях когда смешанный контур пересекает сторону теодолитного хода или ее продолжение. По результатам съемки составляют абрис. Абрис – это схематичный чертеж на котором изображены стороны теодолитного хода, снимаемые контуры и результаты угловых и линейных промеров (β и l) Абрис может быть составлен для всего хода или отдельно для каждой стороны. Камеральная обработка результатов измерения теодолитного хода 1. Вычисление координат точек теодолитного хода. Перед началом вычисления проверяют все журналы (значения вычисленных горизонтальных и вертикальных углов, горизонтальных проложений). Уравнивают горизонтальные углы, для этого вычисляют сумму измеренных горизонтальных углов: Σβф=β1+β2+…+βn Вычисляют теоретическую сумму углов Σβт=180º(n–2) – для замкнутого хода Σβт=αнач– αкон±180º∙n – для разомкнутого хода n – число измеренных углов Вычисляют угловую невязку: fβ= Σβф– Σβт сравнивая ее с допустимой: fβ доп =1.5t где t–точность отсчетного приспособления теодолита. Невязка fβ по абсолютной величине не должна превышать допустимого значения fβ доп, в противном случае углы измеряют заново. Если условие вычисляют поправку в каждый угол и записывают в ведомость над значениями измеренных углов: δβ=– fβ/n. Контролем правильности распределения невязки служит равенство: Σδβ=– fβ Исправленные углы вычисляют по формуле: βi испр= βi изм + δβ i Для контроля подсчитывают сумму исправленных углов, которая должна быть равна теоретической сумме углов: Σβиспр= Σβт Примычный угол βприм не исправляют. 2. Вычисление дирекционных углов и румбов. По исходному дирекционному углу αпт–I и исправленным значениям углов определяют дирекционные углы сторон теодолитного хода: αn=αn–1±180º–βn – для правых углов αn=αn–1±180º+βn – для левых углов Контролем правильности вычислений дирекционных углов является совпадение значения дирекционного угла начальной стороны αI–II: αI–II= αпт–1±180º–βпр=αV–I±180º–β1 Вычисляют румбы № четв. Дирекционный угол Назв. румба Формулы Знаки приращения ∆x ∆y I 0º–90º СВ r=α + + II 90º–180º ЮВ r=180º–α – + III 180º–270º ЮЗ r=α–180º – – IV 270º–360º СЗ r=360º–α + – 3. Вычисление приращений координат По значениям дирекционных углов и горизонтальными проложениям сторон теодолитного хода вычисляют приращения координат с точностью до 0.01м: ∆х=d·cos r ∆у=d·sin r Знаки приращения координат определяют в зависимости от названия румба. 4. Вычисление линейных невязок по осям координат Находят суммы вычисленных приращений И теоретические суммы приращений ΣΔхт=хкон–хнач ΣΔут=укон–унач Линейные невязки по осям координат fx= Σ∆хф– Σ∆хт fу= Σ∆уф–Σ∆ут Вычисление абсолютной и относительной невязок теодолитного хода fабс = Определяют относительную линейную невязку fотн теодолитного хода: fотн= где Р – периметр хода. Допустимое значение относительной невязки не должно превышать погрешности линейных измерений . Если это условие нарушено, то длины линий перемеряют, а если выполняется, то вычисляют поправки в вычисления координат: Поправки округляют до 0.01 мм и выписывают их со своими знаками над соответствующими приращениям ∆х и ∆у. Сумма поправок должна равняться невязке с обратным знаком: ΣδΔx=–fx ΣδΔy=–fy Вычисляют исправленные приращения координат и записывают результаты в ведомость: ∆хиспр= ∆хвыч + δΔх ∆уиспр= ∆увыч + δΔу Для контроля определяют суммы исправленных приращений координат, которые должны быть равны теоретическим суммам приращений: ∆хиспр= Σхт ∆уиспр= Σут 5. Вычисление координат точек теодолитного хода xn=xn–1+∆xn испр yn=yn–1+∆yn испр Контролем вычислений служит получение координат известных точек х1 и у1: x1=xпт+∆xпт–1= xV+∆xV–I y1=yпт+∆yпт–1= yV+∆yV–I Вычисленные значения координат вершин теодолитного хода записывают в ведомость. 6. Построение плана теодолитной съемки. Построение координатной сетки: на листе бумаги проводят две пересекающиеся линии и от точки их пересечения откладывают произвольные равные отрезки при помощи циркуля. Получают точки АВСД, где ОА=ОВ=ОС=ОД. Соединив эти точки получают правильный прямоугольник. Вспомогательные линии стирают, на сторонах прямоугольника откладывают по 10 см и строят квадраты – сетку. Правильность построения сетки квадратов проверяют по равенству длин сторон и длин диагоналей – циркулем–измерителем. Точки пересечения всех координатных линий по диагонали должны лежать на одной прямой. Оцифровка координатной сети. Производиться в соответствии с масштабом чертежа таким образом, чтобы значение координатных линий были кратны 10 см в заданном масштабе и все точки съемочного обоснования поместились на чертеже и расположились по возможности в средней его части. Нанесение точек съемочного обоснования. Контролем правильности будет служить равенство дирекционных углов сторон на плане и в ведомости и равенства длин сторон на плане и ведомости. Нанесение ситуации на план. Ситуация наносить по абрису и изображается условными знаками, при этом вспомогательные линии на план не переносят. Оформление надписи на плане. Вдоль северной рамки подписывают название чертежа, вдоль южной – масштаб, внизу справа – год съемки и исполнитель. Тахеометрическая съемка Выполняется на основе планово–высотного съемочного обоснования. Съемочное обоснование создается в виде: Уменьшение точности съемочного обоснования 1. Теодолитно–нивелирных ходов Углы в теодолитном ходе измеряют теодолитом, длины линий – мерной лентой или рулеткой, превышения между точками съемочного обоснования определяют геометрическим нивелированием «из середины». 2. Теодолитно–высотных ходов Превышения – тригонометрическим нивелированием. 3. Тахеометрические ходы Горизонтальные и вертикальные углы – теодолитом, расстояние при помощи нитяного дальномера, превышения из тригонометрического нивелирования. Приборы, используемые при тахеометрической съемке: 1. Теодолиты–тахеометры: Т30, 2Т30 Измеряют горизонтальные и вертикальные углы, расстояния по нитяному дальномеру, превышения h и горизонтальные проложения d вычисляют. 2. Тахеометры–автоматы: ТА–2 Дают возможность при помощи специальных реек сразу отсчитывают h и d. 3. Электронные тахеометры: ELTA, LEICA, TRIMBL Дают возможность определять h, d, координаты точки (х, у, h), записывать всю информацию на электронные носители и обрабатывать с помощью специального программного обеспечения. Тахеометрическая съемка позволяет одновременно снимать ситуацию и рельеф; съемка производиться с точек съемочного обоснования (станций); контуры снимают полярным способом, рельеф – тригонометрическим нивелированием. Во время съемки на характерные точки ситуации и рельефа (реечные точки) устанавливают рейку, съемка производиться только при одном положении вертикального круга. Порядок работы на станции тахеометрической съемки Перед началом работы на станции прибора приводят в рабочее положение, т.е. центрируют и горизонтируют, устанавливают трубу по глазу и ориентируют лимб ГК на соседнюю станцию. Открепляют алидаду ГК, визируют на рейку, берут отсчет по нитяному дальномеру ГК и ВК. В конце работы на станции проверяют неподвижность лимба ГК. В качестве реечных точек выбирают изгибы контуров, их начало и конец, а также характерные точки рельефа – точки перегиба скатов. Результаты съемки заносят в журнал, одновременно со съемкой ведут кроки. Кроки – это то же самое, что и абрис, но на этом чертеже стрелками указаны направления однородных склонов. В журнале отмечают высоту визирования (обычно визируют на высоту инструмента или на верх рейки). Камеральная обработка результатов измерения 1. Вычисление координат и отметок точек съемочного обоснования. Вычисляют координаты (х, у) как в теодолитном ходе, отметки станций – как в высотном ходе. 2. Обработка журнала тахеометрической съемки. По отсчету ВК вычисляют МО и угол наклона ν: МО=(КЛ+КП):2 ν=КЛ–МО=МО–КП При |ν|>2º, горизонтальное проложение, с точностью до 0.1 м, вычисляют по формуле: d=Dcos2ν D – отсчет по нитяному дальномеру. При |ν|=2º, d=D. Превышения между станцией и реечной точкой вычисляют с точность до 0.01 м: 3. Вычисляют отметки реечных точек. Hр.т.=Нст+h Знак превышения зависит от знака ν. 4. Построение плана. Разбивка координатной сетки, ее оцифровка, нанесение на план точек съемочного обоснования, оформление надписей как в теодолитной съемке. Рядом с номером точки съемочного обоснования подписывают ее отметку. Пользуясь журналом тахеометрической съемки и кроки на план наносят реечные точки и рядом с их номерами подписывают отметки. Методом графического или аналитического интерполирования строят рельеф в горизонталях, пользуясь кроки наносят контуры местности. Мензульная съемка – это съемка, в результате которой план получают непосредственно во время полевых работ. Выполняется при помощи мензульного комплекта и кипрегеля. В мензульный комплект входит: штатив, подставка с подъемными винтами и планшет (мензула), буссоль и центрировочная вилка. Кипрегель состоит из зрительной трубы вертикального круга и линейки со скошенным краем, он предназначен для визирования на точки местности, измерения расстояний по дальномеру и вертикальных углов и прочерчивания направления на плане. Поверки кипрегеля. Перед началом работы с кипрегелем дол­жны быть выполнены следующие поверки. 1. Скошенное ребро линейки кипрегеля должно быть прямой линией. На планшете прочерчивают линию вдоль скошенного края ли­нейки кипрегеля. Затем поворачивают кипрегель на 180° и, приложив скошенное ребро линейки к ранее проведенной линии, про­черчивают вторую линию. Если обе линии на всем протяжении совпадают или отклоняются в пределах 0,1 мм, то условие вы­полнено. В противном случае устранение дефекта линейки произ­водится в мастерской. 2. Нижняя поверхность линейки кипрегеля должна быть пло­скостью. Поверку выполняют прикладыванием линейки кипрегеля к вы­веренной поверхности. Если концы линейки выгнуты кверху, то при установке на планшет кипрегель будет менее устойчив; в этом случае линейку следует исправить в мастерской. Неболь­шая вогнутость концов линейки книзу значения не имеет, так как под тяжестью кипрегеля она устраняется. 3. Подвижная линейка кипрегеля, находясь на разных рассто­яниях от основной, должна перемещаться параллельно самой себе. При неподвижном положении кипрегеля на планшете уста­навливают дополнительную линейку на различных расстояниях от основной и каждый раз прочерчивают вдоль скошенного ребра линию. При соблюдении условия расстояния между двумя лини­ями на всем протяжении должны быть постоянными либо раз­личаться в пределах 0,2 мм. 4. Ось цилиндрического уровня на линейке кипрегеля должна быть параллельна нижней плоскости линейки. Линейку кипрегеля устанавливают в середине планшета по направлению двух подъемных винтов, вращением винтов приво­дят пузырек уровня в нуль-пункт и прочерчивают линию. Затем переставляют кипрегель около этой прямой на 180°. Если пузы­рек уровня остался в нуль-пункте либо отклонился от него не бо­лее чем на одно деление, то условие выполнено. В противном случае пузырек с помощью исправительных винтов уровня пере­мещают на половину дуги отклонения в сторону нуль-пункта. По­верку и юстировку повторяют до выполнения условия. 5. Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы. Приведя планшет в горизонтальное положение, наводят трубу кипрегеля на удаленный предмет и вдоль скошенного ребра ли­нейки прочерчивают линию. Затем трубу переводят через зенит, прикладывают линейку кипрегеля к произвольной точке линии и визируют на ту же цель. Вдоль скошенного ребра линейки про­водят вторую линию. Если линии совпадут, то условие выпол­нено. Если линии образуют угол, равный двойной коллимацион­ной погрешности, его делят биссектрисой пополам и приклады­вают к ней линейку кипрегеля. При этом перекрестие сетки нитей сместится с изображения цели. Тогда боковыми исправительными винтами сетки добиваются совмещения перекрестия сетки с изо­бражением визирной цели. 6. Ось вращения зрительной трубы должна быть параллельна нижней плоскости линейки кипрегеля. Дважды (при КЛ и КП) визируют на высокорасположенную точку на стене здания. Затем опускают трубу до горизонтального положения визирной оси, отмечая каждый раз положение пере­крестия сетки нитей на стене. Если проекции точки, полученные по обоим кругам, совпадают, то условие выполнено. В противном случае исправление производится в мастерской. 7. Вертикальная нить сетки должна лежать в коллимационной плоскости трубы. Планшет устанавливают в горизонтальное положение и наво­дят вертикальную нить трубы кипрегеля КН (либо правый вер­тикальный край Г-образной пластинки у КА-2) на нить отвеса, подвешенного на расстоянии 20—25 м от прибора. При этом вер­тикальная нить сетки должна покрывать нить отвеса. Если усло­вие не соблюдается, то исправление кипрегеля производится в ма­стерской. 8. Коллимационная плоскость трубы должна быть парал­лельна скошенному краю линейки кипрегеля. Визируют кипрегелем на удаленную точку и вдоль скошенного края линейки прочерчивают линию. На этой линии на расстоянии 20—30 см одна от другой отвесно вкалывают в планшет две тон­кие иглы. Если линия визирования невооруженным глазом на концы иголок проходит через наблюдаемую цель, то условие вы­полнено. При невыполнении условия исправление прибора обычно не производится. Данная погрешность носит систематический ха­рактер и на построение углов на планшете не влияет, так как все прочерченные направления будут повернуты на один и тот же угол. Ее следует учитывать лишь при ориентировании планшета по буссоли. 9. Ось реверсивного уровня на кожухе вертикального круга должна быть параллельна визирной оси трубы. На расстоянии 100—150 м от прибора отвесно устанавливают рейку. Зрительную трубу кипрегеля приводят в горизонтальное положение по реверсивному уровню и, дважды визируя на рейку, берут отсчеты при двух положениях вертикального круга (КЛ и КП). Вычисляют средний отсчет по рейке, соответствующий го­ризонтальному положению визирной оси, и наводящим винтом трубы визируют на этот отсчет. При этом пузырек уровня сме­стится. Исправительным винтом уровня приводят пузырек в нуль-пункт. В этом положении отсчет по вертикальному кругу должен быть равен МО, а отсчет по номограммной кривой пре­вышений — нулю. 10. Место нуля МО вертикального круга должно быть посто­янным и равным 0° у кипрегеля КН и 90° — у КА-2. Поверка выполняется так же, как и у теодолита. 11. При горизонтальном положении визирной оси трубы кри­вые превышений с коэффициентами +10 и —10 должны пересе­каться в одной точке, совпадающей с точкой пересечения началь­ной кривой Н с вертикальной линией сетки. На вертикальном круге устанавливают отсчет, равный МО, при положении пузырька уровня в нуль-пункте. Если условие не выполняется, то снимают кожух вертикального круга и исправи­тельными винтами номограммы, расположенными над цилиндри­ческим уровнем, устанавливают номограмму в необходимое поло­жение. Поверки мензулы. Перед началом съемочных работ должны быть выполнены следующие поверки мензулы. 1. Мензула должна быть устойчивой. Закрепив все винты мензулы и штатива, наводят трубу ки­прегеля на удаленный, хорошо видимый предмет; слегка нажимая пальцем па планшет сверху и с боков, наблюдают в трубу. Если мензула пружинит, т. е. после прекращения действия нагрузки на планшет пересечение сетки нитей возвращается в точку визи­рования, то условие выполнено. При невыполнении условия ос­матривают крепления доски к подставке, подставки к головке штатива и наконечников на концах ножек штатива, проверяют люфт в подъемных винтах и головке штатива. В случае необходи­мости производят регулировку указанных деталей. Если после этого мензула остается неустойчивой, то ее исправление произво­дится в мастерской. 2. Рабочая поверхность планшета должна быть плоскостью. Проверку производят выверенной линейкой кипрегеля, прикла­дывая ее скошенным ребром к поверхности планшета. Если ме­жду ребром линейки и планшетом по любому направлению нет просветов либо величина просвета не превышает 0,5 мм, то план­шет удовлетворяет требованию; в противном случае он для ра­боты непригоден. Исправление мензульной доски выполняется в столярной мастерской. 3. Верхняя плоскость планшета должна быть перпендикулярна к оси вращения прибора. С помощью выверенного уровня при линейке кипрегеля подъ­емными винтами приводят плоскость планшета в горизонтальное положение. Вращая планшет вокруг вертикальной оси, наблюдают отклонение пузырька от нуль-пункта. Если отклонение пу­зырька не превышает 2—3 делений, то условие выполнено. В противном случае мензулу следует отремонтировать в мас­терской. При прочерчивании направления на плане середину линейки кипрегеля прикладывают к проекции точки на планшете и вращают линейку до совпадения визирной оси с рейкой, установленной в определяемой точке, по линейке прочерчивают направление на определяемую точку на планшете. Съемочное обоснование мензульной съемки создается в виде теодолитно–нивелирных, теодолитно–высотных и мензульных ходов, а также в виде мензульных засечек – прямой, обратной и боковой. Прямая засечка Требуется определить положение точки С на планшете, пользуясь пунктами съемочного обоснования А и В и их проекциями а и b на планшете. Мензулу устанавливают в точку А, центрируют и ориентируют по направлению на точку В, закрепляют планшет. Кипрегель прикладывают к а и вращая его вокруг этой точки визируют на точку С. Прочерчивают направление на планшете. Затем переходят в точку В, ориентируют планшет на точку А. Кипрегель прикладывают к точке b и визируют на точку С, также прочерчивают направление. Проекция точки С на планшете это пересечение прочерченных направлений. Обратная засечка По точкам съемочного обоснования А, В, С перенести изображение точки Д на планшет. Мензулу устанавливают в точку Д, кипрегель поочередно прикладывают к точкам а, в, с, визируя на точки А, В, С и прочерчивают направления. Прочерченные направления дадут треугольник погрешности: пересечение биссектрис этого треугольника даст изображение точки Д на планшете. Боковая засечка По точкам съемочного обоснования А и В и их изображениям а и b нанести на планшет изображение точки С, при этом установка мензулы над точкой В не возможна. Мензулу устанавливают в точку А, ориентируют по направлению на точку В, кипрегель прикладывают к точку а, визируют на точку С и прочерчивают направление. Мензулу переносят в точку С, ориентируют на точку А. Кипрегель прикладывают к точке b и вращая его вокруг этой точки визируют на точку b, прочерчивая направление. Пересечение направлений – точка С на планшете. Съемка ситуаций и рельефа Производиться с пунктов съемочного обоснования полярным способом. Техника измерения такая же как и при тахеометрической съемке, но каждая точка сразу же наносится на планшет, при этом дальномерное расстояние откладывают вдоль линейки кипрегеля, трубу направляют на снимаемую точку. По вертикального углу и дальномерному расстоянию вычисляют превышение между станцией и реечной точкой, отметку реечной точки, которую сразу же подписывают на плане. По мере набора реечных точек на плане проводят горизонтали. Съемка ситуации и рельефа проводиться одновременно. По окончании работ план оформляют в туши. Фототопографическая съемка – называется метод , основанный на использовании фотографических снимков местности. Так как фотоснимки не представляют собой точных планов местности, то они подвергаются обработке в соответствии с законами соответствия объектов съемки и их изображений. Дисциплина, рассматривающая методы обработки снимков для получения точных планов местности и определения пространственного положения объектов, называется фотограмметрией (измерительной фотографией). Большими преимуществами фототопографических съемок является их полная объективность, т.к. на фотоснимках точно фиксируется расположение контуров и предметов на местности в момент съемки, в то время как качество обычных наземных съемок в большей мере зависит от квалификации съемщика. Фототопографические методы съемок позволяют большую часть операций по созданию карты перенести в камеральные условия. Кроме того, помимо карты, как конечного результата этих работ, получают фотоснимки местности, которые позволяют вести всестороннее изучение занятой территории. Фотографирование может производиться с точек поверхности земли, координаты которых определены заранее геодезическими методами (наземная фотограмметрическая или фототеодолитная съемка), и с воздуха при помощи специального фотоаппарата, установленного на самолете (аэрофотосъемка). В настоящее время фототопография получила большое развитие и большинство топографических съемок выполняется этим методом. Мензульные и тахеометрические съемки применяются лишь для крупномасштабных съемок небольших участков. Инженерно–технические работы Техническое нивелирование по оси линейного сооружения Этот вид работ выполняется при проектирования железных и автомобильных дорог, тоннелей, трубопроводов и т.д. В начале выполняют камеральное трассирование, т.е. на плане намечают несколько вариантов будущей трассы, после рекогносцировки на местности выбирают оптимальный вариант. После этого приступают к полевому трассированию во время которого выбранный вариант трассы переносят на местность по координатам ее главных точек. Главные точки трассы – точки начала, конца, углы поворота, створные точки трассы. Полевое трассирование Для этого трассу разбивают на участки по 100 м, называемые пикетами. Начало трассы обозначают ПК0 (пикетом нулевым). Пикеты закрепляют кольями, забиваемыми вровень с землей, рядом устанавливают сторожок, на котором подписывают номер пикета, выражающий расстояние от начала трассы в 100 м. Точки перегиба местности между пикетами закрепляют кольями, на сторожках рядом с ними подписывают расстояния до предыдущего пикета, это так называемые «плюсовые» точки. Одновременно с разбивкой пикетажа в характерных местах местности разбивают поперечники перпендикулярно оси трассы. Ширина поперечника зависит от проектированного сооружения. Кольями закрепляют точки пересечения поперечника с осью трассы, концы поперечника и точки перегиба местности на поперечнике. На сторожках подписывают расстояния от оси трассы с буквами Л (лево) или П (право). Попутно с разбивкой пикетажа и поперечника производится съемка местности, прилегающей к трассе (способом перпендикуляров). Результаты съемки заносят в пикетажный журнал, который обычно ведется на миллиметровки в масштабе крупнее 1:2000. Ось трассы в пикетажном журнале условно изображается прямой линией, углы поворота стрелками. При помощи условных знаков изображается ситуация, выписываются результаты промеров до контуров, ширина снимаемой местности, 20–100 м относительно оси трассы с каждой сторон, сюда же заносят расчет круговых кривых. Для того чтобы сгладить резкие повороты трассы на ней разбивают круговые кривые. Схема круговой кривой Для расчета закругления на местности теодолита измеряют угол β, для того чтобы вычислить угол поворота трассы φ=180º–β (φ–угол между первоначальным и последующим направлением трассы) Радиус закругления R выбирают в соответствии с условиями техники безопасности эксплуатации сооружения и рельефа. По φ и R вычисляют основные элементы круговой кривой. Тангенс (Т) – расстояние от вершины угла (ВУ) до начало кривой (НК) или конца кривой (КК): Кривая (К) – длина дуги окружности с радиусом R от НК до КК: Биссектриса (Б) – расстояние от ВУ до середины кривой (СК): Б Домер (Д) – разность путей по ломаной линии и дуге: Д=2Т–К За концом кривой все пикеты смещаются вперед на Д. Для того чтобы разбить круговую кривую на местности достаточно закрепить ее основные точки: начало, середину и конец. Для того чтобы закрепить НК и КК от ВУ по оси трассы откладывают Т. Для того чтобы закрепить СК, при помощи теодолита откладывают угол β/2 и в этом направлении откладывают Б. Пикетажное значение НК и КК вычисляют по формулам: НК=ВУ–Т КК=НК+К Контроль: КК=ВУ+Т–Д При больших R не достаточно только закрепить НК, СК, КК. В этом случае пользуются детальной разбивкой круговой кривой, которая выполняется, например, способом прямоугольных координат, продолженных хорд и т.д. Дальше приступают к нивелированию трассы, которое начинают с привязки трассы к реперу ГВС. Привязка заключается в проложении нивелирного хода о репера до начала трассы (ПК0). Далее нивелируют пикеты, «плюсовые» точки, поперечники, главные точки кривых. Нивелирование выполняется геометрическим способом «из середины», причем пикеты нивелируют как связующие точки (по двум сторонам реек), а остальные как промежуточные (по черной стороне). Заканчивается нивелирование привязкой трассы к реперу высотной сети. Способы детальной разбивки закруглений Способ прямоугольных координат является наибо­лее точным и простым; он применяется в открытой равнинной местности. В этом способе положение точек на кривой через равные промежутки k определяется прямоугольными координа­тами х и y; за ось абсцисс принимают линию тан­генса (касательной), а за начало координат — начало (НК) или конец кривой (КК). Для вычисления координат х, у точек детальной разбивки предварительно вычисляют центральный угол θ, соответствую­щий заданной дуге k, Далее, решая прямоугольный треугольник ОС1, получают: или Аналогичным образом вычисляют координаты последующих точек, расположенных на первой половине кривой, через расстоя­ние k по дуге кривой: Определение положения точек 1, 2, 3, ... кривой на местно­сти сводится к откладыванию рулеткой от НК (или КК) по на­правлению тангенса отрезков х1, х2, х3 …, построению при по­мощи эккера (теодолита) перпендикуляров из концов этих от­резков и откладыванию по ним отрезков у1, у2, у3 …, Разбивку ведут от начала кривой (НК) до середины, а за­тем от конца кривой (КК) также до середины кривой (СК). Обе половины кривой должны сомкнуться в точке СК, что кон­тролирует точность детальной разбивки. Достоинством данного способа является то, что положение каждой точки кривой опре­деляется независимыми промерами и при переходе от одной точки к другой погрешности не накапливаются. Полярный способ (способ углов) целесообразно применять на косогорах, насыпях и в полузакрытой равнинной местности. Способ базируется на положении геометрии о том, что угол с вершиной в какой-либо точке кривой, образованный касательной и секущей, равен половине соответствующего центрального угла. Как видно из рисунка, хорда . Отсюда . Положение точек кривой на местности определяют линейно-угловыми засечками. Для этого теодолит устанавливают в точке НК (или КК) и от направления тангенса откладывают последовательно углы и т. д. Отложив рулеткой по направлению первого визирного луча отрезок l, закрепляют на местности точку 1. Из точки1 протягивают рулетку до пересечения от­резка l со вторым визирным лучом и закрепляют точку 2 и т. д. Недостатком способа является снижение точности детальной разбивки с увеличением числа точек, так как положение каждой последующей точки находится относительно предыдущей. Способ продолженных хорд применяют при разбивке кривых на застроенных и залесенных участках, в выемках и тон­нелях. Разбивку кривой ведут с помощью мерной ленты и рулетки. По радиусу кривой R и принятой длине хорды l вычисляют длину отрезка d, называемого промежуточным перемещением. Значение величины d находят из подобия треугольников 0—1—2 и 1—2—2': отсюда Положение первой точки кривой находят способом прямо­угольных координат; при этом значения координат х1 и у1 вы­числяют по формулам (1) и (2). Закрепив на местности точку 1, на продолжении створа линии НК—1 откладывают длину хорды l и отмечают временную точку 2'. Затем находят положение точки 2 на кривой линейной засечкой отрезками I из точки 1 и d из точки 2''. Положение остальных точек детальной разбивки до середины кривой находится аналогичным образом. Данный способ имеет тот же недостаток, что и полярный способ. Камеральная обработка результатов измерений и построение продольного профиля трассы I. Обработка результатов журнала технического нивелирования. В первую очередь выполняется постраничный контроль. Для этого находят суммы: всех задних отсчетов (ΣЗ), передних отсчетов (ΣП), вычисленных превышений (Σhвыч), средних превышений (Σhср). Строго должно выполняться условие: ΣЗ– ΣП= Σhвыч. Также должно выполняться условие: 2Σhср=Σhвыч, Нарушение 1–2 мм. Далее выполняется общий контроль по ходу аналогично постраничному. Вычисляют фактическую невязку хода: fh=Σhфакт– Σhтеор Σhфакт= Σhср (по всему ходу) Σhтеор=Нкон–Ннач (отметки конечных и начальных реперов) Вычисляют допустимую невязку: fh доп = ±k(мм) k – коэффициент зависящий от класса нивелирования (для технического нивелирования k=50 мм L – безразмерная величина, пропорциональная длине хода в км. fh≤fh доп – контроль правильности Если условие нарушено, нивелирование повторяют. Если условие выполняется, то исправляют средние превышения, для этого вычисляют поправки в превышения: , округляя до 1мм. При этом сумма поправок должна быть равна невязке с обратным знаком, что является контролем правильности вычисления: Σδh=–fh Вычисляют исправленные превышения: hиспр = hср+δh, контролем правильности является равенство исправленных превышений и теоретических: Σhиспр=Σhтеор По исправленным превышениям вычисляем отметки связующих точек: Нn=Hn–1+hиспр Контролем правильности служит получение в конце отметки конечного репера. Для вычисления отметок промежуточных точек находят ГИ на тех станциях, где есть промежуточные отсчеты: ГИ=Нз–Зч=Нп+Пч. Нз, Нп – отметки задней и передней связующих точек Зч, Пч – отсчет на заднюю или переднюю точки по черной шкале рейки. Отметки промежуточных точек получают вычитанием отсчетов по черной стороне рейки, установленной на соответствующей промежуточной точке, из отметки ГИ, с точностью до 1 мм: Нпром = ГИ – с с – промежуточный отсчет по черной шкале рейке. II. Построение продольного профиля по оси трассы Профиль обычно строят на миллиметровке. Горизонтальный масштаб выбирают в зависимости от рельефа местности и длины трассы, вертикальный – в 10 раз крупнее. Линию условного горизонта на профиле выбирают таким образом, чтобы линия профиля расположилась над ней на расстоянии 10 см. Отметка линии условного горизонта обычно кратно 10 м. Черным цветом в начале строят сетку профиля, под ней подписывают масштаб горизонтальный и вертикальный, над ней название чертежа. Заполняют графу «Расстояния». Для этого в горизонтальном масштабе профиля откладывают расстояния между пикетами и проводят вертикальные линии через получившиеся точки. Аналогично в этой графе отличают плюсовые точки, в полученных промежутках подписывают расстояния между соседними точками профиля. В графе «Пикеты» при помощи условных знаков изображают пикеты и подписывают их номера. В графу «Фактические отметки» из журнала нивелирования выписывают отметки пикетов и «плюсовых» точек, округляя до 0.01 м. В соответствии с вертикальным масштабом профиля оцифровывают шкалу высот. От линии условного горизонта вверх восстанавливают перпендикуляры до выписанных фактических отметок точек и полученные точки соединяют между собой прямыми линиями, изображают фактическую линию профиля черным цветом. В графе «План трассы» по середине проводят прямую, условно изображают ось трассы; стрелками отмечают направления поворотов. В горизонтальном масштабе профиля при помощи условных знаков изображают прилегающие к трассе ситуации, данные берут из пикетажного журнала. Проектирование по оси трассы В графе «План прямых и кривых линий» от начала трассы до начала первой кривой проводят прямую линию, между началом первой кривой и концом первой кривой при помощи условного знака изображают круговую кривую, вогнутостью в сторону поворота. От конца первой кривой до НК проводят прямую и повторяют действия. Внутри условного знака выписывают элементы круговой кривой (все красным цветом). Из НК и КК восстанавливают перпендикуляры до верха графы, слева и справа от них подписывают расстояния до ближайших пикетов. Данные берут из пикетажного журнала. Над прямолинейными участками выписывают их дирекционные углы (ДУ) или румбы (r), под ними – длины этих участков (d). Если проектные уклоны заданы в техническом задании, то в начале заполняют графу «Проектные уклоны». В начале в точках изменения уклона проводят вертикальные линии. Уклоны изображают прямыми линиям: Отрицательный Положительный Нулевой Над прямыми подписывают величины уклонов в тысячных (‰), под ними длины этих участков. Вдоль вертикальных линий подписывают расстояния до ближайших пикетов. Если проектные уклоны задаются, то задается и начальная проектная отметка. Остальные проектные отметки находят по формуле: Hn=Hn–1+id Hn–1 – предыдущая проектная отметка i – проектный уклон d – расстояние между определяемыми точками Проектные отметки вычисляют для всех точек профиля и заносят в соответствующую графу. По вычисленным проектным отметкам строят проектную (красную) линию профиля. Если проектные уклоны не задаются, то на профиль наносят проектные линии произвольно, с учетом следующих условий: площади насыпи и выемки должны быть примерно одинаковы, и между наклонными участками обязательно должен быть горизонтальный длиною не менее 100 м. В этом случае вычисляют проектные уклоны по формуле: НН, НК – отметки конечной и начальной точек. d – расстояние между этими точки Проектные отметки линии с постоянным уклоном, определяются графическим путем на профиле. Графы «Проектные отметки» и «Проектные уклоны» заполняются аналогично тому как описано выше. Зону насыпи на профиле окрашивают красным цветом, а выемку желтым. Для каждой точки профиля вычисляют рабочие отметки: Нраб=Нфакт–Нпр Рабочие отметки бывают положительными или отрицательными: знак «+» показывает, что в данном месте будет выполнятся выемка грунта, а «–» насыпь. Абсолютное значение Нраб показывает высоту насыпи или глубину выемки в данной точке. Рабочие отметки выписывают на профиль красным цветом, если проектируется насыпь, рабочие отметки пишут над проектной линией, а если выемка – под ней. В тех местах, где фактические и проектные линии профиля пересекаются, рабочие отметки равны нулю (точки нулевых работ). Они также выписывают на профиль красным цветом. Из точек нулевых работ вниз до линии условного горизонта опускают перпендикуляры синего цвета. Над линией условного горизонта слева и справа от перпендикуляров подписывают расстояния от точек нулевых работ до ближайших рабочих отметок (синим цветом), вычисленные по формулам (округленные до 0.01 м): S1+S2=d – контроль Отметка точек нулевых работа вычисляется по формуле проектной отметки и выписывается синим цветом вдоль синего перпендикуляра. Построение поперечных профилей Поперечный профиль строят одинаковом горизонтальном и вертикальном масштабах, обычно равном вертикальному масштабу продольного профиля. Сетка поперченного профиля повторяет сетку продольного профиля, но обычно заполняется только две графы: «Расстояния» и «Фактические отметки». Поперечный профиль используется для детального подсчета объемов земляных работ. Для этого на поперечник наносят проектное полотно дороги и вычисляют площади насыпи (выемки) на данном пикете. Составление плана участка по результатам нивелирования площади. Вертикальная планировка участка В некоторых случаях крупномасштабные планы местности с небольшой высотой сечения рельефа строят по данным нивелирования площадки. В зависимости от размеров и форм участков нивелирной площади может выполняться разными способами: проложение магистрального хода с поперечниками или нивелирование по сетке квадратов. Магистральный ход с поперченным прокладыванием на участках вытянутой формы, для этого не местности разбивают поперек через постоянные промежутки нужной длины также как в нивелировании по трассе. Нивелирование выполняется способом «из середины», привязывая магистральный ход к реперам высотной сети. При этом точки магистрального хода нивелируют как связующие, а остальные – как промежуточные. Для съемки контуров используют способ перпендикуляров. Нивелирование по сетке квадратов выполняется в зависимости от размеров участка и сложности рельефа следующими способами: 1. На больших участках с длинами сторон квадратов более 100 м нивелирование выполняют с установлением прибора внутри каждого квадрата. Отдельные точки привязывают к реперу, все вершины нивелируют как связующие. 2. При длинах сторон квадратов менее 100 м нивелирование выполняют с нескольких стоянок, причем между соседними станциями должно быть не менее двух связующих точек. 3. Для маленьких квадратов при довольно сложном рельефе местности нивелирование всего участка может выполнятся из одной стоянки прибора. Прибор может быть установлен как внутри участка, так и за его границей. Нивелирование может выполняться как по двум сторонам реек, так и только по черной, но при двух ГИ. Отметки вычисляют через ГИ. Съемка контуров местности производиться способом перпендикуляров и створов. Составление плана участка На лист бумаги в выбранном масштабе наносится сетка квадратов, выписываются отметки, методом интерполирования изображают горизонтали, с абрисов переносят контуры местности и оформляют надписи. Вертикальная планировка участка – это преобразование естественных форм рельефа в проектную форму. Выполняется на строительной площадке перед, а иногда после строительства сооружений. Вертикальная планировка выполняется перемещением масс грунта на площадке (насыпь, выемка). Обычно подсчитываются объемы земляных работ, для этого на миллиметровке составляют чертеж, называемый «Картограммой земляных работ». Картограмма составляется в том же масштабе, что и план участка. Возле вершин квадратов со своими знаками выписывают рабочие отметки. На сторонах квадратов, с противоположными по знакам рабочими отметками, располагают точки нулевых работ. Вычисляют расстояние от рабочих отметок до точек нулевых работы по формулам: S1+S2=d – контроль. Точки нулевых работ соединяют прямыми и получают так называемую линию нулевых работ – это след пересечения фактической и проектной поверхности рельефа, она разделяет участки на зоны насыпи и выемки грунта. Подсчет объема земляных работ производиться следующим образом: V=Sосн·Hср.раб Sосн – площадь основания фигуры (квадрата или треугольника). Hср.раб – средняя рабочая отметка, находящаяся как среднее арифметическое рабочих отметок находящихся в вершинах фигуры. Если квадрат не пересекает линию нулевых работ, то площадь его основания умножается на среднюю отметку. Если квадрат пересекает линию нулевых работ, то его делят на треугольники и определяют объемы для каждого треугольника. Все фигуры на картограмме нумеруют и под номером выписывают их объемы. Все вычисления сводят в ведомость подсчета объемов земляных работ. В зависимости от проектируемой поверхности проектные отметки могут вычисляться по разным формулам: 1. Если проектируется горизонтальная площадка с учетом равенства объемов насыпи и выемки грунта (нулевой баланс земляных работ), то проектная отметка вычисляется по формуле: НПР = n – число квадратов НI, II, III, IV – отметки, принадлежащие соответственно одному, двум, трем или четырем квадратов. 2. Если проектируется наклонная площадка с каким–то проектным уклоном, проектные отметки вычисляют по формуле: Hn=Hn–1+iпрd iпр – проектный уклон Если проектируется нулевой баланс земляных работ, то разность между насыпью и выемкой грунта не должна превышать 2% от общего объема земляных работ: Разбивочные работы Задачей разбивочных работ является определение положения на местности проектных точек, линий плоскостей. Сводятся разбивочные работы к откладыванию на местности углов и длин линий. После закрепления проектных элементов на местности осуществляется контроль путем измерения всех величин. Перед началом разбивочных работ выполняют геодезическую подготовку проекта разбивочных работ, т.е. определяют те элементы, которые будут откладывать на местности. Геодезическая подготовка данных осуществляется следующими способами: 1. Графически, т.е. все необходимые элементы (углы, расстояния, координаты, отметки) определяют графически по плану, точность зависит от масштаба. 2. Графо–аналитически – в этом случае часть данных определяется с плана графически (например координаты), а остальные данные вычисляются при помощи обратной геодезической задачи (вычисляют откладываемые расстояния и дирекционные углы; по разности дирекционных углов вычисляют откладываемые горизонтальные углы). 3. Аналитический – все необходимые данные вычисляют (самый точный способ). Вынос проектных элементов осуществляется от пунктов геодезических сетей (опорные, съемочные, сгущения). Геодезическая подготовка завершается составлением разбивочной схемы, на которой изображаются пункты ГС, элементы которые будут выносить на местность, а также данные угловых и линейных измерений, которые будут выполняться на местности. Кроме того, могут быть указаны размеры сооружений, отметки и т.п. Способы разбивочных работ 1. Способ перпендикуляров применяется в тех случаях, когда геодезической основой является строительная (эксплуатационная) сетка. 2. Способ полярных координат. 3. Прямая угловая засечка. 4. Обратная угловая засечка. На местности определяется приближенное положение точки А = А', устанавливают над ней теодолит и измеряют углы β1 и β2. Вычисляют координаты точки А': XA'=X1+Δх УA'=У1+Δу Δу=Δх tgα k1=(x2–x1)ctg β1 – (y2–y1) k2=(y2–y1)ctg β1 – (x2–x1) k3=(x3–x1)ctg β2 – (y3–y1) k4=(y3–y1)ctg β2 – (x3–x1) Вычисляют разность координат точек А и А'. По этим значениям вычисляют угловое (θ) и линейное (l) смещение точки А' в А. 5. Способ линейной засечки 6. Способ пересечения створов. Применяется в тех случаях когда выносимые точки часто уничтожаются. Геодезические работы на строительной площадке горного предприятия Работа сводиться к следующим этапам: 1. Работы по созданию генерального плана площадки: этот этап состоит из развития опорной геодезической сети, съемки строительной площадки, составление топографического плана, на основе которого разрабатывается генеральный план промплощадки горного предприятия. Генеральный план – это план в масштабе 1:500–1:2000, на котором указаны все проектируемые здания, сооружения, проезды с указанием их назначения. Генеральные планы сложных объектов дополняют специальными чертежами, на которых отмечают геодезические пункты, координаты и отметки важнейших точек проекта, найденных в результате аналитической геодезической подготовки. 2. Перенесение проекта в натуру, что включает в себя геодезическую подготовку работы по перенесению проекта на местность, детальную разбивку сооружений для выполнения строительных работ. 3. Геодезическое обслуживание строительства сооружений. Работы по созданию опорной сети Опорные сети на строительной площадке создаются методом триангуляции, полигонометрии первого и четвертого разрядов, и нивелированием третьего и четвертого классов. Опорные сети могут также создаваться с использованием спутниковых систем. В качестве исходных пунктов для опорной сети служат пункты ГГС (опорные и сети сгущения). Плотность плановой опорной сети должна быть не менее четырех пунктов на 1 км2 для застроенной территории и одного пункта на 1 км2 на незастроенной территории. Плотность высотной сети не менее одного репера на 10–15 км2 для съемок в масштабе 1:5000 и не менее одного репера на 5–7 км2 при съемках в масштабе 1:2000 и крупнее. Для ориентирования и центрирования подземных сетей в качестве исходных пунктов используют триангуляцию и полигонометрию не ниже первого разряда. Пункты опорной сети на поверхности должны располагаться не далее 300 м от устьев стволов. Подходные пункты и не менее двух смежных с ними пунктов должны быть закреплены постоянными центрами. Съемка строительной площадки Производиться в масштабе 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500, в соответствии с требованиями инструкции по топографической съемке. Съемка производиться различными способами: теодолитная, тахеометрическая, фототопографическая, стереофототопографическая. На планах отражают все предметы местности – рельеф и объекты связанные с горными разработками (провалы, воронки, отвалы горных пород, устья горных выработок, скважин, тектонические нарушения, выход горных пород и полезных ископаемых на поверхность). На планы наносят границы горных и земельных отводов. Создание строительной сетки Строительная сетка служит основой для разбивочных работ, монтажа технологического оборудования, производство исполнительных съемок. Особенностью является расположения пунктов, образующих сеть квадратов или прямоугольник, стороны которых параллельны осям проектируемых сооружений. Т.о. строительная сетка представляет собой закрепленную на местности систему прямоугольных координат, облегчающую привязку осей сооружения и разбивочной работы. Точную конфигурацию и расположение пунктов проектируют заранее. При этом расположение пунктов проектируют таким образом, чтобы обеспечить сохранность максимального числа пунктов в процессе строительных работ. Длина стороны квадрата сетки обычно от 100 до 400 м для строящихся сооружений и 10–20 м для монтажа оборудования. Для строительной сетки используют условную систему прямоугольных координат, которые выбирают так, чтобы значение абсцисс координат х и у для пунктов были положительными. Требование к точности определяют из назначения сетки. В большинстве случаев погрешность положения пунктов должна быть примерно равна 1:10000, углы с погрешностью примерно 20 сек. Вынос пунктов производиться в несколько этапов. В начале от пунктов ГГС выносят исходные направления АВ и АС. От вынесенного исходного направления выполняют детальную разбивку пунктов осевым способом или способом редуцирования. При осевом способе вдоль осей АВ и АС откладывают в створе по теодолиту отрезки равные длинам сторон квадратов (при помощи рулетки). В конечных точках строят прямые углы и продолжают разбивку по периметру. По створам между закрепленными пунктами закрепляют пункты внутри сетки. Этот способ применяется на небольших площадках. При способе редуцирования пункты сетки располагают на площадке примерно и закрепляют их временными знаками. Определяют их точные координаты, проложив между ними полигонометрический ход. Затем выполняют редуцирование. Для этого путем решения обратной геодезической задачи вычисляют линейные и угловые элементы редуцирования. Эти элементы откладывают от временных знаков и закрепляют постоянными. Для контроля промеряют длины сторон и диагонали квадрата. По пунктам строительной сетки прокладывают нивелирование 3,4–классов. Элементы геодезических разбивочных работ Построение на местности проектного горизонтального угла Построение проектного угла. Построение на местности гори­зонтальных углов заданной величины может быть выполнено тео­долитом двумя способами: 1. с точностью, равной точности тео­долита; 2. с точностью, превышающей точность теодолита (спо­соб повышенной точности). 1-й способ. Проектный угол В дважды откла­дывают от исходного направления с помощью теодолита при КЛ и КП, отмечая на местности точки С1 и С2. Вследствие прибор­ных погрешностей эти точки обычно не совпадают. Разделив рас­стояние С1С2 пополам, закрепляют на местности точку С. Отло­женный угол ABC = β будет отличаться от проектного его значе­ния не более чем на величину точности теодолита. 2-й способ. С помощью теодолита отклады­вают на местности при одном положении трубы значение угла и закрепляют полученное направление точкой С0. Затем 2—3 пол­ными приемами или повторениями измеряют угол ВАС0 и полу­чают его значение βизм с повышенной точностью. Зная величину проектного угла βnp, находят разность ∆β = βпр — βизм. Измерив расстояние AC0 = d, вычисляют линейное смеще­ние Величину р откладывают по перпендикуляру к линии АС0 и за­крепляют точку С. Полученный угол ВАС для контроля изме­ряют тем же числом приемов, что и угол ВАС0. Построение линии проектной длины. Для построения на мест­ности проектной линии от исходной точки в заданном направле­нии следует отложить расстояние D, горизонтальное проложение d которого равно проектному. Поэтому в проектное расстояние вводят поправки за наклон местности, температуру измерений и компарирование, т. е. D=d+∆н+∆t+∆к=D0+∆t+∆к где D0 — наклонная длина проектной линии. Поправка за наклон линии всегда вводится со знаком «плюс». Если на плане по горизонталям либо нивелированием на местности определено превышение концов линии h, то поправка за наклон определится по формуле Поправка за температуру ∆t=αD0(t—t0), где α — коэффициент линейного расширения материала мерного, прибора (для стали α=0,000012); t, t0 -соответственно, темпе­ратура мерного прибора при измерениях и при компарировании. Поправка за компарирование где l — длина мерного прибора; ∆lK — поправка за компарирова­ние на длину мерного прибора. Следует помнить, что при откладывании проектной длины на местности все поправки имеют знаки, обратные знакам поправок при измерениях длин. Для разбивки линий с точностью 1:2000—1:3000 применяют стальные мерные ленты, 1:3000—1:10000 — шкаловые ленты и рулетки, 1:10000—1:50000 — инварные ленты и проволоки или светодальномеры. Вынесение на местность точки с проектной отметкой. Эта за­дача является наиболее распространенной при высотных разбив­ках и осуществляется с помощью нивелира и рейки. Пусть требуется в точке В местности забить колы­шек таким образом, чтобы его торец был на проектной отметке HПР. Нивелир устанавливают посредине между репером Rp и точ­кой В. По рейке, установленной на репере, берут отсчет а и вы­числяют горизонт прибора ГП=НRp+a Затем вычисляют искомый отсчет b по рейке, установленной в точке В, b = ГП-НПР. Тогда, наблюдая в нивелир за рейкой в точке В, забивают колы­шек до тех пор, пока отсчет по рейке не станет равным иско­мому отсчету b. Для контроля правильности вынесения проектной отметки из­мерения повторяют. При этом точность нивелирования должна соответствовать точности выполняемых разбивок. Построение линии с проектным уклоном. Решение данной за­дачи может быть выполнено с помощью нивелира или теодолита. Пусть из точки А в направлении АВ требуется разбить линию длиной d с заданным уклоном iПР. Отложив на местности проектное расстояние d, отмечают ко­лышком точку В и вычисляют ее проектную отметку HB=HA+iПРd Между точками А и В устанавливают нивелир и, взяв отсчет по рейке на точке А, находят горизонт прибора ГП=НА+а Затем вычисляют отсчет по рейке, который должен соответ­ствовать проектному положению торца колышка в точке В, b=ГП-HB= НА+а-HB и выносят отметку точки В. Линия, соединяющая торцы колыш­ков в точках А и В, и будет линией с заданным уклоном. При разбивке на местности линий со значительными уклонами inp или углами наклона υПР используют теодолит. Для этого в точке А устанавливают теодолит, измеряют его вы­соту iпр и отмечают ее на рейке. От точки А откладывают наклон­ное расстояние D=d/cosυПР и отмечают полученную точку В ко­лышком. Заранее определив МО вертикального круга, вычисляют от­счет при КЛ или КП, соответствующий проектному углу наклона υПР, и устанавливают на вертикальном круге теодолита. Затем на колышек в точке В ставят рейку и колышек забивают до тех пор, пока отсчет по рейке не станет равным высоте теодолита iт. При больших длинах линий с заданным уклоном в створе ли­нии разбивают ряд промежуточных точек. Для точного опреде­ления по высоте положения промежуточных точек используют ни­велир. Нивелир устанавливают в точке А так, чтобы один из подъем­ных винтов подставки был расположен но направлению АВ. Изме­ряют высоту прибора i и вращением подъемного винта устанавли­вают средний горизонтальный штрих сетки нитей на отсчет, рав­ный i, по рейке в точке В. Последовательно перенося рейку в промежуточные точки 1 и 2, забивают в них колышки так, чтобы отсчеты по рейке в этих точках равнялись высоте прибора i. При больших уклонах вместо нивелира в точке А устанавли­вают теодолит, трубе которого придают требуемый наклон. При высотных разбивках для земляных работ детальное по­строение наклонной линии выполняют при помощи визирок, представляющих собой деревянные бруски с поперечной планкой; высота визирок должна быть одинаковой. Две постоянные визирки устанавливают в точках А и В; наблюдатель визи­рует глазом по верхним обрезам планок этих визирок и получает визирный луч аb заданного уклона. Его помощник последовательно устанавливает третью, ходовую визирку на промежуточных точ­ках и забивает в этих точках колья так, чтобы верхний обрез хо­довой визирки совпадал с линией визирования. При больших объемах работ по вертикальной планировке в на­стоящее время применяют прибор управления лучом (ПУЛ), в котором управление землеройным механизмом осуществ­ляется с помощью лазерной системы. Содержание Предмет и задачи геодезии, ее связь с другими науками . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Формы и размеры Земли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Системы координат. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Плановые системы координат. Географические координаты . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Система координат Гаусса-Крюгера (зональная система координат) . . . . . . . . . . 2 Ориентирование линий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Основные геодезические задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Прямая геодезическая задача . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Обратная геодезическая задача . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Основные геодезические чертежи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Масштабы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Рельеф . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Основные формы рельефа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Задачи, решаемые по топографическим планам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Определение расстояния при помощи масштаба . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Определение прямоугольных координат Гаусса-Крюгера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Определение отметок точек лежащих на горизонтали и между горизонталями . . 10 Определение крутизны ската по графику заложения на плане . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Проведение линий проектного или заданного уклона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Определение водосборной площади . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Построение профиля по горизонталям . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Измерение дирекционного угла и истинного азимута . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Номенклатура топографических карт и планов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Основные части геодезических приборов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Зрительная труба . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Горизонтальный и вертикальный круги теодолита . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Отсчетные приспособления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Угловые измерения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Классификация теодолитов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Поверки теодолита . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Способы измерения горизонтальных углов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Способ приемов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Способ круговых приемов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Способ повторений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Измерение вертикальных углов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Способы измерения вертикальных углов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Место нуля вертикального круга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Измерение угла наклона местности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Измерение длин линий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Измерение длин линий механическим прибором . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Порядок измерения линий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Поправки, вводимые в длины линии, измеренные механическими приборами . . 24 Измерение расстояний при помощи физико-оптических мерных приборов . . . . . 24 Нивелирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Гидростатическое нивелирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Барометрическое нивелирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Тригонометрическое нивелирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Геометрическое нивелирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Нивелирование «вперед» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Нивелирование «из середины» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Простое и сложное нивелирование. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Классификация и устройство нивелиров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Устройство нивелиров с цилиндрический уровнем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Нивелирные рейки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Поверки нивелиров с уровнем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Геодезические сети . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Плановые сети . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Геодезические плановые сети . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Высотная геодезическая сеть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Плановые съемочные сети . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Высотные съемочные сети . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Съемка. Виды съемок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Порядок работы при теодолитной съемке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Способы съемки местности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Камеральная обработка результатов измерения теодолитного хода . . . . . . . . . . . 34 Тахеометрическая съемка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Приборы, используемые при тахеометрической съемке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Порядок работы на станции при тахеометрической съемке . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Камеральная обработка результатов измерения тахеометрической съемки . . . . . 37 Мензульная съемка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Поверки кипрегеля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Поверки мензулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Съемка ситуаций и рельефа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Прямая засечка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Обратная засечка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Боковая засечка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Фотографическая съемка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Инженерно-технические работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Полевое трассирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Схема круговой кривой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Способы детальной разбивки закруглений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Способ прямоугольных координат . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Полярный способ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Способ продолженных хорд . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Камеральная обработка результатов измерений и построение продольного профиля трассы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Составление плана участка по результатам нивелирования площади. Вертикальная планировка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Составление плана участка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Вертикальная планировка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Разбивочные работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Способы разбивочных работ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Геодезические работы на строительной площадке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Работы по созданию опорной сети . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Съемка строительной площадки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Создание строительной сетки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Элементы геодезических разбивочных работ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Построение на местности проектного горизонтального угла . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Построение линии проектной длины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Вынесение на местность точки с проектной отметкой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Построение линии с проектным уклоном . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55