Сущность тахеометрической съемки.
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»
Кафедра «Изыскания и проектирование дорог»
КУРС
ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОДЕЗИИ
Учебно-методическое пособие для студентов
Строительных и транспортных специальностей БелГУТа
Ч а с т ь II
Гомель 2011
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»
Кафедра «Изыскания и проектирование дорог»
КУРС
ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОДЕЗИИ
Учебно-методическое пособие для студентов
строительных и транспортных специальностей БелГУТа
Ч а с т ь II
Одобрено методической комиссией факультета ПГС
Гомель 2011
УДК 528.48 (075.8)
ББК 26.12
К93
А в т о р ы: канд. техн. наук, доцент Е. К. Атрошко (предисл., гл. 1–3, 6, 11), ст. преп. В. Б. Марендич (гл. 7–10), ассист. А. А. Ткачев гл. 4, 5), ассист. Н. С. Сырова (гл. 12).
Р е ц е н з е н т – заведующий кафедрой «СЭД» канд. техн. наук, доцент П. В. Ковтун (УО «БелГУТ»).
|
|
|
Курс инженерной геодезии : учеб.-метод. пособие для студентов
К93 строительных и транспортных специальностей БелГУТа. В 2 ч. Ч. II / Е. К. Атрошко [и др.]; М-во образования Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т трансп. – Гомель : БелГУТ, 2011. – 187 с.
ISBN 978-985-468-862-6 (ч. II)
В первой части пособия (Гомель, 2010) были изложены основные сведения по геодезии, топографические карты и планы, теория погрешностей измерений, устройство и работа геодезических приборов.
Во второй части рассмотрены способы выполнения съемочных работ, а также вопросы, связанные с выполнением геодезических работ при строительстве и эксплуатации промышленных зданий и инженерных сооружений.
Предназначено для студентов I курса строительных и транспортных специальностей БелГУТа.
УДК 528.48 (075.8)
ББК 26.12
ISBN 978-985-468-862-6 (ч. II)
ISBN 978-985-468-756-8 © Оформление. УО «БелГУТ», 2011
|
|
|
ПРЕДИСЛОВИЕ
Учебно-методическое пособие «Курс инженерной геодезии (часть II)» составлена в соответствии с типовыми и рабочими программами по дисциплине «Инженерная геодезия» для студентов строительных и транспортных специальностей БелГУТа.
Данное пособие является продолжением учебно-методического пособия «Курс инженерной геодезии (часть I)» и методически оно опирается на основные сведения и геодезические приборы, изложенные в первой части.
Данное пособие разделено на два раздела. В первом разделе рассмотрены основные топографические съемки местности: тахеометрическая, мензульная и нивелирование поверхности, а также изложены сведения по фотограмметрии и фототопографии, приведены современные специальные виды съемок с помощью приборов спутниковых технологий и методов лазерного сканирования.
Второй раздел пособия посвящен инженерно-геодезическим работам при изысканиях, строительстве и эксплуатации различных видов сооружений: железных и автомобильных дорог, линий водоснабжения и водоотведения, промышленных и гражданских зданий. Рассмотрены также геодезические работы при реконструкции, эксплуатации и экспертизе зданий, сооружений и строительных конструкций.
|
|
|
Во втором разделе пособия первоначально рассмотрены геодезические сведения, общие для всех специальностей, а затем на основе этого указаны особенности инженерно-геодезических работ для отдельных специальностей факультетов С, ПГС и УПП БелГУТа, что является весьма важным при подготовке будущих инженеров.
Авторы выражают благодарность рецензенту заведующему кафедрой «Строительство и эксплуатация дорог» кандидату технических наук П.В. Ковтуну и ассистенту И.П. Драловой за помощь в подготовке и оформлении учебно-методического пособия.
1 ТАХЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКА
Общие сведения о топографических съемках местности
Съемкой местности называют совокупность геодезических измерений, выполняемых с целью составления плана участка местности. Съемки бывают г о р и з о н т а л ь н ы е, при которых получают положение контуров и предметов местности без рельефа. Если при съемке получают рельеф местности, то такие съемки называют в е р т и к а л ь н ы ми. Съемки, в результате которых получают ситуацию местности и рельеф называют т о п о- г р а ф и ч е с к и м и.
При выполнении съемок местности различают следующие э т а п ы: подготовительный, полевой и камеральный.
|
|
|
Во время подготовительного этапа изучают имеющийся топографический материал на данную местность, составляют проект выполнения работ, производят рекогносцировку участка и закрепляют точки съемочной сети.
В процессе полевого этапа при помощи геодезических приборов выполняют измерения углов, расстояний и превышений, необходимых для определения взаимного положения точек местности в плане и по высоте.
Камеральный этап работ состоит из вычислительной и графической частей, в процессе выполнения которых определяют координаты и высоты точек и составляют планы и профили местности.
По названию основных приборов, которыми выполняются полевые измерения, различают следующие в и д ы с ъ е м о к:
– теодолитная, которую производят с помощью теодолита и мерной ленты или рулетки;
– тахеометрическая, которую выполняют геодезическими приборами называемыми тахеометрами;
– мензульная, основными приборами для выполнения которой являются мензула и кипрегель;
– нивелирование поверхности, которое выполняют при помощи нивелира и рулетки;
– фототопографические, которые делятся на аэрофотосъемку (съемку аэрофотоаппаратом с самолета), космическую фотосъемку (выполняется с искусственных спутников Земли) и фототеодолитную съемку (наземную, выполняемую теодолитом имеющим фотоаппарат вместо зрительной трубы);
– специальные, к которым относят современные методы съемки с помощью трехмерных лазерных сканеров, а также съемки спутниковыми приемниками.
Основными параметрами любой съемки являются масштаб и высота сечения рельефа. М а с ш т а б съемки выбирают в зависимости от конечной цели выполняемых работ. Если необходимы подробные сведения о местности, то для съемки выбирают крупные масштабы, так как точность масштабов
t = 0,1 мм ∙ М ,
где М – знаменатель масштаба.
Например, для масштаба плана 1:500 t = 0,1 мм ∙ 500 = 50 мм = 5 см, а если требуются общие сведения о местности, то используют мелкие масштабы, например 1:10000 (t = 0,1 мм ∙ 10000 = 1 м).
В ы с о т у с е ч е н и я р е л ь е ф а выбирают в зависимости от масштаба съемки и характера рельефа местности. Для планов стандартных масштабов высоту сечения рельефа можно определить по формуле
h = 0,2 мм ∙ М ,
где М – знаменатель численного масштаба.
Например, для масштаба 1:5000 высота сечения рельефа будет иметь величину h = 0,2 мм ∙ 5000 = 1000 мм = 1 м.
Однако если рельеф местности будет равнинный, то высоту сечения рельефа можно принять для данного масштаба h = 0,5 м, и наоборот, если характер местности будет горный, то высоту сечения рельефа для масштаба 1:5000 принимают равной 5 м. В таблице 1.1 указаны основные сведения о выборе стандартной высоты сечения рельефа.
Таблица 1.1 – Выбор высоты сечения рельефа в зависимости от характера
Местности и масштаба плана и карты
| Характер местности | Углы наклона | Высота сечения рельефа, м | |||||
| 1:500 | 1:1000 | 1:2000 | 1:5000 | 1:10000 | 1:25000 | ||
| Равнинная Пересеченная Горная | До 4о 4–10о 10–30о | 0,1–0,25 0,5 1,0 | 0,25 0,5–1,0 1,0–2,0 | 0,5 1,0 2,0 | 0,5 1,0–2,0 5,0 | 1,0 2,0–2,5 5,0 | 2,5 5,0 10,0 |
Производство любой съемки выполняют по принципу перехода от общего к частному, то есть сначала на местности с повышенной точностью определяют плановое и высотное положения ряда отдельных точек, которые образуют опорную съемочную сеть, а затем с точек этой опорной сети снимают все характерные точки ситуации и рельефа местности.
Теодолитная (горизонтальная) съемка местности была рассмотрена в первой части пособия. Остальные виды съемок являются топографическими, при которых снимают и ситуацию, и рельеф местности. Рассмотрим каждый из указанных видов топографических съемок более подробно.
Сущность тахеометрической съемки.
Тахеометрические формулы
Тахеометрическая съемка является основным видом съемки для получения топографического плана местности в крупных масштабах (1:500 – 1:5000). Применяют ее для съемки небольших незастроенных участков местности, а также при изысканиях и проектировании дорог и искусственных сооружений.
В переводе с греческого языка тахеометрия означает „быстрое измерение“. Быстрота тахеометрической съемки достигается тем, что при одном только визировании на точку местности с исходного пункта сразу определяют расстояние до этой точки, направление на нее и превышение, что позволяет определить положение точки относительно исходного пункта в плане и по высоте.
Выполняют тахеометрическую съемку с помощью геодезических приборов, называемых тахеометрами. При этом расстояния до точек определяют по дальномеру тахеометра, направление линии – по горизонтальным углам, а превышения – способом тригонометрического нивелирования. Для определения планового положения точки используется полярный способ съемки, при котором положение точки 1 определятся с помощью измерения горизонтального угла (β) и полярного расстояния (d) (рисунок 1.1).
Высотное положение точки определяется путем измерения тахеометром превышения способом тригонометрического нивелирования.
Сущность тригонометрического нивелирования показана на рисунке 1.2. Для определения превышения (h) в точке А устанавливают тахеометр, а в точке 1 – рейку. Измеряют с помощью рулетки или рейки высоту прибора (i). Затем наводят зрительную трубу тахеометра на рейку и определяют по вертикальному кругу угол наклона (υ) линии визирования. С помощью дальномера тахеометра измеряют наклонное расстояние (D) или горизонтальное проложение (d).
Из рисунка 1.2 превышение (h) можно определить по формуле
h = h' + i – V , (1.1)
где h' – превышение над горизонтальным лучом визирования;
V – высота наведения на рейке (высота визирования).
Из прямоугольного треугольника OMN, видно, что
h' = d ∙ tgυ, (1.2)
или, учитывая, что
d = D ∙ cos2υ, (1.3)
получим
h' = D ∙ cos2υ ∙ sinυ / cosυ = 0,5D ∙ sin2υ. (1.4)
Окончательно с учетом формулы (1.1) превышение
h = 0,5D ∙ sin2υ + i – V. (1.5)
Если расстояние (D) измерено нитяным дальномером, то
D = kn + C, (1.6)
где k – коэффициент нитяного дальномера (k = 100);
n – число сантиметровых делений между дальномерными штрихами;
С – постоянная нитяного дальномера.
Подставив формулу (1.6) в (1.5), получим
h = 0,5(kn + C) ∙ sin2υ + i – V. (1.7)
Если при измерении углов наклона средний штрих сетки нитей тахеометра наводят на высоту прибора, то есть V = i, формулы (1.1), (1.5) и (1.7) примут более простой вид:
h = h' = d tgυ; (1.8)
h = 0,5 D sin2υ; (1.9)
h = 0,5 (kn + C) sin2υ. (1.10)
Вычисления по формулам (1.3) и (1.4) можно выполнять с помощью специальных тахеометрических таблиц, в которых по аргументам (D) и (υ) определяются горизонтальное проложение (d) и величина превышения над горизонтальным лучом (h').
При расстояниях d более 300 м в полученные формулы вводят поправку за кривизну Земли и рефракцию, которую вычисляют по формуле
f = 0,42 d2 / R , (1.11)
где d – горизонтальное проложение;
R – радиус Земли (R ≈ 6400 км).
С учетом этой поправки полная формула вычисления превышения способом тригонометрического нивелирования примет вид
h = h' + i – V + f. (1.12)
Если расстояние до определяемой точки менее 300 м, то поправка за кривизну Земли и рефракцию будет f < 0,01 м, и ее не учитывают.
Точность тригонометрического нивелирования зависит в основном от точности измерения угла наклона и величины расстояния от тахеометра до точки. В среднем при ошибке измерения угла наклона mυ = 1' погрешность определения превышения будет составлять 4 см на каждые 100 м расстояния, то есть на 200 м mh = 8 см.
При расстояниях свыше 1–2 км на ошибку в определении превышения начинают оказывать значительное влияние непостоянство земной рефракции и условия видимости. Поэтому тригонометрическое нивелирование следует производить в полуденное время с 9 до 16 часов, когда земная рефракция принимает более устойчивое значение.
1.3 Приборы для тахеометрической съемки
Для производства тахеометрической съемки обычно применяют тахеометры и тахеометрические рейки. Тахеометры могут быть круговые и тахеометры-автоматы.
К р у г о в о й тахеометр представляет собой оптический теодолит, снабженный вертикальным кругом, нитяным дальномером и буссолью. Такие теодолиты иногда называют теодолиты-тахеометры. Таким образом, технические теодолиты моделей Т30, 2Т30, 2Т30П и точные теодолиты 2Т5К, 3Т5КП являются теодолитами-тахеометрами.
В качестве тахеометрических реек при небольших расстояниях можно использовать обычные нивелирные рейки с шашечными делениями. А при расстояниях от тахеометра до точки свыше 100 м используют специальные тахеометрические рейки, которые имеют более крупные деления и различную раскраску, облегчающую снятие отсчетов по дальномерным нитям. Цена деления на этих рейках выбирается такой, чтобы коэффициент дальномера тахеометра, к которому придаются рейки, был равен 100.
Для ускорения работ при тахеометрической съемке применяют т а х е о- м е т р ы - а в т о м а т ы, которые с помощью различных технических устройств дают возможность определять превышения и горизонтальные проложения линий автоматически без вычислений.
Тахеометры-автоматы могут быть номограммные и электронные. Номограммный тахеометр представляет собой оптический теодолит, снабженный дополнительным вертикальным кругом, на котором нанесены кривые (номограммы) расстояний и превышений, рассчитанные по формулам (1.3) и (1.4). Они передаются в поле зрения трубы (обычно только при круге лево), и непосредственно по ним с дальномерной рейки определяют горизонтальные расстояния и превышения. На рисунке 1.3 показано поле зрения номограммного тахеометра DALHTA 010A. Его номограмма имеет следующие кривые: основную (нулевую, начальную), обозначенную на рисунке буквой Н, две кривых горизонтальных расстояний с коэффициентами 100 и 200 и шесть кривых превышений, из которых в поле зрения видны максимум две, например, +10 и +20, как на рисунке.
При измерении превышений или вертикальных углов на визирную цель наводят основную кривую. В процессе съемки удобно использовать рейку с выдвижной пяткой (раздвижную рейку), позволяющую устанавливать ее ноль на высоту прибора. Работу с номограммой выполняют, как и с нитяным дальномером. То есть основную кривую наводят на ноль рейки (или на какое-либо другое ее деление). Затем вдоль вертикальной нити с точностью до 0,1 считают число сантиметровых делений: nl – между основной кривой и кривой расстояний и nh – между основной кривой и кривой превышений. После перемножения этих значений на соответствующие коэффициенты получают искомые величины l и h.
Точность определения расстояний и превышений номограммным тахеометром такая же, как и круговым тахеометром. Для повышения автоматизации полевых измерений при тахеометрической съемке применяют электронные тахеометры.
Электронный тахеометр содержит угломерную часть, созданную на базе кодового теодолита, светодальномер и встроенную микроЭВМ (рисунок 1.4). С помощью угломерной части определяются горизонтальные и вертикальные углы, при этом, в отличие от обычных оптических теодолитов, кодовый электронный теодолит имеет на горизонтальных и вертикальных кругах высокоточные датчики углов, от которых отсчеты по кругам передаются на индикацию и регистрацию. Светодальномер тахеометра позволяет измерять расстояния до отражателя, установленного на штативе или на переносимой с точки на точку вешке. МикроЭВМ тахеометра дает возможность решения целого ряда стандартных геодезических задач, для чего электронный тахеометр снабжен набором необходимых прикладных программ. Полученная в ходе измерений информация может передаваться на цифровое табло тахеометра, а также регистрироваться во внутренней памяти прибора и на флэш-картах для последующего ввода в компьютер с целью дальнейшей обработки.
Электронный тахеометр имеет две панели управления, расположенные с обеих сторон прибора. На панели управления расположены клавиатура, служащая для управления процессом измерений и ввода информации вручную и дисплей.
Программное обеспечение электронных тахеометров позволяет решать достаточно широкий круг геодезических задач. Для этого предусмотрен ввод и сохранение данных о станции (стоянке тахеометра). В эти данные входят номер точки, ее координаты и отметка над уровнем моря, высота прибора, дата, время, сведения о погоде, имя оператора и другие сведения.
По результатам измерений выполняется вычисление горизонтальных, вертикальных и дирекционных углов, горизонтальных проложений, превышений, высот точек, где установлены отражатели, приращений координат, а также плоских и пространственных координат наблюдаемых точек. Предусмотрена также возможность определения координат точек по результатам засечек, вычисления неприступных расстояний и определение высоты недоступной точки.
Для обеспечения разбивочных работ служат программы вычисления углов и расстояний для выноса точки с заданными координатами. При решении задач может учитываться влияние кривизны Земли и рефракция.
Применение электронных тахеометров при выполнении тахеометрической съемки значительно повышает производительность труда, исключает ошибки наблюдателя при снятии отсчетов и записи результатов измерений, сокращает время на обработку и вычисление полевых наблюдений. Поэтому электронные тахеометры в последнее время находят самое широкое применение в геодезических работах, несмотря на их довольно высокую стоимость по сравнению с круговыми и номограммными тахеометрами.
1.4 Построение и уравнивание съемочной сети
При тахеометрической съемке
В соответствие с принципом перехода от общего к частному тахеометрическая съемка выполняется в два этапа. На п е р в о м этапе, на участке местности, подлежащей съемке, создается опорная съемочная сеть, а на втором этапе с точек этой съемочной сети (съемочного обоснования) выполняют непосредственно съемку характерных точек ситуации и рельефа местности. Иногда эти два этапа выполняют одновременно.
На первом этапе для создания съемочного обоснования тахеометрической съемки на местности прокладывают опорные планово-высотные х о д ы. В зависимости от способов измерения расстояний и превышений различают следующие виды ходов: теодолитно-нивелирный, теодолитно-высотный и теодолитно-тахеометрический.
Теодолитно-нивелирный прокладывают для создания съемочной сети при крупномасштабной съемке (для масштабов 1:500 и 1:1000). Расстояние в таких ходах измеряют мерной лентой, а превышения – нивелиром методом геометрического нивелирования.
В теодолитно-высотных ходах расстояния измеряют мерной лентой, а превышения способом тригонометрического нивелирования. В теодолитно-тахеометричесикх ходах расстояния измеряют нитяным дальномером теодолита, а превышения – тригонометрическим нивелированием. Применяют теодолитно-высотные и теодолитно-тахеометрические ходы для составления планов масштабов 1:1000; 1:2000 и 1:5000.
По своей конфигурации все тахеометрические ходы бывают замкнутые и разомкнутые. Разомкнутые тахеометрические ходы прокладывают обычно при маршрутной съемке, когда снимается, по какому-либо направлению узкая полоса местности. Например, при изысканиях для строительства железных и автомобильных дорог, каналов, различных трубопроводов и других сооружений, имеющих вытянутую форму.
Если съемке подлежит сравнительно небольшой участок местности, то по его границе прокладывают замкнутый тахеометрический ход, а затем внутри него – диагональный ход, обеспечивающий сплошную съемку участка. На рисунке 1.5 приведены схемы замкнутого и разомкнутого теодолитно-тахеометрических ходов, причем разомкнутый ход проложен между исходными пунктами государственной геодезической сети (А и В).
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Точки поворота этих ходов служат станциями для съемки окружающей ситуации и рельефа местности. Прокладка ходов состоит в выборе и закреплении точек хода, измерении углов поворота и длин сторон и в определении превышений между точками хода.
Точки поворота тахеометрических ходов выбирают с учетом их взаимной видимости и обзора для съемки окружающей местности. Длины тахеометрических ходов, число сторон и их длина в ходе не должны превышать, в зависимости от масштаба съемки, величин, указанных в таблице 1.2.
Таблица 1.2 – Характеристика тахеометрического хода
| Показатель | Масштабы съемки | |||
| 1:5000 | 1:2000 | 1:1000 | 1:500 | |
| Предельная длина хода, м | 1200 | 600 | 300 | 100 |
| Максимальное число сторон в ходе | 6 | 5 | 3 | 2 |
| Предельная длина стороны , м | 300 | 200 | 150 | 100 |
Закрепление вершин тахеометрических ходов выполняют временными знаками (колышками, столбами, металлическими штырями и т. д.).
Последовательность работ на станции при проложении теодолитно-тахеометрических ходов следующая. Измеряют:
– высоту прибора;
– по нитяному дальномеру расстояние между станциями хода;
– полным приемом при круге лево (КЛ) и при круге право (КП) горизонтальные углы между направлениями на смежные станции;
– при КЛ и КП вертикальные углы.
Все результаты измерений записывают в журнал тахеометрической съемки. При обработке журнала вычисляют по отсчетам по вертикальному кругу значение места нуля (М0) вертикального круга и углы наклона (υ) в зависимости от модели теодолита-тахеометра. Например, для теодолитов 2Т30 и 2Т30П формулы для вычислений будут следующие:
М0 = (КЛ+ КП)/2;
υ = КЛ – М0 = М0 – КП.
Затем, по тахеометрическим таблицам или на калькуляторе определяют величину горизонтальных проложений (d) и превышений над горизонтальным лучом (h'), используя для этого формулы (1.2) – (1.4). После этого по формуле (1.1) вычисляют превышения (h) между станциями тахеометрического хода.
Для каждой стороны хода проверяют разность между превышениями в прямом и обратном направлениях. Эти прямые и обратные превышения должны быть с противоположными знаками, а по абсолютной величине разности прямых и обратных превышений не должны превышать 4 см на 100 м расстояния. Аналогично прямые и обратные горизонтальные проложения не должны отличаться между собой более чем на 1:300 от длины стороны.
На основании обработанного журнала тахеометрической съемки составляют ведомость вычисления высот тахеометрического хода, в котором выполняют уравнивание превышений. Для этого с учетом прямых и обратных превышений находят средние превышения по каждой стороне тахеометрического хода, которые берут со знаком прямого превышения. Затем вычисляют невязку в превышениях для тахеометрического хода. Если ход разомкнутый (см. рисунок 1.5, б) невязку определяют по формуле
fh = Σhср – (HB – HA), (1.13)
где fh – невязка в превышениях;
Σ hср – сумма средних превышений по всему ходу;
НВ и НА – соответственно высоты конечной и начальной точек хода.
Для замкнутого хода
fh = Σh ср, (1.14)
так как в замкнутом ходе теоретическая сумма превышений должна равняться нулю.
Невязки, вычисляемые по формулам (1.13) и (1.14) не должны превышать допустимой величины
fhдоп= 0,04Σd / 
, (1.15)
где Σd – длина тахеометрического хода, выраженная в сотнях метров;
n – число сторон хода.
Если невязка допустима, то ее распределяют путем введения поправок в средние превышения:
vi = – (fh / Σd) di , (1.16)
где vi – значение поправки в i-е превышение;
di – длина i-й стороны.
То есть поправку в превышения берут со знаком, обратным невязке и пропорционально длинам сторон. Контроль: суммы поправок должны равняться невязке с обратным знаком.
С учетом поправок находят исправленные превышения
hиспр = hср + vi. (1.17)
Контроль: сумма исправленных превышений в замкнутом ходе должна равняться нулю, а в разомкнутом – разности высот конечной и начальной точек хода.
Высоты станций тахеометрического хода определяют по формуле
Нпосл = Нпред + hиспр, (1.18)
где Нпосл и Нпред – соответственно высоты последующей и предыдущей стан-
ций хода.
В конце вычислений по формуле (1.18) для замкнутого хода должны получить высоту начальной точки, а для разомкнутого хода – высоту конечной точки хода.
Для вычисления плановых координат (X и Y) станций тахеометрического хода выполняют уравнивание углов и приращений координат. Для этого используют те же формулы, как и в теодолитном ходе. При этом относительная невязка хода при измерении линий нитяным дальномером не должна быть больше 1/500, а при измерении линий мерной лентой – не более 1/2000 для благоприятной местности и 1/1000 – для неблагоприятной (пашня, высокая трава и т. д.).
Образцы вычислений координат и высот теодолитного и тахеометрического ходов и соответствующие ведомости приведены подробно в методических указаниях для выполнения лабораторных и расчетно-графических работ.
1.5 Производство тахеометрической съемки. Журнал и абрис
Съемка ситуации и рельефа местности может выполняться или после создания съемочной сети, или одновременно с прокладкой тахеометрического хода.
На каждой станции производят осмотр местности, подлежащей съемке, и намечают реечные или пикетные характерные точки ситуации и рельефа местности. Характерные точки ситуации выбирают так же, как и при теодолитной съемке, т. е. на границах земельных угодий, точках поворота дорог, линий электропередач, связи, углах зданий и сооружений и других объектах местности.
Чтобы снять рельеф местности вокруг станции, назначают высотные точки. Их определяют во всех характерных точках и линиях рельефа, т. е. на вершинах и подошвах холмов, дне и бровке котловин, водоразделе хребтов, водосливе лощин и перевале седловин, урезах воды водоемов и других характерных точках рельефа. При этом между соседними высотными точками должны образовываться равномерные скаты местности для правильного интерполирования по ним горизонталей. Например, на рисунке 1.6 характерные точки рельефа показаны номерами 1–18.
Чтобы обеспечить точность съемки, расстояния между соседними реечными точками (пикетами) не должны превышать 15 м для масштаба 1:500 и 60–80 м для масштаба 1:5000, а расстояния от теодолита-тахеометра до реечной точки берут не более 100 м для масштаба 1:500 и 300 м для масштаба 1:5000. Некоторые реечные точки могут быть одновременно характерными и для ситуации местности, и для рельефа. Характерные реечные точки колышками не закрепляют.
Если съемка местности производится после проложения теодолитно-тахеометрического хода, то работу на станции выполняют в следующем порядке. Устанавливают теодолит-тахеометр над точкой хода в рабочее положение, измеряют высоту прибора с помощью рейки или рулетки и записывают ее в журнал тахеометрической съемки. Затем при круге лево ориентируют лимб тахеометра на заднюю или переднюю точку хода, т. е. устанавливают на лимбе отсчет 0о00' и вращением лимба наводят визирную ось трубы на заднюю или переднюю точку хода. Лимб закрепляют и приступают к съемке реечных точек вокруг данной станции.
Съемка выполняется следующим образом. При круге лево вращением алидады наводят зрительную трубу теодолита на каждую пикетную точку и берут отсчеты по дальномеру, горизонтальному и вертикальному кругам. При снятии отсчетов по вертикальному кругу средний штрих сетки нитей теодолита-тахеометра наводят обычно на высоту прибора. Если контурная реечная точка не характерна для съемки рельефа и измеренные расстояния не требуется приводить к горизонту, то отсчет по вертикальному кругу не снимают и угол наклона не измеряют. После съемки всех реечных точек с данной станции зрительную трубу снова наводят на заднюю или переднюю точку хода, чтобы убедиться в неподвижности лимба, при этом отсчет по горизонтальному кругу должен оставаться 0о00' в пределах двойной точности отсчетного устройства теодолита-тахеометра.
По окончании работы на данной станции переходят с тахеометром на следующую станцию и производят работу в том же порядке.
В равнинных местах превышения на реечные точки можно определять горизонтальным лучом, пользуясь тахеометром как нивелиром.
Если тахеометрическую съемку выполняют одновременно с прокладкой тахеометрического хода, то при визировании на заднюю и переднюю, точки хода со станции отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам и расстояния по дальномеру измеряют дважды, при круге право (КП) и круге лево (КЛ).
Все данные измерений при тахеометрической съемке заносят в журнал тахеометрической съемки. Форма журнала приведена в соответствующих заданиях. Порядок обработки журнала следующий. По отсчетам по вертикальному кругу вычисляют углы наклона на каждую реечную точку по формуле (для теодолита 2Т30)
υ = КЛ – М0.
Затем по формулам (1.2)–(1.4), используя тахеометрические таблицы или калькулятор, вычисляют горизонтальные проложения (d) и превышение (h') над горизонтальным лучом. Учитывая, что высота визирования по рейке равна высоте прибора ( то есть v = i), то превышение h = h'. Записывают его в соответствующую графу с учетом знака превышения. Высоты реечных точек вычисляют по формуле
Н = Нст + h, (1.19)
где Нст – высота станции;
h – превышение с данной станции на реечную точку.
Кроме журнала измерений на каждой станции составляют абрис съемки (рисунок 1.7.) (кроки), на котором показывают расположение и номера станций и реечных точек, указывают направления скатов и схематически показывают отдельные формы рельефа горизонталями, а также указывают все снятые контура ситуации. Пример выполнения абриса показан на рисунке 1.7. Журнал и абрис являются основными документами для составления плана тахеометрической съемки.
1.6 Составление плана тахеометрической съемки
План тахеометрической съемки строят по координатам вершин теодолитно-тахеометрического хода или по горизонтальным проложениям и дирекционным углам его сторон. Поскольку построение хода по координатам было рассмотрено при составлении плана теодолитной съемки, то рассмотрим способ построения плана по дирекционным углам и горизонтальным проложениям сторон.
В качестве примера рассмотрим построение точек замкнутого хода (рисунок 1.8). Для этого на листе чертежной бумаги выбирают положение начальной станции тахеометрического хода с таким расчетом, чтобы другие станции и реечные точки разместились в пределах листа чертежной бумаги. Через точку I проводят вертикальную линию, параллельную краю листа бумаги и принимают ее за направление осевого меридиана (направление севера). Затем с помощью транспортира строят дирекционный угол линии I – II и на полученном направлении откладывают в масштабе горизонтальное проложение стороны I – II. Получают положение точки II на плане. Затем через точку II проводят линию, параллельную осевому меридиану (северу), и от нее откладывают дирекционный угол линии II – III , прочерчивают направление, на котором в масштабе плана откладывают горизонтальное проложение расстояния до станции III. Построением дирекционного угла линии III – I контролируют правильность положения станций тахеометрического хода. Для этого откладывают на плане расстояние между точками III и I, полученная при этом невязка в несовпадении станции I не должна превышать величины fd = 1/300 Σd, где Σd – периметр (сумма длин сторон) тахеометрического хода.
Если невязка допустима, то ее распределяют графически методом параллельных линий, рассмотренном при составлении планов теодолитной съемки (см. часть I пособия). Затем производят накладку реечных точек с помощью измерителя, масштабной линейки и транспортира полярным способом.
Транспортир совмещают нулевым диаметром с линией, по которой производилось ориентирование лимба, и намечают по горизонтальным углам направления на реечные точки. Отложив от станции по этим направлениям соответствующие горизонтальные расстояния, получают положение реечных точек и около каждой из них выписывают ее номер (в числителе) и высоту (в знаменателе). Далее, руководствуясь абрисом (кроки), наносят ситуацию местности. По высотам станций и реечных точек производят построение горизонталей, используя для этого графическое интерполирование с помощью прозрачной палетки по тем линиям, которые в абрисе показаны стрелками.
Полученные горизонтали обводят тонкими линиями светло-коричневого цвета. Высоты горизонталей подписывают в разрыве так, чтобы верх цифры был обращен к вершине ската. Горизонтали, кратные увеличенной в пять раз высоте сечения рельефа, следует утолстить в 2,5 раза. На плане оформляют направление осевого меридиана и под нижней рамкой плана указывают численный масштаб плана и высоту сечения рельефа. Составленный план сверяют с местностью и после корректуры окончательно оформляют его в условных топографических знаках.
1.7 Автоматизация тахеометрической съемки
С появлением электронных тахеометров стало возможным автоматизировать процесс измерений и вычислений при выполнении тахеометрической съемки. Для этого электронный тахеометр устанавливают на станции тахеометрического хода, а на реечные точки (пикеты) устанавливают последовательно вешку со светоотражателем вместо рейки. При наведении электронным тахеометром на отражатель в автоматическом режиме определяются горизонтальные и вертикальные углы, расстояния на заднюю и переднюю точки хода и пикеты.
С помощью микроЭВМ тахеометра выполняется обработка результатов измерений, в результате которой получают приращения координат и превышения на смежные точки тахеометрического хода и снятые реечные точки. Результаты измерений могут быть введены в специальное запоминающее устройство тахеометра (накопитель информации) или переписаны на флэш-карту.
В дальнейшем из запоминающего устройства или флэш-карты информация поступает в ЭВМ, которая по специальной программе производит уравнивание тахеометрического хода и вычисление координат и высот станций и пикетов. По полученным данным с помощью графопостроителя, соединенного с ЭВМ, осуществляется графическое построение топографического плана тахеометрической съемки.
Другим способом совершенствования и автоматизации тахеометрической съемки является применение методики, при которой отпадает необходимость во взаимной видимости между смежными точками тахеометрического хода, что приводит к уменьшению числа станций на снимаемой территории. В этом случае для связи двух соседних станций тахеометрического хода используются общие с в я з у ю щ и е т о ч к и, которые необходимо снять с обеих станций электронным тахеометром. Определив координаты и высоты этих связующих точек с первой стоянки тахеометра можно через них определить координаты и высоты точек второй стоянки тахеометра в единой для двух стоянок системе координат и высот. Таким образом, опорная съемочная сеть может быть создана без специального проложения теодолитно-тахеометрического хода в процессе выполнения тахеометрической съемки.
Мощным средством автоматизации тахеометрической съемки является применение современных программных комплексов для обработки результатов измерений. Такие комплексы позволяют решать все необходимые задачи для получения топографического плана съемки в электронном виде, что сделает возможным создание безбумажной технологии в геодезии. Наиболее распространенным программным комплексом для изысканий и проектирования инженерных сооружений является «CREDO DIALOGUE» в результате применения, которого можно получить цифровую модель местности. Подробно системы этого комплекса были рассмотрены в разделе «Теодолитная съемка».
2 МЕНЗУЛЬНАЯ СЪЕМКА
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 3277; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!