Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1.Геодезия.Предмет,задачи.Связь с другими дисциплинами.
Геодезия – наука которая занимается определением формы и размеров земли, её гравитационных и магнитных полей. Изучает расположение объектов на земной поверхности и формы её рельефа. Практически решаемые задачи, определение координат точек земной поверхности, состав планов и карт местности, решение задач обеспечения проектировки сооружений и эксплуатация различных сооружений и объектов, обеспечение нужд обороны.
Предметом геодезии является геометрическое изучение физической поверхности Земли и происходящих с ней изменений.
Дисциплины входящие в состав геодезии:
+Высшая геодезия - изучает фигуру земли, форму гравитационного поля, занимается точным определением положения точек в единой системе координат. Методы высшей геодезии применяются для изучения других планет солнечной системы.
+Типография- раздел геодезии занимающийся изучением земной поверхности и отображением её на планах и картах. Разрабатывает методы съёмок и способы изображения элементов на планах и картах.
+Гидрография- решает такие же задачи для океанов и морей.
+Картография- наука о методах составления, издания, редактирования и использования различных планов и карт, решает вопросы выбора картографических проекций, оценки и обобщения материалов для создания карт.
+Инженерная геодезия(прикладная)-разрабатывает методы геодезических работ при изысканиях, проектировании, возведении и эксплуатации инженерных объектов.
+Фортограммнитрия(измерительная фотография)- изучает законы методы и приборы для определения размеров и взаимоположения объектов по их фотоснимках.
+Космическая геодезия(спутниковая)-решение основных геодезических задач путём наблюдения за искусственными спутниками земли и других движущихся объектов.
2.Формы и размеры Земли.
Изучение формы и размеров Земли включает решение двух задач. Это - установление некоторой сглаженной, обобщенной, теоретической фигуры Земли и определение отклонений от нее фактической физической поверхности.
Учитывая, что поверхность океанов и морей составляет 71% поверхности Земли, а поверхность суши - только 29%, за теоретическую фигуру Земли принято тело, ограниченное поверхностью океанов в их спокойном состоянии, продолженной и под материками, и называемое геоидом.
Поверхность, в каждой своей точке перпендикулярная к отвесной линии (направлению силы тяжести), называется уровенной поверхностью. Из множества уpовенных поверхностей одна совпадает с поверхностью геоида.
Из-за неравномерности распределения масс в земной коре геоид имеет неправильную геометрическую форму, и его поверхность нельзя выразить математически, что необходимо для решения геодезических задач. При решении геодезических задач геоид заменяют близкими к нему геометрически правильными поверхностями.
Так, для приближенных вычислений Землю принимают за шар с радиусом 6371 км.
Ближе к форме геоида подходит эллипсоид – фигура, получаемая вращением эллипса (рис. 2.1) вокруг его малой оси. Размеры земного эллипсоида характеризуют следующими основными параметрами: a - большая полуось, b - малая полуось, a - полярное сжатие и e – первый эксцентриситет меридианного эллипса, где и .
|
|
Различают общеземной эллипсоид и референц-эллипсоид.
Центр общеземного эллипсоида помещают в центре масс Земли, ось вращения совмещают со средней осью вращения Земли, а размеры принимают такие, чтобы обеспечить наибольшую близость поверхности эллипсоида к поверхности геоида. Общеземной эллипсоид используют при решении глобальных геодезических задач, и в частности, при обработке спутниковых измерений. В настоящее время широко пользуются двумя общеземными эллипсоидами: ПЗ-90 (Параметры Земли 1990 г, Россия) и WGS-84 (Мировая геодезическая система 1984 г, США).
Референц-эллипсоид – эллипсоид, принятый для геодезических работ в конкретной стране. С референц-эллипсоидом связана принятая в стране система координат. Параметры референц-эллипсоида подбираются под условием наилучшей аппроксимации данной части поверхности Земли. При этом совмещения центров эллипсоида и Земли не добиваются.
3.Система географических координат и их определение на карте.
Географические координаты, полученные из астрономических наблюдений, называются астрономическими, а координаты, полученные геодезическими методами и определяемые по топографическим картам, — геодезическими. Значения астрономических и геодезических координат одних и тех же точек отличаются незначительно — в линейных мерах в среднем на 60...90 м.
Географическая (картографическая) сетка образуется на карте линиями параллелей и меридианов. Она используется для целеука-зания и определения географических координат объектов.
На топографических картах линии параллелей и меридианов служат внутренними рамками листов; их широты и долготы подписываются на углах каждого листа. На листах карт на западное полушарие в северо западном углу рамки помещается надпись «К западу от Гринвича». На листах карт масштаба 1 : 50 000, 1 : 100 000 и 1 : 200 000 показываются пересечения средних параллелей и меридианов и дается их оцифровка в градусах и минутах. По этим данным восстанавливают подписи широт и долгот сторон рамок листов, срезанных при склейке карты. Кроме того, вдоль сторон рамок внутри листа сделаны небольшие (по 2—3 мм) штрихи через одну минуту, по которым можно прочертить параллели и меридианы на карте, склеенной из многих листов.
На картах масштаба 1 : 25 000, 1 : 50 000 и 1 : 200 000 стороны рамок разделены на отрезки, равные в градусной мере одной минуте. Минутные отрезки оттенены через один и разделены точками (за исключением карты масштаба 1 : 200 000) на части по 10".
На листах карты масштаба 1 : 500 000 параллели проведены через 30', а меридианы—через 20'; на картах масштаба 1 : 1 000 000 параллели проведены через 1°, меридианы — через 40'. Внутри каждого листа карты на линиях параллелей и меридианов подписаны их широты и долготы, которые позволяют определять географические координаты на большой склейке карт.
Определение географических координат объекта по карте производится по ближайшим к нему параллелям и меридианам, широта и долгота которых известна. На картах масштаба 1 : 25 000...1 : 200 000 для этого приходится, как правило, предварительно провести южнее объекта параллель и западнее — меридиан, соединив линиями соответствующие штрихи, имеющиеся вдоль рамки листа карты. Широту параллели и долготу меридиана рассчитывают и подписывают на карте (в градусах и минутах). Затем оценивают в угловой мере (в секундах или долях минуты) отрезки от объекта до параллели и меридиана (Ami и Ami на рис. 21), сопоставив их линейные размеры с минутными (секундными) промежутками на сторонах рамки. Величину отрезка Ат\ прибавляют к широте параллели, а отрезка Ami — к долготе меридиана и получают искомые географические координаты объекта — широту и долготу.
Пример определения географических координат объекта А, его координаты: северная широта 54°35'40", восточная долгота 37°41 '30".
4.Системы плоских прямоугольных координат
|
Плоские системы кооодинат применяются для проведения съемочных работ и отображения участков земной поверхности на плоскости в виде карт и планов. Для отображения на плоскости значительных территорий земной поверхности применяютя картографические проекции, дающие возможность переносить точки с поверхности эллипсода на плоскость по определенным математическим законам. В нашей стране используется равноугольная проекция Гаусса-Крюгера. Вся поверхность Земли делится на 6-градусные (по долготе) зоны (дольки от полюса до полюса), которые каждая отдельно разворачиваются в плоскую поверхность. Всего образуется 60 таких зон, которые нумеруются цифрами от 1 до 60 против хода часовой стрелки, начиная от Гринвича (рисунок 29). |
|
||
|
|
|
|
Зона — это участок земной поверхности, ограниченный двумя меридианами. Представим это на плоскости (рисунок 30) |
|
||
|
|
|
Чтобы не было отрицательных значений, ось Х переносят на 500 км. |
|
|
|
Со всех сторон рамка имеет шкалы, разбитые на минуты (и для широты и для долготы). Более того, каждая минута точками разделена на 6 равных участков, которые соответствуют 10 секундам долготы или широты. Таким образом, для того, чтобы определить широту какой-либо точки М на карте , надо через эту точку провести линию, параллельную нижней или верхней рамке карты, и прочитать справа или слева по шкале широты, соответствующие градусы, минуты, секунды. В нашем примере точка М имеет широту ф = 45°31′30″. Аналогично, проводя вертикаль через точку М параллельно боковому (ближнему к данной точке) меридиану границы данного листа карты, читаем долготу (восточную) I = 43°31′18″ . Нанесение на карту точки по заданным географическим координатам производится в обратной последовательности. Вначале находят на шкалах указанные географические координаты, а потом через них проводят параллельную и перпендикулярную линии. Пересечение их на карте покажет точку с заданными географическими координатами. Линии параллелей и меридианов, которые служат рамкой для данного листа карты, представляют собой кривые линии, хотя кривизна их в пределах одного листа практически и незаметна. Но в пределах каждой зоны Гаусса имеются две линии, которые изображаются на карте прямыми линиями,— это осевой меридиан зоны и экватор. Эти две линии приняты за оси плоских прямоугольных координат. Линию осевого меридиана считают осью абсцисс и обозначают х, линию экватора — осью ординат и обозначают у. За начало координат принимают точку пересечения осевого меридиана с экватором. Таким образом, в каждой зоне Гаусса имеется своя сетка плоских прямоугольных координат. Координаты х (абсциссы) отсчитываются к северу и югу от экватора, то есть от 0 (на экваторе) до 10 000 км (на полюсе). К северу от экватора координата у считается положительной, к югу — отрицательной. Координаты ху (ординаты) отсчитываются от осевого меридиана вправо (к востоку) и влево (к западу). Чтобы не иметь дела с отрицательными значениями для этих координат, условились значение ординаты у для осевого меридиана принимать равным 500 км. Тем самым ось х как бы переносится к западу на 500 км и все значения ординат в пределах данной зоны будут иметь всегда положительный знак. Кроме того, к значению ординаты у спереди всегда приписывается цифра, соответствующая номеру зоны Гаусса для того, чтобы избежать повторения координат, расположенных в разных зонах. Для определения плоских прямоугольных координат точек в каждой зоне Гаусса на топографических картах наносится прямоугольная сетка координат , то есть проводятся линии, параллельные осевому меридиану и экватору. Эти прямые линии, естественно, не будут совпадать с линиями, изображающими меридианы и параллели (за исключением осевого меридиана и экватора, параллельно которым они проводятся). Эту сетку координат называют километровой, так как ее линии проводятся через километр (для масштабов 1 : 10 000, 1 : 25 000, 1 : 50 000). На каждом листе карты вдоль внутренней рамки даются значения координат километровой сетки от осевого меридиана данной зоны и от экватора. Как видно из рисунка 42, значения полных координат подписываются только у крайних (верхней и нижней) линии сетки координат. У всех же промежуточных линий подписываются сокращенные обозначения, то есть только последние две цифры (десятки и единицы километров). Например, нижняя линия километровой сетки имеет обозначение 5042, а следующая над ней линия сетки обозначена только цифрой 43 км, а не 5043. Цифры километровой сетки под южной и над северной рамкой листа карты обозначают ординаты (у) этих линий. Крайние линии также обозначены полными координатами. Но в отличие от горизонтальных линий, первая цифра у ординат обозначает номер зоны. Например, ордината у = 8384 км. Это значит, что лист данной карты расположен в восьмой шестиградусной зоне Гаусса, то есть ограниченной 42 и 48° меридианами восточной долготы, а точки, лежащие на линии у = 384, расположены слева от осевого меридиана на расстоянии 500 — 384 – 116 км. С помощью километровой сетки координат можно, не прибегая к дополнительным измерениям, определить координаты любой точки на карте (с точностью до километра). Для этого достаточно найти, в каком квадрате сетки находится определяемая точка М, и прочитать цифры, обозначающие данный квадрат. Сначала обычно называется (записывается) значение координаты х = 5044, а затем у = 8384. Для указания какого-либо объекта на карте обычно говорят так: точка М находится в квадрате 50 448 384, то есть называют координаты ее подряд, не разделяя их, но чаще дают указания сокращенно, называют только две последующие цифры из прямоугольных координат данной точки — квадрат 4484. Называя этот квадрат на карте, мы указываем координаты левого нижнего его угла, то есть юго-западного угла квадрата, в котором расположена точка М. Если необходимо указать более точное положение точки внутри этого квадрата, то дополнительно определяют ее расстояние от граничных линий этого квадрата. Используя масштаб, переводят эти расстояния в метры и приписывают их к цифрам обозначенного квадрата. Например, точка М имеет следующие координаты: х == 44 500 м, а г/ = 84 500 м. Это и будут сокращенные координаты для точки М, а полные координаты для нее запишутся так: х = 5 044500 м, у — 384 500 м.
6.План.карта.профиль.
План-проекция небольшого участка поверхности земли(20х20) на горизонтальной плоскости,вычерченная в уменьшенном виде.
Участки земной поверхности 20х20 можно считать плоскими,их можно проецировать на горизонтальную плоскость без искажений.при построении плана неровности не учитываются. Горизонтальное положение- проекция линии поверхности земли на горизонтальную плоскость.
Профиль- изображение на плоскости в уменьшенном виде вертикального разреза земной поверхности по какому либо направлению. При построении профиля используют горизонтальный масштаб и вертикальный,но в 10 раз крупнее для наглядности.
Карта – изображение на плоскости больших участков земной поверхности в уменьшенном виде с учетом кривизны земли.Учитывается с помощью различных картографических проекций. Отличие карты от плана- масштаб плана посточнен для всех его частей.
Масштаб карты(главный масштаб)точно соблюдается только вдоль некоторых меридианов и параллелей.
7.масштаб . точность масштаба.
Масштаб- число, которое показывает во сколько раз линия местности уменьшена при изображении ее на плане. Масштабы бывают численными, именованными, графическими.
М-знаменатель численного масштаба,(результат в метрах) Например,точностьь масштаба 1 : 2000 будет следующей – tм= 0,00001 х 2000= 0,2 м.
8.Виды масштабов и работа с ними.
Численный масштаб- это дробь, в которой числитель единица, а знаменатель это число, показывающее,во сколько раз уменьшено горизонтальное проложение линии местности при изображении ее на плане(см.6).обозначим знаменатель численного масштаба буквой М,и получим или d-длина линии на плане, D- длина горизонтального положения линии местности.Если масштаб длин выразить именованными числами, указывая длину горизонтального положения линии местности в метрах, соответствующую 1 см на плане ,то такой масштаб будет называться именованным.(в 1 см- 20 м) Вычисление длины линии с помощью численного масштабах- для вычисления длинны горизонтального положения линии местности по известному масштабу плана и длине d отрезка(измеренному на плане и выраженному в сантиметрах)есть формула D=dM. Точность результата должна согласоваться с точностью измерений d однако она не может превосходить точность масштаба.
Построение линейного масштаба.Этот вид масштабов относиться к графическим масштабам,предназначенных для перевода без вычислений длин отрезков, измеренных на плане, в соотвестсвуещее расстояние на местности .Строится ввиде отрезка прямой ,разделенного на равные части с подписанными числами, которые соотвестсвуют значениям расстояний на местности. (dм= Dм/0,01 x M) Построение поперечного масштаба.Он относится к графическим масштабам и представляет график. Построенный по особым правилам и позволяющий по сравнению с линейным масштабом определять длины линий более точно..Нижнии горизонтальные линии поперечного масштаба представляют собой линейный масштаб ,поэтому расчет оснований поперечного масштаба производится по формуле.(dм= Dм/0,01 x M) .Колличество горизонтальных делений и вертикальных может быть выбрано различным.часто применяется,что они равны и равны 10.Наименьшее деление поперечного масштаба определяется по формуле AB=dм/n1n2 n1 –горизонтальные делени n2-вертикальные деления.Порядок построения-по формуле 1 производят расчет основания масшьаба.затем проводят горизонт.линию ,которую разбивают на отрезки dм и подписывают деления в соответствии с масштабом.Через намечанные деления проводят вертикальные параллельные линии,разбивают на разные отрезки, через них проводят горизонтальные параллельные прямые..Первое основание делят по верхней и нижней горизонт.линии на равные отрезки и проводят наклонные линии-трансверсали.потом вычисляют по формуле наименьшее деление и заканчивают оцифровку попересчного масштаба.определение длинны линии с помошью поперечного масштаба. Берем измеряемую нами линию в раствор циркуля-измерителя,и совмещаем правую ножку циркуля с каким либо делением правее нулевого штриха масштаба.При этом левая ножка распологается в пределах первого основания масштаба.перемещаем циркуль вверх до тез пор.пока игла левая не ппопадет на трансельваль.,а правая не расположится на одной горизонтальной линии с левой ножкой..оставаяст на своей вертикали.Длину линии определять с учетом масштабных чисел.
9.Условные знаки отображения объектов на картах и планах.
Картографические услов.знаки-обозначения на картах и планах различных обьектов,их качественных и колличественных характеристик.Их разрабатывают для планов и карт различных масштабов и издаюца ввиде специальных таблиц. Площадные условные знаки применяют для заполнения чертежей обьектов, которые выражаются в масштабе карты. Контуры этих обьектов(растительность, грунт) показывают точечным пунктиром, кроме тех случаев, когда контур совпадает на плане с изображением реки, дороги, канава, оврага,зданий,ограждений иил проходит от них на расстоянии менее 1мм. Внутренняя площадь контура заполняется одинаковыми по своему начертанию значками. На планах крупного масштаба изображают здания,газоныи другие обьекты. Внемасштабные условные знаки применяют для изображения обьектов, площади которых не выражаются в масштабе планов или карты(отдельные деревья.колодцы,геодезические знаки, столбы и тд.)Практически применяются, когда размеры обьектов в масштабе или плане меньше стандартных размеров соответствующих условных знаков.примеры-отдельный куст,люки,монументы и памятники.Положению обьекта на местности соответствуют следующие точки условного знака знака на палане.-для знаков, имеющих форму геом. Фигур(треуг, кв)-центр фигуры.Для знаков ,имеющих в основании прямой угол(кресты,деревья)-вершина угла.Для знаков,имеющих вид перспективного изображения предмета(ветрян.мельницы,памятники)-середина основания .Линейные условные знаки применяют для изображения обьектов линейного типа, длина которых выражается в масштабе плана или карты. По ширине они либо изображаются в масштабе плана, либо изображаются внемасштаб. услов .знаками.Линейными условными знаками изображаются железные,шоссейные, грунтовые дороги, трубопроводы,ЛЭП.
10.Ориентирование линий на местности.зависимость между углами.
Ориентировать линию-определить ее положение относительно исходного направления.положение линиии определяется ориентированным углом, который образуется между исходным направлением и данной линией.в зависимости от выбора исходного направления различают разные ориентирные углы-географические(истинные) азимуты,магнитные азимуты,диррекционные углы и румбы.
Азимут горизонтальный вугол,отсчитанный по ходу часовой стрелки от северного направления исходной ориентирной линиидо направления линии местности.Изменяется от 0 до 360 градусов.Если в качестве исходной ориентирной линии принимается географический(истинный)меридиан, то азимуты будут географическими,если исходный это магнитный меридиан, то азимуты будут магнитными(геогр мер это звезда,магнитный стрелка)…Географ азимут станет диррекционным углом, если взятьв качестве исходного ориентирного направления осевой меридлиан зоны или параллельную ему линию.диррекционный угол-это угол,отсчитанный по ходу часовой стрелки от сев направления осевого или параллельной ему линии до направления линии местности.Румбы-острый угол(не более 90) отсчитанный от ближайшего направления меридиана(с или ю)формула связи между геогр и магнит азимутами б=А-Ам, А-геогр азим ,Ам-магнит азим.Если магнитный меридиан восточный,то он находится слева,если западный,то справа(палка со стрелкой)от оси(с галкой.Если географический меридиан находится справа то он восточный,слева-западный(звезда)
Билет 11. Связь дирекционных углов и румбов.
Дирекционный угол – угол по часовой стрелке от северного направления осевого меридиана до направления на точку. В геодезии принято различать прямое и обратное направление линии (рис. 17). Так, если ВС считать прямым направлением линии, то СВ будет обратным направлением той же линии. В соответствии с этим αBC является прямым дирекционным углом линии ВС в точке М, а угол αCB – обратным дирекционным углом этой же линии в той же точке. Румбом линии местности в данной точке называют горизонтальный угол r, измеренный от ближайшего направления меридиана (северного или южного) до направления данной линии. Пределы изменения румба от 0° до 90°. Название румба зависит от названия меридиана: географический (истинный), дирекционный или магнитный.
Зависимость между дирекционными углами и румбами определяется для четвертей по следующим формулам: I четверть (СВ) r1 = α II четверть (ЮВ) r2 = 180° – α III четверть (ЮЗ) r3= α – 180° IV четверть (СЗ) r4 = 360° – α
Билет 12. Связь между дирекционными углами смежных линий.
На рис. 25 представлена схема определения дирекционных углов сторон теодолитного хода AB. Известен дирекционный угол исходной стороны α0 и измерены геодезическим прибором теодолитом углы β1, β2, β3, лежащие справа по ходу от А к В.
. Схема определения дирекционных углов сторон теодолитного хода Найдём дирекционные углы α1, α2, α3 остальных сторон хода. На основании зависимости между прямыми и обратными дирекционными углами можем написать: α1 + β1 = α0 + 180° из данного выражения следует, что α1 = α0 + 180° – β1 (1). Аналогично вычисляются дирекционные углы последующих сторон теодолитного хода: α2 + β2 = α1 + 180° → α2 = α1 + 180° – β2 (2)α3 + β3 = α2 + 180° → α3 = α2 + 180° – β3 (3) αn + βn = αn-1 + 180° → αn = αn-1 + 180° – βn (n)То есть, дирекционный угол последующей стороны равен дирекционному углу предыдущей стороны плюс 180° и минус угол, лежащий справа по ходу.Для получения контрольной формулы в выражение (2) подставим значение α1, из выражения (1)α2 = α0 + 2 ∙ 180° – (β1 + β2) .Если продолжить аналогичные действия для последующих сторон теодолитного хода, то получимαn = α0 + n ∙ 180° – (β1 + β2 + β3 + ... + βn) .или αn – α0 = n ∙ 180° – ∑β . или α0 – αn = ∑β – n ∙ 180° . Эта формула может служить контрольной при вычислении дирекционных углов по увязанным углам β. Если же вместо суммы исправленных углов подставить сумму измеренных углов ∑β, то та же формула позволит определить невязку fβ измеренных углов теодолитного хода, если дирекционные углы α0 и αn начальной и конечной сторон хода известны
fβ = ∑β – n ∙ 180° – (α0 – αn).
Иногда дирекционные углы вычисляют по углам, лежащим слева по ходу от А до В (λ1, λ2, …, λn). β1 = 360° – λ1 β2 = 360° – λ2 βn = 360° – λn Подставим эти значения в выражения (1), (2), ..., (n) получим α1 = α0 – 180° + λ1 ; α2 = α1 – 180° + λ2; αn = αn-1 – 180° + λn .
Билет 13. Прямая геодезическая задача.
В геодезии часто приходится передавать координаты с одной точки на другую. Например, зная исходные координаты точки А (рис.23), горизонтальное расстояние SAB от неё до точки В и направление линии, соединяющей обе точки (дирекционный угол αAB или румб rAB), можно определить координаты точки В. В такой постановке передача координат называется прямой геодезической задачей.
Рис. 23. Прямая геодезическая задачаДля точек, расположенных на сфероиде, решение данной задачи представляет значительные трудности. Для точек на плоскости она решается следующим образом.Дано: Точка А( XA, YA ), SAB и αAB.Найти: точку В( XB, YB ).
Непосредственно из рисунка имеем: ΔX = XB – XA ; ΔY = YB – YA . Разности ΔX и ΔY координат точек последующей и предыдущей называются приращениями координат. Они представляют собой проекции отрезка АВ на соответствующие оси координат. Их значения находим из прямоугольного прямоугольника АВС: ΔX = SAB · cos αAB ; ΔY = SAB · sin αAB .Так как в этих формулах SAB всегда число положительное, то знаки приращений координат ΔX и ΔY зависят от знаков cos αAB и sin αAB. Для различных значений углов знаки ΔX и ΔY представлены в табл.1. Таблица 1.Знаки приращений координат ΔX и ΔY
|
Приращения координат |
Четверть окружности в которую направлена линия |
|||
|
I (СВ) |
II (ЮВ) |
III (ЮЗ) |
IV (СЗ) |
|
|
ΔX |
+ |
– |
– |
+ |
|
ΔY |
+ |
+ |
– |
– |
При помощи румба приращения координат вычисляют по формулам:ΔX = SAB · cos rAB ;ΔY = SAB · sin rAB .Знаки приращениям дают в зависимости от названия румба. Вычислив приращения координат, находим искомые координаты другой точки: XB = XA + ΔX ; YB = YA + ΔY . Таким образом можно найти координаты любого числа точек по правилу: координаты последующей точки равны координатам предыдущей точки плюс соответствующие приращения.
Билет 14. Обратная геодезическая задача.
Обратная геодезическая задача заключается в том, что при известных координатах точек А( XA, YA ) и В( XB, YB ) необходимо найти длину SAB и направление линии АВ: румб rAB и дирекционный угол αAB (рис.24).
Обратная геодезическая задача Даннная задача решается следующим образом. Сначала находим приращения координат: ΔX = XB – XA ; ΔY = YB – YA . Величину угла rAB определем из отношения
|
ΔY |
= tg rAB |
|
ΔX |
.
По знакам приращений координат вычисляют четверть, в которой располагается румб, и его название. Используя зависимость между дирекционными углами и румбами, находим αAB.Для контроля расстояние SAB дважды вычисляют по формулам:
|
SAB= |
ΔX |
= |
ΔY |
= ΔX · sec αAB = ΔY · cosec αAB |
|
cos αAB |
sin αAB |
|
SAB= |
ΔX |
= |
ΔY |
= ΔX · sec rAB = ΔY · cosec rAB |
|
cos rAB |
sin rAB |
Расстояние SAB можно определить также по формуле .
Билет 15. Рельеф. Основные формы рельефа местности.
Рельеф – это совокупность разнообразных неровностей земной поверхности в зависимости от угла наклона.По характеру рельеф местности подразделяется:1)равнинный (углы наклона местности до 2 °)2)всхолменный (до 4°)3)пересеченный (до 6°)4)предгорный и горный (выше 6°)Основные формы рельефа.Гора (или холм) - это возвышенность конусообразной формы. Она имеет характерную точку - вершину, боковые скаты (или склоны) и характерную линию - линию подошвы. Линия подошвы - это линия слияния боковых скатов с окружающей местностью . На скатах горы иногда бывают горизонтальные площадки, называемые уступами.
Котловина - это углубление конусообразной формы. Котловина имеет характерную точку - дно, боковые скаты (или склоны) и характерную линию - линию бровки. Линия бровки - это линия слияния боковых скатов с окружающей местностью. Хребет - это вытянутая и постепенно понижающаяся в одном направлении возвышенность. Он имеет характерные линии: одну линию водораздела, образуемую боковыми скатами при их слиянии вверху, и две линии подошвы.
Лощина - это вытянутое и открытое с одного конца постепенно понижающееся углубление.Лощина имеет характерные линии: одну линию водослива (или линию тальвега), образуемую боковыми скатами при их слиянии внизу, и две линии бровки.
Седловина - это небольшое понижение между двумя соседними горами; как правило, седловина является началом двух лощин, понижающихся в противоположных направлениях. Седловина имеет одну характерную точку - точку седловины, располагающуюся в самом низком месте седловины.
16. Высота сечения рельефа. Заложение. Свойства горизонталей.
Горизонталь-линия равных высот, являющаяся следом сечения какой-либо формы рельефа уровенной поверхностью.(а-седловина,б-котловина,в-хребет,г-лощина)
Высота сечения рельефа(hc)-расстояние по отвесной линии между двумя смежными секущими уровенными поверхностями.
Заложение-расстояние на карте(плане) между 2-я последовательными горизонталями по заданному направлению. Пример: для фрагмента плана,высота сечения рельефа равна:
Где Нг(n+1) и Нг1-подписанные отметки и горизонталей.Свойства горизонталей и особенности их проведения: 1. Горизонталь - линия равных высот т.е. все ее точки имеют одинаковую высоту; 2. Горизонталь должна быть непрерывной плавной линией; 3. Горизонтали не могут раздваиваться и пересекаться; 4. Расстояние между горизонталями (заложение) характеризуют крутизну ската. Чем меньше расстояние, тем круче скат; 5. Водораздельные и водосборные линии горизонтали пересекают под прямым углом; 6. В случаях, когда заложение превышает 25мм, проводят дополнительные горизонтали (полугоризонтали) в виде штриховой линии (длина штриха 5-6 мм, расстояние между штрихами 1-2 мм). 7. При окончательном оформлении плана выполняют некоторое сглаживание горизонталей в соответствии с общим характером рельефа, при этом предельная погрешность изображения рельефа горизонталями не должна превышать 1/3 основного сечения.
17. Уклон линии местности. График заложений.
Измерив по карте заложение а и зная высоту сечения рельефа h, можно вычислить тангенс угла наклона (уклон линии) и затем сам угол наклона ν.
Углом наклона линии называется угол между горизонтальным проложением линии и самой линией.
Иногда вместо угла наклона используют уклон местности – это тангенс угла наклона, его выражают обычно в процентах (%) или промилле (‰) (промилле – это тысячная часть целого). Уклон можно вычислить по формулам:
где S1-2 – расстояние между точками в метрах.
Для быстрого определения угла наклона по карте пользуются специальным графиком заложений, который помещается внизу листа карты справа.Направление понижения местности на карте указывается бергштрихами и характером надписей горизонталей (верх цифры направлен на повышение рельефа местности, а низ цифры – на понижение рельефа).Отметка любой точки на топографической карте определяется по отметкам ближайших горизонталей. Если точка находится на самой горизонтали, то ее отметка равна отметке горизонтали. Если точка находится между горизонталями, то необходимо выполнить интерполирование.
График заложения предназначен для определения крутизны скатов. TgV=h/d; d=h/tgv; h-высота сечения
18.Определение водосборной площади.
Площадь, с которой вода атмосферных осадков собирается в водоем (озеро, река, пруд), называют водосборной. Границей водосборной площади служит водораздельные линии, разделяющие площади, с которых талая и дождевая вода будет стекать в водоприемники. Для проведения водораздельных линий выявляют характерные формы рельефа – возвышенности, седловины. Руководствуясь свойствами рельефа – направление водоразделов всегда проходит перпендикулярно горизонталям через точки их перегибов, на горизонталях (возвышенных местах) намечают точки выраженных перегибов и соединяют их плавной линией, направленной перпендикулярно к каждой горизонтали. Границы водосборной площади проходят по водораздельным линиям хребтов, через вершины гор и середины седловин. ИЛИ Под водосборной площадью понимают некоторую часть поверхности земли, с которой выпавшие осадки в виде дождя или талого снега стекут в лежащие ниже точки местности, а затем пройдут через заданный створ мостового перехода (или трубу) в наиболее низком месте.Граница водосборной площади пройдет по линии водораздела, проходящей по высшим точкам хребтов, холмов и седловин.Граница этой площади всегда замкнутая линия.
21 Геодезические измерения и их точность
Геодезические измерения
Измерения, проводимые в процессе топографо-геодезических работ.
геодезическая величина Физическая величина, подлежащая измерению в процессе геодезических работ ( горизонтальный угол, длина, приращение координат и т.д.) результат геодезических измерений Значение величины, полученное из геодезических измерений. методика выполнения геодезических измерений; Метод геодезических измерений, регламентируемый нормативным документом метод геодезических измерений Совокупность операций по выполнению геодезических измерений в соответствии с реализуемым принципом измерений, выполнение которых обеспечивает получение результатов с заданной точностью. погрешность результата геодезических измерений Отклонение результата геодезических измерений от истинного значения измеряемой геодезической величины. объект геодезических измерений Предметы материального мира (местности, сооружения, строительной площадки, производственного помещения и т.д.), которые характеризуются одной или несколькими геодезическими величинами, подлежащими измерениям. условия геодезических измерений Факторы внешней среды, проявляющиеся на рабочем месте во время производства геодезиче-ских измерений.
базисные измерения Область геодезических измерений, связанная с определением длин базисов. астрономо-геодезические измерения Область геодезических измерений, связанная с определением геодезических координат. Нивелирование Область геодезических измерений, связанная с определением высот. геодинамические измерения геодинамические измерения Область геодезических измерений, связанная с определением изменений положения геодезических пунктов во времени относительно принятых исходных пунктов, а также ин-терпретацией
22Классификация геодезических измерений
Вид геодезических измерений – классификационная категория геодезических измерений, выделяемая по признаку измеряемой геодезической величины.Различают следующие виды геодезических измерений: Угловые (геодезические) измерения – вид геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величиной яв-ляются горизонтальные и (или) вертикальные углы (зенитные расстояния). Линейные (геодезические) измерения – вид геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величиной яв-ляются длины сторон геодезических сетей (расстояния или их разности). Геодезические измерения превышений – вид линейных геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической вели-чиной являются разности высот пунктов (точек). Гироскопические измерения (гироскопическое ориентирование) – вид угловых геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величи-ной являются азимуты направлений, определенные с помощью гироскопических приборов. Геодезические измерения координат (координатные измерения) – вид геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величиной являет-ся положение геодезических пунктов относительно исходных пунктов в заданной отсчетной системе.
23Погрешности геодезических измерений
Случайная погрешностьСоставляющая погрешности геодезических измерений, изменяющаяся случайным об-разом при повторных измерениях одной и той же величины. систематическая погрешностьСоставляющая погрешности геодезических измерений, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины.абсолютная погрешность Погрешность геодезических измерений: выраженная в единицах измеряемой геодезической величины. относительная погрешность Отношение погрешности геодезических измерений к значению измеряемой геодезической величины. приведенная погрешность Погрешность геодезических измерений, выраженная отношением погрешности к ус-ловно принятому значению геодезической величины (например, погрешность нивелирования на 1 км хода, погрешность измерения оптическим дальномером на 100 м длины и т.п.). периодическая погрешность Погрешность геодезических измерений, характер действия которой может быть опи-сан периодической функцией. инструментальная погрешность Составляющая погрешности геодезических измерений, зависящая от точности работы применяемых средств измерений.личная погрешность Составляющая погрешности геодезических измерений, обусловленная индивидуальными особенностями наблюдателя. погрешность метода измерений Составляющая погрешности геодезических измерений, обусловленная несовершенст-вом метода измерений. внешняя погрешность Составляющая погрешности геодезических измерений, обусловленная проявлением факторов внешней среды (климатических, механических, метеорологических и т.п.). грубая погрешность Погрешность геодезических измерений, существенно превышающая ожидаемую (расчетную) при данных условиях измерений погрешность. средняя квадратическая погрешность Эмпирическая оценка среднего квадратического отклонения результата измерений.
24 Угловые измерения и Принцип измерения горизонтальных углов.
Угловые измерения необходимы при развитии триангуляционных сетей, проложении полигонометрических теодолитных ходов, выполнении топографических съемок и решении геодезических задач при разбивке сооружений. Принцип измерения горизонтальных углов. Пусть имеются три точки ОАВ, расположенные на местности на разных высотах. Требуется измерить горизонтальный угол при вершине О между направлениями ОА и ОВ. Этот угол определяется проекцией оав угла ОАВ на горизонтальную плоскость Q.
Измерить горизонтальный угол – значит получить проекцию двугранного угла на горизонтальную плоскость. Если над вершиной угла расположим параллельно горизонтальной плоскости Q градуированный круг, центр которого совмещен с произвольной точкой в отвесной линии oO угол β между радиусами oa и ob – сечениями круга вертикальными плоскостями и дает измеряемый горизонтальный угол. Для измерения горизонтального угла теодолит имеет металлический или стеклянный круг называемый лимбом, по краю которого нанесены деления от 0 до 360 градусов.
Для измерения горизонтального угла, при неподвижном лимбе, вращением алидады наводят последовательно зрительную трубу на точки А и B местности, при этом коллимационная плоскость проходит через стороны OА и OВ измеряемого угла. С помощью отсчетного приспособления делают отсчеты по лимбу. Разность отсчетов дает значение угла β = b – а.
25.Классификация теодолитов
Теодолит предназначен для измерения горизонтальных и вертикальных углов для измерения расстояний для измерения ориентирных углов. Приборы у которых горизонтальные и вертикальные круги выполнены из высокоточного стекла относятся к оптическим теодолитам. По точности теодолиты подразделяются:1) высокоточные Т-12) точные Т2 и Т53) технические Т15, Т304) учебные Т60 Цифра после буквы означает среднеквадратичную погрешность измерения угла в секунду полным приёмом. По устройству теодолиты подразделяют на прямые и обратные. С цилиндрическим уровнем и с компенсатором- это устройство внутри прибора позволяющее автоматически приводить ось прибора в отвесное положение.
Основные части теодолита.
1) Зрительная труба: объектив, окуляр, сетка нитей, линза.
Линия проходящая через центр окуляра и центр объектива называется оптическая ось. Визирная ось-линия проходящая через центр объектива и центр сетки нитей.
Характеристики зрительной трубы. Увеличение. Полезрение, то пространство которое видно в зрительную трубу при неподвижном её положении. Освещённость.2) Горизонтальный круг выполняется из высокоточного стекла и он поделён на градусы.
Вертикальная ось прибора –линия проходящая через центр алидады либо ось вращения теодолита.3)Вертикальный круг состоит из лимба и алидады. Уровень предназначен для приведения прибора в рабочее положение. Ось цилиндрического уровня- касательная линия внутри поверхности уровня в нуль пункт. Свойство цилиндрического уровня.
Когда пузырёк находится в ноль пункте, ось уровня занимает горизонтальное положение. Центр деления угол отклонения от горизонтального положения при смещения пузырька на 1 деление. Существуют штриховые микроскопы, шкаловой микроскоп, оптический микроскоп, микроскоп-микрометр. Основные оси теодолита: Вертикальная ось(ось вращения),ось цилиндрического уровня, горизонтальная (ось вращения зрительной трубы), визирная ось зрительной трубы.
26.Основные части теодолита
Для выполнения архитектурно строительных работ применяются оптические и электронные тахометры и теодолиты, позволяющие измерять горизонтальные и вертикальные углы со средней квадратической погрешностью в 30``. В архитектурно-геодезической практике широкое применение нашел теодолит 2Т30.Он предназначен для измерения горизонтальных и вертикальных углов и расстояний нитяным дальномером,1)основание-дно футляра.2)подставка-служит основанием прибоора.внутри у нее большой винт,который определяет ось вращения прибора3)подъемные винты-помогают нам установить устройство в горизонтальном положении.4)окуляр микроскопа отсчетного устройства-определяет горизонтальные и вертикальные углы.5 )объектив зрительной трубы-служит для формирования изображения визирной цели.6)визир-предназначен для наводки на цель.7)закрепительный винт зрительной трубы-фиксирует положение зрительной трубы.8)кремальера-ее вращением осуществляем фокусировку зрит.трубы на цель.9)наводящий винт зрительной трубы-10)цилиндрический уровень-служит для приведения трубы в горизонтальное положение11)закрепительный винт алиады-фокусирует положение алиады 12)наводящий винт алиады-точное навеление трубы на предмет. 13)наводящий винт лимба- точное микрометрическое смещение лимба 14) зеркало подсветки-позволяет регулировать четкость и освещенность картинки 15) зрительная труба- служит для наведения на предмет(визир. Цель) 16) вертикальный круг- для измерения вертикальных углов и углов наклона.17) окуляр зрительной трубы-для увеличения изображения визир. Цели.Геометрические оси теодолита:1. ОО1 - ось вращения прибора (вертикальная ось теодолита),2. UU1 - ось цилиндрического уровня (касасельная к внутренней поверхности ампулы в нульпункте), 3. WW1 – визирная ось зрительной трубы (прямая, соединяющая оптический центр объектива и крест сетки нитей),4.VV1 - ось вращения зрительной трубы
27.приведение теодолита в рабочее положение(горизонтирование и центрирование)
Перед измерением угла необходимо привести теодолит в рабочее положение, то-есть, выполнить три операции: центрирование, горизонтирование и установку зрительной трубы. Центрирование теодолита - это установка оси вращения алидады над вершиной измеряемого угла; операция выполняется с помощью отвеса, подвешиваемого на крючок станового винта, или с помощью оптического центрира. Горизонтирование теодолита - это установка оси вращения алидады в вертикальное положение; операция выполняется с помощью подъемных винтов и уровня при алидаде горизонтального круга. Установка трубы - это установка трубы по глазу и по предмету; операция выполняется с помощью подвижного окулярного кольца (установка по глазу - фокусирование сетки нитей) и винта фокусировки трубы на предмет
28.Технология измерения горизонтальных углов теодолитом 2Т30
Горизонтальные направления способом круговых приемов измеряют при двух положениях вертикального круга с замыканием горизонта. Каждый прием наблюдений выполняется в следующем порядке. В первом полуприеме наводят зрительную трубу теодолита на пункт, принятый за начальный. Вращением наводящего винта алидады наводят вертикальную нить зрительной трубы на визирную цель наблюдаемого пункта и записывают в журнал отсчет по горизонтальному кругу. Далее, вращая алидаду по ходу часовой стрелки, наводят зрительную трубу на следующий пункт и снова записывают отсчеты по горизонтальному кругу и т. д. Полуприем наблюдения заканчивают повторным наведением трубы на начальный пункт — замыканием горизонта.Для выполнения второго полуприема переводят зрительную трубу через зенит. Не изменяя положения лимба, вращением алидадной части против хода часовой стрелки наводят зрительную трубу на начальный пункт и записывают отсчет по горизонтальному кругу. Вращая далее алидаду против хода часовой стрелки, наводят зрительную трубу поочередно на все пункты, которые наблюдались в первом полуприеме, но в обратном порядке. Второй полуприем также заканчивается повторным наблюдением начального направления. www.mgugik.netПри наведении зрительной трубы на каждый пункт дважды совмещают и записывают отсчеты по оптическому микрометру; разности между этими отсчетами не должна превышать 2".При выполнении наблюдений двумя приемами в первом приеме горизонтальный круг устанавливают на отсчет, близкий к 0°00¢, а во втором приеме—на отсчет, близкий к 90°30¢. Способ измерения отдельного угла Применяя способ измерения отдельного угла, в каждом приеме выполняют следующие действия:— вращая алидаду по ходу часовой стрелки, наводят зрительную трубу теодолита на левый предмет и записывают отсчет по горизонтальному кругу, затем наводят зрительную трубу на правый предмет и записывают отсчет по горизонтальному кругу;— переводят зрительную трубу через зенит, поворачивают алидаду на 180° и, вращая ее против хода часовой стрелки, наводят зрительную трубу на правый предмет и записывают отсчет по горизонтальному кругу, затем наводят зрительную трубу на левый предмет и записывают отсчет по горизонтальному кругу. Указанный способ не предусматривает замыкание горизонта.
29.Технология измерения вертикальных углов.
В теодолитах для измерения углов наклона – вертикальных углов, между направлениями визирной оси зрительной трубы и горизонтальной плоскостью- используется угломерный круг, жёсткой укреплённый на оси вращения зрительной трубы. На внешней части угломерного круга нанесены деления лимба, оцифровка которых отличается в различных моделях теодолита.Зрительная труба переворачивается через зенит. В связи с этим вертикальный круг может оказаться справа от неё, это положение называется круг право (КП), и слева (КЛ). Главное условие, которое должно соблюдаться в вертикальном круге, заключается в том, чтобы при совмещении нуля верньера с нулевыми шкалами вертикального круга визирная ось зрительной трубы ZZ была параллельно оси цилиндрического уровня LL. При соблюдении этого условия отсчёт по лимбу вертикального круга даёт непосредственное значение угла наклона вертикальной оси зрительной трубы. Если же ось уровня не || нулевому диаметру алидады, то при горизонтальном положении визирной оси, зрительной трубы и оси уровня нуль лимба не совпадает с нулём верньера, т.е. отсчёт по вертикальному кругу не равен нулю.Отсчёт по вертикальному кругу, соответствующий горизонтальному положению визирной оси зрительной трубы, когда пузырёк уровня выведен на середину, принято называть местом нуля, обозначается МО. Для определения значения МО визируем зрительную трубу при КП и КЛ на одну и ту же точку, и берут отсчёты по вертикальному кругу при каждом наведении трубы. Для теодолитов с круговой оцифровкой вертикального круга против часовой стрелки (Т30) значения МО и углов наклона могут быть рассчитаны по формулам:
При вычислении надо руководствоваться правилом: к величинам КП,КЛ и МО , меньшим 90О , необходимо прибавлять 360О. При секторной оцифровке лимба вертикального круга от нуля в обе стороны – по ходу и против хода часовой стрелки, т.е. для теодолитов 2Т30,Т15 ,2Е5 и др. Вычисления МО и углов наклона можно выполнять по формулам.
При этом 360О добавлять не нужно.Правильность измерений вертикальных углов на станции контролируется постоянством МО, колебания которые в процессе измерений не должны превышать двойной точности отсчётного устройства. Все отсчёты заносятся в журнал измерений
30.Поверки и исследования теодолита(оси см в предыдущем вопросе)
Теодолит как прибор для измерения углов должен удовлетворять некоторым геометрическим условиям, вытекающим из общего принципа измерения горизонтального угла.
Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады.
Ось вращения алидады должна быть установлена отвесно (вертикально).
Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы.
Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады.
Вертикальная нить сетки нитей должна лежать в коллимационной плоскости.Для всех этих условий, кроме второго, обязательно выполняются поверки для того, чтобы выяснить удовлетворяет ли конкретный теодолит перечисленным условиям. Если при выполнении поверок обнаруживается, что какое-либо условие не выполняется, производят исправление теодолита.исправление угла между осью уровня и осью вращения алидады производится исправительными винтами уровня.Установка оси вращения алидады в вертикальное положение выполняется в следующем порядке:вращая алидаду, устанавливают уровень параллельно линии, соединяющей два подъемных винта и приводят пузырек уровня в нульпункт, действуя этими двумя винтами,вращают алидаду на 90o, то-есть, устанавливают уровень по направлению третьего подъемного винта, и, действуя этим винтом, приводят пузырек уровня в нульпункт.После этого вращают алидаду и устанавливают ее в произвольное положение; пузырек уровня должен оставаться в нульпункте. Если пузырек уровня отклоняется от нульпункта больше, чем на одно деление, следует заново выполнить первую поверку и снова установить ось вращения алидады в вертикальное положение.Процедура установки оси вращения алидады в вертикальное положение называется горизонтированием теодолита.Поверка перпендикулярности визирной оси трубы к оси вращения трубы. Эта поверка выполняется с помощью отсчетов по горизонтальному кругу при наблюдении какой-либо визирной цели.Если условие выполняется, то при вращении трубы вокруг своей оси визирная линия трубы описывает плоскость, совпадающую с коллимационной плоскостью. Если угол между визирной линией трубы и осью вращения трубы не равен точно 90o, то при вращении трубы визирная линия будет описывать коническую поверхность с углом при вершине конуса 180 – 2С, где С – угол между фактическим положением визирной линии трубы и ее теоретическим положением; угол С называется коллимационной ошибкой
Навести трубу на точку можно при двух положениях вертикального круга: круг слева и круг справа; эти положения называются “круг лево” – КЛ или L и “круг право” – КП или R. Пусть при положении КЛ отсчет по лимбу будет NL. Для наведения трубы на точку при КП нужно перевести трубу через зенит и повернуть алидаду на 180. Если С = 0, то алидаду нужно повернуть точно на 180, то-есть, разность отсчетов при КЛ и КП равна точно 180 Если С= 0, то при том же положении алидады изображение точки будет находиться не в центре сетки нитей и для наведения на точку нужно повернуть алидаду на угол С Отсчет по лимбу изменится и, если правильный отсчет был NL, то отсчет, искаженный коллимационной ошибкой, будет N’L = NL + C, а NL = N’L – C. (4.2)
Рис.4.8 Рис.4.9)Чтобы навести трубу на точку при КП, нужно перевести ее через зенит и повернуть алидаду на угол 180 – 2C (рис.4.9), отсчет по лимбу будет равен:NR’ = NL + C + 180 – 2C = NR – C. (4.3)Таким образом, можно написать:NL’ = NL + C, NR’ = NR – C.Средний отсчет из отсчетов при КЛ и КП свободен от влияния коллимационной ошибки,0.5 * (NL + NR),а значение двойной коллимационной ошибки равно:2C = NL’ – NR’ + 180. (4.4)
31. Линейные измерения. Точность измерения расстояний различными способами. Компарирование.
Производство большинства видов геодезических работ сопровождается линейными измерениями на местности. Линейные измерения производят либо непосредственно путем откладывания мерного прибора в створе измеряемой линии, либо косвенно – с помощью разных типов дальномеров. Для создания топографических планов и решения отдельных геодезических задач, выполняемых в ходе строительства, используются приборы и методы,обеспечивающие получение длин линий с относительными ошибками порядка 1/2000 до 1/300.Различают непосредственное измерение расстояний и измерение расстояний с помощью специальных приборов, называемых дальномерами. Непосредственное измерение выполняют инварными проволоками, мерными лентами и рулетками. Инварные проволоки позволяют измерять расстояние с наибольшей точностью; относительная ошибка измерения может достигать одной миллионной; это означает, что расстояние в 1 км измерено с ошибкой всего 1 мм. Инвар - это сплав, содержащий 64% железа и 36% никеля; он отличается малым коэффицентом линейного расширения α = 0.5 * 10-6 (для сравнения: сталь имеет α = 12 * 10-6). Мерные ленты обеспечивают точность измерений около 1 / 2 000, т.е. для расстояния в 1 км ошибка может достигать 50 см. Мерная лента - это стальная лента шириной от 10 до 20 мм и толщиной 0.4 - 0.5 мм (рис.4.22). Мерные ленты имеют длину 20, 24 и 50 м. Целые метры отмечены пластинами с выбитыми на них номерами метров, полуметры отмечены круглыми заклепками, дециметры - круглыми отверстиями диаметром 2 мм. Фактическая длина ленты или проволоки обычно отличается от ее номинальной длины на величину Δl. Фактическую длину ленты определяют, сравнивая ее с эталонной мерой. Процесс сравнения длины мерного прибора с эталоном называется компарированием, а установка, на которой производится компарирование, - компаратором. Согласно ГОСТ 7502 - 80 допускается отклонение фактической длины новой ленты 2 мм для 20- и 30-метровых лент и 3 мм для 50-метровых. Вследствие износа фактическая длина ленты изменяется, поэтому компарирование производится каждый раз перед началом полевых работ. Длина стальных рулеток бывает 20, 30, 50, 75 и 100 м. Точность измерения расстояния стальными рулетками зависит от методики измерений и колеблется от 1/2 000 до 1/10 000. Измерение линий мерной лентой. Измеряют линии, последовательно укладывая мерную ленту в створе линии. Прежде чем измерять линию, ее нужно подготовить, а именно: закрепить на местности ее концевые точки и обозначить створ. Створом линии называют отвесную плоскость, проходящую через концевые точки. Для обозначения створа линию провешивают, т.е. устанавливают вехи через 50-150 м в зависимости от рельефа. Компарирование. До применения мерных приборов их компарируют. Компарированием называется сравнение длины мерного прибора с другим прибором, длина которого точно известна.Для компарирования ленты ЛЗ на ровной поверхности (например, досчатой, каменной) с помощью выверенной образцовой ленты отмеряют отрезок номинальной длины (20 м) и укладывают на том же месте проверяемую рабочую ленту. Совместив нулевой штрих ленты с началом отрезка, закрепляют конец ленты в этом положении. Затем ленту растягивают и линеечкой измеряют величину несовпадения конечного штриха ленты с концом отрезка, то есть отличие Dl длины ленты от номинала. В последующем эту величину используют для вычисления поправок за компарирование. Ими исправляют результаты измерений лентой. Если Dl не превышает 1-2 мм, поправкой за компарирование пренебрегают.Для компарирования ленты в полевых условиях на ровной местности закрепляют концы базиса. Базис измеряют более точным прибором (светодальномером, рулеткой или лентой, проверенной на стационарном компараторе), а затем компарируемой лентой. Из сравнения результатов измерений получают поправку Dl. Измерения выполняют несколько раз и за окончательный результат принимают среднее.Рулетки, предназначаемые для высокоточных измерений, компарируют на стационарных компараторах, где по результатам проверки длины ленты при разных температурах выводят уравнение её длины:l = l0 + Dl + a l0 (t- t0). (8.1)Здесь l - длина ленты при температуре t; l0 - номинальная длина; Dl - поправка к номинальной длине при температуре компарирования t0 ; a - температурный коэффициент линейного расширения. Для новых рулеток уравнение длины указывают в паспорте прибора.
32.Определение недоступного расстояния
При выполнении измерительных работ нередко возникают ситуации, когда та или иная линия не может быть измерена непосредственно, например,землемерной лентой или рулеткой (водные преграды, непроходимые Болота и т. Д.). В этих случаях, в зависимости от того, какими техническими Средствами располагает исполнитель (землемерными лентами
И рулетками, оптическими теодолитами, светодальномерами, электронными Тахеометрами, приборами спутниковой навигации «GPS» И т. Д.), неприступное расстояние может быть определено одним из следующих Способов:базисов;равных треугольников;прямого промера по оси;наземно-космическим.Способ базисов состоит в измерении неприступного расстояния с помощью прямой угловой засечки (рис. 10.19).На удобных участках местности для производства линейных измерений с использованием землемерной ленты или рулетки от точки А измеряемой линии строят два базиса Ь\ и ￡2 таким Образом, чтобы между ними и измеряемой прямой линией образовались два треугольника с углами при основании не менее 30° и не более 150°. Базисы измеряют землемерной лентой или рулеткой дважды и при допустимых расхождениях в промерах определяют среднее значение
Каждого из них. Полным приемом теодолита из-
33. Определение расстояния при помощи нитяного дальномера.
Билет 34. Нивелирование. Виды нивелирования.
Измерения, производимые для определения высот точек местности или их разностей (превышений), называют нивелированием.
В зависимости от того, какими методами определяются высоты точек местности или превышения между ними, различают следующие виды нивелирования: геометрическое, тригонометрическое, физическое, механическое, стереофотограмметрическое и наземно-космическое. Геометрическое нивелирование — это один из наиболее распространенных методов нивелирования, основанный на использовании горизонтального луча визирования геодезического прибора — нивелира. Тригонометрическое нивелирование основано на использовании наклонного луча визирования теодолита или тахеометра. Тригонометрическое нивелирование в настоящее время широко используют в практике изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации инженерных объектов. Особенно часто его используют при выполнении тахеометрических съемок местности. Физическое нивелирование позволяет определять высоты точек местности или превышения между ними в результате использования различных физических явлений и процессов, при этом различают: барометрическое нивелирование, основанное на использовании свойства уменьшения атмосферного давления с увеличением высоты точки. В связи с невысокой точностью определения высот точек и превышений по разности атмосферного давления в инженерном деле барометрическое нивелирование практически не используют;
гидростатическое нивелирование основано на использовании законов равновесия жидкости в сообщающихся сосудах. Находит применение как один из способов передачи высот через водные преграды (например, при изысканиях паромных переправ, мостовых переходов и т. д.); радиолокационное нивелирование, в котором используют скорость распространения прямых и отраженных электромагнитных волн от источника радиоизлучения до исследуемой точки местности и обратно, находит широкое применение при выполнении аэрофотосъемок для определения с помощью радиовысотомера высоты полета летательного аппарата, с которого осуществляется аэрофотосъемка; механическое нивелирование осуществляют с помощью механических или электромеханических приборов, автоматически фиксирующих продольный профиль местности по линии, вдоль которой этот прибор перемещается. Иногда используют при съемке продольного профиля существующих автомобильных дорог; стереофотограмметрическое нивелирование производят по парам снимков одной и той же местности, снятых с разных точек, с использованием стереофотограмметрических приборов различных конструкций или персонального компьютера. Один из наиболее перспективных и широко используемых видов нивелирования; наземно-космическое нивелирование основано на использовании систем и приборов спутниковой навигации («GPS»). Приборы спутниковой навигации позволяют практически мгновенно определять координаты точек местности (в том числе и высоты). Наземно-космическое нивелирование в настоящее время является одним из наиболее эффективных и перспективных.
Билет 35. Геометрическое нивелирование.
Геометрическое нивелирование или нивелирование горизонтальным лучом выполняют специальным геодезическим прибором - нивелиром; отличительная особенность нивелира состоит в том,что визирная линия трубы во время работы приводится в горизонтальное положение. Различают два вида геометрического нивелирования: нивелирование из середины и нивелирование вперед. При нивелировании из середины нивелир устанавливают посредине между точками А и В, а на точках А и В ставят рейки с делениями (рис.4.29). При движении от точки A к точке B рейка в точке А называется задней, рейка в точке В - передней. Сначала наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет a, затем наводят трубу на переднюю рейку и берут отсчет b. Превышение точки B относительно точки А получают по формулh = a - b. (4.49) Если a > b, превышение положительное, если a < b -отрицательное. Отметка точки В вычисляется по формуле: Hв = Hа + h. Высота визирного луча над уровнем моря называется горизонтом прибора и обозначается Hг: Hг = HА + a = HВ + b. При нивелировании вперед нивелир устанавливают над точкой А так, чтобы окуляр трубы был на одной отвесной линии с точкой. На точку В ставят рейку. Измеряют высоту нивелира i над точкой А и берут отсчет b по рейке (рис.4.30). Превышение h подсчитывают по формуле: h = i - b. (4.52) Отметку точки B можно вычислить через превышение по формуле (4.50) или через горизонт прибора: Hв = Hг - b. Если точки А и В находятся на большом расстоянии одна от другой и превышение между ними нельзя измерить с одной установки нивелира, то на линии AB намечают промежуточные точки 1, 2, 3 и т.д. и измеряют превышение по частям (рис.4.31).
На первом участке A-1 берут отсчеты по задней рейке - a1 и по передней - b1. Затем переносят нивелир в середину второго участка, а рейку с точки A переносят в точку 2; берут отсчеты по рейкам: по задней - a2 и по передней - b2. Эти действия повторяют до конца линии AB. Точки, позволяющие связать горизонты прибора на соседних установках нивелира, называются связующими; на этих точках отсчеты берут два раза - сначала по передней рейке, а затем по задней.
Превышение на каждой установке нивелира, называемой станцией, вычисляют по формуле (4.49), а превышение между точками A и B будет равно: hAB = h = a - Отметка точки B получится по формуле: HB = HA + h. При последовательном нивелировании получается нивелирный ход.
36. Тригонометрическое нивелирование. Определение высоты сооружения
Тригонометрическое нивелирование называют также геодезическим или нивелированием наклонным лучом. Оно выполняется теодолитом; для определения превышения между двумя точками нужно измерить угол наклона и расстояние. В точке А устанавливают теодолит, в точке В - рейку или веху известной высоты V. Измеряют угол наклона зрительной трубы теодолита при наведении ее на верх вехи или рейки. Ошибка измерения превышения из тригонометрического нивелирования оценивается величиной от 2 см до 10 см на 100 м расстояния. При последовательном измерении превышений получается высотный ход; в высотном ходе углы наклона измеряют дважды: в прямом и обратном направлениях.
Технология полевых работ при определении высот точек методом тригонометрического нивелированияМетод съемки - полярный, в качестве полюса используют точки теодолитного хода.Минимальное расстояние между пикетными точками - 15-20 м, изгибы контуров менее 15 см обобщаются.Работа на станции при съемке реечных точек теодолита выполняется в следующем порядке:1. Перед началом работ составляют абрис (схематичный чертеж ситуации, которая подлежит съемке с этой точки). На абрисе указывают положение точек обоснования, с которых выполняется съемка, снимаемые контуры и точки.2. После составления абриса теодолит устанавливают над точкой съемочного основания, приводят его в рабочее положение, измеряют высоту инструментом, определяют МО и записывают в журнал положение круга, при котором будет выполняться съемка, значение МО и высоты инструмента.3. Совмещают 0 лимба с 0 алидады, закрепляют алидаду, открепляют лимб и наводимся на соседнюю точку обоснования, закрепляем лимб, открепляем алидаду и начинаем выполнять съемку.4. В снимаемой точке ставят рейку, наводят среднюю нить сетки нитей на высоту инструмента и берут отсчет по вертикальному и горизонтальному кругу и нитяному дальномеру. Данные записывают в журнал.5. Если по условиям местности невозможно навестись на высоту инструмента, наводятся на любой удобный отсчет, который затем учитывается в формуле вычисления превышения этой точки. При съемке контурных точек отсчет по вертикальному кругу не берется.После того, как будут отсняты все пикеты, снова наводятся на нулевое направление и определяется незамыкание.
37.Классификация нивелиров. Нивелирные рейки.
Классификация нивелиров. Устройство нивелира Н3.
Нивелир- это геодезический прибор, с помощью которого определяют превышение между точками. Нивелиры в зависимости от их конструкции бывают с цилиндрическим уровнем (уровненные нивелиры) и с компенсатором. В первом случае горизонтальность визирного луча определяется с помощью уровня, а во втором с помощью компенсатора. К названию нивелира также могут добавляться буквы К и Л, а перед буквой Н могут стоять цифры, обозначающие номер модели модификации прибора. Например: 2Н-10КЛ означает: вторая модификация нивелира Н10 с компенсатором и лимбом. В настоящее время широко используют нивелиры Н-3, Н-3К, Н-3КЛ, Н-10Л и др.Нивелир Н-3:Основными частями нивелира являются: подставка-7 снабжённая подъёмочными винтами-8, элевационный винт-6, зрительная труба-5, цилиндрический уровень-4. Наводящий винт-3, круглый уровень1, закрепительный винт2.
Основные оси нивелира: ось вращения прибора, визирная ось зрительной трубы. Для наведения прибора на рейки используют закрепительные и наводящие винты. Круглый винт служит для приведения прибора в отвесное положение.Классификация нивелиров: Высокоточные Н-0.5, точные нивелиры Н-3, технические нивелирыН-10 Нивелирная рейка — проградуированная рейка для измерения разности в уровнях с помощью нивелира или другого геодезического оборудования. Изготавливается из дерева или алюминия, для особо точных измерений изготавливают рейки из инвара. ИЛИ В зависимости от устройств, применяемых для приведения визирной оси трубы в горизонтальное положение, нивелиры изготавливают двух видов - с цилиндрическим уровнем на зрительной трубе и с компенсатором углов наклона, т.е. беэ цилиндрического уровня.
Нивелиры бывают трех классов точности:1. Н-05, Н-1, Н-2 - высокоточные для нивелирования I и II классов;2. Н-3 - точные для нивелирования III и IV классов;3. Н-10 - технические для топографических съемок и других видов инженерных работ. Число в названии нивелира означает среднюю квадратическую погрешность в мм нивелирования на 1 км двойного хода. Для обозначения нивелиров с компенсатором к цифре добавляется буква К,а для нивелиров с горизонтальным лимбом - буква Л, например Н-10КЛ. Для установки нивелира в рабочее положение его закрепляют на штативе становым винтом и вращением сначала двух, а затем третьего подъемных винтов приводят пузырек круглого уровня на середину. Отклонение пузырька от середины допускается в пределах второй окружности. В этом случае диапазон работы элевационного винта позволит установить пузырек цилиндрического уровня в нульпункт и установить визирную ось зрительной трубы в горизонтальное положение при соблюдении главного условия (для нивелира с цилиндрическим уровнем UU1 WW1). Приближенное наведение на нивелирную рейку выполняют с помощью мушки, расположенной сверху зрительной трубы. Более точное наведение осуществляют вращением наводящего винта зрительной трубы, которую перед отсчетом по рейке предварительно устанавливают по глазу (вращением окуляра) и по предмету (вращением кремальеры) для четкого совместного изображения сетки нитей и делений на нивелирной рейке. Перед отсчетом по средней нити тщательно совмещают концы пузырька цилиндрического уровня в поле зрения трубы, медленно вращая элевационный винт.
39.Устройство нивелира. Принцип взятия отсчета.
Нивелирование: цели, задачи, виды
Нивелирние-вид геодез.измер,в рез кот опр .превыш точек и их высоты над уровенн поверхн. Виды: 1)геометрич -превыш опр с пом горизонт луча визир-ния (для этого исп нивелир) с использ спец нивелирн реек.2)Тригонометрич-с пом наклонного луча визир,т.е. с пом теодолита.(при этом измер угол наклона и расст между 2 т).3)Физическое-при кот превыш опр с использ физич приёмов.(физич нивелиры: гидростатич,барометрич и радиолакционные).4)Автоматич-с пом спец техники,кот устанавл на автомобиль.(исп при нивелир дорог). При изучении фигуры Земли высоты точек земной поверхности определяют не над уровнем моря, а относительно поверхности референц-эллипсоида и применяют методы астрономического или астрономо-гравиметрического нивелирования.Нив-ние произв для изуч форм рельефа, опр высот точек при проектир, стр-ве и эксплуатац разл инженерн сооруж. Установка нивелира в рабочее положение Для установки нивелира в рабочее положение его закрепляют на штативе становым винтом и вращением сначала двух, а затем третьего подъемных винтов приводят пузырек круглого уровня на середину. Отклонение пузырька от середины допускается в пределах второй окружности. В этом случае диапазон работы элевационного винта позволит установить пузырек цилиндрического уровня в нульпункт и установить визирную ось зрительной трубы в горизонтальное положение при соблюдении главного условия (для нивелира с цилиндрическим уровнем UU1 WW1). Приближенное наведение на нивелирную рейку выполняют с помощью мушки, расположенной сверху зрительной трубы. Более точное наведение осуществляют вращением наводящего винта зрительной трубы, которую перед отсчетом по рейке предварительно устанавливают по глазу (вращением окуляра) и по предмету (вращением кремальеры) для четкого совместного изображения сетки нитей и делений на нивелирной рейке. Перед отсчетом по средней нити тщательно совмещают концы пузырька цилиндрического уровня в поле зрения трубы, медленно вращая элевационный винт. ИЛИ Согласно ГОСТ 10528 - 76 в нашей стране выпускаются нивелиры трех типов: высокоточные с ошибкой измерения превышения не более 0.5 мм на 1 км хода, точные с ошибкой измерения превышения 3 мм на 1 км хода и технические с ошибкой измерения превышений 10 мм на 1 км хода.
Нивелиры всех типов могут выпускаться либо с уровнем при трубе, либо с компенсатором наклона визирной линии трубы. При наличии компенсатора в шифре нивелира добавляется буква К, например, Н-3К. У нивелиров Н-3 и Н-10 допускается наличие горизонтального лимба; в этом случае в шифре нивелира добавляется буква Л, например, Н-10Л.
Нивелир - геодезический прибор, предназначенный для определения разности высот двух точек при помощи горизонтального луча и нивелирных реек, вертикально установленных в этих точках.
Нивелир Н-3; 1- корпус,2 — мушка,3,8 — уровни,4 — наводящий винт,5 — пружна пластинка,6 — подъёмные винты,7 — подставка,9 — элевационный винт,10 — опорная площадка,11 — винт кремальеры,12 — окуляр,13 — зрительная труба
Элевационный винт служит для приведения визирной линии трубы в горизонтальное положение. С его помощью поднимают или опускают окулярный конец трубы; при этом пузырек уровня перемещается и когда он будет точно в нуль-пункте, визирная линия должна устанавливаться горизонтально.
40.Порядок работы на станции при определении превышения.
Работа с нивелиром на станции
Для определения превышений между связующими точками, на каждой станции нивелир устанавливают посредине между ними (рис. 90). За связующие точки принимают пикеты или плюсовые точки, но чтобы расстояние между ними не более 150 м, а превышения несколько меньше длины рейки. При этом для контроля превышения на станции в комплект должны входить две рейки с разностью по красным сторонам реек на 100 мм. Например, одна рейка с началом отсчета 4687 мм, а вторая – 4787 мм.
Рис. 90. Нивелирование трассы
Отсчеты по рейкам, установленным на связующие точки, берут в следующей последовательности:
1) по черной стороне рейки на заднюю точку Зч;
2) по красной стороне рейки на заднюю точку Зк;
3) по черной стороне рейки на переднюю точку Пч;
4) по красной стороне рейки на переднюю точку Пк.
Вычисляют превышения
Если полученные превышения оказались равными или отличаются не более чем на 5 мм, то из них рассчитывают среднее превышение. В противном случае работу переделывают.
Пример:
Если между связующими точками находятся промежуточные (рельефные или контурные) плюсовые точки, задний реечник поочередно ставит на них рейку, и нивелировщик берёт только по её черной стороне промежуточный отсчет С (рис. 90 точки ПК0+29, ПК1+71).
После этого работу на станции заканчивают и переходят на следующую. При этом задний реечник с промежуточной точки переходит на переднюю точку новой станции. Передний реечник остается на месте и на новой станции он будет задним.
На новой станции и на всех последующих работу ведут в таком же порядке.
В зависимости от местных условий за связующие точки берут и плюсовые. Например, на станциях III и IV (рис. 90) за связующую принята плюсовая точка ПК2+59.
На крутых склонах, где превышение между пикетами больше 3 м, приходится ставить дополнительные связующие точки. Например, пикет ПК3 и ПК4 лежат на ровном крутом скате и превышение между ними больше длины рейки. В этом случае превышение между пикетами измеряют по частям, используя дополнительную связующую точку, называемую икс-точкой. Рейку в икс-точке ставят на колышек или переносной башмак. На очень крутых склонах ставят несколько икс-точек. На профиль икс-точки не наносят и расстояния от них до пикетов не измеряют. Они служат только для передачи превышений.
билет 41
Поверки нивелира. Перед поверками нивелира необходимо, во-первых, отрегулировать длину пузырька уровня и, во-вторых, при помощи круглого уровня приближенно привести ось вращения нивелира в вертикальное положение. Без этого нельзя будет увидеть изображение половинок концов пузырька через оптическую систему уровня.Глухой нивелир НГ должен удовлетворять следующим условиям:1. Ось цилиндрического уровня должна быть перпендикулярна к оси вращения инструмента.Приведя при помощи круглого уровня ось вращения нивелира в рабочее положение, устанавливают ось цилиндрического уровня по направлению двух подъемных винтов и, действуя ими, приводят пузырек уровня на контакт изображений половинок его концов, наблюдаемых через призменную систему. Затем поворачивают верхнюю часть инструмента на 180°. Если после этого контакт не нарушится, то условие выполнено. В противном случае, действуя исправительным винтом. при уровне, уменьшают расхождение изображений на половину. Поверку повторяют до тех пор, пока условие будет выполнено, уточняя перед каждым повторением поверки приведение оси вращения нивелира в вертикальное положение при помощи цилиндрического уровня. Повторяя таким образом поверку несколько раз, можно добиться выполнения указанного условия и попутно привести ось вращения инструмента в вертикальное положение. Если при контакте изображений пузырек, наблюдаемый через боковой прорез в коробке уровня, не окажется в середине трубки, то в этом случае нулъпункт уровня следует считать перемещенным в ту точку, которая соответствует контакту изображений, наблюдаемых через призменную систему.2. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира, После приведения при помощи поверенного цилиндрического уровня оси вращения нивелира в вертикальное положение пузырек круглого уровня должен находиться в центре окружности на коробке уровня. Это условие должно быть выполнено заводом, и поэтому круглый уровень нивелира НГ исправительных винтов не имеет. Однако отрегулировать положение пузырька в случае невыполнения названного условия можно, освободив винты, скрепляющие уровень с подставкой, и положив под уровень бумагу или станиоль так, чтобы после закрепления уровня условие выполнялось. 3. Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна к оси вращения нивелира. После приведения оси вращения нивелира в вертикальное положение приводят пузырек уровня на контакт, наводят поверяемую нить сетки на какую-либо точку (или берут отсчет по рейке) и наводящим винтом вращают медленно корпус трубы; нить при этом должна оставаться на данной точке (или отсчет по рейке не должен изменяться). В противном случае юстировку выполняют, как у теодолита. Установив правильно сетку, в дальнейшем при повторении поверок эту можно не повторять. 4. Визирная ось зрительной трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня. Поверка выполнения этого условия может быть осуществлена двойным нивелированием одной и той же линии при расстоянии между нивелируемыми точками 40—50 м; линию А В нивелируют дважды по способу вперед, установив нивелир и рейку. Измерив высоты инструмента i1 и i2 и приводя каждый раз пузырек уровня на контакт изображений, делают по рейке отсчеты b1 и b2. Если бы условие параллельности визирной оси и оси уровня было выполнено, то верные отсчеты по рейке были бы соответственно равны b1’ и b2’. При невыполнении этого условия в оба отсчета войдет ошибка х, определив которую, найдем верные отсчеты b1’ = b1 – x и b2’ = b2 – x.Для абсолютного значения превышения h можно написать два выражения:½h½ = i1 – b1’ = i1 – b1 + x. ½h½ = b2’ – i2 = – i2 + b2 – x, i1 – b1 + x = – i2 + b2 – x x = – Найдя ошибку х, вычисляют верный отсчет по второй формуле (а). На этот отсчет и должна быть установлена горизонтальная нить сетки при помощи исправительных винтов. После юстировки поверку повторяют. Если нивелир устанавливать так, чтобы окуляр трубы при горизонтальном положении визирной оси был впереди колышка на 2—3 см, то, поставив на колышек рейку, можно весьма точно отсчитать по рейке высоту инструмента. Для этого на объектив надевают крышку, сделанную из картона, окрашенного в черный цвет, и имеющую в середине круглое отверстие диаметром 2—3 мм. Наблюдатель, глядя на рейку через отверстие, дает указание помощнику установить на рейке движок из тонкого прозрачного целлулоида с черным горизонтальным штрихом так, чтобы штрих был виден точно в середине отверстия крышки. После этого, отведя глаз от трубы, наблюдатель делает отсчет по рейке, пользуясь этим штрихом
билет 42
Топографической съемкой называют комплекс полевых и камеральных работ по определению взаимного планово-высотного расположения характерных точек местности, выполняемых с целью получения топографических карт и планов, а также их электронных аналогов — электронных карт (ЭК) и цифровых моделей местности (ЦММ).
Если съемку выполняют только для получения плана местности без изображения рельефа, то такую съемку называют ситуационной или горизонтальной.
Если в результате съемки должны быть получены план и цифровая модель местности или карта с изображением рельефа, то такую съемку называют топографической.
В зависимости от основного используемого прибора различают несколько видов съемок.
Теодолитная съемка выполняется с помощью теодолита и мерных приборов. В современных условиях в качестве мерных приборов используют светодальномеры. Поэтому теодолитную съемку удобнее всего производить теодолитом со светодальномерной насадкой или электронным тахеометром. Теодолитные съемки используют для создания ситуационных планов и карт масштаба 1:2000,1:5000 и 1:10 000. Ее широко используют для съемки полосы вдоль трассы автомобильных дорог, для съемки долины реки при изысканиях мостовых переходов. Тахеометрическая съемка выполняется с помощью теодолитов и тахеометров (номограммных или электронных). Особенно эффективной тахеометрическая съемка оказывается при использовании в качестве основного прибора электронных тахеометров. В настоящее время это один из основных методов съемки подробностей и рельефа местности. Служит для получения топографических планов и цифровых моделей местности (ЦММ) масштабов 1:500, 1:1000 и 1:2000 при изысканиях инженерных сооружений (дорог, мостовых переходов, развязок движения, гидромелиоративных систем и т. д.). Достоинствами тахеометрической съемки является возможность автоматизации процесса сбора и регистрации данных с последующим широким использованием средств автоматизации и вычислительной техники для обработки данных и подготовки топографических планов и ЦММ. Мензульная съемка осуществляется с использованием двух приборов: мензулы и кипрегеля, с помощью которых непосредственно на местности получают топографический план. Это устаревший вид топографической съемки, который несмотря на одно явное достоинство, связанное с возможностью непосредственного контроля качества производимых работ, страдает существенными недостатками, такими как: выполнение всего комплекса работ в полевых условиях, невозможность использования средств автоматизации и вычислительной техники для сбора, регистрации и обработки данных, проблемы с подготовкой топографических планов на графопостроителях и с подготовкой ЦММ. В настоящее время уже практически не используется.
Нивелирование поверхности по квадратам с помощью нивелира и землемерной ленты для получения топографических планов и ЦММ. Нивелирование поверхности особенно эффективно при использовании регистрирующих (электронных) нивелиров. Поскольку съемку осуществляют горизонтальным лучом визирования нивелира, то область ее применения ограничена равнинными участками местности. Именно по этой причине последняя находит применение при изысканиях аэродромов. Кроме того, результаты съемки нивелированием по квадратам являются готовой ЦММ в узлах правильных прямоугольных сеток.
Фототеодолитная съемка производится с помощью специального прибора — фототеодолита, который представляет собой комбинацию теодолита и высокоточной фотокамеры. При фотографировании участка местности с двух точек базиса можно получить стереоскопическую модель местности, при камеральной обработке которой можно подготовить топографический план в горизонталях и ЦММ. Это один из наиболее перспективных видов топографических съемок, требующий минимальных затрат труда в полевых условиях, с перенесением основного объема работы по получению исходной информации о местности в камеральные условия с максимальным привлечением средств автоматизации и вычислительной техники. Фототеодолитная съемка — это дистанционная топографическая съемка, использование которой оказывается особенно эффективным в открытой пересеченной и горной местности, а также при обследовании существующих инженерных сооружений.
Лазерное сканирование—это современный оперативный вид съемки местности, который вобрал в себя последние достижения компьютерных технологий. Применение лазерного сканирования местности в настоящее время оказывается особенно эффективным в связи с большими объемами полевых работ по сбору информации для разработки проектов реконструкции и капитального ремонта существующих автомобильных дорог,
Аэрофотосъемка производится с помощью специальных высокоточных фотокамер — аэрофотокамер АФА, устанавливаемых на летательных аппаратах или искусственных спутниках Земли. В отличие от фототеодолитной съемки, где луч фотографирования практически горизонтален, аэрофотосъемка производится при практически отвесном луче фотографирования. Получаемые стереоскопические модели местности легко поддаются обработке в камеральных условиях с широким привлечением средств автоматизации и вычислительной техники. Аэрофотосъемка, позволяющая с минимальными затратами труда в поле готовить в камеральных условиях топографические планы и ЦММ, чрезвычайно эффективна и находит широкое применение в практике изысканий инженерных объектов.
Развитие методов электронного фотографирования и автоматизированной обработки электронных фотографий приведет в будущем к еще более широкому применению этого современного вида топографических съемок.
Комбинированная съемка представляет собой сочетание аэросъемки и одного из видов наземных топографических съемок. Эффективна в районах со слабовыраженным рельефом, когда ситуационные особенности местности устанавливают по аэрофотоснимкам, а рельеф — по материалам одного из видов наземных топографических съемок.
Наземно-космическая — один из самых перспективных видов топографических съемок, основанный на использовании систем спутниковой навигации «GPS» (Global Positioning System). В этой системе специальные искусственные спутники Земли используют в качестве точно координированных подвижных точек отсчета, по положению которых определяют трехмерные координаты характерных точек местности наземным методом с помощью приемников спутниковой навигации «GPS». Очевидно в ближайшем будущем наземно-космическая съемка вытеснит многие традиционные виды наземных топографических съемок. Любые виды топографических съемок требуют создания планово-высотного съемочного обоснования. Принцип «от общего к частному» в полной мере реализуется при выполнении любых видов топографических съемок: создание планово-высотного съемочного обоснования, съемка подробностей местности, подготовка топографического плана и ЦММ.
билет 43
Теодолитная съемка относится к числу крупномасштабных (масштаба 1 : 5000 и крупнее) и применяется в равнинной местности в условиях сложной ситуации и на застроенных территориях: в населенных пунктах, на строительных площадках, промплощадках горных предприятий, на территориях железнодорожных узлов, аэропортов и т. п. В качестве планового съемочного обоснования при теодолитной съемке обычно используются точки теодолитных ходов. Теодолитные ходы представлят собой системы ломаных линий, в которых горизонтальные углы измеряются техническими теодолитами, а длины сторон — стальными мерными лентами и рулетками либо оптическими дальномерами. По точности теодолитные ходы подразделяются на разряды: ходы 1 разряда — с относительной погрешностью не ниже 1 .2000, 2 разряда — не ниже 1 : 1000. Обычно теодолитные ходы нужны не только для выполнения съемки ситуации местности, но и служат геодезической основой для других видов инженерно-геодезических работ. Теодолитные ходы развиваются от пунктов плановых государственных геодезических сетей и сетей сгущения.
По форме различают следующие виды теодолитных ходов:
1) разомкнутый ход, начало и конец которого опираются на пункты геодезического обоснования;
2) замкнутый ход (полигон)—сомкнутый многоугольник, обычно примыкающий к пункту геодезического обоснования; 3) висячий ход, один из концов которого примыкает к пункту геодезического обоснования, а второй конец остается свободным.
Форма теодолитных ходов зависит от характера снимаемой территории. Так, для съемки полосы местности при трассировании осей линейных объектов (дорог, трубопроводов, ЛЭП и т. п.) прокладывают разомкнутые ходы. При съемках населенных пунктов, строительных площадок, промплощадок предприятий и других.
44. Тахеометрическая съемка Тахеометрическая съемка – топографическая съемка, выполняемая с помощью теодолита или тахеометра и дальномерной рейки (вехи с призмой), в результате которой получают план местности с изображением ситуации и рельефа. Тахеометрическая съемка выполняется самостоятельно для создания планов или цифровых моделей небольших участков местности в крупных масштабах (1: 500 – 1: 5000) либо в сочетании с другими видами работ, когда выполнение стереотопографической или мензульной съемок экономически нецелесообразно или технически затруднительно. Ее результаты используют при ведении земельного или городского кадастра, для планировки населенных пунктов, проектирования отводов земель, мелиоративных мероприятий и т.д. Особенно выгодно ее применение для съемки узких полос местности при изысканиях трасс каналов, железных и автомобильных дорог, линий электропередач, трубопроводов и других протяженных линейных объектов.Слово «тахеометрия» в переводе с греческого означает «быстрое измерение». Быстрота измерений при тахеометрической съемке достигается тем, что положение снимаемой точки местности в плане и по высоте определяется одним наведением трубы прибора на рейку, установленную в этой точке. Тахеометрическая съемка выполняется обычно с помощью технических теодолитов или тахеометров.При использовании технических теодолитов сущность тахеометрической съемки сводится к определению пространственных полярных координат точек местности и последующему нанесению этих точек на план. При этом горизонтальный угол B между начальным направлением и направлением на снимаемую точку измеряется с помощью горизонтального круга, вертикальный угол v – вертикального круга теодолита, а расстояние до точки D – дальномером. Таким образом, плановое положение снимаемых точек определяется полярным способом (координатами в, d), а превышения точек – методом тригонометрического нивелирования.Преимущества тахеометрической съемки по сравнению с другими видами топографических съемок заключаются в том, что она может выполняться при неблагоприятных погодных условиях, а камеральные работы могут выполняться другим исполнителем вслед за производством полевых измерений, что позволяет сократить сроки составления плана снимаемой местности. Кроме того, сам процесс съемки может быть автоматизирован путем использования электронных тахеометров, а составление плана или ЦММ – производить на базе ЭВМ и графопостроителей. Основным недостатком тахеометрической съемки является то, что составление плана местности выполняется в камеральных условиях на основании только результатов полевых измерений и зарисовок. При этом нельзя своевременно выявить допущенные промахи путем сличения плана с местностью.
45. Съемка ситуации. Абрис.
Съемка ситуации – геодезические измерения на местности для последующего нанесения на план ситуации (контуров и предметов местности).Выбор способа съемки зависит от характера и вида снимаемого объекта, рельефа местности и масштаба, в котором должен быть составлен план .Съемку ситуации производят следующими способами: перпендикуляров; полярным; угловых засечек; линейных засечек; створов (рис. 60).
Способы съемки ситуации: 1) способ перпендикуляров; 2) полярный способ; 3) способ угловых засечек; 4) способ линейных засечек; 5) способ створов.
Рис. 60. Способы съемки ситуации:
а – перпендикуляров, б – полярный, в – угловых засечек, г – линейных засечек, д – створов. Способ перпендикуляров (способ прямоугольных координат) – применяется обычно при съемке вытянутых в длину контуров, расположенных вдоль и вблизи линий теодолитного хода, проложенных по границе снимаемого участка. Из характерной точки К (рис. 60, а) опускают на линию хода А – В перпендикуляр, длину которого S2 измеряют рулеткой. Расстояние S1 от начала линии хода до основания перпендикуляра отсчитывают по ленте.Полярный способ (способ полярных координат) – состоит в том, что одну из станций теодолитного хода (рис.60, б) принимают за полюс, например, станцию А, а положение точки К определяют расстоянием S от полюса до данной точки и полярным углом β между направлением на точку и линией А – В. Полярный угол измеряют теодолитом, а расстояние дальномером. Для упрощения получения углов, теодолит ориентируют по стороне хода.
При способе засечек (биполярных координат) положение точек местности определяют относительно пунктов съемочного обоснования путем измерения углов β1 и β2 (рис.60, в) – угловая засечка, или расстояний S1 и S2 (рис.60, г) – линейная засечка. Угловую засечку применяют для съемки удаленных или труднодоступных объектов. Линейную засечку – для съемки объектов, расположенных вблизи пунктов съемочного обоснования. При этом необходимо чтобы угол γ, который получают между направлениями при засечке был не менее 30° и не более 150°.Способ створов (промеров). Этим способом определяют плановое положение точек лентой или рулеткой.(рис. 60, д). Способ створов применяется при съемке точек, расположенных в створе опорных линий, либо в створе линий, опирающихся на стороны теодолитного хода. Способ применяется при видимости крайних точек линии. Результат съемки контуров заносят в абрис. Абрис называют схематический чертеж, который составляется четко и аккуратно.
46.Теодолитный ход. Виды теодолитных ходов.привязка. рекогнасцировка.
Теодолитной именуется горизонтальная (контурная) съемка местности, в итоге которой может быть получен план с изображением ситуации местности (контуров и местных предметов) без рельефа. Теодолитная съемка относится к числу крупномасштабных (масштаба 1 : 5000 и крупнее) и применяется в равнинной местности в критериях сложной ситуации и на застроенных территориях: в населенных пт, на строй площадках, промплощадках горных компаний, на территориях жд узлов, аэропортов и т. п. В качестве планового съемочного обоснования при теодолитной съемке традиционно употребляются точки теодолитных ходов.Теодолитные ходы представляет собой системы ломаных линий, в которых горизонтальные углы измеряются техническими теодолитами, а длины сторон — железными мерными лентами и рулетками или оптическими дальномерами. По точности теодолитные ходы разделяются на разряды: ходы 1 разряда — с относительной погрешностью не ниже 1 .2000, 2 разряда — не ниже 1 : 1000. Традиционно теодолитные ходы необходимы не лишь для выполнения съемки ситуации местности, но и служат геодезической основой для остальных видов инженерно-геодезических работ. Теодолитные ходы развиваются от пт плановых муниципальных геодезических сетей и сетей сгущения.По форме различают последующие виды теодолитных ходов: 1) разомкнутый ход, начало и конец которого опираются на пункты геодезического обоснования (рис. 71, а); 2) замкнутый ход (полигон)—сомкнутый многоугольник, традиционно примыкающий к пт геодезического обоснования (рис. 71, б); 3) висящий ход, один из концов которого примыкает к пт геодезического обоснования, а 2-ой конец остается вольным (рис. 71, в).Форма теодолитных ходов зависит от нрава снимаемой местности. Так, для съемки полосы местности при трассировании осей линейных объектов (дорог, трубопроводов, ЛЭП и т. п.) прокладывают разомкнутые ходы. При съемках населенных пт, строй площадок, промплощадок компаний и остальных..Рекогносцировка — осмотр и обследование местности с целью выбора положения астрономических и геодезических опорных пунктов для обоснования топографических съёмок. Сопровождается расчётами высоты геодезических сигналов, устанавливаемых в опорных пунктах и обеспечивающих видимость между ними; при расчётах учитывается кривизна Земли, особенности рельефа и местные препятствия. В измеренные длины вводят поправки за компарирование мерной ленты, ее температуру при измерении и за наклон полосы к горизонту. Введение поправки за компарирование непременно, ежели ее влияние на длину измеряемой полосы превосходит 1 : 10000. Поправку за температуру вводят в вариантах, ежели разность температур измерения и компарирования превосходит 8°.Данные угловых и линейных измерений заносятся в полевые журнальчики установленной формы.Для получения координат точек теодолитных ходов в общегосударственной системе координат и для воплощения контроля измерений теодолитные ходы следует привязывать к пт геодезической опорной сети. Суть привязки состоит в передаче с опорных пт плановых координат как минимум на одну из точек теодолитного хода и дирекционного угла на одну либо несколько его сторон. Координаты опорных пт и дирекционные углы начальных направлений выбираются из каталогов пт геодезической сети.Рассмотрим более соответствующие случаи привязки теодолитных ходов и полигонов.1. Теодолитный ход конкретно примыкает к пт опорной сети. В данном случае пункт геодезической опорной сети с известными координатами является сразу вершиной теодолитного полигона. С пт А имеется видимость на иной пункт В геодезической сети; дирекционный угол направления известен. Для передачи дирекционного угла на одну из сторон теодолитного хода следует измерить примычный угол меж начальной и определяемой сторонами. Вычисление дирекционного угла определяемой стороны теодолитного хода делается по известным формулам.2. Теодолитный ход проложен меж 2-мя пт опорной сети. Исходная и конечная точки А и С разомкнутого теодолитного хода являются пт опорной сети, координаты которых известны. С каждого из конечных пт обязано быть видно хотя бы по одному пт опорной сети. Дирекционные углы начальных сторон известны..
47.вычисление координат точек съемного обоснования
Назначение постоянного съемочного обоснования и требования, предъявляемые к нему нормативными документами.Постоянное планово-высотное съемочное обоснование должно служить не только для съемочных и изыскательских, но и для различных разбивочных работ, исполнительных съемок и съемок подземных сетей и сооружений. .Постоянное съемочное обоснование представляет сеть, состоящую из сохраняющих незыблемость на длительное время точек с определенными для них тремя координатами.На застроенных территориях постоянное планово-высотное съемочное обоснование создается проложением теодолитных ходов (или засечками) с обязательным определением координат центров смотровых колодцев подземных коммуникаций, опор осветительной сети, углов капитальных зданий и сооружений, расположенных на углах кварталов, улиц, переулков и внутри кварталов, а также в районах со свободной планировкой, но не реже чем через 300 м Плановые координаты этих точек должны определяться с пунктов опорных геодезических сетей и теодолитных ходов 1 разряда, прокладываемых для съемок масштабов 1 : 1 ООО и 1 : 500.Точки на углах зданий, для которых определяются координаты, должны находиться на высоте 1 м от поверхности земли или ее покрытия или на высоте геодезического прибора. Все точки, составляющие постоянное съемочное обоснование, должны максимально- использоваться как исходные для возможного сгущения сети, при условии сокращения вдвое длин ходов прокладываемых между пунктами опорной сети Предельные длины теодолитных ходов
Долговечность такой точки равна периоду эксплуатации сооружения, на котором она установлена. Точки на углах зданий могут быть использованы в качестве ориентирных пунктов при привя-зочиых работах, при этом не требуется постановки специальных визирных целей и упрощается рекогносцировка привязок. Съемки и разбивки от точек на углах зданий будут использованы для объектов, строящихся на данной территории, что повысит точность раз-бивочных работ.Сохранившиеся пункты локальных разбивочных сетей должны включаться в создаваемое постоянное планово-высотное съемочное обоснование. Если определение плановых координат этих пунктов в локальных сетях производилось с большой точностью (строительные сетки, мостовые и тоннельные триангуляции и т. п.), то в каждом конкретном случае необходимо проверить сохранность планового положения отдельных пунктов, возможность использования всей локальной сети или ее отдельных измеренных элементов в качестве исходных или повышающих жесткость новой сети, а также привязать локальную сеть. При использовании пунктов локальных сетей меньшей точности (трассы линейных сооружений и коммуникаций), как правило, все измерения приходится повторять.Общим принципом при включении пунктов локальных сетей является определение планового и высотного положения этих пунктов относительно ближайших пунктов постоянного съемочного обоснования с точностью, обеспечивающей производство топографических съемок масштаба 1 : 500.(((Пространственная прямая фотограмметрическая засечка с изолированных фотостан ц и й. Для определения пространственных координат, точки М (рис. 8.6) фотосъемка выполняется не менее чем с трех станций фотографирования Slt S2 и S3 так, чтобы на трех снимках Ръ Р^ и Рз был изображен один и тот же участок местности с определяемой точкой. Геодезические координаты станций должны быть известны.В процессе камеральной обработки по фотоснимкам восстанавли вают направления S1m1M, S2m2M, S3m3M на определяемую точку и вычисляют их дирекционные углы aL, а2 и сс3. После этого по известным формулам прямой засечки определяют пространственные координаты точки М.Если дирекционные углы оптических осей снимков Тъ Т2, Т3 известны, то направления на определяемую точку М восстанавливают путем вычисления горизонтальных %lt Х2, и вертикальных Pi> Р г> Рз углов между оптическими осями соответствующих снимков и направлениями на точку М на основании измеренных на снимках плоских прямоугольных координат изображений mL, m2, m3 по формулам
где Xi, zi — плоские прямоугольные координаты точки изображения (см. рис. 8.2) на i-м снимке (i = 1, 2, 3), f — фокусное расстояние фотокамеры. Координаты точек снимка измеряют на стереокомпараторе монокулярным способом раздельно по каждому снимку.Для повышения точности конечных результатов и для контроля определения дирекционных углов на каждом снимке должно быть получено изображение не менее, чем двух твердых пунктов, имеющих геодезические координаты.Координаты точки М вычисляют дважды по двум парам фотостанций отдельно, например по 5,, S2 и S2, S3. За окончательный результат принимают среднее из двух определений.По вычисленным углам наклона направлений на определяемую точку М и по исходным высотам центров проектирования вычисляют высоту точки М не менее чем по двум направлениям. Среднее из двух определений принимают за окончательное значение высоты точки М.)))
48.Гос Геод Сеть.Закладка Пунктов Ггс
Государственная геодезическая сеть (ГГС) – система закрепленных на местности пунктов, положение которых определено в единой системе координат и высот. ГГС предназначена для решения следующих основных задач, имеющих хозяйственное, научное и оборонное значение:
– установление и распространение единой государственной системы геодезических координат на всей территории страны и поддержание ее на уровне современных и перспективных требований;
– геодезическое обеспечение картографирования территории России и акваторий окружающих ее морей;
– геодезическое обеспечение изучения земельных ресурсов и землепользования, кадастра, строительства, разведки и освоения природных ресурсов;
– обеспечение исходными геодезическими данными средств наземной, морской и аэрокосмической навигации, аэрокосмического мониторинга природной и техногенной сред;
– изучение поверхности и гравитационного поля Земли и их изменений во времени;
– изучение геодинамических явлений;
– метрологическое обеспечение высокоточных технических средств определения местоположения и ориентирования. Геодезические высоты пунктов ГГС определяют как сумму нормальной высоты и высоты квазигеоида над отсчетным эллипсоидом или непосредственно методами космической геодезии, или путем привязки к пунктам с известными геоцентрическими координатами. Нормальные высоты пунктов ГГС определяются в Балтийской системе высот 1977 года, исходным началом которой является нуль Кронштадтского футштока. Карты высот квазигеоида над общим земным эллипсоидом и референц-эллипсоидом Красовского на территории Российской Федерации издаются Федеральной службой геодезии и карто-графии России и Топографической службой ВС РФ. Масштаб ГГС задается Единым государственным эталоном времени-частоты-длины. В работах по развитию ГГС используются шкалы атомного ТA (SU) и координированного UTC (SU) времени, задаваемые существующей эталонной базой Российской Федерации, а также параметры вращения Земли и поправки для перехода к международным шкалам времени, периодически публикуемые Госстандартом России в специальных бюллетенях Государственной службы времени и частоты (ГСВЧ). Астрономические широты и долготы, астрономические и геодезические азимуты, определяемые по наблюдениям звезд, приводятся к системе фундаментального звездного каталога, к системе среднего полюса и к системе астрономических долгот, принятых на эпоху уравнивания ГГС. Метрологическое обеспечение геодезических работ осуществляется в соответствии с требованиями государственной системы обеспечения единства измерений. Все геодезические сети можно разделить по следующим признакам: По территориальному признаку:глобальная,национальные (ГГС)
сети специального назначения (ГССН)4) съемочные сети
по геометрической сущности:
1) плановые2) высотны3) пространственные Глобальные сети создаются на всю поверхность Земли спутниковыми методами, являясь пространственными с началом координат в центре масс Земли и определяемые в системе координат ПЗ-90.
Национальные сети делятся на: Государственную геодезическую сеть (ГГС) с определением координат в СК-95 в проекции Гаусса-Крюгера на плоскости и на Государственную нивелирную сеть (ГНС) с определением нормальных высот в Балтийской системе, т.е. от нуля Кронштадтского футштока.Геодезические сети специального назначения (ГССН) создаются в тех случаях, когда дальнейшее сгущение пунктов ГГС экономически нецелесообразно или когда требуется особо высокая точность геодезической сети. В зависимости от назначения эти сети могут быть плановыми, высотными, планово-высотными и даже пространственными и создаваться в любойсистеме координат Съемочные сети являются обоснованием для выполнения топосъемок и создаются обычно планово-высотными. В указанную систему построений вписываются также существующие сети триангуляции и полигонометрии 1-4 классов. На основе новых высокоточных пунктов спутниковой сети создаются постоянно действующие дифференциальные станции с целью обеспечения возможностей определения координат потребителями в режиме близком к реальному времени. По мере развития сетей ФАГС, ВГС и СГС-1 выполняется уравнивание ГГС и уточняются параметры взаимного ориентирования геоцентрической системы координат и системы геодезических координат СК-95.Плотность размещения пунктов ГГС следующая:
масштаб 1 пункт на: сред. расст. 1:25000 50-60 км2 7-8 км 1:10000 50-60 км2 7-8 км 1:5000 20-30 км2 5-6 км 1:2000 5-15 км2 2-4 км Ошибка длины: ms = 0.25 mM, где m – графическая ошибка длины на карте, M – знаменатель масштаба. На каждом пункте существующей ГГСН в соответствии с «Инструкцией о построении государственной геодезической сети», М., Недра, 1966 г. определяются по два ориентирных пункта с подземными центрами, пронумерованные от направления на север по часовой стрелке, на расстоянии от центра пункта не менее 500 м в открытой и 250 м в занесенной местности, с обеспечением видимости на них непосредственно с центра. Высоты всех пунктов ГГС определены в основном тригонометрическим нивелированием по сторонам сети от пунктов, принятых за опорные, которые определены геометрическим нивелированием и расположены не реже чем 3 стороны полигонометрии или 75 км в сети триангуляции.
49.Методы Постороения Ггс. Триангуляция.Полигонометрия.Трилатерация.
Основными методами построяния государственной геодезической сети являются триангуляция, полигонометрия, трилатерация и спутниковые координатные определения. Выбор конкретного метода определяется условиями местности, требуемой точностью и экономической эффективностью. триангуляция Считают, что метод триангуляции предложен в 1614 г. Снеллиусом. На командных высотах устанавливают геодезические пункты, соединяя которые, получают треугольники (рис. 1.3). В сети треугольников известными являются координаты пункта А, базис в и дирекционный угол а стороны АВ или координаты пунктов А и В. На пунктах триангуляции в треугольниках измеряют горизонтальные углы. Вычислив дирекционные углы и длины сторон треугольников, определяют координаты всех пунктов сети.ПолигонометрияНа местности строят геодезические пункты, которые соединяют между собой одиночным ходом или системой ходов, в которых измеряют длины сторон Si, соединяющие пункты, и на пунктах — углы поворота βi. Конечные пункты полигонометрии являются опорными, и на них измеряют примычные углы β0 и βn между твердыми и определяемыми сторонами, для твердых сторон известны дирекционные углы или азимуты. В крупных городах, в залесенной местности и т. п. метод полигонометрии может быть более эффективным, так как требует менее высоких геодезических знаков, с которых нужно обеспечить видимость на гораздо меньшее число пунктов, чем в триангуляции и трилатерации (в среднем на постройку знаков приходится 50-60% всех затрат, их стоимость возрастает примерно пропорционально квадрату увеличения высот).Недостатками полигонометрии по сравнению с триангуляцией являются: меньшая жесткость геометрического построения, меньшее число условных уравнений, слабый контроль полевых измерений, обеспечение узкой полосы местности.Трилатерация, как и триангуляция, состоит из цепочки треугольников, геодезических четырехугольников, центральных систем, сплошных сетей треугольников, в которых измеряют длины сторон. Исходными в трилатерации являются координаты одного или нескольких пунктов, а также дирекционные углы одной или нескольких сторон. Совершенствование и повышение точности свето- и радиодальномеров увеличивает роль трилатерации, особенно в инженерно-геодезических работах. линейно угловые-В этих построениях измеряют углы и стороны треугольников, на некоторых линиях для ориентирования определяют азимуты Лапласа. Линейно-угловые сети создают для достижения максимальной точности определения координат пунктов, но они требуют гораздо больших затрат, чем триангуляция или трилатерация. Для достижения наибольшего эффекта угловых и линейных измерений целесообразно, чтобы mN/ρ = ms/s, где ms — средняя квадратическая ошибка измерения направления; р = 206 265"; ms/s — относительная средняя квадратическая ошибка измерения длин сторон, причем mN и ms должны определяться по невязкам — свободным членам условных уравнений.Комбинированные геодезические сети создают на местности с сильно различающимися условиями, когда по технико-экономическим показателям целесообразно на одном участке создавать, например, триангуляцию, а на соседних — полигонометрию или трилатерацию.
50.общие сведения о геодезических разбивочных расчетах
Геодезические разбивочные расчеты-комплекс геодезических работ,выполняемый с целью определения положения на местности осей сооружения и его деталей, содержащихся в проекте.Главные оси-две взаимно перпендикулярные оси симметрии сооружения I-I II-IIю. Основные оси А-А 1-1 и Б-Б 2-2 они образуют контур сооружения….При геодезическом контроле установки оборудования пользуются монтажными осями. Они смещены параллельно разбивочным осям на некоторое расстояние. Для разбивочных работ необходимо создание разбивочной основы. Строительная сетка наиболее распространенный вид. Это система опорных пунктов, равномерно покрывающих территорию строит. площадки и обеспечивающих возможность с необходимой точностью при наименьшей затрате времени перенести проект сооружения на местность. Сетки создаются в виде квадратов или прямоугольников со сторонами 50,100 или 200 м. выбор формы зависит от типа строящегося обьекта и характера рельефа строительной площадки. Начало координат строительной сетки- пункт сетки ,расположенный в ЮЗ углу строит. площадки. В качестве пунктов разбивочной основы используют красные линии застройки, красные линии- линии границ существующих или проектируемых проездов. Ограничивают контуры застройки. Высотную основу на строительной площадки создают путем проложения нивелирных ходов различной точности в зависимости от видов сооружения .точность разбивочных работ 1)точность разбивки на местности главных или основных осей сооружения относително пунктов разбивочной основы.2)точность детальной разбивки элементов относительно осей сооружения .в первом случае допускается ошибка порядка нескольких сантиметров. Элементы разбивочных работ 1. Построение на местности проектного горизонтального угла 2. Вынос на местности проектного расстояния 3. Вынос в натуру проектной отметки 4. Построение проектной линии с заданным уклоном 5. Разбивка линии заданного уклона.
56. Продольное нивелирование трассы. Полевые работы.
Нивелирование трассы и поперечников
Для определения высот пикетов и промежуточных точек прокладывают нивелирный ход, который привязывают к реперам. Нивелирование трассы и поперечников
При нивелировании различают следующие точки:а) связующие - общие точки для двух смежных станций; между этими точками превышения определяют дважды - по черным и по красным сторонам реек (превышение, полученное по черным сторонам реек, не должно отличаться от превышения, полученного по красным сторонам реек не более чем на +4 мм); на одной станции связующая точка является передней, а на следующей станции - задней;
б) промежуточные - характерные точки рельефа, на которых берут один отсчет только по черной стороне рейки;
в) иксовые, которые являются связующими точками и используются при больших перепадах высот, но на профиль их не наносят.
Контроль нивелирования трассы выполняют по невязке (разности между суммой измеренных превышений и их теоретическим значением), которая не должна превышать +30*?L мм, где L - длина хода в километрах.
При этом нивелирование можно выполнять одним из следующих способов:
1. Трассу нивелируют два раза одним прибором в прямом и обратном направлениях. Таким образом, образуют замкнутый нивелирный ход, в котором теоретическая сумма превышений между связующими точками равна нулю.
2. Прокладывают ход между реперами, высоты которых известны из нивелирования более высокого класса. Тогда, теоретическая сумма превышений будет равна разности высот конечного и начального реперов.
57. Геодезические работы на стадии изыскания.
Проектирование, а в последующем и строительство инженерного сооружения ведется на основе комплекса специальных работ, называемых инженерными изысканиями. Основные задачи инженерных изысканий — изучение природных и экономических условий района будущего строительства, составление прогнозов взаимодействия объектов строительства с окружающей средой, обоснование их инженерной защиты и безопасных условий жизни населения. Каждая стадия инженерных изысканий обеспечивает материалами соответствующую стадию проектирования. В связи с этим различают следующие изыскания:
предварительные на стадии технико-экономического обоснования или технико-экономического расчета;на стадии проекта;на стадии рабочей документации. Изыскания делятся на экономические и технические. Экономические изыскания проводят для определения экономической целесообразности строительства сооружения в конкретном месте с учетом обеспеченности его строительными материалами, сырьем, транспортом, водой, энергией, рабочей силой и т.п. Экономические изыскания обычно предшествуют техническим. Технические изыскания ведут для того, чтобы дать исчерпывающие сведения о природных условиях участка для наилучшего учета и использования их при проектировании и строительстве. Инженерно-геодезические изыскания позволяют получить информацию о рельефе и ситуации местности, и служат не только для проектирования, но и для проведения других видов изысканий и обследований. В процессе инженерно-геодезических изысканий выполняют работы по созданию геодезического обоснования и топографической съемке в разных масштабах на участке строительства, производят трассирование линейных сооружений, геодезическую привязку геологических выработок, точек геофизической разведки и многие другие работы. Инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания дают возможность получить представление о геологическом строении местности, физико-геологических явлениях, прочности грунтов, составе и характере подземных вод и т.п. Эти сведения позволяют сделать оценку условий строительства инженерного сооружения.
Гидрометеорологические изыскания дают сведения о водном режиме рек и водоемов, основные характеристики климата района. В процессе гидрометеорологических изысканий определяют характер изменения уровней воды, уклоны, изучают направление и скорости течений, вычисляют расходы воды, производят промеры глубин и т.д. К инженерным изысканиям для строительства также относятся: геотехнический контроль, оценка опасности и риска от природных и техногенных процессов; обоснование мероприятий по инженерной защите территорий; локальный мониторинг компонентов окружающей среды, научные исследования в процессе инженерных изысканий, авторский надзор за использованием изыскательской продукции; кадастровые работы; и другие сопутствующие работы и исследования в процессе строительства, эксплуатации и ликвидации объектов. Содержание и объемы инженерных изысканий определяются типом, видом и размерами планируемого сооружения, местными условиями и степенью их изученности, а также стадией проектирования ИЛИ Полный комплекс инженерно-геодезических изысканий на любой стадии проектирования и строительства. В комплекс работ входит: топографическая съемка, изыскания для строительства, геодезические изыскания, разбивка осей сооружений, съемка фасадов зданий, геологические изыскания, геодезическое сопровождение строительства, экологические работы. Основной комплекс работ по геодезии проводится, как правило, еще до начала проектирования. В ходе геодезических изысканий осуществляются топографические и кадастровые съемки, исследуются особенности участка строительства, определяется близость грунтовых вод. Результаты геодезических исследований влияют не только на технические параметры строящегося объекта - параметры фундамента, несущих конструкций и подземных коммуникаций, но и на решения задач связанных с управлением территориями, созданием геоинформационных систем (ГИС), экологией,приватизацией объектов недвижимости и куплей-продажей земельных участков. ИЛИ Геодезические работы на стадии изысканий (геодезической и топографической съемки) выполняются в 3 этапа: подготовительный, полевой и камеральный. На этапе подготовительных работ оформляется техническое задание (ТЗ) на геодезические изыскания, которое является основанием для проведения геодезических работ, производится сбор и анализ материалов о ранее выполненных геодезических съемках и работах на заданной территории, создание программы геодезических изысканий, с учетом требований технического задания и получение разрешения (регистрации) на производство геодезических работ. Во время полевых работ проводятся рекогносцировочные маршруты с целью осмотра местности и выбора положения геодезических опорных пунктов для обоснования топографической съемки. Выполняется комплекс полевых работ: создание и/или развитие опорных геодезических сетей, топографическая съемка, включая съемку подземных и надземных трасс и сооружений, выполняются вычислительные и другие работы с целью предварительной обработки полученных данных и материалов. На камеральном этапе составляется (обновляется) топографический план, который в дальнейшем согласуется с организациями, ответственными за эксплуатацию инженерных сетей и коммуникаций, если таковые существуют и проходят по территории геодезических работ (линии электропередач, линии связи, магистральные трубопроводы и т.д.). После прохождения всех согласований составляется технический отчет по результатам выполненных геодезических работ, содержащий схемы планово-высотных геодезических сетей, материалы полевых измерений, уравнивания и оценки точности, каталоги координат и высот в требуемых системах, кроки на каждый пункт с описанием его типа и местоположения.
58. Геодезические работы на стадии проектирования.
На стадии проектирования геодезические работы обеспечивают получение сведений о рельефе, растительности, наличии и точном местонахождении (привязке) существующих зданий и коммуникаций на территории – топографическую съемку, в результате которой получают геоподоснову, топографический план или карту. В состав топографической съемки входит съемка подземных и надземных инженерных коммуникаций, а также их согласование с эксплуатирующими организациями. В зависимости от назначения и масштаба выделяют следующие разновидности топографической съемки: Топографическая съемка общего и специального назначения подземных и надземных сооружений, инженерных коммуникаций в масштабе 1:500 обязательна для составления исполнительного генерального плана строительства и рабочих чертежей застройки с густой сетью подземных коммуникаций, объектов промышленности, а также для составления планов подземных сетей вертикальной планировки и т.д. Исполнительная топографическая съемка сверхкрупных масштабов 1:100, 1:50, а также подерёвная съемка используются для ландшафтного проектирования. Топографическая съемка подземных и надземных сооружений (инженерных коммуникаций) в масштабе 1:2000, применяется для разработки генпланов поселков, крупных промышленных предприятий, отдельных гидротехнических сооружений, составления проектов детальной планировки отдельных районов города (поселка); для составления технических проектов и рабочих чертежей насосных и компрессорных станций и многих других объектов промышленного и гражданского строительства. Исполнительная топографическая съемка масштабов 1:5000, 1:10000 используется при геодезических работах для разработки генеральных планов и проектов планировки и реконструкции сельских населенных пунктов и городов; для составления земельного кадастра и землеустройства (кадастровые планы); для проектирования железнодорожных, автомобильных дорог, магистральных каналов на стадии технического проекта; используются как основа для составления топографических и специальных планов более мелких масштабов.