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. Предмет и задачи геодезии Геодезия в переводе с греческого языка означает «землеразделение». Как одна из наук о Земле геодезия возникла в далекой древности из практических потребностей человека. Это наука об измерениях на земной поверхности, о методах изображения поверхности земли на планах и картах и о методах определения фигуры и размеров Земли. Определение формы и размеров Земли и создание государственных опорных сетей составляет предмет высшей геодезии. Построением сетей сгущения и изображением местности на планах и картах занимается топография и геодезия. Прикладная геодезия решает геодезические задачи при изысканиях, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений. |
Разработкой и изучением методов и процессов создания карт на обширные территории, всю поверхность земли и поверхности других планет занимается картография. Развитие фотографии и авиации способствовало съемке земной поверхности с самолета и развитию аэрофотосъемки и фотограмметрии. С запуском искусственных спутников Земли, других космических летательных аппаратов, с изучением шельфа океанов и морей появились новые ветви геодезии: Космическая геодезия, исследовании природных ресурсов аэрокосмическими методами, морская геодезия. Результаты геодезических измерений и прежде всего планы и карты широко используются в промышленности и на транспорте, в сельском и лесном хозяйствах, при геологической разведке и разработке месторождений полезных ископаемых, планировке и застройке городов в науке и обороне страны.
|
2. Понятие о размерах и форме Земли. Геоид (с греч «гео»-земля, «эйдос»-вид) – фигура земли, ограниченная уровенной поверхностью, совпадающей со средней уровенной поверхностью воды в открытых морях и океанах, мысленно продолженной под материками так, что для всех точек земной поверхности она перпендикулярна отвесным линиям, проходящим через эти точки. Поверхность геоида–сложная поверхность, связанная с плотностью и распределением масс внутри Земли. а=6378136±1м, α=1/298,256, где а-большая полуось, а α-сжатие(α=(a-b)/a). σ - отвесная линия; N – нормаль к эллипсоиду; U – уклонение отвеса |
|
3. Изображение земной поверхности на плоскости и шаре. Для изображения земную поверхность надо нанести на поверхность на глобусе сетку меридианов и параллелей по координатам φ и λ нанести все контуры и предметы. Зная высоты, можно изобразить и неровности местности. Но изображение на глобусе не будет наглядным даже при значительных его размеров. К тому же изображение на сфере невозможно использовать для целей проектирования инженерных сооружений. Поэтому поверхность Земли изображают на плоскости. |
4. Метод проекций в геодезии. Чтобы изобразить объемный объект на плоском чертеже, принимают метод проекции. К простейшим проекциям относятся центральная и ортогональная проекции. При центральной проекции проектирование выполняют линиями, исходящими из одной точки, которая называется центром проекции. При ортогональной проекции линии проектирования перпендикулярны плоскости проекции. Чтобы изобразить на бумаги участок земной поверхности, нужно выполнить 2 операции: сначала спроектировать все точки участка на поверхность относимости (на поверхность эллипсоида вращение, или на поверхность сферы) и затем изобразить поверхность относимости на плоскости. При проектировании отдельных точек и целых участков земной поверхности на поверхность относимости применяется горизонтальная проекция, в которой проектирование выполняет отвесными линиями. |
Отметка точки – это численное значение ее высоты. Разность отметок двух точек называется превышением одной точки относительно другой и обозначается буквой h: |
|
5. Понятие о плане, карте и профиле Уменьшенное изображение на бумаге горизонтальной проекции небольшого участка называется планом. На плане местности изображается без заметных искажений, т.к. небольшой участок поверхности относимости можно принять за плоскость. Если участок поверхности относимости, на которой спроектирована местность, имеет большие размеры, то при изображении его на плоскости неизбежны заметные искажения длин линий, углов, площадей. Уменьшенное искаженное изображение части земной поверхности или всей поверхности Земли на бумаге, построенное по определенным математическим законам, называется картой. Для качественной и количественной характеристики неровности местности по заданному направлению строят профиль местности. Уменьшенное изображение на бумаге вертикального профиля (разреза) местности называется профилем. |
6. Географические, геодезические и прямоугольные координаты. В геодезической системе координат основной координатной поверхностью считают поверхность референц-эллипсоида. Проектирование точек физической поверхности Земли на эту поверхность выполняется по нормалям. Основными координатными линиями являются геодезические меридианы и параллели. Плоскостью геодезического меридиана называют сечение эллипсоида плоскостью, проходящей через малую ( полярную ) ось. Плоскостью геодезической параллели называют плоскостью сечения эллипсоида, перпендикулярной полярной оси. Положение точки на эллипсоиде определяется пересечением меридиан и параллели, которое задается соответственно долготой и широтой. Геодезическая широта B – угол между нормалью, проходящей через заданную точку, и плоскости экватора. |
Широта изменяется от 0 до 90 градусов, к северу – северная, к югу – южная. Геодезическая долгота L – двугранный угол между плоскостью начального меридиана (гринвичского) и плоскостью геодезического меридиана, проходящего через заданную точку. Долгота изменяется от 0 до 180 градусов, к востоку – восточная, к западу – западная. Геодезический азимут А – угол в плоскости, перпендикулярный нормали, от северного направления меридиана в данной точке до направления данной линии, измеренный по ходу часовой стрелки. Изменяется от 0 до 60 градусов. Астрономическая широта φ, долгота λ и азимут А определяются аналогично геодезическим, но относятся они к отвесной линии в данной точке. Отвесная линия зависит от распределения и плотности масс внутри Земли и всегда совпадает с направлением силы тяжести в данной точке. |
|
Положение точки на Земле (широта, долгота) определяется в географических системах координат Географическая широта φ– угол между плоскостью экватора и отвесной линией в пункте (mOM), или дуга меридиана от экватора до пункта(mM). Северное полушарие: 00 ≤ φ ≤ 900 с.ш. Южное полушарие: 00 ≤ φ ≤ 900 ю.ш. Географическая долгота λ– двугранный угол между плоскостями начального и текущего меридианов (gom), или дуга экватора от начального до текущего меридиана (gm). Восточное полушарие: 00 ≤ λ ≤ 1800 в.д. Западное полушарие: 00 ≤ λ ≤ 1800 з.д. Система прямоугольных пространственных координат Х, У, Z с началом в центре земного эллипсоида. Оси Х и У располагаются в плоскости экватора, первая – в плоскости начального меридиана, вторая – ей перпендикулярна, ось Z по земной оси. Такая система координат называется геоцентрической. |
7. Топографические карты СНГ. Разграфка и Номенклатура топокарт. Номенклатура – система обозначения листов топокарт. Разграфка – это система деления и взаимного расположения листов топокарт. Топографической картой называется такая карта, полнота содержания и точность которой позволяют решать по ней технические задачи. Изображаются в следующих масштабах: 1:2 000, 1:5 000, 1:10 000, 1:25 000, 1:50 000, 1:100 000, 1:200 000, 1:300 000, 1:500 000, 1:1000 000. Отношение длины линии на карте ( плане) к длине горизонтального положения этой линии на местности называется масштабом карты ( плана). Точность масштаба – это длина горизонтального положения линии местности, соответствующей на карте 0,1 мм. В основе карты положен лист карты масштаба 1:100 000 с размерами 4 градуса по широте и 6 градусов по долготе. |
Поверхностью Земного шара разделена по широте на пояса, ограниченные параллелями через 4 градуса (ряд) и обозначенные заглавными буквами латинского алфавита, начиная от экватора к полюсам ( A-V ) по долготе – на колонны ограниченные меридианами через 6 градусов (колонны) и обозначенные арабскими цифрами начиная от 180 меридиана. Колонна первая ограничена меридианами 180 и 174 западной долготы. |
|
8. Азимут и румб. Магнитный азимут. Склонение магнитной стрелки. Азимут линии – горизонтальный угол от северного направления меридиана до направления данной линии, измеренный по ходу часовой стрелки. Азимут называется истинным и обозначается буквой А, если он отсчитывается от истинного меридиана, магнитным Ам – когда он отсчитывается от северного направления магнитного меридиана. Азимуты могут иметь значения от 0 до 60 градусов. В качестве исходного направления принимают северное направления истинного или магнитного. Направление истинного меридиана в данной точке совпадает с направлением полуденной линии ( направления тени в полдень). Точное направления истинного меридиана можно определить из астрономических направлений солнца и звезд. |
Направления магнитного меридиана совпадает с направлением магнитной стрелки, которая, будучи свободно подвешенной на острие шпиля, вот воздействие земного магнетизма устанавливается в плоскости магнитного меридиана. Магнитный и истинный меридианы, проходящие через заданную точку, как правило, не совпадают, угол между ними называется склонением магнитной стрелки σ. A = Am + σ Румб – острый угол, отсчитанный от ближайшего конца меридиана (северного или южного) до направления данной линии. |
10.Дирекционный угол. Связь между дирекционными углами предыдущей и последующей линии . Обратный азимут линии Дирекционный угол – горизонтальный угол между северным направлением осевого меридиана и направлением данной линии. |
|
11. Рельеф. Основные формы рельефа. Совокупность неровностей земной поверхности называются рельефом. Гора (или холм) – это возвышенность конусообразной формы. Она имеет характерную точку – вершину, боковые скаты ( склоны) и характерную линию – линию подошвы. Котловина – это углубление конусообразной формы, Котловина имеет характерную точку – дно, боковые скаты ( склоны) и характерную линию – линию бровки. Хребет – это вытянутая и постепенно понижающаяся в одном направлении возвышенность. Он имеет характерные линии: одну линию водораздела, образуемую боковыми скатами при их слиянии вверх, и две линии подошвы. |
Лощина – это вытянутое и открытое с донного конца постепенно понижающееся углубление. Лощина имеет характерные линии: одну линию водослива, 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. |
12. Изображение рельефа горизонталями и условными знаками. Горизонталь на местности можно представить как береговую линию острова или озера, т.е. след пересечения уровенной поверхности воды с физической поверхностью земли. Горизонталь – замкнутая кривая линия, все точки которой имеют одинаковые отметки. Высота сечения рельефа – это горизонтальные плоскости, расположенные на одинаковом расстоянии по высоте одна от другой и обозначается буквой h. Тангенс угла наклона называется уклоном и обозначается буквой i; и формула |
|
13. Задачи решаемые на топокартах. Измерение углов и азимутов по карте. Чтобы определить направление линии, проще всего измерить дирекционный угол этой линии по карте. На карте дана какая то линия, дирекционный угол которой нужно определить. К точке пересечения линии с линией километровой сетки прикладывается центр градуированного круга транспортира так, чтобы нулевой диаметр транспортира совпадал с линией сетки, тогда угол α, измеренный от северного направления сетки до направления линии по ходу часовой стрелки, и будет дирекционным углом линии. Истинный азимут линии вычисляют по измеренному дирекционному углу по формуле A=α+γГ (где γГ – гауссово сближение меридианов), величина и знак γ указаны под южной рамкой листа карты. Магнитный азимут определяют по формуле А=α+γ-σ=α-П (П - поправка). Сближение меридианов и склонение магнитной стрелки берут с чертежа под южной рамкой. |
14.Измерение длин линий на местности и на карте. Чтобы избежать вычислений, связанных с пользованием численным масштабом, и получать значения расстояний непосредственно с карты, строят линейный масштаб. Он представляет собой прямую линию, разделенную на отрезки равной длины, называемые основанием линейного масштаба. Основание выбирается с таким расчетом, чтобы ему на местности соответствовало круглое число сотен или тысяч метров. Например, если требуется построить линейный масштаб для карты масштаба 1 : 50 000, то целесообразно за основание принять отрезок 2 см. Тогда каждому такому отрезку на местности будет соответствовать расстояние 1 км. Для измерения линий, меньших длины основания, его делят еще на 5—10 равных частей. В указанном примере 1/10 часть основания соответствует 100 м на местности. |
Способ пользования линейным масштабом и его оцифровка показаны на рис. 18. Расстояние можно измерять циркулем или полоской бумаги, на которой черточками отмечают измеряемую длину. Важно представлять себе, с какой точностью можно определять расстояние по карте в зависимости от ее масштаба. Минимальная ошибка, с которой может измеряться длина линии на бумаге циркулем или линейкой, составляет 0,01 см. Длина на местности, соответствующая этому расстоянию, например, на карте масштаба 1 : 10 000 будет 10 м, а на карте 1 : 500 000 — 50 м. Измерить линию на карте с большей точностью нельзя, поэтому расстояния на местности 10 и 50 м, соответствующие 0,01 см на карте, называются предельной точностью масштаба карты. Практически ошибка измерения линий на карте в полевых условиях составляет 0,05 см и более. составляет 0,01 см. |
|
16. Определение высот точек.Абсолютную высоту какой-либо точки местности, отметка которой на карте не подписана, определяют по отметке ближайшей к ней горизонтали. Поэтому необходимо уметь определять отметки горизонталей, используя отметки других горизонталей и характерных точек местности, подписанных на карте. Например, отметку горизонтали а (рис.3) можно определить по отметке высоты 197,4 и высоте сечения рельефа 10 м. |
Отметка горизонтали а равна 190 м. Зная отметку горизонтали а, можно легко определить отметки всех других горизонталей. Так, горизонталь b будет иметь отметку 160 м, так как она расположена ниже горизонтали а на величину, равную трем высотам сечения рельефа (30 м). В случае когда точка расположена между горизонталями, находят высоту ближайшей к ней горизонтали и к полученной высоте прибавляют превышение данной точки над горизонталью, определенное на глаз. Например, мельница, обозначение которой находится между горизонталями (рис.3), имеет абсолютную высоту 162 м. |
15.Сближение меридианов (вывод формулы) Высоты точек местности. Влияние кривизны Земли на высоты ее Сближение меридианов – это угол между касательными, проведенными к меридианам в точках с одинаковой широтой, т.е угол между полуденными линиями в данных точках. Где -долгота данной точки; -долгота осевого меридиана. Где S-дуга АВ параллели = Где Rcosφ=BO′ |
|
16. Для измерения кривых, извилистых и длинных линий удобнее всего пользоваться курвиметром, колесико которого прокатывается вдоль линии, а на циферблате отсчитываются пройденные колесиком сантиметры. При отсутствии курвиметра длину кривой можно измерить с помощью циркуля (с шагом, равным 0,5—1 см), прошагивая им вдоль линии. Делать шаг циркуля очень малым не рекомендуется, так как при этом снижается точность измерения. Если извилины кривой меньше шага циркуля, то измерить ее таким способом невозможно. Здесь следует рекомендовать прием для измерения ломаных линий (с известным допущением), сущность которого состоит в следующем. Пусть требуется измерить ломаную линию absde. Приложив циркуль к линии ав и не снимая ножки с точки в, ставят вторую ножку в направлении отрезка вс (рис. 20). . 17. Численный, линейный и поперечный масштаб. Для удобства практического пользования строят линейный и поперечный масштаб. Линейный масштаб представляет собой прямую линию, на которой отложены равные отрезки, называемые основанием масштаба. Масштабы, в основании которых отложены отрезки равные 2 см, называется нормальными. Первое основание делится на десять равных частей, затем каждая из них – пополам. Более точно измерения длин линий по карте или плану можно выполнить с помощью поперечного масштаба. |
Ножка из точки в передвигается в точку с, а задняя по ходу ножка становится в направлении линии сд и т. д. Общая длина получится в результате суммирования отдельных отрезков ломаной линии. При определении длины маршрута по карте следует учитывать два обстоятельства: 1. На картах мельче 1 : 100 000 кривые линии (реки, проселочные дороги и т. п.) наносятся с обобщениями, тем большими, чем мельче масштаб карты. Например, изгибы рек, выражающиеся на картах в 1 мм и мельче, отдельно не показываются и изображаются обобщенно. При этом следует помнить, что 1 мм на карте масштаба 1 : 100 000 составляет в натуре 100 м, а масштаба 1 : 1 000 000 — 1 км. Поэтому длину реки, измеренную на картах масштаба 1 : 200 000— 1 : 300 000, следует увеличить на 20—25%, на картах 1 : 600 000 — на 30 — 50%, 18. Условные знаки на топографических картах и планах. Контуры, предметы местности и рельеф изображаются на топографических картах условными знаками, едиными для учреждений и организаций, потребителей и исполнителей съемок и карт. Условные знаки должны наглядно доносить до читателя и пользователя карт верность, ясность и полноту сведений о местности. Они должны напоминать характер изображаемых предметов, способствовать легкому чтению карты и быстрому ориентированию по ней. Условные знаки могут быть контурные (масштабные), внемасштабные (ориентиры) и пояснительные. Леса, озера, пашни и другие контуры, которые по размерам выражаются в масштабе карты, показываются контурными знаками. Предметы, не выражающиеся в масштабе карт, изображаются специальными внемасштабными условными знаками. |
а на картах более мелких масштабов фактическая длина может превышать измеренную по карте в 2—3 раза. 2. При определении длины дорог и троп в горных условиях следует учитывать не только степень обобщения карты, но и удлинение маршрута за счет разности высот (спуски, подъемы), поскольку на карте изображаются горизонтальные проекции наклонных линий, а не сами линии. Поэтому карта дает несколько уменьшенное значение расстояний по сравнению с действительной их длиной на местности Пояснительные знаки ( цифровые характеристики предметов и контуров, названия урочищ, населенных пунктов и т.п.) повышают информативность карт. Рельеф на современных топографических картах изображается горизонталями в сочетании с отметками точек, бергштрихами и специальными условными знаками скал, оврагов, промоин и т.п. |
|
19. Изображение ситуации на топографических картах. |
20. Изображение объектов гидрографии на планах и картах. |
21. Крутизна и направление ската. Между высотой сечения, заложением и крутизной ската существует определенная зависимость. При постоянном высоте сечения h крутизна ската v тем больше, тем меньше заложение a. Малые углы наклона местности v крутизну ската можно определить по формуле Так как |
|
22. Построение продольного профиля по топографической карте. На карте дана какая то линия. Требуется построить профиль местности по этой линии. На бумаге проводят горизонтальную линию, на которую переносят все пересечения горизонталей с данной линией на карте. Эти точки высоты которых равных высотам соответствующих горизонталей. В каждой из точек восстанавливают перпендикуляр, длина которого соответствует высоте точки в масштабе (для наглядности вертикальный масштаб профиля принимается в 10-20 раз крупнее масштаба карты). Расстояние между точками откладывают в масштабе карты. |
23. Теодолиты: микроскоп и лупа. при хорошей освещенности и достаточной контрастности предмета нормальный глаз может различать детали, угловая величина а которых равна или больше 60′′. Благоприятной для наблюдения является угловая величина предмета a′=3′, называемая углом удобной видимости. Наблюдения мелких предметов в таких условиях обеспечивают лупы и микроскопы. При рассматривании предмета AB=l невооруженным глазом его помещают на расстоянии ω=-250 мм глаза, величина изображения А′В′=l′, предмета на сетчатке глаза будет равна Где - заданное фокусное расстояние глаза. Лупа – короткофокусная собирательная линза для рассматривания мелких предметов. |
Микроскоп состоит из систем линзы. Из окуляра и объектива. Объективом называет линза или система линз оптического прибора, обращенная к предмету и строящая действительное его изображение. Окуляр служит для увеличения действительного изображения, образованного с объективом, и используется как лупа, с той лишь разницей, что через лупу рассматривается предмет, а через окуляр – его изображение, построенное объективом. Лупа, микроскоп и зрительная труба относятся к визуальным оптическим приборам. Увеличение микроскопа равно произведению увеличения его объектива и окуляра. |
|
24. Зрительная труба с наружным фокусированием. Труба Кеплера – труба с внешней фокусировкой. Она состоит из объективного и окулярного колен, которое может перемещаться внутри объективного колена при помощи гребенки, винта (грибка-шестеренки), с маховичком-кремальерой. В передней фокальной плоскости окуляра в окулярном колене при помощи винтов укреплена диафрагма с сеткой нитей. Чтобы окуляр мог перемещаться относительно сетки нитей в окулярную трубку помещен окуляр и она может перемещаться относительно окулярного колена. |
25. Зрительная труба с внутренним фокусированием. конструкция зрительный трубы с внутренней фокусировкой: положительный и отрицательный компоненты телеобъектива, окуляр, сетка нитей. Объектив и сетка нитей закреплены в одном корпусе трубы, так что расстояние между ними постоянно и равно длине телеобъектива. Окуляр помещен в трубке, вращая которого можно изменить расстояние между окуляром и сеткой нитей и тем самым устанавливать сетку нитей по глазам наблюдателя. Отрицательная линза установлена в патрубке, который при вращении кремальеры перемещается вдоль корпуса трубы, изменяя фокусное расстояние телеобъектива. Вращая кремальеру, можно добиться совмещения плоскости изображений рассматриваемого предмета с плоскостью сетки нитей, то есть установить трубу по предмету. Поэтому линза называется фокусирующей. |
Объективы, состоящие из положительной и отрицательной систем линз называется телеобъективами. К достоинствам трубы с внутренней фокусировкой относятся: большая фокусная расстояние объектива при большой оптической длине трубы, герметичность трубы и стабильность визирной оси при перефокусировке. |
|
26. Исследования зрительной трубы. Для рассматривания удаленных предметов в геодезических приборах используют телескопическую систему – зрительную трубу. Сетки нитей – плоскопараллельной пластинки, на которой выгравированы пересекающиеся линии и которая расположена в передней фокальной плоскостью плоскости окуляра. Оптическая ось – прямая соединяющая центр объектива с центром окуляра. Визирная ось – линия через центр креста сетки и объектива. Плоскость, образуемая визирной осью при вращении зрительной трубы вокруг его в горизонтальной оси вращения, называется коллимационной плоскостью. зрительные трубы бывают астрономические и земные; первые дают обратное, а вторые – прямое изображение рассматриваемого предмета. Оправа объектива является действующей диафрагмой и входным зрачком, а ее |
изображение, построенное окуляром – выходным зрачком. Диафрагма является оправой сетки нитей и, совмещая с плоскостью промежуточного изображения, служит полевой диафрагмой. |
27. Цена деления и чувствительность уровней. Цену деления уровня можно определить по рейке. В положении 0-5 пузырька уровня производят отсчет по рейке b1, затем пузырек устанавливают в положении (2) 5-10 и производят отсчет по рейке b2. Угол, определяющий перемещение пузырька уровня и угол θ равны, как углы с взаимно перпендикулярными сторонами. Цена деления цилиндрического уровня должна быть одинакова по всей шкале ампулы. Чем больше R, тем точнее уровень, тем выше чувствительность, т.е. от цены деления уровня зависит другой показатель его качества – чувствительность, или способность уровня реагировать на самый значительный его наклон. |
|
Практически чувствительность уровня близка к 0,1τ, то есть это такая величина, которую можно ощутить по перемещению пузырька на шкале ампулы. Чем меньше цена деления уровня, тем он чувствительнее. Чувствительность так же зависит от качества обработки внутренней поверхности ампулы уровня, вязкости наполнителя, длины пузырька, и температуры. |
28. Поверка уровня при алидаде горизонтального круга. Поверка параллельности оси цилиндрического уровня и визирной оси зрительной трубы нивелира выполняется в следующем порядке: 1. На расстоянии 50м друг от друга забиваются в землю два костыля. Над одним из них устанавливается нивелир таким образом, чтобы окуляр находился над точкой, а на второй костыль устанавливается отвесная рейка Ось вращения нивелира приводится в горизонтальное положение при помощи подъемных винтов. Далее производится отсчет по рейке b1. Измеряется высота инструмента i1 (от середины окуляра до вершины костыля) рулеткой или с помощью рейки. 2. нивелир и рейка меняются местами и аналогичным образом выполняются измерения b2 и i2. |
3. вычисляется значения величины x (т.е. ошибки в отсчете по рейке образованной непараллельностью визирной оси и оси цилиндрического уровня) по формуле 4. отсчет по рейке средней нити n1. Отсчеты по средней нити – n1, и по дальномерным нитям – n3, n4. 5. Зрительная труба наклоняется с помощью элевационного винта, т.е. пузырек перемещается в сторону объектива или окуляра на 2-3 деления и вновь производится отчет по рейке, по средней нити – n2. |
|
29. Исследование влияния эксцентриситета алидады на отсчет по лимбу. |
30. Влияние коллимационной ошибки на измеряемое направление. 1)Коллимационная плоскость должна быть вертикальной, необходимо при соблюдении первого уровня (ZZ1┴UU1) соблюдать второе условие VV1┴HH1. При неперпендикулярности VV1 и HH1 возникает коллимационная ошибка с, которую необходимо исключить из результатов измерения. 2)Коллимационная ошибка вычисляется по формуле: . Существует допустимое значение для максимальной величины коллимационной ошибки. Она не должна превышать величину 2t, где t – точность отсчетного устройства. Если коллимационная ошибка превышает допустимую величину (т.е. с≥2t), то её необходимо исправить. |
3)Методика исправления коллимационной ошибки: 1)Вычисляем «правильный отсчет, т.е. отсчет свободный от влияния коллимационной ошибки: ε= 2)Необходимо установить отсчет ε в отсчетном устройстве ГК зрительной трубы при помощи микрометренного винта алидады теодолита. При этом алидада теодолита повернется на угол с вокруг своей вертикальной оси, и перекрестие сетки нитей сместится с визирной цели влево или вправо, а величина смещения будет равна величине с. |
|
3)Для устранения коллимационной ошибки необходимо ослабить вертикальные винты сетки нитей с помощью шпильки, а горизонтальными винтами перемещать сетку нитей до совмещения «креста сетки» нитей с визирной целью, наблюдая при этом в зрительную трубу теодолита за перемещение сетки нитей. 4)После исправления коллимационной ошибки поверку повторяют. Результаты исправления и определения коллимационной ошибки должны быть представлены в табличной форме. |
31. Принцип измерения горизонтальных углов. Контроль обеспечивается сравнением результатов измерений угла в первом и втором полуприемах. Измерение угла в полуприемах при лево (КЛ) и круге право (КП) ослабляет влияние коллимационной ошибки, ошибки из-за неравенства подставок, а также эксцентриситета алидады ГК. Эксцентриситет исключается потому, что во время измерений при двух положениях ГК отсчеты берутся по диаметрально противоположным частям лимба. Кроме того, ошибки неточного нанесения делений лимба ослабляются путем поворота лимба на 90º между полуприемами. В теодолитных ходах измеряют левые или правые по ходу углы поворота. Теодолит устанавливается в вершине измеряемого угла (в точке 1) и приводится в рабочее положение, т.е. выполняется центрирование, горизонтирование инструмента над точкой. |
Порядок измерения горизонтальных углов 1. Навести зрительную на заднюю по ходу точку В при положении теодолита КЛ, сфокусировать зрительную трубу «по глазу» наблюдателя и «по предмету» и произвести отсчет по отсчетному устройству горизонтального круга. 2.Далее, вращая алидаду теодолита по ходу часовой стрелки, навести зрительную трубу на переднюю по ходу точку 2 при положении теодолита КЛ. Сфокусировать зрительную трубу «по глазу» наблюдателя и «по предмету» и произвести отсчет по отсчетному устройству горизонтального круга. 3.Значение угла при КЛ вычисляется по формуле: Теперь этот же угол необходимо измерить вторым полуприемом – при положении горизонтального круга теодолита КП. 4.Для этого лимб переставляется на несколько градусов, зрительная труба переводится через зенит, и положение ГК теодолита меняется на КП. |
|
5. Навести зрительную трубу на переднюю точку 2 и произвести отсчет R2 по ГК теодолита. 6. Далее, алидада поворачивается против хода часовой стрелки и зрительная труба наводится на заднюю точку В, производится отсчет R1 по ГК теодолита. 7.Значение угла при КП круге право вычисляется по формуле Расхождение значений одного и того же угла в поуприемах, т.е. при положении ГК теодолита КЛ и КП, не должно превышать допустимого значения, определяемого по формуле , Где t-ошибка измерения угла теодолитом, соответствующая точности отсчетного устройства теодолита. Если расхождение не превышает допустимую величину, то окончательный результат принимается среднее значение угла:
|
Если расхождение превышает допустимую величину (2t), то необходимо, изменив высоту инструмента, вновь измерить соответствующий угол. |
32. Теодолиты: верньер, точность верньера. Верньер – приспособление, спомощью которого отсчитывают доли делений основной шкалы лимба в геодезических приборах. Действие верньера основано на способности глаза уверенно устанавливать совпадение 2 штрихов, когда один из них является продолжением другого и концы их совпадают. Верньер представляет собой подвижную шкалу, которая может скользить вдоль основной; деления на подвижной шкале несколько более мелкие, чем на основной. Если интервал между делениями основной шкалы а, а интервал между делениями на верньере (а – а/n), то верньер позволяет отсчитать основную шкалу с точностью, равной 1/n ее деления. |
|
Деления верньера оцифрованы в соответствующих долях деления основной шкалы. Если нулевой штрих В. (индекс) находится между двумя штрихами «с» и «с + 1» основной шкалы, то отсчёт равен «с» плюс то показание В., которое находится против штриха, наилучшим образом совпадающего с некоторым штрихом основной шкалы. На рис. цена деления основного круга 30', цена деления В. соответствует 1'; отсчёт – 5°10'. Верньер был изобретён в 1631 г. директором Монетного двора во Франш-Конте (Франция) П. Вернье (Р. Vernier, 1580—1637) и назван в его честь. |
33. Теодолиты: классификация: основные части технического теодолита. Теодолиты – устройства, которые предназначены для измерения вертикальных и горизонтальных углов. Теодолиты, в зависимости от точности, могут применяться в триангуляции, полигонометрии, в геодезических сетях сгущения. Также теодолиты нашли применение в прикладной геодезии, при проведении изыскательских работ. К тому же, теодолиты используют в промышленности при монтаже элементов конструкций машин, а также механизмов, строительстве промышленных сооружений и для выполнения иных задач. Теодолит состоит из следующих частей: Лимб - угломерный круг с делениями от 0o до 360o; при измерении углов лимб является рабочей мерой. Алидада - подвижная часть теодолита, несущая систему отсчитывания по лимбу и визирное устройство - зрительную трубу. Обычно всю вращающуюся часть |
теодолита называют алидадной частью или просто алидадой. Зрительная труба: крепится на подставках на алидадной части. Система осей - обеспечивает вращение алидадной части и лимба вокруг вертикальной оси. Вертикальный круг: служит для измерения вертикальных углов. Подставка с тремя подъемными винтами. Зажимные и наводящие винты вращающихся частей теодолита (лимба, алидады, трубы). зажимные винты называют также закрепительными и стопорными, а наводящие - микрометренными. Штатив с крючком для отвеса, площадкой для установки подставки теодолита и становым винтом. Уровень при алидаде горизонтального круга. Уровень вертикального круга. винт фокусировки трубы. окуляр микроскопа отсчетного устройства. |
|
34.Теодолиты: угломерный круг, цена деления лимба. Горизонтальный круг теодолита предназначен для измерения горизонтальных углов и состоит из лимба и алидады. Лимб является основной частью угломерного устройства в оптических теодолитах, представляет собой стеклянное кольцо На скошенном крае лимба при помощи автоматической делительной машинки нанесены равные деления. Величина дуги лимба меж 2-мя наиблежайшими штрихами именуется ценой деления лимба. Цена деления лимба определяется по оцифровке градусных (или градовых) штрихов. Оцифровка лимбов традиционно делается по часовой стрелке от 0 до 360°. Роль алидады в современных теодолитах выполняют особые оптические системы, являющиеся отсчетными устройствами. Алидада может вращаться вокруг собственной оси вместе с верхней частью теодолита относительно неподвижного лимба; при этом отсчет по горизонтальному кругу меняется. |
Ежели алидада вращается вокруг оси вместе с лимбом (зажимной винт закреплен, а лимб — откреплен), то отсчет по горизонтальному кругу остается постоянным. Лимб закрывается железным кожухом, предохраняющим его от механических повреждений, воды и пыли. Отсчетом по угломерному кругу именуется угловая величина дуги меж нулевым штрихом лимба и индексом алидады. Штришки лимба, меж которыми оказывается индекс, именуются младшим и старшим штрихами. Для оценки интервала меж младшим штрихом лимба и индексом служат отсчетные устройства. В зависимости от типа и назначения устройств для взятия отсчетов по лимбу употребляются верньеры, штриховые (микроскопы-оценщики) и шкаловые микроскопы, микроскопы-микрометры и оптические микрометры. |
В технических теодолитах в качестве от-счетных устройств употребляются верньеры (в теодолитах старенькых конструкций с металлическими лимбами), штриховые и шкаловые микроскопы (в оптических теодолитах). Принцип деяния указанных отсчетных устройств основан на возможности глаза с высочайшей точностью принимать совпадение штрихов одной шкалы со штрихами иной, а также оценивать десятые толики промежутка меж штрихами. Микроскоп-оценщик (штриховой микроскоп)\\—это от-счетное устройство, в котором интервал меж младшим штрихом и индексом оценивается на глаз до 10-х толикой делений лимба (рис. 47). Изображения шкал и индекс разглядывают через окуляр микроскопа, который размещается рядом с окуляром зрительной трубы. . |
|
35. Отсчетные приспособления: штриховой и шкаловый микроскопы: рен шкалового микроскопа. |
36. Теория нитяного дальномера. (Вывод формулы). Теория нитяного дальномера. Зрительные трубы многих геодезических приборов снабжены нитяным дальномером. Сетка нитей зрительной трубы, кроме основных штрихов (вертикальных и горизонтальных), имеет дальномерные штрихи a и b (рис. а). Расстояние D от оси вращения прибора MM (рис. 8.4, б) до рейки AB равно D = L + f + d , где L - расстояние от фокуса объектива до рейки; f - фокусное расстояние; d - расстояние между объективом и осью вращения прибора. Лучи, идущие через дальномерные штрихи сетки a и b параллельно оптической оси, преломляются объективом, проходят через его фокус F и проецируют изображения дальномерных штрихов на точки A и B, так что дальномерный отсчёт по рейке равен n. |
Обозначив расстояние между дальномерными штрихами p, из подобных треугольников ABF и a¢b¢F находим L = n f / p. Обозначив f / p = K и f + d = c , получаем D = K n + c , где K - коэффициент дальномера и c - постоянная дальномера. При изготовлении прибора f и p подбирают такими, чтобы K=100, а постоянная c была близкой к нулю. Тогда D = 100 n. Точность измерения расстояний нитяным дальномером » 1/300. Рис. Нитяный дальномер: а) – сетка нитей; б) – схема определения расстояния |
|
37. Поверка перпендикулярности визирной оси к оси вращения трубы. вращения трубы на измеряемое направление. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси ее вращения (см. рис.). Несоблюдение этого условия вызывает коллимационную погрешность С. |
В теодолитах (Т30, 2Т30) с односторонней системой отсчетов по лимбу (диаметрально противоположная часть лимба при отсчетах не используется), разность отсчетов Л - П будет искажена не только влиянием коллимационной погрешности С, но и влиянием эксцентриситета алидады, величина которого в отдельных образцах теодолитов может достигать ± 1'. Определение коллимационной погрешности выполняется следующим образом. Ось вращения теодолита приводят в отвесное положение. Наводят на удаленную, отчетливо видимую точку при положении вертикального круга Л, берут отсчет по горизонтальному кругу Л1, затем наводят на ту же точку при П и тоже берут отсчет по горизонтальному кругу П1. |
|
|
Получают разность отсчетов Л1–П1<. Затем открепляют зажимной винт лимба, поворачивают теодолит примерно на 180° , вновь наводят трубу на ту же точку при Л и П и получают разность Л2–П2. Величина коллимационной погрешности вычисляется по формулеЕсли С ± 2t, то есть С не более двойной точности прибора, считается, что практически визирная ось перпендикулярна к оси вращения трубы. Коллимационную погрешность определяют дважды. Полученные два значения могут различаться, но не более чем на величину двойной точности прибора. За окончательную коллимационную погрешность принимают среднюю из двух. При невыполнении условия проводят юстировку, изменив последний отсчет по горизонтальному кругу на величину С микрометренным винтом алидады, например Ло=Л2–С. |
Микрометренным винтом алидады устанавливаем по микроскопу исправленный отсчет Л>0, при этом центр сетки нитей сместится с изображения наблюдаемой точки в горизонтальной плоскости. Далее необходимо отвернуть предохранительный колпачок со стороны окуляра трубы и шпилькой, при слегка отпущенном верхнем вертикальном исправительном винте, переместить оправу сетки при помощи боковых исправительных винтов до совмещения перекрестия сетки с изображением наблюдаемой точки. Проверку следует повторить. После выполнения условия проверки все исправительные винты сетки должны быть затянуты и предохранительный колпачок, закрывающий доступ к юстировочным винтам сетки, должен быть навинчен на трубу. |
38. Нивелиры. Классификация нивелиров. Нивелир - геодезический прибор, который позволяет определить превышения горизонтальным визирным лучом, поэтому конструкция нивелира должна обеспечивать горизонтальность луча визирования. Основными деталями нивелира являются: подставка с подъемными винтами и размещенные на алидадной части, имеющей ось вращения, зрительная труба, цилиндрический уровень или компенсатор, круглый уровень. В зависимости от метода приведения визирной оси в горизонтальное положение имеются два типа нивелиров: с уровнем при зрительной трубе и компенсатором, позволяющим автоматически приводить визирную ось в горизонтальное положение. |
|
Согласно ГОСТ 10528-76 «Нивелиры. Общие технические условия» выпускают три типа нивелиров: 1)высокоточные 2)точные 3)технические. |
39. Главное условие нивелира. Главное условие нивелира с элевационным винтом: визирная ось зри-тельной трубы ( линия, соединяющая центр объектива и центр сетки нитей ) должна быть параллельна оси цилиндрического уровня ( касательной к внутренней поверхности ампулы уровня, проведённой вдоль его длины через пузырёк, при нахождении пузырька в нуль – пункте ) [ 5, 10, 51, 47, 53, 94 ]. Главное условие в нивелире Н-3 ( НИ-3 ) исправляется вертикальными юсти-ровочными винтами цилиндрического уровня, при этом сначала примерно на полоборота шпилькой ослабляется один из боковых юстировочных винтов. За-тем ослабляется один из вертикальных винтов, после чего другой вертикальный винт на столько же поджимается. |
. После совмещения концов пузырька уровня оба вертикальных винта и предварительно ослабленный горизонтальный винт должны быть затянуты. Повторно выполняется поверка главного условия |
|
40. Основные части технического нивелира, геометрическая сущность. В настоящее время широко применяются нивелиры с компенсатором, т. е. с приспособлением, при помощи которого линия визирования автоматически устанавливается в горизонтальное положение. Благодаря компенсатору отпадает необходимость приведения пузырька цилиндрического уровня в нуль-пункт, что значительно повышает производительность труда. В общем случае компенсатор представляет собой механический (или гидромеханический) маятник. Чаще всего применяется маятниковая система, в которой оптический элемент (призма, зеркало, линза) подвешивается на тонких металлических или синтетических нитях. |
Различают два способа геометрического нивелирования: из середины и вперед. В зависимости от точности определения высот точек и методики производства измерений различают: 1) государственное нивелирование СССР, являющееся высотной основой топографических съемок на территории всей страны. По точности государственное нивелирование делится на I, II, III и IV классы; 2) техническое нивелирование - предназначенное для создания высотного съемочного обоснования и используемое также при проектировании и строительстве инженерных сооружений. В отличие от государственного, техническое нивелирование может выполняться как горизонтальным, так и наклонным визирным лучом. Нивелирные знаки Нивелирные ходы закрепляются на местности постоянными и временными знаками — реперами. Реперы бывают стенные и грунтовые. |
41. Поле зрения нивелира Н-3. |
|
42. Основные поверки и исследования нивелира. Перед выполнением поверок нивелира необходимо привести его ось вращения в вертикальное положение с помощью подъёмных винтов и установочного круглого уровня. Для этого нужно вращать подъёмные винты в произвольном направлении до тех пор, пока пузырёк уровня установится в центре малого круга. 1. Поверка главного условия нивелира с уровнем при трубе. Ось цилиндрического уровня и визирная ось трубы должны лежать в параллельных вертикальных плоскостях и быть параллельны. Поверка первой части главного условия включает следующие операции: установить ось вращения нивелира в отвесное положение; вращая нивелир по азимуту, установить трубу перпендикулярно линии, соединяющей два подъёмных винта (по направлению третьего подъёмного винта); |
элевационным винтом привести пузырёк уровня в нульпункт; вращая два подъёмных винта на 2 - 3 оборота в противоположных направлениях, наклонить нивелир сначала в одну сторону, затем в другую; если пузырёк уровня остаётся на месте или отклоняется оба раза в одну и ту же сторону, то условие выполнено; если пузырёк отклоняется в разные стороны, то условие нарушено. Вторая часть поверки выполняется двойным нивелированием вперёд и включает следующие операции: на местности забивают два колышка на расстоянии 40 - 50 метров; устанавливают нивелир над первым колышком так, чтобы окуляр трубы находился с колышком на одной отвесной линии; измеряют высоту i1 центра окуляра над колышком в миллиметрах; на второй колышек вертикально устанавливают рейку; |
наводят трубу на рейку, с помощью элевационного винта устанавливают пузырёк уровня в нульпункт и берут отсчёт по рейке по центральной нити b1 ; меняют местами нивелир и рейку и повторяют измерения - получают i2 и b2; вычисляют величину x по формуле x = 1/2*( i1 + i2 ) - 1/2*( b1 + b2 ) и затем - угол непараллельности оси уровня и визирной оси трубы по формуле где "=206265"; по Инструкции [4] угол i не должен превышать 20", что на расстоянии 50 м соответствует допуску x в 4 мм. |
|
. |