Геодезические сети

1. Проверяют записи и  вычисления в журнале, выполненные  в поле: разность красной и  черной шкал («пятку») рейки и  превышений h_ч , h_к , h на каждой станции.

2. Вычисляют на каждой  странице журнала следующие суммы: задних ∑З и передних ∑П реечных отсчетов (без "пятки"), средних превышений (с учетом их знаков) ∑h; по этим суммам проверяют правильность реечных отсчетов и средних превышений на странице (постраничный контроль) равенством

 

 

 

3. Составляют схему нивелирного хода, на которую наносят: исходные реперы с выпиской их высот, пункты нивелирного хода, средние превышения со своими знаками в направлении хода, которое указывают стрелкой, и число станций между соседними пунктами; выписку тщательно сверяют повторно.

4. Вычисляют невязку хода  как разность суммы средних  превышений и теоретической суммы  превышений  f_h = ∑h - ∑h_m :

для разомкнутого хода f_h = ∑h – (Н_к – Н_н) ;

для замкнутого хода      f_h = ∑h.

5. Вычисляют допустимую  невязку хода    и сравнивают ее с полученной  f_h , должно быть  f_h ≤ (оценка качества нивелирования):

для технического = ± 50 мм или  = ± 10 мм ;

для IV класса   = ± 20 мм или   = ± 5 мм .

6. Распределяют невязку хода f_h, с обратным знаком между превышениями пропорционально числу станции в них, т.е. вычисляют поправки V_hi в превышения по формуле

V_hi = - ,

 

где п - число станций в ходе, n_i - число станций между соответствующими пунктами (в превышении).

 Поправки округляют  до 1 мм и выписывают над последней цифрой каждого превышения со своим знаком. Контролируют вычисление поправок их суммой, которая должна быть равна невязке хода с обратным знаком, т.е.

 

∑ V_hi = - f_h

Для соблюдения контрольного равенства некоторые поправки вычисляют с нарушением правил округления;

7. Вычисляют исправленные превышения h_испр , сложением среднего превышения h с соответствующей поправкой V:

h_испр = h +V .

 

Контролируют вычисления по сумме исправленных превышений, которая должна быть равна теоретической сумме превышений, т.е.

∑ h_испр = ∑ h_т .

8. Вычисляют высоты каждого последующего пункта от начального исходного репера   в   направлении   хода,   последовательно прибавляя к высоте предыдущего пункта исправленное превышение со своим знаком, которое предварительно выражают в единицах высоты (обычно в метрах, для чего превышение, выраженное в миллиметрах, делят на 1000), т.е.

Н_посл = Н_пред + h_испр .

 

Первым предыдущим пунктом является начальный исходный репер.

Контроль вычислений выполняют по высоте конечного исходного репера. Высоты пунктов хода выписывают на схему под их номерами.

Пример обработки журнала и вычисления высот пунктов нивелирного хода дан нам в задании.

Вычисления высот пунктов  могут выполняться в полевых журналах или на специальных бланках.

В процессе нивелирования  некоторые точки (люки, входы в столбы и др.) могут  быть определены как промежуточные. Отсчеты (черный и красный) на промежуточных точках записывают соответствующую графу журнала, а высоты  этих точек вычисляют в журнале через горизонт инструмента тех станций, на которых определялись. Горизонт инструмента вычисляется на каждой станции сумма высоты пункта и черного реечного отсчета на нем дважды (в целях контроля) по заднему пункту и по переднему пункту:

 

ГИ  = Н_з +З = Н_п + П .

 

Красный отсчет по рейке  служит для контроля черного отсчета  путем вычисления «пятки» рейки.

Высоты промежуточных  точек получают вычитанием из среднего горизонта инструмента черного  реечного отсчета П_р на каждой из них:

 

Н_пр = ГИ_ср – П_р

 

 

 

 

 

 

 

 

8.    Составление плана высотной съемки

 

Высотную съемку выполняют  после горизонтальной, поэтому копию горизонтального плана используют в качестве абриса. При отсутствии плана оставляют отдельный абрис, в котором показывают положение всех высотных точек.

Высоты точек определяют техническим или тригонометрическим нивелированием от пунктов теодолитного хода и реперов способом из середины или вперед. Часто высотную съемку выполняют полярным способом теодолитом с измерением расстояний нитяным  дальномером. В этом случае получают не только высоты точек, но и контролируют их положение на горизонтальном плане. Результаты измерений заносят в  специальный журнал, отмечая номера точек на абрисе.

Все реечные точки наносят  на план и выписывают их высоты с  точностью до 0,01 м. Отметки входов записывают внутри контура. Высоты точек в разных уровнях (колодцы, площадки, бордюрные камни и др.) показывают дробью: в числителе - отметка верха, в знаменателе - отметка земли.

Рельеф на застроенных  территориях отображается горизонталями  и отметками, причем горизонтали  не проводят через здания и искусственные  покрытия (асфальт, цемент, щебень и  др.). На планах с большим числом элементов  ситуации и на участках с разными  уровнями (откосы, обрывы, котлованы  и др.) рельеф показывается только отметками. Свалки, изрытые места, строительные площадки показываются высотными точками  по контуру и в отдельных местах внутри контура.

Высотную съемку улиц и  проездов выполняют по перпендикулярным к ним линиям (поперечникам). На поперечниках определяют высоты фасадной линии, бровок тротуаров, оси улицы и других характерных точек. По результатам  съемки составляют также поперечные профили, необходимые для разработки проектов вертикальной планировки и  благоустройства территории.

 

 

9.    Сущность тахеометрической съемки

 

Тахеометрическая  съемка-это совокупность  измерений на местности с целью получения топографического плана (горизонтального и высотного одновременно). При тахеометрической съемке определяется сразу положение точки, как на горизонтальной плоскости, так и по высоте, т.е. ее пространственное положение.

Тахеометрическая съемка выполняется в полярной системе координат одновременно в двух плоскостях: горизонтальной и вертикальной. Полюсом является геодезический пункт с известными прямоугольными координатами х, у и высотой H, а полярной осью - одна из примыкающих к пункту линий планово-высотной сети, называемая линия ориентирования (рис.14).

 

 

Рис.14. Схема тахеометрической съёмки

 

Полярными координатами определяемой точки являются:

• на горизонтальной плоскости: горизонтальное проложение d, вычисляемое по наклонному расстоянию D и углу наклона v, горизонтальный угол β – угол между линией ориентирования и направлением на определяемую точку, отсчитываемый по ходу часовой стрелки;
• в вертикальной плоскости: наклонное расстояние D и угол наклона v, по которым вычисляется превышение h определяемой точки над исходным пунктом, а потом ее высота Н над принятой отчетной плоскостью.

В дальнейшем величины β, d, Н используются для составления топографического плана.

Таким образом, для определения  положения точки в пространстве необходимо измерить на исходном пункте три величины: горизонтальный угол β между линией ориентирования и направлением на определяемую точку, наклонное расстояние D и угол наклона v_в визирного луча. Измерение этих величин можно быстро и просто выполнить одним наведением зрительной трубы теодолита на рейку, установленную в определяемой точке, что и обусловило название съемки.

Для измерения горизонтальных углов β используется горизонтальный круг теодолита, для измерения расстояний D-оптический дальномер, для измерения углов наклона v_в - вертикальный круг теодолита, у которого предварительно определяют место нуля (МО).

В самом общем виде определение  пространственного положения точки  при тахеометрической съемке выполняется  следующим образом. Над съемочным  пунктом устанавливают теодолит, а в определяемые точки - рейку. Выполняют подготовку теодолита к работе: проводят ось вращения ZZ в отвесное положение по уровню горизонтального круга, измеряют высоту прибора i с точностью до одного см рулетной или рейкой; определяют МО вертикального круга и устанавливают его в основное положение; ориентируют лимб горизонтального круга нулевым делением вдоль одной из линий теодолитного хода (в этом случае горизонтальные углы β не вычисляются, т.к. они будут равны отсчетам по горизонтальному кругу в направлении хода часовой стрелки, т.е. β = ГК). Наводят зрительную трубу на рейку и определяют расстояние D по нитяному дальномеру, после чего винтом трубы устанавливают среднюю нить на удобное (или видимое) деление рейки V (обычное кратное 1м или равное высоте прибора i) и выполняют отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам с точностью до l^ꞌ .

Углы наклона визирной оси v_в  вычисляют с учетом МО, превышения h_в  конца визирной оси над ее началом – по тахеометрической формуле.

Если высота съемочной  точки (станции) H_ст известна (высоты съемочных точек определяются заранее), ту высоту определяемой точки местности (реечной точки) H_р.т. вычисляют по формуле

 

H_р.т. = H_ст+ h = H_ст+ h_в+ i-V.

 

При высоте визирования, равной высоте прибора, т.е. при V = i,

H_р.т. = H_ст+  h_в .

В этом случае удобно высоту прибора i обозначить на рейке (цветной нитью, передвижной пластинкой, резинкой и т.п.).

Высоты точек местности, имеющие незначительные превышения над съемочным пунктом, можно  определить с помощью отсчетов V_г по рейке горизонтальным визирным лучом. Для этого зрительную трубу приводят в горизонтальное положение, установив на вертикальном круге отсчет, равный МО, и средней нитью с точностью до 1см выполняют отсчет V_г по рейке, установленной в нужной точке местности, т.е. выполняют геометрическое нивелирование точки способом вперед, после чего по той же рейке определяют расстояния D дальномера. В этом случае высоты реечных точек вычисляются по формуле

 

H_р.т. = H_ст + i - V_г = ГИ - V_г.

 

10.    Приборы для тахеометрической съемки

Кроме технических теодолитов с нитяным дальномером в зрительной трубе при тахеометрической съемке применяются специальные приборы, называемые тахеометрами. Главной особенностью тахеометров является возможность  определения с их помощью превышений и горизонтальных проложений в процессе измерений без дополнительных вычислений.

Тахеометры можно разделить  на две группы: оптические и электронные.

К оптическим относятся следующие тахеометры:

1. ТН - тахеометр номограммный, представляющий собой теодолит, на вертикальный круг которого наносятся специальные кривые (номограммы), изображения которых передаются в поле зрения трубы (рис.15.):

• начальная кривая Н;
• кривая горизонтальных приложений d (или две с коэффициентами 100 и 200);
• кривые (6-8 шт.) для определения величины и знака повышения при различных углах наклона зрительной грубы.

 

Рис.15. Поле зрения ТА – 2

При измерениях зрительная труба наводится на рейку, установленную  в нужной точке местности, начальную  кривую Н совмещают с началом  дециметра рейки и определяют число сантиметров, включая и  доли, между:

• кривой Н и кривой d, умножают на коэффициент 100 (бывает также К=200) и получают горизонтальное проложение d.
• кривой Н и кривой превышений (их может быть две с разными коэффициентами), умножают на соответствующий коэффициент с учетом его знака и получают превышение h_в. При вычислении отметки точки учитывают разность между высотой инструмента i и высотой наведения V .

Из отечественных приборов этого типа применяется тахеометр - автомат ТА-2. Он сконструирован на базе теодолита T5.

К тахеометрам этого типа относится тахеометр «Дальта 010А» фирмы «Карл Цейсс, Йена» (ФРГ).

Номограмма прибора  имеет две кривые для определения  горизонтального проложения е коэффициентами 100 и 200 и большой набор кривых для определения превышении (рис.16). Точность определения превышений приближенно равна 0,2смхK, где К - коэффициент кривой, по которой выполняется отсчет. Поэтому всегда стремятся использовать кривую с меньшим коэффициентом. Точность измерения расстояний такая же, как у нитяного дальномера (1:300-1:400).

Рис.16. Поле зрения тахеометра «Дальта 010А»

2. ТД - тахеометр с авторедукционным дальномером двойного изображения. Он представляет собой сочетание теодолита 5" точности и дальномера двойного изображения (рис.17, а). Измерение горизонтальных расстояний выполняется по горизонтально расположенной на штативе рейке с относительной погрешностью 1:5000. Превышения определяются со средней квадратической погрешностью 3-4 см на 100 м по шкале специального винта. В России используется такого типа тахеометр «Редта 002» фирмы «Карл Цейсс, Йена» (ФРГ) (рис.17, б).