Лекция по "Геодезии"

 

3. Оценка качества зрительных труб осуществляется по ряду технических показателей, к основным из которых относятся увеличение трубы, поле зрения трубы и яркость изображения. Видимым, или угловым, увеличением зрительной трубы Г называется отношение угла ß (см. рис. 39, б), под которым изображение рассматриваемого предмета видно в трубу, к углу а, под которым предмет виден невооруженным глазом.

Практически увеличение зрительной трубы можно принять равным отношению фокусных расстояний объектива и окуляра.

Увеличение зрительной трубы можно определить по вертикальной рейке, установленной в 5— 10 м от прибора (рис. 41, а). На рейку смотрят одновременно двумя глазами: одним — непосредственно на рейку, другим — через трубу. При этом два видимых изображения рейки проектируются одно на другое; подсчитывают, сколько делений рейки, видимых невооруженным глазом, проектируется на одно увеличенное деление, видимое через трубу. Это число и будет увеличением зрительной трубы.

Принимая погрешность  визирования невооруженным глазом равной 60" и зная увеличение трубы Г, можно найти предельную погрешность визирования при наблюдении в зрительную трубу:

Для получения большего увеличения в зрительных трубах геодезических приборов используют длиннофокусные объективы и короткофокусные окуляры. Увеличение зрительных труб, применяемых в инженерной практике, находится в пределах 15 —30^х, а в высокоточных приборах — до 40^х.

Полем зрения зрительной трубы называется коническое пространство, видимое глазом через неподвижно установленную трубу. Оно измеряется углом γ между лучами, идущими из оптического центра объектива к краям а и b диафрагмы (рис. 41, б).

Яркость изображения, или степень освещенности, характеризуется количеством света, получаемым глазом в одну секунду на каждый квадратный миллиметр видимого изображения.

Применение просветленной  оптики в современных геодезических  приборах сводит к минимуму потери яркости изображения при прохождении лучей через оптическую систему трубы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лекция № 11

ТАХЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКА

 

1. Сущность тахеометрической съемки
2. Приборы, применяемые при тахеометрической съемке

 

1. Тахеометрическая съемка представляет собой топографическую, т. е. контурно-высотную съемку, 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 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 с помощью технических  теодолитов или специальных приборов — 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 ß 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; кроме того, 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.

 

2. Как отмечалось выше, при производстве тахеометрической съемки могут использоваться технические теодолиты типов ТЗО, Т15 и др., имеющие горизонтальный и вертикальный круги и нитяной дальномер. Перед началом съемки выполняют поверки прибора. Для удобства вычислений вертикальных углов МО вертикального крута приводится к нулю; колебания МО в процессе работы не должно превышать ±1^э. При работе с теодолитами применяют специальные дальномерные рейки либо шашечные нивелирные рейки.

В настоящее время  при тахеометрической съемке все  более широкое применение находят тахеометры. В нашей стране предусмотрен выпуск четырех типов тахеометров.

1. ТЭ — тахеометр электронный; является прибором, сочетающим в себе угломерное устройство со светодальномером. Непременным элементом электронных тахеометров является микроЭВМ, позволяющая автоматизировать процесс измерений и вычислений по заложенным в ней программам. Использование этих приборов позволяет создать автоматизированную технологическую цепочку: тахеометр — регистратор информации — преобразователь — ЭВМ — графопостроитель, которая обеспечивает получение готовых топографических планов в автоматическом режиме и сводит к минимуму личные ошибки исполнителей.

Электронные тахеометры можно разделить на две группы: на приборы с визуальным съемом показаний и приборы с автоматическим съемом показаний с угломерных кругов. В первом случае результаты измерений углов вводятся в вычислительное устройство с помощью клавиатуры, во втором случае результаты угловых измерений индицируются на цифровом табло и автоматически вводятся в память ЭВМ. Результаты измерения расстояний в обоих случаях вводятся в ЭВМ автоматически.

К приборам первой группы относятся отечественный электронный тахеометр Та5 (рис. 120, а), зарубежные EOT 2000, SM4 (Германия), Distomat Di3, Di4 (Швейцария), Geodimeter 7T (Швеция) и др.

Ко второй группе относятся отечественные тахеометры ТаЗм (рис. 120, б), 2Та5 и

 

ЗТа5 (рис. 120, в), зарубежные Elta, Rec Elta, Geodimeter серии 600S (Германия), SET Sokkia (рис. 120, г), DTM Nikon, GTS Topcon и PCS Pentax (Япония), TPS Leica (Швейцария) и др.

Основой конструкции электронно-оптического тахеометра Та5 (см. рис. 120, а) является оптический шкаловый теодолит типа 2Т5К с компенсатором вертикального круга и зрительной трубой прямого изображения, в которой вмонтированы отдельные узлы и блоки светодальномера СТ5, и микроЭВМ. Тахеометр предназначен для измерения углов, расстояний, определения приращений координат точек на местности при топографической съемке, сгущения съемочных сетей, измерений в прикладной геодезии, при инженерно-геодезических изысканиях и т. д. Обеспечивает измерение расстояний до 3 км со средней квадратической погрешностью не более 2 см, горизонтальных и вертикальных углов — с погрешностями 6 и 11" соответственно.

Конструкция электронного тахеометра «Агат» ТаЗм (рис. 120, б) разработана на базе Та5, имеет общие с ним узлы и аналогичный принцип построения. Углоизмерительная часть тахеометра представляет собой кодовый электронный теодолит, дальномерная часть в основном повторяет структурную схему светодальномера СТ5. Обеспечивает измерение расстояний до 5 км со средней квадратической погрешностью не более 3,5 см и горизонтальных и вертикальных углов с погрешностями 4 и б" соответственно. В настоящее время взамен тахеометров Та5 и ТаЗм отечественной промышленностью освоен выпуск более совершенных моделей 2Та5 и ЗТа5 (см. рис. 120, в).

2.ТД — тахеометр с авторедукционным дальномером-высотомером двойного изображения с постоянным параллактическим углом (рис. 121, а); предназначен для определения расстояний в диапазоне 20—180 м с относительной погрешностью 1:3000 и превышений со средней квадратической погрешностью не более 5 см на 100 м расстояния по 2-метровой горизонтальной рейке, а также для измерения горизонтальных и вертикальных углов со средними квадратическими погрешностями 7 и 10" соответственно. Угломерная часть прибора выполнена на базе теодолита Т5К. Применяется для проложения полигонометрических и теодолитных ходов и выполнения тахеометрической съемки. К данному типу относится тахеометр Редта 002 (Германия).

3. ТВ — тахеометр внутрибазный (рис. 121, б); предназначен для измерения горизонтальных проложений и горизонтальных и вертикальных углов со средней квадратической погрешностью 30 и 60" соответственно. По принципу действия ТВ относится к дальномерам двойного изображения с переменной базой внутри прибора. Расстояния до 60 м можно измерять без использования рейки по наблюдаемым вертикальным контурам местных предметов; при расстоянии до 180 м используется веха и дополнительная база величиной 60 см. Относительная погрешность измерения расстояний в среднем равна 1:1000. ТВ применяется при тахеометрической съемке труднодоступных участков, открытых горных выработок, в городах в условиях интенсивного движения транспорта, а также в автодорожном и транспортном строительстве.

4. ТН — тахеометр номограммный; с 1984 г. выпускается под шифром ТаН, 2ТаН (тахеометр номограммный, вторая модель). Тахеометр предназначен для измерения горизонтальных и вертикальных углов, горизонтальных проложений и превышений при одном наведении зрительной трубы на вертикальную рейку. Несмотря на бурное развитие средств вычислений и электронных тахеометров, номограммные тахеометры продолжают использоваться при производстве тахеометрической

съемки.

Тахеометр 2ТаН (рис. 122, а) относится к приборам с оптико-механическим преобразователем в виде номограмм, изображение которых передается в поле зрения трубы (рис. 122, б). Номограммы содержат набор рассчитанных соответствующим образом кривых, по которым непосредственно определяют горизонтальные проложения и превышения. Угломерная часть тахеометра изготовлена на базе теодолита 2Т5К, зрительная труба дает прямое изображение. Левее окуляра зрительной трубы расположен окуляр шкалового микроскопа для взятия отсчетов по угломерным кругам. Лимб вертикального круга имеет секторную оцифровку. Если измерение вертикальных кругов не производится, верхняя половина поля зрения микроскопа зашторивается поворотом рукоятки, расположенной под зеркалом подсветки.

Горизонтальное проложение и превышение измеряют с помощью

3 —4-метровой рейки  с сантиметровыми делениями, устанавливаемой вертикально по уровню на противоположном конце измеряемой линии

 

 

 

 

Рейка имеет выдвижную пятку для установки нуля рейки на высоту прибора.

В процессе измерений  при положении зрительной трубы  КЛ в поле зрения трубы наблюдатель рассматривает одновременно вертикальную нить сетки, совмещаемую с осью рейки, и изображение номограммы. Номограмма (см. рис. 122, б) состоит из основной, или нулевой, кривой 0, двух кривых горизонтальных проложений и ряда кривых превышений, коэффициент которых увеличивается по мере увеличения угла наклона зрительной трубы. Кривые горизонтальных проложений с коэффициентами 100 и 200 расположены по обе стороны от основной кривой, причем дополнительная кривая с коэффициентом K_s = 200 находится в нижней части поля зрения трубы. Из восьми кривых превышений четыре имеют положительные (+10,+ 20,+ 50,-1-100) и четыре отрицательные (—10, —20, —50, —100) коэффициенты K_h.

При измерении горизонтального  проложения и превышения совмещают основную кривую 0 с нулевой отметкой рейки и берут отсчеты по соответствующей номограммной кривой. Результатом измерения является произведение отсчета на коэффициент данной кривой. Например, (см. рис. 122, б):

d = 0,321 м х 100 = 32,1 м; h = 0,238 м х (+ 10) =  +2,38 м.

Средняя квадратическая погрешность измерения горизонтальных и вертикальных углов составляет 8 и 12" соответственно. Погрешности измерения расстояний и превышений в значительной степени зависят от коэффициента используемых номограмм:

—  для расстояний 100 м при использовании коэффициентов 100 и 200 погрешности составляют от 0,1 до 0,25 м;

—  для превышения на расстоянии 100 м при K_h=  10 — 100 погрешность m_h = 0,03 — 0,2 м.

Тахеометры типа ТаН  приспособлены для работы с картографическим столиком (см. рис. 122, а), с помощью которого можно составлять план топографической съемки непосредственно в поле по аналогии с мензульной съемкой.

Из зарубежных тахеометров, получивших широкое распространение в практике геодезических работ, наиболее известен номограммный тахеометр Дальта 010В, который по назначению, принципу устройства и точности измерений в основном аналогичен тахеометру 2ТаН.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лекция № 12

Создание сети съемочного обоснования

1. Рекогносцировка местности
2. Съемка ситуации и рельефа

 

1. Полевым работам при тахеометрической съемке предшествует составление проекта, включающего подбор необходимых картографических материалов, каталогов пунктов планово-высотного обоснования и выбор способа создания съемочной сети в зависимости от объекта съемки, ее масштаба и имеющихся в наличии приборов. Полевые работы при тахеометрической съемке включают в себя рекогносцировку местности, создание сети съемочного обоснования и съемку ситуации и рельефа.

Рекогносцировка включает в себя знакомство с местностью в районе будущей съемки, отыскание пунктов обоснования и выбор места для закрепления точек съемочной сети. Эти точки следует располагать по возможности на возвышенных местах с хорошим обзором местности с учетом обеспечения взаимной видимости между смежными точками.

Густота точек съемочной  сети зависит от масштаба съемки, сложности рельефа, застроенности или залесенности снимаемой территории. Количество точек съемочных сетей на 1 км² незастроенных территорий для планов масштаба 1:1000 должно быть не менее 16, 1:2000 — 12 точек, 1:5000 — 4 точки; на незастроенных территориях при съемке в масштабе 1:500 и на застроенных территориях плотность точек съемочных сетей определяется рекогносцировкой.