double arrow

Сущность теодолитной съемки


Раздел VI. ТЕОДОЛИТНАЯ СЪЕМКА

Рис. 5.2

Рис. 5.1

Схема, объясняющая измерение горизонтальных и вертикальных углов

Измерение углов и линий на местности

Геодезические измерения подразделяются на угловые и линейные. При проведении угломерных измерений определяют горизонтальные углы и углы наклона.

В основу приборов для измерения углов положены следующие соображения. Пусть требуется измерить горизонтальную проекцию угла АВС (рис. 5.1), стороны АВ и ВС не являются горизонтальными. Проведем через стороны вертикальные плоскости Р1 и Р2, которые при пересечении с горизонтальной плоскостью Q оставляют следы ab и bc, являющиеся горизонтальными проложениями линий АВ и ВС. Угол b, заключенный между линиями ab и bc, является горизонтальной проекцией угла АВС и получен путем ортогонального проектирования сторон АВ и ВС на горизонтальную плоскость Q. Горизонтальный угол abc можно измерить при помощи горизонтального круга Q¢, имеющего градусные деления.

Вместо двух вертикальных плоскостей Р1 и Р2, пересекающихся по отвесной линии, можно взять одну плоскость, вращающуюся вокруг оси VV (отвесная линия). Представим себе, что эта плоскость проходит через сторону АВ. Одновременно она оставляет след, который можно выразить в градусной мере на горизонтальном круге Q¢. Если эта вертикальная плоскость пройдет так же через сторону угла ВС, то будет получен второй отсчет по градусной шкале круга Q¢. По разности полученных отсчетов можно определить значение измеряемого горизонтального угла b.




Для измерения углов наклона n2 и n1 сторон ВС и ВА по аналогии можно использовать имеющий градусные деления вертикально расположенный круг, центр которого совпадает с вершиной угла АВС.

Приведенные на рис. 5.1 геометрические построения положены в основу конструкции прибора для измерения углов, называемого теодолитом. Таким образом, теодолит должен иметь горизонтальный (угломерный) круг с нанесенными на нем делениями, устройство, позволяющее получать с вертикальной плоскости направление, совпадающее со стороной измеряемого угла (зрительная труба), приспособление, при помощи которого теодолит (его вертикальная ось вращения) устанавливается в вершине измеряемого угла (операция центрирования), устройство для приведения горизонтального круга в горизонтальное положение (операция горизонтирования) и вертикальный угломерный круг для измерения углов наклона.

Принципиальная схема теодолита показана на рис. 5.2, где 4 – угломерный горизонтальный круг (лимб - часть угломерных инструментов; плоское металлическое кольцо, разделенное штрихами на равные доли окружности: градусы, минуты или др.), в полой оси которого размещается ось алидады 8 (в угломерных инструментах - линейка с верньерами или микроскопами на концах, вращающаяся вокруг оси, проходящей через центр угломерного лимба). Ось горизонтального круга крепится к подставке 6 теодолита, причем у некоторых теодолитов ось закрепляется неподвижно, у некоторых может свободно вращаться. Такие теодолиты называют повторительными. Вращающаяся верхняя часть теодолита 3 одновременно является подставкой для горизонтальной оси вращения НН зрительной трубы 10. Горизонтальная ось зрительной трубы наглухо скреплена с вертикальным угломерным кругом 9, имеющим, так же как и горизонтальный круг, равномерную угловую шкалу (лимб). Так как угломерный круг наглухо скреплен со зрительной трубой, он вращается вместе с ней при изменении положения визирной оси в вертикальной плоскости.



Для отсчитывания по лимбу вертикальный круг теодолита снабжен отсчетным устройством и приспособлен для приведения отсчетного индекса, расположенного на алидаде, в горизонтальное положение. Отсчетный индекс может приводиться в горизонтальное положение при помощи уровня или автоматически при помощи компенсатора.



Ось вращения теодолита VV приводится в отвесное положение при помощи подъемных винтов 7 с использованием уровня 2, ось LL которого должна быть в горизонтальном положении, и который крепится или к алидаде горизонтального круга, или к колонке (подставке) зрительной трубы.

Теодолит (принципиальная схема)

При измерении горизонтальных углов применяются способы приемов, круговых приемов или повторений. Теодолит устанавливают в вершине угла и приводят его в рабочее положение. Направление сторон угла, если измерения выполняются на дневной поверхности, обозначается вехами, устанавливаемыми на соседних точках. Установка теодолита в рабочее положение состоит из двух операций: центрирования и горизонтирования.

Центрирование заключается в размещении вертикальной оси теодолита над вершиной угла (точкой) и осуществляется с помощью отвеса. Теодолит устанавливают над точкой так, чтобы верхняя плоскость головки штатива была горизонтальна и острие отвеса, подвешенного на крючке станового винта, проектировалось на точку. Современные теодолиты, как правило, оснащены оптическими центрирами, которые облегчают центрирование, особенно при сильном ветре, и повышают его точность.

После центрирования выполняют горизонтирование, заключающееся в приведении вертикальной оси теодолита в отвесное положение. Для этого устанавливают уровень при алидаде горизонтального круга по направлению двух подъемных винтов и, вращая их, выводят пузырек уровня на середину; открепив алидаду, устанавливают уровень по направлению третьего подъемного винта и вращением последнего снова выводят пузырек на середину.

При измерении углов наклона кроме отсчетов по вертикальному кругу необходимо знать высоту прибора i и высоту визирования n. Высоту прибора i измеряют с помощью рулетки от верха торца точки теодолитного хода до горизонтальной оси прибора. Высоты вех на средних точках – от верха торца точки теодолитного хода до некоторой отметки на вехе.

Более подробное рассмотрение способов измерения горизонтальных и вертикальных углов будет дано при подготовке проведения лабораторных работ.

Линейные измерения выполняют при производстве различных геодезических работ: при создании опорных геодезических сетей, при трассировке линейных сооружений, в процессе выполнения разбивочных работ, при монтаже строительных конструкций и установке оборудования и т.п.

При косвенных измерениях определяют углы, базисы, время распространения электромагнитных волн и другие величины, а затем использую формулы, выражающие зависимость между определяемой линией и измеренными величинами, определяют длины отрезков.

Непосредственные измерения производятся мерными лентами, стальными рулетками и другими аналогичными приспособлениями. Наибольшее распространение получили мерные ленты, представляющие собой тонкую полосу из стали длиной обычно 20 м, шириной 10-15 мм и толщиной 0,4-0,5 мм. Используемые рулетки РВ-20, РВ-30 и РК-50 изготавливаются из нержавеющей стали и имеют длину соответственно 20, 30 и 50 м. Деления на рулетке сантиметровые или миллиметровые.

Мерные ленты и рулетки перед измерениями должны быть прокомпарированы, т.е. необходимо провести сравнение их длины с нормальной мерой, принимаемой за эталон. Компарирование выполняют на компараторах, которые могут быть как полевыми, так и лабораторными.

Для контроля и повышения точности каждую линию измеряют дважды – в прямом и обратном направлениях. Точность измерения линий 20-метровой лентой оценивается относительной погрешностью, которая не должна превышать 1:2000 при благоприятной местности (болото, скошенный луг, невысокие посевы на пашне и т.п.), и 1:1000 при неблагоприятной местности (вспаханная, заболоченная с кустарником и т.п.). Если расхождение не выходит за допустимые пределы, то из двух измерений вычисляют среднее арифметическое, принимаемое за окончательное значение. В случае недопустимых расхождений линию измеряют в третий раз.

При измерении линии лентой углы наклона менее 1,5° не принимаются во внимание и в результат измерения поправка не вводится, так как неучет угла наклона в 1° ведет к относительной погрешности горизонтального положения 1:7000, что значительно меньше допустимой погрешности измерения длин лентой. В табл. 5.1 показана допустимая погрешность измерения угла наклона линии, при которой относительная погрешность определения горизонтального проложения, обусловленная погрешностью определения угла наклона, не превышает 1:2000. Из таблицы видно, что при линейных измерениях, выполняемых с относительной погрешностью 1:2000 и ниже, небольшие по значению углы наклона могут измеряться с небольшой точностью.

Таблица 5.1

Угол наклона n Допустимая погрешность измерения угла Угол наклона n Допустимая погрешность измерения угла
1°30¢ 66¢ 14¢

По измеренным длинам наклонных линий S и углам их наклона n вычисляют горизонтальные положения s по формуле

В большинстве случаев измеряемая линия состоит из участков с различными углами наклона. В этом случае ее горизонтальное проложение равно сумме горизонтальных проложений участков.

Для измерения расстояний, недоступных для непосредственного измерения, используются светодальномеры, радиодальномеры, оптические дальномеры.


Съемка местности, при которой в качестве угломерного прибора используется теодолит, а для измерения длин применяют мерные ленты (рулетки) или оптические дальномеры, называется теодолитной. В ней определяют только плановое положение снимаемых точек. Производится теодолитная съемка для получения материалов, используемых в геологической разведке, горном деле, сельском хозяйстве, строительстве и т.п. Съемочным обоснованием чаще всего служат теодолитные ходы в виде системы линий (полигонов), образующих или сомкнутые (рис. 6.1,б), или разомкнутые ходы (рис. 6.1,а). Предельно допустимая длина ходов зависит от масштаба съемки (табл. 1). Внутри замкнутых теодолитных ходов в ряде случаев прокладывают дополнительные ходы, называемые диагональными (рис. 6.1,б, ход 1-m-3).

Таблица 6.1

Масштаб съемки Длина хода, км Удаленность угловых точек от исходных пунктов, км
на застроенной территории на незастроенной территории
1:5000 1:2000 1:1000 1,2 1,3

В теодолитных ходах точки поворота отмечают простейшими геодезическими пунктами в виде забитых в землю деревянных кольев, металлических стержней и т.п. Съемку подробностей выполняют способами прямоугольных координат, полярным, угловых и линейных засечек.

Работы по прокладке теодолитных ходов заключаются в камеральной подготовке, рекогносцировке и полевых измерениях. Камеральная подготовка включает в себя изучение задания, изучение имеющегося картографического материала и составление проекта будущих теодолитных ходов. Рекогносцировка проводится на местности, и в результате ее выполнения уточняются места поворота хода, отыскиваются сохранившиеся на местности пункты плановой геодезической основы предыдущих съемок и выбирается окончательный вариант проекта теодолитных ходов.

При прокладке теодолитных ходов на местности закрепляют вершины, измеряют горизонтальные углы, длины сторон и их углы наклона. Горизонтальные углы в теодолитных ходах измеряют одним полным приемом теодолитом, обеспечивающим погрешность измерения не более 30². Если при измерениях в значениях из полуприемов окажется недопустимая разница (более 0,7¢), измерения проводятся заново. Результаты угловых измерений заносятся в полевой журнал. Для контроля грубых погрешностей, возникающих при угловых измерениях, на каждой линии на задней точке определяют буссолью обратный магнитный азимут, на передней – прямой магнитный азимут. Длины сторон теодолитного хода измеряются дважды: в прямом и обратном направлениях. В тех случаях, когда наклон линии превышает 1,5°, измеряют углы их наклона и вводят поправки за приведение длин линий к горизонту. Для линий, имеющих отдельные участки с разными углами наклона, общее горизонтальное проложение находится суммированием горизонтальных проложений отдельных участков. Если при измерении расстояний лентой (рулеткой) встречаются недоступные для прямого измерения отрезки, используются косвенные методы определения расстояний.







Сейчас читают про: