Инженерная геодезия

Размещено на http://www.allbest.ru/

теодолитный тахеометрический буссольный геометрический нивелирование

Инженерная геодезия



Содержание

Введение

1. Охрана труда, окружающей среды и сохранение имущества

1.1 Система изучения безопасности и общие правила поведения

1.2 Основы пожарной безопасности

1.3 Правила сохранения и использования инструмента и приспособлений

1.4 Ориентирование на местности

1.5 Охрана окружающей среды во время работы и отдыха

1.6 Безопасная техника выполнения основных видов геодезических работ

2. Измерение расстояний

2.1 Непосредственное измерение расстояний. Определение углов наклона эклиметром. Допустимая линейная невязка, мероприятия по обеспечению необходимой точности промера

2.2 Косвенное измерение расстояний. Допустимая линейная невязка, меры по повышению точности измерения

2.3 Проложение визиров и подготовка видимых линий для измерения

3. Теодолитная съемка

3.1 Назначение и сущность теодолитной съемки, общая схема работ

3.2 Строение теодолита, основные оси и плоскости

3.3 Поверки теодолита и штатива

3.4 Техника измерений горизонтальных углов

3.5 Способы съемки ситуации

4. Буссольная съемка

4.1 Назначение и сущность буссольной съемки, общая схема работ

4.2 Строение гониометра буссоли, основные оси и плоскости

4.3 Поверки гониометра

4.4 Техника измерения горизонтальных углов

5. Тахеометрическая съемка

5.1 Назначение и сущность тахеометрической съемки, общая схема работ

5.2 Техника измерения вертикальных углов

5.3 Измерение магнитных направлений

5.4 Работа на станции тахеометрического хода

6. Геометрическое нивелирование

6.1 Назначение и сущность геометрического нивелирования, общая схема работ при проектировании линейных объектов и составление планов местности в горизонталях

6.2 Строение нивелира с уровнем, основные оси и плоскости

6.3 Поверки нивелира и реек

6.4 Техника нивелирования, основные источники ошибок определения превышений и мероприятия по обеспечению необходимой точности

7. Инженерные задачи

7.1 Построение круговой кривой методом прямоугольных координат

7.2 Передача оценки на пункт

7.3 Измерение вершин объекта

7.4 Ограничение участка выдела нужной площади

Введение

Геодезия ( с греч. деление земли) - наука об измерениях на земной поверхности, выполняемых для определения формы и размеров Земли, изображения всей или части ее на картах, планах и профилях, а также для изображения, создания инженерных сооружений и реализация научных достижений.

Геодезия в процессе своего развития разделялась на:

ь Высшую геодезию (изучение вопросов, связанных с методами определения координат точек земного шара (в глобальном отношении), а также размеры и формы планеты Земля, движение земной коры)

ь Топографию (составление топографических карт земной поверхности)

ь Радиогеодезию (измерение расстояний радио- и светодальномерами)

ь Спутниковую геодезию (занимается установлением при помощи искусственных спутников Земли основных параметрах нашей планеты, ее внешнего гравитационного поля и определения положения точек земной поверхности в системе относимости, тесно связанная с Землей (определение глобальных координат точек, определение дрейфа материков))

ь Фотограмметрия (изучает методы и технологии фотографирования земной поверхности, определения по фотографиям материалов для составления топографических планов и карт)

ь Маркшейдерское дело (съемки подземных выработок, добыча полезных ископаемых в морском рельефе)

ь Морская геодезия (составление карт морского дна и разведка полезных ископаемых в морском рельефе)

ь Инженерная геодезия (картографирование лесов, текущие лесные съемки, при строительстве лесных, автомобильных дорог, каналов и так далее)

Геодезия тесно связана со многими науками. В своей теории опирается

на математику и физику. Научные дисциплины тесно связаны между собой. В инженерной геодезии применяются методы высшей геодезии, аэрографии, топографии, сейчас используется спутниковая геодезия.

Главная задача геодезии - землеразделение.

1. Охрана труда, окружающей среды и сохранение имущества

1.1 Система изучения безопасности и общие правила поведения

В настоящее время каждый специалист должен знать правила техники безопасности (ТБ) своей специальности и основы охраны окружающей среды (ООС).

Окружающая среда - общенародное достояние, которое является основой жизни и источником благ для нее. По этим причинам студенты должны иметь достаточные сведения о ТБ и ООС.

По месту прохождения практики организуется обучение студентов правилам безопасности труда путем проведения инструктажей. В соответствии с ГОСТ 12.0.004-79 «Организация обучения безопасности труда». В зависимости от времени и характера учебной практики инструктаж подразделяется на водный, первичный, на рабочем месте, повторный, внеплановый, текущий.

В программе водного инструктажа должны получить отражение следующие вопросы: общие сведения о НУОЛХ и геодезическом полигоне, законодательство об охране труда, ТБ, производственная санитария, пожарная безопасность, первая помощь пострадавшему.

Первичный инструктаж на рабочем месте, который проводят со студентами, прибывшими на учебную практику, в соответствии с ГОСТ 12.0.004-79, должен содержать основной перечень вопросов:

1) общие сведения о вопросах прохождения учебной практики

2) организация безопасного прохождения учебной практики и содержание геодезических приборов, инструментов в исправности

3) устройство геодезических приборов и инструментов, порядок подготовки их к работе, приемы безопасного ведения работ

4) схема безопасного передвижения по участкам работы, ориентирование на местности

5) требования безопасности при пользовании транспортными средствами

6) меры предупреждения пожара

Первичный инструктаж проводится с каждым студентом индивидуально.

1.2 Основы пожарной безопасности

Наиболее опасным на полевых практиках неосторожное курение во время работы в поле и в лесу. Все члены бригады должны пресекать легкомысленность курильщиков. Ответственность за соблюдение противопожарных мер в первую очередь несет бригадир студенческой бригады, а также ее руководитель.

На летних практиках категорически запрещается разводить костры, независимо от погоды и местоположения бригады; бросать непогашенные спички и окурки в лесу, на территории студенческого городка.

Костры во время практики можно разводить в процессе выполнения производственных работ с соблюдением указанных руководителями производства противопожарных правил.

Место для костра должно быть окружено полосой почвы, очищено не менее чем 0,5 м до минерального слоя. Одежду и вещи для сушки нельзя размещать над костром. Нельзя спать возле костра. Нельзя оставлять костер без присмотра. Когда надобность в использовании костра проходит, его следует тщательно залить водой и засыпать землей.

На территории студенческого городка должны быть оборудованы специальные места для курения, снабженные надписью «Место для курения».

При возникновении пожара в лесу требуется срочно оповестить о нем противопожарную службу лесхоза, на территории которого проводится практика, и предпринять меры по тушению пожара, используя подручные средства.

Курение допускается только во время перерывов в работе на лесных дорогах и просеках с минеральной поверхностью.

Запрещается курение на ходу и возле инструментов.

1.3 Правила сохранения и использования инструмента и приспособлений

Приборы, полученные из геодезической камеры должны быть внимательно осмотрены для обнаружения крупных механических дефектов. В процессе этого осмотра устанавливается отсутствие повреждений всех составляющих прибора. При необходимости проводится замена прибора и принадлежностей. Каждый прибор перед началом работы исследуется и поверяется по специальной программе под руководством руководителя практики.

Транспортировка оптических приборов производится в ящиках и футлярах, при этом особая осторожность требуется при транспортировке приборов повышенной точности и чувствительности.

Перед началом работы с приборами должен быть подготовлен штатив, проверена его устойчивость. Только после этого на него устанавливается прибор и крепится становым винтом.

При работе с точными приборами, имеющими значительную массу, сначала устанавливается над точкой или в требуемом месте штатив, а затем на него устанавливается прибор.

Шпильки переносить только в руке, не допуская любой вариант подвешивания, не тянуть ленту назад без договоренности с передним мерщиком.

За каждым членом бригады закрепляется какой-либо прибор или инструмент под роспись. Составляется список полученных приборов и инструментов и ответственных за них. (См. приложение 1.1.ч1.3.)

Нельзя оставлять приборы без присмотра, уходя из комнаты, где хранятся приборы, закрывать дверь на ключ. Не хранить приборы в комнате на открытом месте, оставлять под кроватью или в шкафу.

1.4 Ориентирование на местности

Утром солнце размещается на востоке, днем - на юге, вечером - на западе.

Если находишься в лесу, и по солнцу ориентироваться нельзя, то есть возможность сориентироваться по мху, который растет на деревьях (он размещается на северной стороне). На квартальных столбах направление между меньшими числами показывает на север.

Необходимо иметь при себе схему с указанием ориентиров и карту местности.

1.5 Охрана окружающей среды во время работы и отдыха

Человек живет в определенной природной среде, пользуется благами природы. От правильного взаимодействия человека с природой зависит жизнь каждого человека и судьба следующих поколений. Поэтому природу нужно беречь и охранять.

1) В процессе рекогносцировочных работ все переходы и переезды необходимо осуществлять без нанесения ущерба с/х посевам, лугам, лесам, паркам, садам.

2) Закрепление точек геодезической опоры производится не только с учетом обеспечения их сохранности и удобств использования, но и исключения условий для нанесения ущерба окружающей природной среде (вытаптывание посевов, травы, неоправданная рубка деревьев).

3) При создании съемочного обоснования и выполнении топографо-геодезических работ на пахотных землях, в садах, парках, в огородах и т.д. все перемещения производятся так, чтобы исключить нанесение ущерба растениям.

1.6 Безопасная техника выполнения основных видов геодезических работ

К мероприятиям по охране окружающей среды при выполнении геодезических работ относится, прежде всего, пожарная профилактика.

Дополнительно должно учитываться следующее:

1) Для обеспечения видимости в процессе съемочных и инженерно-геодезических работ в лесах, а также для улучшения условий выполнения линейных измерений нельзя срубать деревья диаметром более 6 см без соответствующих согласований. В исключительных случаях допускается только подчистка отдельных сучьев внизу деревьев. Всякая рубка в культурных парках запрещена.

2) При выполнении различных работ, в том числе геодезических, не должен наносится вред дорогам, лесонасаждениям при них, жилым и промышленным зданиям, инженерным сооружениям.

3) Колышки для закрепления точек в земле изготавливаются только из дровяных отходов. Рубка леса в этих целях категорически запрещена.

4) Для изготовления вешек используется только стволы сухостойных или ранее срубленных деревьев.

5) Места временного отдыха выбираются так, чтобы исключалось вытаптывание посевов, порча деревьев и декоративных посадок.

6) В местах отдыха нельзя бросать использованную посуду, банки, бутылки, бумагу, остатки пищи и предметы, загрязняющие окружающую территорию. Все ненужное должно быть засыпано землей в соответствующих местах.

7) Категорически запрещается сбрасывать мусор, консервные банки, бутылки, посуду и аналогичные предметы в реку и водоемы, но и с целью предотвращения несчастных случаев.

8) После выполнения геодезических работ все колышки на выпасах, у дорог, на улицах, у зданий должны быть собраны.

9) Самовольный сбор фруктов, ягод и овощей, а также выкапывание картофеля в чужих огородах категорически запрещается.

10) По окончанию работ нужно убрать по указанию руководителя сторожки и колышки во всех людных местах во избежание ранений.

11) Нельзя оставлять после себя посторонние предметы: упаковки, бутылки.

12) Нельзя заходить в полосу ж/д и автодорог республиканского значения.

В каких бы условиях ни находился студент, он должен оставить о себе впечатления как о достойном гражданине и человеке, который в будущем достоин звания специалиста высшей квалификации, административного или хозяйственного руководителя производства.

2. Измерение расстояний

2.1 Непосредственное измерение расстояний. Определение углов наклона эклиметром. Допустимая линейная невязка, мероприятия по обеспечению необходимой точности промера

Расстояния между точками теодолитного хода измеряют дальномерами или землемерными лентами с относительной погрешностью не грубее 1:1000 - 1:2000. Перед началом измерения отрезка на местности его концы обозначаются вехами.

Измерения производят двое мерщиков. При первом отложении ленты передний мерщик берет комплект из 6 шпилек, оставляя одну заднему мерщику, который совмещает свой конец ленты с начальной точкой измеряемого расстояния и закрепляют его шпилькой. Передний мерщик натягивает ленту и, встряхивая ее, укладывает в створе измеряемого отрезка, руководствуясь сигналом заднего, затем вставляет в вырез ленты шпильку. Шпильку следует ставить в землю сначала с небольшим наклоном в сторону заднего мерщика и после некоторого ее углубления устанавливать в отвесное положение, что способствует лучшему натяжению ленты.

После первого откладывания ленты задний мерщик выдергивает свою шпильку, а передний мерщик свою шпильку оставляет в земле. Ленту протаскивают вперед и цепляют ее вырезом заднего конца на оставленную шпильку. Второе и последующие откладывания ленты проводятся в том же порядке, как и первое. О время натяжения ленты задний мерщик должен прижать ее конец ногой к земле во избежание сдвига.

Когда передний мерщик поставит последнюю, пятую шпильку, то при длине ленты 20 м измеренное расстояние будет равно 100 м. В этот момент задний мерщик снимает заднюю шпильку, переходит к переднему мерщику и передает ему 5 шпилек по счету, после чего измерения продолжаются от последней шпильки, поставленной передним мерщиком.

Каждую передачу шпилек отмечают в журнале для измерения расстояни1. Остатки измеряемых расстояний, которые короче длины одной ленты, определяются отсчетами по ленте от ее заднего конца, руководствуясь подписями делений на ленте, возрастающими в направлении измерения остатка.

Лентой расстояния измеряют дважды: в прямом и обратном направлениях, вычисляют расхождение результатов D' и D”

?Dдоп=D'-D” 2.1

допустимое расхождение определяется по формулам

?Dдоп=D/2000 2.2

?Dдоп=D/1000 2.3

и при удовлетворительном расхождении D'- D” окончательным результатом считается среднее

D=0,5(D'+D”) 2.4

Все землемерные ленты и рулетки ежегодно поверяются метрологической службой. Рабочее натяжение землемерной ленты составляет 89 Н. Перед началом использования землемерные ленты подвергаются компарированию. Компарирование - это сравнивание длины рабочей ленты с длинной эталона. По результатам компарирования вычисляют разницу ?l.

?l=lр-lэ 2.5



где lр - длина рабочей ленты, lэ - длина эталона.

В нашем случае lр=20,06 м, а lэ=20,00 м ?l=20,06-20,00=0,06 м

D=nЧl+r 2.6

где n - количество лент, l - длина ленты, r - длина остатка.

В нашем случае D от ПК10 до ПК11 n=4, l=20,00 м, r=1,23 м D=4Ч20,00+1,23=81,23 м

Поправка на наклон местности

Измеряют угол наклона н (ню) негоризонтального участка. Для этого пользуются теодолитом или эклиметром. Углы наклона н?1,5є не учитываются и поправка за наклон линии не вычисляется. Углу наклона 1,5є соответствует превышение 2,6 м на 100 м расстояния.

ДDн=DЧ(cosн-1) 2.7

где D - длина наклонной линии местности

В нашем случае от ПК10 до ПК11 угол наклона н=+7є ДDн=40Ч(соs7є-1)=-0,30 (м)

Поправка на компарирование

Учитывается в случае несовпадения длины ленты и длины эталона.

ДDк=?lкЧ(n+r/l0) 2.8

где Дlк=lp-lэ

n - количество лент

r - остаток

l0 - длина ленты номинальная

В нашем случае от ПК10 до ПК11 ?lк=0,06 м ДDк=0,06Ч(4+1,23/20)=0,25 (м)

Температурная поправка

Учитывается, если температура при компарирование ленты и е использовании отличается более 10°С.

ДDt=бЧDЧ(t-tk) 2.9

где б - коэффициент линейного расширения стали (б=1,25Ч10-5)

D - длина ленты

t - температура окружающей среды при использовании ленты

tk - температура окружающей среды при компарировании ленты

В нашем случае температура окружающей среды при компарировании ленты и при работе с ней не отличалась. Температурную поправку не вносим.

d=D+ДDн+ДDk+ДDt 2.10

где D - расстояние измеренное

ДDн - поправка на наклон местности

ДDk - поправка на компарирование землемерной ленты

ДDt - температурная поправка

В нашем случае от ПК10 до ПК11 D=81,23 м ДDн= -0,30 м ДDk=0,20 м ДDt=0 D=81,23+(-0,30)+0,25+0=81,18 (м)

2.2 Косвенное измерение расстояний. Допустимая линейная невязка, меры по повышению точности измерения

Дальномер - прибор для косвенного измерения расстояний. Нитяной дальномер представляет собой 2 горизонтальные нити сетки зрительной трубы. Дальномерные нити расположены на равных расстояниях от средней нити.

Составной частью дальномера являются дальномерная (нивелирная) рейка. Номинальное значение коэффициента К для теодолитов Т30=100. Фактическая величина может отличаться на 0,55-007%, поэтому перед началом работы в полевых условиях определяют фактическое значение коэффициента дальномера.

Для этого через 30, 60, 90, 120 м устанавливают вехи. Расстояния до обозначенных точек определяют мерной лентой с высокой точностью. Получаем при этом значение D1, D2, …, Dn. После этого расстояния до данных точек определяют дальномером. Отсчитывают значения базы b1, b2, …, bn. Для каждого расстояния определяют коэффициент дальномера.

D=KЧb 2.11

Определение горизонтального проложения по дальномеру

Поскольку дальномерная рейка ставится всегда отвесно, визирная ось зрительной трубы с горизонтальной плоскостью образует угол н (ню). Тогда проекция дальномерных штрихов в точках М и Т дают преувеличенное значение базиса в сравнении с М' и Т'.

Треугольник WM'M практически прямоугольный. Тогда

M'W=MWЧcosн=0,5ЧbЧcosн 2.12

b'=bЧcosн 2.13

где b' - исправленный отсчет базиса по рейке.

d=Dср-?Dн 2.14

ДDн=2ЧDЧsin2(н/2) 2.15

поправка на наклон линии для расстояния D=KЧb, которое определено дальномером.

Точность нитяного дальномера зависит от ряда причин:

ь Неодинаковые преломления верхнего и нижнего луча дальномера

ь Неодновременность взятия отсчетов по верхней и нижней нитям сетки

ь Отклонение рейки от отвесного положения

ь Неточность определения постоянных дальномера

Относительная погрешность составляет в среднем 1:300-1:400 для l равного 250 м.

2.3.Проложение визиров и подготовка наличных линий для измерения

Перед началом работы следует осмотреть все необходимые инструменты и убедиться в полной их исправности.

Прежде чем приступить к рубке деревьев, необходимо срубить около него весь подрост и подлесок, а также срубить сучья дерева.

При прорубке визиров и просек все мелкие деревья нужно срубать как можно ниже, чтобы при промере не споткнуться о пеньки и не ранить голени ног.

Вешку, для вешения, рекомендуется изготовить следующим образом: деревья высотой 2,5ч3 м очищают от сучьев и отрубают вершинку.

При прорубке сучьев нужно стоять устойчиво, нельзя становиться на сучья и скользкие хлысты.

При рубке подроста, кустарника необходимо быть особенно осторожным, не следует делать сильных ударов топором, так как это может привести к порезу.

3. Теодолитная съемка

3.1 Назначение и сущность теодолитной съемки, общая схема работ

Один из методов получения контурного плана местности называют теодолитной съемкой. При теодолитной съемке углы измеряют теодолитом, расстояния - мерной лентой, стальной рулеткой или оптическим дальномером.

Измерения горизонтальных углов мы проводили усовершенствованным теодолитом 2Т30 с обратным изображением, а расстояния землемерной лентой ЛЗ-20 в квартале 49 Центрального лесничества.

Теодолитная съемка выполняется по правилу «от общего к частному»: сначала на местности создают опорную съемочную сеть, затем на основе ее точек и линий ведут съемку контуров местности. На лесные участки площадью до 250 га геодезическая съемочная сеть создается главным образом проложением теодолитных ходов. Съемочное обоснование небольших участков местности может представлять собой одиночный или замкнутый теодолитный ход. Для съемки ситуации внутри замкнутого хода и для контроля линейных и угловых измерений прокладывают один или несколько диагональных ходов.

Теодолитная съемка складывается из полевых и камеральных работ. После получения задания на съемку знакомятся с картографическими и плановыми материалами прежних съемок и на их основе составляют проект предстоящих работ.

К полевым работам относятся:

ь Рекогносцировка - осмотр участка для выяснения сохранности пунктов геодезической сети, заложенных ранее, размещения теодолитных ходов, уточнения проекта работ

ь Закрепление точек опорной съемочной сети

ь Подготовка сторон ходов к их измерению

ь Измерение сторон и углов теодолитных ходов

ь Съемка ситуации, выполняемая от точек и сторон теодолитного хода

ь Плановая привязка теодолитного хода к пунктам геодезической сети, координаты которых известны. При отсутствии на участке съемки пунктов с известными координатами прокладываемый теодолитный ход ориентируют относительно истинного меридиана.

В период камеральных работ проверяют и оформляют полевые журналы, вычисляют координаты точек съемочной сети, составляют и вычерчивают план.

3.2 Строение теодолита, основные оси и плоскости

Основные составляющие теодолита

1 - подъемный винт

2 - подставка

3 - горизонтальный угломерный круг

4 - алидада

5 - колонка

6 - ось вращения зрительной трубы

7 - зрительная труба

8 - вертикальный угломерный круг

9 - цилиндрический уровень

В состав теодолита входят:

ь штатив

ь отвес (для центрирования)

ь ориентир-буссоль (для определения направления магнитного меридиана)

ь юстировочные приспособления (шпильки)

Основные составляющие зрительной трубы теодолита

1 - объектив

2 - кремальера

3 - фокусирующая линза

4 - юстировочный винт визирной сетки

5 - визирная сетка

6 - окуляр

Для получения четкого изображения предметов, находящихся на различных расстояниях от теодолита, линзу перемещают внутри трубы при помощи барабана (кремальеры). Изображение сетки нитей фокусируют перемещением окуляра вдоль оси трубы, вращая для этого окулярное кольцо.

Выделяют зрительные трубы с внешней и внутренней фокусировкой. В зрительных трубах с внутренней фокусировкой между объективом и окуляром помещена подвижная фокусирующая линза.

Выделяют оптическую и визирную оси.

Оптическая ось - прямая, которая проходит через оптический центр объектива О и окуляра О1.

Визирная ось - прямая, которая проходит через оптический центр объектива и центр визирной оси W.

Оптические качества зрительной трубы характеризуются видимым увеличением, полем зрения и точностью визирования.

Видимое увеличение (V) - отношение угла б под которым изображение видно в зрительную трубу к углу в, под которым изображение видно невооруженным глазом.

Поле зрения - конусовидная часть пространства, которое обозревается через окуляр неподвижной зрительной трубы.

Точность визирования зрительной трубой оценивается средней квадратической погрешностью.

Уровни предназначены для установки геодезических приборов или их частей в горизонтальное или вертикальное положение.

Цилиндрический уровень представляет собой трубчатую ампулу, заполненную легкопередвижной жидкостью. Внутренняя поверхность ампулы отшлифована по дуге с постоянным радиусом через равные промежутки (2 мм) нанесены деления.

Круглый уровень используется для горизонтирования прибора.

Угломерные круги изготавливают из метала или оптического стекла. Горизонтальный и вертикальный круги теодолита называют - лимбами. Ценой деления лимба называется величина центрального угла соответствующего дуге его наименьшего деления.

На одной оси устанавливают алидаду.

Алидада - представляет собой круг или линейку. Штрихи на алидаде образуют шкалу Верньера.

Верньер - отсчетное приспособление, которое дает возможность оценивать доли деления лимбом. Разность между ценой деления лимба и алидады - точность верньера. Снятие отсчета по лимбу выполняют при помощи микроскопа.

Эксцентриситет алидады, когда в отсчетной системе ось вращения алидады должна совпадать с центром лимба.

3.3 Поверки теодолита и штатива

Теодолит Т30 должен удовлетворять следующим геометрическим требованиям по взаимному положению его основных осей и плоскостей.

Необходимые юстировки производят только с участием преподавателя во избежание порчи прибора.

1. Ось цилиндрического уровня алидады должна быть перпендикулярна оси вращения теодолита. После юстировки уровня его пузырек не должен отклонятся от нуль-пункта более чем на 0,5 деления ампулы при поворотах на 180є.

ь Верхняя часть теодолита устанавливается так, чтобы цилиндрический уровень был параллелен двум подъемным винтам основания

ь Вращая подъемные винты, пузырек цилиндрического уровня приводят в нуль-пункт

ь Поворачивают верхнюю часть теодолита на 90є, используя третий подъемный винт, устанавливают пузырек цилиндрического уровня в нуль-пункт, снимают отсчет по горизонтальному кругу

ь Поворачивают верхнюю часть теодолита на 180є, устанавливают отсчет по горизонтальному кругу, если пузырек остался в нуль-пункте, то поверка выполнена

2. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси ее вращения. После юстировки положение сетки нитей коллимационная погрешность не должна превышать 1'.

ь В исправном теодолите при вращении зрительной трубы визирная ось зрительной трубы описывает плоскость, которая называется коллимационной. При смещении визирной сетки визирная сеть отклоняется от перпендикуляра к оси вращения зрительной трубы на угол, который называется коллимационной погрешностью. При отсутствии коллимационной погрешности снимают отсчеты ВЛ и ВП. В противном случае разность этих отсчетов будет равна второй коллимационной погрешности:

2С=ВЛ+ВП±180є 3.1

В исправном теодолите величина 2С не должна превышать 2-ой точности отсчетного верньера, то есть 2С>2t.

В=(ВЛ+ВП±180є)/2 3.2



Визируют на хорошо видимы объект, берут отсчеты при круге правом (КП - ВП) и при круге левом (КЛ - ВЛ). При отсутствии коллимационной погрешности ВЛ и ВП отличаются на 180є±2t.

3. Вертикальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения зрительной трубы. Допускается перекос сетки не более чем на половину ширины биссектора (двойной вертикальной нити).

ь Визируют на хорошо видимый предмет

ь Используя подъемный винт, перемещают вертикальную нить визирной сетки вдоль этого предмета (вверх-вниз)

4. Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения прибора. Допускается расхождение проекций на ширину биссектора.

В случае недопустимого расхождения теодолит исправляют в мастерской.

ь Теодолит устанавливают в 15-20 м от отвесной стены

ь Под углом 40-50є визируют и отмечают пункт, используя наводной винт зрительной трубы, устанавливают в горизонтальное положение и отмечают проекцию

ь Действия повторяют для второго полуприема

5. Место нуля вертикального круга не должно отличаться от 0є более чем на ±2. Место нуля следует определять каждый раз перед измерением вертикальных углов. При колебаниях положения уровня изменяется и величина МО.

В штативе не допускается ослабленное, с люфтом, соединение. Для устранения дефектов необходимо подтянуть соответствующие болты с нижней стороны головки штатива так, чтобы его ножки вращались в голове с небольшим трением.

Чтобы установить штатив в рабочее положение (поверхность головки должна быть на глаз горизонтальна) нужно: сильно вдавить ножки штатива в землю. Закрепить на штативе теодолит или нивелир и навести зрительную трубу на четко видимый предмет. Наблюдать этот предмет и одновременно несильно нажимать руками на ножки штатива попеременно в противоположные стороны. Если после снятия усилий со штатива центр сетки совместится с наблюдаемым предметом в начальном положении, то штатив исправен.

3.4 Техника измерений горизонтальных углов

Теодолит центрируют при помощи отвеса над вершиной В измеряемого горизонтального угла в. Веху ставят отвесно либо спереди колышка, закрепляющего пункт А, но в створе прямой АВ. Аналогично веху ставят в створе прямой ВС. Веху называют задней, а веху передней по ходу. Угол в=АВС называют правым по ходу, такой угол вычисляется по формуле

в=З-П 3.3

где З и П- отсчеты по неподвижно закрепленному горизонтальному лимбу теодолита при визировании трубой на заднюю и переднюю точки.

Угол измеряют дважды при двух положениях вертикального круга (КП и КЛ) по следующей программе:

1.Закрепляют горизонтальный круг теодолита на все время измерения угла при помощи зажимного винта алидады горизонтального круга.

2.Действуя закрепительными и наводящими винтами верхней части теодолита, визируют сначала на заднюю веху и в журнал измерения углов записывают отсчет по горизонтальному кругу, затем визируют на переднюю веху, записывают отсчет, вычисляют угол в'. Эти действия составляют первый полуприем измерения.

3.Горизонтальный круг поворачивают на 2-5є, вращая его наводящий винт, а зрительную трубу переводят через зенит, этим теодолит переводят из положения КЛ в положение КП или наоборот.

4. Повторяют визирования в прежней последовательности, записывают отсчеты «З» и «П». К отсчету “З” прибавляют 360є в том случае, если в передний больше, чем в задний, и вычисляют угол в". Этим выполняют второй полуприем измерения.

5.Допустимое расхождение углов в' и в" принимают до 2-ух минут, вычисляют среднее значение в. Два полуприема составляют полный прем измерения.

6. Контролируют теоретическую сумму углов

?втеор=180єЧ(n-2) 3.4

где n - число углов замкнутого теодолитного хода

3.5 Способы съемки ситуации

Съемкой называют совокупность измерений, необходимых для составления плана местности.

Если для составления плана местности одновременно производят съемку контуров, предметов местности и рельефа, то такую съемку называют топографической, если же ограничиваются съемкой только контуров и предметов - контурной или горизонтальной. Съемку рельефа местности называют вертикальной съемкой.

При горизонтальной съемке определяют плановое положение точек ситуации и предметов местности. При этом пользуются разными способами. Выбор их зависит от условий местности и целей, для которых производят такую съемку.

Способ обхода (полигонов)

При этом способе в каждой точке участка измеряют углы и длины сторон между вершинами этих углов. По этим данным можно построить план многоугольника, причем измерения двух сторон и одного угла будут избыточными. Использование их позволит проверить правильность всех измерений, уточнить результаты и оценить их; в этом большое преимущество рассматриваемого способа. Способ обхода применяют не только при съемке границ лесных участков, но и при съемке границ сельскохозяйственных угодий и т.п.

Полярный способ

Применяется преимущественно на открытой местности при съемке небольших участков и отдельных контуров. Для этого примерно в середине снимаемого участка выбирают точку, координаты которой известны или могут быть определены, устанавливают на ней теодолит и измеряют углы, составляемые некоторым направлением, и направлением из точки на каждую вершину. Кроме того, измеряют расстояния от точки до каждой вершины. Этих данных достаточно для построения плана многоугольника.

Способ линейных засечек

Этим способом определяют плановое положение точек, находящихся недалеко от пунктов планового обоснования съемки. Таким способом на план можно нанести берег реки.

Способ прямоугольных координат

Этот способ основан на измерении горизонтальных углов относительно заданного направления и расстояний до выбранной точки, называемой полюсом.

Способ угловых засечек

Для съемки точек 1, 2, 3, …, n измеряют базис, например МN, и на концах его углы. Каждая из снимаемых точек, лежит в пересечении сторон, прилегающих к базису. По этим данным можно нанести на план снимаемый контур, например, берег реки.

Способ створных засечек

При способе створовых засечек фиксируются расстояния между элементами ситуации. От точки А измеряют расстояние АВ и фиксируют расстояние засечкой. От той же точки А измеряют расстояние АС и также фиксируют засечкой. В месте засечек отмечают ситуацию.

Способ створовых засечек применяют для контурного нанесения объектов на план местности, а при более подробном описании ситуации применяют способ обхода.

4. Буссольная съемка

4.1 Назначение и сущность буссольной съемки, общая схема работ

Буссольная съёмка - вид геодезической съёмки, выполняемой с использованием геодезических приборов:

· Буссоль

· Гониометр

При помощи буссоли измеряют:

· Горизонтальные углы

· Магнитные азимуты

· Магнитные румбы

Буссольные ходы прокладываются в виде буссольно-азимутальных или буссольно-угломерных.

Измерение магнитных румбов практически не используется в виду низкой точности.

Буссольный ход прокладывают от точек с известными координатами или точек, местоположение которых можно определить на планшете.

Буссольная съёмка выполняется способом обхода. Вершины хода закрепляются колышками и сторожками вдоль определённой границы. В процессе прокладки буссольно-азимутальных ходов выполняют измерения прямых и обратных азимутов, длин сторон и составляют абрис съёмки.

Нанесение буссольного хода на план

Осуществляется следующими способами:

· По горизонтальным углам

· По дирекционным углам

· По координатам его вершин

Буссольные ходы уравниваются графическим способом параллельных линий.

В связи с повышением требований точности лесных съёмок пункты буссольных ходов определяются прямоугольными координатами, применяемых для данного метода.

Координаты начальных и конечных точек буссольного хода определяются с планшета графически, относительно линий координатной сетки.

Длины сторон измеряют землемерной лентой или линейкой (рулеткой) с точностью до 0,1 м.

Если угол наклона линии местности больше 4°, то для данной стороны вычисляют горизонтальное проложение

d =D·соsн 4.1

Относительная погрешность измерения сторон буссольного хода равна 1/300 D(от длины линии).

Данные полевых измерений заносят в журналы буссольных съёмок:

· Журнал буссольной съёмки (с измерением магнитных азимутов)

· Журнал буссольной съёмки (с измерением горизонтальных углов)

Часто для увеличения точности буссольных съёмок одновременно выполняют измерение прямых и обратных азимутов, горизонтальных углов с проведением контрольных вычислений.

Если прямая видимость в заданном направлении перекрыта неподдающейся вырубке, то препятствие следует обходить, выдерживая прямой магнитный азимут.

Перед началом работ для определения дирекционных углов необходимо установить величину склонения магнитной стрелки для данной местности.

Для этого на планшете с помощью транспортира измеряются дирекционные углы нескольких прямых линий (квартальных точек).

С помощью буссоли на местности для этих же линий измеряют прямые и обратные магнитные азимуты и вычисляют их среднее значение.

Величину склонения магнитной стрелки определяют для каждой стороны через зависимость между дирекционным углом и азимутом магнитной стрелки.

Значение склонения магнитной стрелки определяют как среднеарифметическую величину.

4.2 Строение гониометра буссоли, основные оси и плоскости

Устройство буссолей

Буссоль БС - 2 (буссоль Стефана).

Состоит из следующих основных частей: буссоли, алидады, лимба и втулки. Втулка служит для закрепления буссоли на головке штатива или на верхнем конце деревянного стержня. Лимб жестко соединён с буссолью, и обе эти части могут совместно вращаться по втулке. В коробке буссоли имеется градусное кольцо.

Примечание. Если на градусном кольце буссоли деления подписаны от 0є до 360є, то такое кольцо называется азимутальным. Если же противоположные деления одного из диаметров кольца отмечены подписями 0є и от каждого из них значения градусов возрастают в обе стороны до 90є, то такое кольцо называется румбическим.

Алидаду можно вращать относительно лимба, что необходимо для измерения горизонтальных углов. Визирными приспособлениями являются диоптры 2 и 5, укреплённые на алидаде, а отсчетными - два верньера, точность которых 5. Глазной диоптр 5 представляет собой пластинку с узкой щелью. По оси прорези предметного диоптра 2 натянут визирный волосок. Нулевой штрих каждого верньера находится в плоскости, проходящей через волосок предметного диоптра и середину щели глазного; эта плоскость называется коллимационной. Линия, идущая от глаза наблюдателя через оба диоптра к наблюдаемому предмету, именуется линией визирования.

Магнитная стрелка 3 буссоли свободно подвешена на острие шпиля, укрепленного в центре градусного кольца 4. Северный конец её окрашен в чёрный цвет. В нерабочем положении стрелка должна быть прижата к защитному стеклу буссоли при помощи ориентирующего устройства, приводимого в действие вращением кольца крышки буссоли.

Буссоль БШ.

Широкого применения в лесном хозяйстве не нашла, ввиду её низкой точности.

4.3 Поверки буссоли

При измерениях румбов, азимутов и горизонтальных углов мы использовали буссоль БГ-1 №00942.

Буссоль должна удовлетворять следующим условиям

1. Магнитная стрелка должна быть уравновешена. Для приведения стрелки в горизонтальное положение (ввиду наличия магнитного склонения) служит передвижная муфточка. Если муфточки нет, стрелку можно уравновесить кусочками воска, алюминиевой фольги и т.д.

2. Магнитная стрелка должна иметь достаточную чувствительность. Для проверки этого условия по румбическому кольцу снимают отсчёты, затем выводят стрелку из положения равновесия металлическим предметом, после удаления которого стрелка должна вернуться на тот же самый отсчёт после 3-4 колебаний.

3. Буссоль не должна содержать намагничиваемых деталей, влияющих на отклонение стрелки (кроме магнитной стрелки и шпиля).

4. Ось вращения магнитной стрелки должна совпадать с центром кольца градусных и румбических делений. В противоположном случае буссоль имеет эксцентриситет. Условие считается выполненным, если отсчёты по противоположным концам стрелки не отличаются. Для поверки этого условия буссоль поворачивают через каждые 30-40 и производят отсчёты по обоим её концам. Буссолью, в которой выявлены эксцентриситеты, можно выполнить измерения, но отсчёты необходимо брать относительно двух концов стрелки. Среднее значение из этих отсчётов будет свободно от погрешности, обусловленной эксцентриситетом.

5. Коллимационная плоскость диоптров должна быть перпендикулярна к плоскости градусного кольца буссоли, и проходить через его нулевой диаметр. Для проверки буссоль горизонтируют по уровню и через диоптры визируют на шнур отвеса на 5 -10 м. Волосок предметного диоптра должен быть параллелен нити отвеса.

Положение нулевого диаметра градусного кольца проверяют линейкой, совместив её ребро с противоположными штрихами этого диаметра. Вдоль ребра линейки визируют на шнур отвеса. Если при этом линия визирования, проходящая через глазной и предметный диоптры, совпадает со шнуром отвеса, то условие выполнено.

Если условие не выполнено, то градусы снимаем по предметному диоптру, а минуты по предметному и по глазомерному. Среднее арифметическое между значениями минут по предметному и глазомерному диоптру будет истинное значение. Если погрешность большая, то нужно поменять буссоль.

4.4 Техника измерения горизонтальных углов

1-азимутальное кольцо

2-глазной диоптр

3,7-нулеввые штрихи верньера

4-магнитная стрелка

5-румбическое кольцо

6-предметный диоптр

1. Прибор центрируют над точкой. Для этого используют отвес (если буссоль устанавливают на штатив) или вешку.

2. Прибор ориентируют по магнитному меридиану.

Магнитная стрелка освобождается, наблюдатель становится к югу от буссоли. Нулевой штрих верньера при глазном диоптре 0° по азимутальному кольцу. В этом положении весь прибор поворачивают на втулке, точно совмещают концы магнитной стрелки и нулевые штрихи нулевой шкалы. После чего буссоль закрепляют винтом на втулке.

Т.е. на шкалах совпадают все нули:

· Нулевой штрих верньера при предметном диоптре

· Нулевой штрих при глазном диоптре со штрихом азимутального кольца

· Оба кольца магнитной стрелки с нулевыми штрихами румбической шкалы

Такое положение называется «Три нуля».

После ориентирования буссоли диоптры вращают по часовой стрелке, визируют на веху точки К, снимают отсчёт по азимутальному кольцу.

Погрешность измерения магнитного азимута включает:

· Погрешности совмещения нулей магнитной стрелки и румбического кольца

· Погрешность за счет суточных колебаний магнитного поля Земли.

Измерение магнитных румбов

При измерении магнитных румбов прибор ориентируют по магнитному меридиану, однако в данном случае выполняют совмещение только лишь концов магнитной стрелки с нулями румбического кольца. Такое положение буссоли называют «Два нуля».

Затем определяют четверть, в которую попадает ориентируемая линия. В зависимости от четверти наблюдатель становится к югу от буссоли (СЗ или СВ) или к северу от буссоли (ЮЗ или ЮВ).

Также в зависимости от четверти буссоль вращают по часовой стрелке (СВ или ЮЗ) или против (СЗ или ЮВ) и визируют на веху.

По румбическому кольцу, согласно концам магнитной стрелки, снимают отсчёты от ближайшего нуля, и указываем четверть.

5. Тахеометрическая съемка

5.1. Назначение и сущность тахеометрической съемки, общая схема работ

Тахеометрия в переводе с греческого языка означает быстрое измерение. Тахеометрическая съемка - это такой вид геодезических работ, при котором, пользуясь полярной системой координат и при одном визировании на рейку, находящуюся в снимаемой точке, получают все данные для трех координат этой точки - направления, расстояния и превышения.

Выполняется тахеометрическая съемка при помощи приборов тахеометра или теодолита, дальномерных (нивелирных) реек.

Расстояния определяют по дальномеру, горизонтальные углы (направления) - при помощи горизонтального круга, превышения - посредством вертикального круга теодолита-тахеометра.

Тахеометрическая съемка состоит из полевых и камеральных работ.

Полевые работы заключаются в определении координат пикетов - точек установки тахеометрической рейки.

Прибор устанавливается над конкретным пунктом съемочного обоснования, а тахеометрическую рейку поочередно ставят на характерные пункты ситуации и рельефа и определяются полярные координаты. В процессе съемки заполняется журнал измерений и рисуется абрис.

Камеральная обработка сводятся к обработке полевых данных: расчет координат пунктов съемочного обоснования полярных координат, отметок съемочных пикетов, нанесения их на план, отображение и составление ситуации и прорисовка горизонталей.

Тахеометрическая съемка применяется при изысканиях для проектирования и строительства различных инженерных сооружений, например лесовозных дорог, решения задач лесомелиорации для получения топографического плана в крупном масштабе на небольших участках.

С помощью тахеометрической съемки можно отобразить на крупномасштабных топографических планах и чертежах рельеф земной поверхности.

5.2 Техника измерения вертикальных углов

При горизонтальном положении визирной оси зрительной трубы отсчет по вертикальному кругу составляет небольшую величину, называемую местом нуля (МО).

Для измерения вертикального угла наклона визируют ось зрительной трубы наводят на точку и берут отсчет по вертикальному кругу.

н=П-МО 5.1

при ориентировке круга против часовой стрелки

н=180°-П+МО 5.2

при ориентировке круга по часовой стрелке

н=Л-МО 5.3

при ориентировке круга против часовой стрелки

н=180°-Л+МО 5.4

при ориентировке круга по часовой стрелке

Место нуля (МО) - определяют для каждой станции. Для этого визируют на одну и ту же точку при КЛ и КП, по вертикальному кругу снимают отсчет.

Для теодолита Т30:

МО=(Л+П-180°)/2, 5.5

где Л и П - отсчеты по вертикальному кругу при КЛ и КП.

Угол наклона визирного луча удобно вычислять, если МО равно нулю или близко к нему. Для этого у теодолита, имеющего цилиндрический уровень при вертикальном круге необходимо выполнить следующие действия.

1. Установить теодолит на штатив, привести в рабочее положение, выполнить измерения для определения МО. Пусть оно равно 390є50'.

2. Вращением микрометренного винта вертикального круга подправить положение пузырька его уровня на середине.

3. Вращением микрометренного винта зрительной трубы установить отсчет по вертикальному кругу равным МО. При этом визирная ось займет горизонтальное положение, а пузырек уровня останется на середине.

4. Вращением микрометренного винта вертикального круга установить отсчет на нем равным нулю. Визирная ось остается в горизонтальном положении, но пузырек уровня сойдет с середины. Вращением исправительных винтов уровня пузырек полностью вывести на середину.

5. Чтобы убедиться, что МО приведено к нулю, повторно определить его значение и при необходимости процесс повторить. Из-за ошибок измерений МО может отличаться от 00є00' на 0,5ч1,0'.

Возможен второй способ приведения МО к нулю - по значению угла наклона. Он удобен для теодолитов, не имеющих при вертикальном круге отдельного уровня, как, например, у Т30.



5.3 Измерение магнитных направлений

Измерения магнитных направлений при тахеометрической съемке производят при помощи ориентир-буссоль.

После закрепления буссоли на теодолите, его центрирования над точкой и приведения в рабочее положение магнитные азимуты измеряют следующим образом.

1) На горизонтальном круге теодолита отсчет устанавливается равным нулю. Для этого при закрепленном лимбе и открепленной алидаде верхняя часть прибора вращается сначала руками до появления нулевого отсчета в поле зрения отсчетного устройства, затем окончательно - микрометренным винтом алидады. При закрепленной алидаде и открепленном лимбе верхняя часть прибора поворачивается до совмещения концов освобожденной стрелки с нулевыми штрихами буссоли. Приближенная наводка производится руками, окончательная - микрометренным винтом лимба после зажатия закрепленного винта.

2) Открепляется алидада, крест сетки нитей трубы наводится на веху, установленную в створе визирования линии.

3) По лимбу теодолита берется отсчет Аm. Точность измерения Аm связана с изменением склонения магнитной стрелки.

5.4 Работа на станции тахеометрического хода

Тахеометрическая съемка выполняется относительно съемочного обоснования (теодолитного хода) полярным способом.

При этом выделяют два вида точек:

1) реечные точки - это характерные точки местности: ситуации и рельефа

2)точки съемочного обоснования.

Теодолит устанавливают над точкой А, определяют высоту прибора, которую отмечают на рейке и место нуля (МО). Определяют полярные координаты: в, D, н (отсчет по вертикальному кругу), для тех речных точек, которые можно наблюдать с данной станции.

После этого теодолит перемещают на следующие станции и выполняют съемку остальных реечных точек. При этом расстояния до точек определяют при помощи дальномера.

В камеральных условиях вычисляют координаты и отметки пунктов съемочного обоснования и реечных точек. Горизонтальное проложение и превышения вычисляют по тахеометрическим формулам

Затем на план наносят точки теодолитного хода по их координатам, а реечные точки - при помощи транспортира и линейки. Возле точек подписывают их отметки, на основании которых проводят горизонтали.

h'=dЧtgн 5.6

h=h'+i-V 5.7

где h - превышение

i -высота прибора

V -высота наведения

н - угол наклона местности

По возможности визируют на высоту прибора, тогда i=V, если i=0, i-V=0, тогда h=h'.

При расстоянии >300 метров необходимо учитывать поправку на кривизну земли и рефракцию.

f=0,66Ч10-9Чd2 5.8

f -поправочный коэффициент на кривизну и рефракцию земли

h'=0,5ЧDЧsin2н 5.9

где h' - превышение

н - угол наклона местности

Точность измерения превышения составляет 0,2-0,3 м на расстояние 100 м

Порядок работы на станции

Тахеометрическая съемка в зависимости от назначения бывает маршрутная и площадная.

1) Теодолит устанавливают в рабочее положение над вершиной теодолитного хода. Измеряют высоту прибора с точностью до 0,5 м.

2) Горизонтальный круг ориентируют относительно одной из сторон теодолитного хода (устанавливаю отсчет 0°00').

3) С каждой станции полярным способом снимают реечные точки. При этом вначале определяют те из них, по которым строят контуры ситуации, а потом снимают реечные точки, характеризующие рельеф местности.

Одновременно ведут кроки - глазомерную зарисовку ситуации и рельефа со снимаемой местности на станции.

6. Геометрическое нивелирование

6.1 Назначение и сущность геометрического нивелирования, общая схема работ при проектировании линейных объектов и составление планов местности в горизонталях

С помощью геометрического нивелирования создается высотная геодезическая сеть, и получают данные для высотного обоснования топографических и аэрофототопографических съемок, определения профилей рек, проектирования и строительства водохранилищ, систем мелиорации, каналов, путей водного транспорта леса, автомобильных и железных дорог, линий электропередач.

При изыскании линейных сооружений производят нивелирование их трасс. Крупномасштабные планы небольших территорий равнинной местности с изображением на них рельефа получают при помощи нивелирования поверхности. Нивелирные работы необходимы при переносе на местность запроектированных сооружений, в том числе дорог, мостов, зданий и других объектов.

Геометрическое нивелирование применяется для изучения вертикальных движений земной коры, измерения деформации и осадки инженерных сооружений.

В комплект приборов входят: нивелир, штатив, комплект из двух реек. Рейки имеют две шкалы: черную (отсчет с 0) и красную.

Нивелир - используют для определения превышений и позволяет получать визирный луч, лежащий в горизонтальной плоскости.



6.2 Строение нивелира с уровнем, основные оси и плоскости

Цилиндрический уровень закреплен на зрительной трубе в специальном контейнере, в котором имеется также оптический механизм, передающий в поле зрения окуляра зрительной трубы изображение концов пузырька.

6.3 Поверки нивелира и реек

Нивелир НВ-1 должен удовлетворять следующим условиям:

1) Ось округлого уровня должна быть параллельна основной оси вращения нивелира. Для поверки этого условия, вращаем подъемные винты подставки, приводим пузырек круглого уровня в нуль пункт ампулы. Затем перемещаем верхнюю часть нивелира по азимуту на 180°, и если при этом пузырек остается в центре ампулы, то условие выполнено. В противном случае для приведения оси круглого уровня в положение, параллельное основной оси нивелира, необходимо, действуя исправительными винтами этого уровня, переместить пузырек уровня на половину дуги отклонения его от нуль пункта в направлении к центру ампулы, а на вторую половину отклонения - при помощи подъемных винтов. После этого вновь производят поверку. Так поступают до тех пор, пока поверяемое условие не будет выполнено.

2) Визирная ось зрительной трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня.