Работа с геодезическими приборами

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Рубцовский институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

"Алтайский государственный университет"

Кафедра государственного и муниципального управления и права

ОТЧЕТ о прохождении учебной практики в Рубцовском институте (филиале) АлтГУ

Работа с геодезическими приборами

Выполнил (а): Ремаренко Ю.С.

Научный руководитель:

к.э.н., доцент Голева О.Г.

Рубцовск

2017



Содержание

Введение

1. Устройство геодезических приборов. Проверки и юстировки приборов

1.1 Устройство оптического теодолита

1.2 Устройство оптического нивелира

2. Создание геодезической съёмочной основы

2.1 Измерение горизонтальных углов

2.2 Измерение углов наклона

2.3 Измерение длин сторон хода

2.4 Вычисление координат точек теодолитного хода

2.5 Техническое нивелирование точек теодолитного хода

3. Построение плана теодолитной съемки

4. Геоинформационные системы

Заключение

Список литературы



Введение

Цель учебной практики - закрепление и углубление теоретических знаний, полученных студентами, приобретение практических навыков работы с геодезическими приборами, ознакомление с организацией работ по созданию съёмочного обоснования и наземной топографической съёмки участка местности, овладение техникой выполнения геодезических работ.

Задачи учебной практики:

? выполнение поверок и юстировок геодезических приборов;

? проведение геодезических работ при создании геодезического обоснования;

? выполнение теодолитной, высотной съемок;

? камеральная обработка результатов съемки;

? построение плана теодолитного хода;

? оцифровка плана теодолитной съемки средствами ГИС "MAPINFO"

В ходе учебной практики необходимо выполнить следующие виды работ:

1.организационные мероприятия (формирование бригад, проведение инструктажа по технике безопасности, документация, ознакомление с программой практики);

2.поверки инструментов (теодолита, нивелира);

3.создание геодезического съёмочного обоснования (рекогносцировка местности, закрепление точек планово-высотного обоснования, проложение теодолитного хода, нивелирование точек теодолитного хода);

4.теодолитная съемка;

5.нивелирование поверхности;

6.решение инженерно-геодезических задач;

7.регистрация плана теодолитной съемки в ГИС "MAPINFO" с привязкой к системе прямоугольных координат;

8.создание слоев в ГИС "MAPINFO";

9.пространственный и сетевой анализ плана теодолитной съемки в ГИС "MAPINFO";

10.оформление электронной версии плана теодолитной съемки в ГИС "MAPINFO";

11.оформление отчета по практике с последующей проверкой его руководителем и исправлением замечаний;

12.сдача отчета по результатам учебной практике.



1. Устройство геодезических приборов. Проверки и юстировки приборов

1.1 Устройство оптического теодолита

Геодезия - одна из древнейших наук на Земле. С 17 века ученые начали изобретать первые высокоточные измерительные приборы, в числе которых был теодолит.

Теодолит - устройство, предназначенное для работ, как с вертикальными, так и с горизонтальными системами (углами). Также им пользуются для получения значений расстояний и вычисления ориентирных присутствующих углов. Если прибор оснащен кругами (горизонталь/вертикаль), то приспособление относится к оптическим конструкциям. Конструктивно устройство теодолита состоит из следующих основных частей:

Рисунок 1. Устройство теодолита

1. Кремальера. 2. Диоптрийное кольцо. 3. Колпачок, под которым расположены исправительные винты сетки нитей. 4. Оптический визир. 5. Вертикальный круг. 6. Подставка зрительной трубы. 7. Закрепительный винт лимба. 8. Основание футляра. 9. Становой винт. 10. Исправительный винт уровня. 11. Закрепительный винт алидады. 12. Цилиндрический уровень. 13. Закрепительный винт зрительной трубы. 14. Зрительная труба. 15. Наводящий винт зрительной трубы. 16. Наводящий винт алидады. 17. Подставка. 18. Подъемный винт. 19. Наводящий винт лимба. 20. Окуляр шкалового микроскопа. 21. Зеркало.

Как сложные высокотехничные приборы теодолиты имеют свою классификацию. Различают следующие виды теодолитов:

1. Оптические теодолиты - один из самых распространенных современных типов, точные и надежные для применения в полевых условиях устройства всегда популярны и востребованы среди геодезистов. В отличие от электронных собратьев не требуют для своей работы элементов питания и неприхотливы в эксплуатации: могут работать в широком диапазоне температур, включая низкие отрицательные температуры. Оптические теодолиты обладают минимальным и ключевым набором возможностей, производя отсчеты по угломерной шкале. Следует понимать, что при отсутствии внутренней памяти инструмента в изысканиях необходимо будет вести полевой журнал работ.

2. Лазерные теодолиты также достаточно просты в использовании, в основе их действия лежит применение лазерного луча в качестве точного указателя. Объединение в одном корпусе двух функциональных устройств - высокоточного электронного измерительного инструмента и визира несет определенные удобства для пользователя. Все вычисления осуществляются автоматически мощным процессором и выводятся на дисплей прибора - удобство и легкость в работе налицо.

3. Цифровые теодолиты отличаются использованием вместо горизонтального и вертикального кругов с по градусной разметкой штрих-кодовых дисков. Все замеры выполняются в автоматическом режиме. Классическая конструкция электронных теодолитов включает в себя запоминающее устройство, позволяющее во внутренней памяти инструмента хранить полученные информационные данные. Имеющие элементы питания и жидкокристаллический дисплей, электронные теодолиты не предназначены для работы в условиях низких температур и сложных климатических условиях.

И отдельный класс инструментов специфического предназначения: фототеодолиты, представляющие собой конструктивное объединение теодолита и фотокамеры для определения топографических координат; кинотеодолиты, предназначенные для фиксации траектории движения различных объектов на земной поверхности и в воздушной среде.

Устройство теодолита имеет свою классификацию по точности:

"Т1" - высокая точность;

"Т2", "Т5" м - обыкновенная точность;

"Т15", "Т30" - для технического использования;

"Т60" - учебные.

Выполнение основных поверок теодолита:

1. Первая поверка

Геометрическое условие: ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси вращения инструмента.

Поворачивают алидаду, устанавливают ось уровня по направлению любых двух подъемных винтов. Закрепляют алидаду.

Вращая подъемные винты в разные стороны, приводят пузырек уровня на середину.

3)Открепив алидаду, поворачивают ее, чтобы ось уровня установилась по направлению треть его подъемного винта. Закрепляют алидаду.

Третьим подъемным винтом приводят пузырек уровня на середину

Открепив алидаду, поворачивают её на 180°. Если пузырек уровня остался на середине или сошел не более одного деления, то условие поверки считается выполненным, в противном случае необходимо исправить положение уровня.

Юстировка выполняется следующим образом:

1)исправительный винт уровня шпилькой поворачивают так, чтобы пузырек уровня переместился к середине ампулы на половину дуги его отклонения от середины;

2)подъемным винтом, по направлению которого установлен уровень, устанавливают пузырек уровня точно на середину.

Для контроля поверку повторяют. Она считается выполненной, если при любых поворотах алидады пузырек уровня остается на середине.

Поверка уровня горизонтального круга выполняется перед началом измерения углов при каждой установке теодолита в рабочее положение.

2. Вторая поверка. Сетка нитей зрительной трубы должна быть установлена правильно, т.е. вертикальная нить сетки должка находиться в коллимационной плоскости трубы.

Таблица 1. - Ведомость проверки коллимационный ошибки теодолита Т-30

№ точки стояния	Точка визирования	Круг	Отсчет по ВК	Угол наклона	МО
1	1	КЛ=	14о43/	14о43/-0о00=14043/	(14043/+(-14041/))/2=0о01/
		КП=	-14о41/

Последовательность выполнения поверки:

Наводим пересечение сетки нитей на какую-либо отчетливо видимую точку. Закрепляем лимб и алидаду.

Наводящим винтом зрительной трубы медленно вращают трубу вокруг ее горизонтальной оси и следят за положением вертикальной нити сетки относительно выбранной точки.

Если точка скользит по вертикальной нити сетки и не сходи с нее, то условие поверки выполнено, в противном случае необходим, произвести исправление.

Вычисление коллимационной погрешности:

Юстировка выполняется следующим образом:

1)Отвинчивают колпачок на окулярной части трубы;

2)Отверткой ослабляют винты на торцевой части корпуса трубу крепящие окуляр;

3)Поворачивают окуляр так, чтобы изображение точки визирования оказалось на вертикальной нити сетки;

4)Закрепляют винты, крепящие окулярное колено.

Для контроля поверку повторяют. Поверка сетки нитей выполняется, как правило, перед началом полевых работ.

3. Третья поверка

Геометрическое условие: горизонтальная ось должна быть перпендикулярна к вертикальной оси.

Порядок выполнения поверки: установить теодолит недалеко от станы здания выбрать на ней цель так, чтобы при наведении на нее перекрестья сетки нити визирная ось была направлена вверх под углом не менее 30о.

При КП и КЛ дважды спроектировать необходимую точку, опуская трубу вниз примерно на такой же угол и отмечаем на стене проекции изображения вертикального штриха сетки нитей в точках m1 и m2. Измерив линейкой отрезок m1 и m2 и рулеткой (или рейкой) расстояние Mm, вычислить угловую ошибку погрешность невыполнения данного условия:

Юстировка: проводится в оптический мастерской.

4. Четвертая поверка места нуля. При горизонтальном положении визирной оси зрительной трубы и пузырька уровня при вертикальном круге в нульпункте отсчёт по вертикальному кругу должен быть равен нулю.

Таблица 2. - Ведомость проверки места нуля (МО) вертикального круга теодолита Т-30

№ точки стояния	Точка визирования	Отсчеты по горизонтальному кругу	Коллимационная ошибка с/
1	1	КЛ= 340о35/	(160о35/+180о-340о35/)/2=0о00/
		КП= 160о35/

Для выполнения поверки места нуля выполняют следующие операции:

1. Навести зрительную трубу на точку при КЛ;

2. Помощью микрометренного винта алидады вертикального круга 3. привести пузырёк уровня при вертикальном круге в нульпункт, взять отсчёт по вертикальному кругу КЛ;

4. Перевести трубу через зенит и навести трубу на эту же точку при КП;

5. Привести пузырёк уровня в нульпункт, взять отсчёт по вертикальному кругу КП; вычислить место нуля для теодолитов по формуле:

1.2 Устройство оптического нивелира

Нивелирами называют измерительные устройства, которые определяют разницу в уровнях нахождения точек в пространстве, относительно условно заданной поверхности. Нивелиры активно используют при проведении исследований рельефа геодезисты и топографы, а также рабочие строительных специальностей для строго соблюдения параметров во время возведения и ремонта объектов. Нивелиры находят применение во всех отраслях, где необходимо обеспечить идеальное выравнивание поверхностей по горизонтали/вертикали или придать сооружению/предмету нужный уровень уклона.

Нивелиры подразделяют на группы по двум признакам: точности измерения и принципам работы. По степени точности снятия параметров выделяют три группы нивелиров:

Высокоточные - допустимая квадратичная ошибка в измерениях от 0,2 до 0,5 мм. на 1 км. двойного хода.

Точные - допустимая квадратичная ошибка в измерениях от 0,5 до 2,0 мм. на 1 км. двойного хода.

Технические - допустимая квадратичная ошибка в измерениях от 2,0 до 10,0 мм. на 1 км. двойного хода.

Для элементарной разметки местности, определения перепадов рельефа и привязки его к определенным точкам, подойдут простейшие нивелиры с невысокими точностными характеристиками. А вот при определении параметров для всех этапов строительных работ, нужны максимально точные данные, выдаваемые профессиональными устройствами.

По принципу работы нивелиры бывают:

Геометрические - приборы, которые излучают визирующий луч и, приводя его в горизонтальное положение, позволяют измерять разницу в положении точек на местности. Точки отмечаются на территории специальными рейками. Геометрическое нивелирование может быть простым или сложным, т.е. проводиться из одной точки или из нескольких, последовательно меняющихся.

Тригонометрические - устройства, также называются теодолитами, и предназначены для измерения превышений между отметками при помощи наклонного луча. Между нивелиром и контрольной точкой измеряется расстояние и угол наклона, а затем по формуле рассчитывается искомая величина. Метод достаточно сложный и не очень точный на больших расстояниях и пересеченных местностях.

Гидростатические нивелиры - конструкции, состоящие из двух сообщающихся сосудов с жидкостью, по уровню которой определяют разницу высот в разных точках. Наполненные сосуды, соединенные между собой шлангом или рукавом, устанавливают в контрольных точках. По разнице между высотами столба воды в каждом из них, определяют величину превышения одной над другой. Метод высокоточен, но ограничен по расстоянию длиной рукава или шланга.

Оптико-механические - нивелиры, позволяющие определять параметры точек при помощи луча света и, размеченных специальным образом, реек. Приборы оснащены оптической трубой для визуального наблюдения и приспособлением для выравнивания конструкции строго в горизонтальной плоскости. Для проведения измерений этим видом необходимы определенные знания и навыки.

Лазерные - высокоточные устройства, проецирующие узконаправленный луч при помощи лазера на любую поверхность. Нивелиры лазерного типа просты в использовании и позволяют работать не только с точками, но и с целыми плоскостями.

Цифровые - приборы лазерного или оптического типа, которые отображают полученную информацию в цифровом виде, запоминают её, а иногда и частично анализирует. Приборы точны и позволяют работать без напарника, но достаточно дороги и чувствительны к механическим повреждениям.

Особые виды нивелирования проводят также и при помощи барометров, эхолотов, радиолокаторов, стереоскопов и прочих специфических предметов. Однако в бытовых ситуациях эти способы измерения практически не применяются.

Рисунок 2. Устройство нивелира НЗ

1. Окуляр; 2. Корпус трубы; 3. Механический визир; 4. Объектив; 5. Головка трубки; 6. Наводящий винт; 7. Установочный уровень; 8. Исправительный винт установочного уровня; 9. Элевационный винт.

У некоторых моделей станина имеет специальный лимб, шкалу, позволяющую выполнять измерение или построение горизонтальных углов.

С правой стороны трубы расположен маховик, предназначенный для регулировки резкости изображения.

Подстройка под зрение оператора производится вращением регулировочного кольца на окуляре. При взгляде в окуляр зрительной трубы нивелира, мы увидим, что помимо приближения, наблюдаемого в прибор предмета, нивелир накладывает на его изображение систему тонких линий, называемую визирной сеткой или визирными нитями. Она образует крестообразный рисунок, из вертикальных и горизонтальных линий.

Выполнение основных поверок нивеллира:

1. Поверка круглого уровня:

Ось круглого уровня должна быть параллельна вертикальной оси вращения инструмента.

Последовательность выполнения поверки:

1) Подъемными винтами подставки выводят в центр окружности пузырек установочного круглого уровня.

2) Поворачивают зрительную трубу вокруг оси вращения инструмента на 180°.

3) Если пузырек круглого уровня после поворота трубы остался в центре, то условие поверки выполнено, в противном случае необходимо произвести юстировку круглого уровня.

Юстировка выполняется следующим образом:

- исправительными винтами круглого уровня перемещают пузырек к центру на половину его отклонения;

- подъемными винтами подставки устраняют вторую половину отклонения, т.е. выводят пузырек уровня точно на центр.

Для контроля поверку повторяют.

2. Поверка сетки нитей

Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна вертикальной оси вращения инструмента.

Последовательность выполнения поверки:

1) Устанавливают и приводят в рабочее положение нивелир, а на расстоянии 30-40 мм от него устанавливают рейку.

2) Наводят зрительную трубу нивелира на рейку так, чтобы ее изображение оказалось на краю поля зрения, закрепляют трубу и берут отсчет а1 по рейке.

3) Наводящим винтом перемещают трубу в горизонтальной плоскости до так пор, пока изображение рейки окажется на другом краю поля зрения, и берут по рейке еще один отсчет - а2.

4) Если отсчеты а1 и а2 равны, то условие поверки выполнено, в противном случае необходимо произвести юстировку сетки нитей.

Юстировка выполняется следующим образом:

- отвинчивают колпачок окулярной части трубы;

- ослабляют крепежные винты оправы сетки нитей;

- поворачивают оправу сетки нитей так, чтобы ее горизонтальная нить оказалась на отсчете;

- нажимают крепежные винты оправы сетки и навинчивают колпачок ми окулярную часть трубы.

2. Поверка параллельности оси цилиндрического уровня и визирной оси

Визирная ось зрительной трубы додана быть параллельна оси цилиндрического контактного уровня.

Последовательность выполнения поверки:

1) Закрепляют на местности колышками две точки на расстоянии 50-75 м друг от друга (точки А и В).

2) Устанавливают над точкой А нивелир, а в точке В - нивелирную рейку и с точностью до 1 мм измеряют высоту инструмента i1.

3) Элевационным винтом выводят на середину пузырек цилиндрического контактного уровня (совмещают концы долек пузырька в поле зрения трубы, и после этого берут, отечет по рейке - b1.

4) Меняют местами рейку и нивелир и с точностью 1 мм измеряют высоту i2 инструмента в точке В.

5) Вновь элевационным винтом выводят на середину пузырек цилиндрического контактного уровня и берут по рейке отсчет b2.

Таблица 3.- Ведомость поверки главного условия нивелира Н-З

Номер станции	Высота нивелира а, мм	Отсчеты по рейке b, мм	(a1+a2)-(b1 + b2)	x
1	1562	2042	(1562+1641)-(2042+1161)=0	0
	1641	1161



2. Создание геодезической съёмочной основы

2.1 Измерение горизонтальных углов

Все измерения теодолитом могут выполняться при положении вертикального круга слева от окуляра зрительной трубы, такое положение называется "круг лево", и справа - "круг право". Однократное измерение угла при одном положении вертикального круга, "круг лево" или "круг право", составляет полуприём. Измерения при двух положениях вертикального круга составляют полный прием.

Измерение горизонтальных углов при выполнении лабораторной работы производится на специальные марки, размещенные на стенах лаборатории, имитирующие визирные цели, установленные над заданными точками. Теодолит должен быть установлен в отведенном месте и приведен в рабочее положение.

Теодолит приводится в положение "круг лево". Закрепляется лимб горизонтального круга. Встав лицом к измеряемому углу и вращая теодолит по ходу часовой стрелки, выполняется наведение на левое направление. При этом наведение сначала выполняется грубо вручную, не глядя в окуляр зрительной трубы, используя визирное устройство, а затем, закрутив закрепительный винт алидады и зрительной трубы, выполняется точное наведение с помощью наводящих винтов и берется отсчет. Перед точным наведением необходимо добиться четкого изображения визирной цели с помощью кремальеры.

Рисунок 3. - Схема измерения горизонтальных углов

Горизонтальный угол вычисляется по формуле:

где, - измеряемый угол, а1 и а2 - отчеты при КЛ на предыдущую и последующие вехи, отсчеты записывают в журнал, а3 и а4 - отсчеты при КП на предыдущую и последующие вехи.

Расхождение между и не должно превышать 2/

Затем вычисляются средние из полуприёмов отсчёты.

Таблица 4. - Журнал измерений горизонтальных углов теодолитом Т-30

Номер станции	Положение круга	Точка наблюдения	Отсчеты по горизонтальному кругу	Значение измеряемого угла из полуприёма	Среднее значение угла
1	КЛ	В	218о14/	97о38/	97о36/
		А	120о36/
	КП	В	135о27/	97о34/
		А	37о53/
2	КЛ	В	229о41/	143о28/	143о30/
		А	86о13/
	КП	В	157о18/	143о32/
		А	13о46/
3	КЛ	В	176о52/	105о22/	105о23/
		А	71о30/
	КП	В	314о33/	105о24/
		А	209о09/
4	КЛ	В	326о25/	137о04/	137о05/
		А	189о21/
	КП	В	164о11/	137о06/
		А	27о05/
5	КЛ	В	253о38/	125о21/	125о22/
		А	128о17/
	КП	В	179о37/	125о23/
		А	54о14/
6	КЛ	В	328о18/	111о01/	111о02/
		А	217о17/
	КП	В	202о24/	111о03/
		А	91о21/

2.2 Измерение углов наклона

Весьма важной характеристикой вертикального круга, а также параметром, определяющим работу теодолита, является место нуля (МО) вертикального круга.

Предположим, что при положении "круг лево" отсчет на точку местности по вертикальному кругу составил ВК (КЛ). Предположим также, что ноль вертикального круга смещен от положения горизонтальной плоскости на величину МО. При принятой на рисунке оцифровке и ее знаках то же самое можно проследить и при положении "круг право". Разность отсчетов даст значение угла наклона

При измерениях углов наклона теодолитами без компенсатора при вертикальном круге после грубого визирования на точку В (или С) с помощью прицельного приспособления зрительной трубы обязательно выполнить установку пузырька цилиндрического уровня на середину. Это можно сделать любым подъемным винтом подставки, который позволит это выполнить максимально быстро и с меньшими его поворотами. В теодолитах с компенсатором выполнять такую установку уровня не требуется.

1. Выполнить наведение на т. В или С при КЛ, переместив изображение точки наводящими винтами колонки и зрительной трубы на горизонтальную нить сетки нитей вблизи от центрального перекрестия (либо точно в центр сетки нитей). Взять отсчет по шкале вертикального круга.

2. Поменять круг (на КП) и выполнить действия по п. 1.

Отсчеты также записать в журнал.

Допускаются расхождения в значениях места нуля не более двойной точности отсчета по вертикальному кругу. В этом случае определяют значения углов наклона без усреднения величины.

Затем вычисляют вертикальный угол

Вертикальные углы измеряют в прямом и обратном направлениях. Расхождение между ними недолжно превышать 2/.

Рисунок 4.- Измерение углов наклона

Таблица 5- Журнал измерений вертикальных углов теодолитом Т- 30

Номер станции	Положение круга	Отсчеты по вертикальному кругу	Угол наклона	МО
1	КЛ	3о15/	3о14/30//	00о00/30//
	КП	176о46/
2	КЛ	2о24/	2о23/30//	00о00/30//
	КП	177о38/
3	КЛ	2о19/	2о18/30//	00о00/30//
	КП	177о42/
4	КЛ	1о24/	1о23/30//	00о00/30//
	КП	178о37/
5	КЛ	4о18/	4о17/30//	00о00/30//
	КП	175о43/
6	КЛ	5о39/	5о38/30//	00о00/30//
	КП	174о23/

2.3 Измерение длин сторон хода

При измерении длин линий по разным причинам возникают погрешности, поэтому для контроля и повышения точности результатов измерений каждую линию измеряют дважды, в прямом и обратном направлениях.

Погрешность измерения линии 20 - метровой лентой не должна превышать 1:2000, то есть не должна превышать 1 см на каждые 20 м измеренной длины. Например, для линии длиной 70м допустимое расхождение между прямой и обратной измеренными длинами не должно превышать 3,5 см. Если расхождение не выходит за допустимые пределы, то вычисляют среднее арифметическое значение длины:

Если расхождение больше допустимого, линию измеряют заново.

Измерение линий заключается в последовательном укладывании ленты в створе линии. Измерение производят два человека. Один совмещает нулевой штрих ленты с началом линии, а другой, протягивает ленту по створу измеряемой линии. При этом мерщик, находящийся сзади, корректирует переднего, ориентируясь по вехе, установленной в конце измеряемой линии. Следуя указаниям заднего мерщика, передний укладывает ленту в створе линии и, натянув ее одной рукой, второй рукой через прорезь в ленте вертикально вставляет шпильку в землю. После этого передний мерщик снимает ленту со шпильки, которая остается в земле, и оба мерщика перемещают ленту вперед по линии. Задний мерщик надевает прорезь в ленте на оставленную передним мерщиком шпильку и направляет по линии переднего мерщика. Далее действия повторяются в таком же порядке. Если длина линии более 100 метров и все шпильки находятся у заднего мерщика, он передает шпильки переднему мерщику и измерения продолжает. Когда передний мерщик подходит к концу линии, и остается отрезок менее 20 метров, ленту протягивают за конец линии, и передний мерщик, натянув ленту, определяет длину последнего отрезка с точностью до 1 см.

Затем, просуммировав все отрезки, вычисляют длину линии:

Д= 1 n+ r,

Где: l -длина ленты,

n - количество уложений ленты (число шпилек у заднего мерщика),

r- длина отрезка в конце линии.

После этого измеряют линию в обратном направлении. Результат измерений записывают в журнал.

Д1-2 = 309,53 м

S = 309, 53 м * = 309, 53 м * 0, 99954 = 309, 38 м

Д2-3 = 207,94 м

S = 207, 94 м * = 207, 94 м * 0,999594 = 207, 86 м

Д3-4 = 266,83 м

S = 266, 83 м * = 266, 83 м * 0, 99888 = 266, 54 м

Д4-5 = 224,58 м

S = 224,58 м * = 224,58 м * 0,99729 =223,97 м

Д5-6 = 257,12 м

S = 257, 12 м * = 257, 12 м *0, 99813 = 256, 63

Д6-1 = 350,74 м

S = 350, 74 м * = 350, 74 м * 0, 9987 = 350, 28 м

Таблица 6 - Ведомость вычисления координат вершин замкнутого теодолитного хода

№ точек	Внутренние углы	Дирекцион ные углы	Румбы	Горизонтальные проложения сторон	Приращения	Координаты
	Измерен ные	Поп равка	Исправлен ные		Наз вание	О	/		вычисленные	поправка	исправленные	±x	±y
	О	/	/	О	/	О	/					±?x	±?y	±?x	±?y	±? x	±? y
1	97	36	+0,5	97	36,5	131	45	ЮВ	48	15	309,38	-206,01	230,82	0,016	0,068	-205,994	230,747	701,15	506,03
2	143	30	+0,3	143	30,3	95	15,3	ЮВ	11	45,3	207,86	-19,04	206,99	0,011	0,046	-19,027	206,94	495,156	736,777
3	105	23	+0,3	105	23,3	20	38,6	СВ	117	8,6	266,54	249,43	93,97	0,014	0,059	249,44	93,91	476,129	943,717
4	137	05	+0,3	137	5,3	337	43,9	СЗ	74	13,9	223,97	207,27	-84,87	0,012	0,05	207,278	84,92	725,569	1037,627
5	125	22	+0,3	125	22,3	283	6,2	СЗ	19	36,2	256,63	58,18	-249,95	0,014	0,057	58,19	-250,005	932,847	952,705
6	111	02	+0,3	111	2,3	214	8,5	ЮЗ	49	21,5	350,28	-289,91	-196,59	0,019	0,078	-289,89	-196,67	991,041	702,7
						131	45	ЮВ	48	15	1614,66	-0,08	0,37					701,15	506,03

2.4 Вычисление координат точек теодолитного хода

Разомкнутый теодолитный ход должен начинаться и заканчиваться на опорных точках H и К с известными координатами, и на этих точках должны быть измерены примычные углы и между опорными линиями с известными дирекционными углами и первой и последней линиями хода. Только в этом случае имеется возможность не только определить координаты всех точек теодолитного хода, но и проконтролировать правильность измерения углов и сторон хода и оценить точность выполненной работы. Если разомкнутый теодолитный ход имеет исходные данные только с одной стороны (в начале или конце хода), то его называют висячим теодолитным ходом. теодолит нивелир юстировка съёмочный

Для контроля целесообразно в начальной и конечной опорных точках измерять не по одному, а по два примычных угла, т. е. независимо дважды определять дирекционный угол сторон HI от опорной линии АН и опорной линии СН, а в конечной опорной точке определять дирекционные углы опорных линий KB и КД и сравнивать полученные и известные их значения.

В замкнутом теодолитном ходе обычно измеряют внутренние углы полигона (,..., ,) и примычные углы '0, "0" . Необходимость привязки замкнутого хода к двум твердым линиям связана с тем, что при ошибочном опознавании, например пункта. А, дирекционный угол линии АН не будет соответствовать его действительному значению, и весь полигон будет неправильно ориентирован относительно принятой системы координат. Поэтому для исключения такой ошибки необходимо делать привязку хода как минимум к двум опорным линиям. В теодолитном ходе угловая невязка замкнутого хода с измеренными внутренними углами:

Если в замкнутом ходе измерены внешние углы, то:

Рисунок 5.- Схема замкнутого и диагонального теодолитных ходов.

В теодолитном ходе угловая невязка замкнутого хода с измеренными внутренними углами:

Если в замкнутом ходе измерены внешние углы, то:

В разомкнутом ходе:

где и - дирекционные углы начального и конечного направлений.

Допустимую угловую невязку вычисляют следующим способом:

Для замкнутого хода:

Для разомкнутого хода:

Сравнивают полученную невязку с допустимой. Если , то полученную угловую невязку распределяют на все измеренные углы поровну с противоположным знаком, то есть поправки по формуле:

Где

- поправка в измеренные углы.

Поправки округляют до 30//, причем сумма округленных поправок должна давать угловую невязку с обратным знаком.

Затем вычисляют исправленные углы:

Сумма исправленных углов должна быть равна теоретической сумме :

В замкнутом полигоне с внешними углами:

В разомкнутом полигоне:

4.Дирекционные углы сторон хода вычисляют по формуле:

-

для левых горизонтальных углов,

-

для правых горизонтальных углов,

где - дирекционные углы последующей и предыдущей сторон хода.

Если получается больше 360о, то из значения вычитают 360о.

Вычисляют значение румбов согласно схеме приведенной на следующем рисунке.

Рисунок 6. - Зависимость между румбами и дирекционными углами

5.Вычисляют горизонтальные приложения:

d=l cos,

где d- горизонтальные проложение (округляют до 0,01 м),

l- измеренная длина,

- вертикальный угол.

6. Вычисляют приращение координат:

,

или ,

где при вычислении через румбы значения cosr и sinr определяют по шестизначным таблицам тригонометрических функций, а знаки и - по схеме. Полученные и округляют до 0,01 м.

7. Вычисляют линейные невязки:

Для замкнутого хода:

Для разомкнутого хода:

8. Вычисляют абсолютную невязку:

И относительную невязку:

Относительная невязка не должна превышать 1:1500 для замкнутого хода и 1:1000 для разомкнутого хода.

Если относительная невязка больше допустимой, то сначала проверяют все вычисления. При отсутствии ошибок в вычислениях перемеряют длины линий.

9. Вычисляют поправки:

Поправки округляют до 0,01 м с таким расчетом, чтобы сумма поправок равнялась невязке с обратным знаком, то есть:

10. Вычисляют исправленные значения приращений координат:

11. Вычисляют координаты точек теодолитного хода:

(28)

(29)

где и - исправленные приращения координат стороны

K=K+1.

Контроль вычислений: получение точного значения координат конечного пункта.

= 131о45/

= 131о45/ + 180о - 143о30,3/ = 95о15,3/

= 95о15,3/ + 180о - 105о23,3/ = 20о38,6/

= 20о38,6/ + 180о - 137о5,3/ = 337о43,9/

= 337о43,9/ +180о - 125о22,3/ = 283о6,2/

= 283о6,2/ + 180о - 111о2,/ = 214о8,5/

2.5 Техническое нивелирование точек теодолитного хода

Техническое нивелирование выполняют с целью получения высот точек съемочного обоснования. Начальные и конечные точки хода должны быть привязаны к реперам, планово-высотным пунктам или к условным реперам.

Нивелирование пунктов съемочной основы производят методом из середины. Неравенство расстояний от нивелира до реек не должно превышать 5 метров.

Нивелирование на станции производят следующим образом:

1. Устанавливают нивелир на штативе и приводят оси вращения нивелира в отвесное положение с помощью трех подъемных винтов по круглому;

2. Приводят визирную линию трубы в горизонтальные положение с помощью элевационного винта и цилиндрического уровня. Совмещают концы пузырька контактного уровня, снимают отсчеты по рейкам в следующем порядке:

- Отсчет по рабочей ( черной) стороне задней рейки (

- Отсчет по рабочей стороне передней рейки (

- Отсчет по контрольной (красной) стороне задней рейки (

- Отсчет по контрольной стороне задней рейки (

Отсчеты берут с точностью до 1 мм

Высота визирного луча над поверхностью земли не должна быть не менее 0,2м.

Рисунок 7. - Схема работы на станции при нивелировании теодолитного хода

При записи отсчетов в журнале на станции вычисляют

1. Разность высот нулей черной и красной сторон задней и передней реек:

(5)=(2) - (1)

(6) = (4) - (3)

2. Превышение h по черной и h красной сторон реек:

(7) = (1) - (3)

(8) = (2) - (4)

3. Разность превышений, полученных по черной и красной сторонам:

(9) = (7) - (8) .

Контроль измерений на станции правильности вычислений и соблюдении технологии заключается в следующем:

1) высота визирного луча должна быть не менее 200 мм;

2) разность высот нулей каждой рейки не должна отличаться более чем на 5 мм от своего нормативного значения (4 678 и 4 787)

3) разность превышений, вычисленных по черной и красной сторонам реек (9), не должна отличаться более 5 мм от контрольного значения (100)

4) разность превышений должна быть равна разности высот нулей передней и задней реек, т.е.:

(9) = (7) - (8) и (9) = (6) - (5);

5) на каждой следующей станции разность превышений (7) и (8) должна иметь знак, обратный знаку этой разности на предыдущей станции (контроль чередований реек)

Если на станции все допуски соблюдены, то вычисляется среднее превышение (10) вычисляется по формуле:

При этом знак перед 100 должен соответствовать знаку разности превышений (9) данной станции.

Таблица 7 - Журнал технического нивелирования

№ станции	Точки	Отсчеты по рейке, мм	Превышение h, ММ	Среднее превышение hср, ММ	Отметки, М
		Задняя(З)	Передняя(П)
I	1	2519		2163	2163	180.431
		7318
	2		0356	2163
			5155
II	1	2736		2198	2199	180.433
		7537
	2		0538	2200
			5337
III	1	2847		2265	2264	180.431
		7649
	2		0582	2263
			5386
IV	1	2812		2409	2409	180.431
		7613
	2		0403	2409
			5204
V	1	2674		2395	2396	180.433
		7473
	2		0279	2397
			5076
VI	1	2747		2130	2129	180.431
		7547
	2		0617	2128
			5419
VII	1	2281		1513	1514	180.433
		7082
	2		0768	1515
			5567
Постраничный контроль	70835	40687	30148	15074



3. Построение плана теодолитной съемки

Графические работы состоят в построении плана теодолитной съемки на основе координат вершин теодолитного хода и абрисов съемки ситуации. Составление плана выполняется в следующей последовательности:

1) построение координатной сетки;

2) накладка теодолитного хода на план;

3) нанесение ситуации;

4) оформление плана.

1. Построение координатной сетки. Построение координатной сетки является ответственной задачей, требующей особого внимания и аккуратности. От точности построения сетки во многом зависит точность нанесения ситуации, а, следовательно, и точность решаемых по плану инженерно-геодезических задач.

Для планов масштабов 1:10 000 и крупнее стороны квадратов координатной сетки принимают равными 10 см. Построение сетки может быть выполнено с помощью циркуля-измерителя (или штангенциркуля) и масштабной линейки, линейки Дробышева (линейки ЛТ), а также координатографом.

Построение координатной сетки начинается с расчета необходимого числа квадратов по осям х и. Пусть для ранее рассмотренного примера требуется составить план в масштабе 1:2000, при котором длина стороны квадрата сетки (10 см) соответствует 200 м горизонтального проложения местности. Исходя из значений координат хода, определяют величины

где , - максимальные значения координат точек, округленные в большую сторону до величин, кратных длине квадрата сетки в данном масштабе; xmin, ymin -- минимальные значения координат, округленные в меньшую сторону до величин, кратных длине квадрата сетки в данном масштабе.

Вычерчивание координатной сетки с небольшим числом квадратов выполняется с помощью циркуля и масштабной линейки. Циркулем-измерителем проверяют правильность построения координатной сетки путем измерения диагоналей ее квадратов; длины диагоналей должны быть равны 14,14 см или отличаться от этой величины не более чем на ± 0,2 мм.

При больших объемах работ для построения координатных сеток используют координатографы. Координатографы бывают полевые, с помощью которых строят координатные сетки в полевых условиях, и стационарные, устанавливаемые в цехах геодезических и картографических предприятий. С помощью координатографов одновременно с построением координатной сетки можно по координатам наносить точки на план с точностью до 0,05 мм.

Координатную сетку подписывают в соответствии с координатами точек теодолитного хода. Для этого берут минимальное и максимальное значения х и у, которые использовались для нахождения числа квадратов сетки по осям х и у. У нижней горизонтальной линии сетки слева от крайней вертикальной линии подписывают минимальное значение абсцисс (xmin -- 6000 м), а у верхней крайней линии -- максимальное значение (хmах = 6600 м). Промежуточные горизонтальные линии сетки имеют абсциссы, кратные длине стороны квадрата сетки. Аналогично подписывают вертикальные линии (ординаты) сетки. При оцифровке сетки следует помнить, что значения абсцисс возрастают снизу вверх, а ординат - слева направо.

2. Нанесение на план точек теодолитного хода производится по их вычисленным координатам. Для этого сначала определяют квадрат сетки, в котором должен находиться пункт. Далее на противоположных сторонах этого квадрата циркулем с использованием поперечного масштаба откладывают отрезки, соответствующие разностям одноименных координат точки и "младших" сторон квадрата. Точки отложения отрезков на сторонах квадрата попарно соединяют линиями, пересечение которых дает положение наносимого на план пункта. Для контроля производят повторное нанесение того же пункта относительно "старших" сторон квадрата.

Аналогично наносят по координатам все вершины теодолитного хода. Правильность нанесения на план двух соседних точек проверяют по длинам сторон хода. Для этого на плане измеряют расстояния между вершинами хода и сравнивают их с соответствующими горизонтальными проекциями сторон, взятыми из ведомости вычисления координат; расхождение не должно превышать 0,2 мм на плане, т. е. графической точности масштаба. Кроме того, правильность нанесения теодолитного хода на план можно проконтролировать, измерив транспортиром горизонтальные углы и дирекционные углы сторон и сравнив их с соответствующими значениями, приведенными в ведомости.

Нанесение на план ситуации производится от сторон и вершин теодолитного хода согласно абрисам съемки. При этом местные предметы и характерные точки контуров наносятся на план в соответствии с результатами и способами съемки. Сначала на план наносят контуры, снятые способом створов, затем -- способами перпендикуляров, полярных и биполярных координат и обхода. При накладке ситуации на план расстояния откладываются с помощью циркуля-измерителя, и масштабной линейки, а углы -- транспортиром. При нанесении точек, снятых способом перпендикуляров, перпендикуляры к сторонам хода восставляют прямоугольным треугольником.

Для накладки на план точек, снятых способом створов, от соответствующих вершин теодолитного хода с помощью циркуля-измерителя откладывают в масштабе плана расстояния до точек, указанные в абрисе. При построении контуров от начала опорной линии на плане откладывают расстояния до оснований перпендикуляров; в полученных точках, пользуясь выверенным прямоугольным треугольником, строят перпендикуляры, на которых откладывают их длины. Соединив концы перпендикуляров, получают изображение контура местности.

Для нанесения точек, снятых полярным способом, центр транспортира совмещают с вершиной хода, принятой за полюс, а нуль транспортира - с направлением стороны хода. По дуге транспортира откладывают углы, измеренные теодолитом при визировании на точки местности, и прочерчивают направления, на которых откладывают расстояния до точек, указанные в абрисе.

При нанесении точек способом угловых засечек транспортиром в вершинах опорных сторон откладывают углы и прочерчивают направления, пересечения которых определяют положения искомых точек. Нанесение точек способом линейных засечек выполняется с помощью циркуля - измерителя и сводится к построению треугольника по трем сторонам, длины которых измерены на местности.

При построении контуров местности на плане все вспомогательные построения выполняют тонкими линиями. Значения углов и расстояний, приведенные в абрисе, на плане не показывают.

По мере накладки точек на план по ним в соответствии с абрисами вычерчивают предметы местности и контуры и заполняют их установленными условными знаками. Составленный план тщательно корректируют; при возможности следует сличить план с местностью.

Затем выполняют зарамочное оформление и вычерчивают план тушью с соблюдением правил топографического черчения.



4. Геоинформационные системы

Геоинформационная система MapInfo была разработана в начале 90-х годов фирмой Mapping Information Systems Corporation (USA). На сегодняшний день этот пакет является одним из наиболее популярных пакетов на рынке настольных геоинформационных систем.

MapInfo предназначена для:

1)создания и редактирования карт;

2)визуализации и дизайна карт;

3)создания тематических карт;

4)пространственного и статистического анализа графической и семантической информации;

5)работы с базами данных.

MapInfo совмещает преимущества обработки данных, которыми обладают базы данных, и наглядность карт, схем и графиков. В MapInfo совмещены эффективные средства анализа и представления данных.

В качестве источника для создания цифровой карты был использован план теодолитной съемки участка.

На первом этапе необходимо было зарегистрировать изображение в ГИС.

Рисунок 8. - Регистрация изображения в ГИС

Далее были оцифрованы географические объекты и созданы следующие слои: "Участок", "Участки". Были созданы следующие таблицы: "Участок" и "Участки" в соответствии с заданной структурой:

Участки

Название поля	Тип поля
Название_участка	Символьный (50)
Тип_участка	Символьный (50)

Участок

Название поля	Тип поля
Название_участка	Символьный (50)
Площадь	Вещественный

Рисунок 9. - Создание слоя "Участок"

Был добавлен слой "Участки".

Рисунок 10. - Создание слоя "Участки"

Используя средства ГИС (Обновить колонку), рассчитываем площадь учебного участка.

В результате выполнения данного запроса получили таблицу с посчитанной площадью (рис. 10).

Рисунок 11. - Площадь учебного участка

Используя средства ГИС (Обновить колонку), рассчитываем площади участков.

В результате выполнения данного запроса получили таблицу с рассчитанными площадями каждого участка (рис. 11).

Рисунок 12. - Площади участков

Далее выполняем итоговое оформление карты: строим градусную сетку, оформляем границу карты.

Рисунок 13 - Построение градусной сетки в ГИС

Рисунок 14 - Построение границы карты в ГИС



Заключение

В результате прохождения практики было изучено устройство теодолита, а также нивелира, во время которой были рассмотрены основные детали данных приборов. После рассмотрения устройств приборов были выполнены поверки и юстировки теодолита и нивелира. В ходе работы с приборами, были выполнены три поверки и их последующие юстировки каждого из них.

В результате выполнения поверок и юстировки теодолита и нивелира, затем были произведены и рассчитаны измерения горизонтальных и вертикальных углов, а также длин линий, которые проведены в данном отчете.

Производя измерения углов, с помощью данных расчётов были выполнены вычисления координат точек теодолитного хода, в результате которых был построен план теодолитной съемки, а также при работе с нивелиром было изучено техническое нивелирование точек теодолитного хода, результаты которого были внесены в таблицу 6.

Также научились работать в программе MapInfo. В процессе работы накладывали слои на план теодолитной съёмки.

Таким образом, за время прохождения учебной практики было тотальное изучение и закрепление знаний по дисциплине "Геодезия с основами картографии и картографического черчения"; совершенствование приобретенного в процессе обучения опыта практической деятельности в сфере изучаемой профессии; подготовка к осознанному и углубленному изучению общепрофессиональных и специальных дисциплин; обучение навыкам полевой картографической работы с геодезическими приборами.



Список литературы

1. Берлянт А.М Картография. Учебник. М.: Университет. Книжный дом, 2010.

2. Золотова Е. В., Скогорева Р.Н. Геодезия с основами кадастра. - М.: Академический проспект, Трикста,2011.

3. Киселев, М.И. Геодезия: учебник для студ. Учреждений сред.проф. Образования / М.И Киселев, Д.Ш. Михелев. - 10-е изд., стер. - М: Издательский центр "Академия", 2013 - 384с

4. Куштин И.Ф., Куштин В.И. Геодезия. М.: Феникс, 2009.

5. Практикум по геодезии: учебное пособие./Под ред. Г.Г Поклада. - 2-е изд. - М.: Академический проект; Гаудеамус, 2012-470с.

6. Словарь терминов, употребляемых в геодезической и картографической деятельности. Г.Л. Хинкис, В.Л. Зайченков - М: ООО "Издательство "Проспект", 2009.

7. Чекалин С.И.. Основы картографии, топографии и инженерной геодезии. - М.: Академический проспект, 2009.

8. Энциклопедия. Геодезия, картография, Геоинформатика, Кадастр./Под ред. А.В. Бородко, В.П. Савиных - М.: Геокартиздат, 2008

Размещено на Allbest.ru