Съемка земной поверхности

 

 

1. Съемка земной поверхности

 

 

1.1. Поверки теодолита 2Т30М

 

 

1. Поверка цилиндрического уровня.

Ось цилиндрического уровня алидады горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси вращения теодолита.

Ось поверяемого уровня устанавливается по направлению двух подъемных винтов и вращением их в разные стороны приводится пузырек уровня в нуль – пункт. Вращением алидады вокруг оси ZZ поворачивают уровень на 1800. Если поворота пузырек уровня останется в нуль – пункте, то условие перпендикулярности осей UU(ось цилиндрического уровня) ZZ выполняется.

При проведении данной поверки была выяснена взаимная перпендикулярность оси вращения прибора и оси цилиндрического уровня.

          2.Поверка положения коллимационной  плоскости.

 Визирная ось зрительной  трубы должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси теодолита.

 Для поверки данного  условия на местности был выбран  ясно видимый удаленный предмет  и, визируя на него при двух  положениях вертикального круга (КЛ и КП), берут отсчеты М1 и  М2. За тем вычислим среднее из отсчетов по лимбу, взятых при двух положения вертикального круга.

Если величина М превышает точность отсчетного устройства , то необходимо произвести исправления.

Но как видно, величина М не превышает точность отсчетного устройства, поэтому производить исправление положения визирной оси не нужно.

3.Поверка положения  горизонтальной оси теодолита. Горизонтальная ось теодолита должна быть перпендикулярна к оси вращения теодолита. На расстоянии 10-20м от стены здания устанавливается теодолит и визируется на высоко расположенную точку на стене здания. Наклоняя трубу, проектируется эта точка до горизонтального положения визирной оси и отмечается на стене  проекция точки. Повторив эту же операцию при втором положении трубы, отмечают вторую точку. Если проекции точек совпали, то условие выполнено. При выполнении данной поверки проекции двух точек совпали.

4. Поверка сетки  нитей.

 Вертикальный штрих  сетки нитей должен располагаться  в коллимационной плоскости трубы.

Тщательно установив ось вращения теодолита в отвесное положение, визируют на нить отвеса , подвешенного на расстоянии 5-10м от прибора. Если вертикальный штрих сетки не совпадает с изображением нити отвеса, то необходимо исправить положение сетки нитей путём её вращения. При проведении данной поверки было выяснено, что вертикальный штрих полностью совпадал с нитяным отвесом.

5. Поверка места  нуля.

 Место нуля МО вертикального  круга должно быть равно 00либо близким к 00.

 Для поверки данного  условия несколько раз определяют  место нуля МО из измерений  различных углов наклона при двух положениях зрительной трубы, чтобы убедиться в его практическом постоянстве. Если МО не превышает двойной точности отсчетного устройства, то оно не осложняет вычисления. Место нуля МО вычисляется по формуле:

 

МО=

Из расчетов видно, что место нуля постоянно, поэтому юстировка в данном случае не потребуется.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2. Рекогносцировка  местности и закрепление точек  теодолитных ходов

 

Рекогносцировка представляет собой обход и осмотр местности с целью знакомства с объектами съемки, отыскания пунктов опорной геодезической сети, окончательного выбора местоположения точек теодолитных ходов на местности.

Так как поблизости не оказалось пункта опорной геодезической сети, поэтому на местности был выбран пункт с вымышленными плановыми координатами и высотой.

Точки теодолитных ходов должны располагаться в местах с хорошим обзором местности; между смежными вершинами теодолитного хода должна обеспечиваться хорошая взаимная видимость.

В данном случае ход состоит из 8 – ми точек. Вершины теодолитного хода закрепляются на местности временными знаками – деревянными кольями, забиваемыми вровень с земной поверхностью; центр обозначается гвоздем. Для облегчения отыскания рядом с ними забиваются сторожки, на которых подписывают номера точек. Также номера точек подписываются непосредственно на самих колышках.

В процессе закрепления точек теодолитного хода составляют схематический чертеж, на котором показывают расположение вершин и сторон хода относительно ситуации местности.

 

 

 

 

 

 

 

1.3. Проложение теодолитного  хода на местности

 

Проложение теодолитного хода включает в себя производсто угловых и линейных измерений.

Горизонтальные углы в теодолитном ходе измеряются теодолитом технической точности (2Т30М). Каждый горизонтальный угол измеряется при двух положениях вертикального круга – КЛ и КП. При измерении горизонтальных углов одновременно берутся отсчеты не только по горизонтальному кругу, но и по вертикальному: для целей тригонометрического нивелирования или определения угла наклона линии визирования для вычисления горизонтального проложения.

Центрирование теодолита над точками осуществляется с помощью нитяного отвеса с погрешностью не более мм при длинах линий не более 100м. Визирование производится на высоту прибора, отмеченную на вехе. Значения измеренных углов в каждом полуприеме  и среднее значение угла вычисляют на станции, не снимая прибора. При получении неудовлетворительных результатов измерения угла выполняют заново.

Длины сторон в теодолитных ходах измеряют компарированными стальными лентами. Для контроля каждая сторона измеряется дважды в прямом и обратном направлениях. Из полученных значений выбирается среднее. Минимальная длина равна Lmin=44,91 м стороны 2–7, максимальная длина равна  Lmax=156,13 м стороны 6 – 7.

 

 

 

 

 

 

 

1.4. Измерение горизонтальных углов  теодолитного хода

 

 

Измерение углов выполняется поверенным теодолитом. Перед началом измерений теодолит устанавливают в вершине измеряемого угла в рабочее положение. На точках А и В в створе линий отвесно устанавливаются вехи. Визирование производится на высоту прибора, отмеченную на вехе.

Измерения должны предусматривать возможно полное исключение влияния всех погрешностей теодолита на точность измерения угла.

Измерялись левые по ходу углы.

При измерении горизонтальных углов использовался способ приемов.

Данный способ заключается в следующем: в начале измерения угла рекомендуется выставить отсчет по горизонтальному кругу на 00. Это делается для удобства вычислений. При неподвижном лимбе вращением алидады визируются на току А. Вначале по оптическому визиру зрительную трубу наводят от руки, пока визирная цель не попадет в поле зрения. Затем закрепляют зажимные винты алидады и зрительной трубы и, отфокусировав зрительную трубу по предмету, выполняют тгочное визирование с помощью наводящих винтов зрительной трубы и алидады зрительного круга. Осветив зеркалом поле зрения отсчетного устройства теодолита, берется отсчет a по горизонтальному кругу и записывают его в журнал измерений.

Открепив алидаду, визируют на точку В и по аналогии с предыдущим берется отсчет b. Тогда значение угла левого по ходу угла β измеренного при положении вертикального круга КЛ, определяется по формуле:

 

                                            βкл = b – a                                                      (1.1)

 

Указанные действия составляют один полуприем.

Затем, труба переводится через зенит и повторяются измерения при КП положении вертикального круга, т.е. выполняется второй полуприем.

Вычисляется значение угла βкп.

Два полуприема составляют полный прием. За окончательный результат принимают среднее значение угла.

 

                                       β =  (βкл +  βкп)/2                                              (1.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5. Измерение вертикальных углов

 

 

При измерении углов наклона перекрестие сетки нитей наводят на высоту прибора, отмеченную на вехе. Теодолит устанавливают над точкой А в рабочее положение и горизонтальным штрихом сетки визируют на точку С при положении вертикального круга КЛ. С помощью отсчетного микроскопа берут отсчет по вертикальному кругу, который заносят в журнал измерений, представленный в приложении А.

 Перед отсчетом пузырек уровня  при алидаде вертикального круга  с помощью наводящего винта  алидады выводят на середину  ампулы                      

Перед началом измерений тщательно проверяют отвесность оси вращения теодолита по цилиндрическому уровню. Измеряют высоту теодолита на станции, высоту визирования на точке визирования с точностью до сантиметров тесмяной рулеткой.

Измерения вертикального угла начинают с КЛ. Визируют средней нитью сетки на отметку вехи, соответствующей высоте v. Берут отсчет по вертикальному кругу. Переводят трубу через зенит, визируют на ту же точку. Вычисляют МО вертикального круга.

Для исключения влияния МО вертикального круга измерения повторяют при втором положении зрительной трубы – КП. Значение угла наклона линии визирования рассчитывается по формуле:

Правильность измерения вертикальных углов на станции контролируется постоянством МО.

 

                                           МО=                                    (1.3)

 

 

 

1.1.1.Вычисление дирекционного  угла примычной стороны теодолитного  хода

 

 

В качестве исходных данных для вычисления дирекционного угла примычной стороны  2–7  является дирекционный угол, который равен α1-2 =3530 41' 00".

Между примыкающей стороной теодолитного хода 2–7  и направлением  был измерен угол, равный β=356046'52".                                               

Исходный дирекционный угол записывается в ведомость уравнивания теодолитного хода, которая представлена в приложении А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.2.Вычисление  горизонтальных проложений наклонных  длин сторон

 

Для уравнивания теодолитного хода необходимы горизонтальные проложения длин сторон. В качестве исходных данных выступают углы наклона линий, записанные в журнале измерения вертикальных углов (приложение А) и измеренные длины сторон, значения которых представлены  в журнале измерений горизонтальных углов (приложение Б)

Горизонтальное проложение вычисляется по формуле:

 

                                          L = S*cosν,                                                 (1.4)

 

 Где S – наклонная длина стороны хода;

        ν - угол наклона стороны.

Вычисление горизонтальных проложений выполнено в ведомости вычисления горизонтальных проложений сторон хода, представленной приложении В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.3. Уравнивание угловых  величин

 

 

В графе 3 ведомости вычисления координат замкнутого теодолитного хода, представленной в приложении  Д, вычисляется сумма углов замкнутого теодолитного хода [β]изм.

Из геометрии известно, что теоретическая сумма внутренних углов многоугольника равна:

                                    [β]теор=1800*(n-2)                                                  (1.5)

 

Фактическая угловая нвязка вычисляется по формуле:

 

                                      fβ=[β]изм-[β]теор                                                    (1.6)

 

Для уравнивания угловых величин необходимо убедиться в достаточной точности измерянных величин. Для этого необходимо вычисля допустимую угловую невязку по формуле:

 

                                         fβдоп= ,                                                    (1.7)

 

где n - число вершин.

Если fβ fβдоп, то можно производить уравнивание угловых величин.

Для этого вычисляется поправка в каждый измеренный угол:

 

                                             vβ=                                                             (1.8)

 

Контроль правильности распределения  поправок:

 

                                                    [vβ]=- fβ                                                                           (1.9)

 

Затем вычисляются уравненные значения углов:

 

                                                 βур=βизм+ vβ                                             (1.10)

 

и записываются в ведомости в графе 3 под значениями измеренных углов.

Контроль правильности распределения угловой невязки:

 

                                                 [β]ур=[β]теор                                                                      (1.11)

 

Дирекционный угол начальной стороны записан в ведомости в графе 4. Дирекционные углы последующих сторон по формуле:

 

                                αпосл. стор.=αпред. стор.+βлев. 1800                                (1.12)

 

Приращение координат определяется по формуле:

                              ∆Xi-(i+1)=Li-(i+1)*cosαi-(i+1),                                           (1.13)

 

                              ∆Yi-(i+1)=Li-(i+1)*sinαi-(i+1),                                           (1.14)

 

где ∆Xi-(i+1), ∆Yi-(i+1) – приращения координат от точки i до i+1;

       αi-(i+1) –дирекционный угол стороны  i-( i+1);

       Li-(i+1) – горизонтальное проложение стороны i-( i+1).

Значения приращения координат записываются в графы 6 и 7 ведомости.

Для уравнивания значений замкнутого теодолитного хода необхдимо вычислить невязки fx и fy по формулам:

                                        fx= [∆X]ф,                                                                                         (1.15)

 

                                         fy=[∆Y]ф                                                                                          (1.16)

 

После вычисления невязок fx и fy, вычисляется абсолютная линейная невязка fl

                                     fl=                                                      (1.17)

Невязка в периметре теодолитного хода должна быть меньше 1:2000 периметра Р, т.е.

                                                                                                (1.18)

где - относительная невязка в периметре хода.

Если невязка в периметре fl оказалась допустимой, то невязки fx и fy распределяются с обратным знаком во все приращения координат пропорционально длинам сторон теодолитного хода:

                                               Vxi=-( )*Li                                                                    (1.19)

                                               Vyi=-( )*Li                                            (1.20)

где  Vxi и Vyi – поправки в приращения координат.

Контроль правильности распределения невязок:

 

                                                   [Vyi]=-fy                                                (1.21)

 

                                                   [Vxi]=-fx                                                                           (1.22)

 

Поправки выписываются в ведомость уравнивания теодолитного хода в графы 6 и 7 над фактическими приращениями координат. В графах 8 и 9 вычисляются уравненные значения приращения координат.

Контролем правильности уравнивания приращений координат является:

                                                [∆X]ур =0.00 м                                        (1.23)

 

                                                [∆Y]ур =0.00 м                                        (1.24)

 

По исправленным приращениям и координатам начальной точки последовательно вычисляются координаты всех вершин полигона по формулам:

                                                  xi+1=xi+∆xиспр i                                                             (1.25)

 

                                                  yi+1=yi+∆yиспр i                                                             (1.26)

 

Контролем правильности вычислений координат служит получение координат начальной точки замкнутого теодолитного хода.

Все вычисления производились в ведомости уравнивания замкнутого теодолитного хода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.4. Вычисление высот  пунктов теодолитного хода

 

 

С помощью вычисленных горизонтальных проложений и измерянных углов наклона, можно вычислить превышения по формуле:

 

                                               Hi=Li*tgνi,                                                 (1.27)

 

ν -  угол наклона стороны;

L- горизонтальное проложение.

Результаты записываются в таблицу вычисления отметок (приложение Б).

Невязка замкнутого нивелирного хода равна:

 

                                             fh=[h]выч                                                      (1.28)

 

Допустимая невязка вычисляется по формуле:

 

                                       fh доп=(0,04*Р)/                                            (1.29)

 

Если fh fh доп, то можно распределить невязку пропорционально длинам:

                                                 Vh i=                                              (1.30)

Контроль правильности вычисления поправок:

 

                                                  [Vh]=- fh                                                 (1.31)

 

После уравнивания превышений вычисляются отметки точек по следующей формуле:

                                                    Нi+1=Нi+hi(ур)                                        (1.32)

 

Ведомость вычисления отметок точек представлена в приложении Г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Тахеометрическая съемка

 

 

2.1. Съемка ситуации и  рельефа

 

 

Тахеометрическая съемка местности выполнялась техническим теодолитом 2Т30М. Съемка местных предметов, контуров и рельефа местности проводится полярным способом. Превышение точек местности определяется тригонометрическим нивелированием. Горизонтальные и вертикальные углы измеряются при одном положении зрительной трубы прибора, полярные расстояния – нитяным дальномером. Реечные точки выбираются на характерных точках рельефа – на вершинах холмов, в характерных точках контуров и у местных предметов. В пределах снимаемого участка местности должны быть сняты все объекты ситуации.

При выполнении съемки техническим теодолитом работа на станции выполняется в следующем порядке:

1. Теодолит устанавливается  над точкой в рабочее положение, измеряется высота прибора I и записывается в журнал.

2. При КЛ совмещаются  нули лимба и алидады и вращением  лимба визируются зрительной  трубой на исходную станцию; тем  самым лимб ориентируется нулевым  делением по выбранному начальному  направлению. Лимб закрепляется.

3. Открепив алидаду, производится  визирование на снимаемые пикетные точки, на которых устанавливается рейка. Зрительная труба наводится на рейку так, чтобы вертикальная нить сетки совместилась с осью рейки, а горизонтальная – с меткой, соответствующей высоте прибора. Берутся отсчеты по нитяному дальномеру, горизонтальному и вертикальному кругам и записываются в журнал тахеометрической съемки.

Журнал тахеометрической съемки представлен в приложении Д.

В графе "Примечание" журнала тахеометрической съемки указывается место расположения реечной точки, характер рельефа в данной точке и другие сведения, необходимые для вычислений и при последующем составлении плана.

4.Вращением алидады происходит  визирование на следующую реечную  точку и повторяются те же  действия. Для каждой реечной  точки с помощью микрокалькулятора находятся горизонтальные проложение и превышение по формулам:

                                             L=S*cosν,                                                     (2.1)

 

                                             H=L*tgν,                                                       (2.2)

 

где  S – наклонная длина стороны хода;

       ν -  угол наклона стороны;

       L – горизонтальное проложение.

В процессе съемки на каждой станции одновременно с полевым журналом ведется абрис – схематический чертёж местности. На абрис наносятся  все реечные точки и контуры местности. Абрисы, составленные в процессе съемки, представлены в приложении Е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Камеральные работы  при тахеометрической съемке

 

 

Камеральные работы при тахеометрической съемке включают в себя:

1. Проверка полевых журналов.

2. Вычисление плановых  и высотных точек тахеометрических (теодолитных)  ходов.

3. Вычисление отметок  реечных точек на каждой станции.

4. Составление топографического  плана местности.

Вычисления плановых и высотных координат точек тахеометрических (теодолитных)  ходов описаны в подразделе 1.2 и 1.3. Значения плановых координат точек тахеометрических (теодолитных)  ходов представлены в ведомости по уравниванию замкнутого  теодолитного хода. Значения высотных координат точек тахеометрических (теодолитных)  ходов представлены в приложении В.

Зная отметки точек тахеометрических (теодолитных)  ходов, можно вычислить отметки  реечных точек на каждой станции.

Если известны отметки точек тахеометрических (теодолитных)  ходов и превышения реечных точек, то отметки реечных точек можно вычислить по формуле:

                        Нпик i= Hcт +hi                                                                   (2.3)

 

После окончания вычислительных работ переходят к составлению плана съемки.

Топографический план представлен в приложении Ж.

 

 

 

 

 

 

3. Техническое нивелирование

 

 

3.1. Поверки нивелира  и их результаты

 

Техническое нивелирование производилось м помощью нивелира Н-3.

Перед началом полевых работ необходимо проверить (произвести поверки) выполнения у нивелира ряда геометрических условий, и если они не выполняются, то исправить (произвести юстировки) нивелир при помощи исправительных винтов.

При проведении поверок необходимо выяснить, выполняются ли геометрические условия нивелира, и если они не выполняются, то произвести исправления положения соответствующих частей прибора.

У нивелира Н-3 должны быть выполнены следующие геометрические условия:

Первая поверка: ось круглого цилиндрического уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.

а) пузырек уровня устанавливают на середину ампулы, действуя всеми тремя подъемными винтами.

б) верхнюю часть нивелира поворачивают на 180° вокруг оси вращения прибора VV. Если после этого пузырек отходит от середины ампулы более 2мм, необходимо сделать исправления.

После выполнения данной поверки было выяснено, что данное геометрическое условие выполняется.

Вторая поверка: горизонтальная нить сетки должна занимать положение, перпендикулярное оси вращения прибора.

При помощи круглого уровня устанавливают ось вращения нивелира в отвесное положение. В 20-30 м от нивелира в поле зрения зрительной трубы находят какую– либо неподвижную точку, которая должна располагаться или на средней нити сетки, или вблизи нее. Затем зрительную трубу медленно поворачивают по азимуту наводящим винтом. При этом следят, не сходит ли горизонтальная нить сетки нитей с изображения выбранной точки, а если точка выбрана вблизи нити, то сохраняется ли одинаковое расстояние между нитью и точкой. Если нить сходит с выбранной точки при вращении зрительной трубы или расстояние между нитью и точкой изменяется, то необходима юстировка.

После выполнения данной поверки было выяснено, что данное геометрическое условие выполняется. В данном случае юстировать прибор не было необходимости

Третья поверка: это поверка главного условия нивелира – правильность приведения компенсатором линии визирования в горизонтальное положение.

На местности забивают два колышка на расстоянии 50-75 м друг от друга (рис.1.1).

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.1

На колышек В устанавливают рейку, над колышком А – нивелир так, чтобы его окуляр при направленной на точку В трубе, был колом с погрешностью 1-2 см.