Поверки геодезических приборов
- Подготовительные работы.
- Поверки геодезических приборов;
- Поверки теодолита;
- Поверки нивелира;
- Пробные измерения.
- Построение планового съемочного обоснования.
- Построение высотного съемочного обоснования.
- Тахеометрическая съемка.
- Нивелирование поверхности.
- Инженерно- геодезические изыскания трассы автодороги.
- Решение инженерно- геодезических задач.
- Геодезические разбивочные работы.
Поверки теодолита
- Поверка оси цилиндрического уровня.
Геометрическое условие: ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси прибора.
При выполнении этой поверки мы установили горизонтальный круг теодолита в горизонтальное положение. Для этого мы расположили уровень вдоль двух подъемных винтов и вращением подъемных винтов в разные стороны вывели пузырёк уровня на середину. Затем мы установили уровень по направлению третьего подъемного винта и, вращая его, вывели пузырек на середину. Потом мы повернули алидаду на 180° и увидели, что пузырёк не отклонился ни на одно деление. Условие выполнено, следовательно, поверка выполнена правильно.
- Поверка сетки нитей.
Геометрическое условие: одна из нитей должна быть горизонтальна, а другая вертикальна.
Для выполнения этой поверки мы установили теодолит в рабочее положение. На расстоянии 5-10 м мы подвесили отвес и навелись перекрестьем сетки нитей на нить отвеса. При выполнении поверки вертикальная нить сетки совпала с нитью отвеса. Условие выполнено, следовательно, поверка выполнена правильно.
- Поверка визирной оси трубы.
Геометрическое условие: визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси вращения трубы.
Неперпендикулярность осей вызывает коллимационную ошибку С. Для её определения, мы установили теодолит в рабочее положение по выверенному уровню. Затем выбрали удалённую точку на местности, расположенную примерно на уровне зрительной трубы. После мы навелись перекрестьем сетки нитей на точку и взяли отсчет по горизонтальному кругу при «круге лево» (КЛ), а затем при «круге право» (КП). КЛ=336°50´, КП=156°50´.
Коллимационная ошибка считается по формуле:
. Коллимационная ошибка не должна превышать 1´. Подставив полученные значения в формулу, мы получили 0°00´. .
Это допустимое значение, значит условие выполнено. Поверка выполнена правильно.
- Определение «места нуля» вертикального круга.
Геометрическое условие: «место нуля» (МО) вертикального круга должно быть равно нулю.
Для выполнения этой поверки мы установили теодолит в рабочее положение. Навелись перекрестьем сетки нитей на хорошо отдалённую точку при «круге лево» и взяли отсчет (КЛ) по вертикальному кругу, а затем при «круге право» - (КП). КЛ=358°00´, КП=182°01´. «Место нуля» считается по формуле: . Допустимое значение 1´. Подставив полученные значения в формулу, мы получили 0°00´30´´. . Это допустимое значение, значит условие выполнено. Поверка выполнена правильно.
Поверки нивелира
- Поверка круглого уровня.
Геометрическое условие: ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.
Для выполнения поверки мы привели пузырёк круглого уровня на середину с помощью подъемных винтов и повернули зрительную трубу на 180°. Пузырёк не отклонился ни на одно деление, отклонение допустимо. Поверка выполнена правильно.
- Поверка сетки нитей.
Геометрическое условие: вертикальная нить сетки должна быть параллельна оси вращения нивелира.
Для выполнения этой поверки мы установили нивелир в рабочее положение и навели зрительную трубу на нить отвеса, закреплённого на расстоянии 5-10 метров от нивелира. Условие выполнено потому, что на всём протяжении нити отвеса вертикальная нить сетки совпала с нитью отвеса. Поверка выполнена правильно.
- Поверка главного условия (поверка визирной оси).
Геометрическое условие: ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси.
Для выполнения этой поверки мы закрепили концы линии АВ длиной 50-70 метров и выполнили поверку двойным нивелированием этой линии.
Наша бригада установила
нивелир в рабочее положение
над точкой А. Затем мы измерили высоту
прибора і1 и взяли отсчет в1
по рейке, расположенной в точке В. Поменяв
местами нивелир и рейку, мы измерили высоту
прибора і2 и взяли отсчет в2.
Ошибка в отсчетах вычисляется по формуле:
Точка стояния |
Точка визирования |
Высота прибора, мм |
Отсчеты по рейке, мм |
Расчеты |
А |
В |
1740 |
1510 |
|
В |
А |
1730 |
1960 |
Х=1735-1735=0 |
Ошибка допустима, условие выполнено. Поверка выполнена правильно.
Компарирование мерного прибора
Для выполнения компарирования рулетки длинной 50 м, мы измерили рулетку в прямом и обратном направлении и посчитали среднее значение длины Dср. Поправка за компарирование вычисляется по формуле: .
Dк=50 м.
D1=50,001 м, D2=50,001 м.
Dср=50,001 м.
Методика геодезических измерений
Измерение горизонтального угла
Установите теодолит в вершине угла и приведите его в рабочее положение, а в двух смежных вершинах установите вехи. Центрирование теодолита над вершиной угла выполните по отвесу с точность 2-3 мм, приведите с помощью уровня горизонтальный круг в горизонтальное положение, установите зрительную трубу для наблюдений (окуляром добейтесь отчетливого изображения сетки нитей, наведите трубу на веху и кремальерой установите четкое изображение вехи в поле зрения трубы).
Измерение горизонтального угла способов приемов выполняется при «круге лево» и при «круге право».
При «круге лево» наведите зрительную трубу на основание вехи в правой (задней на ходу) точке I и запишите в журнал отсчет по горизонтальному кругу. Затем наведите трубу на веху в левой (передней по ходу) точке 3 и запишите отсчет. Для более точного наведения перекрестия сетки нитей на веху используйте наводящие винты. Вычислите измеренный при «круге лево» горизонтальный угол и запишите его в журнал измерений.
Повторите измерение угла при «круге право». Если расхождение между углами βкл и βкп, измеренными при КЛ и КП, больше одной минуты, повторите все измерения до получения допустимой разницы.
Вычислите и запишите в журнал среднее значение измеренного угла. Записи в журнале делайте карандашом, аккуратно и разборчиво. Запрещается подчищать и исправлять неверные отсчеты. При ошибочной записи зачеркните неверный отсчет и над ним запишите правильный.
Журнал измерения горизонтальных углов
Точки стояния |
Точки визирования |
Отсчеты по ГК |
Средний угол | |
КЛ |
КП | |||
2 |
1 |
312⁰ 44′ |
132⁰ 41′ |
138⁰ 20′ 30″ |
|
3 |
43⁰ 53′ |
124⁰ 51′ | ||
268⁰ 51′ |
7⁰ 50′ | |||
Измерение углов наклона
Для измерения углов наклона местности установите теодолит в вершине измеряемого угла и приведите его в рабочее положение. Измерьте рейкой высоту прибора i от точки стояния до оси вращения зрительной трубы и установите рейку в точке визирования. Перекрестие сетки нитей следует наводить на отсчет, равный высоте прибора i.
После наведения зрительной трубы на рейку при «круге лево» запишите отсчет по вертикальному кругу в журнал измерений. Повторите измерение при «круге право». По отсчетам КЛ и КП вычислите МО и угол наклона Ѵ по формулам:
Журнал измерения вертикальных углов
Точки стояния |
Точки визирования |
Положение ВК |
Отсчеты по ВК |
«Место нуля» ВК |
Угол наклона ν |
2 |
1 |
КЛ |
354⁰ 39′ |
1′ |
349⁰ 16′ |
1 |
КП |
185⁰ 23′ |
КЛ = 354⁰ 39′
КП = 185⁰ 23′
МО = =
Ѵ = КЛ – МО = 354⁰ 39′- 1′ = 354⁰ 38′
Ѵ = 180⁰ + МО – КП = 180⁰ + 1′ - 185⁰ 23′ = -5⁰22′
Ѵ = = 349⁰ 16′
Если МО˃1⁰, то выполните поверку МО и повторите измерения.
При измерении углов наклона линий визирования (например, на точке сооружения) наводить перекрестие сетки нитей следует на конкретные точки при КЛ и КП, а затем по приведенным выше формулам вычислять МО и Ѵ.
Измерение магнитного азимута
Для определения магнитного азимута линии 1-2 теодолит установите в рабочее положение в точке I и закрепите ориентир-буссоль. Установите при «круге лево» на горизонтальном круге теодолите отсчет 0⁰00 и открепите лимб. Вращая теодолит вокруг своей оси, совместите концы магнитной стрелки ориентир-буссоли с ее пулевыми делениями и закрепите лимб. Открепив алиладу, наведите зрительную трубу на веху в точке 2. Отсчет по горизонтальному кругу и будет магнитным азимутом линии 1-2.
Измерение превышений
В двух точках местности (например, 1 и 2) установите вертикально рейки, а на равном удалении от них – нивелир и приведите его в рабочее положение. Наведите трубу на заднюю рейку и запишите в журнал отсчет по черной стороне а. Переведите нивелир на переднюю рейку и отсчет по черной стороне b запишите в журнал. Помните, что перед взятием отсчетов необходимо совместить в поле зрения трубы изображение концов пузырька уровня с помощью элевационного винта. Измеренное превышение вычисляется по формуле h = a – b.
Повторите измерение превышения по красным сторонам реек. Если разность между превышениями, измеренными по красным и черным сторонам реек, превышает 4 мм, то начните измерение сначала. Вычислите пятки реек как разность между отсчетами по красной и черной сторонами одной и той же рейки.
Для определения отметок промежуточных точек (например, 3) установите в них заднюю рейку и запишите в журнал отсчеты по черной стороне рейки С. Вычислите отметки точек по формулам:
H2 = H1 + hср H3 = ГИ – с ,
где Н1 – известная сторона задней точки; hср – среднее превышение;
ГИ = Н1 + а – горизонт инструмента.
Номер станции |
Точки визирования |
Отсчеты по рейкам, мм |
Превышения, мм |
ГИ, м |
Условные отметки, м | |||
а |
b |
c |
измер. |
средн. | ||||
1 |
1 |
1838 |
1788 |
0180 |
+0050 |
+0049,5 |
||
2 |
6510 |
6461 |
+0049 | |||||
3 |
4672 |
4673 | ||||||
h = a – b = 1838 – 1788 = 0050
h = a -b = 6510 – 6461 = 0049
Полевые работы
Для выполнения данной работы нашей бригаде понадобились: теодолит, штатив, рейка, шпильки, 7 гвоздей, молоток, полевой журнал.
В процессе рекогносцировки местности мы выбрали точки теодолитного хода и закрепили их гвоздями. Затем мы сделали привязку этих точек к местности, чтобы не перепутать с точками других бригад, эти точки мы сохранили до конца практики, они являются удобными для установки теодолита и выполнения измерений. Вдоль сторон теодолитного хода видимость точек хорошая, они доступны для линейных измерений.
Схема теодолитного хода
Камеральные работы
Мы проверили вычисления горизонтальных углов в полевом журнале и определили горизонтальное проложение линий. Результаты измерений мы записали в ведомость вычисления координат.
Вычислили угловую невязку теодолитного хода:
где - сумма измеренных углов;
- теоретическая сумма внутренних углов замкнутого хода;
= 180⁰ (n-2)- теоретическая сумма внешних углов замкнутого хода;
=
Допустимая угловая невязка:
где = 0,5′- средняя квадратическая погрешность измерения углов;
n- количество вершин в полигоне.
Дирекционный угол вычисляем по формуле:
где - известный дирекционный угол предшествующий стороне;
- исправленный угол, который лежит между этими сторонами по ходу, справа.
Для контроля к вычисленному дирекционному углу последней стороны мы прибавили 180 и отняли исправленный угол при первой вершине. Полученный угол должен равняться исходному дирекционному углу, т. е.
Затем мы вычисляем
румбы теодолитного хода, используя
зависимость между
Таблица зависимости между дирекционными углами и румбами
Номер четверти |
Дирекционный угол |
Румб |
Знак | ||
название |
величина |
∆X |
∆Y | ||
0⁰ ≤ α ≤ 90⁰ |
ЮЗ |
r=α |
+ |
+ | |
90⁰ ≤ α ≤ 180⁰ |
СВ |
r=180⁰-α |
- |
+ | |
180⁰ ≤ α ≤ 270⁰ |
ЮВ |
r=α-180⁰ |
- |
- | |
270⁰ ≤ α ≤ 360⁰ |
СЗ |
r=360⁰-α |
+ |
- | |
Вычисляем приращения координат ∆Х и ∆Y по формулам:
∆Х= d ∙cos r;
∆Y= d∙ sin r;
где d- горизонтальное проложение длины линии;
r- румб линии.
Знаки приращений координат определяем для каждой линии по названию румба или по дирекционному углу в выше приведенной таблице. Приращение координат округляем до 0, 01м.
Невязки в
приращениях координат
- сумма всех приращений с учетом их знаков; - сумма всех приращений .
Для контроля вычисляем координаты первой точки, сложив координаты последней точки теодолитного хода с приращением координат по последней линии.
По вычисленным координатам строим план теодолитного хода на листе чертежной бумаги формата А3 в масштабе 1:500.
Построение высотного съемочного обоснования
Полевые работы
Для выполнения данной работы нашей бригаде понадобились: нивелир, штатив, рейка, полевой журнал.
По пунктам планового съемочного обоснования мы проложили нивелирный ход, т.е. мы измеряли превышения между пунктами.
Не снимая нивелир со станции мы подсчитали разницу по черной и красной сторонах, если у нас разница превышала 4 мм, то мы брали отсчеты заново на данной станции, а если разница была в пределе 4 мм, то мы переходили на следующую станцию. Отсчеты по рейке мы записывали в полевой журнал.
Камеральные работы
На каждой станции мы выполняли контроль:
где - сумма всех задних отсчетов;
- сумма всех передних отсчетов;
- сумма средних превышений.
z=
Условные отметки всех пунктов вычисляются по формуле:
где - известная отметка предыдущей точки хода;
- отметка последующей точки хода;
- превышение между точками i и i+1.
Для контроля вычислений используется равенство:
где - отметка последней точки хода;
- превышение между последней и первой точками;
Журнал геометрического нивелирования
Номер станции |
Точки визирования |
Отсчеты по рейке, мм |
Превышения, мм |
Условные отметки, м | ||
передние |
задние |
измеренные |
средние | |||
I. |
1 |
2010 |
0784 |
+1226 |
+1228 |
187,914 |
2 |
6690 |
5460 |
+1230 |
189,142 | ||
4680 |
4676 |
|||||
II. |
2 |
1492 |
1162 |
+0330 |
+0329,5 |
189,142 |
3 |
6172 |
5843 |
+0329 |
189,4715 | ||
4682 |
4681 |
|||||
III. |
3 |
1178 |
1185 |
-0007 |
-0008,5 |
189,4715 |
4 |
5860 |
5870 |
-0010 |
189,463 | ||
4682 |
4685 |
|||||
IV. |
4 |
0890 |
2190 |
-1300 |
-1300 |
189,463 |
5 |
5575 |
6875 |
-1300 |
188,163 | ||
4682 |
4685 |
|||||
V. |
5 |
1008 |
1215 |
-0207 |
-0208,5 |
188,163 |
6 |
5690 |
5900 |
-0210 |
187,9545 | ||
4682 |
4685 |
|||||
VI. |
6 |
0858 |
1052 |
-0194 |
--0193 |
187,9543 |
7 |
5545 |
5737 |
-0192 |
187,7615 | ||
4687 |
4685 |
|||||
VII. |
7 |
1367 |
1235 |
+0132 |
+0131 |
187,7615 |
1 |
6050 |
5920 |
+0130 |
187,8925 | ||
4683 |
4683 |
|||||
Полевые работы
Для выполнения данного задания нашей бригаде понадобились: теодолит, штатив, рейка, полевой журнал.
Перед полевыми
работами наша бригада повторила
поверки теодолита. Для выполнения
тахеометрической съемки мы установили
теодолит в точки съемочного обоснования,
привели его в рабочее
Устанавливаем по горизонтальному кругу отсчет 0⁰00′ и наводимся на следующую точку съемочного обоснования. Ориентирование лимба должно исполняться при «круге лево».
Затем мы составили абрис станции в которой ведется съемка местности. Устанавливая рейку во все точки местности, наводим зрительную трубу при «круге лево» на высоту прибора, полученные результаты мы записали в полевой журнал, т.е. записали номер точки, отсчеты по дальномерным нитям, по горизонтальному и вертикальному кругу. Нумерация точек одинакова, т.е. номер точки совпадает с номером точки в журнале.
После завершения съемки в данной станции мы наводимся на следующую точку обоснования, ориентировка лимба изменилась не более, чем на 2′, разница в допуске.
Обработка журнала тахеометрической съемки
В журнале мы записали отметки станций, вычисленные по результатам геометрического нивелирования. Вычислили расстояния до снимаемых пикетных точек по формул:
где =100- коэффициент дальномера,
- отсчеты по рейке по дальномерным нитям.
Вычислили углы наклона на точках, что сняли:
Горизонтальные проложения d и превышения между станцией и пикетными точками h определяются по тахеометрическим таблицам или вычисляются на микрокалькуляторе по формулам:
где - измеренное наклонное расстояние;
- угол наклона;
- высота прибора;
- высота наведения.
Если , то .
Отметки пикетных точек определяются по формуле:
где - отметка станции;
- превышение, знак которого соответствует знаку угла наклона.
На листе
чертежной бумаги формата А3
разбить координатную сетку
Инженерно-геодезические изыскания трассы автодороги
Нивелирование трассы
Для нивелирования трассы необходимо: нивелир, штатив, две рейки, журнал геометрического нивелирования.
Перед выполнением нивелирования трассы мы выполнили поверки нивелира. Измерили превышение между пикетными точками трассы по методичке, а также пронивелировали промежуточные точки, необходимых для правильного построения продольного и поперечного профилей. Нивелирования трассы для контроля выполняется в прямом и обратных направлениях. Допустимое расхождение между превышениями в прямом и обратных ходах 6 мм. Результаты измерений занесли в журнал геометрического нивелирования.
Обработка результатов нивелирования трассы
В журнале нивелирования мы вычислили среднее превышение, невязка нивелирного хода вычисляется по формуле:
= + ,
где и - суммы средних превышений прямого и обратного ходов. Допустимая невязка хода вычисляется по формуле: = ±50мм * , где - длинна нивелирного хода в километрах. Если ; то половина фактической невязки с обратным знаком поровну разделить на среднее превышение прямого хода.
Вычислите исправленные превышения прямого хода.
Мы вписали в таблицу заданную руководителем практики отметку исходного пикета . Начиная от исходного, последовательно вычислили отметки пикетов прямого хода по формуле: = +
Определили отметку
= 3836 мм.
=
Вычертить профиль трассы на листе миллиметровой бумаге в масштабах: горизонтальный – 1:200; вертикальный - 1:200; поперечный – 1:500.
В графе «Фактические отметки»
журнала нивелирования, выписали отметки
пикетов в промежуточных
Полевые работы
Для выполнения полевых работ нам были необходимы: теодолит, штатив, вехи, рулетка или мерная лента, мел, шпильки, молоток, нивелир, рейка, карандаши.
Мы построили на местности сетку квадратов (10-12 квадратов) со стороной 10-20м. Прямые углы строятся теодолитом, расстояния измеряются с точностью до 1 см, вершины квадратов закрепляются шпильками или отмечаются мелом. Мы вычертили схему квадратов в произвольном масштабе и показали на ней исходную точку с известной отметкой и ситуацию, которая снята относительно вершин квадратов.
Мы установили нивелир в центре квадратов и привели его в рабочее положение. В исходной точке Rp и всех вершин квадратов взяли отчеты по красной и черной стороне рейки и записали их на схемы квадратов. Обсчитали пятки реек, если они отличаются от фактического значения больше, чем на 5-6мм то надо повторить нивелирование этих вершин.
Мы вычислим горизонт прибора:
где Zcp - отметка исходной точки (репера)
а - отчет по черной стороне рейки, которая установлена в исходной точке
а =1460
ГП= 137,799+1,410= 139,209 м.
Отметки вершин квадратов вычисляются по формуле:
,
где - отчет по черной стороне рейки в ее вершинах квадратов.
Мы вычертили в масштабе 1:500 сетку квадратов, указали номера и отметки вершин квадратов. Построили графические интерполяционные горизонтали с заданным руководителем отcчетом рельефа. Со схемы нанесли на план ситуацию с зачтением масштаба. Полученный план нивелирования поверхности по квадратам вычертили гелиевыми ручками соответственно c условным b знакам для топографических планов.
Журнал вычисления отметок вершин квадратов
№ вершин |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
ГП. М |
139,209 | ||||||||
bn, мм |
1340 |
1250 |
1215 |
1150 |
1120 |
1385 |
1360 |
1308 |
1248 |
Zn,м |
137,869 |
137,959 |
137,994 |
138,059 |
138,089 |
137,824 |
137,849 |
137,901 |
137,961 |
№ вершин |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
ГП. М |
139,209 | ||||||||
bn, мм |
1180 |
1495 |
1435 |
1310 |
1260 |
1608 |
1570 |
1300 | |
Zn,м |
138,029 |
137,714 |
137,774 |
137,899 |
137.949 |
137,601 |
137.639 |
137,909 | |
№ вершин |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
||
ГП. М |
139,209 | ||||||||
bn, мм |
1440 |
1360 |
1628 |
1700 |
1655 |
1515 |
1430 | ||
Zn,м |
137,769 |
137,849 |
137.581 |
137,509 |
137,554 |
137,694 |
139,209 | ||
