Організація робіт геодезичних зйомок: теодолітні роботи, технічне нівелювання та тахеометрична зйомка ділянки місцевості

Размещено на http://www.allbest.ru

Вступ

Слово “геодезія” в перекладі з грецької мови означає - землерозділення (землерозподіл). Геодезія - наука про методи визначення фігури і розмірів Землі, зображення земної поверхні на планах і картах, точних вимірювань на місцевості, пов'язаних з розв'язанням різних наукових та практичних завдань. Питаннями визначення фігури, розмірів і зовнішнього гравітаційного поля Землі, а також побудовою геодезичної основи для вивчення земної поверхні займається вища геодезія. [1]

Вимірюваннями на місцевості для зображення земної поверхні, рік, доріг, населених пунктів і т. п. на планах і картах займається топографія. [1]

Топографія -- науково-технічна дисципліна, що займається географічним і геометричним вивченням місцевості шляхом створення топографічних карт на основі знімальних робіт (наземних, з повітря, з космосу). [2] геодезія топографія теодолітний тахеометричний

Основні завдання геодезії:

Перше завдання: визначення на основі державної геодезичної мережі пунктів, так званої знімальної геодезичної основи, відносно якої безпосередньо визначають положення об'єктів на місцевості, тобто виконують зйомочні роботи.

Друге завдання: виконання зйомочних робіт, тобто визначення положення всіх об'єктів зйомки і зображення на площині - папері у відповідно зменшеному вигляді всіх контурів і рельєфу місцевості, іншими словами - створення топографічних карт.

Третє завдання: виконання різних вимірювальних робіт під час вишукувань з метою проектування та будівництва споруд, перенесення проектів цих споруд на натуру (інженерна геодезія). [1]

Крім загальнопізнавального значення, розміри і фігуру Землі необхідно знати і для практичної діяльності людини. Знання розмірів і форми Землі необхідні для розв'язання науково-технічних та практичних завдань геодезії і картографії. Спочатку необхідно визначити загальний вигляд форми Землі, яка найкраще відображає Землю в цілому, а потім визначити розміри цієї форми. [1]

Основна рівнева поверхня Землі.

Геодезичні вимірювання пов'язані з напрямком прямовисної (вискової) лінії в тих точках, в яких вони виконувались. Це означає, що в кожній такій точці результати вимірювань можуть бути віднесені тільки до тієї рівневої поверхні, яка проходить через дану точку . Але в такому випадку результати вимірювань на пунктах якої-небудь геодезичної мережі будуть віднесені до різних рівневих поверхонь і зімкнутих фігур в мережі не утвориться. В зв'язку з цим виникає необхідність приведення результатів усіх геодезичних вимірювань, до певної даної, або прийняту за загальну початкову рівневу поверхню. Із багатьох рівневих поверхонь природно і доцільно за загальну рівневу поверхню взяти ту, яка найкраще відображає фігуру Землі в цілому. Відомо, що більше 70% поверхні Землі займають океани і моря. Виходячи з цього, фігуру Землі відображає не поверхня суші, а поверхня води. На практиці за основну рівневу поверхню беруть так званий середній рівень океану (моря), одержаний із багаторічних спостережень рівня води по футштоках на морських водомірних станціях. [1]

Для нашої країни основним є кронштадський футшток, за яким ведуть спостереження рівня Балтійського моря. Нуль кронштадського футштока відповідає середньому рівню Балтійського моря, який прийнято за початок відліку висот для всіх геодезичних робіт в нашій країні. [1]

Якщо основну рівневу поверхню уявно продовжити під континентами так, щоб в будь-якій її точці прямовисна лінія була перпендикулярна до цієї поверхні, то утвориться суцільна зімкнута поверхня без складок і ребер, яка буде охоплювати всю масу Землі (рис. 1). Геоїдом називається геометричне тіло, поверхня якого збігається зі спокійною поверхнею океану і уявно продовжена під континентами так, щоб в кожній точці цієї поверхні прямовисна лінія була перпендикулярна до неї. [1]

Рис.1 Основна рівнева поверхня

1 - еліпсоїд; 2 - геоїд; 3 - фізична поверхня Землі; 4 - прямовисна лінія; 5 - нормаль до поверхні еліпсоїда; u1, u2 - відхилення прямовисних ліній.

Геоїд добре відображає Землю в цілому, але не важко прийти до висновку, що внаслідок нерівномірного розподілу мас в тілі Землі поверхня геоїда, як одна з рівневих поверхонь поля сили ваги Землі, має складний хвильовий вигляд. Розв'язувати геодезичні задачі на поверхні геоїда неможливо, тому що не відома геометрична фігура геоїда, тобто геоїд не має свого математичного рівняння. Геоїд добре відображає фігуру Землі і в цілому дуже близько підходить до еліпсоїда обертання - фігури досить простої і добре вивченої в математичному відношенні (рис. 2). [2]



Рис.2 Фігури, що добре відображають фігуру Землі

Геодезичні задачі на поверхні еліпсоїда обертання розв'язуються порівняно легко. Розв'язування різних геодезичних задач і математичне опрацювання геодезичних вимірювань проводиться на поверхні земного еліпсоїда. Еліпсоїд, який найкраще підходить до фігури геоїда в цілому, називається загальним земним еліпсоїдом. Встановити параметри цього еліпсоїда є одним з головних завдань вищої геодезії. [1]

Земну поверхню неможливо спроектувати на площину без розривів і спотворень, тому проектування виконують по частинах. Для графічного зображення місцевості користуються головним чином ортогональним методом проектування, беручи за основу прямовисні лінії, як такі, що зберігають постійний і цілком визначений напрям в будь-якій точці Землі. [1]



І. Теодолітне знімання ділянки місцевості

Теодолітна зйомка -- горизонтальна зйомка контурів, тому на плані зображується тільки ситуація. Теодолітну зйомку виконують у великих масштабах на рівнинній місцевості зі складною ситуацією -- в поселеннях, забудованих ділянках, залізничних станціях, аеропортах тощо.

Теодолітна зйомка виконується з пунктів теодолітних ходів, що представляють собою системи зімкнутих або розімкнутих багатокутників, у яких обмірювані кути технічним теодолітом і сторони мірною стрічкою або далекоміром відповідної точності. У результаті додатка теодолітних ходів на місцевості одержують ряд пунктів, що мають координати.

Теодолітна зйомка є ситуаційною, при якій горизонтальні кути вимірюють теодолітом, а горизонтальні проекції відстаней різними приладами. Перевищення між точками місцевості при цьому не визначають, тому теодолітна зйомка є окремим випадком тахеометричної зйомки.

Теодолітні зйомки використовують для підготовки ситуаційних планів місцевості і цифрових ситуаційних моделей місцевості (ЦММ), а також для оновлення (внесення ситуаційних змін) топографічних карт і електронних карт (ЕК).

У практиці досліджень об'єктів будівництва теодолітні зйомки найчастіше застосовують для здобуття ситуаційних. У практиці досліджень лінійних інженерних споруд (автомобільних, лісовозних доріг, зрошувальних систем і т. д.) теодолітну зйомку застосовують при трасуванні шляхом вішення ліній, вимірів кутів повороту траси, розбиття пікетажу і зйомки притрасової смуги. [9]



Таблиця 1. Допустимість довжини ходів

Маштаб зйомки	Довжина ходу між пунктами опорної геодезичної мережі, км	Віддаленість вузлової точки від пунктів опорної геодезичної мережі, км
	На забудованій територіїї	На незабудованій території
1:500	0,8	1,2	0,7
1:1000	1,2	1,8	1,0
1:2000	2,0	3,0	1,5
1:5000	4,0	6,0	3,0

Таблиця 2. Допустимість ходів при зйомці забудованих і незабудованих територій

Маштаб зйомки	Максимальна довжина ходу, м	Максимальна довжина ліній, м	Максимальне число ліній у ході
1:5000	1200	300	6
1:2000	600	200	5
1:1000	300	150	3
1:500	200	100	2

Таблиця 3. Умова щільності тахеометричних ходів

Маштаб зйомки	Перетин рельєфу, м	Максимальна відстань між пікетами, м	Максимальна відстань від прилада до рейки при зйомці рельєфа, м	Максимальна відстань від прилада до рейки при зйомці контурів, м
1:500	0,5 1,0	15 15	100 150	60 60
1:1000	0,5 1,0	20 30	150 200	80 80
1:2000	0,5 1,0 2,0	40 40 50	200 250 250	100 100 100
1:5000	0,5 1,0 2,0 5,0	60 80 100 120	250 300 350 350	150 150 150 150



1. Характеристика приладів, які використовуються при прокладанні теодолітного ходу. Теодоліт Т30

Теодоліт - геодезичний прилад для вимірювання горизонтальних i вертикальних кутів, вiддалiв, магнітних азимутів.

За допомогою теодоліта виконуються топографічні знімання для створення топографічних планів i карт, по яким проектують в будівництві, землевпорядкуванні.

У даній роботі використовується теодоліт Т30. Теодоліт ТЗ0 i його модифiкацii (2Т30, 2т3Oп) відносяться до розряду технічних, з повторiтелъной системою вертикальної oci. Система вiдлiку одностороння. у теодолiтi Т30 відлікове пристосування виконане у вигляді штрихового мікроскопа, що дозволяє брати вiдлiки з точнiстю 1'.

Теодоліт Т30 застосовують для вимiрювань горизонтальних i вертикальних кутів, магнiтних азимутів i вiддалi (вiддалi за вiддалемiром).

У теодоліта Т-30 є своя будова i виглядати вона буде так :

Рис.3 Будова теодотіта 2Т30П

Перевірка теодоліта:

Взаємне розташування частин теодоліта повинно задовольняти ряд геометричних умов, якi витікаютъ iз принципу вимiрювання горизонталъного i вертикального кутiв. Для цього слiд виконати такi перевiрки, додержуючись певної послiдовностi:

1. Bicь циліндричного рівня на алiдадi горизонтального круга повинна бути перпендикулярною до oci обертання інструмента, тобто HH₁ + ZZ₁. Розташовують рівень за напрямом двох піднімальних гвинтів i приводять рівень на середину. Пiсля цього повертають алідаду на 180? i бульбашка рівня не повинна відходити з нуль-пункту більше ніж на одну поділку. Якщо ця умова не виконується то виконують юстування (виправлення) рівня. Для цього половина дуги відхилення виправляється за допомогою підіймальних гвинтів, а друга половина за допомогою виправних гвинтів рівня.

Після цього перевірку повторюють, виконавши юстування, розташовують рівень в напрямі третього підіймального гвинта i діючи цим гвинтом, виводять бульбашку рівня на середину.

2. Візира вісь труби повинна бути перпендикулярною до oci обертання труби, тобто hh₁+VV₁.

3. Горизонтальна вісь обертання труби повинна бути перпендикулярною до основної oci обертання теодоліта, тобто hh₁+ZZ₁.

Для перевірки теодоліт установлюють на вiдстанi 10-15 м вiд стіни будівлі. На cтінi вибирають високо розташовану точку А так, щоб кут нахилу зорової труби до горизонту був не менше за 20?, візують на цю точку i проектують її вниз при двох положеннях вертикального круга i відмічають проекцiї центра сiтки a₁ і а₂ на cтіні. Якщо точки a₁ і а₂ збігаються то умова виконана. Відстань a₁ а₂ не повинна перевищувати подвійної ширини бiсектора сітки ниток. Якщо умова не виконується то виправлення виконують в майстерні.

4. Горизонтальна нитка сітки повинна бути перпендикулярною до вертикальної oci обертання теодоліта. Перевірку можна виконати за допомогою виска, підвішеного на вiдстанi 25-30 м. Якщо, після візування на нитку виска вертикальна нитка сітки ниток чотири кріпильні гвинти окуляра,i повернути окуляр - так, щоб вертикальна нитка сiтки ниток сумістилась з ниткою виска.

5. Для вимірювання вертикальних кутів вигідно установити місце нуля вертикального круга рівним або близьким до нуля. Наводять трубу на одну i туж точку при положенні вертикального кута зліва, i справа i беруть відліки по вертикальному круту. Перед наведенням на точку необхідно, щоб бульбашка рівня на горизонтальному крузі теодоліта Т30 знаходилася на середині. Якщо вона змістилась з середини тоді підіймальними гвинтами виводять бульбашку на середину. В теодолiтi Т30 цей вiдлiк установлюється за допомогою навідного гвинта труби i перестановкою сітки ниток в вертикальній площині, суміщають центр сітки ниток з точкою візування.

6. Візирна вiсь оптичного центрира повинна збігатися з віссю обертання теодолiта. Установлюють теодоліт на штативі i приводять вертикальну вісь теодоліта в вертикальне положенням. Пiд штативом горизонтально закріплюють аркуш міліметрового паперу i на ньому олівцем відмічають точку, яка збігається з зображенням центра оптичного центрира.

При повертаннi алідади зображення точки, вiдмiченої на паперi, не повинно зміщуватись з центра cітки оптичного центрира бiлъше 1 мм. Така величина зміщення відповідає помилці центрування на місцевості, яка не перевищує 0.5 мм.

При бiльшiй помилці зміщення необхідно виконати юстування.

7. Вiзирнi oci коліматорних вiзирiв повинні бути паралельними до вiзирнї oci зорової труби. Перевірку виконують за допомогою предмета, розташованого на вiддалi не менше 50 м. Якщо при наведенні зорової труби на предмет коліматорним візиром зображення предмета в трубі буде заміщене відносно центра сітки ниток зорової труби більше ніж 0.2 поля зору, то положення візира рекомендується виправити. Для цього використовують чотири гвинти, які скріплюють візир з віссю на 0.1-0.2 обороти i наводять зорову трубу на предмет. Повертають візир за азимутом до суміщення його перехрестя з предметом, закріплюють гвинти i перевірку повторюють.

2. Порядок обчислення координат точок зімкнутого теодолітного ходу

Робота складається з наступних етапів:

1). Урівноважування кутових вимірів. Даний етап включає обчислення практичної суми кутів (Увпр) шляхом сумування значень кутів, виписаних у колонці 2;

Увтеор =180°(n-2)=180? *(6-4)=720?

fвпр = Уввим=720? 1'

отже, fвпр= +1', fвдоп= ±1.5'v6,

тобто практична похибка не перевищує допустиму і тому можна приступити до урівноважування кутів.

2). Обчислення дирекційних кутів сторін полігона і перехід від них до румбів. Дирекційні кути всіх сторін полігону обчислюють за вихідним значенням б1-2 і виправленими значенням внутрішніх кутів.

Обчислення ведеться послідовно, тобто: б2-3=б1-2 +180°-в2; б3-4=б2-3 +180°-в3 і тд. завершується обчислення знаходженням б1-2 через обчислений б5-1 тобто б1-2 = б5-1 + 180°- в1 У процесі обчислення при необхідності потрібно додавати або віднімати 360° для того, щоб остаточне значення дирекційного кута не було від'ємним або більшим 360°.Контролюються обчислення умовою: обчислений б1-2 повинен дорівнювати вихідному значенню.

Шукаємо дирекційні кути по прикладу: б= б_n+ввим-180?= 243? 00'

б=128? 12'

б=301? 25'

б=288? 30'

б=309? 38'

б=328? 42'

З метою спрощення подальших обчислень від дирекційних кутів переходять до румбів сторін на підставі залежності між ними, розглянутої раніше. Запис румбів ведуть у колонці.

3). Обчислення приростів координат. Прирости координат обчислюються за формулами прямої геодезичної задачі (б2-3 = б1-2-180°+в2). Отримані значення приростів записують у відповідні колонки відомості. Потім контролюють правильність обчислень на цьому етапі.

Відомо, що алгебраїчні суми приростів у замкнутому полігоні повинні дорівнювати нулю. Практично ці суми відрізняються від нуля, у результаті чого виникають лінійні нев'язки fx. та fу. їхні значення одержують сумуванням обчислених приростів.

Спочатку отримують значення поправок в обчислені приростів за формулами:

?х=d * cos L=247,3*(-0,454)= -112,27;

?y=d= * sin L=247.3*(-0,891)= -220,34;

?х=+55,25

?y=+169,04

?х=+184,01

?y=+159,76

?х=+170,35

?y=+237,62

?х=-192,66

?y=-232,61

?х=-231,18

?y=-129,57

4). Урівноважування приростів координат. Спочатку отримують значення поправок:

?х= -102,79

?y= -223,08

?х=+63,42

?y=+171.41

?х=+191,12

?y=+161,82

?х=+179,87

?y=+240,38

?х=-181,18

?y=-229,29

?х=-221,70

?y=-126,83

З обчислень видно, що величина поправки пропорційна довжині сторони полігону (його горизонтальній проекції). Знак поправки повинен бути протилежним до знаку нев'язки. Точність визначення поправки не повинна перевищувати точності вихідних даних, тобто точності виміру довжин сторін теодолітного ходу. Практично поправка обчислюється до 0.001, а потім округлюється до 0.01.

Контролюється даний етап роботи так: сума поправок повинна дорівнювати нев'язці з протилежним знаком.

Правильність обчислення поправок контролюється їхнім сумуванням (окремо по ?х і ?у). [3]

5). Обчислення координат точок полігону. Координати точок полігону обчислюються за формулами прямої геодезичної задачі. [3]



ІІ. Принципи та послідовність робіт на станції при нівелюванні ІV класу

Способи нівелювання.

Нівелюванням називають вид геодезичних робіт, при яких вимірюють перевищення між точками земної поверхні або будівельних конструкцій.

Розрізняють такі види нівелювання:

* геометричне - виконується за допомогою нівеліра і базується на принципі горизонтального променя візування;

* тригонометричне - виконується за допомогою теодоліта і базується на принципі похилого променя візування;

* гідростатичне - базується на властивості поверхні рідини знаходитися на одному рівні в сполучених посудинах;

* барометричне - базується на залежності зміни атмосферного тиску від зміни висоти точки;

* стереофотограметричне - базується на вимірюванні перевищень за аерофотознімками земної поверхні.

При виконанні інженерно-будівельних робіт найчастіше застосовують геометричне, тригонометричне і гідростатичне нівелювання. [8]

Рис.4 Прокладення теодолітного ходу

Щоб уникнути помилок у знаку перевищення точку, позначка якої відома, уважають задньої, а точку, оцінку якої визначають,- передньої, тобто перевищення це завжди різниця відліків назад і вперед. Іноді відлік по рейці називають «поглядом» і тому перевищення дорівнює «погляду назад» мінус «погляд уперед». [6]

Місце установки нівеліра називається станцією. З однієї станції можна брати відліки по рейках, установленим у багатьох точках. При цьому перевищення між точками не залежить від висоти нівеліра над землею. Якщо поставити нівелір вище , обидва відліки Х й У будуть більше на ту саму величину, але різниці між ними будуть однакові. [6]

Для обчислення позначки шуканої точки можна застосовувати спосіб обчислення через горизонт інструменту (ГІ). Цей спосіб зручний, коли з однієї станції роблять нівелювання декількох точок. Очевидно, що якщо до відмітки точки А додати відлік по рейці на точці А, то вийде позначка візирної осі нівеліра. Ця відмітка і називається горизонтом приладу. Якщо тепер з горизонту приладу відняти відліки на всіх точках, узяті на цій станції, вийдуть відмітки цих точок.

Якщо для визначення перевищення між точками А і В досить один раз установити нівелір, такий випадок називається простим нівелюванням.

Якщо ж перевищення між точками можна визначити тільки після декількох установок нівеліра, таке нівелювання умовно називають складним. У цьому випадку точки D и С називають сполучними. Перевищення між ними визначають за схемою простого нівелювання. [6]

Таку схему нівелювання називають нівелірним ходом. Кілька ходів із загальними початковими й кінцевими точками утворять нівелірну мережу.

Залежно від необхідної точності визначення позначок нівелювання ділять на 1, 2, 3, 4-й класи й технічне. [6]

Технічне застосовують для згущення нівелірної мережі більше високих класів. Ці мережі є висотним обґрунтуванням для топографічних зйомок при складанні карт і планів, будівельно-монтажних, меліоративних й інших роботах.

Якщо рельєф ділянки слабко виражений (плоский), точки нівелювання розташовують на ділянці рівномірно, а довжини сторін квадратів збільшують. При ясно вираженому рельєфі у місцях зміни профілю їхню частоту збільшують.

Схема нівелювання вершин квадрата залежить від розмірів ділянки, складності форм рельєфу, необхідності додатково до позначок вершин квадратів одержати ще точки з позначками. [6]

Відліки по рейках записують у журнал нівелювання або на схему квадратів, причому числові значення відліків підписують біля вершин тих квадратів, на яких вони отримані. Границі роботи на станції відокремлюють пунктирною лінією. При обробці результатів вимірів спочатку обчислюють перевищення й позначки сполучних точок ходу. Позначки вершин квадратів обчислюють через горизонт інструменту (ГІ). [6]

Тригонометричне нівелювання виконують теодолітами - приладами, які дозволяють виміряти вертикальні кути. Якщо з точки А в точку В або з точки В на точку С виміряти кути нахилу н і визначити горизонтальне прокладання d, визначити перевищення. [6]

Гідростатичне нівелювання ґрунтується на властивості рідин перебувати в сполучених посудинах на одному рівні. Перевищення А між точками А та. У може бути отримане як різниця відліків по шкалах посудин 2. Як правило, відстань між точками обмежується довжиною сполучного шланга 1 між посудинами й досягає декількох десятків метрів. Достоїнство гідростатичного нівелювання, застосовуваного для будівельних цілей, простота роботи, можливість виробництва роботи в тісних місцях (кімнатах, спорудах, серед устаткування), швидкість дії. До недоліків ставляться невисока точність (±10мм) і скрутні роботи зі шлангами. [6]

При барометричному нівелюванні використовують властивість різниці повітряного тиску в різні по висоті над упущеною поверхнею точках. Нівелювання виконують барометрами-анероїдами або мікробарометрами.

Найбільш простий випадок барометричного нівелювання, коли точки, між якими визначається перевищення, з'єднуються замкнутим маршрутом; тривалість маршруту не більше 2 - Згод.

Для вимірів використовують один анероїд. На вихідній точці маршруту вимірюють температуру повітря tВ° С, температуру анероїду tА ° С, його висоту над точкою й зчитують по ньому показання тиску.

Потім переходять на другу та інші точки і проводять аналогічні вимірювання. Спостереження закінчують на початковій точці. Припускаючи, що тиск повітря і температура в початковій точці змінювалися пропорційно часу, по барометричних таблицях знаходять висоти точок. Відстань між точками може бути будь-яким й обмежується тільки різницею часу між першим й останнім спостереженнями на вихідній точці. [6]

1. Будова та перевірки нівеліра Н3. Характеристика нівелірних рейок

Нівелір - геодезичний прилад для визначення перепадів висот між точками на земній поверхні та у відкритих і підземних гірничих виробках. Складається з штатива, зорової труби, пов'язаного з нею горизонтального рівня. Додаються також нівелірні рейки. [4]

Нівеліри широко використовуються у геодезії, маркшейдерії, картографії, землевпорядкуванні, під час будівництва.

Нівеліри поділяють:

· За способом вимірювання:

*прилади з горизонтальним променем візування (які у свою чергу поділяють на дві групи):

1) з циліндричним рівнем, до яких належать глухі, з перекладною трубою, лазерні (візирна вісь замінена або дублюється лазерним променем);

2) з компенсатором;

*мікронівеліри;

*нівеліри гідромеханічні.

· За способом зчитування відліків:

*звичайні (відлік по рейці, відлічує людина);

*цифрові (відлік автоматизовано).

· За точністю:

*високоточні (для нівелювання I і II кл. та високоточних інженерних задач);

*точні (для нівелювання III і IV кл.);

*технічні (для пошукових та будівельних робіт). [4]

З 1977 р. у вітчизняній практиці нівеліри з горизонтальним променем візування застосовують трьох типів під шифрами Н-05, Н-3 і Н-10. Вони обладнані компенсатором або рівнем при трубі. Крім того, Н-3 та Н-10 можуть мати лімби горизонтального круга для вимірювання горизонтальних кутів. Число в шифрі нівеліра визначає припустиму середньоквадратичну похибку нівелювання в мм на 1 км подвійного нівелірного ходу. Для нівеліра з компенсатором додається літера “К”, а за наявності лімба - літера “Л”. Таким чином, шифр Н-10 КЛ означає нівелір горизонтального променя візування, що має компенсатор і лімб горизонтального круга, і забезпечує припустиму середньоквадратичну похибку нівелювання 10 мм на 1 км подвійного ходу. [4]

Рис.5 Будова нівеліра

Перед початком польової роботи прилад слід важно оглянути і встановити справність всіх частин нівеліра. При цьому звертають увагу на стійкість штатива, чи плавно повертається зорова труба, діють мікрометричний, елеваційний та підйомні гвинти, чи не хитаються вони; переконуються в наявності чіткого зображення сітки ниток та об'єктів спостереження. При необхідності проводять регулювання та змазування гвинтів згідно з вказівками, наведеними у паспорті нівеліра. Слід звернути увагу на те, щоб червона сторона комплекту рейок починалась з одного і того ж числа (47 або 48). [5]

Для нівелірів Н-3 і НВ-1 та їх модифікацій виконують такі перевірки:

1. Перевірка круглого рівня. Вісь круглого рівня має бути паралельною до осі обертання нівеліра. Обертанням підйомних гвинтів трегера бульбашку круглого рівня встановлюють у центр сферичної поверхні (центр кружка, зображеного на склі). Повертають трубу на 180°. Якщо бульбашка рівня лишилась на середині, - умову виконано. Якщо ж бульбашка відхилилась від центра, виправними гвинтами круглого рівня її виводять до середини на половину величини відхилення, а підйомними гвинтами - повністю на середину. Перевірку повторюють.

2. Перевірка правильності положення сітки ниток. Горизонтальна нитка сітки має бути перпендикулярною до осі обертання нівеліра. Рейку розміщують на відстані 20-30 м таким чином, щоб зображення її було на межі зору труби, й читають відлік по рейці. Зорову трубу повертають мікрометричним (навідним) гвинтом у протилежний бік поля зору труби. Якщо відлік по рейці не змінився, то умова виконана. У противному разі треба зняти кришку сітки ниток, послабити виправні гвинти сітки й повернути її в потрібний бік (за чи проти годинникової стрілки); після цього гвинти сітки закріпити. Перевірку повторити.

3. Перевірка циліндричного рівня. Це головна перевірка нівеліра: вісь циліндричного рівня і візирна вісь зорової труби нівеліра мають бути паралельними. Перевірка цієї умови складається з двох частин:

а) вісь циліндричного рівня і візирна вісь зорової труби повинні лежати у паралельних вертикальних площинах.

Нівелір розміщують на відстані 50-75 м від рейки так, щоб при наведенні на неї зорова труба знаходилась посередині між двома підйомними гвинтами. Елеваційним гвинтом виводять бульбашку циліндричного рівня на середину і беруть відлік по рейці. Обернувши підйомні гвинти в різні сторони на 2-3 оберти, дають зоровій трубі боковий нахил. При цьому стежать щоб відлік по рейці не змінився. Після цього зорову трубу нахиляють у інший бік, обертаючи підйомні гвинти в протилежних напрямках. Якщо в обох випадках кінці бульбашки не відхиляються або відхиляються обидва рази в один бік, то рівень встановлено правильно. В противному разі положення циліндричного рівня виправляють за допомогою бокових юстированих гвинтів.

б) вісь циліндричного рівня і візирна вісь зорової труби повинні лежати у паралельних горизонтальних площинах. [5]

Нівелірні рейки - дерев'яні бруски шириною 10 см і товщиною 2 см з металевими пластинами (п'ятками) на кінцях. Пластини кріпляться наглухо до брусків шурупами. На рейки, попередньо пофарбовані білою фарбою, нанесено поділки у вигляді шашок чорного кольору на одній стороні і червоного - на другій. Рахунок поділок ведуть від нижньої п'ятки. На чорній стороні з нею співпадає 0 (нуль), на червоній - відлік 4787 мм. Згідно з ГОСТ 11158-76 нівелірні рейки для геометричного нівелювання виготовляють трьох типів:

а) РН-05 - односторонні штрихові рейки для нівелювання І і II класів з помилкою 0,5 мм на 1 км ходу;

б) РН-3 - двосторонні шашкові рейки для нівелювання III і ІV класів з помилкою 3 мм на 1 км ходу;

в) PH-10 - двосторонні шашкові рейки для технічного нівелювання з помилкою 10 мм на 1 км ходу. [5]

Рейки мають таку довжину: РН-0,5 - 3000 і 1200 мм; РН-3 - 1500, 3000 і 4000 мм; РН-10 - 4000 мм. Рейки довжиною 4000 мм виготовляють складними, а рейки типу РН-3 довжиною 3000 мм можуть бути складними і суцільними. [5]

Ціна найменших поділок рейок встановлена така (мм):



Рис.6. Нівелірна рейка

Перевірки нівелірних рейок роблять такі:

1.Перевірка правильності встановлення круглого рівня на рейці.

Виконується за допомогою виска, гачка і штифта, закріплених на рейці або по вертикальній нитці нівеліра.

Для перевірки на гачок підвішують висок і нахиляють рейку у потрібному напрямку до тих пір, поки гострий кінець виска буде точно знаходитись під гострим кінцем штифта. Потім виправними гвинтами рівня приводять бульбашку рівня на середину (у нуль-пункт). По вертикальній нитці нівеліра перевірку виконують у такому порядку. На відстані близько 50 м від нівеліра встановлюють рейку. Встановлюють вертикальну вісь нівеліра у прямовисне положення. За командою спостерігача встановлюють рейку так, щоб її ребро співпадало з вертикальною ниткою сітки. Потім виправними гвинтами круглого рівня приводять бульбашку у нуль-пункт. Після цього рейку повертають на 90° і знову виправляють рівень. Операцію повторюють до тих пір, поки бульбашка рівня буде знаходитись у нуль- пункті.

2. Визначення середньої довжини метра комплекту рейок. Виконується у приміщенні за допомогою контрольної лінійки. Перед початком дослідження краї шашкових поділок 01, 10, 20 і 29 поділок чорної сторони і 48, 57, 67 і 76 червоної сторони відмічають на контрольній металічній лінійці тонким олівцем. Рейку кладуть горизонтально. щоб вона не прогиналась. Кожен інтервал рейки 1-10, 10-20 і 20-29, 48-57, 57-67 і 67-76 вимірюють двічі у прямому і зворотному напрямках. Різниці відліків по правому і лівому кінцях контрольної лінійки на кожному інтервалі рейки не повинні розрізнятись між собою більше ніж на 0,1 мм. Різниця між середньою довжиною метра пари рейок комплекту допускається 0,8 мм для рейок типу РН-3 і 1,5 мм для рейок типу РН-10.

3. Визначення похибок дециметрових поділок. Дослідження проводять за допомогою контрольної лінійки у інтервалі штрихів 1-29 по чорній стороні і 47-76 по червоній стороні рейки. За допомогою лівої лупи нуль контрольної лінійки суміщають з нульовим штрихом рейки, після чого, переміщуючи праву лупу, роблять відліки по всіх дециметрових поділках. Перед початком дослідження по металічній лінійці тонко заточеним олівцем відмічають краї дециметрових поділок. Вимірювання кожного метрового інтервалу виконують двічі. Перед другим вимірюванням контрольну лінійку трохи переміщують. В процесі дослідження записують температуру контрольної лінійки. Похибки дециметрових поділок не повинні перевищувати 0,4 мм у рейок, призначених для нівелювання III класу, 0,6 мм - IV класу і 1,0 мм - при технічному нівелюванні.

Одночасно із дослідженням похибок дециметрових поділок перевіряють співпадання нульової поділки чорної сторони рейки із площиною п'ятки. Відхилення нульової поділки від площини п'ятки не повинно перевищувати 0,5 мм для рейок. призначених для нівелювання III і IV класів і 1 мм для рейок технічного нівелювання.

4. Визначення стрілки прогину. Рейку кладуть горизонтально на бокове ребро, натягують тонку дротину або нитку між кінцями увігнутої сторони рейки і лінійкою з міліметровими поділками вимірюють відстань від дротини (нитки) до поверхні дерев'яної рейки у трьох місцях: на початку (а1), середині (а2) і кінці рейки (а3) за цими значеннями обчислюють стрілку прогину рейки:

[5]

2. Опрацювання журналу нівелювання

Мета обробки журналу нівелювання - визначення відміток (висот) точок пронівельованих вздовж і поперек осі траси. Дані журналу обробляють у такому порядку. [5]

1. В кінці кожної сторінки журналу роблять посторінковий контроль. користуючись формулою, тобто піврізниця суми задніх і передніх відліків по рейках повинна дорівнювати півсумі обчислених перевищень і сумі середніх перевищень. [5]

За цією ж формулою проводять контроль по всьому нівелірному ходу. Для нашого прикладу контроль буде таким:

Посторінковий контроль: (9720-6860)/2= 1430

Посторінковий контроль: (5800-8400)/2= -1300

Таблиця. 6 Довжини секцій ходу

Назва секції	Довжини секції, км
Т.2-Т.3	0,2
Т.3-Т.4	0,2
Т.4-Т.7	0,3
Т.7-Т.5	0,3
Т.5-Т.6	0,3
Т.6-Т.1	0,2

3. Відомість перевищень та висот точок

Таблиця 7. Відомість перевищень і висот точок

№ точ.	Довжини ліній, м	Перевищення, м	Поправка, мм	Врівн. перев., м	Вимір, м	№ точ.
1	2	3	4	5	6	7
Т.2	0,2	-4,050	-1	-4,051	188,433	Т.2
Т.3					187,923	Т.3
	0,2	-0,510	-0	-0,510
Т.4					191,761	Т.4
	0,3	3,840	-2	+3,838
Т.7					188,149	Т.7
	0,3	-3,610	-2	-3,612
Т.5					193,007	Т.5
	0,3	4,860	-2	+4,858
Т.6					191, 707	Т.6
	0,2	-1,300	-0	-1,300
Т.1					187,663	Т.1

Якщо піврізниця сум задніх і передніх відліків не дорівнюватиме сумі середніх перевищень, треба шукати помилку в обчисленнях.

Нев'язка у перевищеннях обчислюється в такому порядку. Якщо нівелірний хід зімкнутий (нівелювання почалось у пікеті ПК 0 і на ньому й закінчилось), то сума середніх перевищень ходу повинна дорівнювати нулю. Практично ж ця сума завжди буде дорівнювати якомусь додатному або від'ємному числу, яке і буде нев'язкою. [5]

У незамкненому ході сума середніх перевищень повинна дорівнювати різниці висот кінцевого (Нкін.) і початкового (Нпоч.) реперів.

Нев'язка буде дорівнювати

Для нашого прикладу = 9553-(144262-134721)=12 мм.

Знайшовши нев'язку у перевищеннях, порівнюють її з допустимою , яку обчислюють за формулою:

де L- довжина нівелірного ходу в км.

На місцевості із значними ухилами. коли кількість станцій на 1 км ходу перевищує 25, допустиму нев'язку підраховують за формулою:

де - кількість станцій нівелірного ходу.

Якщо фактична нев'язка (12) буде дорівнювати допустимій (12 доп.) або буде меншою від неї, то фактичну нев'язку розподіляють з оберненим знаком порівну на всі перевищення. Поправки при цьому заокруглюють до цілих міліметрів. Поправки записують у "Журналі нівелювання" над середніми значеннями перевищень. Правильність розподілу нев'язки контролюють сумою всіх поправок. яка має дорівнювати нев'язці з оберненим знаком. [5]

Якщо ж фактична нев'язка виявиться недопустимою і помилок в обчисленнях нема, треба повторити нівелювання зв'язуючих точок. [5]

Розподіливши висотну нев'язку, обчислюють відмітки зв'язуючих точок за формулою: , тобто висота наступної точки дорівнює висоті попередньої точки плюс відповідне перевищення. [5]

Висоти проміжних точок обчислюють через горизонт інструмента (ГІ). Його визначають на кожній станції, де є проміжні точки. за формулою :

= ГІ - Пр. відл., де - висота задньої зв'язуючої точки, а - відлік по чорній стороні рейки, встановленої на цій точці. [5]

Приклад обчислень наведено в таблиці 8.

Таблиця 8. Нівелірний хід

№станції	№№ пунктів реп. пр. точ.	Відліки по рейці	Перевищення	Горизонт інструменту	Відмітки
		задні	проміжні	передні	з відліків	середні
1	Т.2	0660		2860	-2200			188.433
		5340		7540	-2200
						-2200
	х
2	х	0332		2182	-1850		-4050
		5012		6863	-1851
						-1850
	Т.3
3	Т.3	1220		1730	-0510
		5900		6410	-0510
						+0510		+184.383
	Т.4						+0510
4	Т.4	2760		0350	+2410
		7440		5030	+2410
						+2410
	х						+3840	+183.873
5	х	2520		1090	+1430
		7200		5770	+1430
						+1430
	Т.7
Сторінковий контроль

№ станції	№ пунктів реп. пр. точ.	Відліки по рейці	Перевищення	Горизонт інструменту	Відмітки
		задні	проміжні	передні	з відліків	середні
6	Т.7	1225		2725	-1500
		5905		7405	-1500
						-1500
	х						-3610	+187.713
7	х	0615		2725	-2110
		5295		7405	-2110
						-2110
	Т.5
8	Т.5	2712		0312	+2400
		7392		4992	+2400
						+2400
	х						+4860	+184.103
9	х	2880		0420	+2460
		7560		5100	+2460
						+2460
	Т.6
10	Т.6	0560		1860	-1300
		5240		6540	-1300			+188.963
						-1300
	Т.1						-1300	+187.663
Сторінковий контроль



ІІІ. Робота на станції при тахеометричному зніманні

Тахеометричну зйомку місцевості, як правило, виконують одночасно з прокладанням тахеометричного ходу. Зйомка предметів, контурів і рельєфу місцевості виконується полярним методом, а інколи способом кутових засічок за маршрутом. Зйомку виконують по обидві сторони ходу в смузі. При зйомці предметів, контурів і рельєфу горизонтальні і вертикальні кути вимірюють при одному положенні вертикального круга. [1]

Зйомку місцевості починають від напрямів на задню або передню точку ходу і цей напрям приймають за початковий, закріплюють лімб, відкріплюють алідаду. Для виконання зйомки на характерні точки рельєфу і на контури або предмети місцевості установлюють рейки. Ці точки називають пікетами, вони на місцевості не закріплюються. На пікети міряють: горизонтальний кут від початкового напрямку вертикальний кут на висоту рейки, або на висоту інструмента і віддаль за віддалеміром. Всі відліки і дані записують в журнал тахеометричної зйомки. Пікети нумеруються порядковим номером. Кількість пікетів залежить від перерізу рельєфу, характеру рельєфу, кількості предметів, контурів і регламентується інструкцією. [1]

Одночасно зі зйомкою в журналі складають абрис - схематичний рисунок. Абрис складають від руки в довільному масштабі. На ньому показують попередню і наступну лінії, станцію, розташування всіх пікетів, контури, предмети, які знімаються і рельєф місцевості. Предмети і контури зображають умовними знаками і підписами - луг, рілля, городи і т.д. Рельєф на абрисі зображують горизонталями і стрілками з напрямом схилів, а тальвеги - пунктиром.

Крім цього на абрисі підписують всі назви і характеристики. [1]



1. Загальні відомості про електронні тахеометри

Тахеометричне знімання належить до топографічних або контурно-висотних знімань, в результаті яких одержують плани невеликих ділянок місцевості у великих (1:500 - 1:5 000) масштабах. [7]

Слово «тахеометрія» в перекладі з грецької означає «швидке вимірювання». Швидкість вимірювання під час тахеометричного знімання досягається тим, що положення точки місцевості визначається на плані й по висоті при одному наведенні труби приладу на рейку, встановлену в даній точці. [7]

Появі електронних тахеометрів передувало створення та удосконалення електронних теодолітів і топографічних світло-віддалемірів. Ще донедавна існували два напрямки розвитку електронних тахеометрів. Це електронно-оптичні тахеометри, в яких передбачено візуальне відлічування кутомірних кругів і автоматичне вимірювання віддалей і електронні тахеометри , що мають автоматичну реєстрацію кутових і лінійних вимірювань. Основою останніх є електронний теодоліт. У наш час електоронно-оптичні тахеометри поступилися досконалішим електронним тахеометрам. Електронні тахеометри сьогодні є складними електронними і оптично-механічними приладами, які обладнані мініатюрними ЕОМ або досконалими електронно-обчилювальними пристроями. [1]

При використанні технічних теодолітів сутність тахео-метричного знімання зводиться до визначення просторових полярних координат (в, н, D) точок місцевості (рис. 8) та подальшого нанесення цих точок на план. При цьому гори-зонтальний кут в між початковим напрямом (АВ) і напрямом на точку (N), що знімається, вимірюють за допомогою горизонтального круга, вертикальний кут н - вертикального круга теодоліта, а відстань D до точки - N нитковим віддалеміром. Отже планове положення знімальних точок місцевості визначається полярним способом (координатами в, S), а перевищення точок h - методом тригонометричного нівелювання, яке здійснюється за допомогою похилого променвізування (рис.7). [1].

Рис.7 Суть тахеометричного знімання

Для тахеометричного знімання місцевості знімальне оґрунтування створюють у вигляді тахеометричних ходів. Тахеометричні ходи прокладають так, як і теодолітні, тільки крім вимірювання горизонтальних кутів і довжин сторін ходу визначають перевищення методом тригонометричного нівелювання (похилим променем візування).

Після вимірювання горизонтальних і вертикальних кутів за допомогою ниткового віддалеміра, вимірюють віддалі до точок ходу по чорній і червоній сторонах рейок. Віддалі і кути нахилу вимірюють в прямому і зворотному напрямах.

Допускають розходження довжин ліній 1:200 довжини вимірюваної лінії.

Правельність вимірювання горизонтальних кутів контролюють розбіжністю в пів прийомах, яке не повинно перевищувати подвійної точності відліку теодоліта. На кожній точці ходу обчислюють МО і вертикальні кути. Правельність вимірювання вертикальних кутів контролюють постійністю МО і розбіжністю прямого і оберненого перевищень.

Розбіжність прямого і оберненого перевищень не повинна перевищувати 10 см для віддалей до 250 м і 4 см на кожні 100 м для віддалей більших за 250 м. [1]

2. Принципова конструкція електронного тахеометра серії ТРS-405

Рис.8 Будова тахеометра

3. Обробка журналу тахеометричної зйомки

Математичну обробку результатів тахеометричного знімання виконують у такій послідовності: [8]

1. Обчислюють кути нахилу н за формулою

н =КЛ ? МО,

де КЛ - відлік по кругу зліва;

МО - місце нуля.

2. Обчислюють горизонтальне прокладення d за формулою

d = D ? cosн ,

де D - віддалемірна відстань;

н - кут нахилу.

3. Обчислюють перевищення знімальних пікетів над станцією hi за формулою

h = d ? tgн + i ? v,

де d - горизонтальне прокладення;

н - кут нахилу;

i - висота приладу;

н - висота наведення променя візування.

4. Обчислюють висоти пікетів Hi за формулою

H_і = H_ст + h_і

де H_ст - висота станції;

h_і - перевищення знімального пікету над станцією.

Результати обчислень заносять до відповідних колонок журналу

тахеометричного знімання. [8]

Наприклад:

Для пікету №1

н =+0? 37' - 0? 1' = +0? 36'

d =60 * cos (+0? 37') =59,98

h = 59,98* tg (+0? 37') =+0? 36'

H_і = 187,660+0,63 =188,29

Размещено на Allbest.ru

...