Ведение топографо-геодезических работ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова"

Институт землеустройства, кадастров и мелиорации Кафедра "Землеустройства"

Отчёт по учебной практике

по получению первичных профессиональных умений и навыков по прикладной геодезии

Выполнили:

Кравцов В.

Кочетов А.

Кулаков Г.

Бикмулин В.

Улан-Удэ, 2018

Содержание

Введение

1. Общие сведения

2. Устройство теодолита

3. Измерение углов наклона. Место нуля

4. Определение расстояния нитяным дальномером. Точность определения расстояний

5. Тахеометрическая съёмка

6. Нивелирование

7. Оформление топографического плана

Заключение

Введение

Геодезия - наука об определении формы и размеров Земли, об измерениях на земной поверхности, вычислительной обработке их для построения карт, планов, профилей и для решения инженерных, экономических и других задач.

Геодезические работы ведутся на трех уровнях. Первый уровень - это плановая съемка на местности - определение положения точек на земной поверхности относительно местных опорных пунктов для составления топографических карт, используемых, например, при строительстве плотин и дорог или составлении земельного кадастра. Второй уровень включает проведение съемок в масштабах всей страны; при этом форма и площадь поверхности определяются по отношению к глобальной опорной сети с учетом кривизны земной поверхности.

Третий уровень используется в картографии, навигации и землепользовании, например, для определения зоны затопления после сооружения плотины, местоположение буровых платформ на шельфе, точного положения государственных и разного рода границ и пр. геодезические измерения используются в сейсмологии и при изучении тектоники плит, а гравиметрическая съемка традиционно применяется геологами при поисках нефти и других полезных ископаемых.

Целью учебной практики по геодезии является:

- закрепление теоретических знаний по созданию съемочного обоснования, производство тахеометрической съемки и обработки полевых материалов геодезических измерений;

- приобретение навыков работы с геодезическими инструментами при производстве тахеометрической съемки;

- усвоение навыков работы с нивелирами при проложении ходов технического нивелирования по точкам теодолитного хода.

Задачи практики:

1. Изучение и освоение правил безопасного ведения топографо-геодезических работ

2. Выполнение теодолитной съемки

3. Выполнение тахеометрической съемки

4. Нивелирование

5. Обработка результатов

6. Оформление топографического плана

На геодезическом полигоне УРБ "Колос", который расположен в селе Максимиха Баргузинского района, проложен теодолитный ход включающий 5 пунктов съемочного обоснования и 2 точки выкидные, выполнена тахеометрическая съемка местности и нивелирование по точкам хода.

1. Общие сведения

Бригада №1 состоит из 4 студентов группы 6203. Срок проведения учебной практики с 4 июня по 1 июля 2018 г. Ежедневно всеми членами бригады заполнялись дневники, которые представлены в приложении 1. Полевые работы проводились на геодезическом полигоне УРБ "Колос", который расположен в с. Максимиха Баргузинского района Республики Бурятия.

Руководителем практики Калашниковым Кириллом Ивановичем были даны указания по выполнению следующих работ: Получение и поверка приборов; Проложение теодолитного хода; Тахеометрическая съёмка;

Техническое нивелирование; Обработка результатов измерений;

Составление топографического плана; Составление отчета.

Краткая физико-географическая характеристика района

В географическом положении село Максимиха расположено в 233 км к северо-востоку от Улан Удэ на южном берегу Баргузинского залива о. Байкал в устье реки Максимихи.

Расстояния: до пгт Усть-Баргузин - 32 км, до райцентра, села Баргузин -80 км.

Рельеф

По рельефу местность представлена горными массивами, между которыми расположены глубокие, различной ширины понижения и местами, замкнутые котловины. По характеру основных форм рельефа выделен ряд геоморфологических единиц, входящих в нее целиком или отдельными частями. К ним относятся: Баргузинский заповедник, тянется полосой между мощным одноименным хребтом, окаймляющим Байкал на востоке, и озером. Горная гряда опускается к побережью невысокими плато, изрезанными речными долинами, иногда крутыми уступами, обрывающимися прямо к воде. В высокогорьях ландшафт типично альпийский, с острыми пиками и зубцами, венчающими вереницу горных вершин, покрытых снегом.

Гидрография

Находится в 6 км (по прямой) к востоку от села Максимиха. В озеро впадает несколько рек, из юго-западного угла водоёма вытекает река Духовая (длиной около 2,5 км), впадающая в Байкал. На протяжении 4,7 км вдоль северо-западного берега озера проходит Баргузинский тракт.

Климат

Климат в указанном районе континентальный, мягкий. Средняя температура зимой летом, . Лучшее время для отдыха: июнь-сентябрь, февраль-апрель.

Осадки

Годовая сумма осадков редко превышает 200 мм в год, при этом доля зимних осадков в обеспечении влагой экосистемы долинных пастбищ и сенокосов крайне незначительна, поскольку частые в котловине ветра почти на 80% выдувают и без того маломощный снежный покров.

Преобладающая растительность: высокие лиственницы и сосны. Под деревьями-густые заросли даурского рододендрона, кусты которого покрываются весной множеством ярких фиолетовых цветов.

2. Устройство теодолита

При теодолитной съемке использовался электронный теодолит Vega TEO-5B. Характеристики теодолита в таблице 1.

Таблица 1 -Технические характеристики

Модель	Vega TEO-5B
Объектив	42 мм
Увеличение	30?
Изображение	Прямое
Поле зрения	1020?
Минимальное фокусное расстояние	2 мм
Точность	20?
Минимальный отсчет	1? /5? / 10? / 20?
Источник питания	Ni - MH перезаряжаемый аккумулятор/щелочные элементы питания
Продолжительность работы	Около 40 часов/80 часов
Единицы измерения углов	Градусы/минуты /секунды
Подсветка	Есть
Рабочая температура	От 200С до +500С
Дисплей	Двухсторонний
Вес прибора	4,5 кг
Датчик наклона	Нет
Диапазон работы компенсатора	+3
Цилиндрический уровень	30?/ 2 мм
Круглый уровень	8?/ 2 мм
Лазерный отвес	Есть
Точность	±0,8 мм/ 1,5 м
Класс лазера	2 (IEC 60825 - 1:2001)
Длины волны лазера	635 нм - 670 нм
Размер пятна лазера/ интенсивность	Регулируемый

Горизонтирование теодолита

a) Горизонтирование с помощью круглого уровня

Используя подъемные винты А и В, перемещаем пузырек круглого уровня так, чтобы он оказался по середине от левого и правого края.

Используя подъемный винт С, перемещаем пузырек в центр круглого уровня. геодезия теодолит географический

b) Точное горизонтирование с помощью цилиндрического уровня

Ослабив закрепительный винт горизонтального круга теодолита.

Повернув прибор таким образом, чтобы цилиндрический уровень оказался параллельным линии, соединяющей подъемные винты А и В. Используя подъемные винты А и В, приводим пузырек в центр уровня.

Ослабив закрепительный винт горизонтального угла теодолита. Повернув прибор на 90є вокруг вертикальной оси, и приведя пузырек в центр с помощью подъемного винта С.

Центрирование с помощью лазерного отвеса

1) Согласно обозначениям излучения лазера поворачиваем кольцо переключателя, чтобы включить излучатель лазерных импульсов и отрегулировать энергию лазерного излучения, затем повернув фокусировочное кольцо до получения лазерного пятна на горизонтальной плоскости с точкой центрирования на земле.

2) Ослабив становой винт штатива и сдвинув трейгер по платформе штатива до совпадения лазерной точки с точкой центрирования. Затягиваем становой винт.

3) Повторяем шаги горизонтирования и центрировки до тех пор, пока пузырек не будет оставаться в середине уровня, а лазерная точка совпадать с точкой центрирования при вращении алидады горизонтального круга теодолита в любом направлении.

Фокусировка и визирование

1) Перекрестье сетки нитей

Наведя зрительную трубу на небо или на поверхность и повернув окуляр зрительной трубы до тех пор, пока сетка нитей не станет четкой и черной, то указывает на правильную настройку для наблюдателя.

2) Фокусировка изображения

Ослабив закрепительные винты горизонтальных и вертикальных кругов теодолита. Наводим зрительную трубу на цель или оптический визир.

Смотрим через окуляр зрительной трубы и вращаем фокусировачное кольцо до тех пор, пока четко не уловим цель. Наведя перекрестье сетки нитей точно на цель вращая наводящие винты горизонтального и вертикальных кругов. Завершаем фокусирование, вращая фокусировачное кольцо.

Юстировка цилиндрического уровня:

1) Устанавливаем теодолит на устойчивую поверхность и фиксируем его.

2) Приводим прибор к горизонту

3) Поворачиваем теодолит так, чтобы цилиндрический уровень был параллелен линии, соединяющий два подъемных винта. Подъемными винтами приводим пузырек в середину уровня.

4) Поворачиваем теодолит на 180є, и с помощью юстировочной шпильки поворачиваем юстировочной винт, пока пузырек не сместится на половину расстояния до среднего положения пузырька.

5) Повторяем действия (3) и (4) до тех пор, пока пузырек не будет оставаться в середине уровня при вращении теодолита.

Юстировка круглого уровня:

1) Установив теодолит на устойчивую поверхность фиксируем его.

2) Точно отгоризонтировав прибор по цилиндрическому уровню.

3) С помощью юстировочной шпильки поворачиваем 2 юстировочных винта круглого уровня, чтобы привести пузырек в середину.

Оптический визир

1) Устанавливаем теодолит на устойчивую поверхность и фиксируем его.

2) Установив крестообразную цель на расстоянии 50м от прибора.

3) С помощью зрительной трубы наводимся на перекрестье сетки нитей на центр марки

4) Ослабив 4 фиксирующих винта оптического визира, приводим оптический визир в правильное положение, и затянув эти 4 фиксирующих винта.

Оптический отвес

1) Установив теодолит на устойчивую поверхность фиксируем его.

2) Размещаем марку под теодолитом.

3) Вращая подъемные винты, совмещаем перекрестье сетки нитей с маркой.

4) Повернув теодолит на 1800 снимаем защитный колпачок окуляра оптического отвеса. Используя юстировочную шпильку, перемещаем перекрестье сетки нитей наполовину смещения до центра марки.

5) Повторяем действия 4 и 5 до тех пор, пока перекрестье сетки нитей окуляра не будет совпадать с маркой при вращении теодолита.

3. Измерение углов наклона. Место нуля

Если место нуля не известно, то угол наклона измеряют визированием на точку дважды при КЛ и КП и по результатам двух отсчетов вычисляют угол наклона v и место нуля МО. Такое измерение угла наклона называют измерением полным приемом.

МО = (КЛ - КП)/2;

Место нуля определялось на каждой станции.

4. Определение расстояния нитяным дальномером. Точность определения расстояний

Кроме непосредственных способов измерения расстояний при помощи ленты, рулетки, проволоки применяют дальномерные определения расстояний. Существует много различных дальномеров. Наиболее простой - нитяный. Геометрическая идея его состоит в том, что если перед глазом на расстоянии f поместить какой-либо предмет с известной длиной p и через концы предмета наблюдать на другой предмет также с известной длиной l, то расстояние до наблюдаемого предмета на основании подобия треугольников можно определить по формуле:

d = l

из формулы видно, что чем больше l, тем больше будет d, если постоянно отношение f/p.

В зрительных трубах значение p равно расстоянию между дальномерными штрихами сетки, а l - отрезку рейки, называемому дальномерным отсчетом по рейке, видимому в трубу между этими штрихами.

Формулу определения расстояния по нитяному дальномеру зрительной трубы можно получить следующим образом.

Пусть лучи идут от глаза через окуляр и проходят через дальномерные штрихи сетки параллельно оптической оси. Встретив на своем пути эквивалентную линзу, заменившую объектив и фокусирующую линзу в трубе с внутренней фокусировкой, они преломятся, пройдут через фокус эквивалентной линзы F и отсекут на рейке отрезок l - дальномерный отсчет. Угол с вершиной в точке F измеряют основную часть L определяемого расстояния, и называется параллактическим углом. Определяемое расстояние от вертикальной оси теодолита до рейки:

d = L + f + д

где L - расстояние от рейки до вершины параллактического угла F

f - Фокусное расстояние эквивалентной линзы;

f + д - расстояние от вершины параллактического угла до вертикальной оси теодолита.

Измерения расстояния нитяным дальномером представлены в таблице 4.

Измерение линий в теодолитных ходах (полигонах)

Измерение линий при проложении теодолитных ходов выполняют преимущественно при помощи стальных лент и рулеток, предназначенных для определения расстояний от нескольких метров до нескольких километров, с относительной погрешностью порядка 1/2000. Числовые значения, получаемые в процессе измерений, записывают в специальные полевые журналы.

Измерение линий проводились рулеткой. Рулетка предназначена для измерения коротких расстояний, но иногда ее используют и вместо ленты. Рулетка 30 метров. Деления на рулетке сантиметровые или миллиметровые.

Проложение теодолитного хода

Теодолитный ход начинается на точке Т.6.

Также измерили расстояние между точками при помощи 30 м рулетки и шпилек.

Рисунок 1- Схема теодолитного хода

Теодолитный ход

№ точек	КЛ КП	Отсчеты ГК	Значение угла	Среднее значение угла	Расстояния между точками	Угол наклона
Стояние	Наведение		° ' "	° ' "	° ' "
Т 6	Т 5	КЛ	00 00 00	87 31 18		49.74	0 38 20
		КЛ	87 31 18		87 31 18
	Т 7	КП	267 31 17	87 31 17
		КП	180 00 00
Т 7	Т 6	КЛ	00 00 00	23 01 22		46.31	-1 30 13
		КЛ	23 01 22		23 01 25
	Т 8	КП	203 02 38	23 01 28
		КП	180 01 10
Т 8	Т 7	КЛ	00 00 00	219 17 25		43.30	1 08 47
		КЛ	219 17 23		219 17 23
	Т 9	КП	39 16 48	219 17 21
		КП	179 59 27
Т 9	Т 8	КЛ	00 00 00	120 16 25		26.62	-1 07 25
		КЛ	120 16 25		120 16 26
	Т 10	КП	300 16 40	120 16 26
		КП	180 00 14
Т 10	Т 9	КЛ	00 00 00	87 30 20		57.60	-1 10 24
		КЛ	87 30 20		87 30 22
	Т 6	КП	267 29 39	87 30 24
		КП	179 59 15

Вычислительная обработка теодолитного хода

Она состоит из вычисления координат точек полигона по исходным координатам одной точки, дирекционному углу одной линии, измеренным горизонтальным углам в полигоне и горизонтальным проложениям между его точками.

Вычислив сумму углов полигона, находят угловую невязку по формуле:

в теор= 1800 (n-2) = 1800 (5-2) = 5400

В рассматриваемом примере f в = - 0.32?. Эту невязку распределяют на все углы. Допустимые невязки в геодезии рассчитывают по особым правилам теории погрешностей. Так, для углов, измеренных техническим теодолитом допустимая угловая невязка в полигоне

fвдоп = 0?41?

Вычисление дирекционных углов. Для получения координат точек полигона нужно знать дирекционные углы и горизонтальные проложения линий. Зная дирекционный угол одной линии, вычисляют дирекционные углы всех остальных линий полигона. Вычисление координат точек теодолитного хода представлено в таблице 3.

Дирекционные углы остальных линий полигона вычисляют по формуле:

бпосл = бпред ± 180о - впр

Таблица 3. Вычисления координат точек теодолитного хода

№ пикетов	Углы (правые) Измеренные град. мин. сек.	Дирекционные углы град. мин. сек.	Меры Линий м	Приращения	Х м	У м
				Х м	У м
5						693891.82	4228603.18
6	0 00 01	327 46 25	49.73
	272 28 42			- 0.04	-0.02	693933.89	4228576.66
7	0 00 03	235 17 42	89.29	-50.84	-73.41
	23 01 25			-0.02	-0.01	693883.02	4228503.23
8	0 00 04	32 16 14	46.29	39.14	24.71
	219 17 23			-0.02	-0.01	693922.14	4228527.93
9	0 00 04	352 58 47	43.30	42.98	-5.29
	120 16 26			-0.01	-0.01	693965.09	4228522.63
10	0 00 04	52 42 17	26.62	16.13	21.18
	87 30 22			-0.02	-0.01	693981.21	4228543.80
6	0 00 03	145 11 51	57.60	-47.30	32.88
	177 25 23					693933.89	4228576.66
5		147 46 25	49.73
						693891.82	4228603.18
	fb =-0.32'		263.100	0.111	0.070
	fbдоп =0.41'			Fs =	±0.131	Fs/s =	1/2007

5. Тахеометрическая съёмка

При тахеометрической съёмке работа на станции выполняется в следующей последовательности:

- устанавливают теодолит над точкой съёмочного обоснования и приводят его в рабочее положение, т.е. центрируют и нивелируют. Затем измеряют высоту инструмента, отмечают её на рейке и записывают в тахеометрический журнал.

- наводят теодолит на соседнюю точку съёмочного обоснования, средней горизонтальной нитью на отмеченную высоту инструмента и берут отсчёт по КЛ. Переводят трубу через зенит и снова при КП наводят на высоту инструмента и берут отсчёт. Вычисляют место нуля.

- при КЛ совмещают нуль алидады с нулём лимба, т.е. ставят отсчёт 0-0 и закрепляют защёлкой.

- наводят на точки съёмочного обоснования, по которым брали вертикальные углы

- открепляют защёлку и наводят на все реечные точки, берут отсчёты и отсчитывают по рейке дальномерное расстояние

- составляются кроки, на которых изображаются все реечные точки, зарисовывается ситуация и показывается рельеф.

Пример вычисления расчетов тахеометрической съемки точки Т 6 представлено в таблице 4 (приложение 3).

Таблица 4. Тахеометрическая съемка

№ т.т пик	Расст.чит.по рейки	Описан (харак) пикетов	Отсчеты по	Угол наклона	h	H
			ГК	ВК
			? ' "	? ' "	? ' "
Т 6			00 00 00
1	11.8	Баня	262 16 35	1 40 27	1 40 36	0.35	467.40
2	12.3	Баня	283 28 40	1 36 43	1 36 52	0.35	467.40
3	8.4	Столб	286 06 54	1 36 56	1 37 05	0.24	467.28
4	9.7	Гр. Леса	329 24 50	0 35 01	0 35 10	0.10	467.14
5	26.0	Кухня	308 31 52	-0 11 25	-0 11 16	-0.09	466.95
6	22.4	Кухня	316 00 22	-0 23 07	-0 22 58	-0.15	466.89
7	25.3	Кухня	322 37 36	-0 28 16	-0 28 07	-0.21	466.83
8	9.8	Дорожка	356 50 10	-1 32 31	-1 32 22	-0.26	466.78
9	19.2	Дорожка	358 48 10	-1 12 40	-1 12 31	-0.41	466.63

6. Нивелирование

Геометрическое нивелирование выполняют, используя нивелир и нивелирные рейки. Нивелир - прибор, в котором визирный луч приводится в горизонтальное положение. Отсчеты берут по шкалам устанавливаемых вертикально нивелирных реек. Оцифровка шкал на рейках возрастает от пятки рейки вверх. Если на пятке рейки расположен ноль шкалы, то отсчет по рейке равен расстоянию от пятки до луча визирования.

Геометрическое нивелирование выполняют способом - "из середины". Нивелирование из середины - основной способ. Для измерения превышения точки B над точкой A, нивелир устанавливают в середине между точками (как правило, на равных расстояниях) и приводят его визирную ось в горизонтальное положение. На точках А и В устанавливают нивелирные рейки. Берут отсчет a по задней рейке и отсчет b по передней рейке. Превышение вычисляют по формуле

h =d*tg v

Обычно для контроля превышение измеряют дважды - по черным и красным сторонам реек. За окончательный результат принимают среднее.

Высотная отметка пикета рассчитывается по формуле:

Н пикета= Н станции+h;

Определение высотных отметок точек теодолитного хода представлены в таблице 5 (приложение 4).

Таблица 5. Нивелирование из середины

Номер станции	Нивелируемые точки	Отчёты по рейке, мм	Превышения, мм	Среднее превышение мм	Отметки, м
		Задние	Промежуточные точки	Передние	Вычисленные
1	Вр. рп 1	0510		1304	-794		465.25
						-794
	Т 6	0503		1297	-794		464.46
2	Т 6	2828		0244	+2584		464.46
						+2583.5
	Т 7	2825		0242	+2583		467.04
3	Т 7	0970		2142	-1172		467.04
						-1172.5
	Т 8	0962		2135	-1173		465.87
4	Т 8	1305		1562	-257		465.87
						-257
	Т 9	1300		1557	-257		465.61
5	Т 9	0935		2261	-1326		465.61
						-1326
	Т 10	0927		2253	-1326		464.28
6	Т 10	1604		0640	+964		464.28
						+963.5
	Вр. рп 1	1593		0630	+963		465.25

7. Оформление топографического плана

Оформление топографического плана выполняется в демонстрационной версии CorelDraw x8, пикеты геодезических точек расставлялись через х, у которые были высчитаны в программе Panorama. Отрисовывание рельефа выполнялось с помощью пера, а с помощью инструмента создания форм изменили кривую при помощи перемещения узлов.

Графические работы состоят в построении ситуационного плана местности на основе координат точек теодолитных ходов и абрисов съемки. Составление плана выполняется в следующей последовательности: построение координатной сетки, нанесение на план точек съемочного обоснования, нанесение ситуации и оформление плана.

Координатную сетку строят для повышения точности составления плана, удобства пользования планом при проектировании и перенесении проекта в натуру.

Построение координатной сетки - ответственная работа, требующая большого внимания и аккуратности. От точности построения координатной сетки зависит точность плана.

Координатные сетки 50х 50 см удобно строить с помощью линейки.

Линии координатной сетки подписываются в соответствии с масштабом 1:500 с расчетом, чтобы участок съемки расположился в середине листа. Координаты линии сетки должны быть кратными 50 м и подписываются в м.

Нанесение на план точек теодолитных ходов производится по их вычисленным координатам.

Рассмотрим на примере порядок нанесения на план точки Т 6 с координатами х=693933,89 м у=4228576,66 м

1. Находим квадрат, в котором располагается точка Т 6;

2. Определяем приращения координат точки Т 6

3. На противоположных сторонах квадрата с помощью вспомогательных

Линий с использованием поперечного масштаба откладываем отрезки, соответствующие приращение координат х`, у`. Направления откладывания отрезков х, у от вершин квадратов.

Результат отрисовки топографического плана представлен в приложении 5.

Заключение

В ходе прохождения учебной практики приобрели опыт работы с теодолитом Vega TEO-5B, оптическим нивелиром AT - 20D, тахеометром Trimble S3 и убедились в необходимости точности измерений. Также закрепили теоретические и практические знания, полученные в результате учебного процесса. Во время полевых работ произвели разбивку полигона, измерили вертикальные и горизонтальные углы, выполнили оценку точности полученных результатов, произвели тахеометрическую съемку. При камеральной обработке результатов произвели расчеты результатов полевых измерений, составили топографический план.

Как будущие геодезисты обязаны знать основы геодезии и уметь работать с геодезическими приборами, свободно читать планы и карты и по ним решать инженерные задачи.

Размещено на Allbest.ru

...