Характерные признаки участка для топографической съемки

Точка, над которой устанавливают теодолит для выполнения измерений, называют станцией. На каждой станции теодолит приводят в рабочее положение: центрируют над вершиной угла; приводят вертикальную ось прибора в отвесное положение; подготавливают зрительную трубу теодолита к наблюдению.

Центрирование теодолита над вершиной угла осуществляют с помощью отвеса или оптического центрира. Прибор центрируют тем точнее, чем короче стороны теодолитного хода. Погрешность m ц в измерении угла за центрирование можно вычислить до начала измерений по формуле

,

глее где т в - погрешность измерения угла; D - длина наиболее короткой стороны угла.

Приняв погрешность m ц в два раза меньше погрешности m в и длину короткой стороны D = 100 м, получим



Из этого следует, что при работе теодолитом 30-секундной точности на сторонах угла D = 100 м ошибка центрирования не должна превышать 7 мм. При более коротких сторонах погрешность центрирования должна быть меньше. Приведение вертикальной оси в отвесное положение выполняют при помощи цилиндрического уровня и трех подъемных винтов.

После установки теодолита в рабочее положение приступают к измерению углов хода. При двух направлениях на станции углы измеряют способом полуприемов. Если число направлений больше двух, применяют способ круговых приемов.

Расхождения значений углов в полуприемах не должны превышать двойной точности прибора. За окончательный результат принимают среднее арифметическое значение угла из двух полуприемов. Для ориентирования линий теодолитного хода, а также для контроля измерения углов целесообразно отсчитывать по буссоли магнитные азимуты сторон хода и записывать их в журнал.

Измерение сторон теодолитного хода

Измерения сторон теодолитного хода производят последовательным уложением мерной ленты вствор линии. Мерные ленты или рулетки не должны отклоняться от створа. Для указания створа линии длиной более 150 м устанавливают дополнительные вешки. Перед измерением необходимо расчистить створ от посторонних предметов (камней, завалов и т.д.).

Привязка планового обоснования к пунктам опорной геодезической сети

В тех случаях, когда участок съемки удален от пунктов опорной геодезической сети, для получения прямоугольных координат точек планового обоснования выполняют дополнительные геодезические измерения. Так, на рисунке 6 б, кроме внутренних углов и сторон основного теодолитного хода, измерены два дополнительных угла на точках VII и пз 7110, а также длина стороны пз 7110 - VII.

Обработка результатов измерений. Вычислительные работы начинают с проверки во «вторую руку» полевых журналов. Если не выполнить эту работу, то ошибки полевых вычислений обнаружатся только после полной обработки материалов, что повлечет за собой переделку всей работы.

Затем в журнале измерения горизонтальных углов составляют рабочую схему теодолитного хода. На схеме показывают пункты опорной геодезической сети, исходные направления, вершины и стороны теодолитных ходов. Исходные пункты и стороны показывают красным цветом. На схему выписывают названия пунктов, значения горизонтальных углов и длин сторон. Для ориентирования на схеме стрелкой показывают направление север - юг. Вычисления координат вершин теодолитного хода производят в специальной ведомости (таблица 4) в следующей последовательности:

1. Со схемы теодолитного хода в графу 1 ведомости выписывают названия исходных пунктов и вершин основного теодолитного хода, начиная с ориентирного направления пз 7109-пз 7108 и до направления пз 7109-пз 7109, а из журнала измерения углов выписывают в графу 2 значения измеренных углов и для контроля сверяют их со схемой хода.

Из журнала измерений линий выписывают в графу 6 значения горизонтальных проложений d i и сверяют их для контроля со схемой теодолитного хода.

2. В графу 4 выписывают значения исходных дирекционных углов б 7109-7108 , а в графы 11 и 12 - абсциссы и ординаты пунктов 7108 и 7109. Исходные данные вписывают красным цветом.

3. Подсчитывают в графе 2 сумму измеренных углов и вычисляют угловую невязку хода

,

где Ув т - теоретическая сумма углов хода, которую вычисляют по формулам:

Ув т = б н - б к + 180° (n + 1) - для правых углов;

Ув т = б к - б н + 180° (п + 1) - для левых углов;

Ув т = 180° (п - 2) - для замкнутого полигона,

где б н и б к - ориентирные дирекционные углы начальной и конечной сторон хода; п - число сторон хода.

Таблица 4 - Ведомость вычислений координат вершин оси основного теодолитного хода

Невязку, полученную по формуле (5), сравнивают с допустимой

Если угловая невязка получилась больше допустимой, надо второй раз проверить вычисление углов в полевом журнале, затем проверить углы, пользуясь магнитными азимутами сторон хода, и выявить, какие углы надо измерить повторно на местности.

Необходимо помнить, что по магнитным азимутам можно обнаружить только грубые промахи в измерении углов. Если угловая невязка меньше допустимой, ее распределяют на все углы поровну. Поправку д в , которую вычисляют по формуле округляют до 0,1?.

Если f в не делится без остатка на n, то большую по абсолютной величине поправку вводят в углы с короткими сторонами.

В теодолитных ходах небольшой длины поправки в измеренные углы можно вводить так, чтобы углы оказались округленными до целых минут.

Для контроля подсчитывают сумму поправок, она должна точно равняться невязке, взятой с обратным знаком.

4. По формуле

вычисляют исправленные значения углов и выписывают их в графу 3 ведомости. Сумма исправленных углов должна точно равняться теоретической сумме углов хода.

5. По исправленным значениям углов вычисляют дирекционные углы сторон хода:

б i + 1 = б i ± 180° - в - для правых углов; (6)

б i + 1 = б i + в ± 180° - для левых углов, (7)

Таблица 5 - Перевод дирекционных углов в румбы

где б i и б i + 1 - дирекционные углы предшествующей и последующей сторон хода. Вычисления начинают с дирекционного угла б н исходной стороны. В табл. 5 это сторона пз 7109 - пз 7108.

В примере дан порядок записи при вычислении дирекционных углов по формуле (7) для таблицы 2.

Контролем правильности вычислений служит равенство вычисленного и исходного значений конечного дирекционного угла. В рассматриваемом примере это значение для стороны пз 7109 - пз 7108 равно б к = 339°03,2?. Дирекционные углы сторон выписывают в графу 4.

6. Если приращения координат, предполагается определять с помощью таблиц, то в графу 5 выписывают румбы сторон.

Для определения названия и вычисления румба используют данные, приведенные в таблице 3.

7. В графе 6 ведомости вычислений подсчитывают длину хода



8. Приращения координат вычисляют по формулам ?х = dcosб и ?y = dsinб.

Приращения вычисляют с помощью калькулятора или по таблице приращений.

Таблица 6 - Программа вычисления приращений координат

Последовательность вычисления приращений координат на микрокалькуляторах типа «Электроника Б3-18М» приведена в таблице 6 (на примере стороны теодолитного хода V-пз 7109 со значениями б = 238°24,5' и d = 58,74 м).

Вычисления ? x и ? у с помощью таблиц приращений координат начинают с оформления специальной таблицы в рабочей тетради. Образец оформления приведен в таблице 5. Значения ? x и ? у даны через 1? для горизонтальных расстояний 10, 20, ..., 90 м. Поэтому значение d разбивают на сотни, десятки, единицы и доли метра и выбирают для них соответствующие приращения с округлением до сотых долей метра, окончательные величины приращений координат находят как суммы полученных значений, кругленные до 0,01 м.

Знаки приращения координат зависят от значения угла б или названия румба. Так, ?х имеет положительный знак при углах б от 0° до 90° (СВ) и от 270° до 360° (СЗ), a ?y имеет положительный знак при углах а от 0 до 180°, т.е. (СВ и ЮВ). Во всех остальных случаях приращения ?х и ?у имеют знак минус.

Таблица 7 - Вычисление приращений координат по таблицам d = 58,74; r = ЮЗ: 58°24?

Вычисленные или найденные по таблицам приращения координат записывают в графы 7 и 8 таблицы 4 с точностью до 0,01 м.

Для контроля приращения вычисляют дважды. Целесообразно, чтобы вычисления сделали студенты с применением различных средств: таблиц (таблица 7) и микрокалькуляторов.

9. Вычисляют невязки в приращениях координат по каждой оси и сравнивают их с допустимыми значениями.

Теоретические суммы приращений координат по осям равны

,

где Х к , Y к и Х н , Y н - соответственно координаты конечной и начальной точек теодолитного хода. Для замкнутого теодолитного хода (когда Х к = X н и Y к = Y н )



В результате измерения углов и линий возникают погрешности в приращениях координат, под влиянием которых

Эти величины называются невязками, f x по оси X и f у по оси Y.

Таблица 8 - Ведомость вычислений координат вершин диагонального теодолитного хода

В теодолитном ходе, опирающемся на два опорных пункта, невязки в приращениях координат по осям вычисляют по формулам

Невязка в периметре, которую определяют по формуле



считается допустимой, если она не превышает 1:2000 периметра Р.

10. Если невязка в периметре допустима, то невязки по осям f x и f у распределяют с обратным знаком на все приращения пропорционально длинам горизонтальных проложений. Поправки в приращения координат вычисляют по формулам

Контроль правильности распределения невязок осуществляют в соответствии с зависимостями

Поправки округляют до 0,01 м и полученные значения в сантиметрах записывают в графах 7 и 8 над приращениями координат.

11. Исправленные значения приращений ?x? i и ?y? i вычисляют по формулам

и выписывают в графах 9 и 10 ведомости вычислений.

Контроль вычислений осуществляют по формулам



12. Вычисляют координаты вершин теодолитного хода

где X i-1 , Y i-1 и Х i , Y i - координаты предшествующей и последующей вершин теодолитного хода.

Контролем правильности вычислений служит совпадение вычисленных координат конечной точки теодолитного хода. В нашем примере (см. таблицу 4) - это координаты пз 7109.

Аналогично вычисляют координаты точек диагонального теодолитного хода. Образец обработки приведен в таблице 8

Высотное обоснование

Задача: усвоить методику создания высотного обоснования, закрепить навыки измерения превышений, научиться выполнять обработку результатов измерений.

Приборы и принадлежности: нивелир со штативом, две нивелирные рейки, три вехи, теодолит со штативом, стальная рулетка, журнал технического нивелирования, журнал тахеометрической съемки (для записи углов наклона), микрокалькулятор, чертежная бумага, карандаши, ручки, чертежные инструменты.

Бригада студентов создает на отведенном участке высотное съемочное обоснование, т.е. систему точек с известными отметками (высотами).

Целесообразно совместить точки планового обоснования (точки теодолитного хода) с точками высотного обоснования (точки нивелирного хода). При этом высоты точек основного хода (полигона) рекомендуется определять методом геометрического нивелирования, а высоты точек диагонального хода - методом тригонометрического нивелирования.

Полевые работы

В состав полевых работ по созданию высотного съемочного обоснования входит:

- рекогносцировка участка;

- измерение превышений между точками съемочного обоснования;

- привязка точек съемочного обоснования к реперам опорной высотной геодезической сети;

- обработка результатов измерений.

Таблица 9 - График распределения обязанностей

Перед началом полевых измерений бригада выполняет поверки и юстировки приборов. Бригадир составляет график распределения обязанностей в бригаде и предоставляет его на утверждение преподавателю. Образец графика применительно к схеме ходов на рисунке 7а приведен в таблице 9.

Превышения между точками диагонального хода определяют методом тригонометрического нивелирования. Определение отметок точек основного хода осуществляют по программе технического нивелирования. Длина визирного луча при измерении превышений не должна превышать 100 м.

Рейки устанавливают на вбитые в землю колышки - вершины теодолитного хода. Если превышение между ними невозможно измерить с одной станции, то выбирают связующие (иксовые) точки и производят последовательное нивелирование.

Измерение превышений

Нивелир устанавливают на равном удалении от задней и передней реек и приводят его в рабочее положение. Далее порядок работы на станции следующий:

- наводят зрительную трубу на заднюю рейку и берут отсчет по красной стороне;

- наводят зрительную трубу на переднюю рейку и берут отсчет по красной стороне;

- по команде наблюдателя (исполнителя работ) реечники поворачивают рейки черной стороной к прибору;

- берут отсчет по черной стороне передней рейки;

- поворачивают зрительную трубу на заднюю рейку и берут отсчет по черной стороне.

Перед взятием отсчета вращением элевационного винта приводят пузырек уровня в нуль-пункт (для уровенных нивелиров).

Результаты измерений записывают в журнал технического нивелирования (таблица 10).

Для контроля измерений в журнале вычисляют разности нулей реек на передней (5) и задней (6) рейках, а затем вычисляют превышения как разность отсчетов на заднюю и переднюю рейки по красной (7) и черной (8) сторонам. Расхождения в разностях нулей и в превышениях не должны превышать по абсолютной величине 4 мм. Далее вычисляют среднее превышение и отметку передней точки Н 2 = Н 1 + h.

Нивелир № Наблюдал: Николаев Н.Н. Записывал: Петров Н.И.

Таблица 10 - Журнал технического нивелирования

Рисунок 8 - Схема тригонометрического нивелирования

По завершении работы с нивелиром бригада представляет тетрадь поверок (одну на бригаду), описание прибора и рабочие тетради каждого студента с результатами пробного измерения превышений.

Для определения превышения h тригонометрическим нивелированием (рисунок 8) в точке А устанавливают теодолит, в точке В - веху или рейку.

Угол наклона v измеряют при двух положениях вертикального круга.

Контролем правильности измерения является постоянство места нуля (МО) вертикального круга. Колебания МО не должны превышать двойной точности отсчета по вертикальному кругу теодолита. На станции А рулеткой или рейкой измеряют высоту теодолита i от верха колышка до оси вращения зрительной трубы с точностью до 0,01 м. С той же точностью измеряют высоту визирования v в точке В.

Значение горизонтального проложения d линии выбирают из журнала измерения длин линий или из ведомости вычислений координат вершин диагонального хода (см. таблицу 9).

Превышение на станции вычисляют по формуле

,

где f = 0,42d 2 /R - поправка за кривизну Земли и рефракцию; R - радиус Земли (~ 6371 км).

Полученное значение превышения округляют до 0,01 м, поэтому поправку f учитывают лишь при расстояниях, превышающих 300 м, так как если d = 300 м, то f = 0,01 м.

Значение h? = dtgv вычисляют на микрокалькуляторе или определяют по тахеометрическим таблицам В.Н. Ганьшина и Л.С. Хренова или таблицам В.П. Егорова для вычисления превышений по горизонтальным проложениям линий.

Если визирование производили на высоту прибора, т.е. при i = х, то превышение вычисляют по формуле h = dtgv.

На каждой стороне диагонального хода превышение h определяют дважды - в прямом и обратном направлениях. Расхождения между ними не должны превышать величины ±0,04D, см, где D - расстояние, выраженное в сотнях метров.

Для получения отметок точек в системе высот геодезического полигона осуществляют привязку хода к пунктам опорной сети.

Перед началом этой работы преподаватель называет студентам номера геодезических пунктов и их отметки. Студенты записывают исходные данные в полевой журнал и в ведомость вычисления высот точек.

Полевые работы включают в себя: выбор наиболее удобного направления от репера к точкам съемочного обоснования; проложение нивелирного хода от репера до одной из точек съемочного обоснования; составление схемы привязки.

Обработку результатов нивелирования начинают с проверки полевых журналов. В журналах нивелирования (таблица 11) выполняют постраничный контроль. Для этого подсчитывают суммы отсчетов (1) и (2) по красной и черной сторонам задней рейки, суммы отсчетов (3) и (4) по красной и черной сторонам передней рейки, сравнивают разности (1) - (2) и (3) - (4) с суммами разностей нулей реек (5) и (6). Расхождения в 1 мм и более свидетельствуют о наличии ошибок в вычислениях.

Далее подсчитывают суммы (7) и (8) превышений и осуществляют контроль: (1) - (3) = (7) и (2) - (4) = (8). Затем вычисляют сумму (9) средних значений превышений, среднее значение из величин (7) и (8) не должно отличаться от величины (9) более чем на 1 мм.

Наблюдал: А. Иванов Вычислял: П. Петров

Таблица 11 - Журнал технического нивелирования Дата: 2013 г.

В журнале технического нивелирования составляют схему высотного обоснования, на которой показывают исходные пункты (красным цветом), точки обоснования, выписывают средние превышения и стрелкой показывают направления хода. Образец схемы показан на рисунке 9.

Вычисление отметок производят в специальной ведомости (таблица 12). В ведомость из журнала технического нивелирования выписывают превышения, число штативов, подсчитывают сумму превышений и вычисляют невязки по формулам

Таблица 12 - Ведомость вычислений отметок точек высотного обоснования

- для замкнутого хода;

- для хода, опирающегося на точки с известными отметками.

Допустимые невязки подсчитывают по формулам



Если число станций на 1 км хода более 25, то

где L - число километров в ходе (полигоне); п - число станций в ходе.

Невязки распределяют пропорционально числу станций и выписывают их величины в миллиметрах над значениями превышений. Для контроля правильности распределения подсчитывают сумму поправок. Она должна равняться невязке с обратным знаком.

Далее вычисляют исправленные значения превышений и записывают их в графу 4 таблицы 12, в графу 5 выписывают красным цветом исходные отметки начальной и конечной точек хода. Отметку каждой точки хода вычисляют по формуле H i+1 = H i + h? i , где H i+1 и H i - отметки последующей и предшествующей точек; h? i - исправленное значение превышения. Контроль: вычисленная и исходная отметки конечной точки должны совпадать. При обработке диагонального хода в графу 2 ведомости, вычислений (таблицв 12) выписывают из журнала измерений превышения в метрах, из ведомости вычислений координат (таблица 9) - длины сторон в сотнях метров, подсчитывают сумму превышений по ходу, вычисляют невязку и сравнивают ее с допустимой

где D - средняя длина сторон в сотнях метров; п - число станций хода.



Рисунок 9 - Схема высотного обоснования

Для ходов длиной до 300 м допустимую невязку вычисляют по формуле

где L - длина хода в сотнях метров.

Невязку распределяют пропорционально длинам сторон и по исправленным превышениям вычисляют отметки точек хода.

Горизонтальная съемка

Цель горизонтальной съемки - получение контурного плана местности. Геодезическими измерениями определяют положение на местности предметов относительно точек и сторон съемочного обоснования.

Задача: усвоить методику и получить практические навыки в выполнении простейших способов наземной геодезической съемки; научиться по результатам полевых измерений составлять план местности.

Приборы и принадлежности: теодолит со штативом, две нивелирные рейки, стальная 20-метровая мерная лента или рулетка, стальная 10-метровая рулетка, экер, три вешки, абрис, чертежная бумага высокого качества, транспортир, циркуль-измеритель, масштабная линейка, набор простых и цветных карандашей, чертежные принадлежности.

Последовательность выполнения работ: подготовительные работы, полевые измерения и камеральная обработка.

Подготовительные работы включают составление проекта выполнения работ, рекогносцировку участка и т.д.

На следующем этапе при помощи геодезических приборов и инструментов выполняют необходимые угловые и линейные измерения, т.е. съемку местности.

Камеральные работы предусматривают обработку полевых измерений и графические построения.

Перед началом работ составляют график распределения обязанностей в бригаде на период съемок.

Образец графика приведен в таблице 13.

При горизонтальной съемке отображению на плане подлежат все виды путей сообщения и сооружения на них, существующая застройка и благоустройство, выходы подземных коммуникаций и другие элементы ситуации с резко очерченными границами.

Таблица 13 - График распределения обязанностей

При съемке зданий и сооружений показывают их этажность и назначение, изломы фасадной линии, выступы и уступы, если величина их более 0,5 мм на плане.

Работа на станции начинается с зарисовки в абрис (схематический чертеж местности) всех контуров и предметов местности, подлежащих съемке на данной станции. Альбом для абриса изготавливают из 10 - 12 листов плотной бумаги, размером 13Ч33 см.

При составлении абриса на застроенную территорию (рисунок 10, а) и незастроенную (рисунок 10, б):

- зарисовку производят простым карандашом Т или 2Т;

- сторону съемочного хода показывают с утолщением;

- контуры и предметы местности зарисовывают в произвольном масштабе;

- цифры должны быть легко читаемы, прямые линии вычерчены по линейке, кривые линии - тщательно «от руки», внутри контура дают пояснительные надписи;

- предметы местности и элементы ситуации показывают более толстыми линиями, а вспомогательные промеры - тонкими;

- результаты угловых измерений заносят в абрис в процессе съемки.

После составления абриса приступают к геодезическим измерениям. В зависимости от характера местности, расположения предметов и контуров, условий измерений применяют следующие способы съемки

Рисунок 10 - Абрис горизонтальной съемки:

а - по линиям I-II и II-III; б - по линии CD

Рисунок 11 - Способы съемки контуров местности:

а - прямоугольных и полярных координат; б - линейных засечек;

в - угловых засечек; г - створов

Способ прямоугольных координат или способ перпендикуляров применяют для съемки контуров, лежащих вблизи сторон теодолитного хода. Сторона теодолитного хода принимается за ось абсцисс, одна из точек (точка I на рисунке 11 а) - за начало отсчета. За ординату принимают длину перпендикуляра, опущенного из точки снимаемого контура на ось абсцисс.

Для съемки углов А, Б, В, Г капитального здания поступают следующим образом. Мерную ленту укладывают по стороне I-II с помощью теодолита (с отклонениями не более 2 см). Из снимаемой точки контура опускают перпендикуляр на сторону I-II и при помощи стальной рулетки измеряют его длину, а по ленте делают отсчет, определяющий расстояние от начала отсчета

(точки I теодолитного хода) до основания перпендикуляра. Погрешность в положении основания перпендикуляра, построенного на глаз, составляет 0,01 его длины. Для различных масштабов съемки установлены предельные значения длин перпендикуляров.

Для масштаба 1:500 его длина не должна превышать 4 м. При увеличении длины перпендикуляра для его построения необходимо применять экер или уточнять положение перпендикуляра линейной засечкой длиной, не превышающей длины мерного прибора.

Способ полярных координат применяют для съемки контуров, удаленных от сторон теодолитного хода на значительное расстояние. Точку II теодолитного хода (см. рисунок 11, а) принимают за полюс, сторону II-III - за полярную ось. На точке II устанавливают теодолит и измеряют полярный угол между полярной осью II-III и радиусом-вектором II-Д. Если до начала

измерения угла на точке II совместить нуль лимба с нулем алидады и вращением лимба навести визирную ось зрительной трубы на точку III, а затем при неподвижном лимбе визировать на точку Д, то отсчет по лимбу будет полярным углом в. Угол в измеряют при одном положении вертикального круга. Если полярным способом выполняют съемку нескольких точек, то последнее наведение делают снова на начальное направление - точку III. Радиус-вектор измеряют лентой, стальной рулеткой, нитяным или оптическим дальномером. Результаты измерений заносят в абрис.

Способ линейных засечек применяют в тех случаях, когда снимаемый контур удален от сторон или точек съемочного обоснования на расстояние, не превышающее длины мерного прибора.

С помощью теодолита контролируют уложение мерной ленты по створу стороны теодолитного хода, например III-IV (рисунок 11, б). От точек L и N (см. рисунок 11, б), совпадающих с делениями целых метров ленты, измеряют рулеткой расстояние до точки Е снимаемого контура.

Рекомендуется, чтобы треугольник LNE был близок к равностороннему, а его стороны не превышали длины мерного прибора.

Пересечение линий LE и NE определит положение точки Е на плане. Для контроля правильности положения точки Е делают третий промер ME от точки М.

Способ угловых засечек применяют в основном при съемке труднодоступных точек местности. Принимая сторону теодолитного хода, например IV-V (рисунок 11, в), за базис, последовательно устанавливают теодолит в точках IV и V. Приводят теодолит в рабочее положение и измеряют углы в 4 и в 5. Точка К является вершиной треугольника, построенного по стороне IV-V и углам в 4 и в 5 .

Способ угловых засечек может применяться и со створных точек, расположенных на сторонах съемочного обоснования.

Способ створов применяется при съемке точек, расположенных в створе теодолитного хода.

Предполагается наличие видимости между крайними точками. Положение снимаемых точек О и Р относительно точек теодолитного хода V и VI (рисунок 11, г) определяют промерами от точки V до точек О и Р.

Перечисленными выше способами определяют положение характерных точек ситуации со станции съемки. Закончив измерения на одной станции, переходят на следующую.

Тахеометрическая съемка

Тахеометрическая съемка - один из видов наземной топографической съемки, выполняемой обычно на небольших участках местности с целью получения планов крупных масштабов для инженерных изысканий под строительство, планировку и благоустройство населенных мест. Широко применяется при съемке вытянутых полос местности, например, для изысканий под строительство каналов, линий электропередач, дорог, взлетных полос аэродромов и т.д.

Отличие тахеометрической съемки от горизонтальной состоит в том, что кроме съемки элементов ситуации и предметов местности производят съемку рельефа. Поэтому для точки, с которой выполняют тахеометрическую съемку, нужно знать высотную отметку.

Станция II Наблюдал: Петров В.Н.

Записывал: Иванов А.А.

Дата: 18 июля 2013г.

Лимб ориентирован по стороне II-III

Вычисления проверил: Сидоров Н.Н. Н ст = 156,30 м i = 1,40 м

Таблица 14 - Журнал тахеометрической съемки

В качестве съемочного обоснования тахеометрической съемки принимают теодолитно-нивелирные или тахеометрические ходы. Съемку предметов, контуров и рельефа местности производят полярным способом, а отметки точек определяют тригонометрическим нивелированием.

Все измерения выполняют при одном наведении зрительной трубы прибора на рейку. Плановое положение реечной точки определяют при измерении расстояния по дальномеру и взятии отсчета по ориентированному на начальное направление лимбу теодолита. Превышение определяют по углу наклона и расстоянию до точки.

Каждая бригада выполняет тахеометрическую съемку с точек планово-высотного обоснования и составляет план участка. Масштаб плана, высоту сечения, объем и сроки выполнения работ выдаются преподавателем в соответствии с рабочей программой практики.

Для выполнения работ бригада должна иметь тот же комплект приборов, принадлежностей и пособий, что и при горизонтальной съемке. Кроме этого, необходимо получить журналы тахеометрической съемки и тахеометрические таблицы.

Образец графика распределения обязанностей между членами бригады приведен в таблице 13.

Перед началом съемки выполняют все основные поверки теодолита.

Работу на станции ведут в следующей последовательности.

1. Устанавливают теодолит над точкой съемочного обоснования и приводят его в рабочее положение. Рулеткой или нивелирной рейкой с точностью до 0,01 м измеряют высоту теодолита i.

Результат записывают в журнал тахеометрической съемки (таблица 14).

Для упрощения последующих вычислений рекомендуется высоту прибора i отмечать на рейке лентой или тесемкой яркого цвета и визировать на эту отметку.

2. Определяют место нуля вертикального круга и записывают его в журнал тахеометрической съемки в графу 5. Для работы удобно место нуля привести к нулю, чтобы не вводить поправки в отсчеты при определении углов наклона.

Рисунок 12 - Абрис тахеометрической съемки

3. Ориентируют лимб по направлению на одну из точек съемочного обоснования. Так как все последующие измерения на станции будут выполняться при одном положении вертикального круга, целесообразно ориентирование теодолита осуществить при положении вертикального круга слева. При этом совмещают отсчетный индекс алидады с нулевым штрихом лимба горизонтального круга, закрепляют алидаду и, вращая лимб, визируют на выбранную точку съемочного обоснования. После этого закрепляют лимб. В данном положении для измерения углов на станции достаточно открепить алидаду, навести зрительную трубу на рейку и взять отсчет по горизонтальному кругу.

4. На каждой станции наблюдатель, реечник и записывающий осматривают участок съемки, выявляют характерные точки ситуации и рельефа. Записывающий составляет абрис (рисунок 12).

На абрисе показывают положение станции (место установки прибора), направления на смежные точки съемочного обоснования, снимаемые предметы и контуры местности, расположение реечных точек. Реечные точки имеют сквозную нумерацию на всем строительном участке от первой до последней станции.

При съемке ситуации реечные точки должны быть на всех поворотах контура. Контур принимают за прямую линию в том случае, если лежащие на нем точки отклоняются от прямой на величину не более двойной точности масштаба. Обход по контуру объекта съемки поручают только одному реечнику. Переход на другой контур делается по команде наблюдателя. При съемке рельефа реечные точки располагают на характерных для рельефа формах - на вершинах, точках перегиба ската и т.д. Их распределяют равномерно (через 2,5 - 3 см на плане) по всему участку. Особое внимание следует уделить выявлению участков равномерных скатов местности, которые будут использоваться для интерполяции горизонталей. Направление ската показывают на абрисе стрелками.

При составлении абриса записывающий и реечник намечают последовательность перехода с одной точки на другую и договариваются о системе команд с помощью жестов. Обычно намечают следующие основные команды: установить рейку на точку, наклонить ее влево или вправо, показать черную сторону рейки, перейти на следующую точку, вернуться на предшествующую точку, работы на станции закончить.

5. Последовательно устанавливать рейку на все намеченные точки. При визировании на рейку вертикальную нить сетки совмещают с осью рейки, а горизонтальную - с меткой, соответствующей высоте прибора. Если эта метка не видна, то наводят среднюю нить на отсчет х по рейке и записывают его в графу 8 журнала.

Отсчеты берут в следующей последовательности:

по дальномеру (с точностью до 0,1 м);

по вертикальному кругу (с точностью до 1?);

по горизонтальному кругу (с точностью до 5?).

Результаты наблюдений записывают в тахеометрический журнал соответственно в графы 2, 4, 3. Номер реечной точки в журнале и абрисе должен совпадать.

После снятия отсчета по вертикальному кругу можно давать команду реечнику переходить на следующую точку.

6. По окончании работ на станции для контроля вновь визируют по начальному направлению и записывают отсчет в графу 3. Расхождение с начальным направлением не должно превышать 3?. При больших расхождениях наблюдения на станции повторяют. Обработка журнала тахеометрической съемки начинается с проверки записей в полевых журналах и абрисах. Вычисления в журнале для каждой станции проводят следующим образом.

1. По формулам (4) вычисляют место нуля и записывают в графу 5 (см. таблицу 14).

2. По формулам (4) вычисляют углы наклона и записывают значения v в графу 6.

3. Определяют горизонтальное проложение линии, значение d округляют до 0,1 м и записывают в графу 7.

Горизонтальные проложения вычисляют на микрокалькуляторе типа Б3-36 или выбирают из тахеометрических таблиц. Вычисление осуществляют по формуле

Следует помнить, что угол наклона необходимо выразить в градусах дуги и ее долях, а переключатель микрокалькулятора должен находиться в положении «ГРАД». Пример вычисления d реечной точки (см. таблицу 14): D = 84,8 м и v = -1°38?; клавиши микрокалькулятора нажимают в такой последовательности: 38 ч 60 = +1 = F cos F х 2 Ч 84,8 = и получают d = 84,7 м.

При выборе значений горизонтальных проложений по тахеометрическим таблицам находят страницу, содержащую значение заданного наклонного расстояния D и в нижней части страницы в табличке горизонтальных проложений по углу наклона выбирают значение d 0 для целого числа метров в наклонном расстоянии, а десятые доли метра оставляют без изменения.

В нашем примере для целой части метров в наклонном расстоянии D 0 = 84 м по углу наклона v ? 1°40? находим значение d 0 = 83,9 м. Прибавляя к нему дробную часть 0,8 м, окончательно получим d = 83,9 + 0,8 = 84,7 м.

4. Вычисляют превышения между станцией и реечными точками по формуле

Величину h? = (D/2)sin2v вычисляют на микрокалькуляторе или находят с помощью тахеометрических таблиц. Значение h? записывают в графу 9.

При вычислении h? на микрокалькуляторе угол наклона предварительно переводят в доли градуса, а переключатель микрокалькулятора устанавливают в положение «ГРАД».

Для рассматриваемого нами примера клавиши микрокалькулятора нажимают в такой последовательности:

и получают h? = -2,42 м.

Для микрокалькуляторов без клавиши перемены знака «/-/» все вычисления выполняют с положительными значениями, а превышению h? приписывают знаки угла наклона v. При определении превышений по тахеометрическим таблицам находят страницу, содержащую целое число метров D 0 наклонного расстояния, и на пересечении столбца, подписанного значением

D 0 , и строки, соответствующей углу наклона v, выбирают значение h 0 . Поправку на десятые доли метра в наклонном расстоянии находят в средней интерполяционной табличке. В левой части этой таблички даны десятые доли метра, в правой - поправки в превышение в сотых долях метра.

В нашем примере по значениям D 0 = 84 и v = 1°38? находим h 0 = 2,39 м. По интерполяционной табличке выбираем значение поправки -2 см. Тогда h? = -2,39 - 0,02 = -2,41 м.

Далее в графе 10 журнала тахеометрической съемки вычисляют превышение h = h? + i - х. Если при измерении угла наклона, визируют на высоту прибора, i = х и h = h?.

4. Вычисляют отметки реечных точек по формуле

где Н ст - отметка станции, полученная из геометрического нивелирования (в таблице 14 Н ст = 156,30); h i - превышение между станцией и реечной точкой (таблица 14, графа 10). Отметки реечных точек вычисляют с точностью 0,01 м.

Составление плана строительного участка

Составление топографического плана строительного участка включает: построение координатной сетки, нанесение на план точек теодолитного хода, построение контуров местности по результатам горизонтальной и тахеометрической съемок, проведение горизонталей и оформление плана.

Планы горизонтальной и тахеометрической съемок составляют в масштабах 1:500 - 1:2000 (масштаб плана устанавливает преподаватель). Высоту сечения рельефа в зависимости от условий местности при тахеометрической съемке принимают 0,5 или 1,0 м.

Все построения выполняют на листе чертежной бумаги, размер которой определяют по значениям координат точек съемочного обоснования и заданному масштабу плана. Построение координатной сетки

При небольших размерах планов построение координатной сетки выполняют с помощью измерителя и масштабной линейки.

На листе чертежной бумаги с помощью металлической линейки проводят диагонали. От точки 0 пересечения диагоналей по всем четырем направлениям откладывают равные отрезки (рисунок 14).

Концы отрезков соединяют прямыми линиями, на сторонах полученного прямоугольника откладывают при помощи циркуля-измерителя отрезки длиной 10 см. Соединив соответствующие точки противоположных сторон прямоугольника, получают сетку квадратов.

Контроль правильности построения координатной сетки осуществляют сравнением длин сторон и диагоналей квадратов. Расхождения не должны превышать 0,2 мм. При значительных размерах планов координатную сетку строят при помощи специальной линейки ЛД-1 или на координатографе (рисунок 15, а). ЛД-1 - это металлическая линейка, одно ребро которой скошено. Вдоль линейки вырезаны шесть окошек, один край которых скошен. Середина скошенного края в первом (левом) окошке служит началом отсчета. Все скошенные края других окошек представляют дуги радиусов 10, 20, 30, 40 и 50 см, центр которых совпадает с нулем первого окошка. Скошенный край конца линейки является дугой окружности радиуса 70, 71 см, что соответствует диагонали квадрата со стороной 50 см.

Рисунок 14 - Координатная сетка, построенная при помощи измерителя и линейки

Построение координатной сетки линейкой ЛД-1 выполняют следующим образом. Отступив от нижнего края листа бумаги на 5 - 7 см, проводят по скошенному ребру линейки тонкую линию АВ (рисунок 15, б). Накладывают на эту линию линейку так, чтобы нулевой штрих первого окошка совпадал с линией, а в остальных была видна прочерченная линия, и проводят по скошенным краям шести окошек короткие черточки, получают пять интервалов по 10 см. Прикладывают линейку перпендикулярно к начальной линии, соединяют нулевой штрих первого окошечка с точкой А и прочерчивают дуги по скошенным краям всех окошек (рисунок 15, в). Прикладывают нулевой штрих линейки к точке В и по концу линейки (рисунок 15, г) находят пересечение с последней (шестой) чертой, сделанной ранее. В пересечении получают точку С.

Рисунок 15 - Порядок построения координатной сетки при помощи линейки ЛД-1

Аналогично производят построение треугольника с прямым углом в точке В и получают D (рисунок 15, д; е).

Прикладывают линейку к линии CD и прочерчивают короткие штрихи по скошенным краям окошек. Соединив точки А и С, С и D, D и В, а также одноименные точки на противоположных сторонах прямоугольника ABCD, получают сетку квадратов (рисунок 15, ж).

Для контроля скошенное ребро линейки прикладывают к вершинам квадратов одного ряда. Все вершины должны лежать на прямой линии. Кроме того, с помощью измерителя сравнивают длины сторон и диагоналей квадратов. Погрешности построения не должны превышать 0,2 мм.

Для построения сетки из 12 квадратов, например 3Ч4 см, можно также использовать два прямоугольных треугольника со сторонами 30, 40 и 50 см.

Построенную сетку подписывают по осям X и Y в соответствии с расположением участка и масштабом плана. Начало координат выбирают так, чтобы строительный участок разместился в середине листа бумаги.

Нанесение на план точек теодолитного хода Точки съемочного обоснования наносят на план по координатам с помощью измерителя и масштабной линейки. По координатам точек съемочного обоснования находят квадрат, в котором должна располагаться данная точка. Например, точка I теодолитного хода с координатами х I = 593,77 м и у I = 327,62 м, находится в квадрате абвг (см. рисунок 14). От точек а и г, абсциссы которых равны 550 м, откладываем измерителем с помощью масштабной линейки отрезки am и гп, равные 43,77 м, в соответствующем масштабе и соединяем полученные точки прямой линией тп. От точки т по линии тп откладывают отрезок 27,62 м и получают точку I.

Аналогично выполняют построение всех других точек съемочного обоснования. Каждую точку накалывают и обводят кружком диаметром 1,5 мм.

Правильность построения точек контролируют, сравнивая расстояния между ними, измеренные на плане и записанные в графе б ведомостей вычислений координат (см. таблицы 5 и 9). Расхождения больше 0,3 мм не допускаются.

После контрольных измерений полученные точки теодолитного хода соединяют тонкими линиями. Построенное плановое обоснование служит опорой для нанесения контуров местности и реечных точек. Построение контуров местности При горизонтальной съемке построение на плане характерных точек ситуации осуществляют в зависимости от способа съемки.

При способе прямоугольных координат от начала опорной линии, построенной на плане, откладывают в соответствующе масштабе расстояния до оснований перпендикуляров. В полученных точках восставляют при помощи треугольника перпендикуляры и откладывают на них обозначенные на абрисе отрезки. Сверяясь с абрисом, соединяют линиями соответствующие точки и получают контуры зданий, угодий, дорог и т.п.

Точки контуров, снятых полярным способом, а также реечные точки тахеометрической съемки наносят на план при помощи транспортира и змерителя. Центр транспортира совмещают с точкой, принятой за полюс, а нулевой диаметр транспортира устанавливают по начальному (исходному) направлению. От этого направления по шкале транспортира на значениях, соответствующих полярным углам, ставят карандашом на плане точки. После этого полюсную точку соединяют с полученными точками прямыми линиями и откладывают на них от полюса в соответствующем масштабе полярные расстояния. При горизонтальной съемке все данные выбирают из абриса, при тахеометрической - значения углов выбирают из графы 3 журнала тахеометрической съемки, а полярные расстояния - из графы 7.

Рисунок 16 - Вспомогательные чертежные инструменты:

а - круглый транспортир; б - тахеограф

При способе угловых засечек нанесение точек на план выполняют при построении транспортиром углов на концах базисной линии. Пересечение сторон углов дает положение искомой точки.

Нанесение на план точек, определенных линейной засечкой, выполняют при помощи измерителя и масштабной линейки. Задача решается построением треугольника по трем сторонам, длины которых измерены на местности.

При построении контуров внимательно изучают абрис, чтобы не пропустить точку или не перепутать ее принадлежность к контуру. Если форма контура вызывает сомнение, то необходимо на местности выполнить контрольные (дополнительные) измерения.

При построении контуров внимательно изучают абчек на план все вспомогательные построения выполняют тонкими линиями, которые в последующем стирают. Значения углов и расстояний на план не выписывают.

Наносить на план реечные точки лучше с помощью круглого транспортира (рисунок 16, а) или тахеографа (рисунок 16, б). Обычно используют тахеографы с ценой деления окружности 30? и линейкой с миллиметровыми делениями. При составлении плана центр окружности тахеографа совмещают с точкой планового обоснования, по начальному (исходному) направлению ориентируют нулевой диаметр тахеографа и откладывают полярный угол на данную реечную точку, а по линейке в соответствующем масштабе откладывают расстояние и накалывают точку. Около точки в числителе выписывают номер реечной точки, а в знаменателе - отметку с точностью до 0,1 м. Отметки пунктов высотного обоснования выписывают на план с точностью до 0,01 м.

Проведение на плане горизонталей

Проведение горизонталей по отметкам точек начинают с определения отметок горизонталей. Отметки горизонталей должны быть кратны высоте сечения рельефа. Так, при высоте сечения в 1 м горизонтали должны иметь отметки 0, 1, 2, 3, ..., т.е. кратны одному метру. Для проведения горизонталей по линиям равномерного ската, отмеченного на абрисе стрелками, положение горизонталей определяют способом графического интерполирования. Для этого на листе прозрачной бумаги (восковки) прочерчивают через равные промежутки параллельные линии. Эти линии подписывают значениями, соответствующими отметкам горизонталей на участке. Восковку накладывают на интерполируемую линию плана и поворачивают ее так, чтобы конечные точки линии занимали на восковке места, соответствующие значениям их отметок (рисунок 17). Закрепив в этом положении восковку, перекалывают иглой на план точки пересечений линии на восковке с линией на плане и подписывают их отметки, Аналогично выполняют интерполяцию по всем остальным линиям, указанным на абрисе. Точки с одинаковыми отметками соединяют плавными линиями - горизонталями.

Составленный в карандаше план перед вычерчиванием корректируют в поле, сравнивая его с местностью. Одновременно под руководством преподавателя осуществляют контроль определения положения контуров и горизонталей с оценкой качества работы.

Оформление плана осуществляют в соответствии с Условными знаками для топографических планов масштаба 1:500 (приложение 1).

Оформление начинают с построения рамки (рисунок 18) таким образом, чтобы план разместился примерно посредине. Внутренняя граница рамки может совпадать со сторонами квадратов, либо ее смещают на целое число сантиметров. Координаты всех углов рамки подписывают.

Рисунок 17 - Схема линейного интерполирования



Рисунок 17 - Рамка и зарамочное оформление топографического плана

Затем вычерчивают ситуацию участка в условных знаках черной тушью (кроме специально выделенных), тщательно выдерживая их размеры и рисунок.

Далее приступают к изображению рельефа. Горизонтали вычерчивают тушью или акварелью коричневого цвета (жженая сиена) толщиной 0,01 мм. Отметки горизонталей, кратные четырем сечениям рельефа, записывают в разрывах горизонталей; при этом верх цифр должен быть обращен в сторону повышения местности. Отметки точек съемочного обоснования выполняют черным цветом, а реечных точек - коричневым. Горизонтали, кратные десяти сечениям рельефа, утолщают в 2,5 раза.

Образцы оформления плана строительного участка даны в приложении 2.

После завершения работ по топографической съемке бригада представляет:

полевые журналы измерений горизонтальных углов, наклона и длин линий;

полевые журналы геометрического и тригонометрического нивелирования;

абрисы горизонтальной съемки; абрисы и журналы тахеометрической съемки;

ведомости вычислений координат и отметок точек съемочного обоснования;

план участка местности с результатами контрольных измерений.

Результат (Код компетенции): ПК-6, ПК-18

Инструмент оценки: отчет

IV Оценочный материал

(дифференцированный зачет) для полного и сокращенного сроков обучения:

Составление отчета по Учебной практике (Геодезические измерения):

Практическая работа:

Практическая работа №1.

Построение рельефа местности по выполненным измерениям.

Отчёт по практике является основным документом, отражающим с наибольшей объективностью результаты фактически выполненных работ и исследований, и должен включать следующие элементы: титульный лист, фамилии, имена, отчества исполнителя и руководителей (от института и производства), текстовую часть, графические и табличные материалы, список использованной литературы, перечень сокращений, символов и специальных терминов с их определениями и толкованиями (если это необходимо).

Содержание отчёта определяется программой и является учебным документом, выполненным студентом по учебному плану на промежуточном этапе обучения в вузе.

Отчёт должен иметь чёткое структурное построение, логическую последовательность изложения материала, убедительную аргументацию, краткость и точность формулировок. При написании отчёта студент обязан давать ссылки на автора и источник, откуда он заимствует материал или отдельные результаты. В тексте отчёта недопустимыми являются

орфографические и синтаксические ошибки, небрежное оформление рисунков, таблиц, схем. Графические и табличные материалы должны быть созданы в графическом редакторе на ПК или выполнены чёрной пастой. В отчёте могут

присутствовать фотоматериалы.

Отчёт по учебно-ознакомительной и производственной практике должен содержать следующие структурные части:

? титульный лист;

? содержание;

? введение;

? основную часть;

? заключение;

? список использованной литературы;

? приложение.

Оформление текста

Текст отчёта должен быть выполнен печатным способом на одной стороне листа белой бумаги формата А4 (210Ч297мм) через 1,5 межстрочных интервала. Шрифт Times New Roman №14

При написании отчёта следует придерживаться научного стиля изложения материала. Текст отчёта необходимо разбивать на абзацы, содержащие законченные этапы рассуждений. Необходимо стремиться к краткому и чёткому изложению материала в научном стиле. Терминология и определения должны быть едиными и соответствовать установленным стандартам, а при отсутствии стандарта - общепринятым в научно-технической литературе. Кроме того, изложение материала отчёта в научном стиле предполагает использование:

? специальной фразеологии (устойчивых сочетаний слов);

? вводных слов (действительно, конечно, несомненно, известно, разумеется, вероятно, очевидно, к сожалению, следовательно, значит, итак, например, иначе говоря и т.п.);

? безличных глаголов (считается, принимается, устанавливается, не допускается, предполагается и т.д.).

Порядковый номер страницы проставляется в середине страницы сверху листа, на титульном листе (первом) номер не проставляется. Все листы отчёта, включая приложения, имеют сквозную нумерацию.

Структура отчёта

Введение. Во введении даётся краткая характеристика отрасли, к которой относится предприятие (организация, фирма), и основные функции его деятельности. Целесообразно изложить краткую историю развития данного предприятия. Заглавием должно служить слово «ВВЕДЕНИЕ», напечатанное на отдельной строке прописными буквами.

Сокращение слов. Сокращение слов в тексте и подписях под рисунками, как правило, не допускается. Исключение составляют сокращения, общепринятые в русском языке или установленные ГОСТ 2.316-68 «ЕСКД. Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц».

Напомним, что к общепринятым сокращениям относятся:

- во всех случаях - т.е. (то есть);

- в конце фразы - и т.п. (и тому подобное), и т.д. (и так далее), и др. (и другие), и мн. др. (и многое другое), и пр. (и прочее);

- при ссылках и сносках - см. (смотри), ср. (сравни), табл. (таблица), стр. (страница).

Оформление таблиц. Цифровой, а при необходимости и текстовой материал оформляется в виде таблиц в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105-79. Таблицы нумеруются в пределах раздела. Разрешается нумеровать таблицы в пределах всего отчёта. Номер указывается в надписи вида «Таблица 1.2» (вторая таблица первого раздела), которая помещается в правом верхнем углу над таблицей. Таблицы могут иметь заголовки, которые помещаются над таблицей и начинаются с прописной буквы. На все таблицы в тексте должны быть ссылки вида «…в таблице 1.2», все таблицы отчёта должны быть проанализированы. Разделы таблицы выбираются произвольно, высота строк таблицы должна быть не менее 8 см. Все заголовки и подзаголовки таблицы начинаются с прописных букв, в конце них знаки препинания не ставятся.

...