Теодолитная съемка. Состав работ. Полевые работы. Съемка подробностей.

Теодолитная (горизонтальная) съемка является съемкой ситуационной, при которой горизонтальные углы измеряют теодолитом, а горизонтальные проекции расстояний различными мерными приборами (землемерными лентами и рулетками, оптическими и электронными дальномерами). Превышения между точками местности при этом не определяют, поэтому теодолитная съемка является частным случаем тахеометрической съемки.

Теодолитные съемки используют для подготовки ситуационных планов местности, а также для обновления (внесение ситуационных изменений) топографических карт.

В практике изысканий объектов строительства теодолитные съемки наиболее часто применяют для получения ситуационных планов в масштабах 1:2000, 1:5000 и в отдельных случаях 1:10 000.

В практике изысканий линейных инженерных сооружений (автомобильных, лесовозных дорог, оросительных систем и т. д.) теодолитную съемку применяют при трассировании путем вешения линий, измерения углов поворота трассы, разбивки пикетажа и съемки притрассовой полосы. При изысканиях площадных объектов (мостовых переходов, транспортных развязок движения в разных уровнях, строительных площадок, аэродромов и т.д) теодолитные съемки выполняют для получения ситуационных планов для рассмотрения принципиальных вариантов инженерных решений (выбор створа мостового перехода, рассмотрение возможных вариантов схем транспортных развязок движения в разных уровнях, вариантов размещения сооружений аэродромов, зданий и сооружений аэродромной службы, строительных площадок и т. д.)

При теодолитных съемках в период производства полевых работ выполняют следующее: рекогносцировку, прокладку теодолитных ходов съемочного обоснования, съемку подробностей ситуации местности.

Рекогносцировку подлежащего съемке участка местности производят с целью установления границ съемки, определения положения съемочных точек (вершин теодолитных ходов), направления теодолитных ходов и выбора метода съемки ситуационных подробностей местности.

Прокладка теодолитных ходов включает в себя вешение линий, измерение горизонтальных углов, измерение горизонтальных проекций длин линий.

Вешение линий осуществляют с помощью теодолита. При длинных прямых назначают дополнительные съемочные точки, с которых осуществляют продление створа. Вынос дополнительных съемочных точек при продлении стороны теодолитного хода для устранения влияния коллимационной погрешности осуществляют переводом трубы через зенит при двух положениях круга теодолита (КЛ и КП).

Горизонтальные углы теодолитных ходов, вправо по ходу лежащие, измеряют полным приемом. Теодолит над съемочной точкой центрируют с точностью ±0,5 см. Предельная допустимая погрешность измерения одного угла съемочного обоснования не должна быть больше ±1,5', а для теодолитных ходов вдоль трасс инженерных сооружений (например, автомобильных дорог) - не больше ±3'.

Измерение длин линий осуществляют с использованием землемерных лент и рулеток, оптических дальномеров и светодальномеров, а также приемников систем спутниковой навигации «GPS».

Стороны съемочного обоснования измеряют дважды с относительной погрешностью 1:2000. Длины теодолитных сторон вдоль трасс линейных сооружений измеряют один раз с относительной погрешностью 1:1000. Однако для исключения грубых ошибок второй раз расстояния измеряют еще раз нитяным дальномером с относительной погрешностью 1:300 и периодически привязывают трассу к пунктам государственной геодезической сети. При измерениях линий землемерными лентами и рулетками и углах наклона измеряемых линий более 2° определяют горизонтальные проекции измеренных расстояний по формуле

или вводят поправки при измерениях по формуле

, т. е. смещают ленту или рулетку вперед на величину поправки.

Съемку подробностей ситуации осуществляют в зависимости от требуемого масштаба съемки с шагом снимаемых точек от 10 до 100 м, однако при этом фиксируют все изломы контурных линий (например, углы зданий, домов, изгородей, линий электропередач и т. д.).

Съемку характерных подробностей ситуации местности производят в зависимости от конкретных условий местности и имеющихся в наличии приборов одним из следующих способов: прямоугольных координат;

1. полярным;

2. прямых угловых засечек;

3. линейных засечек;

4. обхода;

5. створов;

6. наземно-космическим.

6.

При съемках методом прямоугольных координат положение каждой ситуационной точки местности устанавливают по величинам абциссы X (расстоянием от ближайшей точки съемочного обоснования по стороне теодолитного хода или расстоянием от начала трассы) и ординатой Y (расстоянием от соответствующей стороны теодолитного хода или от трассы) (а) Определение ординат Y обычно производят с помощью зеркального эккера и рулетки.

Метод прямоугольных координат наиболее часто используют при съемке притрассовой полосы линейных сооружений в ходе разбивки пикетажа. Ширину съемки притрассовой полосы в масштабе 1:2000 принимают по 100 м в обе стороны от трассы, при этом в пределах ожидаемой полосы отвода съемку ведут инструментально, а далее глазомерно.

Теодолитную съемку методом полярных координат применяют преимущественно в открытой местности, при этом положение каждой ситуационной точки определяют горизонтальным углом Р, измеряемым от соответствующей стороны теодолитного хода, и расстоянием S, измеряемым от соответствующей точки съемочного обоснования (б).

Съемку характерных точек местности наиболее часто осуществляют оптическими теодолитами с измерением расстояний нитяным дальномером.

Съемка методом полярных координат оказывается особенно эффективной при использовании электронных тахеометров.

Метод прямых угловых засечек применяют главным образом в открытой местности, там, где не представляется возможным производить непосредственное измерение расстояний до интересуемых точек местности. Положение каждой снимаемой точки относительно соответствующей стороны теодолитного хода (базиса) определяют измерением двух горизонтальных углов β₁ и β₂, примыкающих к базису (а).

В качестве базиса обычно служит одна из сторон съемочного обоснования или ее часть. Съемку методом прямых угловых засечек обычно ведут оптическими теодолитами и особенно часто используют при производстве

гидрометрических работ на реках: измерение поверхностных скоростей течения поплавками, траекторий льдин и речных судов, при выполнении

подводных съемок дна русел рек и водоемов и т. д.

Метод линейных засечек применяют, если условия местности позволяют легко и быстро производить линейные измерения до характерных ситуационных точек местности. Измерения производят лентами или рулетками от базисов, расположенных на сторонах съемочного обоснования. Положение каждой снимаемой точки местности определяют измерением двух горизонтальных расстояний S₁ и S₂ с разных концов базиса (б).

Метод обхода реализуют проложением теодолитного хода по контуру снимаемого объекта с привязкой этого хода к съемочному обоснованию. Углы β_1, β₂,..., β_n снимают при одном положении круга теодолита, а измерения длин сторон осуществляют землемерной лентой или рулеткой, нитяным дальномером или светодальномером электронного тахеометра (а).

Метод обхода используют, как правило, в закрытой местности для обозначения недоступных объектов значительной площади: болота, запретные зоны, территории хозяйственных объектов и т. д.

Суть метода створов состоит в том, что на прямой между двумя известными точками, размещенными на сторонах съемочного обоснованияс помощью одного из мерных приборов определяют положение характерных ситуационных точек местности (б). Метод створов находит применение, главным образом, при изысканиях аэродромов, для установления ситуационных особенностей местности в ходе топографических съемок методом геометрического нивелирования по квадратам. При производстве изысканий других инженерных объектов метод створов применяют крайне редко.

Наземно-космический метод горизонтальной съемки состоит в том, что для получения плановых координат характерных ситуационных точек местности используют приемники систем спутниковой навигации «GPS». Учитывая высокую стоимость приемников GPS высокого класса точности («геодезическою класса»), можно воспользоваться сравнительно недорогими приемниками среднего класса точности («класса ГИС»), но при использовании их в режиме работы с базовыми станциями —

«дифференциальными GPS — DGPS».

При производстве теодолитных съемок ведут абрис и журнал измерений. Абрис представляет собой схематический чертеж отдельных сторон съемочного обоснования и контуров ситуации в любом приемлемом масштабе, но с обязательным указанием величин промеров (а).

В полевом журнале записывают результаты измерения углов теодолитом. При теодолитной съемке вдоль трассы инженерного сооружения ведут угломерный журнал, а абрис изображают в пикетажном журнале обычно в масштабе 1:2000 (б).

38. Камеральные работы при теодолитной съёмке. Построение плана.

В ходе камеральных работ осуществляют: проверку журналов измерений и абрисов; обработку и уравнивание угловых измерений теодолитных ходов; уравнивание приращений координат и вычисление координат съемочных точек и составление ведомости координат; построение координатной сетки на чертежной бумаге; подготовку ситуационного плана местности в заданном масштабе.

Перед нанесением на план точек съемочного обоснования и ситуационных точек на листе ватмана строят координатную сетку.

Далее на план по координатам с помощью циркуля и поперечного масштаба наносят и закрепляют тушью точки съемочного обоснования.

Для удобства нанесения точек на план и для повышения точности его, на листе чертежной бумаги строят сетку квадратов, которая называется координатной сеткой.

В сетке квадратов проверяют равенство сторон квадратов и диагоналей в каждом квадрате. После построения и проверки сетки квадратов производят ее оцифровку, которую выполняют с таким расчетом, чтобы все точки хода разместить в пределах сетки квадратов.

Нанесение точек контролируется измерением расстояния между двумя соседними точками. Расхождение в расстояниях с данными ведомости координат не должно превышать 0,2–0,3 мм.

После нанесения точек теодолитных ходов на план приступают к нанесению ситуации местности в строгом соответствии с данными абриса. При этом процесс и способы построения точек ситуации на плане будут аналогичны соответствующим полевым действиям при съемке этих точек на местности, с той только разницей, что при построении плана роль землемерной ленты выполняет измеритель с масштабной линейкой, роль теодолита – транспортир, а роль экера – прямоугольный треугольник.

Обычно вначале строят ситуацию, заснятую по сторонам основного замкнутого хода, а затем – по сторонам внутреннего разомкнутого хода. После нанесения ситуации план оформляют в соответствии с общепринятыми условными знаками.

.

39. Нивелирование. Способы нивелирования: геометрический, тригонометрический, физический.

Измерения, производимые для определения высот точек местности или их разностей (превышений), называют нивелированием.

В зависимости от того, какими методами определяются высоты точек местности или превышения между ними, различают следующие виды нивелирования: геометрическое, тригонометрическое и физическое.

Геометрическое нивелирование — это один из наиболее распространенных методов нивелирования, основанный на использовании горизонтального луча визирования геодезического прибора — нивелира.

Тригонометрическое нивелирование основано на использовании наклонного луча визирования теодолита или тахеометра. Тригонометрическое нивелирование в настоящее время широко используют в практике изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации инженерных объектов. Особенно часто его используют при выполнении тахеометрических съемок местности.

Физическое нивелирование позволяет определять высоты точек местности или превышения между ними в результате использования различных физических явлений и процессов, при этом различают:

1) барометрическое нивелирование, основанное на использовании свойства уменьшения атмосферного давления с увеличением высоты точки. В связи с.невысокой точностью определения высот точек и превышений по разности атмосферного давления в инженерном деле барометрическое нивелирование практически не используют;

2) гидростатическое нивелирование основано на использовании законов равновесия жидкости в сообщающихся сосудах. Находит применение как один из способов передачи высот через водные преграды (например, при изысканиях паромных переправ, мостовых переходов и т. д.);

3) радиолокационное нивелирование, в котором используют скорость распространения прямых и отраженных электромагнитных волн от источника радиоизлучения до исследуемой точки местности и обратно, находит широкое применение при выполнении аэрофотосъемок для определения с помощью радиовысотомера высоты полета летательного аппарата, с которого осуществляется аэрофотосъемка;

4) механическое нивелирование осуществляют с помощью механических или электромеханических приборов, автоматически фиксирующих продольный профиль местности по линии, вдоль которой этот прибор перемещается. Иногда используют при съемке продольного профиля существующих автомобильных дорог;

5) стереофотограмметрическое нивелирование производят по парам снимков одной и той же местности, снятых с разных точек, с использованием стереофотограмметрических приборов различных конструкций или персонального компьютера. Один из наиболее перспективных и широко используемых видов нивелирования;

6) наземно-космическое нивелирование основано на использовании систем и приборов спутниковой навигации («GPS»). Приборы спутниковой навигации позволяют практически мгновенно определять координаты точек местности (в том числе и высоты). Наземно-космическое нивелирование в настоящее время является одним из наиболее эффективных и перспективных.

40. Геометрическое нивелирование. Нивелирование из середины и вперёд, простое и сложное, продольное и поперечное.

Геометрическим нивелированием называют процесс измерения разностей высот точек местности (превышений) и определения их высот с помощью горизонтального луча визирования геодезического прибора.

При геометрическом нивелировании превышение h между точками А и В определяют с помощью горизонтального луча визирования.

Горизонтальный визирный луч создает специальный геодезический прибор — нивелир, устанавливаемый между точками А и В. На точках А и В местности отвесно устанавливают нивелирные рейки с нанесенными на них делениями (см, мм). Горизонтальный визирный луч отсекает на рейках от их начала (пятки) отрезки а и Ь, называемые отсчетами.

Для геометрического нивелирования могут быть использованы кроме нивелира и другие геодезические приборы (теодолиты, тахеометры и т. д.), если придать их визирным осям строго горизонтальное положение.

Различают способы геометрического нивелирования «из середины» (а) и «вперед» (б).

Геометрическое нивелирование «из середины» осуществляют следующим образом. Для определения превышения h между точками А и В в этих точках отвесно устанавливают рейки и берут отсчеты а («взгляд назад») на точку А и b («взгляд вперед») на точку В.

Как следует из (а), превышение между точками А и В равно:

h=a-b

Если превышение h оказалось положительным, то это означает, что передняя точка В расположена выше задней точки А и, наоборот, при отрицательном значении превышения h передняя точка расположена ниже задней.

Таким образом, превышение передней точки над задней равно разности отсчетов «взгляд назад» минус «взгляд вперед».

Если известна высота на задней точки А, то вычислив превышение h, легко определить высоту b передней точки В по формуле:

H_b= Н_а + h.

То есть высота передней точки равна высоте задней плюс соответствующее превышение.

Высота последующей точки может быть также определена и через горизонт прибора H_i :

H_i= Н_а + а

Горизонт прибора равен высоте точки плюс «взгляд на эту точку». Тогда высоту передней точки В легко определить по формуле:

Н_b = H_i-b. (П.4)

Высота точки равна горизонту прибора минус «взгляд на эту точку».

Способ нивелирования «из середины» является основным при производственных инженерных работ, поскольку на результаты нивелирования практически не сказывается точность юстировки прибора (нивелира), а также влияние кривизны Земли и рефракции земной атмосферы.

При геометрическом нивелировании способом «вперед» прибор устанавливают таким образом, чтобы окуляр его трубы находился над точкой А (б). Вертикальное расстояние от центра окуляра до точки А называют высотой прибора и высоту прибора обычно измеряют с помощью вертикально установленной рейки.

Если в точке В установить рейку и взять на нее отсчет «взгляд вперед» b, то превышение между точками А и В определится:

h = i - Ь,

т. е. превышение между точками равно высоте прибора минус «взгляд вперед».

На результаты нивелирования способом «вперед» существенное влияние оказывает точность юстировки прибора (т. е. обеспечение практической горизонтальности визирной оси), а также влияние кривизны Земли и рефракции земной атмосферы. Поэтому геометрическое нивелирование способом «вперед» используют, как правило, при поверках и юстировках нивелиров перед началом полевых работ.

Нивелирование с одной стоянки прибора (станции) называют простым. Если требуется определить превышения или высоты для многих точек на значительном протяжении, то нивелирование осуществляют с нескольких станций, т. е. прокладывают нивелирный ход. Такое нивелирование называют сложным.

В процессе сложного нивелирования точки, общие для двух смежных станций, называют связующими, а остальные — промежуточными.

При сложном нивелировании особое внимание уделяют связующим точкам, так как ошибка, допущенная в определении высоты одной из связующих точек, передается на все последующие.

При изысканиях автомобильных дорог, мостовых переходов, каналов и других линейных инженерных сооружений нивелирование ведут вдоль трассы сооружений, с определением высот переломных и характерных точек местности, с последующим составлением продольного профиля по оси будущего сооружения. Такое нивелирование называют продольным.

В характерных местах производят определение высот точек местности по перпендикулярам к трассе (поперечникам). Такое нивелирование называют поперечным.

Для вертикальной планировки местности при изысканиях аэродромов, строительных площадок, улиц и площадей, промышленных объектов и т. д. для получения топографического плана в горизонталях производят нивелирование поверхности. Особенно часто его производят при изысканиях аэродромов.

Список литературы

1. Инженерная геодезия. Решение основных инженерных задач на планах и картах: Учеб. пособие / Е.Б. Михаленко, Н.Н. Загрядская, Н.Д. Беляев и др. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2006

2. Инженерная геодезия: Учебник для вузов / Е. Б. Клюшин,И62 М.И.Киселев, Д.Ш.Михелев, В.Д.Фельдман; Под ред.Д. Ш. Михелева. — 4-е изд., испр. — М.: Издательский центрИздательский центр «Академия», 2004

3. Инженерная геодезия: Учебник /Г.А. Федотов. — 2-е изд., исправл.— М:Высш. шк., 2004.

4. Курс инженерной геодезии: учеб.-метод. пособие для студентов строительных специальностей БелГУТа. В 2 ч. Ч. I / Е. К. Атрошко, М. М. Иванова, В. Б. Марендич; М-во образования Респ. Беларусь, Бе-лорус. гос. ун-т трансп. – Гомель: БелГУТ, 2010.

5. Инженерная геодезия / Хренова Л.С., 1985

6. Лекции Дальневосточного Государственного Университета Путей Сообщения по геодезичским работам в строительстве.

7. Измерение углов /Центр Научно Технических Услуг "Инжзащита "

---

Дата добавления: 2015-11-14