Теодолит. Теодолитная съемка.

Теодолит. Теодолитная съемка.

Теодолит как оптический прибор требует бережного обращения, так как от этого зависит точность измерений. Небрежность в обращении с теодолитом приводит к расстройству взаимного положения деталей, что делает прибор непригодным для работы. Вредно влияют на геодезические приборы сотрясения, соударения, резкие колебания температуры воздуха, поэтому при работе с теодолитом необходимо соблюдать основные правила обращения с ним.

1. Хранить теодолит следует в сухом, отапливаемом и вентилируемом помещении с температурой не ниже +5°, с относительной влажностью не более70%. Теодолиты в футлярах при хранении помещают на стеллажи, а штативы и вехи ставят в специально оборудованные стойки, размещаемые вдали от отопительных приборов.

2. К месту работы теодолит доставляют в футляре. При выносе прибора в морозную погоду вынимать его из футляра следует не ранее чем через 1 час, чтобы теодолит охладится постепенно. Вынимать теодолит из футляра при внесении в теплое помещение не следует ранее 2 часов после внесения для предохранения его от запотевания.

3. Необходимо обогревать теодолит от толчков и ударов, особенно при транспортировке.

4. При съёмке переносить теодолит на большие расстояния разрешается прикрепленным к штативу,с небольшим наклоном от вертикального положения. При этом трубу теодолита поворачивают объективом вниз, а все вращающиеся части закрепляют винтами. Переносить прибор на штативе в горизонтальном положении запрещается.

5. Необходимо оберегать теодолит при работе от нагрева солнечными лучами с помощью зонтов или устанавливать прибор в затененном месте.

6. Запрещается работа с теодолитом при сильном снегопаде и в дождливую погоду.

Поверки теодолита:

1.Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна горизонтальной оси инструмента.

2.Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна горизонтальной оси вращения трубы.

3.Горизонтальная ось вращения трубы должна быть перпендикулярна вертикальной оси инструмента.

4.Одна из нитей сетей должна быть горизонтальна, другая вертикальна.

Теодолитной съемкой называется горизонтальная съемка, в которой угловые измерения выполняются теодолитом, а линейные- с помощью мерной ленты, рулетки или оптических дальномеров, обеспечивающих измерение длин линий с ошибкой не более 1:2000.В качестве вспомогательных приборов могут применяться эклиметры -для измерения углов наклона линий местности и эккер-для построения перпендикуляров.

Теодолитная съемка проводится в крупных масштабах, на небольших участках местности. По результатам съемки составляется контурный план. Для изображения рельефа контурный план можно дополнить результатами тахеометрической съемки-в пересеченной местности или нивелированием поверхности, когда рельеф местности равнинный.

Состав геодезических работ при производстве теодолитной съемки слагается из следующих этапов: построения планового обоснования, съемка контуров местности, вычисление координат точек планового обоснования и составления плана.

2.Вычисление по привязке линии В-1 теодолитного полигона

к пунктам геодезического полигона к пунктам геодезической сети.

Решение задачи состоит в вычислении дирекционного угла линии А-В по исходным координатам пунктов А и В, являющихся государственной геодезической сети, и передаче полученного дирекционного угла линии А-В по линии теодолитного хода В-1 по измеренному примычному горизонтальному углу β.

Исходные данные для решения задачи:

α)координаты пунктов А и В государственной геодезической сети:

Ха=705,17 Хв=580,24

Уа=1182,54 Ув-берется из таблицы(приложение 1)

Б)примычный угол Впр=309°19´00´´

Решение:

2.1.Вычисление дирекционного угла АВ(Аαв)

tg Гав=

tg Гав= = =-0,54382

tg Гав= arctg = arctg(-0,5432)=28°32´00´´

По знакам приращения координат определяют четверть, в которой находится линия А-В-это ׀׀ четверть.

По названию четверти определяют название румба:

Гав=ЮВ:28°32´00´´

А=180°-r

Aав=180°00´00´´-28°32´00´´=151°28´00´´

2.2.Вычисление дирекционного угла линии В-1

Используя правый примычный угол Вправ, применяют формулу:

an+1=an+180180°-Bправ

Ав-1=151°28´00´´+180°00´00´´-309°19´00´´=22°09´00´´

Для контроля вычислений определяют левый примычный угол Влев

Влев=360°-Вправ

Влев=360°00´00´´-309°19´00´´=50°41´00´´ и применяют формулу:

an-1=151°28´00´´+50°41´00´´-180°00´00´´=22°09´00´´

3.Обработка журнала измерений углов и линий.

3.1.Вычислить в журнале измеренные горизонтальные углы.

Горизонтальный угол В1 полигона получают как разность двух направлений, выходящих

из его вершины: 1-В и 1-2

Из отсчета на правую (заднюю) точку В вычитают отсчет на левую (переднюю) точку 2 и получают значение правого по ходу угла (Вправ).

Из отсчета на правую точку окажется меньше отчета на левую точку, то к отс´чету на правую сторону прибавляют 360°.

Измерение углов произведено способом приемов, и значение угла получают дважды:

-в первом полуприеме:

-во втором полуприеме:

За окончательный результат принимают среднее значение угла между двумя полуприемами:

В₁= =116°33´30´´.

В диагональном ходе измерены левые по ходу углы. Для получения значения левого угла из отсчета на переднюю точку вычитают отсчета на заднюю точку по ходу.

3.2.Вычислить средние значения длин линий и подписать из под чертой, как это сделано для линии 1-2(графа7).

3.3.Вычислить горизонтальные проложения по формуле:

D=D-∆D,

Где d-горизонтальное проложение;

∆D-поправка в измеренную длину за наклон к горизонту, которую вычисляют по формуле:

∆D=2Dsin²

Где V-измеренный угол наклона линий к горизонту.

Линии полигона и диагонального хода измерены на ровной местности с небольшими углами наклона.В линии с углами наклона менее 1° поправки за наклон не вводятся измерений принимаются за горизонтальные приложения.

В приложении приводится пример записи вычисления горизонтального проложения линии 1-2.

Вычисления произведены следующим образом:

∆D=2x140,74x sin² =2x140,74xsin²1°08´=0,11

=140,74-0,11=140,63

3.4.По журналу измерений и абрису составить схематические чертежи полигона и диагонального хода, на которых выписать средние значения измеренных углов и линий, исправленных за наклон(приложение4)

4.Увязка углов в полигоне, вычисление дирекционных углов и румбов.

Вычисления следует вести в координатной ведомости, проведенной в приложении 5.

При заполнении ведомости измеренные и увязанные углы и координаты записывают напротив номера точек, а дирекционные углы, румбы, горизонтальные проложения координат линий записывают между номерами точек.

Порядок вычислений

4.1.Выписать со схематического чертежа в графу 2 ведомости средние значения горизонтальных углов и в графу 6-горизонтальные проложения линий.

4.2.В графу 4 ведомости занесены значения вычисленного дирекционного угла стороны В-1, а графы 11 и 12- координаты точки В.

4.3.Определить невязку в углах полигона из выражения:

∫ Впр=∑Впр-∑Втеор,

Где ∑Впр- сумма практически измеренных углов, вписанных в графу 2;

∑Втеор- теоретическая сумма внутренних углов полигона, определяемая из выражения

∑Втеор=180°(n-2),

Где n –число углов полигона.

В полигоне 5-углов, сумма внутренних углов полигона будет равна:

∑Втеор=180°(5-2)-540°00´00´´

4.4.Cравнить полученную величину ∫Впр с допустимой угловой невязкой ∫Вдоп, вычисляемой по формуле:

∫Вдоп=±1´ .

Результаты вычислений, указанные в пунктах 3 и 4, приведены под итоговой чертой граф 2 и 3 ведомости координат.

4.5.Если ∫ Впр ≤∫Вдоп, то ее распределяют поровну на все углы в виде поправок со знаком, обратным знаку невязки:

Vвi=-

Поправки входят с округлением до 30´´.

Если поправки не могут быть введены в измеренные углы поровну, то в этом случае большую по величине поправку вводят в углу, составленные более короткими сторонами.

Важно помнить, что сумма поправок должна быть равна величине невязка с обратным знаком:

=-∫Впр

В рассматриваемом примере угловая невязка будет равна

∫Впр=539°59´00´00´´= -1´00´´

Поскольку поправки не могут быть меньше 30´ по условию, то поровну распределить невязку на все пять углов полигона не представляется возможным, поэтому поправки могут быть введены только в два угла,примыкающие к самой короткой линии 2-3.Этими углами будут углы в вершинах 2 и 3.

=+30´´

=+30´´

Контроль: + =-∫Впр

(+30´´)+(+30´´)= -1´00´´

Поправки со своим знаком записать над измеренными углами в графе 2 ведомости.

4.6.Вычислить исправленные углы по формуле:

В =В +V

Результат записать в графу 3, а значения измеренных углов без поправок переписать без изменения.

Так, исправленный угол на т.2 будет равен:

123°37´00´´+30´´=123°37´30´´

4.7.Контролем правильности увязки углов является соблюдение условия: сумма исправленных углов должна быть равна теоретической сумме углов полигона:

4.8.По исходному дирекционному углу и увязанным углам вычислить дирекционные углы всех остальных углов по формуле:

= +180°-Виспр

Где –дирекционный угол последующей стороны

-дирекционный угол предыдущей стороны

-исправленный угол, правый по ходу, лежащий между этими сторонами

Результаты вычислений вписать в графу 4

При небольшом объеме работ вычисления удобно произвести на бумаге, располагая их в следующем порядке:

Проверка:В замнутом ходе контролем вычислений является получение дирекционного угла исходной стороны.

(4-В)…..

(В-1)…

4.9.По известным дирекционным углам вычислить румбы(графа5)

Таблица1

Четверть	Проделы значений Дирекционных углов	Название румбов	Зависимость между дирекционными углами и румбами
│	0°-90	СВ	r=a
││	90°-180°	ЮВ	r=180°-a
│││	180°-270°	ЮЗ	r=a-180°
│V	270°-360°	СЗ	r=360°-a

Румбы записываются напротив своих дирекционных углов, перед значением румба ставят его наименование.

Пример вычисления:

Дирекционный угол линии 2-3 равен

=141°58´00´´(││четверть)

Румб этой линии равен

=180°-141°58´00´´=38°02´00´´

=ЮВ:38°02´00´´

5.Увязка приращений и вычисление координат точек полигона

5.1.Вычислить в графах 7 и 8 координатной ведомости приращения координат ∆Х и ∆У по значениям d сторон полигона согласно формулам:

∆Х=d cos a=d cos r.

Знаки приращений координат определяют в зависимости от названий румбов

Название румбов	∆Х	∆У
СВ	+	+
ЮВ	-	+
ЮЗ	-	-
СЗ	+	-

Пример вычисления приращений координат для стороны В-1 в приложении 5:

∆Х= сos ; ∆Х=101,21 х сos(22°09´00´´)=101,21 x 0,92620=+93,74;

∆У= sin ; ∆У=101,21 х sin(22°09´00´´)=101,21 x 0,37703=+38,16/

Аналогично вычисляют все приращения координат замкнутного хода.

6.2.Вычислить невязки все приращениям.

В замкнутом полигоне теоретическая сумма приращений координат равна нулю.

=0

Ввиду наличия погрешностей угловых и линейных измерений суммы вычисленных приращений координат отличаются от нуля.

Значения сумм ∑ и ∑ ,отличные от нуля,являются невязками ∫х и ∫у соответсвенно.Таким образом,невязка вычисляюся по формулам:

∫х= ;∫у=

Для этой цели раздельно по графам 7 и 8 ведомости координат суммируют все приращения со своим знаком, и результаты записывают под итоговой чертой.

6.3.Вычислить абсолютную линейную невязку полигона.

Чтобы оценить, велики или малы полученные невязки, вычисляют абсолютную невязку по формулу:

=±

В нашем примере: = +0,15; = +0,04;

=± ±

6.4.Затем относят абсолютную невязку к периметру хода, то есть находят относительную невязку, как частное от деления абсолютной невязки на периметр полигона.

Величина относительной невязки для теодолитного хода не должна превышать доли периметра и выражается в виде правильной дроби, в числителе которой - единица.

В нашем примере: ≤ свидетельствует о том, что произведенные измерения выполнены достаточно точно, и можно выполнить линейную увязку полигона. Для этого невязки и распределяют в виде поправок и

В соответствующие приращения пропорционально длинам сторон со знаком, обратным знаку невязки по формулам:

= X ;

= x .

Поправки вычисляют в сантиметрах и записывают над цифрами сантиметров приращений координат (гр.7,8).

Рассмотрим пример вычисления поправок в приращения координат стороны В-1:

= x ; = х101,21м=-2,5≈ -2см.

= x ; = х101,21м=-0,6см≈ -1см.

Контролем вычисления поправок являются соблюдения условия: сумма вычисления поправок должна быть равна невязке приращений с обратным знаком.

=-

=

6.6.Вычислить исправленные приращения координат по формулам:

∆ =∆ + ;

∆ =∆ + .

Пример вычисления исправленных приращений для сторон В-1:

∆ =(+93,74)+(-2)=+93,72;

∆ =(+38,16)+(-1)=+38,15.

Вычисленные приращения с учетом поправок записывают в графы 9 и 10.

После исправления приращений координат производят контроль линейной увязки, а именно – находят суммы исправленных приращений по Х и У.Эти суммы для замкнутого полигона должно быть равно нулю:

=0;

=0.

6.7.По исправленным приращениям координат и координатам начальной точки последовательно вычислить координаты всех вершин полигона по формулам:

= + ;

= + .

Где

, -координаты предыдущей точки соответственно по осям Х и Y.

, . – исправленные приращения координат, взятые со своими знаками.

Пример: в ведомости координат за координаты начальной точки приняты координаты точки В. Тогда координаты точки 1 получим следующим образом

_{= + ; =580,24+(+93,72)=673,96}

_{= + = =1250,48+(+38,15)=1288,63}

_{Аналогичично вычиляют координаты остальных точек. Вычисленные координаты записывают в графы 11 и 12координнатной ведомости.}

_{Все вычисления распологают в ведомости координат согласно приложению 5.}

_{7.Камеральная обработка диагонального хода.}

_{Диагональный ход приложен внутри полтгона и опирается на точки 1 и 3 с известными координатами и линий полигона (В-1) и (3-2) с известными дирекционными углами И}

_{Заполнение ведомости координат (приложение 6) следует начинать с выписки исходных данных:}

_{7.1.В графу 1 последовательно выписать точки хода:В,1,5,3,2.}

_{7.2.В графу 2 из схемы диагональньного хода выписать измеренные горизонтальные углы, левые походу(два примычных при точках 1 и 3 и один угол хода при точке 5).}

_{7.3.В графу 4 из ведомости полигона выписать исходные дирекционные углы: ,который называется начальным, и дирекционный угол который называется конечным.}

_{Следует учитывать, что в ведомости полигона имеется дирекционный угол который отличается от на 180°.Чтобы получить значение обратного обратного дирекционного угла, нужно к прямому дирекционному углу прибавить 180° или вычесть из него 180°.}

_{Пример вычисления: =141°58´00´´;}

_{= +180°=141°58´00´´+180°=321°58´00´´.}

_{7.4.В граыу 6 выписать горизонтальные приложения сторон хода (1-5) и (5-3) из схемы диагонального хода.}

_{7.5.В графы 11 и 12 из ведомости полигона выписать координаты исходных точек 1 и 3, причем точка 1 начальной,а точка 3-конечной.}

_{8.Увязка углов диагонального хода.}

_{8.1.Вычислить угловую невязку по формуле:}

_{= - .}

_{Сумму практических углов получаем путем сложения измеренных углов хода.}

_{Теоретическую сумму углов в разомкнутом ходе определяют по формулам:}

_{= - +180 n (для правых по ходу углов);}

_{= - +180 n (для левых по ходу углов).}

_{где -начальный дирекционный угол}

_{-конечный дирекционный угол}

_{n – число измеренных углов хода, без примычных.}

_{Рассмотрим пример вычисления для хода с измеренными левыми по ходу углами}

_{=22°09´00´´}

_{=321°58´00´´}

_{n=3 (число углов хода, два из которых – примычные)}

_{= - +180°х n}

_{=321°58´00´´-22°09´00´´+180° х 1=479°49´00´´}

_{8.2.Вычислить допустимую угловую невязку по формуле:}

_{= ±1,5´}

_{где n –число углов хода, включая примычные.}

_{8.3.Распределение угловой невязки, вычисление исправленных и дирекционных углов производится по аналогии с замкнутым ходом.}

_{Контролем правильности вычисления является получение исходного дирекционного угла конечной стороны хода (стороны 2-3 основного полигона)}

_{9.Увязка приращений координат сторон диагонального хода}

_{9.1.Вычисление приращений координат выполняют так же, как и в замкнутом теодолитном ходе.}

_{9.2.Невязки в приращении координат рассчитывают по формулам:}

_{= -}

₌

_{где , координаты конечной точки диагонального хода(точка 3)}

_{, координаты точки диагольного хода (точка 1)}

_{Результаты вычислелений записывают под итоговой чертой ведомости координат.}

_{Для нашего случая невязки в приращениях координат будут:}

_{= = -68,34 –(605,58-673,96)=+0,04}

_{= ( )=+201,96-(1288,73- 1288,63)=-0,14}

_{9.3.Оценка точности производится так же и в замкнутом ходе.}

_{Допустимая относительная невязка диагонально хода не должна превышать}

_≤

_{9.4.В случае получения допустимой относительной невязки увязка координат производится по тому же принципу, что и в основном полигоне, после чего вычисляют координаты вершин диагонального хода.}

_{Контролем правильности вычисления является получение знаний координат конечной точки хода ( , ), в нашем примере – координат точки 3 ( , ).}

_{10.Графическая обработка материалов теодолитной съемки.}

_{Целью графической обработки является получение контурного плана местности.}

_{Графическая обработка материалов выполняется в следующей последовательности:}

_{10.1.построение координатной сетки начинается с расчета необходимого числа квадратов координатной сетки. Стороны квадратов сетки принимаются равными 10см.}

_{Рассмотрим порядок расчета на примере замкнутого хода.}

_{По заданию план составляется в масштабе 1:1000.}

_{Сторона квадрата сетки (10см) в этом масштабе будет соответствовать 100м.}

_{По ведомости координат полигона находим значение координат точек, соответствующие максимальной и минимальной величинам по осям Х и У:}

_{=684,73 =1490,73}

_{=531,59 =1250,48}

_{Округляем максимальные значения координат ( в большую сторону, а минимальные значения – в меньшую сторону до величин, кратных длине сторон квадрата сетки (100 м)}

_{=700 =1500}

_{=500 =1200}

_{Разность абсцисс найденных величин указывает на протяженность сетки квадратов по оси Х, а разность ординат-по оси У.}

_{∆Х= - =700-500=200м}

_{∆У= - =1500-1200=300м}

_{Определяем количество квадратов}

_{по оси Х-200м:100м=2;}

_{по оси У-300м:100м=3.}

_{На сторонах прямоугольника откладывают циркулем-измерителем отрезки, равные 10см, попарно соединяют по линейке наколы противоположных сторон. Правильность построения сетки контролируют путем измерения диагоналей квадратов. Ошибки построения диагоналей не должна превышать ±0,2мм.Построенную сетку подписывают по осям Х и У в соответствии с масштабом плана так, чтобы участок местности, подлежащий построению, разместился посередине листа бумаги.}

_{10.2.Построение теодолитных ходов по координатам их вершин}

_{Задание выполняется при помощи циркуля-измерителя, масштабной линейки, остро заточенного карандаша 2Т.}

_{Сначала для каждой точки теодолитного хода необходимо определить квадрат, в котором она должна находится, сопоставив координаты точки и оцифровку координатной сетки.}

_{Абсцисса южной стороны квадрата должна быть меньше абсциссы точки и самой близкой к ней.}

_{Для точки В, абсцисса которой 580,24 ближайшей меньшей к ней абсциссой сетки будет 500 ( ).}

_{Ордината западной стороны квадрата должна быть ближайшей меньшей к ординате точки.}

_{Для точки В с ординатой 1250,48 это будет ордината 1200 ( )}

_{В итоге определился квадрат для точки В ч вершинами а,б,в,г.}

_{Затем от точек а и г по сторонам аб и гв откладывают отрезки, равные величине приращения по оси Х между координатой точки В и координатой южной линии сетки квадрата:}

_{=580,24-500=80,24}

_{Концы отрезок фиксируют наколами. Наколы соединяют тонкой горизонтальной линией, от левого конца которой откладывают значение, равное приращению координат по оси У между координатой точки В и западной линией сетки квадрата:}

_{=1250,48-1200=50,48.}

_{Фиксируют точку В наклоном и обводят кружком диаметром 1,5мм.}

_{Правильность построения точек контролируют путем сравнения расстояний между ними с соответствующими горизонтальными проложениями, взятыми из графы 6 ведомости координат.}

_{Допустимое расхождение не должно превышать ±0,2мм.}

_{Убедившись в правильности нанесение вершин теодолитных ходов, их последовательно соединяют тонкими линиями. Построенное обоснование служит основой для контуров местности.}

_{10.3.Нанесение ситуаций на план.}

_{Построение контуров местности на плане производится на основе абриса. Для построения используют транспортир, циркуль-измеритель и масштабную линейку.}

_{Нанесение ситуации на план теми же способами, которые применялись для съемки ситуации в полевых условиях, а именно:}

_{-способом перпендикуляров;}

_{-способом угловых и линейных засечек;}

_{-способом створок;}

_{-полярным способом.}

_{При накладке ситуации на план контроля нет.}

_{10.4.Оформления плана.}

_{Оформление плана производится после поверки правилельности построения контуров местности.}

_{На план наносят в карандаше условные знаки с соблюдением требований инструкции.Условные знаки для топографических планов масштаба 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500.}

_{Координатную сетку подписывают с двух сторон, внизу и слева по осям Х и У.}

_{Линии вспомогательных построений с плана убирают.}

_{Окончательная доработка плана будет произведена в процессе выполнения следующих заданий.}

_{11.Вычисление координат площади полигона.}

_{Определение площади полигона производится аналитическим способом по координатам его вершин. Если вершины участка пронумеровать по часовой стрелке, то формулу площади можно представить в виде:}

_{Р= или}

_{Р= )}

_{Где Х,У – координаты вершины полигона.}

_{В ведомости приложения 9 приведен пример вычисления площади полигона по координатам пяти вершин.}

_{11.1.В графы 2 и 3 последовательно вписывают координаты всех вершин полигона, при этом значении координат округляют до 0,1м.}

_{11.2.В графу 4 вписывают разность между координатой последующей по ходу точки ( ).}

_{Пример для точки: 1: (7)= (3) –(1)= 684,7-580,2=+104,5.}

_{11.3.В графу 5 вписывают разность между координатой предыдущей по ходу точки (}

_{Для точки 1: (8)= (4) - (6)=1250,5-1428,8=-178,3.}

_{Контроль: алгебраические суммы разность координат в графах 4 и 5 должно быть равно нулю.}

_{11.4. Значение в графе 6 поучают путем последовательного перемножения значений графы 3 и графы 4.}

_{Для точки 1: (9)=(5) х (7)=1288,6 х (+104,5)=+134649.}

_{11.5. Значение в графе 7 получают путем последовательного перемножения значения графы 2 и графы 5.}

_{Для точки 1: (10)= (2) х (8)= 674,0 х (-178,3)=-120201.}

_{Произведения в графах 6 и 7округляют до 1 м, такое округление приводит к ошибке площади всего в нескольких квадратных метров, что вполне допустимо.}

_{11.6. Суммируя произведения в графах 6 и 7, получают удвоенное значение площади полигона.}

_{Контроль: полученные суммы в графах 6 и 7, (11) и (12) должны быть равны.}

_{11.7. Площадь полигона получают путем деления среднего значения удвоенной площади пополам:}

_{=48398 м²}

_{Р = = 24199 м² = 2,42 га.}

Дата добавления: 2015-09-29