Полевые работы при теодолитной съемки

Введение

 

 Геодезия - наука, изучающая  форму и размеры поверхности  Земли или отдельных её частей  путём измерений, вычислительной  обработки их, построения карт, планов, профилей, которые используют при  решении инженерных, экономических  и других задач.

В задачи геодезии входит изучение методов:

1. измерений линий и углов на поверхности земли, под землёй, над землёй с помощью специальных геодезических приборов;
2. вычислительной обработки результатов измерений и создания цифровых моделей местности, с использованием электронно-вычислительной техники;
3. графических построений и оформления карт, планов и профилей с использованием машинной графики;
4. использования результатов измерений и графических построений при решении задач промышленного, сельскохозяйственного, транспортного, культурного строительства, научных исследований, землеустройства, земельного и других кадастров.

Теодолитная съёмка, как и съёмки других видов, является полевой работой, при выполнении которой сначала создаётся съёмочная геодезическая сеть, а затем производится съёмка ситуации.

Главная задача геодезической практики - научиться работать на геодезических инструментах, строить топографические планы местности различных масштабов.

При прохождении учебной практики по геодезии необходимы знания систем координат, системы условных знаков, основ теории картографических проекций, основ топографического черчения, а также знания методов ведения инженерно-геодезических и изыскательских работ.

 

 

 

Глава 1 Полевые работы при теодолитной съемки

 

1. Рекогносцировка местности

 

Рекогносцировка – осмотр местности с целью знакомства с объектами съемки, отыскания пунктов ГГС, окончательного выбора точек теодолитных хода.

Одна из главных задач рекогносцировки - определение четких границ картографируемого района. При этом учитываются: фактическое состояние дорог для подъезда к району; возможные Места для центра соревнований, старта и финиша; возможные места размещения участников зимних соревнований; ценность местности для ориентирования; рациональная конфигурация рабочего поля карты. [1]

 

1.2 Прокладка теодолитного  хода

 

Прокладка теодолитного хода – это производство условные изменения измерений.

Плановым обоснованием теодолитной съемки служат теодолитные ходы, которые прокладываются в виде замкнутых полигонов и разомкнутых ходов. При съемке населенного пункта или участка для строительства обычно на границе прокладывается замкнутый полигон. Для обеспечения съемки ситуации и для контроля измерений внутри полигона может быть проложен диагональный ход.

Разомкнутый теодолитный ход должен быть вытянутым, т. е. с углами поворота, по возможности, близкими к 180°, и прокладываться, как правило, между пунктами триангуляции или полигонометрии.

Проложение теодолитных ходов начинается с закрепления на местности колышками или деревянными столбами вершин углов поворота.

 

 

    Точки углов поворота  теодолитных ходов выбирают так, чтобы стороны между соседними  точками было удобно измерять, а длины их были бы не  более 350 м и не менее 20 м.

Линии измеряют дважды, в прямом и обратном направлениях, с относительными ошибками не более 1:3000, 1:2000 и 1: 1500 в зависимости от условий местности, на которой измеряются линии. Длина теодолитного хода допускается при съемке масштаба 1:5000 - 4 км; 1: 2000 - 2 км; 1:1000 - 1 км. Углы поворота в теодолитных ходах измеряют обычно вправо по ходу лежащие. Измерения выполняются при двух положениях, вертикального круга и за окончательный результат принимается среднее из двух измерений, если разница из этих измерений не превышает двойной точности прибора. Углы наклона линий измеряют с помощью вертикального круга теодолита. Результаты угловых и линейных измерений записывают в журнал установленной формы.[2]

 

1.3 Съёмка ситуации местности

 

Съемка ситуации местности заключается в определении положения точек контуров и местных предметов относительно вершин и сторон теодолитного хода.

Съемка ситуации (контуров и предметов) местности при теодолитной съемке заключается в привязке посредством тех или иных способов ситуации к сторонам и вершинам опорного теодолитного хода. Применяют следующие способы съемки ситуации.

      Съемку способом  перпендикуляров ведут следующим  образом. По направлению стороны  теодолитного хода протягивают  и закрепляют ленту и на  нее проектируют по перпендикулярам  все' снимаемые точки местности, располагающиеся около ленты. Длину  перпендикуляра измеряют рулеткой.

      При съемке ситуации  составляют абрис, в котором схематически 

зарисовывают снимаемую ситуацию, показывают все снимаемые точки, записывают четко и ясно результаты всех выполненных при съемке угловых и линейных измерений. Абрис составляют отдельно для каждой стороны теодолитного хода, показывая всю снятую с этой стороны ситуацию. Для облегчения обработки результатов съемки составляют общую схему участка, на которой показывают главные и диагональные теодолитные ходы, основные элементы ситуации, измеренные длины сторон и величины углов теодолитных ходов.

Съемка может приводиться – одновременно с прокладкой теодолитного хода. Результаты съемки заносят в схематичный чертеж - абрис.

Абрис является основным документом съемки и служит материалом для составления плана местности. ( рисунок 1)

Способ перпендикуляров  

 

2. Способ полярных координат

 

 

2. Способ биполярных координат (засечек)

 

 

Рисунок 1- Способы съемки           [3]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2 Камеральные работы при теодолитной съемке

 

1. Уравнение измеренных горизонтальных углов

 

Камеральные работы при теодолитной съемке слагаются из вычислений и графических построений. В результате вычислений определяют плановые координаты вершин теодолитных ходов; конечной целью графических построений является получение ситуационного плана местности.

Измеренные углы и длины сторон теодолитных ходов содержат неизбежные случайные погрешности, накопление которых приводит к возникновению так называемых невязок.

Невязками называются разности между измеренными либо вычисленными результатами и их теоретическими значениями.

Вычисляется сумма измеренных углов ∑ βизм.

Ʃ ß изм. = 152˚ 12ˊ + 121˚ 36ˊ + 134˚ 01ˊ+ 106˚ 47ˊ + 101˚ 26ˊ + 104˚ 00, 5˚ = 720˚ 02, 5

Ʃ ß испр. = 180̊ *4 = 720̊

F ß = 00̊  02, 5́

При суммировании необходимо помнить, что в одном градусе 60/.

152˚ 12ˊ - 00̊ 0,4ˊ = 152˚ 11,6ˊ

121˚ 36ˊ - 00̊ 0, 4ˊ = 121˚ 35, 6ˊ

134˚ 01ˊ - 00̊ 0, 4  =  134˚ 00, 6

106˚ 47ˊ - 00̊ 0, 5 = 106˚ 46, 5ˊ

101˚ 26ˊ - 00˚ 0, 4 = 101˚ 25, 6ˊ

104˚ 00, 5 –00˚ 0, 4  = 104˚ 00, 1ˊ

Но для проверки нужно сложить все числа, которые получились.

152˚ 11,6ˊ + 121˚ 35, 6ˊ + 134˚ 00, 6 + 106˚ 46, 5ˊ + 101˚ 25, 6ˊ + 104˚ 00, 1ˊ = 720˚ 00ˊ

Эти данные записываем в четвертый и в пятый столбик.

Контролируют правильность вычисления исправленных углов: сумма исправленных углов должна равняться теоретической сумме углов. [4]

 

2.2 Вычисление дирекционных углов

 

Дирекционным углом в геодезии называют угол между линией проходящей через данную точку направлением на ориентир и линией параллельной оси абсцисс, отчитываемой от северного направления оси абсцисс. Его отсчитывают слева на права (по ходу стрелки) от 0о до 360°.Вычисление дирекционных углов  по формулам:

,

где an+1 – дирекционный угол последующей стороны;

an+1 – дирекционный угол предыдущей  стороны;

bиспр – исправленный, вправо по ходу лежащий угол.

 При вычислении, если  an+180°<bиспр, то необходимо прибавить 3600.  Если an+1 = an+180°-bиспр>3600, то необходимо вычитать 3600.

Контролем вычислений является получение дирекционного угла начальной стороны. Дирекционные углы записываются в графу “Дирекционные углы”

ɑ1 = 42˚ + 180˚ - 152˚ = 70˚

ɑ2 = 16, 7ˊ – 11, 6ˊ = 5, 1ˊ

ɑ3 = 70˚ + 180˚ – 121˚ = 128˚

ɑ4 = 05,1ˊ + 60ˊ – 35, 6ˊ = 29, 5ˊ

ɑ5 = 128˚ + 180˚ - 134˚ = 174˚

ɑ6 = 29, 5ˊ - 00, 6ˊ = 28, 9ˊ

ɑ7 = 174˚ - 106˚ = 68˚

ɑ8 = 28, 9ˊ + 60ˊ – 46,5ˊ = 42, 9ˊ

α9 = 68˚ + 180˚ – 101˚ = 147˚

α10 = 42, 9ˊ - 25, 6ˊ = 17, 3ˊ

α11 = 146˚ - 104˚ = 42˚

α12 = 17ˊ - 00, 1ˊ = 16, 7ˊ

Примечание: т.к. это замкнутый теодолитный ход то конечный дирекционный угол равен начальному. [5]

 

3. Вычисление румбов

 

Румб - это острый угол между направлением данной линии и ближайшим меридианом. Они измеряются в градусах от 00 до 900 и обозначаются буквой r. Возле обозначения ставится индекс, который указывает на четверть, в которой находится румб (Таблица1).

Таблица 1 Значения румбов

По названию румба мы можем определить какой знак будет стоять в приращение координат. В ведомости вычисления координат записи горизонтальной проложений и их дирекционных углов и румбов делаются в соответствие с конечными точками той линии, к которой они относятся.  Связь румба с соответствующим азимутом выявляется из рисунка 2.

 

 

 

Рисунок 2 -Схема для определения названия румбов и знаков приращений координат. Фигурными стрелками показаны румбы.[5]

     1. 42˚ 16, 7ˊ

     2. 70˚ 05, 1ˊ

     3. 51˚ 30, 5ˊ

     4. 04˚ 31, 1ˊ

     5. 68˚ 42, 9ˊ

     6. 32˚ 42, 7ˊ

     7. 42˚ 16, 7ˊ

Эти показатели записываются в девятый и десятый столбики.

 

 

4. Вычисление горизонтальных проложений

 

Меры линий считывают со схемы и выписывают в графу 11. В моем случае Масштаб 1:2000. Значения горизонтальных расстояний между вершинами теодолитно-высотного хода переписывают в графу 11 из ведомости вычисления координат.

Вычисление горизонтальных проложений d от станций до реечных точек производят по значениям расстояний D΄ (таблица, графа 11), полученных по нитяному дальномеру: d = D ΄х cos ² ν.

Превышения h точек относительно станции вычисляют по формуле:

h = h ΄ + i – l , где i – высота прибора на станции, l – высота наводки на рейку.

При вычислениях превышений по сторонам теодолитно-высотного хода, длины которых измерены стальной землемерной лентой:  h΄ = dxtg ν.