Современные методы и приборы, использующиеся при наземных геодезических съёмках

При теодолитной съемке заполняется абрис — схематический чертеж, на котором изображают вершины и створы теодолитного хода, снятую с них ситуацию, записывают результаты угловых и линейных измерений (рис. 1.23). Абрис составляют непосредственно во время съемки. При составлении абриса на нескольких листах должно быть перекрытие изображения, т. е. последующий лист должен начинаться с точек, которыми закончился предыдущий. Абрис является исходным документом для составления плана теодолитной съемки, поэтому его нужно составлять четко, аккуратно, чтобы при его использовании не было разночтений и неопределенностей.

Рис. 1.23 Абрис теодолитной съемки

 

  

№ точки	Угол	Расстояние, м
Станция I
Луч	0°00'
1	66 17	53,4
2	127 15	55,3
3	18051	56,3
4	21232	40,7
5	197 11	44,9
Станция II
F	0°00'
6	315 13	47,4
7	81 11	38,7
8	291 14	29,6

 

 

Тахеометрическая съемка

Тахеометрическую съемку целесообразно выполнять электронными или номограммными тахеометрами, позволяющими автоматически получать превышения и горизонтальные проложения.

При съемке прибор устанавливают над опорной точкой (точкой съемочного обоснования), приводят его в рабочее положение, т. е. центрируют, горизонтируют, устанавливают зрительную трубу «по глазу» и «по предмету». Лимб ориентируют по одной из сторон тахеометрического хода (съемочной сети), примыкающей к данной станции. Рулеткой или рейкой измеряют с точностью до 0,01 м высоту прибора i. Намечают пикеты, расстояния между которыми для различных масштабов не должны превышать величин, приведенных в таблице 9.

 

 Таблица 9

Масштаб съемки	Сечение рельефа, м	Максимальное расстояние   между пикетами, м	Максимальное расстояние от прибора   до рейки при съемке рельефа, м	Максимальное расстояние от прибора до   рейки при съемке контуров, м
1:5000	0,5	60	250	150
	1,0	80	300	150
	2,0	100	350	150
	5,0	120	350	150
1:2000	0,5	40	200	100
	1,0	40	250	100
	2,0	50	250	100
1:1000	0,5	20	150	80
	1,0	30	200	80
1 :500	0,5	15	100	60
	1,0	15	150	60

 

Пикеты, или реечные точки, должны располагаться на характерных точах рельефа данной станции. Рейку поочередно устанавливают на пикеты, по рейке при одном положении вертикального круга определяют дальномерное расстояние D и берут отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам (при круге П и Л) и записывают их в журнал тахеометрической съемки. При измерении вертикального угла перекрестие нитей сетки наводят на отмеченную на рейке высоту прибора i или на верх рейки. Если пикет является только контурной точкой, то вертикальный угол не измеряют.

При съемке равнинной местности целесообразно отметки пикетов определять методом геометрического нивелирования, для чего на зрительную трубу прикрепляют уровень, путем поверки и юстировки визирную ось трубы устанавливают параллельно оси цилиндрического уровня. Иногда рядом с теодолитом устанавливают нивелир, теодолитом определяют плановое поло-жжение пикетов, а нивелиром — их отметки, при этом определяют горизонт прибора(нивелира)

ГП = Нсm. + αс',

где Нсm. — отметка станции; ас — отсчет по рейке, установленной на станции.

В этом случае

Н = ГП — α

где α — отсчёт по рейке, установленной на пикете.

Превышение h определяют по дальномерному расстоянию и углу наклона v, используя формулу

где h' = 0,5Dsin2v. Отметка пикета

где Н'ст. = Нст. + i - l

На каждой станции необходимо определять место нуля (М0) вертикального круга. Если М0 не привели к величине, близкой к нулю, то его округляют до целых минут и угол наклона определяют по формуле, соответствующей конструкции теодолита. Для теодолита 2Т-30

Вычисления целесообразно выполнять на микрокалькуляторе.

В таблице 10 приведен журнал тахеометрической съемки.

Таблица 10

Дата ___________ Теодолит 2Т-30 Станция II. Высота прибора 
Наблюдатель __________ i = 1,46 М. Отметка станции 
Нст. = 131,15 м. М0 = +2'

 

  

 

Точка	Отсчёт по   дальномеру,м	Отсчёты по кругам		V = M0 - П	D = Dcos2 v,м	h' = D/2   sin2v, м	1,м	h = h'+i-l	H = Hcm+h,м	Примечание
		горизонтальному	вертикальному
		º '	º '
Ст. 1		0 00	Круг П
1	47,4	17 31	2 04	-2 02	47,3	-1,68	3,00	-3,22	127,9	развика дорог
2	118,7	58 46	1 14	-1 12	118,7	-2,49	3,00	-4,03	127,1	дорога
3	97,7	63 15	2 17	-2 15	97,5	-3,83	3,00	-5,37	125,8	рельеф
4	81,5	103 17	0 10	-0 08	81,5	-0,19	3,00	-1,73	129,4	рельеф
5	144,7	159 11	2 12	-0 10	144,5	-5,47	3,00	-7,01	124,1	урез воды реки
Ст.1		0 00

 

 

Съемку пикетов целесообразно выполнять по мере возрастания горизонтальных углов. Абрис тахеометрической съемки (кроки) ведут одновременно с журналом. На абрисе (рис. 1.24) показывают положение станции, направление на предыдущую и последующую точки тахеометрического хода, положение всех пикетов, их обозначают теми же номерами, что и в журнале.

Рис. 1.24. Абрис тахеометрической съемки

Ситуацию изображают условными знаками, рельеф — горизонталями. Между точками стрелками показывают понижение рельефа и возможность интерполирования горизонталей между этими пикетами.

После окончания работы на станции проверяют ориентирование лимба теодолита, визируя на предыдущую точку хода. Если отсчет отличается от начального более чем на 5', съемку на этой станции переделывают. Для контроля на каждой станции определяют несколько пикетов на полосе съемки ее смежной станции.

Построение плана по результатам тахеометрической съемки начинают с вычерчивания координатной сетки и нанесения по координатам точек хода. Правильность нанесения точек контролируют по длинам сторон между точками, выраженными в масштабе плана, они не должны отличаться от соответствующих расстояний на плане более чем на 0,2 мм.

После этого с помощью транспортира, масштабной линейки и циркуля-измерителя по данным журнала наносят на план пикеты. Направления на пикеты со станции наносят по транспортиру. Например, при съемке со станци II ориентирование лимба выполнено по линии II-I, транспортир прикладывают центром к точке II плана, а отсчет 0°00' совмещают с линией II-I. Отложив 17°3Г, получают направление на пикет I, по которому откладывают от станции II горизонтальное приложение 47,3 м в масштабе плана. Аналогичным образом наносят и другие пикеты. Для ускорения целесообразно сначала нанести все направления, подписывая у каждого номер пикета, затем прочертить направления и по ним отложить горизонтальные проложения в масштабе плана. Рядом с полученными точками из журнала выписывают отметки пикетов. По отметкам станций и пикетов проводят горизонтали с принятым сечением.

Контуры и рельеф на плане вычерчивают тушью согласно условным знакам. Над северной рамкой делают надпись, характеризующую участок местности (его название), например, «Топографический план поселка Луч, построенный по материалам тахеометрической съемки», над южной рамкой подписывают численный масштаб, высоту сечения рельефа, при необходимости вычерчивают линейный масштаб и график заложений.

Автоматизация тахеометрической съемки связана с появлением электронных тахеометров (ЭТ). ЭТ устанавливают на станции, на пикетах ставят специальные вешки с отражателями, при наведении на которые автоматически определяют расстояние, горизонтальный и вертикальный углы. МикроЭВМ тахеометра по результатам измерений вычисляет приращение координат Δх, Δу и превышение h с учетом всех поправок. Результаты измерений могут вводиться в специальное запоминающее устройство (накопитель информации), которого информация поступает на ЭВМ, и по специальной программе выполт няется окончательная обработка результатов измерений с получением данных, необходимых для построения цифровой модели местности или топографического плана. Графическое изображение топографического плана может, быть выполнено графопостроителем, соединенным с ЭВМ. 
Нивелирование поверхности

Топографическую съемку небольших участков равнинной местности с небольшим количеством контуров при высоте сечения рельефа через 0,1; 0,25; 0,5 м выполняют нивелированием поверхности по квадратам, прямоугольникам, характерным линиям рельефа и т. п. Отметки пикетов во всех способа определяют геометрическим нивелированием, различие состоит в методе определения планового положения точек.

При нивелировании по квадратам теодолитом и мерным прибором на местности разбивают сетку квадратов, в вершинах квадратов забивают колышки. Сначала строят квадраты со сторонами 100, 200 или 400 м, а затем получая более мелкие квадраты со сторонами 40 м при съемке в масштабе 1:2000, 20 м — при съемке в масштабе 1:1000 и 1:500. При разбивке квадратов выполняют съемку ситуации. Результаты съемки фиксируют в абрисе (рис. 1.27).

Рис. 1.27. Абрис нивелирования поверхности по квадратам (стрелками показано направление скатов)

Нивелир устанавливают так, чтобы с меньшего количества станций полнить съемку всего участка. Установив нивелир на станции I, берут отсчет по рейке, поставленной на опорной высотной точке (например на Рп I) и вычисляют

ГП = Нрn + а,

где Нрn — отметка репера; а — отсчет по рейке, установленной на репере.  У номеров вершин квадратов выписывают отсчеты по рейкам, установленным на них, в абрисе штриховыми линиями показывают, на какие вершины квадратов выполнено нивелирование с данной станции. Отметки вершин квадратов вычисляют по формуле

Нi = ГП - а

Подобным образом выполняют нивелирование и с других станций с обязательным определением ГП на каждой станции по опорным высотным пунктам или связующим точкам. С каждой последующей станции нивелируют несколько связующих точек, при этом (см. рис. 1.27) а1+ b2 = а2 + b1,  расхождение между этими суммами не должно превышать 10 мм.

При нивелировании по параллельным линиям прокладывают параллельные магистральные ходы, часто по характерным линиям рельефа, по обе стороны от каждого хода разбивают перпендикулярные линии (поперечники). По ходам и поперечникам через 40 м при съемке в масштабе 1:2000 и 20 м — при съемке в масштабах 1:1000 и 1:500 закрепляют пикеты и снимают ситуацию. Высоты пикетов определяют геометрическим нивелированием.

 

Методы исполнительных съемок

Выбор методов исполнительной съемки фасадных систем должен определяться в зависимости от следующих факторов:

- перечня  конструктивных элементов и характеристик  фасадных систем, которые подлежат  исполнительной съемке;

- полноты  необходимой отчетной документации (ведомости координат определенных  точек на фасадных плоскостях, вертикальные и горизонтальные  разрезы, сечения, швы, зазоры, объемная 3D-модель здания и пр.);

- геометрических  параметров здания (высота, общая  площадь фасадов, сложность фасадов (большое количество, криволинейность фасадных плоскостей и пр.));

- необходимой  точности исполнительных съемок;

- необходимости  дальнейшего мониторинга положения  фасадных плоскостей в пространстве (включая гарантийный и постгарантийный периоды).

 

Координатный метод с применением 
безотражательных электронных тахеометров

В качестве основного метода исполнительных съемок фасадных систем зданий любой этажности рекомендуется применять координатный метод (полярный способ) с использованием безотражательных электронных тахеометров, дающий наибольшую точность измерений.

При применении электронных тахеометров средние квадратические ошибки определения координат точек фасада определяют по формулам, приведенным в приложении 3. При применении высокоточных электронных тахеометров координаты точек фасада определяются со средней квадратической погрешностью, не превышающей 2,8 мм, а высоты - 3,5 мм.

Полевые допуски при выполнении измерений должны быть установлены проектами организации или производства геодезических работ, которые должны в обязательном порядке входить в состав комплекта проектной (технической) документации.

 

Метод лазерного сканирования

Метод лазерного сканирования следует применять при геометрически сложных фасадных плоскостях большой площади, при необходимости получения наибольшей информативности о положении фасадных элементов и 3D-модели здания, а также при работах на ответственных объектах.

Метод лазерного сканирования может быть применен на этапе окончательных исполнительных съемок.

Для внешнего ориентирования модели и связи отдельных сканов в единое облако точек и для перевода результатов работы в нужную систему координат необходимо иметь на объекте не менее трех опорных точек, не лежащих на одной прямой, определенных в нужной системе координат. В качестве опорных точек рекомендуется использовать специальные отражатели-маркеры.

Координаты опорных точек следует определять с пунктов опорной сети с помощью безотражательного тахеометра.

В качестве связующих точек рекомендуется использовать специальные отражатели-маркеры, которые легко опознаются в соседних моделях. В качестве связующих точек также могут использоваться естественные контуры объекта, попавшие в зону перекрытия моделей.

Лазерный сканер устанавливается в произвольно выбранных местах на достаточном расстоянии от фасада. Места установки сканера и расстояние до фасадов определяются в первую очередь техническими возможностями применяемого сканера по углу горизонтального и вертикального полей зрения.