авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 12 |

«Ю. А. ФЕДОРОВ С ОСНОВАМИ ИНЖЕНЕРНОЙ ГРАФИКИ Р е к о м е н д о в а н о Г о с у д а р с т в е н н ы м ко- митетом Российской Федерации по ...»

-- [ Страница 4 ] --

делениями, установленная на конце измеряемой линии перпенди кулярно ей. Длину линии D' определяют по формуле D' = 0,5/ ctg (0,5 Ф ). (4.24) Д л я упрощения измерений в оптических дальномерах одну и^ величин (/ или ф) делают постоянной, а другую измеряют. Если измеряют малый по значению параллактический угол ф, а вели чина базиса постоянна, то такой дальномер является дальномером' с постоянной базой. В дальномерах с постоянным параллактиче ским углом в качестве переменной измеряемой величины служит дальномерный отсчет по рейке I. Базой оптических дальномеров кроме вертикальной рейки может служить и горизонтальная рейка с визирными марками или делениями.

Простейшим оптическим дальномером с постоянным парал лактическим углом и переменной, базой является нитяный дально мер, которым снабжены зрительные трубы практически всех гео дезических приборов. В сетке нитей, кроме штрихов, образующих перекрестие, имеются! еще Два горизонтальных штриха, симмет рично расположённых относительно перекрестия — дальномерные нити 2 й 4 (см. рис. 4.3).

В комплект нитяного дальномера кроме зрительной трубы с;

сеткой нитей входит вертикальная рейка с сантиметровыми де лениями,- При'Измерении линии прибор устанавливают на одном конце линии, а рейку — на другом. Из рис. 4.25 следует:

D ' ==Ь/р) К (4.25)' где 1У — расстояние от переднего фокуса объектива зрительной трубы до рейки, м;

J — фокусное расстояние объектива, мм;

р — расстояние между дальномерными нитями сетки, нитей, мм;

I — разность отсчетов по рейке между дальномерными нитями, см.

Отношение f / p называется коэффициентом дальномера, сле,.довательно, D' — KL Величина К постоянна для к а ж д о г о нитя ного дальномера и равна, к а к правило, 100.

Д л и н а линии D' от оси инструмента до рейки равна D' = Kl + f + b, (4.26) эгде б — длина отрезка от объектива до оси вращения теодолита, мм.

Величину / + б = с называют постоянным слагаемым дально.мера. Следовательно, D' = Kl' + с. (4.27) В современных геодезических приборах практически с = 0 и л о э т о м у считают, что К = 100 й D = 100/.

При измерении длины наклонных линий вертикально установ л е н н а я рейка не перпендикулярна к визирной оси прибора.

IB результате отсчет по рейке I больше, чем тот, который получают л р и перпендикулярном к визирной оси положении рейки V (рис. 4.26), т. е. = / c o s v. Следовательно, длина наклонной ли нии при визировании зрительной трубы на вертикальную рейку равна D' = Kl cos v, (4.28).где v — угол наклона измеряемой линии по отношению к горизон тальной плоскости.

Горизонтальное проложение измеряемой линии с учетом (4.21) -определится выражением D0 = Kl cos 2 v. (4.29), Вместо приведения' измеренной линий к горизонту можно вы числить суммарную поправку за наклон Линий к горизонту и неперпендикулярность рейки к визирной оси зрительной трубы..

Эта поправка всегда отрицательна й равна ' AD — Kl — Kl cos 2 v — Kl sin 2 v. (4.30)»

Р,ис. 4.26. Измерение нитяным дальномером • длины наклонной линии.' При углах наклона до 3° поправки AD очень малы и поэтому* их не вводят в длины измеренных линий. Д л я больших углов рас считаны специальные т а б л и ц ы ' поправок [9 и др.]. Поправки:

легко вычисляют с помощью микрокалькуляторов.

Погрешность измерений длин линий нитяными дальномерами равна 1 / 3 0 0 — 1 /400. Она во многом зависит от точности отсчета по рейке, степени отклонениям рейки;

от вертикали;

от влияния, рефракции световых лучей, проходящих "через неоднородные слов' в о з д у х а, н а разных высотах. -,• • г• • - _ 4.2.5. Дальномеры двойного изображения Принцип работы дальномеров двойного и з о б р а ж е н и я основан на Отклонений визирного луча клином, призмой или линзой, яв-' ляющихся оптическими компенсаторами, з а д а ю щ и м и параллакти ческий угол ф (рис. 4.27). 1 1 • - ' ;

'• Оптический- клин 1 устанавливают 'перед объективом так,, чтобы он з а к р ы в а л только ;

половину Объектива. Л у ч света, идущий от сетки нитей т через открытую часть объектива, пересечет рейку в точке М, 'а ч е р е з з а к р ы т у ю клином часть объектива —.

в точке М\ (см. рис. 4.27). Таким образом, з а к р ы в а я половину поля зрения трубы оптическим клином, призмой или линзой, можно получить два изображения одной и той ж е точки на рейке, смещенные относительно друг друга. Установив клин 2, можно сместить изображение точки М'":в положение М2. Д л и н у линии Dr 119 м о ж н о вычислить по формуле (4.24). Постоянную дальномера с •определяют на контрольном базисе и прибавляют к 1У.

Ахроматические клинья подбирают с таким преломляющим углом и из такого материала, чтобы параллактический угол -Ф = 3438'. Тогда К = 0,5 ctg (ф/2) = 100. В этом случае число метров в измеряемой длине линии равно числу сантиметров в дальномерном отсчете по рейке.

В соответствии с ГОСТ 22549-77 «Дальномеры двойного изо б р а ж е н и я. Общие технические требования», в настоящее время у нас в стране серийно выпускают три типа дальномеров двой ного изображения: Д Н Р - 5, ДН-8, Д-2.

По конструкции исполнения дальномеры двойного изображе ния изготавливают в виде насадок на зрительные трубы теодо литов типа 2Т30 ( Д Н Р - 5 и Д Н - 8 ) и в" виде самостоятельного оптического прибора (Д-2).

По принципу действия дальномеры классифицируют на даль номеры с постоянным параллактическим углом и переменной ба зой ( Д Н Р - 5 ) и на дальномеры с постоянной базой и переменным параллактическим углом (ДН-8 и Д - 2 ). В соответствии с принци пом работы дальномеров на рейку к дальномеру Д Н Р - 5 нанесена ш к а л а делений, а к рейкам дальномеров Д Н - 8 и Д-2 прикреплены марки с постоянным расстоянием (базой) между ними [34].

В оптических дальномерах двойного изобра жения.с постоянным параллактическим углом в поле зрения одновременно видны изображения двух делений рейки. Одно деление соответствует началу отсчета, а другое сме щено от начального отсчета на значение параллактического угла ф.

«Отсчитав по рейке смещение делений рейки (дальномерный интер в а л ), определяют переменную базу /, по которой получают иско мую длину линии, используя формулу (4.24).

Примером дальномера двойного изображения является авто редукционная дальномерная насадка ДНР-5 на зрительные трубы, оптических теодолитов. Этим дальномером можно измерить;

лйнищ длиной 20—200 м при углах наклона до ± 1 3 ° с погрешностью 3—6- см на 100 м. Конструкция дальномера позволяет автомати чески получать 'горизонтальные проложения измеряемых линий..

В дальномере Д Н Р - 5 используется вертикальная рейка. Д е л е н и я основной ш к а л ы рейки нанесены через 2 см.

Коэффициент дальномера равен 100, а деления на рейке н а несены через 2 см, поэтому отсчет смещения в делениях рейки снимают дважды. Сумма двух отсчетов, прибавленная к постоян ной дальномера, соответствует измеренной длине линии в метрах..

Постоянную дальномера определяют на контрольном базисе,', измеренном с высокой точностью. На этом ж е базисе проверяют коэффициент дальномера К.

В среднем относительная ошибка измерения длин линий даль номером Д Н Р - 5 равна 1:1500.

К дальномерам двойного изображения с постоянным п а р а л л а к тическим углом относится так называемый редукционный тахо метр Редта (Германия). Он представляет собой сочетание оптиче ского теодолита с точным дальномером с редукционным механиз мом. Коэффициент дальномера 100. Относительная ошибка изме рения длин линий 1:5000.

В о п т и ч е с к'их д а л ь н о м е р а х д в о й н о г о и з о б р а ж е н и я с п о с т о я н н о й б а з о й для измерения параллактического* угла ф используют линзовые компенсаторы, состоящие из двух;

пар полулинз (плоско-выпуклых и плоско-вогнутых) с одинако выми фокусными расстояниями. Одна пара полулинз — измери тельная, другая — установочная. Вместе они- составляют линзо вый компенсатор. Обе пары полулинз могут перемещаться в го ризонтальном направлении. Если сместить измерительную п а р у полулинз относительно установочной, то оптические лучи, проходя через* эту систему, преломятся, отклоняясь в верхней и нижней:

половинках компенсатора в разные стороны, образуя параллакти ческий угол. Д л я Измерения этого угла служит шкала, которая' прикреплена к измерительной паре полулинз и видна в поле зре ния' отсчетного микроскопа. Отсчет по этой шкале берут с по мощью находящейся в Центре поля зрения отсчетного микроскопа неподвижной шкалы. Десять делений неподвижной шкалы м и к р о скопа соответствуют одному делению шкалы компенсатора.

В комплект дальномера двойного изображения с постоянной базой вхбдят две горизонтальные рейки. К а ж д а я из них пред ставляет комбинацию из двух баз, ограниченных визирными мар ками. Д в е большие марки укреплены на алюминиевой штанге на расстоянии 102 см и две малые — на расстоянии 55 см друг от друга. Большая база используется при измерении линий длиной 180—700 м, а м а л а я — п р и измерении линий длиной 50—180 м.

Действие дальномера двойного изображения' с постоянной ба зой ДН-8 основано на получении в поле зрения зрительной т р у б ы изображений двух половинок'как бы разрезанной горизонтальной плоскостью рейки. Д л я раздваивания изображения марок служит 4237 •бипризма, устанавливаемая на место сетки нитей, а д л я разреза ния на две половины — щ е л е в а я д и а ф р а г м а, навинчиваемая на о к у л я р. С м е щ а я одну половину изображения марок относительно другой, путем последовательного совмещения изображений поло в и н м а р о к рейки измеряют параллактический угол р., Суть измерения угла ср дальномером Д Н - 8 состоит в следую щ е м. Трубу оптического теодолита наводят на рейку, предвари тельно закрепив на объективе насадку так, чтобы нижняя грань корпуса была параллельна горизонтальной оси трубы. Ребро би призмы и щель д и а ф р а г м ы т а к ж е устанавливают - параллельно горизонтальной оси, С помощью наводящего винта трубы доби ваются, чтобы разделительное ребро бипризмы проходило посре дине изображения штанги рейки, а наводящим винтом измери тельной части компенсатора устанавливают по ш к а л е дальномера отсчет, близкий к нулю. • Рис. 4.28. П о с л е д о в а т е л ь н о с т ь измерения - парал л а к т и ч е с к о г о у г л а ф.

а — с о в м е щ е н и е верхних и н и ж н и х и з о б р а ж е н и й одно именных м а р о к рейки, б и в — с о в м е щ е н и я и з о б р а ж е н и я р а з н о и м е н н ы х м а р о к рейки.

Измерение угла ф условно можно разделить на три этапа.

В н а ч а л е винтом установочной части компенсатора совмещают верхние и нижние изображения одноименных марок рейки, а на водящим винтом алидады горизонтального круга вводят изобра жение совмещенных половинок марок в центр поля зрения зри тельной трубы (рис. 4.28 а ). Н а втором этапе совмещают разно именные изображения марок а и Ь' (см. рис. 4.28 6 ), в р а щ а я винт измерительной части компенсатора, и берут отсчет по ш к а л е микроскопа щ. Наконец, действуя тем ж е винтом, перемещают и з о б р а ж е н и я марок навстречу друг другу до совмещения Ъ с а' (см. рис. 4.28 в) и берут отсчет п2. Параллактический угол вычис л я ю т к а к разность отсчетов п 2 — «1 = ф.

Искомую длину линии в метрах вычисляют по формуле D = I ctg ф + с + A DT + ADV, (4.31) где / — б а з а дальномера, см;

ф — измеренный параллактический угол,.. / ;

с — постоянная дальномера, см;

ADT и Л А, — поправки к измеренной линии за температуру и угол наклона, см.

Указанные действия составляют один прием. Обычно делают четыре—-шесть приемов. Допустимые расхождения м е ж д у при, емами не должны превышать 0,15 делений шкалы, Далыюмер ная насадка ДН-08 обеспечивает : измерение угла ср с погреш ностью 0,5", а длины линии — с относительной ошибкой 1 : 1500.

Дальномер с постоянной базой Д-2 является оптическим топо графическим дальномером;

позволяющим измерять Линии • длиной 40—400 м по рейке, укрепляемой на штативе как в горизонталь ном, так и в вертикальном^ положениях. Принцип измерения-па раллактического угла аналогичен используемому при работе с ДН-8, однако точность измерений с помощью дальномера Д - гораздо выше. Относительная ошибка измерения длин линий дальномером Д-2 составляет 1 : 5000.

Дальномер Д-2 как самостоятельный прибор состоит из даль номерного устройства, вертикального круга для измерения углов:

наклона измеряемой линии й подставки. Дальномерный блок со держит зрительную трубу с разделительным устройством в виде бипризмы, щелевую диафрагму и комбинированный компенсатор, в котором сочетается действие линзового и клинового компенса торов.

Двухсторонняя дальномерная рейка длиной 2 м содержит шесть марок, образующих пять малых баз длиной 0,4 м к а ж д а я.

Длина баз рейки на двух ее сторонах различается на 1 %. При использовании вертикально установленной рейки относительная ошибка измерения длин линий возрастает до 1 :3000 за счет влияния рефракции. " 4.2.6. Радио- и светодальномерные измерения длин линий В настоящее время электронные дальномеры заняли ведущее место при измерении длин линий. Среди них различают приборы двух основных видов: радиодальномеры и светодальномеры.

Общий принцип измерения длин линий свето- и радиодально мерами основан на определении времени, которое затрачивают световые или радиоволны на прохождение измеряемой линии в прямом и обратном направлениях. Д л я этого на концах изме ряемой светодальномером линии устанавливают приемопередат чик и отражатель, а при радиоизмерениях —ведущую и ведомую станцию радиодальномера. Длину измеряемой линии определяют по формуле D = vt/2 -j- К, (4.32) где v — скорость распространения радио- или световых волн в воздушной среде, км/с;

t — время прохождения волн в прямом и обратном направлениях между началом и концом измеряемой линии, с;

К — постоянная поправка дальномера, мм.

4.2.6.1. Радиодальномерные измерения длин линий. С помощью радиодальномеров длины линий измеряют в основном в малооб житых и труднодоступных районах. Измерения возможны в любое время суток и при любых метеорологических условиях. Радио дальномеры отечественного производства работают в 3- и 10-сан 4239 тиметровом диапазоне радиоволн. В зависимости от конструкции о н и позволяют измерять линии, длиной 0,2—30 км. Линии изме ряют в пределах прямой видимости, поэтому их длина ограничена кривизной Земли. В зависимости от длин радиоволн точность из мерения длин линий радиодальномерами принято характеризовать •средней квадратической ошибкой измерений (в сантиметрах) m D = = 3 + 3-10~ 6 в 3-сантиметровом диапазоне радиоволн и m D = = 5 + 3- Ю - 6 D в 10-сантиметровом диапазоне. Н а точность из мерений влияют характер подстилающей поверхности и состояние атмосферы, особенно ее влаж ность, сильно и с к а ж а ю щ а я номи нальную скорость распростране ния радиоволн.

В зависимости от метода оп ределения времени прохождения измеряемого отрезка радиоволна ми различают импульсные и фа зовые радиодальномеры. В им пульсных радиодальномерах из меряется временной промежуток между излучаемым и принимае мым радиосигналом. В фазовых измеряется разность фаз излу чаемого и принимаемого радио сигналов. При измерениях ис РиС. 4.29. Фазовый радиодальномер ТРАП-1.

пользуют две станции радиодальномера: ведущую и ведомую. Обе излучают высокочастотные колебания, модулированные близкими частотами, и принимают колебания, поступающие от другой стан дни. Наиболее распространены радиодальномеры, работающие по -фазовому методу [34].

Фазовый радиодальномер РДГВ предназначен для измерения.линии длиной 0,2—30 км со средней квадратической ошибкой (в сантиметрах) т® = 5 + 3- 10~6D. Он работает в 10-сантиметро :вом диапазоне радиоволн. Все три станции, входящие в комплект прибора, имеют одинаковую конструкцию.;

К а ж д а я станция мо ж е т работать как в режиме ведущей, т а к и в режиме ведомой.

Фазовый радиодальномер «Луч» благодаря наличию выносных антенн позволяет;

измерить линии длиной 0,2—40 км со средней квадратической ошибкой измерения (в сантиметрах) т х ~ 3 + -\г 3-10~ 6 ). Прибор работает в 3-сантиметровом диапазоне радио волн. Время измерения длины линии одним приемом 10—15 мин.

Приемопередатчик устанавливают к а к на входящую в комплект прибора 16-метровую телескопическую мачту, так и на штатив.

, Все три станции радиодальномера взаимозаменяемы и работают в режиме ведущей и ведомой. Недостатком радиодальномера яв ляется его большая;

масса (свыше 250 кг).

Топографо-геодезический фазовый радиодальномер ТРАП- (рис. 4.29), выпускаемый с 1984 г., выгодно отличается от описан ных выше. Во-первых, его три станции работают в автоматиче ском режиме и позволяют получать горизонтальные проложения измеренных линий длиной 0,05—15 км со средней квадратической.ошибкой (в сантиметрах) rtiD = 3 + 3-10 _ 6 ). Во-вторых, время из мерения длины линии одним приемом- сокращено' до 2 мин.

В-третьих, разрешение неоднозначности результатов измерений автоматическое. В-четвертых, значительно уменьшена масса ком плекта прибора. Радиодальномер ТРАП-1 работает при темпера туре воздуха —10... 3 5 ° С, относительной влажности до 9 5 % и -атмосферном давлении 60—130 кПа.

. Разработанные опытные образцы к радиодальномера ТРАП- полностью автоматизированы и т а к ж е позволяют сразу получать горизонтальное проложение линии. Поправка за метеоусловия автоматически подсчитывается ;

и -вводится в результат измерений.

Д а л ь н е й ш а я модификация радиодальномера ТРАП-2 направлена на увеличение длины измеряемых линий до 60 км. Длины линий, измеряемые, радиодальномерами ;

разных конструкций, вычис л я ю т с я по формуле (4.32).

4.2.6.2. Светодальномерные измерения длин линий. В последние 20 лет широкое распространение в практике линейных измерений.получили светодальномер'ы. Это обусловлено высокой точностью, простотой измерений, малым габаритом и массой приборов. В за висимости от назначения, дальности и точности по ГОСТ 19223- -«Светодальномеры геодезические. Общие технические условия»

светодальномеры подразделяют на три основные группы:

1) СГ —светодальномеры, применяемые в работах по разви т и ю государственной геодезической сети;

2) С П — светодальномеры, применяемые в прикладной геоде з и и и маркшейдерском деле;

3) СТ — светодальномеры, применяемые в топографических целях.. ;

В зависимости от метода определения времени прохождения световых волн различают импульсные и фазовые светодально меры. В отечественных фазовых светодальномерах источником из лучения является полупроводниковый светодиод из арсенида гал л и я. Д л я точных геодезических измерений наибольшее примене ние получил фазовый метод, при котором измеряемая длина ли нии определяется по разности фаз излучаемых и принимаемых электромагнитных колебаний, прошедших измеряемую дистанцию.

Д л и н у измеряемой линии D' в этом случае вычисляют по формуле D' = (N + AN)v/(2f) + K, (4.33) где N — ц е л о е число фазовых циклов (периодов- колебаний);

AN = (р2 — (pi)/(2a) — дробная часть цикла;

Я — д л и н а волны мо, дуляции, МГц;

v/(2f) = К/2 фазовый цикл;

ф 2 — ф1 = Аф — раз ность фаз между опорным сигналом и Отраженным;

v — с к о р о с т ь распространения света во время измерений, км/с;

/ — частота мо дуляции электромагнитных колебаний;

МГц;

К — постоянная по правка светодальномера, определяемая на эталонном базисе, мм.

При расчетах по формуле (4.33) определяют по измерениям N и А N. В зависимости от конструкции светодальномера частота колебаний f постоянна или плавно изменяется в небольших пре делах. В. первом случае измерение длины линии сводится к изме рению разности фаз, Аф = ф 2 — фь Во втором случае при измере ниях изменяют частоту f до такого значения, при котором раз ность фаз Аф равна нулю или 1/2 периода колебаний. В обоих случаях число целых периодов колебаний N определяют по изве N стным частоте и фазе колебаний.

В импульсных светодальномерах;

(«Блеск» СТ-5 и др.) длины линии измеряют, применяя две частоты следования излучаемых импульсов. Длительность импульсов 10 не. Источником излучения является полупроводниковый лазерный диод с длиной волны из лучения 0,86 мкм, приемником — фотоэлектронный умножитель.

Длина измеряемой линии при использовании импульсных све тодальномеров высвечивается на световом табло. Окончательный результат измерений из нескольких приёмов вычисляют по фор муле [44] ' D = Dr -!- 10~ S D T (Кп + Kf) + AD„ + ADV,. (4.34) где D i — среднее арифметическое значение отсчетов в режиме ра боты «точно» с учетом известного числа километров измеряемой линий, мм;

Кц — поправочный коэффициент;

учитывающий изме нение показателя преломления атмосферы по данным измерений метеоданных на концах линии;

Kf — поправочный коэффициент, учитывающий температурное изменение частоты кварцевого гене ратора, который определяют по графику в паспорте светодально мера;

Дц — поправка На циклическую погрешность, определяемая по графику в паспорте светодальномера, мм;

ADV — поправка за наклон измеряемой линии, мм.

Отражатели фазовых и импульсных светодальномеров состоят из плат с триппельпризмами, которые можно поворачивать в го ризонтальной и вертикальной плоскостях. Отражатели снабжены оптическими визирами для наведения на светодальномер и мар ками для измерения углов при установке светодальномера на тео долит. Число призм в отражателе выбирают в зависимости от длины измеряемой линии и атмосферных условий.

К недостатку светодальномеров относится ограничение их ис пользования условиями прямой видимости, часто нарушаемой ту манами' и дымкой. Кроме того, дальность измерений ограничи вается солнечным светом в дневных условиях, ночью производство линейных измерений не совсем удобно в организационном плане.

Из светодальномеров группы СГ следует выделить светодаль номер СГ-30, предназначенный для измерения в высокоточных, геодезических сетях базисов длиной до 30 км со средней квадра тической ошибкой измерений (в миллиметрах) т о — 3 + 5-1б _6.

Время измерения длины линии 10—15 мин.

Светодальномер- СГ-30;

—фазовый дальномер с переменной частотой модуляции и фотоэлектрической регистрацией светового потока. В качестве. источника излучения служит гелий-неоновый газовый лазер ЛГ-36. В светодальномере СГ-30 для модуляции светового сигнала используют две синхронно работающие ячейки Керра. Светодальномер СГ-30 выпускает отечественная промыш ленность с 1988 г. вместо ранее изготавливаемого СГ-3.

Светодальномер СП2 «Топаз» предназначен для измерения линии длиной до 2 км при инженерно-геодезических работах, проектировании, строительстве и эксплуатации гидротехнических сооружений и оборудования. Это высокоточный светодальномер с высоким уровнем автоматизации измерения и выводом инфор мации на накопитель. Результаты измерения индицируются на шестиразрядном электронно-цифровом табло.

В светодальномере СП2 «Топаз» используется импульсный способ измерений, частота следования излучаемых Импульсов 74927,5 и 149,885 кГц с длительностью импульсов соответственно 2 и 7 не. Прибор позволяет измерять линии длиной 0,5—2000 м с о средней квадратической ошибкой измерения (в миллиметрах) 1 + 2- 10 _6 D. Температурный диапазон работы — 3 0... 40°С.

mD= Светодальномер СП-03 используют для измерения коротких ли ний в стесненных условиях. Он предназначен для эталонирования базисов и высокоточных измерений при строительстве и эксплуа тации уникальных инженерных сооружений. Им измеряют линии длиной 0,5—300 м со средней квадратической ошибкой (в милли метрах) m D = 0,5 + 2- 10 _6 D. Высокая точность измерений позво ляет использовать светодальномер СП-03 для наблюдений за осадкой и горизонтальными смещениями отдельных участков пло тин и других гидротехнических сооружений.

В светодальномере СП-03 используется метод измерения раз ности фазы на низкой промежуточной частоте, позволяющей упростить измерения Дер. Особенностью светодальномер а, обеспе чивающей высокую точность измерений, является амплитудная модуляция излучения полупроводникового светодИода, при кото рой чередуется усиление и ослабление интенсивности Светового потока. Д л я разрешения неоднозначности используются не сколько частот модуляций, получаемых из опорного сигнала, вы ;

рабатываемого термостатированным кварцевым генератором.

Топографический светодальномер «Блеск» СТ5 (рис. 4.30) наи более распространенный прибор из группы СТ в топографо-геоде зическом производстве. Он выпускается с 1984 г. и в отличие от своего предшественника — светодальномера' «Блеск» ЗСМ-2 имеет р я д преимуществ: увеличена дальность измеряемых расстояний с 2 до 5 км, повышен уровень автоматизации измерений, до 10 с сокращено время Одного измерения. В приборе реализована воз можность приведения Постоянной поправки светодальномера, к нулю с помощью блока контрольного отсчета. Светодальномер можно установить на теодолит и в совокупности с ним произво дить линейные и угловые измерения. !

В светодальномере «Блеск» СТ5 реализован импульсный метод измерения длин линий. Прибор работает на двух фиксированных частотах /i и /2- В режиме «точно» /i = 14985,5 кГц (Я — 20 м ), в режиме «грубо» / 2 = 149,855 кГц. Источником излучения слу жит лазерный диод с длиной волны излучения 0,86 мкм, прием ником — фотоэлектронный умножитель. Длительность импульса •в Рис. 4.30. Светодальномер «Блеск» GT5 с шестиприз менным отражателем.' ' 10 не. Этот светодальномер позволяет измерять линии длиной 0,2—5000 м при температуре воздуха — 3 0... 40°С, атмосферном давлении 840—1087 гПа (630—'800 мм рт. ст.) и относительной влажности воздуха при температуре 20°С до 9 8 %. Измерение длин линий в 5000 м обеспечивается 18-призменным отражателем при слабой солнечной засветке и незначительной турбулентности атмосферы [44].

Точность измерений длин линий светодальномером «Блеск» СТ достаточно высокая и характеризуется средней квадратической ошибкой (в миллиметрах) mD= 10 + 5 - 1 0 - 6 D, что позволяет ис пользовать прибор при создании планового геодезического обосно вания д л я топографических съемок масштабов 1 : 5000 — 1 : 500.

Д л я измерения длин линий до 10 км с 1988 г. выпускается светодальномер 2СТ10 со средней квадратической ошибкой изме рения (в миллиметрах) в светлое время суток т с = 10 + 5-10~ 6 /),, а при измерениях в ночное время /п в = 3 + 3-10 _ 6 /3. Прибор удо бен в работе и транспортировке, прост в обращении, и его м о ж е т обслуживать один оператор. Его применение допустимо в л ю б ы х ' климатических условиях. В этом светодальномере используется импульсный метод измерения длин линий.

4.2.7. Определения расстояний в труднодоступных районах В практике гидрологических исследований для, планового обоснования съемок русла реки, разбивки гидрометрических ство ров и т. д. вдоль реки, как правило, прокладывают магистраль, или трассу, по которой разбивают единый пикетаж. По трассе измеряют углы и длины линий, д л я чего обычно используют опти ческий теодолит 2Т30 и землемерные ленты или 50-метровые ком парированные стальные рулетки.

Если трасса пересекает участки, Недоступные д л я непосред ственных измерений расстояний (притоки реки с обрывистыми берегами, озера, непроходимые болота и т. д.), то длины линий определяют косвенным путем, когда искомое расстояние вычис ляют по измеренным углам и базисам, решая треугольники, или его заменяют измерением других линий, эквивалентных или рав ных искомой. •.

Наиболее распространенным способом определения расстояний' в, труднодоступных районах является способ определения рас стояния из решения двух треугольников. В этом случае на к р а ю препятствия измеряют два базиса с помощью мерного линейного прибора, на концах которых теодолитом измеряют горизонтальные углы на точку, расположенную на другом конце препятствия.

Искомое расстояние вычисляют По формуле (5.21) из гл. 5 с кон тролем из решения двух треугольников по теореме синусов.

Более простым способом определения расстояний в труднодо ступных районах является способ подобных треугольников. Его применяют в условиях открытой и полузакрытой местности. Суть способа состоит в следующем. На краю препятствия в точке А с помощью теодолита строят прямой угол и задают направление, перпендикулярное недоступной для непосредственного измерения линии А Е (рис. 4.31). Измерив мерным прибором и закрепив на местности вехами два равных (можно и не равных) отрезка на заданном направлении, в конце второго отрезка строят прямой угол и провешивают линию CD. И д я по этой линии, доходят д о точки D, находящейся в створе линии BE. Измерив длину ли нии CD, находят искомое расстояние АЕ. Если АВ — ВС, т о АЕ = CD. Если АВ ф CD, то расстояние АЕ определяют по фор муле АЕ = (АВ/ВС) CD. (4.35) Еще более прост способ определения недоступных расстояний путем эквивалентной замены, реализуемый только с помощью мер ной ленты или рулетки. В данном случае в стороне от препят 9 Заказ № 124 ствия произвольно выбирают точку С и измеряют мерным при бором линии СА и СБ (рис. 4.32). Отложив с помощью мерного прибора на продолжении отрезка АС равный ему отрезок СП, •В Рис. 4.31, Определение труд- Рис. 4.32. Определение труд нодоступного расстояния нодоступного расстояния способом подобных тре- способом эквивалентной за угольников. мены.

а на продолжении отрезка ВС т а к ж е равный ему отрезок CD, получают на местности точки Е и D. Измеренная лентой или ру леткой длина линии DE р а в н а недоступному расстоянию АВ.

Если от точки С отложить на продолжений отрезков АС и ВС не равные им отрезки, а их половины, то искомое расстояние АВ = 2FG.

- Способ эквивалентной замены можно применять только в усло виях открытой местности.

ГЛАВА 5. ПЛАНОВАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ОСНОВА ТОПОГРАФО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ Построение геодезических сетей как плановой геодезической основы для топографических съемок местности, инженерных изысканий и расчетов составляет значительную часть топографо геодезических работ, выполняемых в целях развития народного;

f хозяйства и обороны страны.

Геодезическая сеть представляет собой систему пунктов на земной поверхности, закрепленных на местности наружными спе циальными знаками и центрами, положение которых определено в плановом положении и по высоте. Пункты геодезических сетей;

имеют координаты, вычисленные по результатам угловых и л и нейных измерений. • 5.1. Методы построения плановых геодезических сетей В настоящее время применяют три метода создания плановых геодезических сетей: триангуляции, триатерации и полигономет рии. Возможны т а к ж е их сочетания.

Триангуляция (от латинского слова t r i a n g u l u m — треугольник) предполагает определение взаимного планового положения гео Рис. 5.1. Расположение треугольников при триангуляции.

а — ряд триангуляции, б — триангуляционная сеть.

дезических пунктов путем построения на местности сетей смеж но расположенных треугольников, в которых измерены их углы, а в сети — длина хотя бы одной стороны, называемой базисной стороной. Вершины таких треугольников закреплены на местности наземными и подземными долговременными знаками, и они я в ляются пунктами плановой геодезической основы. Системы тре угольников строят в виде рядов или сетей треугольников (рис. 5.1).

11* Если и плоском треугольнике ЛВС (см. рис. 5. 1 а ) измерена одна сторона (например, АВ) и все внутренние углы, то по тео реме синусов можно вычислить две другие его стороны. З н а я из астрономических определений географические координаты началь ного пункта сети (например, пункта А) и азимута исходного на правления (например, АВ), можно по формулам тригонометрии последовательно- вычислить стороны всех треугольников ряда (системы), азимуты и координаты на остальных пунктах триан гуляции. Поэтому триангуляционную сеть иногда называют три гонометрической сетью.

Чтобы не накапливать ошибки, на конечных пунктах звеньев (рядов) триангуляции или в середине сети триангуляции изме ряют астрономические координаты и азимуты, по которым вычис л я ю т геодезические азимуты. Эти пункты называют пунктами Л а п л а с а. На рис. 5. 1 а пунктами Л а п л а с а являются пункты А, В, F и Я. Как правило, между пунктами Л а п л а с а точными свето дальномерами измеряют стороны треугольников. На рис. 5. 1 а это стороны АВ и FH.

Если стороны триангуляции сравнительно велики и непосред ственно измерить их по каким-либо причинам крайне трудно или вообще нельзя, то д л я определения исходных сторон АВ и FH (см. рис. 5. 1 а ) на них строят, как правило, ромбические сети АаВЬ и HfFh, в которых непосредственно измеряют базисы три ангуляции ab и fh и все углы. Затем по формулам тригонометрии вычисляют стороны АВ и FH, называемые выходными сторонами базисной сети. Измеренные на пунктах Л а п л а с а азимуты и сто роны треугольников служат в качестве исходных для расчета со ответствующих поправок во все стороны и углы треугольников, составляющих ряд или сеть триангуляции.

^Трилате рация (от латинского слова lateris — бок, сторона) — метод определения взаимного планового, положения геодезических пунктов путем построения на местности систем смежно располо женных треугольников, в которых измерены длины всех сторон.

Углы в остальных треугольниках, а затем и координаты вершин всех треугольников, как и в триангуляции, получают из тригоно метрических вычислений.

Трилатерация как метод создания плановой геодезической основы не получила широкого распространения. Применение три латерации экономически оправдано лишь в открытых районах с хорошо развитой дорожной сетью, позволяющей доставлять на земным автотранспортом громоздкие приборы и оборудование на геодезические пункты.

/На практике расстояние между геодезическими пунктами обычно измеряют в сочетании с измерениями углов. Такой метод построения геодезической сети называют линейно-угловой, или комбинированной триангуляцией.

Полигонометрия (от приставки «поли» и греческих слов gonia — угол и metreo — измеряю) — метод определения планового положения геодезических пунктов путем проложения на местности, ломаной линии (полигонометрического хода) или системы связан ных между собой ломаных линий (полигонометрической сети), в которых измерены все углы поворота и стороны (рис. 5.2).

В ходах полигонометрии углы измеряют точными оптическими теодолитами, а стороны — р а д и о - и светодальномерами.

Р»

Обычно - полигонометрию применяют в условиях закрытой местности, Вдоль рек и дорог. Полигонометрическую сеть прокла дывают взамен триангуляции и трилатерации соответствующего класса с точностью определения полйгонометрических пунктов, одинаковой с точностью триангуляции и трилатерации тех ж е Параллактическая полигонометрия — одна из разновидностей полигонометрии, позволяющая свести к минимуму непосредствен ные линейные измерения. Суть ее состоит в том, что для опреде ления длин сторон полигонометрического хода перпендикулярно им на местности разбивают короткие базисы, образуя таким об разом звенья полигонометрии (рис. 5.3). Базисы аЬ и cd измеряют мерными проволоками или лентами, а параллактические углы cpi и фь ф 2 и ф 2 — оптическими теодолитами. Соотношение длин ба зисов и сторон задают, как правило, равным 1 : 10.

, Чтобы определить дирекдионные углы всех сторон полигоно метрического хода, измеряют горизонтальные углы f}2 и ip между его сторонами (на рис. 5.3 показаны левые по ходу у г л ы ).

После расчета длин сторон из параллактических звеньев и д и рекционных углов определяют координаты точек хода А, В„ С и т. д.

5.2. Классификация и общая характеристика государственной геодезической сети Государственная геодезическая сеть (Г Г С) служит основой д л я построения других геодезических сетей и является плановым об основанием топографических съемок всех масштабов. Общепри нятым принципом построения этой сети является переход от об щего к частному, от высшего класса к низшему, что позволяет быстро распространять единую координатную систему на большие расстояния. Этот принцип выгоден экономически и прост в орга низационном отношении.

К государственным относятся геодезические сети, которые имеют высокую точность угловых и линейных измерений и обес печивают ошибку взаимного положения смежных пунктов не бо лее 1 : 1 0 000. В зависимости от точности угловых и линейных измерений, длин сторон сетей и порядка последовательного их развития государственные геодезические сети подразделяют на следующие [29]:

1) фундаментальную астрономо-геодезическую сеть;

2) геодезические сети 1-го, 2-го, 3-го и 4-го классов;

3) съемочные сети.

Фундаментальную астрономо-геодезическую сеть (ФАГС) со здают методами космической геодезии по специально разрабаты ваемым научно-техническим проектам. Она, как правило, служит для решения задач установления и поддержания координатно-вре менной основы страны, а также, в порядке международного со трудничества, координатно-временной основы планеты.

ФАГС включает в себя постоянно действующие астрономо геодезические пункты и обсерватории для наблюдения за искус ственными спутниками Земли ( И С З ) и другими космическими объектами, а т а к ж е временные астрономо-геодезические пункты, наблюдения на которых повторяют с интервалом не более 10 лет.

Пункты ФАГС равномерно расположены на территории страны и совмещены или геодезически связаны с имеющимися пунктами астрономо-геодезической сети (АГС).

При обнаружении изменений координат пунктов ФАГС анали зируют и при необходимости принимают решения о повторных наблюдениях соответствующих участков астрономо-геодезической сети.

Положение пунктов ФАГС и АГС определяют в двух геодези ческих отсчетных Системах: общеземной и референцной. З а отсчет, ную поверхность в референцной геодезической системе принят эллипсоид Красовского с большой полуосью 6 378 245 м и сжа тием 1 :298,3 (см. п. 1.1). Центры обоих эллипсоидов совмещены с центром масс Земли. Однако центр эллипсоида Красовского устанавливают относительно центра масс Земли так, чтобы исход ный пункт ГГС Пулково имел те ж е геодезические координаты, что и в системе координат 1942 г., установленной по результатам анализа и обработки большого количества астрономо-геодезиче ских работ, выполненных Ф. Н. Красовским и А. А. Изотовым.

Геодезическая сеть 1-го класса является астрономо-геодезиче ской сетью. Она предназначена для выполнения научных исследо ваний, связанных с определением формы и размеров Земли, и для распространения единой системы координат на всю территорию страны.

г З а начало системы геодезических координат в нашей стране принят центр круглого зала Пулковской астрономической обсер ватории. Этот центр связан геодезическими измерениями с исход ным пунктом астрономо-геодезической сети страны — «сигна лом А».

Астрономо-геодезическая сеть является основой для развития геодезических сетей 2-г'о, 3-го и 4-го классов. Астрономо-геодези ческая сеть 1-го класса является пространственным геодезическим построением, образованным в результате проведения комплекса линейно-угловых измерений, астрономических и гравиметрических определений, а т а к ж е наблюдений И С З, Она представляет собой сплошную сеть триангуляции и состоит из основных геодезических построений прежних лет, созданных в соответствии с ранее дей ствовавшими инструкциями, и геодезических сетей 1-го класса, развиваемых в соответствии с указаниями работы [29].

К геодезическим построениям прежних лет относятся ряды триангуляции 1-го класса, развитые в соответствии с «Положе ниями о построении государственной сети СССР» 1939 и 1948 гг., ряды триангуляции 1-го класса и сети триангуляции и полигоно метрии 1-го и 2-го классов, развитые по положениям 1954—1961 гг., полигонометрия 1-го класса, базисы космической триангуляции, проложенные по специальным техническим указаниям, и сети по лигонометрии 1-го и 2-го классов, созданные по «Инструкции по полигонометрии и трилатерации» 1976 г. [13].

В АГС входят наблюдаемые пункты в районах, где она еще не создана или имеет недостаточную плотность, а т а к ж е пункты, созданные при модернизации отдельных частей АГС для повы шения точности этой сети [29].

АГС развивается с помощью методов триангуляции, линейно угловой триангуляции, полигонометрии, а т а к ж е современных методов космической геодезии. При развитии АГС методом три ангуляции стороны треугольников могут. иметь длину 5—20 км, углы менее 30° не допускаются. АГС масштабируют с помощью ба зисных сторон и траверсов космической триангуляции. Базисные стороны в триангуляции располагают примерно через 200 км. Их, длины измеряют высокоточными светодальномерами с относитель ной средней квадратической ошибкой не более 1 : 4 0 0 000.

Через каждые 200 км АГС оснащают пунктами Л а п л а с а, как правило, на концах базисных сторон. В этих пунктах определяют астрономическую широту с погрешностью 0,3", астрономическую, долготу с погрешностью 0,03 е и азимут Лапласа с погреш ностью 0,7".

Геодезические сети 2-го, 3-го и 4-го классов являются геодези ческими сетями сгущения (ГСС) и служат главной плановой основой топографических съемок всего масштабного ряда до мас штаба 1 : 5 0 0 включительно.

Геодезические сети сгущения 2-го, 3-го и 4-го классов создают с помощью методов триангуляции, полигонометрии и линейно угловой триангуляции. При развитии ГСС применяют т а к ж е ме тоды космической геодезии и другие способы, обеспечивающие Xff '.-.'.-в Рис. 5.4. Г о с у д а р с т в е н н а я геодезическая сеть, соответствующая « О с н о в н ы м п о л о ж е н и я м 1 9 9 1 г.».

АГС: 1 — б а з и с н а я сторона и пункты Л а п л а с а, 2 — т р и а н г у л я ц и я 1-го к л а с с а, 3 — т р и а н г у л я ц и я 2-го к л а с с а п о. « О с н о в н ы м п о л о ж е н и я м 1954—1961 гг.», 4 — полигонометрия 1-го к л а с с а, 5 — п о л и г о н о м е т р и я 2-го к л а с с а по «Основным п о л о ж е н и я м 1954—1961 гг.», ГСС: 6 — т р и а н г у л я ц и я 2-го к л а с с а (3-го к л а с с а по «Основным п о л о ж е н и я м 1954—1961 гг.»), 7 — п о л и г о н о м е т р и я "2-Го к л а с с а (3-го к л а с с а по «Основным п о л о ж е н и я м 1954—1961 гг.»), 8 — пункты т р и а н г у л я ц и и 3-го и 4-го к л а с с о в.

, необходимую точность. ГСС состоят из геодезических построений прежних лет и сетей, развиваемых в соответствии с работой [29]. ГСС 3-го и 4-го классов, развитые в соответствии с «Основ ными- положениями о государственной геодезической сети С С С Р »

1954—1961 гг., классифицируют как сети 2-го и 3-го классов со ответственно.

Триангуляцию 2-го класса строят в виде сплошной сети тре угольников, а 3-го и 4-го классов — в виде жестких систем или вставок отдельных пунктоЬ в сети старших классов. Полигономет рия может заменять триангуляцию того ж е класса. Ее проклады вают в виде системы полигонов, состоящих из четырехугольных, а чаще треугольных полигонов с различными периметрами, зави сящими от класса, полигонометрии.

Средняя плотность пунктов геодезических сетей 1-го и 2-го классов, как правило, должна составлять один пункт на 50 км 2, возможно и увеличение этой плотности в зависимости от конкрет ных задач. Н а территориях, подлежащих съемкам в 'масштабе 1:5000, плотность пунктов ГСС следует доводить до одного пункта на 20—30 км 2, а подлежащих съемкам в масштабе 1 : 2 0 0 0 — д о одного пункта на 5—15 км 2.

Средние квадратические ошибки взаимного положения смеж ных пунктов в геодезических сетях, независимо от класса построе ния, должны быть не более 12 см при среднем значении 5 см.

Примерная схема построения ГГС показана на рис: 5.4, а точ ностные и геометрические параметры триангуляции и полигоно метрии 1-го, 2-го, 3-го и 4-го классов даны в табл. 5.1.

В городах, населенных пунктах и на больших. строительных площадках создают локальные геодезические сети сгущения, или сети местного значения. Они развиваются на основе пунктов ГСС 2-го, 3-го и 4-го классов, создаются методами триангуляции и полигонометрии и представляют собой сплошные сети или це почки треугольников, системы ходов полигонометрии (в городах и поселках), а т а к ж е отдельные пункты, определенные прямыми и обратными засечками от пунктов сетей высших классов. По точ ности построения и длинам сторон локальные геодезические сети сгущения подразделяют на сети 1-го и 2-го разрядов (табл. 5.2).

Геодезические сети в населенных пунктах, горнодобывающих бассейнах и на промышленных объектах, как правило, рассчиты вают в местных системах координат. Устанавливая местную си стему координат, применяют проекцию Гаусса — Крюгера с трех^ градусными зонами и осевым меридианом, проходящим через центральную часть снимаемой территории. Местные системы коор динат следует надежно связывать с общегосударственной системой плоских прямоугольных координат.

Съемочными сетями при необходимости дополняют ГСС д л я обоснования топографических съемок масштабов 1: 5 0 0 0 — 1 : на небольших площадках (до 10 км 2 ) и для обеспечения различ ных геодезических работ. Технические требования к съемочным сетям установлены в инструкциях по топографическим съемкам, Таблица 5: Точностные и геометрические параметры триангуляции и полигонометрии, входящие в ГГС Класс Вид и параметр сети 1 2 Триангуляция: • '• 12 7 средняя длина стороны, км 5 5 средняя квадратическая ошибка взаимного положения смежных пунктов, см 0,9 2,0 5, 1, средняя квадратическая ошибка измерения угла, вычисленная по невязкам треугольника, не более, 3,5 5,0 15, предельная невязка треугольника, 8, Полигонометрия:

12 5 0, средняя длина стороны, км 5 5 средняя квадратическая ошибка взаимного положения смежных пунктов, см 0,9 2,0* 5, средняя квадратическая ошибка 1, измерения угла, 'вычисленная по невязкам полигонов, не более, // 4 3 средняя квадратическая ошибка измерения сторон, не более, см При длинах сторон до 200 м — не более 3'.

Таблица 5. Основные технические показатели локальных геодезических сетей сгущения Разряд Показатель М е т о д сгущения Средняя квадратическая ошиб- Триангуляция ка измерения угла,... " Полигонометрия 1 / 2 0 ООО' Относительная средняя квад- 1 /50 О О О Триангуляция и ратическая ошибка измерения полигонометрия.

базисной стороны, i Относительная ошибка измере- 1/10 О О О 1/ Полигонометрия ния стороны 1/ Относительная невязка хода, Полигонометрия 1/10 не более :.-•' Предельная угловая невязка в Триангуляция треугольнике,,, не. более,... " Средняя длина стороны, км Триангуляция 2—5 0,5—3, 0,1—0, Полигонометрия 0,1—0, и других нормативных актах. Пункты съемочных сетей исполь зуют при речных и юзерных изысканиях, при выполнении топо графических съемок крупных масштабов в зонах действия гидро метеорологических станций и гидрологических постов, при проек тировании строительства каналов, гидроэнергетических, гидроме лиоративных сооружений и т. д.

, Пункты съемочных сетей определяют в открытой местности методом триангуляции и трилатерации в виде несложных сетей треугольников, цепочек треугольников или вставок отдельных. пунктов, геометрических сетей и различных засечек, опираю щихся на пункты ГСС. В з а к р ы т о й, местности, к а к правило, -съемочные сети р а з в и в а ю т путем проложения теодолитных ходов. ( с м. П;

5.5).

Регламентируется следующая плотность пунктов съемочных сетей [15]:

— д л я обоснования топографических съемок в м а с ш т а б е 1 : 5 0 0 0 территорий вне населенных пунктов — один пункт на 7—10 км 2, — д л я съемок в масштабе 1 :2000 — один пункт на 2 км 2, — д л я обеспечения инженерных изысканий и строительства в городах и на промышленных объектах плотность Пунктов съемочной сети совместно с пунктами ГСС — до восьми пунктов на 1 км 2, — д л я съемок в масштабе 1 : 2 0 0 0 застроенных территорий — не менее четырех на 1 км 2.

Средние ошибки при определении положения пунктов съемоч ных сетей относительно ближайших, пунктов плановых геодезиче ских сетей (АГС и ГСС) не д о л ж н ы превышать 0,1 мм в мас ш т а б е создаваемых планов топографической съемки открытых районов и 0,15 мм — лесных и горных районов, а предельные ошибки — соответственно 0,2 и 0,3 мм [15]. Т а к а я точность съемок обеспечивает положение на топографических планах изображений предметов и контуров местности с четкими очертаниями относи тельно б л и ж а й ш и х пунктов геодезической сети с ошибкой не бо лее 0,5 мм, а в горных и залесенных районах — не более 0,7 мм.

5.3. Закрепление пунктов геодезических сетей на местности Д л я выполнения угловых и линейных измерений на геодези ческих пунктах д о л ж н ы быть соответствующие знаки, они д о л ж н ы быть оформлены и долговременно закреплены на местно сти. Д л я производства наблюдений необходимо иметь над геоде зическим пунктом визирную цель и столик (штатив) д л я уста новки инструмента. Координаты геодезических пунктов относят к их центру, представляющему собой наземное или подземное со оружение со специальной маркой, изготовленной из чугуна или,. латуни. От качества постройки геодезических знаков и центров зависит не только срок их службы, но и точность геодезических измерений.

5.3.1. Геодезические знаки Н а р у ж н ы е геодезические знаки, сооружаемые на пунктах три ангуляции, полигонометрии и трилатерации, служат для уста новки на них инструмента, визирной цели, отражателя или ре т р а н с л я т о р а при свето- и радиодальномерных измерениях и плат формы д л я наблюдателя. Чтобы обеспечить между пунктами пря мую видимость и прохождение лучей света (электромагнитных колебаний) на необходимой высоте над поверхностью земли или препятствием, столик для установки инструментов и визирную цель поднимают на некоторую высоту. В зависимости от высоты этой конструкции, измерительного инструмента, подставки для его установки строят геодезические знаки следующих типов: туры, пирамиды, простые и сложные сигналы.


Туры представляют собой каменные, кирпичные, бетонные или железобетонные столбы, возведенные над маркой центра геодези ческого пункта. Их устанавливают в высокогорных и открытых горных районах с открытым горизонтом и скальными грунтами, в которые закладывают марку скального центра. Сечение фунда мента тура 0,7 X 0,7 м, выступающей над поверхностью земли части 0, 5 X 0, 5 м, высота тура 1,2 м. В поверхность фундамента ж в верхнюю грань тура строго над первой (скальной) маркой закладывают вторую и третью марки. Визирное приспособление крепят на специальных деревянных или металлических пирами дах, устанавливаемых над туром либо непосредственно на марке тура.

Пирамиды применяют, как правило, в полигонометрии и строят в открытых, всхолмленных и горных районах, где видимость на смежные геодезические пункты открывается с поверхности земли и визирный луч проходит на установленной высоте над препят с т в и е м. При экономической обоснованности пирамиды можно строить в частично залесенных районах, например, на пунктах полигонометрии. При этом для обеспечения взаимной видимости между пирамидами прорубают просеки. Сами пирамиды служат только д л я установки визирной цели, а инструмент устанавливают на штативе. По конструкции пирамиды разделяют на простые пирамиды, пирамиды со штативом и пирамиды с вехой.

- Простые пирамиды бывают трехгранные и четырехгранные, ^деревянные и металлические. Трехгранные пирамиды строят только на пунктах геодезических сетей сгущения. Н а пунктах го сударственной геодезической Сети 1-го — 4-го классов строят че тырехгранные пирамиды с общей высотой до верха визирной •цели 5—8 м.. • В простых пирамидах сторона основания равна 1/3 их высоты.

В районах с хорошими транспортными условиями применяют, сборно-разборные пирамиды, которые по мере завершения геоде зических измерений разбирают и перевозят на другой участок геодезической сети. :

Металлические пирамиды устанавливают, как правило, в райо нах, где доставка леса затруднена (например, в горах, в тундре и т. п.), а т а к ж е в густонаселенных районах, в городах и поселках, в' местах строительства крупных инженерных сооружений, где не обходима более длительная сохранность наружных знаков.

Пирамиды со штативом используют для наблюдений со стацио нарного штатйва, установленного на специальной площадке.

Строят такие пирамиды в горных районах на участках, где пре обладают каменистые россыпи, на сыпучих и зыбких грунтах. Вы сота таких пирамид 5—8 м. ' У пирамид с вехой вместо визирного цилиндра н а д стыком основных столбов устанавливают веху. Высота визирной цели н а д стыком столбов должна быть не более 5 м, общая высота пира миды с вехой может доходить до 20 м.

В триангуляции и трилатерации, как правило, используют сигналы.

Простые сигналы оборудуют двух типов: деревянные (высотой 4—10 м) и металлические (высотой до 20 м и более). Они состоят из Двух строго изолированных друг от друга пирамид: внутренней, являющейся подставкой для инструмента, и наружной, несущей платформу для наблюдателя и визирную цель. Н а р у ж н ы е пира миды, как правило, четырехгранные, а внутренние — трехгранные.

Высота столика для инструмента над площадкой наблюда теля 1,2 м.

Сложные сигналы строят, если необходимо поднять инструмент на высоту 11—40 м. Эти сигналы трехгранные. Они представляют собой единую цельную ^конструкцию, в которой внутренняя (ин струментальная) пирамида, несущая столик д л я инструмента, не изолирована от наружной. Она опирается на ее основные столбы и расположена на 6 м ниже площадки д л я наблюдателя. Высота столика д л я инструмента над площадкой 1,2 м. Обшивка граней сложного сигнала имеет кресто- или ромбообразную форму. Н а блюдатель поднимается на площадку по лестницам, устанавли ваемым внутри сигнала.

Постройка деревянных сигналов — весьма трудоемкая и доро гостоящая работа, затраты на которую составляют значительную часть всех затрат на топографо-геодезические работы. Н и ж н и е части основных столбов, находящихся в земле, обжигают. Но не смотря на это деревянные сигналы в течение 8—10 лет в южных районах и 20—25 лет в - северных становятся ветхими и опасными д л я наблюдений.

В последнее время в практике геодезических работ по созда нию и сгущению государственной геодезической сети большое рас пространение получили металлические сигналы. Сложные сигналы изготавливают из стальных труб, простые из уголковой стали, а пирамиды со штативом — из стальных труб и уголковой стали.

, Металлические геодезические знаки в зависимости от назначе ния подразделяют на переносные и стационарные, Первые в основ ном применяют в равнинных открытых, залесенных и застроенных районах. Стационарные металлические знаки устанавливают в гор н ы х районах и на крышах домов в крупных городах.

В последние 20 лет большое распространение получили разбор н ы е металлические сигналы, применение которых дает значитель ный экономический эффект. Их изготавливают в заводских усло виях. Высота собранного сигнала может достигать 30 м. Точность наблюдений с металлических сигналов не снижается. Применение переносных металлических сигналов выгодно во всех районах, •кроме труднодоступных.

В начале 60-х годов в нашей стране появились железобетонные сигналы. Отличие этих сигналов от подобных зарубежных состоит в том, что отечественные являются одновременно подставкой д л я инструмента и основанием платформы наблюдателей. Такая кон струкция сигнала разработана в Ленгипрогоре. Железобетонный сигнал монтируют из крупных панелей заводского изготовления с помощью подъемных кранов. Высота панелей 4,5—6 м. Сигнал высотой 25 м состоит из пяти панелей, обладает хорошей жест костью и устойчив к коррозии. Платформу д л я наблюдателя де лают металлической или деревянной и, как правило, переносной.

5.3.2. Центры геодезических пунктов Закрепление геодезических пунктов на местности является важной операцией при создании геодезических сетей. На пунктах государственной геодезической сети в зависимости от физико-гео графических условий закладывают центры знаков различной кон струкции. В районах с глубиной сезонного промерзания грунта до 200 см закладывают железобетонный центр типа 3 оп (рис. 5.5 а ). Нижний центр — бетонная плита Диаметром 48 и вы сотой 15 см или плита квадратного сечения 50 X 50 см с заделан ной в нее чугунной маркой. На нижний центр укладывают бетон ную плиту (якорь) круглого или квадратного сечения тех ж е раз меров, но высотой 35 см в северной зоне сезонного промерзания грунтов и 20 см — в южной зоне. В сделанную выемку размером 2 0 X 2 0 X 1 5 см устанавливают железобетонный пилон в форме па раллелепипеда с поперечным сечением 16X16 см или асбестоце ментную трубу с внешним диаметром не менее 16 см, заполненную бетоном и арматурой. Длина пилона за'висит от глубины промерза ния грунтов. В верхнюю грань пилона (трубы) заделывают чугун ную марку, которая должна быть на 50 см ниже поверхности земли. Н а д ней устанавливают бетонный опознавательный столб размером 16 X 16 X 100 см, к которому крепят охранную пла стину. При использовании буровых механизмов с диаметром бура 35 см • нижний центр представляет собой бетонную плиту диамет ром 34 см, толщиной 80 см в северной зоне сезонного промерзания, б), IF Ш Шк _ $ % »

И— Рис, 5.5. Центры геодезических пунктов для районов с глубиной сезон ного промерзания грунта менее 200 см (а) и более 200 см (б).

а — тип 3 оп, б — тип 160 on, 1 — о п о з н а в а т е л ь н ы й столб, 2 — в е р х н я я м а р к а ц е н т р а, 3 — пилон или т р у б а, 4 — г р а н и ц а п р о м е р з а н и я грунта, 5 — я к о р ь, 6 — нижняя марка центра.

Размеры даны в сантиметрах грунтов и 50 см — в южной зоне.

П р и глубине промерзания грунта более 200 см з а к л а д ы в а ю т центр типа 160 оп (см. рис. 5.5 б ). Н и ж н и й центр при этом н е з а к л а д ы в а ю т. Якорем служит бетонная плита диаметром 48 и тол щиной 35 см или плита квадратного сечения 5 0 X 50 см. В выемку якоря устанавливают железобетонный пилон в форме параллеле пипеда сечением 16 X 16 см или асбестоцементную трубу с внеш Ш ним диаметром не менее 16 см. Трубу заполняют бетоном и арма турой. В верхнюю грань пилона (трубы) з а к л а д ы в а ю т марку, над которой устанавливают бетонный опознавательный столб разме ром 16 X 16 X ЮО см с охранной пластиной (табличкой).

В труднодоступных районах можно заменять железобетонные пилоны и трубы металлическими трубами диаметром 6 см с же лезобетонным якорем диаметром 48 см и толщиной 15 см {тип 162).

В районах сезонного промерзания грунта можно т а к ж е з а к л а д ы в а т ь свайные центры (тип 147), представляющие собой желе "J SO г Рис. 5.6. Триангуляционные марки, закладывае мые в бетон (а) и привариваемые к металличе ской трубе (б).

Размеры даны в сантиметрах.

зобетонную сваю сечением 2 0 X 20 см,-длиной 400 см (для север ной зоны) или 300 см (для южной зоны сезонного промерзания грунтов). Верхняя грань сваи с маркой д о л ж н а быть на уровне поверхности земли.

В скальных породах можно з а к л а д ы в а т ь марку центра пункта непосредственно в скалу. Виды триангуляционных марок приве д е н ы на рис. 5.6.

Пункты городской полигонометрии закрепляются, к а к правило, стенными марками, з а к л а д ы в а е м ы м и попарно в стены или фунда менты зданий.

Сравнение отечественных и з а р у б е ж н ы х центров геодезических пунктов показывает, что глубина з а к л а д к и центров в нашей стране значительно больше, и это ^оправдывается тем, Что неподвижность, центра лучше сохраняется в том случае, когда основание центра находится за пределами деятельного слоя: в районах с сезонным промерзанием грунта ниже наибольшей глубины промерзания, в р а й о н а х многолетней мерзлоты — ниже глубины наибольшего оттаивания.


В С Ш А и Европе глубина з а к л а д к и центров редко превышает 1 м, что следует считать недостаточным. Д а ж е в такой стране, к а к К а н а д а, физико-географические условия которой близки к усло виям нашей страны, фактор максимальной глубины сезонного про мерзания и максимального оттаивания многолетнемерзлых пород не учитывается [35]. Глубина з а к л а д к и имеет большое значение д л я предотвращения центра геодезического пункта от разрушения.

5.4. Проектирование геодезических сетей Основная з а д а ч а проектирования геодезических сетей состоит в том, чтобы из всех возможных вариантов выбрать тот, который по своей точности и степени развития соответствует поставленным требованиям, выполняемым с минимальными трудовыми и финан совыми з а т р а т а м и.

Д о н а ч а л а проектирования собирают топографические к а р т ы м а с ш т а б а 1 : 100 000 и крупнее последних лет издания, отчеты о ранее выполненных триангуляционных, полигонометрических и нивелирных работах, м а т е р и а л ы лесоустроительных работ, метео рологические сведения, физико-географические и геоморфологиче ские- описания, данные о гидрологических и гидрогеологических исследованиях, сведения о путях и средствах сообщения в районах предстоящих работ и др. В необходимых случаях производят по левое обследование района предстоящих работ.

Н а стадии изучения материалов главным является выбор ме тода построения сети, исключающего излишние расходы и слож ную организацию работ. Оценка рельефа местности, х а р а к т е р а залесенности или застроенности, метеорологических условий и дру гих факторов д о л ж н а показать преимущества одного из методов:

триангуляционного, полигонометрического или трилатерационного.

В частности, полигонометрия всегда будет выгоднее триангуляции, если д л я построения полигонометрической сети понадобятся невы сокие сигналы (порядка 3—4 м) или простые пирамиды, тогда к а к при триангуляции необходимы сигналы высотой 25 м и более.

П р и проектировании основных геодезических сетей в а ж н о обос новать выбор места сооружения геодезических знаков, обеспечи вающего соблюдение всех геометрических требований к классу сети при минимальных высотах геодезических пунктов и долговре менную сохранность центров и н а р у ж н ы х знаков.

Проектирование направлений сторон геодезической сети и рас чет высоты геодезических знаков выполняются на топографических к а р т а х путем построения профилей местности с учетом высоты леса: и других преград по линии профиля. К а к правило, проект геодезической сети составляют на к а р т а х м а с ш т а б а 1 : 100 000, а 10 Заказ № 124 топографические карты более крупных масштабов используют д л я разработки отдельных частей проекта и для расчета высот геоде зических знаков.

Обычно проектирование основных геодезических сетей завер шают рекогносцировкой, которую поручают опытным специали стам в области геодезии. В ее задачи входят определение наибо лее оптимального варианта построения геодезической сети и окон чательный выбор местоположения пунктов, конструкций и высот знаков, а т а к ж е типов подземных центров.

Д л я улучшения формы фигур геодезической сети и снижения высот геодезических знаков рекогносцировщик может изменить расположение отдельных пунктов и д а ж е перепроектировать от дельные участки сети. Места расположения пунктов должны обес печивать сохранность центров и наружных знаков, для чего не сле дует располагать пункты на землях, занятых ценными сельскохо зяйственными культурами, на болотах, оползнях, бровках оврагов, размываемых берегах рек, на ископаемых льдах, в поймах рек, заливаемых полыми водами, и т. п. Геодезические пункты намё чают на наиболее устойчивых грунтах, для чего рекогносцировщик исследует грунт путем закладки шурфов, определяет типы и глу бину закладки центров.

Особую значимость приобретает рекогносцировка пунктов гео дезических сетей в труднодоступных заболоченных и залесенных местах. Чтобы не допустить образования препятствий, закрываю щих видимость между смежными пунктами геодезической сети, в залесенных районах рекогносцировку выполняют вместе с по стройкой геодезических знаков. В этом случае составляют кар точки постройки пунктов, представляющие задания рекогносци ровщика на постройку пунктов, и сведения о выполненной по стройке с приложением объяснительной записки и соответствую щих графических материалов.

5.5. Создание плановых съемочных сетей путем проложения теодолитных ходов Геодезическая сеть, создаваемая для обеспечения топографи ческих съемок местности, называется съемочной сетью, или съе мочным обоснованием. В зависимости от характера местности пункты планового съемочного обоснования определяют с помощью различного рода засечек и построения микротриангуляции (в от крытых районах) или проложения теодолитных ходов (в закрытых районах).

5.5.1. Краткая характеристика теодолитных ходов Теодолитные ходы представляют собой систему ломаных ли^ ний, образующих замкнутый полигон или разомкнутый много, угольник, в котором горизонтальные углы измеряют теодолитом, а длины сторон—-мерной лентой, дальномером двойного изобра ж е н и я или светодальномером.

Теодолитные ходы успешно прйменяют в качестве планового обоснования д л я съемок гидрометеорологических станций (по с т о в ), производства речных и озерных изысканий. Теодолитные ходы, проложенные вдоль береговой линии озер или берегов рек, н а з ы в а ю т магистралями. По своей точности они подразделяются -на два р а з р я д а : теодолитные ходы 1-го р а з р я д а, которые прокла д ы в а ю т с я с относительной ошибкой не более 1 : 2 0 0 0, и ходы 2-го р а з р я д а — с относительной ошибкой не более 1 : 1000. Техни ческие характеристики теодолитных ходов приведены в табл. 5.3.

Таблица 5. Технические характеристики теодолитных ходов [15] = 0,3 мм = 0,2 м м 1 1 1_ 1. 1 1 Масштаб = = = = 2000 Ю00 N "3000 N N N N Допустимая длина ходов м е ж д у исходными пунктами, мм 2, 1:5000 6,0 3, 6,0 4, 3,6 1, 1, 3,0 2, 1: 0,6 1,5 1, 1,8 1, 1: 1:500, 0, 0, Н а незастроенных территориях длины сторон в теодолитных хо д а х д о л ж н ы быть не более 350 и не менее 40 м, на застроенных z территориях — не более 350 и не менее 20 м. r J D ' -Уго ;

Н а незастроенной территории число сторон висячих теодолит ных ходов д о л ж н о быть не более трех, на застроенных — не более 0« ;

;

-г/ четырех.

. Угловые невязки в теодолитных ходах не д о л ж н ы превышать fp = I W n, где п — ч и с л о углов в ходе.

Горизонтальные углы измеряют техническими теодолитами одним приемом с перестановкой лимба м е ж д у полуприемами при мерно на 9 0 °. Р а с х о ж д е н и я в значении углов м е ж д у полуприе мами не д о л ж н ы превышать 45". Д л и н ы сторон измеряют в пря мом и обратном направлениях. Р а с х о ж д е н и я м е ж д у результатами двойных измерений регламентируются относительными ошибками V N — (Дш, — Д 0 :, р ) / 2 Д, где Д — измеренная длина линии. Эти результаты не д о л ж н ы пре вышать значений, у к а з а н н ы х в табл..5.3.

Точки поворота теодолитных. ходов закрепляют временными з н а к а м и : металлическими костылями, ш т ы р я м и и трубками, дере в я н н ы м и столбами и кольями, а т а к ж е гвоздями, вбитыми в пни деревьев и столбы.. ^ : •;

;

i Ю* 5.5.2. Создание съемочного обоснования Плановое съемочное обоснование создают, прокладывая замк нутые теодолитные ходы в виде полигонов, разомкнутые одиночные ходы или системы теодолитных ходов с одной или несколькими узловыми точками. Съемочные теодолитные ходы, прокладывае мые внутри замкнутых полигонов, называют диагональными (рис. 5.7).

Проложение теодолитного хода включает в себя рекогносци ровку местности, закрепление точек, измерение горизонтальных углов и длин линий хода, а т а к ж е камеральную обработку тео долитного хода.

Рис. 5.7. Замкнутый теодолитный х о д с диагональ ным *ходом.

В ходе рекогносцировки обследуют участок местности, подле ж а щ и й съемке, и намечают поворотные точки теодолитного хода (вершины теодолитного хода). Выбирая положение этих точек на местности, стремятся к тому, чтобы вокруг них были горизонталь ные площадки с твердым грунтом, обеспечивались взаимная види мость между смежными точками и хорошие условия для измере ния длин линий хода, а т а к ж е видимость с точек для съемки по дробностей. Точки закрепляют колышками со сторожками.

После закрепления поворотных точек теодолитного хода выпол няют угловые и линейные измерения. Методика производства угло вых и линейных измерений подробно изложена в гл. 4. Результаты измерений горизонтальных углов и длин линий записывают в со ответствующем журнале.

Камеральную обработку результатов полевых измерений начи нают с тщательной проверки всех записей и вычислений в полевых ж у р н а л а х и построения схемы на специально отведенной странице ж у р н а л а проложенных теодолитных ходов в масштабе 1 : 5000.

Если углы наклона линий теодолитного хода или отдельных отрезков линий превышают 3°, то вычисляют горизонтальные про ложения линий путем введения поправок за наклон линий. Эти поправки всегда отрицательны.

, После проверки правильности расчетов горизонтальных углов;

и длин линий приступают непосредственно к обработке теодолит ных ходов. Если, например, на местности проложен замкнутый теодолитный ход, образующий полигон, внутри которого затем проложен съемочный диагональный ход (см. рис. 5.7), то о б р а ботку начинают с основного — замкнутого хода.

Обработку замкнутого теодолитного хода начинают с подсчета:

угловой невязки. Известно, что сумма внутренних углов много угольника Z Ртеор = 180° (я — 2 ), (5. где п — число сторон многоугольника.

Измеренные горизонтальные углы всегда содержат ошибки,, возникающие за счет несовершенства теодолитов, неточности цен трирования теодолита под точкой, погрешностей наведения на:

вехи и взятия отсчетов по горизонтальному кругу, влияния внеш них условий. Поэтому сумма измеренных углов р И зм отличается' от теоретической на угловую невязку хода:

fp = Ризм— 2 Ртеор- (5-2) Если полученная невязка не выходит за пределы допустимой /р ^ Г д/п, где п — число измеренных углов, то ее р а с п р е д е л я ю т п о р о в н у в о в с е у г л ы. Вводимые в измеренные углы поправки vрг = ^-/р/и имеют обратный полученной невязке знак, а их сумма по абсолютному значению д о л ж н а быть равна невязке. Все расчеты ведут в специальной ведомости (табл. 5^4)..

Убедившись в том, что сумма исправленных углов равна тео ретической сумме, приступают к расчету дирекционных углов всех сторон хода. При этом надо иметь в виду, что могут ;

быть изме рены как левые, так и правые по ходу углы. В нашем примере (см. рис. 5.7) измерены правые углы. Дирекционный угол исход ной стороны di находят, решая обратную геодезическую задачу по формулам (1,12) и (1.13), обозначая его а н (начальный дирекци онный угол).

З н а я а н и измеренный угол |3i между исходной стороной и сто роной 1—2 теодолитного хода, можно найти дирекционный угол:;

стороны 1:—2. Из рис. 5.8 а следует, что «1-2 = Pi.

«н + 180°, V'l-A = поэтому а,_ 2 — а н + 180° — pi. (5.3)»

Определим теперь дирекционный угол а 2 -з, предварительно»

продолжив линию 1—2 за точку 2: :

о..,_л = а,_ 2 + 180° — р2.

149 to CD о в ОС СОО о к- CD СМ а CCC OOO C O со ч •«J" *о xr с CO C C OO.to to CO O) 00 — оCC OO о оо ю Ю о СО to 00 Ю о со о ( N O t-- 00 о ю ЮЮ ю ООО о to C t o CD D со о оо о со о со Oi —i «о о" о" О) to о см IM W + + о о о м СО (N СП ю о t о см СМ м со Ю СМ + + + + •д!

о г- со о ю СМ 00 см С М 00 л а — со о -- о О о о со + -о -U3 о оСМ ОС МО о см о " см + 1+ to Я со ••ч to 00 ю о « 00 Ю Ь- 00 — С n S О l о -о -о -o. о о "О «ю О C O N, О И О- Я о M ОC M +,4» +7 ++ -Я м Ц N н о to N со ю оо ю о | S ев 4s s со о CO OJ о. rf 5 м ю о чо о « со со (М СО со о to m О Э сч О « СО •о ю S ся о ю" 00 a о СМ о 0 л Et s о о к СП S О) 00 со ю тр 0. —' г~ s« н « ffl m о o-i rn ш « о я a ф m и и о Я н X о оо О оо" ю" со о to « -г со о ю см св аи ю •ф 00 to см* яч 00 о о о ю ю со"- ""loo со ^ о " as а) а N o " r o"g° о « °i? ojf Sя to ^ о +1 + 0 0 +СО 00 1 о. 1 о.

со. ео.

, Но :хн+ 1 8 0 ° -— р |, следовательно, а2_ = а„ + 2 • 180°-(Р, + Р«). (5. П р о д о л ж а я аналогичные рассуждения, получим формулу опре Рис. 5.8. К расчету дирекционных углов сторон тео долитного хода при измерении правых по ходу (а) и левых по ходу (б) углов.

деления дирекционного угла конечной, стороны а к, когда по ходу измерены правые углы:

п а к = «„ + «.• 1 8 0 ° - Е | З г,, (5. г= где п — ч и с л о всех углов теодолитного Хода.

Если измерены левые по ходу углы, то из. рис, 5.8 б следует::

а,_ 2 = а, _ л — (369° — •§,),:

а.-л = анН- 180°,, жгоэтому (5.6) (*,_, = Он — 180° + р,.

Аналогично вычисляем дирекционный угол стороны 2—3:

«2_з = а,_2 + 180° - (360° - р2) = а,_ 2 - 180° + p s.

-• Но: !

а,_ 2 = а н — 180° + р„ •следовательно, «2_з = а н - 2 • 180° + (р, + p s ). (5.7) Д л я дирекционного угла конечной стороны по аналогии на лшшем:

ак = а - я • 1 8 0 ° + рь. (5.8) н.где п — число всех углов теодолитного хода.

И з формул (5.3) и (5.6) следует, что д л я расчета дирекцион н о г о угла последующей стороны нужно к дирекционному углу пре д ы д у щ е й прибавить 180° и вычесть правый по ходу угол между э т и м и сторонами или от дирекционного угла предыдущей стороны вычесть 180° и прибавить левый по ходу угол м е ж д у этими сто р о н а м и. Это правило вытекает и из того, что к а ж д ы й правый угол.-является дополнением левого до 360°.

З а т е м вычисляют по формулам (1.10) приращения координат шо теодолитному ходу Дх:;

= di cos а г и At/i — dt sin аг-, где di — измеренная сторона теодолитного хода.

Просуммировав их по ходу по к а ж д о й оси прямоугольной си «стемы координат и сравнив вычисленные суммы приращений коор д и н а т с теоретическими, получают линейные невязки./* и /„ соот п п :ветственно осям X и У. Д л я замкнутого хода Д х г — 0 и Дг/;

= 1 0, следовательно:

/* = Z Л*"выч, (5.9) = fy Аувыч.

S Абсолютную линейную невязку теодолитного хода /Р ВЫЧИС.ляют по формуле fp — ^ fx + f y (5.10) Относительная невязка теодолитного хода при его периметре Р „должна удовлетворять условию /Р/Р 1/2000.

, Если относительная невязка хода не превышает допустимого" значения, то п о л у ч е н н а я н е в я з к а п р и р а щ е н и й к о о р д и н а т р а с п р е д е л я е т с я р а з д е л ь н о по а б с ц и с с а м к о р д и н а т а м во все п р и р а щ е н и я х о д а с о б р а т н ы м з н а к о м п р о п о р ц и о н а л ь н о д л и н а м с т о р о н. Контроль::

ду= —fx, у Имеем:

гд*, = • (Ш dt, (5.11) (fy/P) di.

Од», =.

Рис. 5.9. Непосредственная привязка к геодезическим пунк там старших классов разомкнутого (а) и замкнутого (б) теодолитного хода.

По исправленным приращениям координат вычисляют коорди наты всех вершин теодолитного хода по формулам:

Xt = Xt_i + &xt, (5.12) Yt^Y^ + byt.

Обработка разомкнутого теодолитного хода аналогична обра ботке замкнутого, но с некоторыми различиями в формулах под счета теоретических сумм горизонтальных углов и приращений:

координат. Так, если теодолитный ход проложен между двумя геодезическими пунктами А и В (рис. 5.9 а), то используя формулу (5.5), можно вычислить теоретическую сумму правых по теодолит ному ходу углов (5.13) EPi = a -a + 180°п, np H K г= где а н и а к — дирекционные углы начальной и конечной исходных сторон соответственно, п — число углов в ходе.

, Если в теодолитном ходе измерялись левые углы, то, согласно (5.8), имеем:

(5.14) 180°я.

Е^ =«к-ан+ л е в i=i Таким образом, в разомкнутом теодолитном ходе теоретиче с к а я сумма углов равна разности дирекционных углов начальной и конечной исходных сторон, увеличенной на произведение числа измеренных углов на Угловую невязку, равную разности сумм измеренных и теорети чески вычисленных углов, т. е. /р = ЕРизм — ЕРвыч, в разомкну т ы х теодолитных ходах, как и в замкнутых, распределяют поровну во все углы.

Линейные невязки по осям координат fx и fy в разомкнутых теодолитных ходах вычисляют по формулам:

Ь=лх1выч-(ХК-Хн), (5.15) i=i fy— А#гвыч —-{Ук — У и), = где Л-Кг выч и 2Дг/» выч —вычисленные по формулам (1.10) пря мой геодезической задачи суммы приращений координат по ходу, Хк и Ук — координаты конечного исходного пункта хода, Ха и У и — координаты начального исходного пункта хода.

Все остальные операции по обработке разомкнутого теодолит ного хода точно такие же, как и при обработке замкнутого теодо литного хода.

5.5.3. Способы привязки теодолитных ходов к опорным геодезическим пунктам Способ непосредственной привязки разомкнутого теодолитного хода к двум геодезическим пунктам А и В (см. рис. 5.9 а) путем измерения двух примычных углов Ро и ря+1 является самым надежным способом привязки.

При недостаточном обеспечении района работ пунктами госу дарственной геодезической сети в виде исключения допускается проложение замкнутых теодолитных ходов с привязкой к одному геодезическому пункту (см. рис. 5.3 6). Здесь т а к ж е измеряют два примычных угла р0 и р л +ь Координатный способ привязки теодолитных ходов применяют, если на исходных пунктах А и В (см;

рис. 5.9 а) нельзя измерить ни одного примычного угла. В этом- случае, дирекционному углу первой стороны хода придают произвольное условное значение а'.

И м е я условный начальный дирекционный угол, измеренные углы поворота и длины линий, в условной системе координат вычисляют, дирекционные углы всех сторон хода и условные приращения коор динат Aii — di cos а и Ayi,— d,-..sin а/.." Приняв координаты пункта А равными х'а—0,00 м и у л = 0,00 м, последовательно вычисляют координаты всех точек хода,-в„том числе и конечного исходного пункта В. Р е ш а я обратную геодезическую задачу по условным, координатам исходных пунктов А и В, определяют условный ди рекционный угол а а в замыкающей линии АВ и расстояние с^дв Разность между истинным дирекционным углом о,ав, вычислен ным по координатам исходных пунктов А и В, и условным а ав равна поправке к дирекционному углу первой стороны хода VaAl = аА„ —а. -/•• Ав г Разность длин замыкающей хода dAB и dAB равна линейной' невязке хода:

fd = dAB — dAB Если относительная величина fa. меньше 1/2000 длины хода, т а д л я ее исключения длины измеренных сторон х о д а ;

у м н о ж а ю т н а коэффициент К = dAB/d'AB• Прибавив величину v a A [ к вычислен ным значениям условных дирекционных углов, получают Их з н а чения в исходной прямоугольной системе координат. В этой си стеме по исправленным дирекционным углам и длинам сторон:

вычисляют координаты точек теодолитного хода.

Координатный способ привязки теодолитных ходов менее на дежен, чем способ непосредственной привязки, так как о правиль ности выполненных измерений можно судить лишь по одной не вязке fd, тогда как в способе непосредственной привязки имеется три критерия оценки измерений: /р, fx и fv, т. е. угловая невязка хода и линейные невязки по обеим осям координат, вычисляемые:

соответственно по формулам (5.2) и (5.15).

Способ снесения координат с вершины пункта на земную по верхность применяют при привязке теодолитных ходов или к ко ординированным шпилям зданий и,колоколен церквей, или к пунк там, расположенным на крышах домов. Координаты сносят на.

некоторую точку Р, расположенную на земной поверхности на некотором расстоянии dAP от недоступного пункта А (рис. 5.10)., С точки Р должна быть обеспечена видимость на два геодезиче ских пункта В а С, чтобы можно было с контролем вычислить дирекционный угол аЛр д л я определения приращений координат Ах и Ау с пункта А на точку Р. Искомые координаты ХР и УР.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 12 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.