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 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 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 9 ] --

Косые проекции — это проекции, в которых ось поверхности относимости совпадает с нормалью, находящейся между полярной, осью и плоскостью экватора земного эллипсоида, в азимуталь ных проекциях поверхность относимости к этой нормали "перпен дикулярна.

Конические проекции, как правило, применяют в нормальной ориентировке, а цилиндрические и азимутальные — во всех пере численных видах ориентировки: прямой, поперечной и ^косой.

По виду нормальной картографической сетки различают боль шое число картографических проекций. Обычно по этому призна ку выделяют лишь те проекции, в которых паралелли изображены прямыми линиями, окружностями или их дугами. Картографи ческая сетка может представлять собой не только сеть меридиа нов и параллелей, но и других координатных линий. Картографи ческую сетку, составленную сетью меридианов и параллелей, на зывают основной.;

Если картографическая сетка имеет для дан ной картографической проекции наиболее простой вид, ее называют нормальной (прямой) картографической сеткой.

В прямых проекциях нормальная сетка — это та ж е основная' сетка, составленная сетью меридианов и параллелей. В косых и:

поперечных проекциях нормальная сетка не совпадает с основной сеткой меридианов и параллелей. Она в этих проекциях представ ляет собой сетку вертикалов (линий пересечения земного ш а р а с вертикальными плоскостями, проведенными через отвесную л и нию земного шара) и альмукантарате (линий, соединяющих точки:

земного шара, имеющие одинаковые зенитные расстояния).

Азимутальные проекции (рис. 9.4 а) характеризуются тем, что»

В : них меридианы изображены прямыми линиями, сходящимися в одной точке под углами, равными разности соответствующих долгот. П а р а л л е л и изображены концентрическими окружностями,, проведенными из точки схождения меридианов как из центра.

, Конические проекции характеризуются простой нормальной сеткой. В прямых конических проекциях (см. рис. 9.4 б) мериди аны изображены прямыми линиями, сходящимися в одной точке Р* под углами, пропорциональными соответствующим разностям дол,309!

тот, а параллели — дугами окружностей, проведенных из точки схождения меридианов как из центра. В поперечных и косых ко нических проекциях меридианы и параллели в общем случае изо бражены кривыми линиями.

Цилиндрические проекции представляют собой частный случай конических проекций, когда полюс расположен в бесконечности.

В прямых цилиндрических проекциях (см. рис. 9.4 в) мериди а н ы изображены прямыми параллельными линиями, расстояния между которыми пропорциональны разностям соответствующих.долгот. Параллели т а к ж е изображены прямыми параллельными линиями, расстояния между которыми зависят от условий проек ции.

•о — а з и м у т а л ь н а я ( с т е р е о г р а ф и ч е с к а я ), б — п р я м а я коническая, в — прямая цилиндри ческая проекция 'Меркатора.

Так, например, в одной из самых распространенных в практи к е прямой цилиндрической проекции Меркатора равноугольность достигнута тем, что расстояния от изображения экватора до изо б р а ж е н и я параллелей увеличиваются пропорционально растяже нию соответствующих параллелей. Несмотря на то, что проекция Меркатора при сохранении главного масштаба на экваторе пре увеличивает площади на параллели 60° в 4 раза, а на параллели 80° более чем в 30 раз, в этой проекции составлены почти все мор ские карты.-Это объясняется двумя обстоятельствами, бо-первых, в проекции Меркатора изображается прямой линией' локсодромия (см. рис. 9.4 в)-—кривая на поверхности земного эллипсоида, пе ресекающая все меридианы под одним углом, что значительно •облегчает прокладку курса корабля. Во-вторых, на карте, состав ленной в проекции Меркатора, удобно определять географические координаты места корабля, производя только линейные измере ния. Этому способствует то, что одна минута дуги экватора равна морской миле (1852,2 м), являющейся единицей измерения рас стояний в мореплавании.

В поперечных и косых цилиндрических проекциях меридианы и параллели обычно изображены кривыми линиями. Причем в пер в ы х проекциях ось цилиндра^ на поверхность которого проецируют гземной эллипсоид, лежит в плоскости экватора, т. е. перпендику, лярна оси вращения Земли. Особенно широко распространена равноугольная поперечно-цилиндрическая проекция Гаусса—Крю гера, в которой составлены топографические карты крупных к средних масштабов многих стран, в том числе и нашей страны,, территория которой вытянута с запада на восток в направлении оси поперечно расположенного цилиндра.

Д л я применения проекции Гаусса—Крюгера всю Поверхность земного эллипсоида разделяют на сферические двуугольники (гео дезические зоны протяженностью в 6° по долготе). К а ж д ы й такой двуугольник изображается на 'плоскости самостоятельно, что при водит к, разрывам изображения земного эллипсоида по к]эаям зон и вынужденному взаимному перекрытию соседних зон. Но внутри • (а) и в псевдоцилиндрических (б) проекциях.

одной зоны можно соединять в одно целое все входящие в ее г р а ницы листы карт, считая практически их масштаб постоянным.

Кроме перечисленных, в картографии широко применяют полу азимутальные, поликонические, псевдоцилиндрические, псевдоко нические, псевдоазимутальные проекции, отличающиеся тем, что в них параллели изображены прямыми линиями или концентри ческими окружностями, а меридианы — кривыми линиями, сходя щимися в точке полюса. Средний меридиан изображен прямой линией (рис. 9.5).

По особенностям использования выделяют многогранные и мно гополосные проекции.

Многогранные проекции используют д л я составления многоли стных карт. При этом параметры проекции подобраны д л я к а ж дого листа или группы листов многолистной карты.

проекции — это такие проекции, в которых для Многополосные каждой полосы, на которые при отображении земного эллипсоида разбивают его поверхность, подбирают свои параметры — посто янные величины., Составленные для территории страны многолистные топогра фические и обзорно-топографические карты образуют в своей со вокупности многогранник. При развертывании многогранника;

в плоскость между гранями Образуются просветы. Поэтому в Прин ципе листы карты,, составленные в мнЬгогранной проекции, нель зя- свести в одно целое. Однако При соединении четырех и Даже девяти ' листов просветы настолько малы, что практически имш можно пренебречь.

, 9.5. Картометрические работы Картометрические работы выполняют для получения инфор м а ц и и о качественных и количественных характеристиках изобра ж е н н ы х на картах географических объектов и явлений. Эти ха рактеристики получают картографическими методами и приемами измерительных работ на картах с заданной точностью и с мини м а л ь н ы м и затратами времени.

Чтобы эффективно использовать указанные методы (приемы) гизмерений на картах различных параметров объектов, непосредст венно перед производством картометрических работ необходимо выполнить анализ искажений на картах. Такой анализ выпол шяют описанными способами с тем, чтобы принятая методика из мерений максимально учитывала эти искажения и в значитель шой мере исключала их влияние на искомый результат.

9.5.1. Измерение на картах длин извилистых линий На практике наиболее широко распространен механический I:способ измерения длин извилистых линий с помощью курвиметров.

Курвиметр КУ-А (от латинского слова curvus — кривой и гре ческого слова metreo — из меряю) применяют для из мерения длин отрезков пря мых и извилистых линий на планах, картах, аэроснимках и т. п. (рис. 9.6). Он пред ставляет собой круглый пло ский корпус 1, на двух сто ронах которого имеются ци ферблаты 2 с центральными стрелками 3. Ш к а л а одного циферблата имеет сантимет ровые деления, другого — дюймовые. Стрелки враща ются с помощью зубчатой передачи от вращения обво дного колеса 4.

Рис. 9.6. Курвиметр КУ.

1 — корпус, 2 — циферблат, 3 — цен т р а л ь н а я стрелка, 4 — обводное колесо.

: Диапазон круговой ш к а л ы — 1 0 0 см, цена деления метриче с к о й круговой шкалы—-1 см, дюймовой — 0,5 дюйма. Проведя по измеряемой линии обводным, колесом, ее длину снимают с цифер б л а т а при помощи стрелки. Перед измерением стрелку устанавли вают на нулевое деление шкалы. Ошибка измерения длин отрез жов 0,2 %.

.• При выполнении картометрических работ, кроме курвиметраз КУ-А применяют и другие конструкции курвиметров (курвимет ры КС и др.).

Работу выполняют в следующей последовательности.

Проверяют цену деления шкалы курвиметра, несколько раз:

прокатывая колесиком курвиметра по контрольному отрезку на карте длиной 20—30 см, которым может быть отрезок между ли ниями километровой сетки..

Измерения.начинают с установки стрелки циферблата курви метра на нулевой отсчет. Расположив обводное колесико курви метра над начальной точкой, проводят им по измеряемой линии,, держа рукоятку курвиметра вертикально и следя по ходу движе ния за числом полных оборотов стрелки циферблата. В конечной точке линии снимают отсчет по циферблату и прибавляют его к числу полных оборотов стрелки циферблата. Затем вновь уста навливают стрелку циферблата на нулевой отсчет и проводят курвиметром по измеряемой линии в обратном направлении. Если:

расхождения в отсчетах при прямом и обратном измерениях не превысят 2 %, берут среднее значение из двух отсчетов.

Измеряемую курвиметром длину реки или какой-либо другой:

извилистой линии вычисляют по формуле / = vnM, (9.18) где v — цена деления шкалы циферблата, мм;

п — число делений;

шкалы циферблата, выражающее "Измеряемую длину;

М — имено ванный масштаб карты, км/мм.

Погрешность измерения длин плавных извилистых линий на карте с помощью курвиметра 2 — 4 %. Она зависит от степени из вилистости линии и их длины. При очень извилистых очертаниях, реки, когда коэффициент извилистости превышает 1,11 [20] (рис. 9.7), погрешность измерения ее длины превышает указан ные пределы и достигает 10 %.

Способ измерения длин рек с помощью курвиметра не учиты вает превышения между начальной и конечной точками измеряе :

мого отрезка. При измерении длин горных рек необходимо учи тывать разность высот концов наклонной 1 линии, которую опреде ляют по горизонталям. В этом случае длину реки I определяют по формуле •'• 1= (9.19) где t0 — длина реки, измеренная на карте, м, h — превышение* между концами измеряемой линии, м.

Преимуществами механического способа измерения длин изви листых линий с помощью курвиметра являются его простота ir высокая производительность. Вместе с тем, этот способ имеет и серьезные недостатки, такие как отсутствие на приборе регистра тора числа полных оборотов стрелки циферблата, неточность, фиксации начала и конца измеряемой линии, субъективность в точ 4429:

пости ведения колесика по линии, большой разброс результатов измерений, выходящих за установленные пределы точности.

Измерение длин рек на карте можно выполнить способом Ю. М. Шокальского. Этот способ имеет более высокую точность измерений, которые производят циркулем-измерителем с постоян ным раствором ножек, обычно равным 1 мм. Д л я точной установ Рис. 9.7. Типы извилистости рек.

№ образца I II III IV V VI V I I VIII Коэффициент 1,00 1,01 1,03 1,05 1,07 1,11 1,13 1, извилистости XI XIII IX XII № образца 1,20 1, 1,24 1, Коэффициент 1, извилистости :жи этого раствора на полях карты прочерчивают' карандашом контрольные отрезки длиной 30, 40 и 50 мм, измерения которых "позволяют методом последовательных приближений установить раствор циркуля точно равным 1 мм. После этого всю длину из меряемой линии разбивают На отдельные участки (не длиннее 15 см)5 с учетом коэффициентов- извилистости реки и делают ка рандашом небольшие засечки перпендикулярно измеряемой лйнйи.

, Измерения начинают от истока к устью, откладывая раствор циркуля последовательно по измеряемой линии. Счет откладыва ний ведут нарастающим итогом. При прохождении засечек в ж у р нале измерений записывается промежуточное число откладываний раствора циркуля с оценкой десятых долей делений на глаз. Дой дя до конечной точки измеряемой линии, записывают итоговый отсчет, рассчитывая разности отсчетов по смежным засечкам, за писывают число откладываний раствора циркуля между ними.

В обратном направлении длину реки измеряют между смеж ными засечками по отдельным участкам реки. Сравнивая число' откладывания раствора циркуля в прямом и обратном направле ниях, берут среднее значение, если расхождения между ними нет превышают 2 %.

Длину реки в пределах одного выделенного на карте участка определяют по формуле h = Ni^aKi, (9.20) где iVicp — среднее число откладываний раствора циркуля при прямом и обратном измерениях;

а — раствор циркуля-измерителя,, мм, Ki — коэффициент извилистости.

Когда раствор циркуля равен 1 мм, формула (9.20) имеет вид:

Li = NcpKiM, (9. где L j — длина участка реки на местности, м;

М — именованный;

масштаб карты, к м / м м.

Общая длина реки равна сумме длин отдельных участков:

п Ьобщ=Ьг- (9- г= Когда раствор циркуля, например, равен 2 мм, точность изме рений сразу снижается Из-за больших расхождений длин кривых, линий и. стягивающих их хорд, но производительность;

способа воз растет примерно в 2 р а з а. Экспериментальные исследования точ ности измерения длин извилистых линий способом Ю. М. Ш о к а л ь ского показали, что при растворе циркуля 1 мм она находится в пределах 2,3 %, а при 2 мм — 2,9 %.

К недостаткам этого способа относятся низкая производитель ность, порча карты, субъективизм при определении коэффициента* извилистости реки.

9.5.2. Измерения площадей контуров Существует целый ряд способов Измерений площадей конту ров на картах. К р а т к а я их сущность заключается в следующем.

Аналитический способ предполагает измерение длин прямоли нейных отрезков, выражающих собой приращения координат вер шин правильных геометрических фигур в прямоугольной системе, геодезических координат. Площади этих фигур получают путем.аналитических вычислений с погрешностью не более 1 %.

Предположим, необходимо измерить на карте площадь конту р а в виде треугольника с вершинами 1—3 (рис. 9.8). Площадь этого контура равна сумме площадей трапеций 11'22' и 22'33' без я л о щ а д и трапеции 1ГЗЗ'\ Sil'22' ~Ь S22'33' — Sll'33'. (9.23) S|23 = Основаниями трапеций являются приращения абсцисс вершин треугольника, а высотами трапеций — приращения их ординат:

2S = (х, + х2) (у2 — Ух) + \х2 + х3) (у3 — у2) — (*, + х3) (у3 — г/i) = = хху2 — х2ух + х2у3 — х,у3 + х3г/, = х, (у2 — у3) + {у3 — уг) + ' +х3(у1-у). (9.24) Рис. 9.8. Аналитический слособ оп ределения площади треугольника;

Площадь треугольника 123 можно вычислить для контроля другим способом:

Si23 = S22"33" — S22"ll" — Sll"33" В этом случае основаниями трапеций являются ординаты вер ш и н треугольника, а высотами трапеций — приращения их абсцисс 2S = (у2 + у3) (х2 — х3) — (г/! + у2) (х2 — х,) — (у, + у3) (Хх — х3) = = — У*Хз + У3X2 — ухХ2 + У2Х1 + уххз — у3х{ = ух (х3 — х2) + ;

+ уъ (Хх — х3) + г/3 (х2 — Хх). - (9.25) Если на карте измеряют площадь многоугольника, имеющего вершин, то по аналогии с формулами (9.24) и (9.25) можно записать:

2 S = Xi (yi+x—yi-x), i—l п.

yi (Xi-x —xl+x), (9,26) i= где i — номер вершины многоугольника, возрастающий по ходу ча совой стрелки.

, Существуют и другие алгоритмы очень простого способа опре деления площадей и периметров по прямоугольным координатам вершин замкнутого многоугольника, например [24], соответствен но для площади и периметра:

п- 5 = 0, 5 2 (xtyi+1 — Xi+iyi) + xnyt — xtyn _= [(*+. -Xi)2+ - г/ОТ 5, p= I (yi+l (9.27) — г д е Xi и г/г — координаты i-й 'вершины, /г -—общее число вершин многоугольника (последняя вершина совмещена с первой).

Координаты вершин измеряют с помощью циркуля-измерителя и линейки ЛМП-1 (линейки поперечного масштаба).

Графоаналитический способ основан на расчете сумм площа д е й треугольников и трапеций, на которые'предварительно графи чески разбивают контур со сложной конфигурацией границ.

Выполненные экспериментальные исследования показали, что точность способа треугольников несколько выше способа трапе ций. Ошибка определения площадей контуров на картах графо :

":

аналитическим способом колеблется в пределах 2 — 4 %.

Графический способ предполагает использование специальных палеток, изготовленных Из прозрачного целлулоида или оргстек л а (иногда палетки вычерчивают на прозрачной кальке). Разли чают клетчатые и линейчатые палетки.

Палетка-клетчатка представляет собой сетку квадратов со сторонами 10 и 2 мм. Сетку больших квадратов для удобства из мерений вычерчивают красным цветом, а расположенные внутри их малые квадраты —черным.

Д л я измерения площади контура палетку-клетчатку так на к л а д ы в а ю т на изображение контура на карте, чтобы было как можно меньше неполных квадратов. Вначале подсчитывают чис л о полных больших квадратов внутри контура, затем число пол ных малых квадратов и, наконец, подсчитывают с оценкой на глаз число малых квадратов, составленных из их частей, образованных линией контура и сетки этих квадратов. Искомую площадь кон тура S вычисляют по формуле S = sM\ (9.28) где s = qn — площадь контура, см ;

М — именованный масштаб карты, км/см;

п — число малых квадратов палетки;

q — цена од ного квадрата палетки-кЛетчатки, км 2.

Чтобы Определить цену одного квадрата q на мелкомасштаб ной карте, палетку накладывают на карту вдоль средней парал лели измеряемого контура. По этой параллели просчитывают число делений палетки в пределах отрезка параллели, ограни ченного меридианами, проведенными через определенное число градусов за пределами, границ измеряемого контура. Длину это Ро отрезка параллели в' зависимости от его протяженности в гра, дусах выбирают из картографических таблиц. З н а я длину в ки лометрах отрезка параллели Е и число делений палетки в этом отрезке, можно подсчитать цену деления палетки — цену одного квадрата — по формуле q — (Е/п)2. (9.29) Н а крупномасштабных картах, где искажений длин, площа дей и углов практически нет, цену деления палетки-клетчатки не определяют.

Линейчатая палетка представляет собой ряд вычерченных на прозрачной основе параллельных линий, расстояние между кото рыми равно а и может быть выбрано произвольно. Оно зависит от точности измерений. Чем больше а, тем ниже точность измере ния площади. Н а практике чаще прочерчивают линии через а — = 1 см.

При измерении площади контура на карте линейчатую палет ку накладывают на него так, чтобы вытянутая фигура располага лась перпендикулярно линиям палетки. Закрепив палетку на кар те грузиками, измеряют на палетке с погрешностью не более 0,1 мм с помощью циркуля-измерителя и масштабной линейки Л М П - 1 последовательно длины отрезков у ь г/г, • • У п между ли ниями, ограничивающими измеряемый контур. Искомая площадь 5 равна площадям двух крайних треугольников и ряда трапеций, боковыми сторонами которых являются линии контура, а основа ниями— линии палетки:

S = a [г/г/2 + (у, + у2)/2 +... + + уп)/2 + у J 2]. (9.30) где а — высота трапеции (треугольника), равная расстоянию между соседними линиями палетки, см;

у — измеренные отрез ки, мм.

Окончательно формула вычисления площади контура на кар те по измерениям линейчатой палеткой с а = 1 см имеет вид:

. (9.31) г= п где М — именованный масштаб карты, км/см;

yi — сумма изме г= ренных отрезков прямых палетки в пределах контура, см.

Точность измерения площадей контуров на картах палетками высокая. Обычно ошибки не превышают 1 % измеряемой площади.

Механический способ измерения площадей на картах базиру ется на использовании планиметров (полярных и фотоэлектрон ных).

Полярный планиметр ПП-2К используют для измерения пло щадей механическим способом. Основными частями планиметра являются два рычага и счетный механизм 3 (рис. 9.9). Полюсный рычаг 2 на одном конце имеет металлический грузик с иглой д л я закрепления планиметра на карте. Н а втором конце этого, рычага имеется шаровой шарнир 9, который вставляется в гнез до, расположенное на каретке счетного механизма 10. Второй рычаг 4 —обводной. Н а его конце закреплена лупа 6 с выграви рованными и окрашенными центральным кружком и точкой для Рис. 9.9. Полярный планиметр ПП-2К.

точного ведения рычага по контуру измеряемой фигуры. Рычаг ведут по контуру с помощью рукоятки 5.

Счетный механизм 3 планиметра (рис. 9.10) состоит из счет ного рОлика, циферблата и нониуса. При движении обводного ры чага по контуру счетный ролик 2 катится по бумаге. Вся окруж ность счетного ролика разделена на 100 частей и оцифрована че рез 10 делений от 0 до 9. Полный оборот ролика соответствует одному Делению на циферблате 3, которое проходит стрелка 4.

Циферблат оцифрован от 0 до 9. С краем ролика почти сопри, касается (зазор порядка 0,1 мм) нониус 1, цена деления которо го равна 0,1 цены деления ролика.

Отсчет по счетному механизму берут следующим образом.

Первую цифру отсчета снимают с циферблата по его стрелке.

Вторую снимают с ролика против нуля нониуса, расположенного выше этой подписанной цифры. К первым двум числам прибав ляют число целых делений счетного ролика от подписанной на нем цифры до нуля нониуса. Четвертую цифру отсчета снимают с но ниуса против совпадающих штрихов нониуса и счетного ролика.

Рис. 9.10 иллюстрирует отсчет 4110.

На верхней грани обводного рычага нанесена шкала 8 (см.

рис. 9.9), которая с помощью второго нониуса 7 фиксирует дли ну обводного рычага. Изменяя ее, можно варьировать цену деле ния планиметра. При измерении очень малых площадей длину обводного рычага следует уменьшить, при измерении больших площадей — увеличить. В ходе измерения площадей длину обвод ного рычага изменять не следует.

В практике картометрических работ кроме механических пла ниметров широко используют фотоэлектронные планиметры, осно ванные на фототелеграфной аппаратуре. Принцип действия фотоэлектронного планиметра основан на зависимости между си лой тока и оптической плотностью измеряемого контура. Д л я фик сации силы фототока прибор снабжен специальной градуирован ной шкалой. Точность измерений и производительность труда вы ше по сравнению с обычными планиметрами.

При использовании полярных планиметров приблизительно на ходят центр тяжести измеряемой фигуры, устанавливают над ним центральную точку обводного рычага, а полюсный рычаг рас полагают перпендикулярно обводному и закрепляют на карте с. по мощью иглы грузика. Выбрав начальную точку на линии конту ра так, чтобы плоскость ролика счетного механизма была перпен дикулярна направлению линии контура, записывают начальный отсчет п\ по счетному механизму и длину обводного рычага по нанесенной на нем шкале против нуля нониуса. Если контур обво дить по ходу часовой стрелки, то конечный отсчет п2 по счетному механизму будет больше начального. Тогда разность отсчетов п 2 —«1 выразит искомую площадь в делениях планиметра.

Цену деления планиметра определяют путем многократного измерения, фигуры, имеющей точно вычисленную площадь. Такой фигурой может быть клетка картографической сетки, площадь ко торой выбирают из картографических таблиц, или квадрат кило метровой сетки при измерении площадей на крупномасштабных картах. В этом случае цену деления планиметра Р определяют по формуле Р = s/(n2 - и,) ср, (9.32) где 5 — известная площадь обводимой фигуры, км 2 : (п 2 — ni) C p'— средняя разность отсчетов по планиметру до и после обвода фи гуры.

, • Если полюс планиметра расположить вне измеряемого конту ра, то площадь контура, измеренная полярным планиметром, равна (9- 3 3 ) S = p(/i,-n,)cp.

Если площадь измеряемого контура на карте достаточно ве лика и полюс планиметра установлен внутри обводимой фигуры, то площадь контура равна S = p(th + Q— я, ), '. '. • (9.34) где Q — постоянное число планиметра.

. Ч т о б ы определить постоянное число планиметра Q, устанавли вают полюс планиметра либо внутри квадрата со стороной 3 0 X 3 0 см, либо внутри фигуры примерно тех ж е размеров, огра ниченной параллелями и меридианами на карте. Эту фигуру не сколько раз обводят по ходу часовой стрелки планиметром, цена деления которого определена. Получив ряд разностей отсчетов (п 2 — fti), определяют Q = (S/p) (п2 — п,)Ср, (9.35) где 5 — известная площадь, измеренная полярным планиметром, км 2 ;

р — известная цена деления планиметра, км 2 ;

(пi — «i) C p—• измеренная площадь в делениях планиметра.

Цена деления планиметра и постоянное число Q, которое обыч но в ы р а ж а ю т в делениях планиметра (q— Q/n), зависят от дли ны обводного рычага. Поэтому всегда надо строго придерживать ся правила: площадь контура измеряют при той ж е длине обвод ного рычага, при которой определены величины р и q.

На практике при измерении площадей контуров на мелко масштабных картах полярным планиметром чаще всего применяют способ академика А. Н. Савича. Суть этого способа состоит в сле дующем. Если измеряемый контур находится внутри картографи ческой сетки (рис. 9.11), то вначале измеряют площадь искомого контура 1 в делениях планиметра, а затем его дополнение 2 д о целого квадрата на карте, образованного меридианами и парал лелями.

21 Заказ № 124 Предположив, что полюс планиметра расположен вне обводи. MUX фигур, запишем:

(9.36) S, = рп,., где Si — площадь искомого контура, км 2 ;

п\ —- площадь искомого контура в делениях планиметра;

— площадь квадрата карто графической сетки без площади искомого контура, км 2 ;

п2— пло щадь этого ж е квадрата в делениях планиметра, км 2 ;

р — цена де ления планиметра.

При отсутствии ошибок в измерении площадей Si и S 2 следует соблюдать условия:

So = Si + s или (9.37) S 0 = p ( « i + rt2), где So — вычисленная площадь квадрата картографической сетки, км 2.

Разделим площади контура и его дополнения до квадрата кар тографической сетки на площадь этого квадрата:

, о П J Я- = + "2), о СоНроЦ (9-38),а% s = S 0 n 2 /(n, + n 2 ).

\Jt v \i. И з выражений (9.38) следует, что площадь каждой фигуры вычисляют как часть точно вычисленной площади квадрата или трапеции картографической сетки. Эта часть площади пропор циональна отношению числа содержащихся в ней делений пла ниметра к числу делений планиметра во всем квадрате (трапе ции) картографической сетки. Поэтому на результаты измерения площадей не влияют изменение масштаба карты и деформация бумаги, и точность измерений площадей способом академика Л. Н. Савича всегда выше, чем при непосредственном измерении площадей контуров без учета искажений И деформаций карты.

При измерении площадей возникают инструментальные и дру гие погрешности, поэтому условия (9.37) не выполняются. В этом случае образуется невязка fs = (S, + S3) - S: (9.39) Если fs 0,01 So, то ее распределяют в виде поправок AS с обратным знаком в измеренные площади Si и S2:

AS, = - (fs/S0) S, и AS 2 = - (f s /S„) S 2. (9.40) • Исправленные площади Si — • S\ -'- AS;

и S2 = S2+AS2 долж * ' ны удовлетворять условию:.......

S[ + S2 = S,. (9.41), По сравнению с другими способами измерения площадей спо соб А. Н. Савича более точен, но трудоемок. С его помощью изме ряют по мелкомасштабным картам площади водосборов крупных рек и озер и площади водной поверхности крупных озер и водо хранилищ.

Точность измерения площадей планиметрами зависит от мно гих факторов, основными из которых являются:

1) качество поверхности используемой карты;

2) степень изношенности планиметра;

3) длина периметра контура (чем меньше периметр, тем выше точность);

4) размер и форма измеряемых контуров.

В зависимости от площади измеряемых контуров ошибки изме рений полярными планиметрами находятся в пределах 0,1—4,5 %.

9.5.3. Определение по карте географических и прямоугольных координат точек I Чтобы определить географические координаты и X точки р А на карте, необходимо построить минутную трапецию (рис. 9.12).

Она образуется пересечением линий, имеющих на концах одина ковые значения минут на противоположных рамках карты. Обо значив широту южной рамки минутной трапеции через фь север ной— через ф 2, а долготу ее западного меридиана через и во сточного через и измерив отрезки а и b по меридиану, с и d по параллели, широту и долготу точки А определяют по фор мулам:

фл = ф! + [ а / { а + Ь)] (ф 2 — ф,), (9.42) Ял = Я, + [с/(с + (Я2 — Отрезки а, Ь, с и d измеряют для учета деформации бумаги в пределах образованной трапеции. Это повышает точность опре деления географических координат точек на карте.

Прямоугольные координаты точек по карте определяют по схе ме, описанной в гл. 2.

19* ГЛАВА 10. Г Е О Д Е З И Ч Е С К О Е О Б Е С П Е Ч Е Н И Е Г И Д Р О Л О Г И Ч Е С К И Х ИССЛЕДОВАНИЙ Гидрологические исследования водных объектов суши почти всегда сопровождаются топографо-геодезическими изыскания ми — процессом получения и изучения данных, необходимых для проектирования, строительства и эксплуатации гидротехнических сооружений, гидромелиоративных мероприятий, а также для опре деления различных гидрометрических характеристик рек и. водое мов. Гидрологические исследования обычно базируются на раз личных расчетах, основу которых составляют материалы топогра фо-геодезических работ: каталоги координат и высот опорных точек, топографические карты и планы, профили и др. Картографи рование шельфа морей, внутренних озер и водохранилищ для ши рокого освоения и рационального использования биологических ресурсов, добычи нефти и газа, других полезных ископаемых так же предусматривает проведение широкого комплекса геодезиче ских работ.

' Гидрологический режим реки и прилегающей к ней территории исследуют на основе данных гидрометеорологических станций и постов, требующих постоянного геодезического обеспечения. В со став работ на участках расположения гидрометеорологических станций и постов входят:

1) топографическая съемка мест их расположения, 2) съемка рельефа дна, 3) нивелирование уровней воды, 4) геодезическая привязка гидрометрических створов.

При инженерно-геологических изысканиях для определения со става грунтов и характера горных пород, складывающих поймы и русла рек, производят геодезическую привязку буровых скважин и шурфов.

Гидротехнические сооружения проектируют, как правило, в две стадии: на первой создают технический проект, на второй — рабо чие чертежи. На первой стадии необходимо иметь топографиче ские карты, чтобы определить отметку нормального подпорного уровня (НПУ) и нанести на карту зону будущего затопления, оп ределить площадь и объем водохранилища. На стадии техниче ского проекта выполняют наибольший объем полевых инженер но-геодезических изысканий, в том числе создают геодезическое обоснование, производят русловую съемку, составляют продоль ный профиль по линии наибольших речных глубин для проекти рования каскадов ГЭС и выносят в натуру проектный контур во дохранилища. Поскольку на точность расчетов объема проекти руемого водохранилища в основном влияют отметки уровня воды в реке, то основным видом геодезических работ для получения ис ходных данных при проектировании гидротехнических сооружений является геометрическое и гидростатическое нивелирование.

, При производстве наблюдений за уровнем грунтовых вод на болотах выполняют точное нивелирование грунтовых реперов на водомерных постах и составляют на этой основе графики про странственно-временного изменения уровня грунтовых вод.

Д л я исследования плановых и высотных деформаций русел рек широко используют фотопланы и фотокарты, изготовленные по материалам крупномасштабных аэрофотосъемок на разные пе риоды времени. Геодезическими методами выполняют планово-вы сотную подготовку аэроснимков. Стереофотограмметрическая об работка аэроснимков позволяет с высокой точностью измерить пла новые границы русла и береговых террас, высоты обрывов, бровок и других высотных характеристик рельефа.

Производство крупномасштабных аэрофотосъемок и геодези ческая привязка аэроснимков позволяют составить подробную ха рактеристику реки при водно-транспортных исследованиях, пра вильно спланировать продольное нивелирование, промеры по оси водотока и поперечным створам. На сложных для судоходства уча стках реки проводят геодезические изыскания, чтобы выполнить детальную съемку подводного рельефа и изучить геологические и гидравлические элементы русла реки (уклоны, скорости течения, направление отдельных струй).

Комплексные исследования шельфа морей, внутренних водое мов немыслимы без создания топографических карт морских аква торий, озер и водохранилищ. Съемка акваторий предусматривает геодезическое обоснование гидрометеорологических и наземных радиогеодезических станций, определение места судна радиогео дезическими и радионавигационными системами при промерах глубин и отборах проб грунта и другие виды топогр.афЬ-геодези ческих картографических работ.

Наконец, геодезические работы обеспечивают перенесение в на туру проекта основных осей и контуров гидротехнических соору жений, контроль за правильностью их строительства и эксплуа тации, устойчивостью сооружений. Перенесение проекта в нату ру—процесс, обратный топографической съемке. Если в процессе •съемки на местности производят геодезические измерения, по ре зультатам которых на плане изображают контуры элементов си туации и рельеф, то при перенесении проекта в натуру по проек ту рассчитывают данные, по которым с помощью геодезических приборов изображают контуры запроектированного сооружения на местности.

Из всего изложенного следует, что геодезические изыскания занимают одно из ведущих мест при комплексных исследованиях водных объектов. От полноты и точности геодезических измере ний во многом зависят качество и точность гидрологических рас четов при проектировании различных гидротехнических сооруже ний, переходов через водные преграды магистральных трубопрово дов, мостовых переходов и линий электропередач, а также каче ство и точность режимных наблюдений на водных объектах.

, 10.1. Геодезические работы при производстве речных и озерных изысканий Геодезические работы на участках береговых речных (озер ных) гидрометеорологических станций и постов регламентирует соответствующий нормативный документ —Наставление гидроме теорологическим станциям и постам. Согласно- этому документу,, в состав геодезических работ входят съемочные работы по созда нию топографических планов участка расположения станции (по ста) и русла реки, геодезическое обоснование гидрометрических работ, нивелирование уровнемерных устройств постов и определе ние мгновенного уклона водной поверхности в реке или проточ ном озере. Всем этим геодезическим работам должно предшест вовать создание планово-высотного геодезического обоснования 10.1.1. Создание планового геодезического обоснования В качестве плановой геодезической основы при производстве инженерных изысканий на реках, озерах и водохранилищах слу ж а т пункты государственной геодезической сети 1-го—4-го клас сов. Необходимое сгущение опорной сети осуществляют, прокла дывая триангуляцию и полигонометрию 1-го и 2-го разрядов.

Выбор метода построения планового геодезического обоснова ния зависит от размеров и конфигурации водных объектов, мас штаба съемки, характера рельефа местности, степени залесен ности, заболоченности и застроенности территории съемки.

На открытой и полузакрытой местности плановое обоснование съемок водных объектов суши в основном имеет вид триангуля ционных сетей 1-го и 2-го разрядов. Сети строят в виде цепей треугольников, опирающихся на два базиса или на два твердых пункта старшего разряда. Базисы измеряют свето- и радиодаль номерами с относительной ошибкой измерения не ниже 1 :50 ООО и 1 : 2 5 000 соответственно в сетях 1-го и 2-го разрядов. Углы в треугольниках должны быть в пределах 30—120°. В сетях три ангуляции допустимы отдельные центральные системы и геодези ческие четырехугольники (рис. 10.1).

Полигонометрические ходы 1-го и 2-го разряда прокладывают вдоль рек и береговой линии озер и водохранилищ в залесенной местности. Стороны в ходах полигонометрии 1-го разряда изме ряют светодальномерами типа СТ-5 с относительной ошибкой из мерения не ниже 1 : 10 ООО, в ходах полигонометрии 2-го разря д а — не ниже 1 : 5000. Длины сторон в ходах 1-го разряда могут быть 2—5 км, в ходах 2-го разряда —0,5—3.0 км. Углы измеряют оптическими теодолитами ЗТ5К со средними квадратическими ошибками не более Ъ" в ходах 1-го разряда и 10" — в ходах 2-го разряда. Д л я уменьшения угловой и линейной невязок в ходах полигонометрии используют трехштативную систему наблюдений.

Ходы полигонометрии имеют следующий вид (рис. 10.2):

, Рис. 10.1. Сети триангуляции.

• а — цель треугольников между исходными сторонами Ь\ и Ьг, б — геодезический четы рехугольник, в — центральная система, 1—19 — номера углов в треугольниках, 1—6 —. номера треугольников в системах.

Рис. 10.2. П л а н о в о е геодезическое обоснование с помощью ходрв поли гонометрии.

J — исходные геодезические пункты, 2 — пункты полигонометрии, 3 — узловые i пункты сетей полигонометрии, i—Ь( — исходные базисные стороны.

1) разомкнутые, вытянутые вдоль береговой линии ходы м е ж ду пунктами ГГС (см. рис. 10.2 а);

2) замкнутые ходы по берегам рек, озер и водохранилищ, (см. рис. 10.2 б ) ;

3) система ходов с одной или несколькими узловыми точками при сильно разветвленном русле или система ломаных замкнутых и разомкнутых ходов с попеременно расположенными на противо положных берегах углами поворота при сильно залесенных бере гах (см. рис. 10.2 в и г ).

Рабочее плановое геодезическое обоснование при изысканиях на реках, озерах и водохранилищах в открытых раойнах создают,, прокладывая сети микротриангуляции из цепи треугольников или методом прямой и обратной засечек, а в залесенных районах — прокладывая теодолитные ходы и строя геодезические четырех угольники.

Число треугольников в цепи между двумя базисами не должно превышать 8—10. Если ряд треугольников опирается на один ба зис, то рассчитывают точность определения длины и дирекцион ного угла наиболее удаленной стороны, а т а к ж е координат наи более «слабого» (последнего) Пункта с учетом точности выполняе мых съемочных и промерных работ на водном объекте. Например,, для цепи треугольников, опирающихся на один базис, среднюю квадратическую ошибку д л я длины конечной стороны ряда, со стоящего из треугольников, близких к равносторонним, рассчиты вают по формуле [6] (mSn/Sn)2 + (ть/Ьу + (т г /р) 2 2л/3, (10.1) где msH/Sn — относительная средняя квадратическая ошибка ко нечной стороны ряда треугольников, т ь — средняя квадратическая ошибка измерения базиса Ь, — средняя квадратическая ошибка измерения угла, п — общее число треугольников ряда, р = = 206 265".

Д л я дирекционного угла последней стороны ряда средняя квадратическая ошибка его определения равна +2«m 2 p/3, = ml (10.2) где maQ — средняя квадратическая ошибка определения дирекци онного угла исходной стороны.

Прямую и обратную геодезические засечки часто используют для определения координат пунктов съемочной сети, расположен ных внутри треугольников триангуляции или полигонов полигоно метрии старших классов. При прямой засечке определяемую точ ку наблюдают не менее чем с трех пунктов триангуляции или по лигонометрии (см. рис. 5.9). Наиболее точный результат д а е т прямая засечка под углом 110°. Углы при определяемом пункте должны быть не менее 30 и не более 150°, причем засечка под уг лом 150° точнее засечки под углом 30°.

, Точность определения пункта съемочной сети путем прямой гео дезической засечки рассчитывают по формуле [6] т = Ъ (я»„/р) V(sin*A4- sin 2 5)/sin 2 C, (10.3) где т — средняя квадратическая ошибка определения пункта;

b — базис засечки, Л и В — углы при исходных геодезических пунктах, С — угол при определяемом пункте съемочной сети, р = — 206 265".

Прямую угловую засечку вычисляют по специальным програм мам на микрокалькуляторах. Программы расчета координат пунк тов, определенных прямой геодезической засечкой, составлены по •формулам Гаусса (5.16) и Юнга (5.24).

Обратная геодезическая засечка эффективнее прямой, так как не требует посещения всех исходных пунктов триангуляции или полигонометрии. Однако в этом случае требуется, чтобы с земной поверхности в определяемой точке было видно не менее четырех (для контроля) пунктов триангуляции или полигонометрии (рис. 10.2). Следует иметь в виду, что если определяемая точка лежит на окружности, проходящей через точки А, В и С, то за дача не имеет решения. В этом случае надо использовать другие комбинации исходных пунктов, например. ABD и ACD или ABD в BCD (см. рис. 5.12).

Обратную геодезическую засечку также вычисляют с помощью микрокалькуляторов. Перед расчетом засечки точки намечают варианты решения и выбирают те, которые имеют по два общих направления: ABC, BCD, ACD.

В залесенной местности плановым обоснованием гидрологиче ских исследований являются точки теодолитных ходов, проклады ваемых вдоль береговой линии рек, озер и водохранилищ в виде разомкнутых и замкнутых полигонов. Эти ходы часто называют магистралями. Требования к проложению теодолитных ходов и к их обработке изложены в п. 5.5.

Одновременно с проложением теодолитных ходов для измере ния глубин по заданному створу разбивают промерные поперечни ки и поперечные профили. Первые задают перпендикулярно на правлению течения реки при речных изысканиях и перпендикуляр но изобатам — при изысканиях на озерах и водохранилищах. Вто рые намечают только при речных изысканиях перпендикулярно направлению речной долины от одной бровки до другой. Конеч ные точки промерных поперечников и поперечных профилей за крепляют знаками долговременного закрепления. Как правило, по перечники и профили приурочены к территории гидрометеорологи ческой станции или поста.

Число поперечников зависит от вида и объема работ на стан ции (посту). На участке реки, предназначенном только для водо мерных наблюдений, разбивают один поперечный профиль по створу поста и три—пять промерных поперечников выше и ниже •его. Если планируют измерение расходов воды, то разбивают три поперечных профиля (один по середине участка и два по его гра 329:

ницам) и пять—десять промерных поперечников в зависимости от характера русла.

Расстояния между промерными поперечниками зависят от ши рины реки: на узких реках они примерно равны 0,2—0,5, на широ ких—0,1—0,2 ширины реки [28].

Д л я связи теодолитных ходов, проложенных по противополож ным берегам широких рек, крупных озер и водохранилищ, а так ж е в качестве самостоятельного планового рабочего обоснования гидрологических изысканий часто используют геодезический че тырехугольник (см. рис. 10.1 б). В нем измеряют все углы, обра зованные сторонами и диагоналями этой фигуры, и одну базисную сторону АВ.

Угловую невязку w в геодезическом четырехугольнике вычис ляют по формуле ю = хх + ух + хг + у2 + л:3 + у3 + х4 + у 4 — 360°, (10.4) где Х\—4 и г/1-4 — измеренные углы.

Если w ^ l ' V ", где я —число углов, то ее распределяют по ровну во все углы с противоположным знаком.

Кроме того, вычисляют невязки треугольников, имеющих вер шину при воображаемой точке 0:

+ У\) — (х2 + у2) = fb (10.5) (х2 + у2) — (х4 + у,) = f 2.

Эти невязки т а к ж е распределяют поровну в измеренные углы, но так, чтобы не нарушалось равенство (10.4). Поэтому знаки первой пары углов равенства (10.5) должны быть противополож ны знакам второй пары этого ж е равенства. В результате находим первичные поправки д л я измеренных углов, решая уравнения:

(*.) = Ы = - со/8 - fi/4, (х2) = (у2) = - со/8 - f 2 /4, (Ю.6) (*з) = Ы = - ffl/8 + hi4, (х4) = (у4) = - со/8 + U/4.

В уравнениях (10.6) первичные поправки взяты в скобки.

Чтобы найти вторичные поправки к измеренным углам, ре шим последовательно по теореме синусов треугольники от базис ной стороны АВ по ходу часовой стрелки до этой ж е стороны. Со ставим уравнения:

О А/О В = sin Arx/sin у и OB/OD = sin x2/smy2, OD/OC = sin Хз/siri y3;

ОС/О A = sin x 4 /sin г/4.

Перемножив эти уравнения, получим уравнение сторон в виде:

sin хх sin х2 sin х3 sin x 4 /(sin уг sin y2 sin y3 sin #4) = 1. (10.7) 330:

Если левая часть уравнения (10.7) отлична от единицы, то •разность между единицей и левой частью (10.7) равна положи тельной или отрицательной невязке fa к измеренным углам. Вто ричные поправки в каждый угол определяют по двум условиям:

l ) f 3 = 0, 2) введение вторичных поправок не должно нарушать действие первичных поправок.

Уравнивание геодезического четырехугольника выполняют с по мощью микрокалькуляторов по специальной программе.

Иногда при речных изысканиях для создания планового обосно вания применяют метод бездиагональных четырехугольников про фессора М. В. Зубрицкого. Основным элементом сети является че тырехугольник, в котором известны все четыре угла и длины двух •смежных сторон (рис. 10.3).

Рис. 10.3. Сеть из б е з д и а г о н а л ь н ы х четырехугольников.

А, В, С и D — исходные геодезические пункты, bi и Ь2 — известлые длины исходных базисов, а 1 —а п — измеренные стороны в четырех угольниках.

Длины сторон с и d вычисляют по формулам:

с = (a sin С + Ъ sin (А + ))/sin В, (10.8) d = (b sin А + а sin (В + C))/sin В.

При построении рядов по методу И. В. Зубрицкого во всех че тырехугольниках, кроме первого, достаточно измерить лишь по •одной промежуточной стороне. Длину другой, меньшей по счету •связующей стороны получают из решения предыдущего четырех угольника. В сетях из бездиагональных четырехугольников изме ряют только стороны по периметру.

10.1.2. Создание высотного геодезического (обоснования Высотное геодезическое обоснование служит основой при вы полнении топографических съемок участков расположения гидро метеорологических станций и постов, шельфа морей, внутренних водоемов, а также для определения мгновенного уровня водных объектов при производстве промерных работ и гидрологических исследований. При морских, речных и озерных изысканиях его создают, прокладывая нивелирные ходы III и IV классов и ходы технического нивелирования. Нивелирные ходы III и IV класса, должны опираться на постоянные знаки нивелирных ходов стар ших классов. Их прокладывают в соответствии с требованиями Инструкции по нивелированию I—IV классов [14]. Нивелирные трассы III и IV класса, прокладываемые вдоль берегов рек, озер и водохранилищ, закрепляют постоянными знаками через 5 км.

В труднодоступных районах расстояния между постоянными ре перами допустимы до 8 км, на сложных участках рек сеть репе ров сгущают до трех на каждый участок.

Ходы технического нивелирования прокладывают между репе рами как государственной нивелирной сети, так и ведомственного нивелирования. Допустимо проложение замкнутых нивелирных хо дов длиной (периметром) не более 15 км и висячих ходов длиной не более 8 км. Ходы технического нивелирования закрепляют по стоянными и временными нивелирными знаками.

Постоянные нивелирные знаки устанавливают по берегам рек,, озер и водохранилищ в местах, обеспечивающих их долговремен ную сохранность. Д л я этого выбирают места закладки грунтовых реперов на повышениях с крупнозернистыми слабо увлажненными грунтами. Уровень грунтовых вод в местах закладки должен быть не меньше 3—4 м от земной поверхности. Во всех случаях, где это возможно, желательно закладывать нивелирные марки в скальные породы. Не следует закладывать репера на участках, где наблю даются карстовые и оползневые явления, на обочине дорог и на затопляемых участках. В железобетонных и кирпичных зданиях закладывают стенные реперы и марки.

Нивелирные линии III и IV класса прокладывают, закрепляя их постоянными знаками по одному берегу реки при ее ширине до 800 м. Если река шире 800 м, то нивелирные линии проклады вают по обоим берегам'.

Кроме постоянных реперов в ходы нивелирования включают и временные. Их, как правило, устанавливают вблизи урезов во ды в местах переломов профиля водной поверхности. В качестве временных реперов можно использовать крупные валуны, опоры ЛЭП, шляпки гвоздей, вбитых в пни деревьев, металлические' трубки или обрезки рельсов длиной 1,0—1,5 м, деревянные и ж е лезобетонные столбы той же длины.

Созданное высотное геодезическое обоснование и его сгуще ние временными реперами для проведения мгновенной и одно дневной связки уровней воды, по своей точности и густоте рас положения должно обеспечивать качественное выполнение гидро логических исследований различного вида.

10.1.3. Топографо-геодезическое обеспечение гидрологического поста По результатам предварительных рекогносцировочных глазо мерных съемок района гидрологических исследований или анали за имеющихся топографических карт выбирают место расположе ния гидрологического поста. С помощью созданного планово-вы, сотного геодезического обоснования производят топографическую съемку территории будущего поста. Масштаб съемки выбирают, как правило, так, чтобы изображение русла в межень на плане имело вид полосы шириной 4—5 см. Поэтому в зависимости от ширины реки устанавливают следующий масштаб съемки:

Ширина реки, м... 25 25—50 50—100 Масштаб с ъ е м к и... 1:500 1:1000 1:2000 1 : Границы съемки по длине и ширине участка реки обусловлены соответственно наивысшим уровнем воды Я м а к с и шириной реки в межень Вш. Ширина участка съемки ограничена высотными от метками, превышающими Ямакс на 0,5—1,0 м. При Ви 100 м длина участка съемки L = 5B M, но не короче 100 м, а при М Ю 0 м L в 2—3 раза больше Вм. Если река имеет широкую пойму, то длина участка съемки всегда должна превышать ши рину поймы.


Топографическую съемку можно выполнять любым из описан ных в гл. 7 и 8 способов. При широких поймах рек предпочтитель на стереотопографическая съемка. Если же площадь снимаемого участка относительно небольшая, то рекомендуется мензульная топографическая съемка. Окончательный способ съемки выбирают на основе анализа физико-географических особенностей района работ, установленного масштаба съемки и площади снимаемого участка.

При составлении топографического плана территории гидроло гического поста иногда составляют проект вертикальной плани ровки участка, выполняют разбивочные работы и закрепляют на местности кольями строительную сетку квадратов, а затем ниве лируют их.

Помимо зданий на территории гидрологического поста обору дуют уровнемерные устройства. По целевому назначению посты делят на три типа: основные, временные и передвижные. Основные посты служат для изучения водного режима водотока (водоема) и обеспечения народного хозяйства оперативной гидрологической информацией. Они являются опорными для переноса срезочного уровня на все промежуточные пункты. Временные посты служат для дальнейшей детализации срезочного уровня, их оборудуют в створах проектируемых гидротехнических сооружений, на лими тирующих судоходство перекатах, а также в местах, где водный режим изменяется за счет неравномерного стока и переменного подпора. Передвижные посты служат для определения рабочего уровня воды непосредственно в районе изысканий.

Посты бывают реечными и свайными (рис. 10.4). Реечный пост представляет собой деревянную рейку с сантиметровыми деления ми, которую крепят к устою моста или специально забитой в грунт свае. Если реечный пост не фиксирует всю амплитуду колебаний уровня или невозможно надежно его установить, то оборудуют пост свайного типа. Он представляет собой ряд свай, забитых на глубину 1 м и больше в грунт и расположенных по створу, пер, пендикулярному береговой линии. Расстояния между сваями по высоте должны быть в пределах 0,6—0,8 м, а число свай обеспе чивать фиксацию максимальных изменений уровней воды. Пере движной пост представляет.собой рейку, закрепленную на свае в защищенном от 'волнения месте так, чтобы рейка не обсыхала при падении уровня воды.

Иногда оборудуют смешанные посты свайно-реечного типа.

Верх сваи служит для определения наивысших уровней воды, а рейка предназначена для фиксации низких уровней.

промерзания Рис. 10.4. Реечный (а) и свайный (б) временные посты.

На саморегистрирующих постах устанавливают приборы-само писцы, непрерывно записывающие на ленту все изменения уровня воды.

На территории гидрологического поста для режимных (сроч ных) наблюдений за уровнем воды закладывают основной и кон трольный реперы. В качестве основного можно использовать ре пер государственной нивелирной сети, расположенный не далее 3 км от гидрологического поста. Контрольный репер располагают в непосредственной близости от уровнемерных устройств, но обя зательно вне зоны затопления высокой водой.

Посты нивелируют по следующей схеме: основной репер — кон трольный репер — уровнемерное устройство — контрольный ре пер— основной ipenep. Допустимую невязку (в миллиметрах) вы числяют по формуле з у,п, h где п — число штативов только в прямом нивелировании.

, В нивелирном журнале делают зарисовку точек, в которых, ус танавливали нивелирную рейку, а также указывают способ сня тия отсчетов по ней при установке рейки на сваи.

Уровень воды в водотоке (водоеме) определяют путем измере ния расстояния по вертикали от горизонта воды до верха бли жайшей сваи, выступающей над водой..

На стационарных постах уровни воды измеряют 2 раза в сут ки: в 8 и 20 ч. Во время паводков и половодий, когда изменения уровня в течение суток весьма значительны, его измеряют в 2 ра за чаще: в 8, 14, 20 и 24 ч. На передвижных, постах уровень изме ряют через 1 ч. Требуемая точность измерений уровней на постах любых типов одинакова и составляет 1 см.

Рассчитав отметки горизонта воды на каждый день как сред нее арифметическое из результатов измерений, можно построить график колебаний уровня воды в реке за месяц и за год. На гра фиках обычно отмечают самый высокий весенний горизонт воды (ГВВ) и самый низкий меженный (ГМВ)., 10.1.4. Определение уклонов водной поверхности Продольный уклон свободной поверхности воды в реке опреде ляют в период наиболее устойчивого положения горизонта воды путем нивелирования урезных кольев на всех промерных попереч никах и поперечных профилях гидрологического поста, а также в точках характерного изменения уклона водной поверхности (на перекатах, плесовых участках реки, на перевалах динамической оси потока от одного берега к другому, выше и ниже мостов, пло тин и др.). Чтобы исключить влияние ветрового волнения воды или ее скоростного напора в береге в направлении от водотока (водоема) прокапывают небольшие канавы, в которых вода нахо дится в спокойном состоянии/ Именно здесь и забивают колья, ко торые затем нивелируют. ' Различают мгновенные и однодневные связки уровней воды.

Мгновенная связка состоит в одновременном нивелировании верх них срезов урезных кольев по одному берегу по программе ниве лирования IV класса. При уклонах менее 0,05 %0 производят ни велирование III класса. Урезные колья при мгновенной связке уровней забивают в день производства нивелирования.

Мгновенный продольный уклон водной поверхности определяют по формуле i = h/d, (10.9) где h — превышение между двумя соседними урезными кольями, мм;

d — расстояние между ними, м.

Мгновенная связка уровней воды наиболее точна. Выполнив ее в створах поперечников по обоим берегам реки, можно вычис лить поперечный уклон водной поверхности реки. Привязку уров ней воды к реперам осуществляют путем нивелирования IV класса в прямом и обратном направлениях.

, Однодневную связку уровней воды, производят на сравнитель но длинном участке вдоль реки, включающем в себя участок ги дрологического поста. При этом можно заблаговременно забить урезные колья. В день производства нивелирования наблюдатель измеряет миллиметровой линейкой расстояние от верха • каждого урезного кола до поверхности воды в реке и вычисляет отметки горизонта воды в этих точках. При производстве однодневной связки важно разбить исследуемый участок реки на секции, ко торые можно нивелировать в течение одного дня.

На каждый урезный кол составляют абрис. Результаты заме ров уровней воды на урезных кольях, время нивелирования и со стояние погоды записывают в полевой журнал установленной формы. Наблюдения на постах во время производства одноднев ной связки выполняют ежечасно.

Отметки урезных кольев однодневной связки приводят, к мгно венному уровню (к одному моменту времени) путем введения в от метки точек однодневной связки поправок за разность уровней, зафиксированных в начальный и определяемый моменты времени на ближайших постах. Эти поправки называют срезками.

10.1.5. Плановая геодезическая привязка промерных точек Построение поперечного и продольного профилей реки, деталь ное изучение рельефа дна водотока (водоема) связано с измере нием глубин в точках, плановое положение которых определяют относительно береговых пунктов геодезического обоснования. Точ ки измерения глубин называют промерными, а сам вид работ по измерению глубин — промером. Промерные створы задают либо по линии закрепленного на местности вехами или створными зна ками геодезического створа (на реках и небольших озерах и во дохранилищах), либо относительно общего направления изобат или береговой черты (при съемке шельфовых зон морей и круп ных водоемов).

Плановое положение промерных точек определяют с помощью размеченных тросов, визуальными способами или с применением радиотехнических средств. Способ плановой привязки промерных точек обусловлен целью исследования, размерами водного объек та и характеристикой применяемых при промере плавсредств.

Привязку точек с помощью размеченных тросов производят на промерных поперечниках через реку при ее ширине до 100 м. Трос с нанесенными на нем через 5 или 10 м метками натягивают в створе промерного поперечника, начало и конец которого опи раются на точки магистрального теодолитного хода или пункты государственной геодезической сети. Параллельно размеченному тросу чуть выше натягивают второй (страховочный) трос или ка нат. Д е р ж а с ь за него, исполнитель передвигается на лодке вдоль створа и у каждого деления нижнего троса делает промер. Этот способ применяют при скоростях течения реки не более 2 м/с.

, Визуальные способы привязки промерных точек т а к ж е широ ко распространены в гидрометрической практике. При этом по ложение судна в момент промера определяют с помощью инстру ментальных засечек, которые можно производить одним или дву мя приборами как с берега, так и непосредственно с промерного судна. Точность привязки достаточно высока, позволяет вести съемку дна в масштабе 1 :5000 и мельче. Однако эти способы в большинстве своем громоздкие, малопроизводительные, требуют четкой организации работ и надежного полевого контроля.

Наиболее проста и удобна при реализации прямая засечка с берега одним прибором. Ее можно использовать для определе ния положения судна на водоемах и реках шириной 100—500 м Рис. 10.5. Плановая привязка промерных точек по створу способом прямой засечки.

С, А, Е и F — створные вехи. С с умеренной скоростью, позволяющей удерживать судно точно в намеченном створе. Засечку производят, применяя теодолит или мензулу.

Направление створа задают с помощью теодолита относитель но проложенной на берегу магистрали. Створ закрепляют вехами.

Теодолит устанавливают над точкой магистрали, находящейся на некотором расстоянии от промерного створа. Образуется так на зываемый базис засечки (рис. 10.5). Промерное судно движется строго по линии закрепленного створа, который не обязательно должен быть перпендикулярен базису. При этом измеряют угол б в точке А. Плановое положение промерной точки R определя ется пересечением промерного створа с линией визирования тео долита, наведенного на мачту судна в момент измерения глу бины по отмашке сигнальщика с судна или его команде по радио телефону. Д л я удобства расчета измеренных углов р в точке стоя ния теодолита лимб инструмента ориентируют по линии ВА.


При использовании мензулы м кипрегеля угол р получают пу тем графических построений. При этом на планшете следует на нести по координатам точки А и В магистрального теодолитного хода, положение промерного створа и имеющиеся по обоим бере гам реки ориентиры. Сориентировав планшет по наиболее удален ному ориентиру и в р а щ а я линейку кипрегеля около точки В на 22 Заказ № 124 планшете, наблюдатель следит за перемещением судна. В момент промера зрительную трубу наводят на центр судна (мачту,-флаг шток) и вдоль скошенного края линейки кипрегеля проводят ли нию до пересечения с линией нанесенного на планшет промерно го створа. В точке пересечения этих линий находится в плане промерная точка.

Точность прямой засечки одним инструментом во многом за висит от устойчивости судна на заданном створе, которая в свою очередь зависит от скорости течения воды, типа промерного суд на, опытности рулевого, условий видимости створных вех, а так же от быстроты реакции наблюдателя на отмашку или радио команду с судна. Согласно работе [6], точность прямой засечки рассчитывают по формуле т = ( 1/sin у) V ( « p 5 / p ) 2 + P, (10.10) где у — угол засечки при определяемой точке,.. т р — средняя квадратическая ошибка измерения (прочерчивания) направления,.. / ;

р = 3 4 3 8 ' — угол размером 1 рад;

S — расстояние от инстру мента до промерной точки, м;

Р — максимальное уклонение судна от линии створа, м.

Величину Р в формуле (10.10) на практике определяют экспе риментально в каждом конкретном случае. В общем виде она вы ражается формулой Р = {2DId) г, (10.11) где D — расстояние от определяемой точки до передней створной вехи, м;

d-^- расстояние между створными вехами, м;

г — радиус сечения створной вехи.

Согласно экспериментальным данным [6 и др.], средние квад ратические уклонения движения промерного судна от направления створа равны 5,6 м при ширине водохранилища 2—3 км;

2,1 м — при ширине до 500 м;

4,8 м-—при съемке речного русла шириной до 500 м. Из этих данных следует, что точность удержания судна на линии створа при промерах на водохранилищах в 2 раза выше, чем на реках.

Прямую засечку с берега двумя приборами применяют на ре ках шириной более 500 м с быстрым течением при подробном и специальном промерах. При использовании оптических теодолитов их устанавливают на точках рабочего планового обоснования (точ ках магистрали) со взаимной видимостью с земной поверхности или на пунктах ГГС, расположенных по берегам исследуемых рек (водоемов). Как правило, лимбы теодолитов ориентируют по ли нии базиса, хотя допустимы и любые отчетливо видимые пункты планового обоснования. Углы и 6 измеряют с точностью до ми нуты при наведении на мачту судна в точке Р в момент измере ния глубины (рис. 10.6). Засечки промерных точек производят по команде, подаваемой с судна (катера) отмашками флага или по радиотелефону.

, Промеры выполняют по створам, закрепляемым по одному или обоим берегам. В последнем случае створы устанавливают пооче редно на каждом берегу, обеспечивая непрерывность измерений.

При прямых засечках промерных точек двумя мензулами под готавливают планшеты с нанесенными на них опорными геоде зическими пунктами. Причем один планшет готовят на ватмане, а другой — на кальке. Если предполагается выполнять промер по нескольким створам, то на планшетах из точек стояния инстру мента как из центра проводят окружности различных радиусов по числу промерных створов.

Инструменты устанавливают в обоих концах базиса, тщательно ориентируют планшеты по направлению базиса с контролем по F Е Й к У / / р \\ / / S mEi Рис. 10.6. Плановая привязка промерных точек двумя инструментами.

С, D, Е и F — створные вехи. D другим геодезическим пунктам, нанесенным на планшеты по ко ординатам. Дуги проведенных на планшетах окружностей услов но обозначают положение промерных створов. В момент измерения глубины по сигналу оператора на планшетах прочерчивают на правления на центр промерного судна и делают засечки на соот ветствующих дугах окружностей. Так, при промере пятого по сче ту створа направления на промерное судно отмечают засечками на пятой окружности от центра, шестого створа — на шестой и т. д.

Положение промерной точки после выполнения всех измерений определяют, накладывая кальку с прочерченными направлениями на планшет,' подготовленный на листе ватмана. После совмещения кальки с планшетом по опорным точкам (концам базиса) плано вое положение всех промерных точек определяют на пересечении идентичных направлений, найденных с помощью засечек на дугах соответствующих окружностей.

Точность определения планового положения промерных точек прямой засечкой можно определить по формуле [6] т = (0,3m 3 /sin у) + D% (10.12) где т — средняя квадратическая ошибка определения планового положения промерной точки;

т р — с р е д н я я квадратическая ошиб 19* ка измерения (построения) угла засечки;

D\ и D 2 — расстояния от инструментов до определяемой точки, км.

В формуле (10.12) принимают mp = Т для мензулы и кипреге ля, т р = Г — для теодолита [6 и др.]. Эти значения верны в том случае, когда сигналы между исполнителями на судне и на берегу передают по радиотелефону. При визуальной сигнализации фла гами в зависимости от объекта съемки, скорости судна и его уда ленности от береговых точек наблюдения mp = 7...10' для мензу лы и кипрегеля, mp = 3... 5' — д л я теодолита. Эти значения т р вводят в формулу (10.12) при подаче команд с судна отмаш ками флага.

Рис. 10.7. Секстант.

Обратную геодезическую засечку одним прибором с промер ного судна применяют на широких реках со спокойным течением и при промерах на крупных водоемах, когда велики расстояния до створных вех и опорных геодезических пунктов. При неболь ших расстояниях по ходу движения промерного судна угол за сечки, измеряемой секстантом, сильно меняется. Это ведет к уве личению ошибки измерения угла засечки и поэтому не рекоменду ется использовать секстант на узких реках и небольших озерах.

Плановое положение промерных точек определяется направле нием геодезического створа ЕС и углом засечки у, измеряемым секстантом между направлениями на створные знаки АС и на пункт планового обоснования В (см. рис. 10.5).

Секстант (от латинского слова sextans — шестая ч а с т ь ) — у г ломерный прибор отражательного типа, предназначенный для из мерения с руки горизонтальных углов между двумя направления ми (рис. 10.7). В качестве отсчетного устройства прибора служит круговой сектор 2 (лимб) с углом 60°, оцифрованный через 20',, и с о о с н а я с лимбом алидада со счетным роликом 1 с ценой деле ния 1'. У алидады имеются закрепительный и н а в о д я щ и й винты,, К алидаде над осью ее вращения прикреплено подвижное зер кало 4. К лимбу прикреплена зрительная труба 5 с наводящим винтом и рамка с неподвижным зеркалом 3 и окошком, через ко торое рассматривают в зрительную трубу веху закрепленного про мерного створа или геодезический пункт. Плоскости обоих зеркал перпендикулярны плоскости лимба. К сектору крепится ручка 6Г за которую держат секстант при измерении углов.

Устройство секстанта основано на зависимости между углом;

поворота дважды отраженного луча р и углом у, образованным Рис. 10.8. Оптическая схема секстанта.

1 — зрительная труба, 2 и 3 — подвижное и неподвижное заркала соот ветственно, 6 и 8 — углы отражения светового луча от зеркал 2 и 3, у — угол между плоскостями зеркал 2 и 3, Р — ось вращения алидады, А и С — наблюдаемые в-зрительную трубу геодезические пункты.

плоскостями зеркал 2 и 3, от которых Отразился световой луч (рис. 10.8). Если зрительную трубу через окошко навести на пункт А, а алидаду с зеркалом повернуть так, чтобы изображе ние пункта С, отраженное от зеркала 2 под углом б, а от зеркала 3 под углом е, оказалось в одной вертикальной плоскости с изо бражением пункта А, то у — 0,50, т. е. р = 2у.

В самом деле, из треугольника SBD имеем Y = 180° — (90° + е) — (90° — 6) = 6 — е. (10..13) Из треугольника Р Д В имеем р = 180° — 2е — (180° — 26) = 2 (б — е).

Следовательно, Р = 2у. (10.14), В связи с тем, что при параллельных плоскостях зеркал сек станта отсчет по лимбу равен 0°00', а при вращении алидады фик сируется угол у = 0,5р, то для отсчета по лимбу непосредственно.измеряемого угла (3 подписи десятков градусов на нем удвоены.

Если положение промерных точек определяют одним секстан том с судна, движущегося по закрепленному вехами створу, наб людатель, в р а щ а я алидаду, добивается такого ее положения, что бы д в а ж д ы отраженное изображение вехи створа в нижней поло вине поля зрения зрительной трубы оказалось в одной вертикаль ной плоскости с прямым изображением створа через окошко.

В этом положении по лимбу снимают первый отсчет, который при отсутствии МО должен быть равен нулю. Наведя трубу на геоде зический пункт, вращением алидады добиваются совмещения изо бражения вехи и пункта в одной вертикальной плоскости и берут по лимбу второй отсчет. Разность двух отсчетов определит зна чение измеряемого угла. МО секстанта определяют до начала из мерения углов.

Чтобы определить положение промерных точек без закреплен ных створов, необходимо, чтобы с промерного судна было видно н е менее трех пунктов с известными координатами. Углы между н и м и измеряют секстантами одновременно два наблюдателя, на ходящиеся на промерном судне.

Промерные точки на план наносят по способу Болотова или с помощью протрактора — прибора, состоящего из градуирован ного круга с тремя линейками, из них средняя — неподвижна, две •боковые вращаются в центре круга (с отверстием д л я обозначе ния или накола промерной точки). Линейки можно установить в любом положении относительно средней с учетом измеренных углов.

Особенностью измерения глубин водных объектов является не прерывное перемещение измерительной аппаратуры по промерному профилю. Д л я этого необходимо знать плановые координаты суд на в любой момент времени, чтобы определять координаты харак терных точек рельефа с любой дискретностью, а т а к ж е наносить на планы изменения характера грунта и растительности при съемках водных объектов. Эти два обстоятельства предопредели ли широкое внедрение в практику промерных работ радиотехни ческих средств определения места.

Радиотехнические средства определений планового положения промерных точек делят на дальномерные (круговые) и разностно дальномерные (гиперболические) радиогеодезические системы.

Первые работают при использовании одного промерного судна, вторые — при использовании сразу нескольких судов с бортовыми приемоиндикаторами.

Промерные работы с применением радиолага предполагают совместное использование одной бортовой задающей радиостанции и двух береговых отражающих радиостанций. Примером такой системы может служить аппаратура «Речной радиолаг-2». Уста новленная на судне радиостанция генерирует и излучает в про, Странство колебания со строго фиксированной частотой f = = 2790 кГц. Эти колебания принимают береговые отражающие радиостанции системы, трансформируют их в другую частоту и излучают в пространство, обеспечивая постоянство дополнитель ного сдвига фазы колебаний.

Принятые бортовой радиостанцией пришедшие трансформиро ванные колебания в сочетании с колебаниями бортовой станции;

попарно подаются в соответствующие каналы фазового счетчика,, непрерывно фиксирующего разность фаз между излучаемыми ко лебаниями и колебаниями береговых отражающих станций. П р и н цип определения положения судна (места) показан на рис. 10.9,.

Рис. 10.9. Определения места точки с при менением радиолага.

Л и В — координированные точки расположения береговых радиостанций, Р и Q — положение судна в момент промера.

Координатами промерной точки Q служат расстояния от судна до береговых радиостанций:

RA = rA-\-ArA, (10.15).

RB = ГВ + А Г В, где RA И RB — биполярные координаты точки Q;

ГА и ГВ — би полярные координаты предыдущей промерной точки Р;

А га К и Аг в — произведение числа фазовых циклов, отсчитанных в про цессе движения судна, на их линейное значение.

При радиотехнических методах определений места на съемоч ных планшетах вычерчивают стадиометрические или гиперболиче ские сетки, соответствующие дальномерному или разностно-даль номерному режимам измерений. Сетки для производства промера с использованием речного радиолага оцифровывают в линейной мере, а с использованием гиперболических радиогеодезических (РГС) или радионавигационных ( Р Н С ) систем — в фазовых цик лах.

Д л я съемки внутренних водоемов в 1987 г. Центральным на учно-исследовательским институтом геодезии, аэросъемки и кар тографии им. Ф. Н. Красовского ( Ц Н И И Г А и К ) разработан пор тативный автоматизированный. промерный комплекс на базе Р Г С «Прибой» и автоматизированной топографической системы АТОС.

343:

Плановое положение судна в момент промера глубин опреде л я ю т методом линейной засечки с двух пунктов при помощи Р Г С «Прибой». Система состоит из сдвоенной бортовой радио станции и двух береговых радиостанций. Первая предназначена д л я определения двух измеряемых дальностей в лаговом и в д а л ь номерном режимах. Береговые радиостанции служат активными ретрансляторами с бортовым комплексом РГС. Р Г С работает в трехсантиметровом диапазоне радиоволн. Д л я увеличения даль ности прямой видимости выносные приемопередатчики береговых •станций устанавливают на штативах или мачтах высотой до 25 м, а бортовых станций — на крыше рубки промерного судна.

Перед координированием промера радиотехническими средст в а м и делают плановую привязку береговых радиостанций и со здают опорную геодезическую сеть на воде. При выборе мест рас становки береговых станций следят за тем, чтобы заданный район промерных работ был полностью обеспечен рабочей зоной радио системы, т. е. такой зоной, в которой точность определения коор д и н а т промерных точек не выходит за пределы требуемых зна чений. Места расположения станций выбирают так, чтобы обес печить стабильность работы радиоаппаратуры и геометрическую надежность засечек промерного судна, углы которых должны быть в пределах 50—130°.

В качестве пунктов съемочного геодезического обоснования можно использовать выступающие над водой сваи, головные ча-.

сти пирсов, причальные стенки и другие объекты, к которым мо ж е т подойти судно. На практике обычно устанавливают специаль ные, оборудованные якорями плавучие вехи, координаты которых определяют прямой геодезической засечкой с пунктов ГГС, распо ложенных в береговой зоне исследуемого водного объекта. Сред н я я квадратическая ошибка определения координат пунктов съе мочного обоснования в плане не должна превышать 0,3 мм в мас ш т а б е съемки.

Промерные работр1 с применением радиомензулы выполняют •на реках, озерах и водохранилищах по галсам (линиям пути суд ;

на при промере глубин от поворота до поворота) без закрепле ния створов. Плановое положение промерных точек определяют полярным способом с помощью автоматизированной радиогеодези ческой системы, в которую входит аппаратура для измерения рас стояний фазовым методом, автоматический кипрегель со следящим ш печатающим устройствами д л я нанесения на планшет промер 'ных точек, канал радиосвязи судна с берегом и синхронизирующее устройство для автоматического нанесения оперативной отметки н а батиграмму эхолота и промерной точки на план.

Полевые работы начинают с выбора на берегу места для уста новки мензулы и радиопередатчика мощностью 3 Вт с кварцевой стабилизацией частоты. Расстояние между центром планшета и антенной радиопередатчика не должно превышать 1,2 м. Д о на чала промера судно подходит к берегу на расстояние 10—20 м от мензулы. Мерной рулеткой измеряют расстояние от антенны, радиопередатчика до установленной на судне антенны — вехи, на которую в дальнейшем будут визировать зрительную трубу кипре^ геля. Кипрегель имеет приспосбление для принудительного крепле ния вертикальной 1 оси вращения над точкой стояния мензулы* Вдоль линейки кипрегеля по специальным направляющим может перемещаться каретка следящего устройства при изменении рас стояния от береговой радиостанции до антенны вехи промерного, судна. Пользуясь шкалой расстояний на кипрегеле, перед нача лом промера устанавливают каретку следящего устройства в по ложение, соответствующее начальному расстоянию.

При промере каретка автоматически перемещается так, что.

конец иглы печатающего устройства постоянно находится над точ кой плана, соответствующей положению промерного судна. Рас стояния до судна измеряют фазовым методом. На судне установ лена отражающая радиостанция, представляющая собой приемо передатчик. Приемник настроен на частоту задающей береговой станции. Он принимает и усиливает сигнал, принятый с берего вой радиостанции, а также преобразовывает его частоту в отно шении 3 :2. В передатчике преобразованный сигнал усиливается и излучается посредством антенны. Когда оператор нажимает кнопку синхронизирующего устройства, в наушниках исполнителя у мензулы звучит тональный предупредительный сигнал, по кото рому он уточняет визирование на промерное судно (веху на п а лубе). По окончании этого сигнала автоматически подается им пульс, по которому одновременно наносится оперативная отметка на батиграмме эхолота и срабатывает печатающее устройство кип регеля, оставляющее на планшете четкую точку диаметром:

0,15 мм.

Радиомензула позволяет с одной станции выполнять промер реки протяженностью до 4 км. Ее применение значительно облег чает полевые работы и повышает качество и производительность труда. Промерные работы с катера выполняют лишь топограф-• (гидролог), оператор эхолота и моторист.

Средняя квадратическая ошибка измерения расстояний с по- мощью радиомензулы равна примерно 3 м, что в несколько раз;

, меньше ошибки измерения расстояний «Речным радиолагом-2».

10.1.6. Построение поперечного и продольного профилей реки По результатам выполненных измерений глубин и замеров :

уровней воды в реке, привязанных к пунктам государственной ни велирной сети, составляют поперечные и продольные профили ;

;

реки. Первые из них строят по каждому гидроствору, указывая его номер и даты выполнения промера и нивелирования постовых водомерных устройств. Вычерчивают линию профиля дна реки и г показывают горизонты низких и высоких вод с датами их фикса, дии. Образец оформления поперечного профиля реки приведен на рис. 10.10.

Горизонтальный (М г ) и вертикальный (М в ) масштабы попе речного профиля обычно задают в соотношении 1 : 10. Это не сколько искажает истинный профиль живого сечения реки, но по зволяет подчеркнуть микроформы рельефа дна реки. На профиле указывают отметку нуля графика поста, которая является нача лом счета высот при замерах уровней воды. Она всегда должна Гидроствор N Промер 10 V Нивелирование 18 V! М г =1 : 5 ООО.

Мв= 1: 70 Отметка 88, 80, 80, 74-, 77, 76, 77, 83, 82, 79, 79, 78, промерной точки, м Расстояние,м 50 30 30 25 24 21 17 33 24 34 38 Рис. 10,10. П о п е р е ч н ы й п р о ф и л ь реки.

ГВВ — горизонт высоких вод, Г Н В — горизонт низких вод, Р Г В - р а б о ч и й горизонт в о д ы в д е н ь производства промера.



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 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.