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 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 10 |

«Д. М. К У Д Р И Ц К И Й Д опущ ено Государственным комитетом СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды в качестве учебника д л я учащ ...»

-- [ Страница 5 ] --

Если трубу с дальномерными нитями при горизонтальном ее положении навести на стоящую вертикально рейку (см. рис. 6.16), то расстояние от прибора до рейки определится по формуле S — Si + foe + б» (6.12) где Si — расстояние от рейки до точки F — переднего фокуса объектива;

f0б — фокусное расстояние объектива;

б — расстояние от центра объектива до вертикальной оси прибора.

Для определения Si нужно совместить изображение рейки, установленной в некоторой точке В, с изображением сетки нитей и произвести отсчеты по дальномерным нитям. Разность отсчетов RQ = BQ— BR представит дальномерный отсчет I, выраженный в делениях рейки.

Известно, что световые лучи, прошедшие через главный фокус линзы, по выходе из нее следуют параллельно оптической оси.

Следовательно, отрезок rq=p можно перенести параллельно са­ мому себе до совмещения точки k с центром объектива 0. Таким образом, получаются подобные треугольники r'q'F и RQF, из ко­ торых с заменой r'q '= rq = p следует S,_ fоб I ~ р ’ откуда Отношение foelp как постоянная для каждого дальномера ве­ личина называется к о э ф ф и ц и е н т о м дальномера и обозначается буквой С. Вводя это обозначение, получим:

'S, = C/. (6.13) Узнав таким образом первое слагаемое формулы (6.12), заме­ тим, что остальные слагаемые являются постоянными величи­ нами, сумму их — постоянное слагаемое дальномера, обозначим через с, т. е.

с ~ /о б + б. (6.14) Формуле (6.12) с учетом формул (6.13) и (6.14) можно придать S = Cl + c.

рабочий вид (6.15) При изготовлении зрительных труб современных геодезических приборов коэффициент С задается равным 100, и это позволяет по рейкам с сантиметровыми делениями определять расстояния в метрах.

Рассуждения, аналогичные тем, которые привели к выводу фор­ мулы (6.11), позволяют определить значения параллактического угла у. Он равен О ^.З в 7.

Величина с не превосходит 0,5 м и при съемках масштаба мельче 1 : 5000 может не учитываться.

Зрительные трубы современных геодезических приборов, имею­ щих внутреннюю фокусировку,— аналитические. У них вершина параллактического угла у находится на продолжении вертикаль­ ной оси прибора и поэтому постоянное слагаемое с = 0. Хотя коэф­ фициент С этих труб, строго говоря, не является постоянной вели­ чиной, с этим обстоятельством можно не считаться, поскольку при изменении фокусировки значение С меняется незначительно.

Поэтому для определения расстояний можно пользоваться фор­ мулой (6.13). • П р и м е р. На рис. 6.17 имеем /= 1 3 8,7 — 125,7=13,0 см. Следовательно, из­ меренное дальномером расстояние при С = 1 0 0 равно 13 м.

При измерении расстояний верхнюю дальномерную нить нужно совместить с граничным штрихом любого десятка делений шкалы (желательно с отсчетом 1000 мм на стандартной нивелирной Рис. 6.17. Отсчеты по дальномерным нитям.

рейке), а затем сделать отсчет по нижней нити, оценивая десятые доли сантиметрового деления На глаз. Если отсчет по одной из дальномерных нитей сделать невозможно, то ее заменяют основ­ ной (средней) нитью и результат удваивают. К такому же приему прибегают и при измерении длинных линий.

6.5.2. Определение коэффициента дальномера Для определения коэффициента С на ровной и горизонтальной местности выбирают линию длиной около 150 м и закрепляют ее прочными кольями. После этого на одном из кольев устанавли­ вают прибор и провешивают линию, отмеряя от начальной точки отрезки s b s2 и s3 и закрепляют их кольями. На каждый из за­ битых кольев устанавливается рейка, по которой берутся дально мерные отсчеты А, 1 1 и определяются значения: Ci = Si/li;

С2= 2, = s2 и C3= s ll2 /l3.

Если колебания в полученных значениях С не превышают 0,3, то за окончательный результат принимается С =.СК + с2+ С3 ' (616) Если окажется, что С =^100, то для пользования данной рейкой составляется специальная таблица или изготовляется рейка для данного дальномера.

6.5.3. Измерение наклонных линий Теория нитяного дальномера исходит из положения, что даль номерная рейка установлена перпендикулярно к визирной оси зри­ тельной трубы. Однако выдержать такое требование при измере нии наклонных линий практически невозможно, поэтому при изме­ рениях наклонных линий рейку нужно ставить вертикально, а в по­ лучаемые результаты вводить соответствующие поправки.

Положим, что в точке А линии АВ, имеющей угол наклона v (рис. 6.18), установлен прибор с нитяным дальномером, а вточкеВ Рис. 6.18. Определение горизонтального проложения наклонной линии, измеренной дальномером.

рейка, установленная вертикально. Если визирная ось трубы на­ правлена на отсчет по рейке, равный высоте прибора, то на вер­ тикальном его круге прочтем угол v, а визирная ось расположится параллельно измеряемой линии АВ.

Определенная по дальномеру длина линии в соответствии с формулой (6.13) равна S = Cl. Однако, как это следует из Рис. 6.19. К учету наклона рейки при наблюдениях.

(рис. 6.19), установленная вертикально рейка отклонена от пра­ вильного своего положения на угол v и отсчет RQ = I, который по ней делается, преувеличен по сравнению с отсчетом R0Qo = I', ко­ торый следовало бы получить в соответствии с теорией дально­ мера. Поэтому длину S, определенную без учета положения рейки, необходимо исправить, установив соотношение между отсчетами / и1 \.

Обратимся к рис. 6.19. Треугольники QoKQ и RoKR можно счи­ тать прямоугольными потому, что углы при вершинах Q0 и Ro от­ личаются от прямых всего лишь на 0°17';

кроме того, по­ скольку дальномерные нити расположены симметрично относи­ тельно основной, то эти треугольники и равны, а поэтому для катета, прилежащего к углу наклона рейки, можно написать «гёг. „ 4 2. c o s,.

а значит, I' = I cos V.

Следовательно, S — длина линии АВ по вертикальной рейке определится так:

S = Cl cosv. (6.17) Искомое горизонтальное проложение линии АВ найдется, как и ранее, S0 = S c o sv или после подстановки S0 = Cl cos2v. (6.18) Вычитая из формулы (6.13) формулу (6.18), получим формулу для вычисления общей (суммарной) поправки за наклон к гори­ зонту линии визирования и за неперпендикулярность рейки к этой линии 6S == С/ — Cl cos2v = Cl (1 — cos2v) = Cl sin2v. (6.19) Для вычисления горизонтальных проложений наклонных линий, измеренных дальномером, и поправок за наклон пользуются спе­ циальными таблицами. При углах наклона до 3° поправки не вво­ дятся.

6.5.4. Точность определения расстояний нитяными дальномерами Многочисленные исследования и непосредственный опыт при­ менения нитяных дальномеров показал, что точность измерения ими, зависящая от многих факторов, как рефракция световых лу­ чей, невертикальность рейки, толщина дальномерных штрихов и пр.— невысока: в среднем около 0,3 % длины измеряемой линии, а при неблагоприятных условиях доходит и до 1 %. Поэтому ни­ тяные дальномеры используются преимущественно для съемки си­ туации и рельефа или при облегченных, полуинструментальных съёмках (гл. 16).

6.6. Дальномеры с переменным углом и постоянной базой При анализе формулы (6.11) выясняется, что точность опре­ деления расстояний дальномерами с переменным углом и постоян­ ной базой зависит исключительно от точности измерения парал­ лактического угла у, потому что база этих дальномеров — расстоя­ ние между концевыми штрихами—-марками на горизонтальной рейке, применяемой при измерениях расстояний такими дальноме­ рами, может быть установлена с очень высокой точностью. Для обеспечения относительной погрешности измерения расстояний тре Рис. 6.20. Дальномерная насадка ДН -10 на трубе теодолита Т-30.

буется, чтобы угол у был измерен с точностью ±0,5". Для дости­ жения такой и более высокой точности были созданы насадки, на­ деваемые на объективы зрительных труб технических теодолитов:

ДНТ для теодолита ТТ-50 и ДНТ-2 — для теодолита ТТ-5.

В ЦНИИГАиК создан самостоятельный прибор — оптический топо­ графический дальномер ОТД, предназначенный для измерения рас­ стояний от. 40 до 400 м по горизонтальной и вертикальной рейкам с относительной погрешностью 1 :5000. Описание насадок, дально­ мера ОТД и техники производства измерений этими приборами содержатся в основных курсах геодезии.

В практике гидрологических изысканий предпочтение отдается точным, но более простым в обращении и портативным дифферен­ циальным дальномерам1 в виде насадок на объективы зритель­ ных труб (рис. 6.20).

1 Дальномер Д Д предложен в 1955 г. И. А. Греймом и Г. Г. Никифоровым.

12 Заказ № 119 6.7. Дифференциальные дальномеры Насадка дифференциального дальномера представляет собой оптический клин, закрывающий половину отверстия объектива. Вторая половина объектива прикрыта плоскопараллельной пластинкой. При визировании на рейку через на­ садку в трубе получаются два изображения: одно — через свободную половину Рис. 6.21. Общая схема измерения расстояния дифференциальным дально­ мером.

объектива, а другое, несколько смещенное относительно первого, через клин.

По размеру обнаруживаемого смещения изображений можно судить об удале­ нии рейки от прибора. Следовательно, если выразить эту величину в линейных единицах и оцифровать соответствующим образом специально изготовленную рейку, то такой дальномер можно использовать для линейных измерений. Д иф ­ ференциальный дальномер таким образом является дальномером с постоянным параллактическим углом и переменной базой.

Рис. 6.22. Дальномерный отсчет /= 1 3,3.

Схема измерения расстояний дифференциальным дальномером показана на рис. 6.21. Предположим, что точки Я и Af рейки, находящиеся на расстоя­ нии / друг от друга, оказались совмещенными в точке k сетки нитей.

Сдвиг изображения точки М относительно точки К, выражающийся даль номерным отсчетом /, определяется по рейке по указателю I Так, на рис. 6. читаем /= 1 3,3 деления.

Из рис. 6.22 следует, что искомое расстояние А В определится по формуле S = S i + c, в которой Si = / c t g v, где у — параллактический угол.

Обозначив ctg у через С — коэффициент дальномера, получим для диффе­ ренциального дальномера известную уж е формулу (6.15), т. е. S = C l + c.

Параллактический угол у задается равным 0°34,38'. В этом случае С =100.

Если y = 0 ° 1 7 /, т о С = 200.

Для улучшения качества изображения и повышения точности отсчетов по рейке в дальномере Д Д применены два клина, а указатели на рейках заменены верньерами.

Рейки для дальномеров Д Д (рис. 6.23) двусторонние, их шкалы изготов­ лены из инварных полос, натянутых на деревянные бруски с пробитыми штри­ хами. На шкалах реек 1 имеются верньеры 2, размещенные таким образом, что постоянное слагаемое дальномера при установке насадки на трубу равно нулю.

Верньер 2 состоит из двух шкал — основной и дополни­ тельной. На боковой стороне рейки укреплен круглый уровень 3, внизу она имеет заостренный наконечник 4, которым рейка ставится на точку. Порядок измерений изменяется в соответствии с градуировкой реек. Рас­ хождения меж ду отсчетами по одной стороне рейки не должны превышать 1/400 отсчета.

Измерения углов наклона производятся после отсче­ тов по рейке, при этом основная горизонтальная нить сетки наводится на тот штрих верньера, который был совмещен со штрихом шкалы рейки при отсчете по ней.

МО вертикального круга определяется при надетой на­ садке, при этом оно изменяется на 08'30". Для опреде­ ления поправок за наклон существуют специальные таблицы *.

Для получения горизонтальных проложений изме­ ряемых линий по вертикальной рейке служит насадка ДН Р-06 (по ГОСТ 11356—65 и 13627—68 с указанием средней квадратической погрешности на 100 м рас­ стояния). Она может применяться на любом приборе с диаметром оправы объектива 46 мм (ТТ-5, Т-15).

Рис. 6.24. Отсчет по рейке насадки Рис. 6.23. Дальномерная ДН Р-06. /= 62,774.

рейка на подставке.

Рейка для этого дальномера имеет обратный верньер — 11 делений рейки соответствуют 10 делениям шкалы верньера. Отсчет по рейке включает (рис. 6.24):

— целое число делений шкалы, определяемое по номеру штриха шкалы, расположенного левее верньера (62);

— десятые доли деления — по номеру совмещенного штриха верньера, счи­ тая от нулевого (0,7);

1 В. В. Б а к а н о в а, П. И, Ф о к и н. Таблицы приращ ений коо р д и на т. М.: Н едра»

1 97 6. В них им ею тся п о пр а вки д л я р а зн ы х дальном еров.

12* — сотые доли деления, равные числу делений верньера от его нулевого штриха до горизонтальной нити сетки (0,07);

" — тысячные доли деления — доли деления верньера, отсеченные горизон­ тальной нитью сетки, оцениваемые на глаз (0,004).

Таким образом, отсчет по рейке на рис. 6.24 равен 62,774.

Формула для определения расстояний насадкой ДНР-06:

(6.20) S — С (11 + /г) + с, где С — коэффициент дальномера;

/;

и k — отсчеты по рейке, получаемые из полуприемов, с изменением направления перемещения горизонтальной нити при совмещении штрихов;

с — постоянное слагаемое дальномера.

При углах наклона больших 12° в формулу (6.20) вводится поправка, опре­ деляемая по специальной номограмме, всегда со знаком +.

Новым стандартом на дальномеры двойного изображения (22549—77) ре­ комендованы к изготовлению такие дальномеры: Д-2, Д Н Р-5 и Д Н -8.

Д а л ь н о м е р Д -2 — с переменным параллактическим углом, для изме­ рения длин линий по горизонтальной или вертикальной рейке с относительной погрешностью не более 1 :5000 по горизонтальной рейке (дальномер ОТД).

Д а л ь н о м е р Д Н Р-5 — редукционный дальномер в виде насадки на зри­ тельную трубу (посадочный диаметр 46 мм) с постоянным параллактическим углом для измерения горизонтальных проложений расстояний по вертикальной рейке с относительной погрешностью 1 :1 0 0 0 — 1:2 0 0 0. При углах наклона свыше ± 1 0 ° допускается погрешность до 8 см на 100 м (дальномер Д Н Р-06).

Д а л ь н о м е р Д Н -8 в виде насадки на зрительную трубу (посадочный диаметр 46 мм) с переменным параллактическим углом для измерения длин линий по горизонтальной рейке с относительной погрешностью не более 1 : (дальномер ДН Т-2).

Исследования и юстировки дальномеров, описанные в заводских описаниях и специальной литературе ’, в полевых условиях выполняются только опытными специалистами.

6.8. Электронные дальномеры В практике линейных измерений на местности нашли широкое применение све то- и радиодальномеры — точные электронные приборы.

Для измерения расстояния в начальной его точке устанавливается приемо­ передатчик, а в конечной — отражатель посылаемых импульсов. Таким обра­ зом, посылаемые с начальной точки электромагнитные волны возвращаются к ней, пройдя дважды свой путь. Следовательно, искомое расстояние может быть определено по формуле (6.21) где v — скорость и t — время распространения электромагнитных волн;

(6.22) где У — скорость о распространения электромагнитных волн в вакууме (299 792,5 км/с), я — показатель преломления воздушной среды.

Наиболее подходящими для измерений расстояний являются электромаг­ нитные волны с достаточно постоянной скоростью — световые волны и радио­ волны. Однако возможность использования световых волн в приборах, назы­ ваемых с в е т о д а л ь н о м е р а м и 2, ограничивается условиями прямой види­ мости, нарушаемой часто туманами и дымкой. Применение светодальномеров затруднено в дневных условиях, особенно при ярком солнечном свете;

они должны использоваться лишь в темное время суток.

1А. И. З а х а р о в. Н овы е теод ол иты и о п т и ч е с к и е д а л ь н о м е р ы.— М. : Н е д р а, 1978.

2 В. С. М и х е е ч е в. Г е о д е з и ч е с к и е с в е т о д а л ь н о м е р ы. — М. : Н е д р а, 1979.

Радиоволны, более длинные, нежели световые, свободные от основных не­ достатков последних, однако присущие им собственные недостатки также весьма существенны: радиоволны, отражающиеся от подстилающей земной по­ верхности и различных ее объектов, фиксируются приемниками как волны, прошедшие различные пути, и искажают представления о действительно изме­ ряемом расстоянии. Кроме того, на скорости распространения радиоволн в зна­ чительной степени сказывается состояние воздушной среды, в особенности ее влажность. Поэтому при точных линейных измерениях применяются волны ультракороткого диапазона: 10 и 3 см.

Скорость распространения электромагнитных волн в настоящее время опре­ деляется достаточно точно, измерения ж е времени связаны со значительными затруднениями. Известны два метода измерения времени: и м п у л ь с н ы й и ф а з о в ы й. Определение расстояния импульсным методом в связи с труд­ ностью фиксации моментов излучения и приема импульсов не обеспечивает тре­ буемой точности и стабильности результатов. В геодезических дальномерах по­ лучил применение фазовый метод, при котором время t определяют по разности фаз Аф отправленного и принятого модулированного колебания с частотой f.

При фазовом методе формула (5.25) приобретает вид 5- ^ - т - 4ф- Л - г + - г - & ' ' в-и где v — фазовая скорость распространения радиоволн;

f — частота электро­ магнитных колебаний;

X — длина радиоволны;

N — полное число периодов из­ менения разности фаз;

бср — показания фазоизмерителя.

Свето- и радиодальномеры находят широкое применение в прикладной гео­ дезии.

Развитие в последние годы квантовой электроники привело к созданию в использованию новых источников света и применению их при геодезических из­ мерениях. В качестве источника в квантовом геодезическом дальномере КГД- использован полупроводниковый излучатель из арсенида галлия, действующий в спонтанном режиме. Дальномер КГД-3 предназначен для измерения расстоя­ ний от 20 до 1200 м со средними квадратическими погрешностями ±2 см при расстояниях до 300 м и ± 5 см при расстояниях от 300 д о 1200 м.

Комплект дальномера состоит из собственно дальномера с питанием (по­ требляемая мощность 3—5 Вт при напряжении 12 В) и отражателя в виде блока триппель-призм. Общая масса комплекта 35 кг.

ГЛАВА Плановые съемки 7.1. Сущность плановых съемок Плановая съемка представляет собой совокупность измеритель­ ных действий, конечной целью которых является составление плана (горизонтальной проекции некоторого участка местности) — доку­ мента, фиксирующего взаимное расположение местных предметов, или, в более широком понимании, определенное состояние изучае­ мого объекта и группы объектов, составляющих его среду. Вместе с тем геодезический план — не фотография. Отсюда должно быть ясно, с какой тщательностью должна быть выполнена геодезиче­ ская съемка, по необходимости—выборочная, чтобы отразить на плане все то существенное, что может потребоваться в процессе тех или иных исследований, в нашем случае гидрологических.

В этом проявляется различие и в подходе к организации съемки и в ее осуществлении, которое отличает геодезию прикладную от. общей геодезии, или топографии.

Прикладная геодезия не может ограничиться измерениями и построениями, направленными на получение только количествен­ ных характеристик картографируемого объекта. Как исследова­ тель природы гидролог, изучающий геодезию в целях применения ее в своих исследованиях, должен при организации любой съемки, особенно плановой, отдавать себе отчет в том, как и что должно быть изображено на плане для того, чтобы последний явился на­ дежной основой для дальнейших исследований данного водного объекта.

Плановая съемка, особенно если речь идет о съемке круп­ ного водного объекта, как и всякая геодезическая съемка, начи­ нается с изучения района работ по топографической карте. При этом наряду с общим знакомством с местностью устанавливается наличие на ней знаков общегосударственной и ведомственных гео­ дезических сетей, сведения о которых находятся в территориальной инспекции Государственного геодезического надзора, где оформ­ ляется разрешение на производство съемочных работ.

Первым этапом выполнения съемочных работ является рекогно­ сцировка района, в процессе которой дополняются имеющиеся све­ дения о нем и уточняются детали проектируемых съемочных работ.

Следующим, весьма ответственным этапом геодезической съемки является построение съемочной сети, обеспечивающей удоб­ ство в работе, высокую производительность труда исполнителей, требуемую точность результата при наименьших затратах труда, времени и средств.

Например, при съемке участка гидрометеорологической стан­ ции (рис. 7.1) создана опорная сеть из пунктов А, В, С, F, G, Н.

Эти пункты, обозначающие границы земельного участка станции, служат исходными при прокладке съемочных ходов для съемки подробностей (ситуации) в указанных границах. Для производства такой съемки потребовалось сгущение опорной сети, рассматрива­ емое в дальнейшем.

Для составления плана только многоугольника ABCFGH тре­ буется выполнить один из следующих видов съемки:

— измерение всех сторон многоугольника и его диагоналей;

— измерение сторон и углов поворота многоугольника. (Для ориентировки многоугольника относительно меридиана в обоих слу­ чаях достаточно измерить азимут одной из сторон, например сто­ роны GH.) ;

измерение длин сторон и их азимутов;

— осуществление при съемке и составлении плана системы — полярных координат с полюсом, избираемым внутри участка.

Ш Если участок съемки находится в пересеченной местности, то измеренные длины сторон должны получить поправки за наклон линий.

По результатам измерений составляется план местности в за­ данном масштабе. Сначала на нем показываются опорные пункты, а затем подробности по результатам съемки.

Описанный порядок получения плана участка не является един­ ственным. Здесь изложена лишь сущность плановой съемки, о ме­ тодике ее проведения будет сказано в дальнейшем.

7.2. Обозначение точек на местности.

Геодезические знаки Точки земной поверхности, положение которых определяется одним из методов геодезической съемки, обозначаются на местно­ сти способом, выбираемым в зависимости от значения точки, вида выполняемой съемки и местных условий.

Для обозначения изгиба контура или характерной точки рель­ ефа местности применяются вехи (рис. 7.2) или рейки, устанавли­ ваемые в определенных точках только на период наблюдений и на местности не закрепляемые.

Точки местности, признанные удобными для устройства на них опорных пунктов, закрепляются,.временными или постоянными гео­ дезическими знаками.

При. Съемках небольших участков в тех случаях, когда дли­ тельная-сохранность опорных пунктов геодезической съемки не требуется, последние обозначаются деревянными кольями диамет­ ром А—5 см и длиной до 50 см. Такие колья забиваются почти вровень (выступая на 1 см) с поверхностью земли и называются 5 LV Рис. 7.3. Точка. Рис. 7.4. Временный грун­ Рис. 7.2. Веха.

товый репер.

т о ч к а м и (рис. 7.3). Рядом с ними забиваются с т о р о ж к и, возвышающиеся над поверхностью земли на 15—20 см;

они помо­ гают отысканию точек, а кроме того, на них надписываются (про­ стым черным карандашом) некоторые данные, относящиеся к точке, в частности ее номер и пр.

Для обеспечения более длительной сохранности пунктов опор­ ной геодезической сети последние закрепляются деревянными столбами (рис. 7.4), закапываемыми в грунт с соблюдением, пра­ вил, гарантирующих сохранность пункта в данных физико-геогра­ фических условиях. В качестве опорных геодезических знаков при некоторых видах съемки могут служить пни деревьев, соответствую­ щим образом отесанные. Широко используются также железные трубки, штыри, костыли, особенно при измерениях на мощеных дорогах. Типы геодезических знаков и методы их закрепления опи­ саны в инструкциях по производству топографо-геодезических работ.

Для обеспечения взаимной видимости удаленных друг от друга знаков над ними устанавливают вехи, пирамиды (рис. 7.5 а) и сиг­ налы (рис. 7.5 б) соответствующих размеров и конструкции (ГОСТ 21668—76).

(а) (б).

Рис. 7.5. Пирамида и сигнал 7.3. Теодолитная съемка Теодолитная съемка является основным методом плановой гео­ дезической съемки, предпринимаемой в целях составления контур­ ных («ситуационных») планов местности.

Выполняемая по основному правилу геодезии «от общего к ча­ стному» теодолитная съемка начинается с создания на местности съемочного обоснования.

Съемочное обоснование в соответствии с «Инструкцией по то­ пографической съемке в масштабах 1:5000— 1:500» (М.: Недра, 1973) создается в виде:

— сети (рис. 7.6 а) или цепочки треугольников (рис. 7.6 б);

— сети многоугольников-полигонов (рис. 7.6 в);

— теодолитных ходов как одиночных (рис. 7.6 г), так и пред­ оставляющих некоторую систему ломаных линий (рис. 7.6 д) с узло­ выми точками в местах их пересечения.

j Теодолитные ходы по точности делятся на ходы первого раз­ ряда, характеризующиеся погрешностью не более 1 :2000, и ходы [второго разряда — не более 1 : 1000. Длина ходов от 0,6 до 6 км при относительной погрешности 1 :2000 и от 0,3 до 3,0 км при от­ носительной погрешности 1 : 1000.

Длины линий в теодолитных ходах допускаются в пределах I 20—350 м. Допускаются висячие ходы с числом линий не более / трех на незастроенной территории и четырех на застроенной при длине соответственно от 150 до 500 м и от 100 до 350 м в;

зависи­ мости от масштаба съемки (длина хода увеличивается по мере уменьшения масштаба).

При съемке небольших участков съемочная сеть может быть представлена одним теодолитным ходом, прокладываемым между Vпунктами государственной сети (разомкнутый полигон), или со Рис. 7.6. Типы съемочйого обоснования.

) мкнутым ходом, замыкающимся в одной точке (полигоном). Ход, I прокладываемый внутри полигона для контроля измерений и I съемки подробностей, называется д и а г о н а л ь н ы м х о д о м (рис. 7.6 в).

Создание планового обоснования начинается с рекогносцировки участка, в процессе которой решается вопрос о форме теодолитных ходов, способах их привязки к государственной геодезической сети и методике съемки подробностей.

Теодолитная съемка выполняется бригадой в составе: произ­ водителя работ, его помощника и четырех рабочих. Желательно, чтобы состав бригады оставался постоянным в течение всего пе­ риода съемки.

Методику теодолитной съемки рассмотрим на примере неболь­ шого участка. Будем полагать, что съемка подробностей ведется одновременно с прокладкой теодолитного хода одним и тем же производителем работ.

Прежде всего отметим, что масштаб съемки задается заранее и тем самым определяются все параметры съемки, ее детальность и точность. Точки хода выбираются с таким расчетом, чтобы дли­ ны сторон, примерно одинаковые, были удобны для измерений как линейных, так и угловых. Ходы-магистрали при гидрологических исследованиях прокладываются вблизи уреза воды. Если снимается река, то ход прокладывается примерно параллельно общему на­ правлению течения, по одному или обоим берегам реки в зависи­ мости от ее ширины.

Закрепление пунктов съемочного обоснования, как правило, производится долговременными знаками. Ходы, прокладываемые для съемки подробностей, закрепляются кольями. Углы поворота магистралей измеряются либо способом приемов, либо способом повторений. Углы при узловых точках измеряются способом кру­ говых приемов. При измерениях углов следует тщательно придер­ живаться принятого порядка: измерять либо левые, либо правые по ходу углы и указывать их на схеме хода. Измеряются прямые и обратные азимуты всех сторон хода.

Для измерения длин сторон хода применяются мерные ленты JI3-20 или дальномерные насадки. Углы наклона в зависимости от их величины измеряются эклиметром или теодолитом. Длины ли­ ний, недоступных или неудобных для непосредственных измерений, определяются как неприступные расстояния.

Результаты угловых измерений заносятся в журнал соответ­ ствующей формы (см. табл. 5.1 или 5.2) с заполнением всех его граф на каждой точке хода. Результаты линейных измерений сна­ чала фиксируются в абрисе — журнале для съемки ситуации, а за­ тем переносятся в журнал угловых измерений, который таким образом становится основным журналом теодолитной съемки — геодезическим журналом.

А б р и с о м называется схематический чертеж участка с пока­ занными на нем результатами съемки с цифровыми данными и гра­ фическими построениями, позволяющими изобразить каждую за­ снятую точку на плане. При съемке участков с большим объемом ситуации абрис ведется в особом журнале, в котором каждой ли­ нии хода отводится отдельная страница. При съемке небольших участков и небольшом объеме ситуации угловые измерения и аб­ рис могут быть объединены в одном журнале.

7.4. Ориентирование теодолитных ходов Наиболее просто ориентирование теодолитного хода относи­ тельно истинного меридиана выполняется путем непосредственного примыкания теодолитного хода к пунктам государственной геоде­ зической сети, при котором через примычный угол определяется азимут или дирекционный угол одной из сторон хода.

В соответствии с «Наставлением гидрометеорологическим стан­ циям и постам» (ч. 6, вып. 1) ' плановое съемочное обоснование последних создается в условных координатах;

оно, как правило, не привязывается к государственной геодезической сети и ориен­ тируется по магнитному меридиану с помощью буссоли.

Если привязка теодолитного хода к государственной геодези­ ческой сети признана необходимой, но по местным условиям невоз­ можной, то определяется направление истинного меридиана и из­ меряется одна из сторон теодолитного хода. Для определения на­ правления истинного меридиана производятся наблюдения Солнца или звезд на равных высотах до и после их прохождения через меридиан пункта наблюдений.

7.4.1. Наблюдения Солнца Тщательно выверенный теодолит устанавливают в начальной точке, выбранной на открытом месте линии, и приводят его в ра­ бочее положение. При этом особое внимание обращается на обес­ печение неподвижности прибора в период наблюдений.

С Рис. 7.7. Определение истин­ ного азимута линии теодо­ литного хода по наблюде­ ниям Солнца на равных вы­ сотах.

За 4 ч до полудня закрепляют лимб, наводят трубу на конеч­ ную точку линии (рис. 7.7) и записывают отсчет по лимбу b (сред­ ний из отсчетов по верньерам). После этого одевают на окуляр — ^ 6),— а) \ Р ис.

Солнца.

а — до — после 1 б полудня.

насадку с темным стеклом и наводят трубу на Солнце. В тот мо­ мент, когда в трубе будет получено изображение солнечного диска (рис. 7.8 а), записывают отсчеты по часам с точностью до минуты и по вертикальному и горизонтальному кругам аь В целях конт­ роля и уточнения результатов до полудня, а затем и после полудня должно быть проведено несколько таких сеансов.

Закончив последний дополуденный сеанс, не меняя положения трубы, открепляют алидаду и после полудня улавливают момент, когда солнечный диск окажется в положении, представленном на рис. 7.8 б;

в этот момент записывают отсчеты по часам и по гори­ зонтальному кругу а2. После этого последовательно устанавли­ вают трубу на отсчеты по вертикальному кругу, зафиксированные до полудня, и записывают отсчеты по часам и по горизонтальному кругу.

Из полусуммы отсчетов (а1+ а2)/2 по всем сеансам выводится средний отсчет а (см. рис. 7.7);

он укажет направление на юг, од­ нако с некоторым приближением. Для уточнения отсчета а в каж­ дую полученную полусумму отсчетов следует ввести поправку k за изменение склонения Солнца, так как видимый его путь до и после полудня неодинаков. Следовательно:

a = = a + a2 ±k i _ где к= _ _ ш _ cos ф sin 15* В этой формуле: t — число минут в половине промежутка времени между наблюдениями до и после полудня;

AS— изменение склоне­ ния Солнца за 1 мин, определяемое по «Астрономическому еж е­ годнику»;

15/ — время в часах, обращенное в градусную меру;

р— широта места наблюдения, определенная по карте с точностью 0,1—0,5°.

Поправки k, выраженные в минутах, прибавляются при наб­ людениях, выполненных в период 22 июня — 21 декабря, и вычи­ таются в период 22 декабря — 21 июня.

Истинный азимут линии РВ (см. рис. 7.7) определится по фор­ муле А = b—а+180°.

Точность определения истинного азимута линии описанным способом приблизительно ±2'.

7.4.2. Ориентирование по звездам Определить направление истинного меридиана можно путем наб­ людений на соответственных высотах некоторой звезды до и после ее прохождения через меридиан. Сначала описанным выше спо­ собом наблюдается положение звезды восточнее, а затем западнее меридиана. Так как звезды, в отличие от Солнца, описывают сим­ метричную относительно плоскости меридиана дугу, то вносить в результаты наблюдений поправку k не требуется и отсчет а по горизонтальному кругу, соответствующий направлению трубы на юг, определится по формуле _ а\ + я 2 ’ При ночных наблюдениях необходимо обеспечить освещение сетки нитей в трубе и отсчетных устройств теодолита, кроме того, требуется насадка на окуляр.

Определенное направление истинного меридиана нужно закре­ пить на местности створом вех и определить истинный азимут ли­ нии теодолитного хода. Одновременно определяется склонение маг­ нитной стрелки.

Для ориентирования теодолитных ходов применяются также гирокомпасы в виде приставок к теодолитам — гиротеодолиты.

Гиротеодолитом МТ-1 (масса 47 кг) азимут направления опреде­ ляется за 35 мин с погрешностью порядка^ 10".

7.5. Съемка ситуации При съемке ситуации различаются т в е р д ы е и н е т в е р д ы е контуры.

К числу твердых относятся все сооружения постоянного типа:

здания, мосты, профилированные дороги и пр. Нетвердыми кон­ турами считаются сооружения временного типа, а также естествен­ ные контуры. Последние по выраженности на местности их очерта­ ний подразделяются на ч е т к и е и н е ч е т к и е.

Допустимые погрешности изображений четких контуров отно­ сительно ближайших пунктов съемочного обоснования опреде­ ляются по формуле а = 0,04М, (7.1) где М — именованный масштаб съемки.

1 см— П р и м е р. При съемке четких контуров в масштабе 1 : 5000 (в м) допустимая погрешность равна ±2 м.

При съемке нечетких контуров (редкий лес, кустарник по лугу и пр.) допускаются погрешности до 5 м независимо от мас­ штаба съемки.

При съемке ситуации применяются способы: створов, перпен­ дикуляров (ординат), засечек и полярных координат (полярный способ).

7.5.1. Способ створов При съемке ситуации по этому способу, осуществляемому при измерении длин линий теодолитных ходов, а также и любых дру­ гих линий, прокладываемых между точками, надежно определяе­ мыми на плане, в абрисе отмечаются границы пересекаемых ли­ ниями контуров ситуации для последующего изображения на плане. Основой для осуществления всех способов съемки ситуации являются линии створов.

7.5.2. Способ перпендикуляров (ординат) Применение способа перпендикуляров при съемке ситуации рас­ смотрим на примере опускания перпендикуляра из некоторой точки ситуации на линию створа. Эту задачу можно решить при помощи рулетки (рис. 7.9), отыскав кратчайшее расстояние от данной точки до линии створа, а также специального прибора для построения прямых углов на местности — э к е р а. Экеры представлены боль­ шим числом разновидностей, наиболее простой из них — д в у з е р ­ к а л ь н ы й э к е р (рис. 7.10). Он состоит из двух плоских зеркал, '/ / / / / / У //////.

Рис. 7.9. Способ перпендикуляров.

Рис. 7.10. Двузеркальный экер.

установленных под углом 45°, в общей оправе с рукояткой, снаб­ женной крючком для отвеса.

Устройство и применение экера основано на том, что световой луч, последовательно отразившийся от двух плоских зеркал, по­ ставленных под углом у, пересекает свое первоначальное направ­ ление под углом 2у. Из треугольника AML (рис. 7.11) имеем х = = 2 ( а + р ), а из треугольника AOL получаем у = 180— (90—а ) — — (90°— р) = а + р. Следовательно, х = 2у.

Экер можно использовать и для построения прямого угла при некоторой точке линии створа.

Поверка двузеркального экера выполняется путем опускания перпендикуляра на линию АВ из некоторой точки Р (рис. 7.12).

Если экер неисправен (угол 45°), то вместо перпендикуляра бу­ дет построен равнобедренный треугольник с основанием 0 Х 2 раз­ делив которой пополам найдем искомую точку О0— подошву перпендикуляра. Станем теперь с экером в точку О0 и исправим положение одного из зеркал с помощью юстировочных винтов при нем.

Средняя квадратическая погрешность построения прямого угла с помощью двузеркального экера составляет ± 5 '.

' :\ т Рис. 7.11. Ход светового луча в двузеркальном экере.

При съемке способом перпендикуляров применяются стальные рулетки. С помощью ленты и стальной рулетки можно опустить перпендикуляр построением прямоугольного треугольника со сто­ ронами 3, 4 и 5 м.

Рис. 7.12. Поверка дву­ зеркального экера.

Длина перпендикуляра при съемке четких контуров не должна превышать значений, указанных в табл. 7.1.

Таблица 7. Д о п усти м а я длина п е р п е н д и кул я р а, м М а сш та б съ ем ки без экера с экером 1 : 1:1000 1:2000 8 7.5.3. Способ засечек Для съемки ситуации могут применяться линейные засечки, угловые засечки и засечки направлениями (азимутальные засечки).

Положение искомой точки способом засечек может быть определено путем графического построения или аналитического решения тре­ угольника, одной из вершин которого является определяемая точка.

Общим для всех засечек является требование, чтобы угол при засекаемой точке находился в пределах 30— 150°, в противном слу­ чае засечка будет ненадежной и должна быть проконтролирована •добавочным лучом.

С п о с о б л и н е й н ы х з а с е ч е к применяется при съемке ближних от ходовой линии точек. Точки основания строящегося' Рис. 7.14. Обратная засечка.

треугольника выбираются, как правило, на метровых метках ленты. Длина засечек, измеряемых стальной рулеткой, не должна превышать ее длины.

С п о с о б у г л о в ы х з а с е ч е к при съемке подробностей мо­ жет применяться в виде п р я м ы х (рис. 7.13) и о б р а т н ы х (рис. 7.14) засечек.

Прямые засечки применяются при съемке удаленных предме­ тов, определение которых линейными засечками невозможно или признано неудобным. Базисом для засечки служит обычно линия хода, а углы измеряются теодолитом одним полуприемом. Для на­ несения определяемой точки на план используется аналитический или графический способ с применением транспортира.

Обратные угловые засечки применяются для определения по­ ложения изолированных местных предметов, при которых изме­ ряется не менее двух углов (не менее трех направлений на пункты, заведомо получающие изображение на будущем плане). Решается обратная засечка способом Болотова (см. п. 2.16) с построением измеренных углов на восковке с помощью транспортира.

Пункты, определенные с помощью угловых засечек, в дальней­ шем могут использоваться в качестве полюсов при полярном спо­ собе съемки подробностей.

13 Заказ № 119 Способ засечек направлениями (азимутальные засечки), осу­ ществляемый в виде прямых (рис. 7.15), боковых (рис. 7.16) и об­ ратных (рис. 7.17) засечек, применяется при наличии приданной к теодолиту буссоли.

С с с с ю ю Рис. 7.16. Боковая азимуталь­ Рис. 7.15. Прямая азиму­ ная засечка.

тальная засечка.

Определение положения той или иной точки прямой засечкой и способ ее нанесения на план ясны из рисунка. При боковой и обратной засечках следует помнить о том, что прямой азимут от­ С С I С / ч / ч / \ ю Ю Рис. 7.17. Обратная ази­ мутальная засечка.

Ю личается от обратного на 180°, поэтому решение обеих этих за­ дач сводится к задаче, решаемой при прямой засечке, с заменой прямых измеренных азимутов обратными.

7 7.5.4. Способ полярных координат Способ полярных координат, или полярный способ съемки си­ туации, осуществляется при помощи теодолита и дальномера (при­ менение мерной ленты при массовых измерениях нецелесообразно).

Вместо измерения углов положения при полюсе можно измерять азимуты с помощью круговой буссоли, приданной теодолиту (рис. 7.18 а). При наличии ориентир-буссоли (теодолит ТТ-5) зна­ чения азимутов читаются по лимбу, ориентированному по магнит­ ному меридиану. В этом случае нулевому отсчету по лимбу дол­ жен соответствовать нулевой отсчет по северному концу магнитной стрелки буссоли. В процессе съемки лимб должен оставаться за С Рис. 7.18. Полярный способ съемки.

крепленным, его ориентировка в процессе съемки должна прове­ ряться;

рекомендуется принять меры предосторожности (например, обвязывание закрепительного и наводящего винтов лимба платком и т. д.), обеспечивающие неподвижность лимба при съемке ситуа­ ции полярным способом. Аналогичные действия выполняются при ориентировании лимба по ходовой линии 4— 5 (рис. 7.18 б).

Результаты съемки указываются в абрисе. Допустимые длины визирных лучей приведены в табл. 7.2.

Таблица 7. Длины визирных лучей при съемке контуров полярным способом Р асстояние до к о н ту р а s м М а сш та б съ ем ки ч е т ко го н е ч е тко го Нитяной дальномер 1 :500 40 1 : 1000 1 :2000 100 Оптический дальномер или лента 1 :500 1:1000 1 :2000 250 13* Та б ли Ведомость вычисле Р ум бы, Д ирек- г У гл ы поворота ционны е у гл ы (а з и м у т ы ) исправленны е изм ерен ны е Длина линий 0 (Л) 6 (го р и з о н та л ь ­ ное по л о ж ение ) пункта четверти S название о О о О Основной и 09) ( HD 374, юз 13 + 0, 2 3 0, 323, юз + 0, 26, 20 340, сз 22 255, + 1,0 св 5 309, юв 82 97 I =1604, 1_ 2, 02,2' V5 = ± ' / Рп ред=± 0 1 / Диагональ 1 ( 1) 193. 2 192. сз + 0, 6 244 26,. 127, 41 сз 7 01 259. сз 579, 5 5, 5 6, /р — -- 0 0, 02, 0/ = ± 01' д /4' = ± /р пред ца 7. ния координат Координаты Приращения вычисленные исправленные V. X ь. ± У ± IS I ДК + + ± ± АХ 1“ а П ход I | +0,01 +0,14 6067 735,41 4319 811, — 364,92 — 86,26 — 364,91 — 86, +0, +0,01 370,50 725, — 29,44 — 322,41 — 29,43 — 322, +0, +0,01 341,07 402, + 316,45 _ 125,72 + 316,46 — 125, +0,10 657,53 277, + 118,68 + 226, + 118,68 + 226, +0,11 776, 1 504, — 40,80 + 307, — 40,80 + 307, + 435,14 + 534, + 435,13 + 533,81 811, 735,, — 435,14 — 534, — 435,16 — 534, 0,00 f y — 0,03 — -0,59 0, *х /р = ± л /0,0 3 2 + 0,592 = + 0, F== 1/2720 1/ ныи ход — 0^03 -0,14 370,50 725, — 95, + Щ 5Г§^ 96, 166, + _ —шС -0,09 537,45 629, — 126,78 9,59 — 126, — — ^97 Rfi 0 04 0 19 502. + «Ш р 129,67 — 225, 224,81 + — 0, 0,00 296, + 296,69 657, + 277. 9,59 — 447, — 9,57 447, — — + 287,03 — 447, + (^87, Й) — 447, + 287,03 — 447, + 287,03 — 447, fx 0,00 & 0,09 0,42 0, + + / р = ± л/0,092 + 0,422 = ± 0,4 1/1347 1/ 7.6. О б р а б о т к а р е з у л ь т а т о в п о л е в ы х и з м е р е н и й Результаты полевых измерений (углы и длины линий) зано­ сятся в соответствующие графы ведомости вычисления координат пунктов теодолитной съёмки, или, сокращенно, «координатной ве­ домости» (табл. 7.3), в которой производится вся дальнейшая об­ работка результатов.

В таблице приведена обработка небольшого сомкнутого поли­ гона с диагональным ходом, проложенным для контроля и для съёмки ситуации участка, поэтому он обработан во вторую оче­ редь и как разомкнутый опирается на пункты основного полигона.

После занесения в координатную ведомость измеренных углов сомкнутого полигона, сумма их Рр сопоставляется с теоретиче­ ской их суммой fit, которая вычисляется по формуле Е р, = 180 ( я - 2 ). (7.2) Вследствие различных, неизбежных при измерениях погрешно­ стей рр отличается от на некоторую величину /р, называе­ мую угловой невязкой полигона:

= (7.3) Допустимая невязка определяется по формуле 4 „ » = ± °. 1' V S, (7.4) где п — число вершин хода.

Если /р ^ /р П ред, то ее распределяют с обратным знаком между измеренными углами, освобождаясь от долей минуты при измере­ ниях углов одноминутным теодолитом. Углы с короткими сторо­ нами могут получить несколько увеличенные поправки. Распре­ деление угловой невязки между измеренными углами называется у в я з к о й у г л о в. Сумма поправок должна равняться невязке по­ лигона с обратным знаком.

После получения исправленных углов и проверки их путем сум­ мирования в табл. 7.3 вычисляют дирекционные углы, а по ним — румбы сторон полигона, исходя из дирекционного угла линии- / —2, полученного следующим образом.

Начальным пунктом рассматриваемой съемки участка (рис. 7.19) является точка 1 съемочной сети, и примыкание поли­ гона к этой сети по линии I I — 1 выполнено через примычные углы II— 7— 2 (138°53/ + 84° 1б' = 223°09/) и 2— 1— II (136°51'), измерен­ ные при точке 1 способом круговых приемов.

По взятым из каталога пунктов съемочного обоснования коор­ динатам пунктов I и II решением обратной геодезической задачи (см. п. 1.8.2) найден дирекционный угол линии II—I и для контроля определен l g s (табл. 7.4).

Таблица 7. Определение дирекционного угла и длины линии с пункта II на пункт I (обратная геодезическая задача) XI к, lg дк ig д х lg ДУ - i g ДХ — cos r Ig — sin г Ig -у и ~Хц АУ Igs Ig s lg tg г ДХ 2,7 2 433 9, 811,28 735,41 2, 9, 1086,83 2,5 4 5 8 3 9, 1341, - 3 5 1,4 2 0,1 7 850 2,80344 2, - 5 3 0,0 Ю 3:5 б °2 7 '2 3 " а = 236°27' х Определение дирекционного угла сто- роны 1 — 2 полигона осуществлено в со­ ответствии со схемой, представленной на рис. 7.20:

236°27'. 236°27' !\fp. fe 4 + 180 + 136 373°18' 416°27' или 223 09 W.

193°18' 193°18' \ Ьг Рис. 7.20. Геометрический смысл невязки в пери­ метре сомкнутости полигона.

Вычисления дирекционных углов и румбов осуществляется по формуле (2.12) и табл. 2.4:

193° 18' (Г — 2)... Ю З: 13°18' + 373 108 264 47 ( 2 - 3 )... ЮЗ : 84°47' + 444 106, 338 20 ( 3 - 4 )... СЗ : 21° 40' -f- 518 95 422 62 22 ( 4 - 5 )... СВ:62°22' + 242 144 ( 5 - 1 )... Ю В:82°26' 97 + 277 84 193 18 (1-2) Контролем правильности вычисления дирекционных угло“ для в сомкнутого полигона является получение исходного дирекционного угла. Вычисление румбов не контролируется.

Для вывода контрольной формулы при вычислении дирекцион­ ных углов в разомкнутом ходе воспользуемся формулами:

cti = ctHaq-)- 180 Pi, «2 = Cti+180° — р2 = анач + 2 • 180°— (Р1 + Р2).

180 2 Р.

« к о н "— « н а ч “ Ь ^ " Откуда, приняв 23Р =.2Рг получаем ХРг = «нач — «кон + Я • 180°. (7.5) Определив таким образом значение теоретической суммы углов в разомкнутом ходе, можем подсчитать полученную невязку по формуле (7.3) 'fp = ZPp — ЕР В нашем примере при ссН ач= 193°18' и аК = 62°22' получается, он что p« = 850°56', т. е. на 360° больше, чем рр = 490°54/. При других значениях начального и конечного дирекционного угла, например аН = 65°00/ и а К = 294°04', оказывается р« = 490°56/, ач он т. е. сравнима с |3Р. Поэтому следует иметь в виду,'что при со­ ответствующей взаимной ориентировке начальной и конечной ли­ нии разомкнутого хода и обоих относительно северного направле­ ния меридиана — начала счета дирекционных углов — иногда воз­ никает необходимость уменьшения вычисленного значения на 360°.

Если при прокладке теодолитного хода измерялись левые по ходу углы, то для разомкнутых ходов применяется формула Я,’ 180 “Ь X Р •^ он== ® к нач и значит п * 1^0.

/С Р ~ И г кон Оцач (7-6) 7.6.1. Вычисление координат пунктов теодолитных ходов Прямоугольные координаты пунктов определяются путем по­ следовательного решения прямых геодезических задач [формула (2.17)] по всему ходу. Вычисление приращений выполняется лога­ рифмическим или нелогарифмическим путем с помощью различных вычислительных средств и таблиц.

Исходя из известного в геометрии положения, что сумма про­ екций сторон замкнутого многоугольника налюбую осьравна нулю, запишем следующее условие для сомкнутого полигона:

Д Х = 0 и ЕЛУ = 0, (7.7) однако на практике получается, что Z & X = ?x и 2 AY = fy. (7.8) Величины fx и /V называются н е в я з к а м и в суммах прира­ щений соответствующих координат.

Оказывается, таким образом, что под влиянием погрешностей, допущенных при измерениях, наш сомкнутый полигон получается разомкнутым на некоторую величину fp = 1— 1' (рис. 7.20), являю­ щуюся гипотенузой прямоугольного треугольника с катетами fx и fy, по значениям которых fp определится по формуле. fP —л / fx + fr- (7.9) Точность проложенного теодолитного хода оценивается его от­ носительной погрешностью, выражаемой формулой:

Р = Т- = ~ ^. (7.Ю) где Р — периметр полигона.

Относительная невязка выражается дробью с числителем, рав­ ным единице. Значение допустимой относительной невязки в пери­ метре определяется в зависимости от условий, в которых произво­ дились измерения,— от 1 : 3000 до 1 : 1000 для теодолитных ходов, выполненных одноминутным теодолитом и мерной 20-метровой лентой.

G а=0° Ю Рис. 7.21. Диаграмма для контроля вычисления приращений прямоугольных координат.

Вычисления приращений рекомендуется производить в две руки, что, однако, не гарантирует от появления погрешностей, в том числе и очень крупных, если вычисления производятся одинаково неопытными работниками. Приведем здесь наиболее часто встре­ чающиеся промахи в вычислениях.

Часто путают оси координат, особенно студенты, которым при­ ходится заниматься геодезическими вычислениями вслед за вычис­ лениями математическими, и поэтому у них приращения часто меняются местами или знаками. Для обнаружения таких погреш­ ностей следует пользоваться специальной диаграммой (рис. 7.21).

Проверка приращений, вычисленных нелогарифмическим путем, логарифмическими вычислениями дает надежные результаты, од­ нако она требует много времени. Целесообразнее применить конт­ рольные формулы: AX==AFctg r при г 4 5 °, при г 45°, Ay = A X t g r (7.11) пользуясь специальными таблицами (А. Ф. М а т а ев. Универсаль­ ные геодезические таблицы.— М.: Недра, 1979).


Если полученная невязка признана недопустимой и повторные вычисления приращений не обнаружили в них погрешностей, то следует повторить измерения линий, обратив внимание на линии, имеющие румб, близкий к румбу невязки fp, определенному по формуле tg r,p = i - (7.12) с учетом знаков fx и fy.

При значительной протяженности периметра следует проложить диагональный ход или воспользоваться диагональными ходами, проложенными для контроля угловых измерений и для съемки си­ туации, и, определив невязки в приращениях по каждому полигону, выписать их на схему и по их знакам судить о том, где допущена погрешность в измерениях линий, так же как это делалось при оты­ скании погрешностей в угловых измерениях.

Признанные допустимыми невязки в приращениях fx и fr рас­ пределяются с обратными знаками между всеми приращениями пропорционально длинам сторон хода. Следовательно, каждое при­ ращение координат по соответствующей оси должно получить по­ правку:

6X t= - l f s t и бYt= — ^ - s t. (7.13) Сумма поправок к приращениям координат должна равняться соответствующей невязке с обратным знаком. Следовательно:

Е Л Х испр = 0 и Л У испр = 0. (7.14) Исправлением приращений завершаются решения прямых гео­ дезических задач и в результате последовательных вычислений в сомкнутом полигоне получаются координаты начальной точки.

Вразомкнутом ходе сумма приращений сравнивается с раз­ ностью координат начальной и конечной точек, т. е.выдвигается условие: ДХ = Хкон - Хнач и АУ = Гкон - Гнач, а практически получается:

Z A X - ( X K - X H = fx и Е Л Y - ( Y K - Y H = fy (7.15) 0H 34) 0H a4) как в сомкнутом полигоне.

После получения fx и fy дальнейшая обработка разомкнутого хода осуществляется так же, как и обработка сомкнутого поли­ гона, и завершается вычислением координат пунктов хода. Сле­ дует лишь заметить, что относительная погрешность для диаго­ нального хода допускается несколько большей. Это объясняется тем, что при оценке погрешности диагонального хода должна быть учтена погрешность исходных данных — начального и конечного пунктов диагонального хода. Если fp/P для сомкнутого полигона допускается равной 1/2000, то для диагонального хода она может быть допущена 1/1000. Если диагональный ход увязывается сов­ местно с ходами, из которых составлен сомкнутый полигон, то по точности диагональный ход не должен отличаться от этих ходов.

Методика совместного уравнивания нескольких теодолитных хо­ дов рассматривается в специальных курсах.

7.7. Составление плана угломерной съемки по координатам В зависимости от характера и продолжительности предполагае­ мого использования, будущего плана он может быть составлен на листе обычной чертежной бумаги, в том числе и нестандартного формата, или на заранее заготовленном планшете — листе чертеж­ ной бумаги, наклеенной на недеформирующуюся основу (дюралю­ миний, пластик) определенного формата.

В соответствии с «Основными положениями по созданию топо­ графических планов масштабов 1:5000— 1:500» для планов мас­ штаба 1 : 5000 размеры рамок планов должны быть 40X 40 см, а для планов 1:2000— 1:500 — 5 0 x 5 0 см, причем каждому планшету присваивается соответствующая номенклатура (см. табл. 3.2) и дается стандартное оформление.

Учитывая незначительные размеры нашего участка (табл. 7.3), в дальнейшем изложении будем ориентироваться на нестандартное оформление его плана на таком листе бумаги, на котором он изо­ бразится полностью в заданном масштабе, например 1 : 1000 (в 1 см 10м).

Осуществляя, как и при съемке,' принцип «от общего к част­ ному», сначала построим каркас будущего плана — его аналитиче­ скую основу, а затем нанесем на него подробности. Хотя для нане­ сения на бумагу вершин полигона или магистрали по их прямо­ угольным координатам было бы достаточно провести оси координат, на практике предпочитают сначала начертить удобную для работы координатную сетку, оцифровать ее, а затем уже присту­ пить к нанесению («накладке») точек по координатам.

Перед построением координатной сетки следует составить ее эскиз, оцифровать его и окончательно установить размер чертеж­ ного листа. Для этого выпишем из координатной ведомости (табл. 7.3) максимальные и минимальные значения координат вер­ =т м шин полигона: ^ = 776 м ^ •Х = 341 м, мин Умид = 277 м.

Поставив условием, чтобы все вершины полигона находились в пределах проектируемой сетки, значения координат ее углов най­ дем такими: _ Хс = 800 м _ Г В= 900 м Уз = 200 м Хю = 300 м 500 м 700 м Таким образом, при стороне квадрата, равной 10 см (100 м), размеры сетки составят 5 x 7 квадратов. Следовательно, для со­ ставления плана нашего участка с соответствующим зарамочным его оформлением потребуется лист 6 0 x 9 0 см.

Вопрос о том, следует ли добавить квадрат для изображения пунктов, получающихся за рамками сетки (например, пунктов с абсциссой 341 м или с ординатой 811 м), можно решить таким образом: лишний квадрат (полосу) в сетке следует добавлять в тех случаях, когда абсцисса или ордината пункта выступает из границ «экономной» сетки более чем на одну треть стороны квад­ рата.

Выбрав чертежный лист, приступаем к построению в карандаше координатной сетки, определив предварительно ее положение на листе с учетом последующего изображения ситуации в пределах а) In п 0 3 •Д 0Л 50 67~ 00 9vV 0l в Ь D Й п С Р и са 6) 'тгп © щр 'по Рис. 7.22. Линейка Дробышева.

границ съемки. При этом должно быть обеспечено правильное и удовлетворяющее принятым формальным и эстетическим нормам размещение на листе (планшете) различных служебных надписей.

При небольших размерах координатной сетки ее можно по­ строить с помощью циркуля-измерителя и масштабной линейки путем построения перпендикуляров способами, известными из гео­ метрии;

Можно рекомендовать построение координатной сетки на ос­ нове построения опорного прямоугольника, выполняемого следую­ щим образом. На части листа, на которой должна расположиться сетка, проведем две пересекающиеся линии — диагонали будущего прямоугольника и наметим его вершины, откладывая от точки пе­ ресечения диагоналей произвольные, но равные отрезки.

В пределах построенного таким образом опорного прямоуголь­ ника строится координатная сетка. Причем отрезки на каждой сто­ роне прямоугольника откладываются от общего начала в целях ло­ кализации ошибок.

Для построения координатных сеток на больших листах при­ меняется штангенциркуль с большой масштабной линейкой.

При построении сетки штангенциркулем используется известное в геометрии соотношение сторон в прямоугольном треугольнике 3:4:5.

На том ж е принципе основано применение различных разно­ видностей линейки Дробышева (рис. 7.22). У этой линейки одно ребро скошено и используется при прочерчивании линий, а на са­ мой линейке через 10 см вырезаны окошки со скошенными по ду­ гам концентрических окружностей краями, причем по такой же дуге (70, 711 или 100,000 см) скошен и один из концов линейки — гипотенуза строящегося треугольника, имеющая начало в нуль пункте линейки.

У линейки ЛБЛ расстояние между окошками равно 8 см, на ней нанесен поперечный масштаб и в комплекте имеется деревян­ ный штангенциркуль.

Построение координатной' сетки линейкой Дробышева состоит из ряда последовательных действий, указанных на рис. 7.23.

V 7 СЧ ^ 2d 3В VI] З ~— с К°В с * © @ X ~1r \ в& А/ z За ч ч оА 2а Рис. 7.23. Построение координатной сетки Д ро­ бышева (последовательность действий указана римскими цифрами).

Прочертив линию — основание сетки, накладывают на нее ли­ нейку по центрам дуг, прочерчивают их, деля тем самым основа­ ние на четыре части, и получают 0А—4В (положение линейки I).

После этого линейку поворачивают примерно на 90° в положение II и прочерчивают дуги 1С—Зс. Затем линейку располагают на диа­ гонали-гипотен узе ВС (положение III) и ее скошенным кон­ цом — дугой 5С засекают дугу Зс, при этом получают точку С.

Аналогичными приемами (положения IV и V) строят второй тре­ угольник и получают точку D. В заключение нуль-пункт линейки нужно совместить с точкой С и проверить прохождение дуги через точку D (положение VI). Если расхождение между лини­ ями АВ и CD не превышает 0,2 мм, то с помощью той же линейки проводят линии через отмеченные на границах прямоугольника точки и таким образом получают сетку квадратов со сторонами 10 см. Эту сетку тщательно проверяют циркулем-измерителем по диагоналям всех квадратов, расхождения между ними допустимы в пределах 0,2 мм.

После устранения обнаруженных неточностей сетку оцифровы­ вают и приступают к нанесению-накладке точек — вершин поли­ гона по их координатам. Накладка точек заключается в отклады­ вании в предварительно отысканном по эскизу квадрате от частного начала координат абсциссы и координаты точки с помощью цир­ куля-измерителя и металлической масштабной линейки. Так, на­ пример, для точки 2 (рис. 7.24) откладывают от частного начала (х = +300,00 м и у = +700,00 м) абсциссу х = +70,51 м,.а затем ординату у = + 25,16 м. Определив таким образом положение на плане точки 2, обводят ее кружком диаметром 1,5 — 2,0 мм, затем таким же образом получают точку 3 и все последующие. При на Рис. 7.24. План участка, построенный по материалам теодо­ литной съемки.

кладке точек следует придерживаться правила: не приступать к накладке следующей точки до тех пор, пока не будет проверено расстояние между предыдущими точками. Допустимое расхожде­ ние— 0,2 мм (графическая точность чертежа).

В крупных геодезических предприятиях для построения коорди­ натных сеток и нанесения точек по их координатам применяются специальные приборы — координатографы, как стационарные, так и полевые. Точность нанесения точек такими приборами считается равной 0,05 мм.


После завершения накладки вершин теодолитных ходов на план переносят данные съемки ситуации, зафиксированные в абрисе, сначала в рабочем оформлении, карандашом, а затем полученный план вычерчивают тушью в стандартных условных знаках приме­ нительно к его масштабу. Дальнейшее оформление плана выпол­ няется в соответствии с установками, принятыми в данном учреж­ дении.

7.8. Составление плана участка по румбам и длинам сторон В тех случаях, когда допустима несколько пониженная точность изображения заснятого участка, план можно составить по вычис­ ленным румбам и длинам сторон с помощью транспортира, тре­ угольника и линейки.

Через середину листа чертежной бумаги проводят линию, при­ нимаемую за направление меридиана. Начальную точку полигона (не обязательно точку 1) намечают с таким расчетом, чтобы весь полигон поместился на листе по возможности симметрично относи­ тельно его краев (рис. 7.10). Затем, пользуясь транспортиром, С Рис. 7.25. Проведение на плане линии под румбом СВ : 30°.

Ю строят при меридиане угол, равный румбу начальной линии, допу­ стим линии 1—2. Эту линию с помощью треугольника и линейки переносят, к ее началу и прочерчивают направление линии 1— 2, на котором откладывают в заданном масштабе ее длину (рис. 7.25).

Таким образом получают положение точки 2. Далее продолжают те же действия: строят румбические углы при меридиане и перено­ сят их к началу соответствующих линий.

В результате последовательного построения сторон полигона линия от точки 5 должна прийти в точку 1 — начальную точку, из­ бранную при накладке полигона. Однако вследствие накопления по­ грешностей и в измерениях, и в построении полигона на чертеж!е на нем обнаруживается невязка в периметре, выражающаяся от­ резком 1 — 1' = fp (рис. 7.26). Допустимой считается невязка, со­ ставляющая 1/100 периметра. Если полученная невязка превы­ шает допустимую, то прежде всего следует проверить (повторить) накладку и при отсутствии в ней грубых погрешностей проверить измерения некоторых, а может быть и всех линий на местности.

Грубые погрешности могут быть обнаружены в линиях, парал­ лельных невязке, а также в линиях, азимуты которых примерно перпендикулярны азимуту невязки. Если подобные прикидки не принесли желаемых результатов, то следует проложить один диа­ гональный ход или, если потребуется, несколько и таким образом установить участок хода, в котором допущена погрешность. Этот прием применяется в полигонах с большим периметром и числом вершин во избежание полного повторения всей съемки.

Допустимая невязка в периметре распределяется путем неко­ торого смещения на чертеже всех точек полигона по направлению, исключающему полученную невязку (рис. 7.26 а). Размер смеще­ ния может быть определен аналитическим путем, однако проще и достаточно точно он получается с помощью графика поправок Рис. 7.26. Невязка в периметре сомкнутого поли­ гона и ее распределение.

(рис. 7.26 б), который строится следующим образом. На горизон­ тальной линии от точки А (1') в произвольном мелком масштабе откладывают нарастающим итогом длины сторон полигона и из конечной точки V восстанавливают перпендикуляр, на котором откладывают отрезок 1— V — полученная невязка в периметре.

Соединяют полученную на перпендикуляре точку 1 с начальной точкой и на перпендикулярах, восставленных из точек на прямой, находят значения поправок.— смещений всех точек полигона. Те­ перь остается провести через все точки полигона линии, парал­ лельные направлению невязки, отложить на них в соответствую­ щую сторону поправки и, получив окончательное положение точек на чертеже, соединить их линиями — границами снятого участка.

При этом можно убедиться в том, что введение поправок при допу­ стимой невязке сохраняет и длины сторон, и их направления в пре­ делах графической точности чертежа.

Заказ № 14 ГЛА ВА Общие сведения о государственной геодезической сети 8.1. Методы построения государственной геодезической сети Государственная геодезическая сеть СССР, являющаяся глав­ ной геодезической основой топографических съемок всех масшта­ бов, а также многочисленных научных и инженерных мероприятий, создается и развивается в соответствии с потребностями плано­ мерно развивающегося народного хозяйства и обороны страны по правилам, установленным «Инструкцией о построении государст­ венной геодезической сети СССР» (М.: Недра, 1956).

Государственная геодезическая сеть создается методами три­ ангуляции, трилатерации, полигонометрии и их сочетаниями.

Совокупность геодезических сетей, зафиксированных на терри­ тории страны геодезическими знаками различной конструкции, со­ ставляет п л а н о в о е г е о д е з и ч е с к о е о б о с н о в а н и е, кото­ рое по классификации 1962 г. подразделяется на: 1) государствен­ ную геодезическую сеть, 2) геодезические сети местного значения и 3) съемочные сети.

Государственная г е о д е з и ч е с к а я с е т ь подразде­ ляется на четыре класса, различающихся между собой точностью угловых и линейных измерений, длиной сторон сетей и порядком последовательного их развития, осуществляемого по принципу от общего к частному. Государственная геодезическая сеть 1-го класса предназначается для научных исследований, связанных с опреде­ лением формы и размеров Земли, и для распространения единой системы координат на всю территорию страны. Сети 1-го и за­ полняющие их сети 2-го класса являются основой для последую­ щего развития сетей 3-го и 4-го классов, которые являются с е ­ тями сгущения.

Для обоснования топографических съемок установлены следующие нормы плотности пунктов государственной геодезической сети: для съемок масштабов 1 : 25 000 и 1 : 10 0 0 0 — 1 пункт на 50—60 км2, для съемок масштабов 1 : 5000— 1 пункт на 20—30 км2, для съемок масштабов 1:2000 и крупнее— 1 пункт на 5— 15 км2.

Г е о д е з и ч е с к и е с е т и м е с т н о г о з н а ч е н и я создаются для обоснования крупномасштабных топографических съемок (1:5000— 1 :500), выполняемых при проектировании и строитель­ стве различных сооружений, а также в процессе их эксплуатации.

Для обоснования топографических съемок масштаба 1 :5000 на площадках до 10 км2 служат п у н к т ы с ъ е м о ч н ы х с е т е й.

Плотность этих пунктов, а также типы знаков для съемочного обоснования определяются в конкретных условиях с учетом обес­ печения сохранности знаков в течение определенного срока. Сред­ ние квадратические погрешности положения пунктов съемочных се­ тей относительно ближайших пунктов государственной и местных сетей должны находиться в пределах ± 0,1 мм на планах открытой местности и ± 0,15 мм на планах залесенной местности.

8.1.1. Триангуляция и трилатерация Они представляют собой сеть треугольников с вершинами, за [ фиксированными на земной поверхности наземными и подземными геодезическими знаками, являющимися пунктами геодезического обоснования съемок общегосударственного и местного значения.

При построении триангуляции предусматривается непосредст­ венное измерение одной стороны некоторого треугольника, назы­ ваемой б а з и с н о й, а также всех углов во всех треугольниках сети. Длины сторон в треугольниках вычисляются по формулам тригонометрии, поэтому триангуляция имеет и другое равнознач­ ное наименование—- т р и г о н о м е т р и ч е с к а я с е т ь. Это наиме­ нование относится также и к т р и л а т е р а ц и и, при построении которой измеряются только длины сторон, а углы при вершинах треугольников ( 3 0 ° р 150°) вычисляются.

При построении треугольников стараются придать им форму равносторонних, добиваясь наименьшего значения ошибки геомет­ рической связи между треугольниками.

Во избежание накопления ошибок в сетях через определенное число треугольников i измеряется и вводится в вычисления одна из сторон t'-того треугольника.

В тех случаях, когда непосредственное измерение длин сторон треугольника затруднено, создаются б а з и с н ы е с е т и (рис. 8.1), имеющие ромбовидную форму, с соотношением диагоналей до 1: 10. При этом непосредственно измеряемая короткая диагональ называется б а з и с о м, а большая диагональ — в ы х о д н о й с т о ­ р о н о й, которая является базисной (исходной) для последующих вычислений длин сторон треугольников.

! Базисы и выходные стороны, там где это возможно, измеряются | светодальномерами соответствующей точности.

I Ряды треугольников 1-го класса прокладываются вдоль мери­ дианов и параллелей, образуя полигоны, по форме близкие к тра­ пециям с периметром 600—800 км. В районах крупных-и особо важных сооружений строится сплошная сеть триангуляции 1-го класса на всей территории района. По углам трапеций измеряются базисы, или базисные стороны, на концах которых в так Называе­ мых пунктах Лапласа определяются астрономическим путем ази­ мут базиса, широты и долготы его концов.

Полигоны триангуляции 1-го класса заполняются сплошной сетью треугольников 2-го класса, которая контролируется несколь­ кими измеренными базисами.

14* Пункты триангуляции 3-го и 4-го классов, образующие различ­ ные системы, определяются относительно ближайших пунктов выс­ ших классов.

При съемке относительно небольших территорий (до 3000 км2) допускается построение самостоятельных сетей 3-го и 4-го классов с измерением двух-трех базисов.

esx sa 2 — 3 ---- 4----- */ E — Рис. 8.1. Схема построения триангуляции 1—4-го классов.

— « п у н к т Л а п л а са » *, 2 — б а з и с н а я с то р о н а, 3 — с то р о н а т р и а н ­ г у л я ц и и 1 - г о к л а с с а, 4 — с т о р о н а т р и а н г у л я ц и и 2 - г о к л а с с а, 5 —* сто р о н а т р и а н гу л я ц и и 3 и 4 -го кл а с с о в.

Общая схема и основные показатели государственной сети оп­ ределены «Основными положениями о построении государственной геодезической сети СССР» (табл. 8.1).

Таблица 8. Основные показатели государственной геодезической сети О тн о си те л ь н а я п о гр е ш н о с ть с то р о н ы тр е у го л ьн и ка С редняя Длина квад ра тическа я Класс стороны, п о гр е ш н о с ть три а н гул я ц и и км и зм е р е н и я у гл а наиболее удаленной базисной о т базисной 1 :400 О О О 1:150 О О О 0,7" 1 1:300 О О О 1:200 О О О 2 7-20 1, 1 :200 О О О 1140 О О О 1, 3 5 - 1:200000 1: 2-5 2, Дальнейшее сгущение государственной сети, обеспечивающее создание опорной сети для проведения топографической съемки, осуществляется путем развития сетей местного значения I и II раз­ рядов, которые в свою очередь могут представлять собой сплош­ ные сети или цепочки треугольников. Кроме того, пункты этих се­ тей могут быть определены прямыми и обратными засечками, опи­ рающимися на пункты сетей всех высших классов.

х I Рис. 8.2. Цепь треугольников между двумя бази­ сами.

Сети местного значения создают учреждения, выполняющие то­ пографические съемки масштаба 1 : 5000 и крупнее.

В практике речных изысканий широко применяются цепочки треугольников (рис. 8.2), опирающиеся на стороны государствен­ ной геодезической сети или, как указывалось выше, на непосред­ ственно измеренные базисы с обеспечением привязки к государст­ венной сети. Данные о сетях 1-го и 2-го разрядов приведены в табл. 8.2.

Таблица 8. Основные показатели сети 1-го и 2-го разрядов Разряд сети 2-й 1-й О л О С С ;

2 - Длина сторон треугольника, км о 1U Средняя квадратич. погрешность измерения угла, " 20 Предельные невязки в треугольниках, " Наименьшие допустимые углы:

в цепочке, ° в сетях, 0 20 1 :25 О О О 1 :5 0 0 0 Относит, погрешность выходной стороны Вычислительная обработка тригонометрических сетей 1—4-го классов выполняется строгими способами, Излагаемыми в капи­ тальных курсах геодезии. Для уравнивания сетей 1-го и 2-го раз­ рядов применяются упрощенные способы с некоторыми послабле­ ниями в отношении строгости отыскания поправок к непосредст­ венно измеренным величинам.

Вычисления выполняются по определенным схемам и форму­ лярам, которые содержатся в специальных курсах и пособиях по вычислительной обработке результатов геодезических измерений.

Имеются программы вычислительной обработки результатов гео­ дезических измерений на ЭВМ, и сами измерения производятся с учетом методики последующей их обработки.

8.1.2. Полигонометрия Как метод создания плановой геодезической основы полигоно­ метрия применяется преимущественно в условиях закрытой мест­ ности, при съемке особо протяженных объектов. Она представляет собой систему прокладываемых между пунктами триангуляции ходов, в которых измеряются все углы поворота и длины линий.

Основные показатели полигонометрии 1—4-го классов и 1-го и 2-го разрядов приведены в табл. 8.3.

Таблица 8. Основные показатели полигонометрии О тносит.

С редняя Класс и Длина квад ра тическа я п о гр е ш н о с ть разряд изм ерения п о л и го н о ­ стороны, км п о гр е ш н о с ть изм е р ен ия у гл а, " стороны м етрии 1 300 ООО 1-й 2 0 -2 5 0, класс 1 250 О О 2-й 1,0 О 7 -2 „ 1 3-й „ 1, 2 2,0 1 150 О О О 4-й „ 1 10 1-й разряд 5, 0,1 -0, 1 5 10, 2-й „ 0,1 - 0, В зависимости от способа определения длин сторон разли­ чаются: с о б с т в е н н о п о л и г о н о м е т р и я, где длины сторон измеряются мерными приборами непосредственно;

д а л ь н о м е р н а я п о л и г о н о м е т р и я, при которой для измерения длин сто­ рон применяются дальномеры, обеспечивающие надлежащую точ­ ность измерений;

м е т о д г е о д е з и ч е с к и х з а с е ч е к, разрабо­ танный А. И. Дурневым (1904— 1954 гг.).

Метод геодезических засечек применяется для определения пунк­ тов, расположенных вдоль прокладываемого хода по одну или обе стороны от него. Для этого требуется измерить углы между на­ правлениями на все засекаемые пункты и знать (или измерить) длины и дирекционные углы начальной и конечной сторон хода (рис. 8.3).

Из последовательного решения треугольников по двум углам и стороне определяются длины всех сторон хода, затем вычисляются дирекционные углы, приращения и координаты пунктов хода и за Рис. 8.3. Геодезические за ­ сечки методом А. И. Дур нева.

секаемых с него пунктов. Таковыми наряду со специально соору­ жаемыми могут быть любые удобные для визирования пункты (шпили зданий, антенны и пр.).

Соединение на 4-х стержнях 8 мм Соединение на цементном растворе Рис. 8.4. Центр триангуляции 1-—2-го класса.

Вид св ер ху Метод засечек как метод обоснования топографических съемок с успехом используется при речных изысканиях.

Все точки геодезических сетей закрепляются на местности цент­ рами, представляющими собой капитальные сооружения у сетей высших классов (рис. 8.4), и наземными знаками различной формы и к о н с тр у к ц и и (см. рис. 7.5 и д р.) в со о тветстви и с и н стр у к ц и я м и ГУГК.

Созданием государственной геодезической сети обеспечивается возможность планомерного, в единой системе координат, выполне­ ния геодезических работ на территории всей страны и их эффек­ тивный контроль. Распространение единой системы координат на местные съемочные сети достигается путем привязки отдельных точек и линий этих сетей к пунктам государственной геодезической сети. Для этой цели используются различные методы, рассматри­ ваемые ниже.

8.2. Привязка местных съемочных сетей к пунктам государственной геодезической сети 8.2.1. Методы непосредственной привязки сетей Наиболее надежным способом привязки является способ разом­ кнутого полигона (диагональный ход), рассмотренный в главе (табл. 7.3), как общий случай теодолитной съемки (рис 8.5 а).

Как равноценный ему вариант может рассматриваться примы­ кание теодолитного хода к одной стороне (рис. 8.5 б).

Привязку, можно осуществить и более простым способом (рис. 8.5 в), также изложенным в главе 7 (см. рис. 7.20). Способ Рис. 8.5. Привязки теодолитных хОдов к пунктам геоде­ зического обоснования.

этот достаточно надежен при условии, что измерение углов на привязываемой точке, осуществляемое способом круговых приемов, обеспечено строгим контролем.

В практике различных изысканий приходится встречаться с бо­ лее сложными случаями, к числу их относится случай, представлен­ ный на рис. 8.6. В этом случае теодолитный ход LR, односторонне привязанный к государственной геодезической сети, является ви­ сячим ходом и может быть проверен только повторными измере­ ниями углов и линий, а кроме того, и вычислениями. Однако он может быть проконтролирован примыканием к некоторому изоли­ рованному, как доступному, так и недоступному для измерений пункту R. Решение поставленной задачи, рассмотрим поэтапно, для различных вариантов её решения.

8.6.

Рис. Привязка теодолитного хода к изолиро­ ванному пункту.

8.2.2. Привязка теодолитного хода к недоступному пункту (метод сноса координат с вершины пункта на землю) Привязка теодолитных ходов к пунктам, расположенным на вы­ соких зданиях, осуществляется путем сноса координат, например с вершины некоторого пункта А (рис. 8.7) на точку R, располо­ женную на поверхности земли, Рис. 8.7. Снесение координат с вершины пункта на землю.

Для решения задачи требуется, чтобы из пункта R, кроме пункта А, был виден по крайней мере еще один пункт геодезиче­ ской сети В и для контроля также и пункт С (рис. 8.7).

Искомые координаты X R и YR получаются по формулам:

+ S AR cos aAR, = Xr ХА YA Yr = S ar s i n + адд, (8.1 ) в которых подлежат определению SAR и.

o lar Для определения длины SAr, которая в целях контроля вы­ числяется дважды, из точки R следует задать два базиса bi и Ь достаточной длины и измерить углы при них. Тогда будем иметь:

b2 sin Р2 /о п\ с' sin Pi _ AR AR sin (Pi + Yi) sin (P2 + Y2) ‘ ' Если 15л* - I "2ЩГ то принимается $AR + $AR е * AR — ----------------- 2--- ' Для определения oar нужно измерить в точке R угол 61 между, направлениями на пункты геодезической основы Л и В и из реше­ ния треугольника RAB найти угол иь опирающийся на сторону S ar, дирекционный угол которой определим через примычный угол Xi: sjn § sin [X = ! —— и A = 180° — (6t + ni).

,i (8.3) °А В Искомое значение дирекционного угла получим по формуле алд = ав д -Н^1— 180° = a^s + Xi. (8.4) Значения S A b и а ав получаются из решения обратной задачи по координатам пунктов А и В.

Для контроля вычисления дирекционного угла алд в точке R измеряется угол 62 между направлениями на пункты Л и С. Тогда из вычислений, аналогичных предыдущим, получим:

,2= 180° — (62 + М и aAR = аАС — Х2.

2 2) sin Н = — ;

Я (8.5) АС Разность между полученными значениями аля не должна пре­ вышать удвоенного значения средней квадратической погрешности измерения угла в привязываемом теодолитном ходе. Если это тре­ бование соблюдается, то среднее арифметическое из полученных значений син принимается для дальнейших вычислений.

8.8) З а д а ч а 8.1. Определить координаты точки (рис. методом сноса координат по данным табл. 8.4.

Таблица 8. И зм еренная величина Координаты п у н кта, м. № пункта X линия у го л У Pi = 55°07 '50" 691, 7239, А Ь = 3 3 7,3 \ 3425,6 Yi = 71 05 9455, В 801, 6968,4 Y2 = 70 43 R 62 = 286, р2 = 61 52 61 = 52 29 Решение.

1. Вычисление длины линии Sar. Из треугольника A P R 1 находим S ' AP = =343,14 м и из треугольника A P R 2 S " a r = 343,24, откуда S a r= 3 4 3,1 9 ^ м.

2. Решая обратную геодезическую задачу, находим дирекционный угол и длину линии АВ:

а АВ = 38°20'16" и S AB = 3485,8 м.

3. Из треугольника A B R находим угол p,i = 4°28'46" и вычисляем угол ^ = 123o0 r3 7 " v 4. Вычисляем дирекционный угол линии АР:

аАВ = 38°20'16" + 123°01'37" = 16Г 2Г 53" = Ю В : 1 8 ° 3 8 '0 7 " ) (r AR 5. Зная S a b и Л, вычисляем приращения координат и, решая прямую г в геодезическую задачу, находим искомые Х Р и Y P:

= 7293,6 — 325,2 = 6968,4 м, У д = 6 9 1, 5 + 109,7 = 8 0 1,2 м.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 10 |
 





 
© 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.