Уравнивание углов и приращений координат замкнутого и разомкнутого теодолитного хода. Вычисление дирекционных углов и румбов

Обработка ведомости вычисления координат вершин теодолитного хода Увязка углов хода. Значения измеренных углов записывают в графу 2ведомости вычисления координат). В графе 4 записывают и подчеркивают исходный дирекционный угол на верхней строчке и конечный дирекционный угол аn (на нижней строчке).Вычисляют сумму Σβпр измеренных углов хода. Определяют теоретическую суммууглов:Σβт = а0 - 180° ⋅n,где n – число вершин хода.Находят угловую невязку:fβ = Σβпр - Σβт.Если невязка fβ не превышает допустимой величиныfβ ДОП= ±1' nто ее распределяют с обратным знаком поровну на все углы хода с округлениемзначений поправок до десятых долей минут. Исправленные этими поправками углы записывают в графу 3 ведомости. Сумма исправленных углов должна равняться теоретической.

17. Угловые измерения. Принцип измерения горизонтального угла. Принципиальная схема устройства теодолита. Горизонтальным углом- проекцию b пространственного угла Ð CAB а горизонтальную плоскость P. Для измерения горизонтального угла, образуемого направлениями AС и AВ, необходимо круг с делениями расположить горизонтально, совместив его центр с отвесной линией AA ¢, проходящей через вершину угла A, и определить число делений круга между проекциями направлений AС и AВ на плоскость круга. Вертикальные углы - это углы, расположенные в вертикальной плоскости. Углом наклона линии -угол n между направлением линии и её проекцией на горизонтальную плоскость. Углы наклона выше горизонта - положительные, ниже горизонта - отрицательные. Зенитное расстояние – угол z между направлением в зенит и направлением линии.

Рис. 7.1. Горизонтальный угол¢	Рис. 7.2. Вертикальные углы

Горизонтальные и вертикальные углы измеряют теодолитами. Измерение горизонтального угла выполняют способом приемов. При измерении нескольких углов, имеющих общую вершину, применяют способ круговых приемов. Работу начинают с установки теодолита над центром знака, закрепляющим вершину угла, и визирных целей на концах сторон угла. В отверстие подставки 2, опирающейся на три подъёмных винта 1, входит ось вращения лимба 3, в которую в свою очередь входит ось алидады 4.

Рис. 7.3. Схема устройства теодолита: ii - ось вращения алидады; tt - ось вращения трубы; ss - визирная ось трубы; uu- ось уровня алидады.

Лимб это стеклянный круг, по скошенному краю которого нанесены деления с оцифровкой от 0 до 360º по часовой стрелке. Алидада - верхняя часть прибора, расположенная соосно с лимбом. Алидада несет стойки 6, на которые опирается ось tt вращения зрительной трубы 8 с вертикальным кругом 7. Установка оси ii вращения алидады в отвесное положение выполняется тремя подъёмными винтами подставки по цилиндрическому уровню 5. Вращающиеся части теодолита снабжены закрепительными винтами для их установки в неподвижное положение и наводящими винтами для плавного их вращения.Зрительная трубаслужит для обеспечения точности наведения на визирные цели. Трубы бывают с прямым и обратным изображением.

Рис. 7.4. Зрительная труба

Оптическая система трубы состоит из объектива 1, окуляра 2 и фокусирующей линзы 3, которую с помощью специального устройства - кремальеры 5, перемещают вдоль геометрической оси трубы. Между фокусирующей линзой и окуляром помещена сетка нитей 4 – деталь, несущая стеклянную пластину с нанесёнными на нее вертикальными и горизонтальными штрихами. При измерении углов перекрестие штрихов – центр сетки нитей, наводят на изображение визирной цели. Сетка нитей имеет четыре исправительных винта, позволяющих перемещать ее в горизонтальном и вертикальном направлениях.Линия, проходящая через оптический центр объектива и перекрестие сетки нитей, называется визирной осью. Увеличением трубы называется отношение угла, под которым изображение предмета видно в трубе, к углу, под которым предмет виден невооружённым глазом. Практически увеличение трубы равно отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра. Трубы геодезических приборов имеют увеличение от 15^´ до 50^´ и более. Полем зрения трубы называется пространство, видимое в трубу при её неподвижном положении. Обычно оно бывает от 1 до 2º. Визированием называют наведение трубы на цель. Точность визирования зависит от увеличения трубы и приближенно равна ,где v ^´ – увеличение зрительной трубы, а 60²– средняя разрешающая способность глаза. Для визирования трубу фокусируют “по глазу” и “по предмету”. При этом, глядя в трубу, вращением диоптрийного кольца окуляра добиваются чёткого изображения сетки нитей, а перемещением фокусирующей линзы 3 - чёткого изображения наблюдаемого предмета.Отсчётные устройства служат для взятия отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам. Они снабжены отсчетными микроскопами. Различают микроскопы штриховые, шкаловые и микроскопы с оптическими микрометрами.В штриховом микроскопе отсчет с точностью 1¢ берут по положению нулевого штриха алидады а (рис. 7.5, а), интерполируя минуты на глаз.

в)

Поле зрения отсчётных микроскопов: а - штрихового (отсчёт по горизонтальному кругу 159º46’, по вертикальному 350º48’); б -шкалового (отсчёт по горизонтальному кругу 295º36’, по вертикальному -4º47’); в - оптического микрометра (отсчет 145º23’14’’).Шкаловый микроскоп имеет две шкалы, совмещённые с лимбами вертикального и горизонтального кругов (рис. 7.5, б). Отсчёты берут по градусным штрихам лимбов. Шкала вертикального круга теодолита 2Т30 имеет два ряда подписей. Если перед градусным делением отсутствует знак, отсчёт делают так же, как и по горизонтальному кругу. Если перед цифрой градусов стоит минус, то минуты считывают по шкале от -0 до -6 (справа налево).Точные теодолиты снабжены микроскопами с оптическим микрометром (рис. 7.5, в). Градусы отсчитывают по основной шкале после совмещения верхнего и нижнего изображений штрихов горизонтального (или вертикального) круга, а минуты и секунды читают по шкале микрометра.

18. Типы теодолитов. Устройство теодолита 2Т30 или VEGАTeo 20/ В зависимости от точности теодолиты подразделяют на высокоточные (Т1), точные (Т2, Т5) и технические (Т15, Т30, Т60). Цифрами указана точность измерения горизонтального угла одним приемом в лабораторных условиях, выраженная в секундах.Различаются теодолиты и по конструкции. Так, для измерения вертикальных углов точные теодолиты снабжены уровнем при вертикальном круге. У технических теодолитов такого уровня нет, его роль выполняет уровень при алидаде горизонтального круга. Есть теодолиты, в которых уровень при вертикальном круге заменен автоматическим компенсатором углов наклона (теодолиты Т5К, Т15К). Теодолиты бывают с трубами прямого и обратного изображения. В первом случае в шифр теодолита добавляют букву П (Т5КП, Т15КП, Т15МКП). Маркшейдерские теодолиты (Т30М, Т15М), предназначенные для подземных работ, где возможно наличие взрывоопасного газа метана, изготавливают в специальном исполнении. Электронные теодолиты (например, Т5Э) обеспечивают автоматическое считывание отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам. Угломерная часть электронного теодолита представляет собой растровый датчик накопительного типа. Датчиком угла служит стеклянный круг с нанесенным на него штрих-кодом. Сигнал, прочитанный фотоприемником, поступает в электронную часть датчика угла, обрабатывается и выводится в градусной мере на дисплей и в память прибора. Наличие двухосевого компенсатора обеспечивает автоматический ввод поправок за наклон в отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам.Электронный теодолит является важной частью современного универсального прибора – электронного тахеометра.

19. Проверки и юстировки теодолита 2Т30 VEGА. Независимо от марки теодолита при его покупке или получениисо склада теодолит должен быть осмотрен с точки зрения еготехнического состояния. Прежде всего необходимо проверить комплектностьприбора в соответствии с прилагаемым паспортом. Наблюдениемчерез окуляры проверяется чистота поля зрения зрительнойтрубы и микроскопа. Движением от руки при открепленныхзакрепительных винтах проверяется плавность движения зрительнойтрубы, алидады, лимба и затем надежность закрепления этих частейсоответствующими закрепительными винтами. Далее необходимоопробовать работу всех наводящих винтов, диоптрийных колецокуляров зрительной трубы и микроскопа, подъемных винтов. Наблюдениемчерез зрительную трубу проверяется работа фокусирующегоустройства как на близлежащие, так и на удаленные точки.В случае неисправности какого-либо устройства необходимо направитьтеодолит в ремонтную мастерскую.При осмотре теодолита следует также проверить и его устойчивостьна штативе. Для этого необходимо укрепить теодолит наштативе и навести зрительную трубу на хорошо видимую точку.Прилагая к штативу крутящий момент в горизонтальной плоскости,смещают сетку нитей с точки в одну, а затем в другую сторону.Если после снятия усилия перекрестие сетки не возвратится наточку, укрепляют винты в шарнирах головки штатива.Проверки теодолита заключаются в установлении правильностивыполнения ряда геометрических условий, предъявляемых к прибору.При обнаружении невыполнения каких-либо условий производятисправление, называемое ю с т и р о в к о й.Теодолит должен удовлетворять следующим геометрическим условиям.1. Ось уровня при алидаде горизонтального круга должна бытьперпендикулярна к вертикальной оси теодолита. 2. Одна из нитей сетки должна быть вертикальна, другая — горизонтальна. 3. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярнак оси вращения трубы. 4. Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярнак вертикальной оси теодолита. 5. Ось оптического визира должна быть параллельна визирнойоси зрительной трубы.

20. Измерение горизонтальных углов. Способы приёмов и круговых приёмов. Измерению горизонтального угла предшествует установка теодолитав рабочее положение, которая складывается из следующих действий: а) центрирование прибора; б) приведение плоскости лимба в горизонтальноеположение; в) установка трубы для наблюдений. Центрированиетеодолита заключается в установление центра лимбанад точкой, обозначающей вершину измеряемого угла.Выполняется центрирование при помощи нитяного отвеса. Установкатрубы для наблюдений складывается из установки трубы по глазуи по предмету.Измерение горизонтального угла теодолитом может быть выполненоразличными способами: способом приемов, способом повторений,способом круговых приемов. При инженерных работах наиболеераспространенным является способ приемов.

Порядок работы при измерении горизонтального угла способомповторений заключается в следующем. Установив теодолит надвершиной измеряемого угла, точкой В закрепляют алидаду так, чтобы отсчет на лимбе был близким к нулю и движением лимба наводят зрительную трубу на левую точку С. Пусть отсчет с равен 0°20'. В этом положении лимбзакрепляют. Вращая алидадупо ходу часовой стрелки, наводят зрительную трубу на правуюточку А. Отсчет по горизонтальному кругу в этом случае не снимаетсяили записывается его приближенное значение для контроля.Открепляют лимб и вторым вращением его наводят зрительнуютрубу на левую точку. Снова закрепляют лимб и вращением алидадынаводят трубу на правую точку. Далее вращением лимба, уже втретий раз, наводят на левый предмет и, открепив алидаду, снованаводят на правую точку. При измерении угла тремя повторениямипосле третьего наведения на правую точку снимается отсчет.

Центрирование теодолита выполняется при помощи нитяногоотвеса с ошибкой порядка 3—5 мм. При использовании оптическогоцентрира ошибка центрирования около 0,5 мм. Ошибки центрированиясильнее сказываются при измерении углов, близких к 180°,и углов, составленных короткими сторонами. Для уменьшения влияниянаклона вех, установленных в конечных точках сторон измеряемогоугла, визирование необходимо проводить на нижнюючасть вехи.

21. Измерение вертикальных углов. Место нуля и приведение его к нулю. Вертикальным углом или углом наклона v называется угол, составленный визирной осью зрительной трубы, наведенной на определяемую точку, с горизонтальной плоскостью. Измерение углов наклона выполняют для определения горизонтальных проекций линий, измеренных стальной лентой, при определении превышения методом тригонометрического нивелирования, при определении высоты сооружения или отдельных его точек. Измерение вертикальных углов производится с помощью вертикального круга, укрепляемого на оси вращения зрительной трубы теодолита Место нуля вертикального круга - отсчет по лимбу вертикального круга, соответствующий горизонтальному положению визирной оси трубы и положению пузырька уровня на середине. Поскольку у теодолитов не имеется приспособления для приведения визирной оси в горизонтально еположение, определение места нуля выполняется путем наведения на какую-либо точку при двух положениях вертикального круга —справа и слева от трубы.

Контролем правильного измерения вертикальных углов является постоянство места нуля на точке стояния прибора. Колебание МОне должно превышать двойной точности отсчетного устройства.Если МО значительно отличается от нуля, возникают трудностипри вычислении углов наклона в полевых условиях. Поэтому местонуля приводят к значению, близкому к 0°.Исправление МО у теодолитов, имеющих уровень при алидадевертикального круга (Т15 и др.) производится следующим образом.С помощью наводящего винта трубы ставят отсчет по вертикальномукругу, равный полученному МО. Визирная ось трубы займет в этотмомент горизонтальное положение. Установочным винтом уровнявертикального круга совмещают нуль отсчетного устройства с нулемлимба, при этом пузырек уровня уйдет из нуль-пункта. Исправительнымивинтами уровня 4 (см. рис. 29, а) приводят пузырекуровня на середину.У теодолитов, не имеющих уровня при алидаде вертикальногокруга (Т30, 2Т30 и др.) исправление МО производится иначе. Поотсчетам, полученным после наведения на точку при положениивертикального круга слева и справа от трубы, вычисляют уголнаклона v. Труба при этом должна оставаться наведенной на точку.Наводящим винтом трубы устанавливают отсчет, равный вычисленномузначению угла v. Центр сетки нитей после этого сместитсяс наблюдаемой точки. Действуя вертикальными исправительнымивинтами сетки нитей, совмещают ее центр с изображением точки.После юстировки места нуля данным способом необходимо повторитьповерку перпендикулярности визирной оси к оси вращения трубы

22. Линейные измерения. Общие сведения. Подготовка линии к измерению. Измерение линий мерной лентой, рулеткой, светодальномером, спутниковыми приемниками. Ручной лазерный дальномер DISTO. Мерные приборы. Расстояния в геодезии измеряют мерными приборами и дальномерами. Мерными приборами называют ленты, рулетки, проволоки, которыми расстояние измеряют путём укладки мерного прибора в створе измеряемой линии. Дальномеры применяют оптические и светодальномеры.Мерные ленты типа ЛЗ изготавливают из стальной полосы шириной до 2,5 см и длиной 20, 24 или 50 м. Наиболее распространены 20-метровые ленты. На концах лента имеет вырезы для фиксирования концов втыкаемыми в землю шпильками. На ленте отмечены метровые и дециметровые деления. Для хранения ленту наматывают на специальное кольцо. К ленте прилагается комплект из шести (или одиннадцати) шпилек.Рулетки– узкие (до 10 мм) стальные ленты длиной 20, 30, 50, 75 или 100 м с миллиметровыми делениями. Для высокоточных измерений служат рулетки, изготовленные из инвара – сплава (64% железа, 35,5% никеля и 0,5% различных примесей), Для измерений пониженной точности применяют тесьмяные и фиберглассовые рулетки.

Приближённо точность измерений лентой ЛЗ считают равной 1:2000. При благоприятных условиях она в 1,5 – 2 раза выше, а при неблагоприятных – около 1:1000. Измерение расстояний рулетками. Измерения рулеткой, выполняемые для составления плана местности, аналогичны измерениям лентой ЛЗ. Для измерений с более высокой точностью, необходимой, например, в разбивочных работах, выполняемых при строительстве сооружений, измеряемую линию расчищают, выравнивают и разбивают на отрезки по длине рулетки, забивая в створе линии до уровня земли колья и отмечая створ втыкаемыми в них иглами или ножами. При неровной поверхности на неё укладывают доски или даже делают мостки. Для измерения пролёта между соседними иглами (ножами) рулетку укладывают вдоль пролёта и натягивают с той же силой (50 или 100 H), что и при компарировании, используя для этого динамометр. Отсчёты по рулетке берут одновременно по команде против двух игл (лезвий ножей). Определение недоступных расстоянийЕсли препятствие (река, обрыв, здание) делает расстояние недоступным для измерения лентой, то его измеряют косвенным методом.Так, для определения недоступного расстояния d измеряют лентой длину базиса b (рис. 8.3, а, б) и углы a и b. Из DABC находят d = b sin a / sin (a + b),гдеучтено, чтоsing = sin (180°-a-b) = sin (a + b).

Рис. 8.3. Определение недоступного расстоянияДля контроля расстояние d определяют ещё раз из треугольника ABC 1ипри отсутствии недопустимых расхождений вычисляют среднее. 8.3. Нитяный дальномерТеория нитяного дальномера. Зрительные трубы многих геодезических приборов снабжены нитяным дальномером. Сетка нитей зрительной трубы, кроме основных штрихов (вертикальных и горизонтальных), имеет дальномерные штрихи a и b (рис. 8.4, а). Расстояние D от оси вращения прибора MM (рис. 8.4, б) до рейки AB равно D = L + f + d,где L - расстояние от фокуса объектива до рейки; f - фокусное расстояние; d- расстояние между объективом и осью вращения прибора. Лучи, идущие через дальномерные штрихи сетки a и b параллельно оптической оси, преломляются объективом, проходят через его фокус F и проецируют изображения дальномерных штрихов на точки A и B, так что дальномерный отсчёт по рейке равен n. Обозначив расстояние между дальномерными штрихами p, из подобных треугольников ABF и a ¢ b ¢ F находим L = n f / p. Обозначив f / p = K и f + d = c, получаем D = Kn + c, где K - коэффициент дальномера и c -постоянная дальномера.

Рис. 8.5. Измерение нитяным дальномером наклонного расстояния

Светодальномеры, электронные тахеометрыСветодальномер– прибор, измеряющий расстояние по времени прохождения его световым сигналом. В комплект светодальномера входят приёмопередатчик и отражатель. Приемопередатчик 1 (рис. 8.6) устанавливают на штативе на одном конце измеряемой линии, а отражатель 2 на специальной вешке или тоже на штативе – на другом.

Рис. 8.6. Измерение расстояниясветодальномером

Приёмопередатчик излучает световой сигнал, принимает его после возвращения от отражателя, измеряет время t, прошедшее от излучения до приёма, и вычисляет расстояние D = vt /2.Здесь v – скорость света (при средних условиях v» 299710 км/с). Время t необходимо измерять с высокой точностью. Так, для точности в расстоянии 1 см время надо знать с ошибкой не более 10-10 с. Измерение времени выполняется фазовым или импульсным методом.

23. Задачи и методы нивелирования. Способы геометрического нивелирования. Нивелирный ход.. Методы нивелирования Нивелированием называется измерение превышений с целью определения высот точек. Путем нивелирования значения высот передают от исходных точек с известными высотами на точки, высоты которых надо определить. В зависимости от применяемых приборов и методов различают следующие виды нивелирования. Геометрическое нивелирование - метод определения превышений путем взятия отсчетов по вертикальным рейкам при горизонтальном луче визирования. Это - основной метод нивелирования. Методом геометрического нивелирования создана государственная нивелирная сеть, создаются инженерно-геодезические высотные сети различного назначения. Тригонометрическое нивелирование - метод определения превышения путем измерения вертикального угла и расстояния. Метод используют при создании высотного обоснования топографических съемок, а также при определении превышений и передаче высот на строительных площадках. Барометрическое нивелирование основано на зависимости между высотой и атмосферным давлением. Для определения превышений измеряют атмосферное давление и температуру в точке с известной высотой и в точках, высоты которых определяют. По разностям давлений вычисляют превышения. Метод применяют при работах в труднодоступной местности, им пользуются геологи, геофизики. Точность измерений этим методом невысокая: на равнинной местности - 0.5 м, в горной - 1.5 м. Гидростатическое нивелирование основано на свойстве жидкости в сообщающихся сосудах устанавливаться на одном уровне. Простейший гидростатический нивелир представляет собой два сосуда с делениями, соединенные шлангом. Систему заполняют дистиллированной водой. Точность метода очень высокая (0,1 мм), поэтому он применяется при монтаже и выверке конструкций по высоте, особенно при работе в стесненных условиях, при передаче отметок через водные преграды, для наблюдений за деформациями сооружений (плотин, мостов, ускорителей частиц и пр.). Определение превышений и высот точек с помощью спутниковых измерений. Автономное определение высот точек аппаратурой ГЛОНАСС и GPS выполняется с точностью нескольких метров, а определение превышений между точками - с точностью 10 - 15 мм Нивелирование из середины – основной способ. Для измерения превышения точки B над точкой A (рис. 9.1 а) нивелир устанавливают в середине между точками (как правило, на равных расстояниях) и приводят его визирную ось в горизонтальное положение. На точках А и В устанавливают нивелирные рейки. Берут отсчет a по задней рейке и отсчет b по передней рейке. Превышение вычисляют по формуле h = a-b Обычно для контроля превышение измеряют дважды – по черным и красным сторонам реек. За окончательный результат принимают среднее. При нивелировании вперед нивелир устанавливают над точкой A и измеряют высоту прибора k. В точке B, высоту которой требуется определить, устанавливают рейку. Приведя визирную ось нивелира в горизонтальное положение, берут отсчет b по черной стороне рейки. Вычислив превышение h = k – b,находят высоту точки В

24. Нивелиры. Классификация и типы. Устройство нивелира с цилиндрическим уровнем и с компенсатором. НивелирыОтечественная и зарубежная промышленность выпускает приборы различной конструкции и точности. По устройству различают следующие типы нивелиров. Нивелиры с уровнем при трубе снабжены точным цилиндрическим уровнем, приводимым для измерений вместе со зрительной трубой в горизонтальное положение вручную. Нивелирами с уровнем при трубе являются нивелиры российского производства Н-3, Н-05, 3Н5Л и др. Нивелиры с компенсатором углов наклона отличаются наличием устройства, автоматически приводящего визирную ось зрительной трубы в горизонтальное положение. Компенсатор работает в пределах 12 - 15¢, поэтому прибор предварительно устанавливают в рабочее положение по круглому уровню. Такими нивелирами являются Н-3К, 3Н2КЛ и др. Нивелиры с оптическим микрометром (например, нивелир Н-05) имеют перед объективом стеклянную пластину, повороты которой вокруг ее горизонтальной оси смещают лучи света параллельно самим себе. Это позволяет наводить визирную ось точно на штрих рейки. Величина смещения измеряется оптическим микрометром, чем достигается высокая точность отсчета по рейке. Лазерные нивелиры излучают видимый пучок света. Отсчет берут по световому пятну на рейке. Цифровые нивелиры автоматически формируют отсчет по рейке, шкала которой представляет собой штриховой код. Снабжены компенсатором углов наклона. Отсчеты по рейкам регистрируются на магнитном носителе. Примером такого прибора является нивелир SDL 30 M, Япония. По точности нивелиры делят на высокоточные, точные и технические в зависимости от величины средней квадратической погрешности m_h измерения превышения на 1 км двойного хода (табл. 9.1). Таблица

Типы нивелиров	Точность	Примеры нивелиров
Высокоточные	mh £ 0,5 мм	Н-05 (Россия), PL1 (Япония)
Точные	mh £ 3 мм	3Н2КЛ, Н-3, Н-3К (Россия), С300 (Япония), DSZ3(Китай)
Технические	mh £ 5 мм	3Н5Л (Россия), АТ20D (Китай)

Нивелир с уровнем при трубе Нивелиромс уровнем при трубе является, например, нивелир Н-3. Для выполнения измерений нивелир устанавливают на штативе и подъемными винтами 7 приводят в нульпункт пузырек круглого уровня 5. Пользуясь закрепительным 3 и наводящим 4 винтами, наводят зрительную трубу на рейку. Вращением диоптрийного кольца окуляра 10 фокусируют трубу “по глазу” и вращением головки фокусирующего винта 2 - “по предмету”. В поле зрения трубы будут видны штрихи сетки нитей, изображение нивелирной рейки и в отдельном окошке - изображения двух половинок цилиндрического уровня

Устройство нивелира Н-3:1 - зрительная труба; 2 - фокусирующий винт зрительной трубы; 3, 4 – закрепительный и наводящий винты; 5 – круглый уровень; 6 – исправительные винты круглого уровня; 7 – подъемные винты; 8 - подставка; 9 – элевационный винт; 10 – окуляр с диоптрийным кольцом для фокусировки трубы по глазу; 11 – исправительные винты цилиндрического уровня; 12 – цилиндрический уровень.Вращая элевационный винт 9 (рис. 9.3), изменяющий наклон трубы 1 и цилиндрического уровня 12, приводят ось уровня в горизонтальное положение. Ось уровня горизонтальна, если его пузырек находится в нульпункте, на что указывает совмещение концов изображений половинок уровня в поле зрения трубы (рис. 9.4). Отсчет берут по среднему штриху сетки нитей.

25. Проверки и юстировки нивелира Н-3 или VEGА. Поверки нивелира

Необходимая точность нивелирования может быть достигнута только в том случае, если обеспечено верное взаиморасположение основных осей нивелира. Для контроля предъявляемых к прибору требований в начале и периодически в ходе работ выполняют поверки нивелира. Основными поверками являются следующие. Поверка круглого уровня. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения прибора. Подъемными винтами нивелира приводят пузырек круглого уровня в нульпункт. Поворачивают нивелир на 180° вокруг оси его вращения ii Если после поворота пузырек остался в нульпункте, проверяемое условие выполнено – ось круглого уровня ee параллельна оси вращения прибора ii. Если пузырек ушел из нульпункта, исправительными винтами 2 изменяют наклон уровня так, чтобы пузырек сместился в сторону нульпункта на половину отклонения. Для поворота исправительных винтов пользуются шпилькой.

Оси и исправительные винты нивелира: ss – визирная ось зрительной трубы; ii – ось вращения прибора; uu – ось цилиндрического уровня; ee – ось круглого уровня; 1 – исправительные винты цилиндрического уровня; 2– исправительные винты круглого уровня

Поверка цилиндрического уровня. Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы. У высокоточных и точных нивелиров проекция на отвесную плоскость угла между осью цилиндрического уровня и визирной осью не должна превышать 10". Это означает, что при расстоянии до рейки d = 100 м допустима ошибка в отсчете по рейке из-за непараллельности оси уровня и визирной оси, не превышающая = 5 мм, где ρ = 206 265" - число секунд в одном радиане. Поверка выполняется путем измерения одного и того же превышения дважды - из середины и с неравными расстояниями до реек. На расстоянии 75 – 100 м друг от друга закрепляют две точки, на которые устанавливают рейки (рис. 9.6). В середине, на равных расстояниях от реек устанавливают нивелир и, приводя пузырек цилиндрическогоуровня в нульпункт, берут отсчеты a и b по рейкам и вычисляют превышение . Если визирная ось трубы не параллельна оси уровня и потому наклонена на угол i, то вместо верных отсчетов a и b будут прочтены отсчеты a ₁ и b ₁. Вследствие равенства расстояний до реек ошибки в обоих отсчетах будут одинаковыми, D a = D b. Вычисленное при этом превышение будет равно h = a ₁ – b ₁ = (a + D a) – (b + D b) = a – b. Следовательно, несмотря на ошибки отсчетов, вызванные непараллельностью оси уровня и визирной оси трубы, превышение, вычисленное по измерениям из середины - верное.

Поверка цилиндрического уровня. Измерения из середины

Нивелир переносят и устанавливают на расстоянии 2-3 м от одной из реек (рис. 9.7). Берут отсчет b ₂ по ближней рейке. Ввиду малости расстояния до рейки погрешность в отсчете b ₂, вызванная наклоном луча визирования, мала. Поэтому отсчет b ₂ считают безошибочным.

Поверка цилиндрического уровня. Измерения с неравными расстояниями до реекВычисляют отсчет, который должен быть на дальней рейке, если луч визирования горизонтален: a ₀ = b ₂ + h. Наводят нивелир на дальнюю рейку и берут фактический отсчет a ₂. Сравнивают вычисленный и фактический отсчеты. Если вычисленный a ₀ и фактический a ₂ отсчеты различаются меньше, чем на 5 мм, то считают, что ось цилиндрического уровня uu (рис. 9.5)параллельна визирной оси ss. Если вычисленный и фактический отсчеты различаются больше, чем на 5 мм, то положение цилиндрического уровня необходимо исправить.Для этого элевационным винтом наводят средний штрих сетки нитей на отсчет a ₀ по дальней рейке. При этом пузырек цилиндрического уровня уйдет из нульпункта. Вертикальными исправительными винтами приводят пузырек цилиндрического уровня в нульпункт, совмещая изображения концов половинок пузырька в поле зрения трубы. У нивелиров с компенсатором углов наклона цилиндрического уровня нет, и при выполнении поверки добиваются выполнения следующего условия. Визирная ось зрительной трубы должна быть горизонтальна в пределах работы компенсатора. Поверка выполняется в том же порядке, как и поверка цилиндрического уровня. Но при этом различие вычисленного a ₀ и фактического a ₂ отсчетов указывает на негоризонтальность визирной оси трубы. Для исправления снимают колпачок, закрывающий исправительные винты сетки нитей зрительной трубы, и с помощью вертикальных исправительных винтов, наводят среднюю нить сетки нитей на отсчет по дальней рейке, равный вычисленному отсчету a ₀.

26. Виды съема местности. Общий порядок и последовательность выполнения работ при съемке местности. Топографической съемкой называется комплекс работ по созданию плана местности. различаютсъемки: наземные, аэрокосмические. В зависимости от применяемых приборов среди наземных видов съемки различают: теодолитную, мензульную, тахеометрическую,стереофотограмметрическую (фототеодолитную) и сканерную. В ряде случаев выполняется съемка только контуров местных предметов (без отображения рельефа). Такую съемку называют горизонтальной, или контурной. Съемку только рельефа называют вертикальной. Съемочная сеть – это совокупность закрепляемых на местности точек, положение которых в плане и по высоте определяют в принятой для съемки системе координат и высот. Плановую съемочную сетьчаще всего создают в виде системы замкнутых и разомкнутых теодолитных ходов. Съемочная сеть должна опираться не менее чем на два исходных пункта высшего класса. Высоты пунктов съемочной сети определяют, методом геометрического нивелирования. Сеть должна быть привязана не менее чем к двум реперам высшего класса. Для съемки небольших участков местности съемочная сеть может быть построена в местной системе координат и высот без привязки к пунктам высшего класса. Часть пунктов съемочной сети (2-3 пункта на съемочный планшет) закрепляют на местности знаками долговременной сохранности -бетонными пилонами, заложенными в землю на глубину до 80 см. Остальные пункты закрепляют временными знаками- металлическими трубами, деревянными столбами, кольями. Опираясь на пункты съемочной сети, выполняют съемку подробностей- контуров и рельефа местности. При съемке подробностей определяют положение съемочных пикетов – точек, расположенных в характерных местах контуров или рельефа. Нанеся пикеты на план, рисуют контуры местных предметов и горизонтали.

27. Горизонтальная (теодолитная съемка). Полевые работы при горизонтальной съемки. Теодолитная съемка - горизонтальную съемку, выполняемую с помощью теодолита и мерных приборов(лент, рулеток) или дальномера.Теодолитную съемкувыполняютдля составления крупномасштабных контурных планов внутриквартальной застройки городов, населенных пунктов в сельской местности, внутризаводских территорий, железнодорожных станций, подъездных путей промышленныхпредприятий. Съемочной основой теодолитной съемки служат, как правило, теодолитные ходы(замкнутые и разомкнутые). При необходимости сгущение съемочной сети может быть выполнено путем определения координат дополнительных точек засечками - полярной, линейной, угловой, опирающимися на пункты проложенных ранее теодолитных ходов.

28. Способы съемки ситуации при горизонтальной (теодолитной) съемки. Съемку ситуации выполняют путем измерений, связывающих положение характерных контурных точек объектов с пунктами съемочной основы. Способ прямоугольных координат обычно применяют при съемке объектов с четкими контурами. Так, при съемке здания из каждой характерной точки его контура на сторону теодолитного хода опускают перпендикуляр и измеряют расстояние по стороне хода до основания перпендикуляра (координата x) и длину перпендикуляра(координата y). Расстояния измеряют рулеткой или лентой. Для контроля выполняют обмер здания.

2

3

2

Рис. 11.1Двухзеркальный экер: а – вид прибора: 1, 2 – окна; 3, 4 – зеркала; б – ход лучей: 2 – пункт съемочной сети; Q – направление перпендикуляраПри построенииперпендикуляров длиной более 8 м пользуются экером. Экер (рис. 11.1, а) имеет два зеркала 3 и 4, расположенных под углом d = 45°. Луч, падающий на одно из зеркал, после двойного отражения выходит под прямым углом g к исходному направлению.

Способ линейной засечки. Положение точки M определяют, измеряя расстояниядо точек, положение которых известно. Способ удобен, когда расстояния не превышают длины применяемого мерного прибора. Способ полярных координат. Для определения положения точки 1 измеряют горизонтальный угол b и расстояние d. Результаты выполненных в ходе съемки измерений записывают в полевой журнал. Одновременно составляют абрис – схематический чертеж, на котором в произвольном масштабе показывают расположение пунктов съемочной сети и снимаемых объектов, характеристики снимаемых объектов и результаты измерений.

29. Способы нивелирования поверхности..1. Методы нивелирования Нивелированием называется измерение превышений с целью определения высот точек. Путем нивелирования значения высот передают от исходных точек с известными высотами на точки, высоты которых надо определить. В зависимости от применяемых приборов и методов различают следующие виды нивелирования. Геометрическое нивелирование - метод определения превышений путем взятия отсчетов по вертикальным рейкам при горизонтальном луче визирования. Это - основной метод нивелирования. Методом геометрического нивелирования создана государственная нивелирная сеть, создаются инженерно-геодезические высотные сети различного назначения. Тригонометрическое нивелирование - метод определения превышения путем измерения вертикального угла и расстояния. Метод используют при создании высотного обоснования топографических съемок, а также при определении превышений и передаче высот на строительных площадках. Барометрическое нивелирование основано на зависимости между высотой и атмосферным давлением. Для определения превышений измеряют атмосферное давление и температуру в точке с известной высотой и в точках, высоты которых определяют. По разностям давлений вычисляют превышения. Метод применяют при работах в труднодоступной местности, им пользуются геологи, геофизики. Точность измерений этим методом невысокая: на равнинной местности - 0.5 м, в горной - 1.5 м. Гидростатическое нивелирование основано на свойстве жидкости в сообщающихся сосудах устанавливаться на одном уровне. Простейший гидростатический нивелир представляет собой два сосуда с делениями, соединенные шлангом. Систему заполняют дистиллированной водой. Точность метода очень высокая (0,1 мм), поэтому он применяется при монтаже и выверке конструкций по высоте, особенно при работе в стесненных условиях, при передаче отметок через водные преграды, для наблюдений за деформациями сооружений (плотин, мостов, ускорителей частиц и пр.). Определение превышений и высот точек с помощью спутниковых измерений. Автономное определение высот точек аппаратурой ГЛОНАСС и GPS выполняется с точностью нескольких метров, а определение превышений между точками - с точностью 10 - 15 мм.

30. Тригонометрическое нивелирование. Сущность и формулы для определения превышения. Тригонометрическое нивелирование - метод определения превышения путем измерения вертикального угла и расстояния. Метод используют при создании высотного обоснования топографических съемок, а также при определении превышений и передаче высот на строительных площадках.Тригонометрическое нивелирование выполняется с помощью наклонноголуча визирной оси теодолита путем измерения вертикальныхуглов, а расстояния измеряются лентой или дальномером.Тригонометрическое нивелирование – определение превышений по измеренным вертикальным углам и расстояниям. Для определения превышения между точками А и B (рис. 9.9) на точке А устанавливают теодолит, а на точке B – рейку. Теодолитом измеряют угол наклона n. Если известно горизонтальное расстояние d между точками А и B, то превышение h вычисляют по формуле: h = d× tgn + k - l, (9.4)где n- угол наклона, k - высота прибора, l - высота визирования.Если расстояние AB измерено нитяным дальномером, то горизонтальное расстояние равно d = Kn cos²n, где K – коэффициент дальномера и n – отсчет по рейке. Подставляя это выражение для d в (9.4) получаем h = Kn cos2ntgn + k – l и окончательно h = Kn sin2n + k – l

Рис. 9.9. Тригонометрическое нивелирование

Формула (9.5) находит применение при тахеометрической съемке местности и носит название тахеометрической формулы для превышений.

31. Нитяной дальномер. Теория и формулы для определения расстояний по нитяному дальномеру. Определение горизонтальных проложений линий, измеренных нитяным дальномером.

Наиболее распространенным оптическим дальномером являетсян и т я н ы й д а л ь н о м е р с постоянным параллактическим углом.Этот дальномер имеется в зрительных трубах геодезических приборови состоит из двух горизонтальных штрихов, называемыхдальномерными нитями, расположенных симметрично относительноцентрального штриха сетки нитей (рис. 34, б). В комплект дальномеравходит дальномерная рейка с делениями. Если в начальнуюточку измеряемой линии установить прибор, а в конечную точкудальномерную рейку, то при горизонтальном положении визирноголуча искомое расстояние будет равно

Из подобия треугольников AFB и aFb имеем

Откуда где п — величина переменной базы, выраженная числом деленийдальномерной рейки, видимых в трубу между дальномерными нитями;f—фокусное расстояние объектива; Р — расстояние междудальномерныминитями.Отношение для данного прибора постоянно и называетсяк о э ф ф и ци н т о м д а л ь н о м е р а.

Для определения К на ровной местности мернойлентой откладывают расстояния 50, 100 и 150 м и делают подальномерной рейке отсчеты, которые при К =100 должны бытьте же, что и отмеренные лентой, но в сантиметрах. Если коэффициентдальномера оказался не равен 100, изготавливаютрейку специально для данного дальномера или составляют таблицупоправок.При определении расстояния по формуле (56) предполагается,что дальномерная рейка находится перпендикулярно линии визирования.Однако при определении наклонных расстояний линиявизирования, очевидно, не будет перпендикулярна к вертикальностоящей рейке (рис. 34, в). Поэтому для вычисления горизонтальногорасстояния d необходимо от отсчета п, сделанного по рейке,перейти к отсчету п', соответствующему перпендикулярному положениюрейки А'В' к визирному лучу

Точность определения расстояний нитяным дальномером характеризуетсяотносительной ошибкой порядка 1: 400.На точность нитяного дальномера значительное влияние оказываеттолщина дальномерных нитей, снижающая точность от-считывания по рейке. Этот недостаток устранен в д а л ь н о м е р а хд в о й н о г о и з о б р а ж е н и я.В дальномерах с постояннымпараллактическим углом путем совмещения двух изображений рейки измеряется величина базы b. В дальномерах с постояннойбазой перемещением линзового компенсатора с помощьюспециальной шкалы измеряют величину параллактического углаВ нашей стране серийно выпускаются три типа дальномеров:ДНР-5, ДН-8, Д-2.Д а л ь н о м е р ДНР-5 относитсяк дальномерам двойного изображения с постоянным параллактическимуглом и переменной базой. Этот прибор позволяетизмерять расстояния от 20 до 120 м со средней квадратическойошибкой 5 см на 100 м расстояния, т. е. относительной ошибкойпорядка 1: 2000. Прибор представляет собой насадку на зрительнуютрубу теодолита с наружным диаметром объектива 46 мм. Применяется,в основном, с теодолитами типа Т5, Т15. При работе стеодолитами типа Т30, у которых наружный диаметр оправы объективаравен 38 мм, для установки дальномерной насадки используетсяпереходное кольцо.Постоянный параллактический угол у дальномера ДНР-5 задастсядальномерным оптическим клином, закрывающим половинуполя зрения трубы.В комплекте прибора имеются две дальномерные рейки разнойдлины с сантиметровыми делениями. Рейки при измерениях устанавливаютсявертикально в подставке на штатив по круглому уровню.Особенностью дальномера ДНР-5 является наличие редуцирующегоклина, который вместе с дальномерным клином закрываетполовину объектива зрительной трубы. При наклонах зрительнойтрубы редуцирующий клин изменяет отсчет по дальномерной рейке,приводя измеряемое расстояние к горизонту.Дальномерный клин прибора подбирается с таким углом, чтобыкоэффициент дальномера был равен 100. Расстояния при использованиидальномера ДНР-5 определяются по формуле (55), в ко-торой значение п соответствует величине базы Ь, выраженной вделениях дальномерной рейки.Д а л ь н о м е р ДН-8 относится к дальномерам с переменнымпараллактическим углом и постоянной базой. Дальномер позволяетизмерять расстояния с относительной ошибкой 1/1200—1/1500. Приборпредставляет собой насадку к зрительной трубе теодолита снаружным диаметром оправы объектива 46 мм. Измерение параллактическихуглов осуществляется линзовым компенсатором, состоящимиз измерительных и установочных линз, перемещающихсянезависимо друг от друга.Дальномерная рейка представляет собой штангу, на которойукреплены две пары марок, образующих две базы размерами1018 мм и 550 мм. Рейка укрепляется на штативе и устанавливаетсягоризонтально по круглому уровню.Расстояние при использовании дальномера ДН-8 определяетсяпо формуле где с — постоянное слагаемое дальномера,, — параллактическийугол, выраженный в делениях шкалы линзового компенсатора.По малости угла можно записать

Обозначив b р" = К — коэффициент дальномера, получим