Топографические работы

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Геодезия - наука, изучающая форму и размеры поверхности всей Земли или отдельных ее частей путем измерений, вычислительной обработки их, построений карт, планов, профилей и методов использования результатов, измерений и построений, при решении инженерных, экономических и других задач.

Для проведения различных мероприятий, связанных с использованием земли в сельском и лесном хозяйстве, для строительства сооружений требуется изучение земной поверхности, ее форм рельефа, расположения объектов на ней и, прежде всего, производство специальных измерений, вычислительная обработка их и составление карт, планов и профилей, которые служат основной продукцией геодезических работ и дают представление о форме и размерах поверхности всей Земли.

Процесс полевых измерений, которые производятся в целях получения карт, планов и профилей, называется съёмкой.

Всякая съёмка производится по основному правилу геодезии - "от общего к частному", т.е. сначала определяется взаимное расположение точек - создаётся так называемая съёмочная геодезическая сеть, а затем производится съёмка подробностей (ситуации).

В процессе съёмки подробностей устанавливают взаимное положение отдельных характерных точек снимаемых объектов. Например, при съёмке строений определяют взаимное положение их углов; при съёмке пахотных угодий - взаимное положение поворотных точек контуров (очертаний) угодий и пр.

Съёмки имеют названия в зависимости от назначения или целей, для которых они выполняется: сельскохозяйственные, почвенные, лесные, городские, геологические и др.

Объектами сельскохозяйственных съёмок являются: границы землепользований и административные границы, населенные пункты и отдельно стоящие постройки, сельскохозяйственные угодья (огороды, пашни, сенокосы, пастбища),леса, кустарники и отдельно стоящие деревья, полезащитные лесные полосы и аллеи, болота, пески, солонцы, солончаки, такыры, каменистые россыпи, пути сообщения, воды и водные сооружения, энергосети и средства связи, рельеф местности.

При почвенных съёмках на план или карту наносят нужные для изучения почв объекты, почвенные разрезы, прикопки и контуры почвенных разновидностей.

В зависимости от применяемых приборов различают виды съёмок: эккерные, буссольные, теодолитные, мензульные, тахеометрические, аэрофотосъёмку, фототеодолитные, глазомерные и полуинструментальные.

Для получения планов небольших участков местности и сравнительно невысокой точности применяют эккерные и буссольные съёмки.

Для получения более точных планов участков, занимающих площади в несколько сотен и тысяч гектаров, применяют теодолитные и мензульные съёмки. Если на плане или на карте требуется изобразить рельеф местности, то обычным методом теодолитной съёмки определяют взаимное положение лишь точек съёмочной геодезической сети, а подробности (ситуацию) местности снимают мензулой. Особенность мензульной съёмки в отличии от других видов состоит в том, что план местности составляют непосредственно в поле в процессе съёмки.

Для небольших участков при необходимости изобразить на плане рельеф местности применяют тахеометрическую съёмку.

Основным видом съёмки для значительных по площади территорий является аэрофотосъёмка, заключающаяся в последовательном фотографировании местности при помощи особого автоматического аэрофотоаппарата, устанавливаемого на самолёте или вертолёте.

Для горной и всхолмленной местности применяют фототеодолитную съёмку, состоящую в том, что местность фотографируют при помощи фототеодолита, а затем при специальных приборах по фотоснимкам составляют план местности.

Для быстрой съёмке местности применяют полуинструментальную или глазомерную съёмки.

1. МЕТОДЫ НАЗЕМНЫХ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ

Нивелирная съемка

Для отображения рельефа на топографических картах, профилях необходимо знать высоты точек местности. С этой целью производится нивелирование.

Нивелированием называют полевые измерения, в результате которых определяют высоты точек местности и превышения между ними.

Нивелир - геодезический прибор, обеспечивающий при работе горизонтальную линию визирования. Он представляет собой сочетание зрительной трубы с цилиндрическим уровнем или с компенсатором. Уровень и компенсатор служат для приведения визирной оси в горизонтальное положение.

Нивелирные рейки - это деревянные бруски, чаще всего с сантиметровыми делениями, оцифрованными от нуля (пятки рейки), снизу вверх, через каждый дециметр.

Нивелирным отсчетом по рейке называют отрезок отвесной линии от точки, на которой стоит рейка, до горизонтальной визирной оси. Отсчеты и превышения выражают в миллиметрах и записывают их с округлением до миллиметра.

Тахеометрическая съемка

Тахеометрическая съемка - один из видов наземной топографической съемки, осуществляемой с помощью теодолитов ил специальных прборов - тахеометров.

"Тахеометрия" - греческое слово, означает "быстрое измерение". Быстрота измерения достигается тем, что положение снимаемой точки в плане и по высоте определяют полярным способом при одном наведении зрительной трубы тахеометра на рейку, получая расстояние (по дальномеру) от тахеометра до рейки, направляющий горизонтальный угол на рейку и вертикальный угол (угол наклона) или превышение снимаемой точки над станцией тахеометра. Тахеометрическая съемка отличается от теодолитной тем, что кроме ситуации производят съемку рельефа местности. Трудности тахеометрической съемки состоят в правильности выбора снимаемых точек и пикетов для изображения рельефа горизонталями и в достаточном количестве, чтобы составитель плана в камеральных условиях, не видя местности, не допустил пропусков, искажений контуров и горизонталей и изобразил их с необходимой точностью и детальностью. Эти трудности, особенно в условиях равнинной местности с малыми, часто изменяющимися уклонами, преодолевают набором большего числа снимаемых точек и глазомерным проведением горизонталей в абрисах съемки трудных мест. Причем необходим полевой контроль составленного плана, досъемка и новая съемка в местах, где обнаружены грубые ошибки Тахеометрическую съемку применяют для создания планов или цифровой модели местности (ЦММ) небольших участков в крупном масштабе при проведении земельного или городского кадастра, для планировки сельских населенных пунктов, проектирования отводов земель, мелиоративных и противоэрозионных мероприятий, трассирования линейных сооружений и т.д. Съемочным обоснованием тахеометрической съемки являются тахеометрические ходы, опирающиеся на пункты сетей сгущения.

Съемку ситуации и рельефа проводят одновременно с проложением тахеометрических ходов, так же как теодолитную съемку ситуации проводят одновременно с проложением теодолитных ходов. Однако при работе с тахеометрами, позволяющими измерять расстояния в ходах по нитяному дальномеру, длину тахеометрических ходов ограничивают в соответствии с инструкцией. Поэтому в съемочное обоснование тахеометрической съемки входит построение сетей триангуляции, полигонометрии, теодолитных ходов, обеспечивающей территорию съемки геодезическими пунктами нужной густоты.

2. НИВЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ПО КВАДРАТАМ

2.1 Виды нивелирования

Нивелированием называют полевые измерения, в результате которых определяют высоты точек местности и превышения между ними. В зависимости от метода и применяемых приборов различают следующие виды нивелирования:

Геометрическое (выполняется горизонтальной визирной осью);

Тригонометрическое (выполняется наклонной визирной осью);

Барометрическое (выполняется при помощи барометров, действие которых основано на известной зависимости между атмосферным давлением и высотой над уровнем моря);

Механическое (выполняется при помощи приборов, автоматически вычерчивающих профиль проходимого пути);

Гидростатическое (основано на свойстве свободной поверхности жидкости в сообщающихся сосудах всегда находиться на одной и той же уровенной поверхности);

Стереофотограмметрическое (выполняется посредством измерений на стереоскопических парах фотоснимков).

Из перечисленных видов нивелирования наиболее точными являются геометрическое и гидростатическое, несколько менее точное - тригонометрическое, остальные виды нивелирования имеют менее точные измерения.

2.2 Поверки и юстировки нивелира

До начала работы нивелир подвергают внешнему осмотру, чтобы убедиться в наличии и исправности всех частей и принадлежностей, в плавности движения их при вращении винтов, четкости изображений, даваемых зрительной трубой, определяют увеличение трубы, рассчитывают точность визирования, определяют цену деления цилиндрического уровня.

У нивелиров с цилиндрическим уровнем и компенсатором проводят поверки следующих условий:

1. Поверка круглого уровня. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира. Действуя подъемными винтами, приводят пузырек уровня в нуль-пункт. Затем поворачивают нивелир вокруг вертикальной оси на 180?. Если пузырек уровня оказался в нуль-пункте, то условие выполнено. В противном случае, действуя подъемными винтами, смещают пузырек уровня в направлении к нуль-пункту на половину дуги отклонения, а затем исправительными винтами (три исправительных винта находятся под круглым уровнем) приводят пузырек в нуль-пункт. Чтобы убедиться в правильности исправления, нивелир поворачивают снова на 180?, и так действуют до тех пор, пока при вращении нивелира пузырек уровня не будет оставаться в нуль-пункте.

Юстировка

На половину дуги отклонения исправляем подъемным винтом, но вторую половину исправительными винтами круглого уровня (шпилькой).

2. Поверка сети нитей. Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира. Для поверки этого условия по рейке, отстоящей от нивелира на расстоянии 5-10 м, берут отсчеты по обоим концам горизонтальной нити сетки. Если они одинаковы, то условие выполнено, в противном случае, действуя исправительными винтами сетки нитей, повораивают ее до получения одинаковых отсчетов.

Юстировка

Поворачиваем окуляр относительно корпуса трубы.

3. Визирная ось зрительной трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня (у нивелира с уровнем). Это главное условие. Его поверяют двумя способами:

Способ 1. Он состоит в двойном нивелировании вперед, т.е. в нивелировании с двух станций, располагающихся на концах линии АВ (рис. 1, а, б) длиной 50-70 м. На станции 1 (см. рис. 1, а)отсчетом по рейке на точке А измеряют высоту нивелира i₁ и по рейке, стоящей в точке А, берут отсчет х₁, который больше правильного на величину х, представляющую ошибку отсчета из-за невыполнения условия. Тогда превышение между точками А и В: h = i₁ - (х₁ - x) = i₁ - х₁ + x

На станции 2 у точки В измеряют высоту нивелира i₂ и берут отсчет по рейке х₂, по которому получим то же превышение h= х₂ - x - i₂.

Так как левые части полученных равенств равны, то: i - х₁ + x = х₂ -x - i₂, откуда x = (х₁+ х₂) / 2 - (i₁ + i₂) / 2, т.е. ошибка из-за невыполнения условия равна полусумме отсчетов по рейке минус полусумма высот нивелира. Если , то условие считают выполненным. В противном случае для станции 2 вычисляют верный отсчет по рейке х = х₂ - х.

Рис.1. Поверка главного условия нивелира:

а, б - способами двойного нивелирования вперед; в, г - из середины и вперед.

Вращая элевационный винт, устанавливают визирную ось на этот счет, вследствие чего пузырек уровня сойдет с середины (изображения концов пузырька уровня в поле зрения трубы разойдутся), и, действуя вертикальными исправительными винтами уровня, которые находятся в углублении корпуса нивелира слева от окуляра зрительной трубы, приводят пузырек уровня на середину (совмещают изображения концов пузырька уровня).

Способ 2. Нивелирование линии производят с двух станций - из середины и вперед (рис. 1, в, г). Первая станция (см. рис. 1, в) находится на равных расстояниях от реек, устанавливаемых на точках А и В. По рейкам берут отсчеты n₁ и х₁ , которые отличаются от правильных отсчетов на одну и ту же величину у, представляющую собой ошибку в отсчетах из-за невыполнения условия. Тогда превышение между точками А и В будет выражаться формулой: h = n₁ - y - (х₁ - y) = n₁ - х₁.

Это выражение свидетельствует о том, что при невыполнении условия, но при равенстве расстояний от нивелира до реек ошибки в отсчетах по рейке компенсируются и по неправильным отсчетам получают правильное значение превышения. В этом состоит преимущество нивелирования из середины перед нивелированием вперед.

Далее переносят нивелир на станцию 2 у точки А (см. рис. 1, г), измеряют высоту нивелира i₂ и вычисляют правильное значение отсчета по рейке, установленной на точке В, х = i₂ - h.

Если отсчет по этой рейке со станции 2 совпадает с отсчетом х или будет отличаться от него не более чем на 4 мм, то условие считают выполненным. В противном случае, вращая элевационный винт, устанавливают визирную ось на отсчет х и, действуя вертикальными исправительными винтами уровня, совмещают изображения концов пузырька уровня.

2.3 Способы нивелирования поверхности

наземный топографический нивелирование тахеометрический

Нивелирование поверхности осуществляют в целях детального изучения рельефа на небольшом участке местности. В зависимости от рельефа применяют несколько способов нивелирования поверхности:

1. магистральный применяют при сильно выраженном рельефе местности и при характерных точках рельефа на водоразделах и водотоках прокладывают теодолитные и нивелирные ходы, преимущественно в закрытой местности;

2. параллельных линий используют, когда местность покрыта лесом или высоким кустарником, в котором прорубают параллельные просеки, на них выбирают характерные точки рельефа и прокладывают нивелирные ходы;

3. нивелирование поверхности по квадратам применяют, когда местность открытая, рельеф равнинный, с неясно выраженными формами.

2.4 Нивелирование поверхности по квадратам

Способ нивелирования поверхности по квадратам - самый простой и наиболее распространенный. Нивелирование небольших участков равнинной местности производят с целью получения топографических планов крупных масштабов. Для получения плана необходимо выполнить следующий комплекс полевых работ и камеральных работ:

Предварительный осмотр местности

Построение на местности сети квадратов

Определения планового положения вершин квадратов и характерных точек

Съемка ситуации

Геометрическое нивелирование участка и привязка ее к реперу

Математическая обработка результатов измерений

Составление плана

При нивелировании по квадратам опорную сеть квадратов не создают,а сразу разбивают заполняющую сеть квадратов заданных размером (например, 10х10, 20х20, 40х40 м).Вершины квадратов закрепляют колышками. Станции выбирают так, чтобы из связующих точек образовался замкнутый полигон. С каждой станции в зависимости от характера рельефа определяют отметки вершин квадратов в радиусе 100 - 150 м. Для контроля нивелирования на станции подсчитывают взгляды на связующие точки. Так как два значения превышения, определенного с двух смежных станций между одними и теми же точками, должны быть равны, то m₁ - n₁ = m₂ - n₂ или m₁ + n₂ = m₂ + n₁. Таким образом, контроль нивелирования на станции состоит в том, что сумма накрест лежащих взглядов (отсчетов) на связующие точки должны быть равны. Расхождение сумм не должны превышать 3 мм.

Вычисленные превышения по опорному полигону выписывают в ведомость, в которой их уравнивают и вычисляют высоты вершин опорного полигона, приняв одну из них за исходную. Вычисленные высоты связующих точек выписывают на полевую схему. Затем по высотам двух точек на каждой станции вычисляют два значения горизонта прибора, среднее из которых выписывают над номером станции.

После вычисленной обработки результатов нивелирования составляют топографический план, на которой наносят границу участка, вершины квадратов, дополнительные точки, полученные в характерных местах рельефа, контуры ситуации. Подписывают высоты точек и проводят горизонтали с заданной высотой сечения рельефа. План вычерчивают тушью в соответствии с условными знаками.

Затем производится съёмка ситуации путём промеров от вершин квадратов. Необходимо передать высоту на одну из вершин квадратов, чтобы потом получить высоты точек.

Проведение горизонталей включает два действия: интерполирование и проведение горизонталей. Интерполированием горизонталей называют определение на плане точек, высоты которых кратны принятой высоте сечения рельефа.

Горизонтали интерполируют только между точками, находящимися на одном скате.

Существуют три способа интерполирования горизонталей:

1. Аналитический.

2. Графический (с использованием палетки).

3. По параллельным линиям.

4. На глаз.

Рис. 2.

а - аналитическим способом; б - графическим по клеткам;

Рис. 3.

в - по параллельным линиям;

Сущность аналитического способа состоит в том, что по высотам ha и hб конечных точек отрезка АБ длиной S на плане определяют на этом отрезке точки, в которых должны проходить горизонтали.

Способ графического интерполирования основывается на формуле пропорциональности элементов. Для интерполирования применяют миллиметровую бумагу, восковку с параллельными линиями и др. средства.

На глаз горизонтали интерполируют лишь опытные топографы.

После построения опорной геодезической сети (сплошная сеть квадратов, служащая основой для последующей разбивки и нивелирования заполняющей сетки квадратов, съёмки контуров, контроля за производством земляных работ и их приёмки) и её нивелирование разбивают заполняющею сеть квадратов 20х20 м, нивелируют её и одновременно снимают контуры ситуацию. Одновременно с разбивкой методом горизонта прибора определяют высоты вершин заполняющей сети квадратов 20х20 м. после приведения нивелира в рабочие положение вычисляют горизонт прибора на станции. Для этого устанавливают рейки на двух (для контроля) основных пикетах, ближайших к станции, и берут отсчёты. Затем вычисляют значения горизонта прибора.

Затем приступают к нивелированию вершин квадратов 20х20 м. в пределах 100 - метров полосы от базиса до дрены. С этой целью натягивают трос между основными пикетами базиса. Около меток троса с помощью металлического костыля или штыря в земле делают отверстия, в которых вставляют колышки. Они хорошо видны на поверхности земли, что позволяет сразу контролировать прямолинейность рядов, а следовательно, и разбивку вершин квадратов. После окончания работы на одной полосе переходят на следующую, которую нивелируют в обратном порядке, т.е. к базису.

Контролем нивелирования поверхности по квадратам будет сходимость высот пикетов на смежной стороне. Расхождение в высотах этих пикетов, полученных с двух смежных станций, не должны превышать 2 см. за окончательные высоты пикетов применяют их среднее значение.

Контуры ситуации (дороги, каналы и др.) снимают путём промеров от ближайших пикетов (основных и промежуточных). Промеры делают мерной лентой или рулеткой.

Рельеф местности имеет важное, значение. Его учитывают при землеустройстве, в мелиорации, в сельском строительстве и т.д. для отображения рельефа на топографической картах, планах и профилях необходимо знать высоты точек местности. С этой целью и производят нивелирование (вертикальную съёмку). По известным высотам исходных точек определяют высоты остальных точек относительно принятой уровненной поверхности.

Перед началом нивелирования поверхности составляют схему квадратов, которая одновременно является и полевым журналом нивелирования, на который переписывают все отсчеты и высоту репера.

Сначала по формуле вычисляют горизонт прибора (ГП):

ГП = HRP + a,

где HRP - высота репера вм, а - отсчет по рейке, поставленной на репер в мм, переведенный в м.

HRP = 54,308

а = 1473 мм = 1,473 м.

ГП = 54.308 + 1.473 = 55,781

H₁ = 55,781 - 0,046 = 55,735

H₂ = 55.781 - 0,227 = 55.554

H₃ = 55,781 - 0,186 = 55.595

H₄ = 55,781 - 0,900 = 54,881

H₅ = 55,781 - 1,473 = 54,308

H₆ = 55,781 - 0,083 = 55,698

H₇ = 55,781 - 0,615 = 55,166

H₈ = 55,781 - 0,690 = 55,091

H₉ = 55,781 - 1,221 = 54,56

H₁₀ = 55,781 - 1,710 = 54,071

H₁₁ = 55,781 - 0,758 = 55,023

H₁₂ = 55,781 - 0,678 = 55,103

H₁₃ = 55,781 - 1,104 = 54,677

H₁₄ = 55,781 - 1,616 = 54,165

H₁₅ = 55,781 - 1,947 = 53,834

H₁₆ = 55,781 - 1,092 = 54,689

H₁₇ = 55,781 - 0,773 = 55,008

H₁₈ = 55,781 - 1,723 = 54,058

H₁₉ = 55,781 - 2,090 = 53,691

H₂₀ = 55,781 - 2,639 = 53,142

H₂₁ = 55,781 - 1,460 = 54,321

H₂₂ = 55,781 - 1,802 = 53,979

H₂₃ = 55,781 - 1,954 = 53,827

H₂₄ = 55,781 - 2,539 = 53,242

H₂₅ = 55,781 - 2,975 = 52,806

3. ТАХЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКА

3.1 Сущность тахеометрической съемки

Тахеометрическая съемка является одним из видов наземной топографической съемки. Приборами для нее служат теодолиты или специальные приборы - тахеометры (греч. быстрое измерение). Положение снимаемой точки плане и по высоте определяют полярным способом. При наведении зрительной трубы на рейку, получая при этом расстояние (по дальномеру), направляющий горизонтальный угол и вертикальный угол. Тахеометрическую съемку применяют для создания плана и цифровых моделей местности (ЦММ) небольших участков в крупном масштабе при проведении земельного и городского кадастра для планировки населенных пунктов, трассирований, для целей мелиораций. Съемочным обоснованием для тахеометрической съемки является тахеометрированные ходы, которые опираются на пункты сетей сгущения. Съемку ситуации и рельефа производят полярным способом одновременно с проложением тахеометрического хода. Максимальное расстояние от прибора до рейки и между пикетами зависят от масштаба съемки и высоты сечения рельефа.

Расстояние от станции до речной точки зависит от масштаба съемки и вычисляется по формуле: , где М - знаменатель масштаба.

На местности кроме журнала ведут абрис (схематический чертеж), где указывают станцию, нумеруют пикеты и стрелками показывают понижение рельефа, т.е. тление с равномерным уклоном, в дальнейшем по этим линиям ведется интерполяция горизонталей. Обработка результатов тахеометрической съемки включает следующие этапы:

1. Проверка полевых журналов и составление схемы тахеометрических ходов,

2. Вычисление координат и высотных точек,

3. Вычисление высот пикетов,

4. Составление плана, нанесение съемочных и пикетных точек. Рисование ситуации и рельефа

3.2 Общие сведения о приборах, применяемых для тахеометрической съемки

Приборами для тахеометрической съемки служат номограммные тахеометры 2ТН и Дальта 010В со специальными рейками и электронные тахеометры.

Номограммный тахеометр 2ТН.(рис.4,5) Представляет собой совокупность теодолита 2Т5К, предназначенного для измерения горизонтальных углов и углов наклона, и номограммного дальномера-высотомера, с помощью которого определяют горизонтальные проложения и превышения. Роль уровня при вертикальном круге выполняет оптический компенсатор, автоматически устанавливающий отсчетный штрих в исходное положение. Зрительная труба дает прямое изображение предметов.

Рис. 4.

Тахеометр 2ТН может быть укомплектован картографическим столиком (рис. 5.), с помощью которого можно выполнять крупномасштабные топографические съемки непосредственно в полевых условиях. Тахеометр имеет стыковочное устройство - подставку для соединения алидады с планшетом картографического столика.

В комплект тахеометра входят две складные рейки с уровнями и подставками для регулирования нулевой высоты. Выдвигая подставку, устанавливают нулевой отсчет рейки на высоте тахеометра, исключая этим необходимость введения в измеренное превышение поправки за разновысотность тахеометра и рейки.

Рис. 5.

2. Номограммый тахеометр Дальта 010В (рис. 6). По назначению, устройству и точности измерений он в основном аналогичен тахеометру 2ТН. Зрительная труба его имеет уровень, позволяющий выполнять техническое нивелирование.



Рис. 6.

В комплект тахеометра входит специальная рейка, черная нулевая марка которой расположена на расстоянии 1,4 м от пятки рейки. На рейке нанесены клиновидные сантиметровые деления, начинающиеся с нулевой марки вверх и вниз с чередованием через метр в черном или красном цвете. Отсчетам ниже марки соответствуют отрицательные превышения. С тахеометром может быть применена рейка с выдвижным концом для установки нулевой марки на высоту тахеометра. Центрирование тахеометра может быть выполнено оптическим или нитяным отвесом, а так же с помощью выдвижного штока - центрира.

Деления на лимбе вертикального круга подписаны от 0? до 360?. Если визирная ось зрительной трубы горизонтальна, то отсчет по лимбу равен 90?, а не 0?, в связи с чем при вычислении углов наклона вычисляют не место нуля (М0), а место горизонта (МГ).

1. Электронные тахеометры

Электронным тахеометром называют устройство, объединяющее в себе теодолит и светодальномер. Одним из основных узлов современных тахеометров является микроЭВМ, с помощью которой можно автоматизировать процесс измерений и решать различные геодезические задачи по заложенным в них программам. Увеличение числа программ расширяет диапазон работы тахеометра и область его применения, а также повышает точность работ. Наличие регистрирующих устройств в тахеометрах позволяет создать автоматизированный геодезический комплекс: тахеометр - регистратор информации - преобразователь - ЭВМ - графопостроитель, обеспечивающий получение на выходе конечной продукции - топографического плана в автоматическом режиме. При этом сводятся к минимуму ошибки наблюдателя, оператора, вычислителя и картографа, возникающие на каждом этапе работ при составлении плана традиционным способом.

1. Электронный тахеометр 3Та5.

Рис. 7.

Электронный тахеометр 3Та5 (рис.7) Является многофункциональным геодезическим прибором, совмещающим в себе электронный теодолит, светодальномер, вычислительное устройство и регистратор информации.

Угломерной частью тахеометра 3Та5 является электронный теодолит, снабженный растровым датчиком накопительного типа. В качестве датчика угла применен фотоэлектрический преобразователь угол-код. Рабочей мерой преобразователя служит стеклянный лимб, разделенный на 10 000 частей - попеременно чередующихся прозрачных и непрозрачных полос равной ширины. Секция примерно из 100 штрихов (полос) с помощью оптической системы проецируется мостиком с увеличением 1,01 на диаметрально противоположную секцию лимба. Наложение изображения полос, повернутого на 180?, благодаря призме с крышкой, входящей в оптическую систему, образует с полосами основного участка круга муаровую картину, которая проецируется на фотоприемник.

3.3 Съемочное обоснование тахеометрической съемки. Тахеометрические ходы

Перед тахеометрической съемкой на основе существующей геодезической сети строят съемочную сеть до густоты пунктов, обеспечивающей проложение на территории съемки тахеометрических ходов с соблюдением технических требований инструкции, приведенных ниже.

Масштаб съемки 1:5000 1:2000

Максимальные:

длина хода, м 1200 600

длина линий, м 300 200

число линий в ходе 6 5

До начала полевых работ на имеющихся топографических картах составляют проект тахеометрических ходов. В процессе рекогносцировки проект ходов уточняют в натуре и точки хода закрепляют кольями, металлическими костылями, отрезками труб или другими знаками. При необходимости обеспечения сохранности пунктов на несколько леи (при восстановлении и установлении границ землепользований) их закрепляют более надежными знаками.

Горизонтальные углы и углы наклона в ходах измеряют при двух положениях вертикального круга; стороны ходов измеряют номограммным дальнометром в прямом и обратном направлениях 3 - 6 приемами в зависимости от условий измерений. При высоте сечения рельефа 0,5м высоты точек ходов определяют техническим нивелированием, пользуясь уровнем зрительной трубы. Образец записей в полевом журнале при тахеометрической съемке, выполненной тахеометром Дальта 010В, для плана масштаба 1:2000 с высотой сечения рельефа 1м приведен ниже в таблице 1.

Таб. 1.

3.4 Съемка ситуации и рельефа. Производство работ

Съемку ситуации и рельефа проводят полярным способом одновременно с проложением тахеометрического хода.

Максимальное расстояние от тахеометра до рейки и между пиктами зависят от масштаба съемки и высоты сечения рельефа. В качестве примера для двух последних масштабов эти значения приведены в таблице 2.



Таб. 2.

При съемки равнинной местности с высотой сечения рельефа через 0,5 м высоты пикетов определяют горизонтальным лучом, укрепив на зрительной трубе накладной уровень. Для этого случая можно использовать нивелирную рейку, устанавливая ее на пикеты таким образом, чтобы нуль был вверху. Сняв отсчет по рейке, высоту пикета можно вычислить по формуле

Hпик=H'+l,

где H'=H + i -х; H-высота съемочной точки над принятой уровенной поверхностью; i- высота прибора над точкой; х- длина рейки; l-отсчет по рейке.

В поле кроме журнала ведут абрис на отдельных для каждой съемочной точки листах. На абрисе указывают точку стояния прибора, а также предыдущую и последующие точки хода и их номера. Смежные точки хода соединяют прямыми линиями, санными в журнале. Стрелками, показывающими направление скатов, соединяют соседние пикеты, между которыми имеется равномерный уклон. При составлении плана по стрелкам судят о том, между какими пикетами можно интерполировать горизонтали. В некоторых случаях на абрисе тахеометрической съемки в характерных местах рельефа показывают форму горизонталей. Как и при теодолитной, в процессе тахеометрической съемки следует обращать внимание на то, чтобы между съемками с соседних съемочных точек не было пропусков.

Для контроля на смежных съемочных точках выполняют съемку с перекрытием, примерно равным допустимому расстоянию между соседними пикетами для данного масштаба съемки. Контроль состоит и в съемке одних и тех же точек с двух смежных станций. В том случае, когда съемка подробностей производится попутно с проложением тахеометрического хода, работа на съемочной точке применительно к съемке с помощью теодолита обычно выполняется в следующем порядке:

Устанавливается теодолит в рабочее положение, (т.е. собирают комплект теодолита, центрируют теодолит с помощью отвеса и горизонтируют инструмент с помощью подъемных винтов и цилиндрического уровня) и измеряют его высоту с округлением до 1см.

Измеряют горизонтальный угол хода, а также вертикальные углы на заднюю и переднюю точки и определяют по дальномеру расстояния до этих точек.

При положении трубы КЛ совмещают нулевой штрих алидады с нулевым штрихом лимба. Скрепив алидаду с лимбом, наводят трубу на заднюю (или переднюю) точку хода, ориентируя, таким образом, лимб по стороне хода.

Оставляя лимб неподвижным, визируют на рейку, установленную на пикете, и берут отсчеты: по дальномерной нити (для определения расстояния), по горизонтальному и вертикальному кругам.

По окончании съемки пикетов на съемочной точке снова визируют на точку, по которой ориентирован лимб, и берут контрольный отсчет. Расхождение с первоначальным не должно превышать 2'

В поле, кроме журнала, ведут абрис на отдельных для каждой точки листах. На абрисе указывают точку стояния прибора, а также предыдущую и последующую точки хода и их номера. Смежные точки хода соединяются прямыми линиями. В отличие от абриса теодолитной съемки, при тахеометрической на абрисе все пикеты отмечаются точками с номерами, одинаковыми с записями в журнале. Кроме того, стрелками, показывающими направление скатов, соединяют соседние пикеты, между которыми имеется равномерный уклон. При составлении плана по стрелкам судят о том, между какими пикетами можно производить интерполирование для проведения горизонталей.

3.5 Обработка результатов тахеометрической съемки. Составление плана

Обработка результатов тахеометрической съемки включает:

1. проверку полевых журналов и составление схемы тахеометрических ходов;

2. вычисление координат и высот точек ходов;

3. вычисление высот пикетов на каждой съемочной точке;

4. нанесение съемочных и пикетных точек, ситуации и проведение горизонталей.

Все точки наносят при помощи геодезического транспортира, масштабной линейки и измерителя. Точки могут быть нанесены и специальными палетками, изготовленными на прозрачной основе для определенных масштабов съемок.

Исходными данными для выполнения задания являются координаты пунктов и высоты I и III станций, а так же материалы тахеометрической съемки.

Таб. 3. Координаты съёмочной станции

N ст	X	Y	H
I	226,15	200,00	96,15
II	346,61	257,97	96,34
III	458,87	310,64	96,5

Обработка журнала начинается с вычисления места нуля (МО)

МО=КЛ+КП/2

МО вычисляем для каждой станции.

I МО= (- 0?06? + 0?04?)/2=-0?01?

II МО=(0?06? + (-0?02?))/2=0?02?

III МО=(-0?07?+0?05?)/2=-0?01?

Вычисляем углы наклона:

н=КЛ-МО

Например, на I станции для точек 1 и 2:

1. =-0?59?-(-0?01?)=-0?58?

2. =-1?27?-(-0?01?)=-1?26?

Таким образом вычисляются все углы наклона. В журнал записываем расстояние D.

D=n*k,

где n- отсчёт по рейке, k- коэффициент дальномера, k=100, горизонтальное положение d

если н<2?, то d=D

если н?2?, то d=D*cos?н

например, h?(1)=138/2*cos²(-0?58?)=-2?33?

Вычисляем h

=h?+ i - н

где i - высота прибора, н- высота наведения

Например, h(1)= -2,33+ 1,40-1,40=-2,33

После вычисления превышений на всех станциях нужно увязать их между станциями по тахеометрическому ходу. Для этого выписываем горизонтальные проложения между станциями, прямые и обратные превышения. Вычисляют среднее превышения, ставят знак прямого превышения.

Сумма превышений теоретическая равна разности высот станции III и I

Сумма превышений практическая равна сумме средних превышений

Невязка равна сумме практической минус сумма теоретическая

Fh=0,39 - 0,35=0,04

Далее невязка сравнивается с допустимой:

Fhдоп = 0?04?*s*

где n - число линий в ходе

s - средняя длина линий сотнях метрах

n=2 s = 128 м

fhдоп = 0?04?*1?28?=0?07?

Если невязка в допуске, тогда разбрасывается на каждое превышение с обратным шагом.

№ст	Расс.	превышения	отметки
		прямо	обратно	Средн.	Увяз.
I				-0,02		96,15
	132,0	0,19	-0,23	0,21	0,19
II				-0,02		96,34
	124,0	0,14	-0,22	0,18	0,16
III						96,50
					f=0,04	0,35

Таб. 4.

Высота станции II равна 96,15 + 0,19=96,34

Вычисляют высоты пикетов по формуле

Hi=Hст + h

Например:

H(1)=96,15 - 2,33 = 93,82

H(2)=96,15 - 1,75 = 94,40

H(3)=96,15 - 0,50=95,65

После всех вычислений переходят к составлению плана.

Строится сетка координат. Наносятся станции по координатам, контроль нанесения соседних точек производится расстоянием между ними, допуск 0,2 мм. Затем наносят на план пикетные точки. Данные берут из журнала тахеометрической съемки.

Уложив основание транспортира по линии ориентирования по его окружности откладывают углы. На реечной точке отмечают маленькой точкой, возле которой подписывают расстояние. С правой стороны от точки подписывают высоту горизонтально. Методом интерполяции проводят горизонтали, вычерчивают ситуацию.

4. РЕШЕНИЕ ИНЖЕНЕРНЫХ ЗАДАЧ ПО ТОПОГРАФИЧЕСКОМУ ПЛАНУ

1. Построение профиля по линии АВ.

Строят профиль по линии АВ. В определенном для построения профиля месте плана проводят линию условного горизонта, на которой в масштабе плана (1:2000) наносят расстояние между точками - это пересечение линии АВ с горизонтами. Для быстроты выполнения к линии АВ прикладывают полоску бумаги, на которой отмечают расстояния между горизонталями по линии АВ. Затем их переносят на линию условного горизонта. Высоту линии условного горизонта приминают так, чтобы самые низкие точки профиля находились выше этой линии на один - два сантиметра. К нанесенным точкам на линии условного горизонта восстанавливают перпендикуляры, на которых откладывают высоты точек в масштабе 1:200, соединяют между собой отложенные по перпендикулярам точки, получают профиль по заданному направлению. Ниже линии условного горизонта строят графу профиля. Эти графы заполняют данными, полученные непосредственно с плана.

2. Определение высоты точки, лежащей между горизонталями.

Определяют отметку точки Р, лежащей между горизонталями. Высоту точки, расположенной между горизонталями, определяют линейной интерполяцией по высотам соседних с ней горизонталей.

Пусть, например, высоты двух соседних горизонталей равны большей На и меньшей Нв, высоту сечения рельефа обозначим h_сеч. Через точку Р проводят прямую, примерно перпендикулярную этим горизонталям. На плане измеряют отрезки ав, аР, вР. Высоту точки Р находят из выражения:

Нр = На - (аР/ав)*hсеч = 95 - (0,2/0,6)*1 = 94,67

Нр = Нв + (Рв/ав)*hсеч = 94 + (0,4/0,6)*1 = 94,67

3. Уклон.

Выполняют расчет и строят график заложений (по уклонам). Расчет для построения графика заложений выполняют исходя из заданных уклонов через 0,01 и высоты сечения рельефа hсеч = 1 м по формуле d = h_сеч/I, где d - величина заложения, i - задаваемый уклон.

Весь расчет удобнее выполнять в таблице.

уклон	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10
заложение	5	2,5	1,7	1,3	1	0,8	0,7	0,6	0,5	0,5

Таб. 5. Уклоны и заложения линий.

По вычисленным значениям заложений (соответствующим заданным уклонам) строят график. Для этого проводят две взаимно перпендикулярные линии (горизонтально и вертикально) и на одной из них откладывают одинаковые отрезки (примерно через 0,5 см), на концах которых последовательно (снизу вверх) подписывают уклоны, а по другой откладывают отрезки, соответствующие значением заложний. Концы отрезков соединяют плавной прямой.

По заданию преподавателя проводят кратчайшее расстояние (линию) между заданными точками так, чтобы на всем протяжении уклон между горизонталями не превышал заданного. Работу выполняют с помощью графиков заложений. Для этого в раствор измерителя по графику заложений набирают расстояние, соответствующее данному уклону. После, начиная от заданной точки, измерителем последовательно откладывают эти расстояния между каждой парой соседних горизонталей в направлении ко второй точке. Полученные на горизонталях точки соединяют прямыми отрезками - линиями заданного уклона.

По всей длине лини СД с помощью графика заложений определяют уклоны отрезков между соседними горизонталями. Для этого набирают в раствор измерителя и прикладывают ножки циркуля к графику заложений так, чтобы одна ножка измерителя была на вертикальной линии, а другая - на кривой. Значения уклонов записывают красной тушью у соответствующих отрезков. Линию СД и линию заданного уклона на плане проводят красным цветом.

Производят сравнительный анализ методов топографических съемок и дают рекомендации по выбору метода съемки.

Заключение

Государственное землеустройство имеет тесную связь с геодезией. Для проведения землеустроительных мероприятий требуются планы, карты и профили, на основании которых определяется существующее состояние земельного фонда; затем путем экономических расчетов устанавливают потребность в составе земель для тех или иных целей, после чего на планах и картах проектируют объекты землеустройства (участки, поля) и, наконец, границы спроектированных объектов переносят на местность. В этом сложном процессе землеустройства геодезические действия часто выполняют параллельно с землеустроительными. Выполненная курсовая работа позволила понять, что государственное землеустройство, включающее систему мероприятий по организации полного, рационального, эффективного использования и охране земельных ресурсов страны, образованию и совершенствованию землепользования, организации территории и повышению культуры земледелия в сельскохозяйственных предприятиях имеет тесную связь с геодезией. В землеустроительные действия входит: устранение чересполосицы и других неудобств в расположении земель, уточнение и изменение границ землепользования на основе схем районной планировки; внутрихозяйственная организация территории колхозов, совхозов и других сельскохозяйственных предприятий, организаций и учреждений с введением экономически обоснованных севооборотов и устройством всех других сельскохозяйственных угодий (сенокосов, пастбищ, садов и др.), а также разработка мероприятий по борьбе с эрозией почв; выявление новых земель для сельскохозяйственного и иного народнохозяйственного освоения; отвод и изъятие земельных участков; установление и изменение городской черты, поселковой черты и черты сельских населенных пунктов; проведение топографогеодезических, почвенных, расчетов устанавливают потребность в составе земель для тех или иных целей, после чего на планах и картах проектируют объекты землеустройства (участки, поля) и, наконец, границы спроектированных объектов переносят на местность. В этом сложном процессе землеустройства геодезические действия часто выполняют параллельно с землеустроительными.

Для проведения различных мероприятий, связанных с использованием земли в сельском и лесном хозяйстве, для строительства сооружений требуется изучение земной поверхности, ее форм рельефа, расположения объектов на ней и, прежде всего, производство специальных измерений, вычислительная обработка их и составление карт, планов и профилей, которые служат основной продукцией геодезических работ и дают представление о форме и размерах поверхности всей Земли.

Для получения планов небольших участков местности и сравнительно невысокой точности применяют эккерные и буссольные съёмки.

В зависимости от применяемых приборов различают виды съёмок: эккерные, буссольные, теодолитные, мензульные, тахеометрические, аэрофотосъёмку, фототеодолитные, глазомерные и полуинструментальные

Список использованной литературы

1. Лекционный материал

2. А.В.Маслов, А.В.Гордеев, Ю.Г.Батраков "Геодезия", М: 1993г.

3. Методические указания к курсовой работе №

Размещено на Allbest.ru