Главная страница Случайная лекция
Мы поможем в написании ваших работ!
Порталы:
БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика
Мы поможем в написании ваших работ!
Устройство теодолитов. Взятие отсчётов по вертикальному и горизонтальному угломерным кругам. Порядок работы с теодолитом на местности при съёмках
Цель:Познакомиться с устройством теодолита. Научиться брать отсчёты по вертикальному и горизонтальному угломерным кругам. Освоить порядок работы с теодолитом на местности при измерении углов
1. Устройство теодолита
Теодолит– прибор для измерения горизонтальных углов, вертикальных углов и дальномерных расстояний.
Основные части (рис. 5.1):
1.Подставка (треугольное плато) с тремя подъёмными винтами в его вершинах, крепится на штативе становым винтом;вращением подъёмных винтов можно наклонять теодолит в ту или иную сторону.
2. Лимб (кольцо с делениями 0°–360°) с закрепительным (зажимным) винтом, служащим для закрепления его в неподвижном положении и наводящим винтом, служащим для медленного и плавного вращения лимба.
3. Алидада (отсчётное устройство) с закрепительным (зажимным) винтом, служащим для закрепления её в неподвижном положении и наводящим винтом, служащим для её медленного и плавного вращения.
4. Зрительная труба с закрепительным и наводящим винтом. Состоит из объектива, окуляра, сетки нитей, фокусирующей линзы.
5.Две колонки для горизонтальной оси вращения зрительной трубы.
6.Вертикальный круг(вращается вместе со зрительной трубой) состоит из алидады и лимба.
7.Отсчетные приспособления.
8.Цилиндрические уровни, по которым устанавливают в горизонтальное или вертикальное положение соответствующие части прибора. Ось уровня становится горизонтальной (вертикальной), когда пузырёк уровня находится на середине (в нуль–пункте).
2. Подготовка прибора к работе
При измерении горизонтального угла теодолит устанавливают в вершине измеряемого угла. Для этого сначала ставят штатив так, чтобы центр головки был примерно над точкой, а плоскость головки – горизонтальна. Только после этого к штативу прикрепляют теодолит, проводят его центрированиеигоризонтирование.
Центрирование(установка оси вращения теодолита VV на одной отвесной линии с точкой хода) проводится при помощи отвеса с точностью 5 мм путём вдавливания ножек штатива в грунт или изменения их длины. Окончательное центрирование производят передвигая теодолит при ослабленном становом винте.
Горизонтирование (нивелирование) – приведение оси вращения инструмента (ZZ) в вертикальное положение производится с помощью подъёмных винтов и цилиндрического уровня. Поворотом алидады ставят ось уровня по направлению двух подъёмных винтов и выводят пузырёк уровня на середину. Поворачивают алидаду на 90˚ и, пользуясь третьим подъёмным винтом, вновь пузырёк выводят на середину.
3. Визирование
Визирование – наведение центра сетки нитей на точку.
Сетка нитей – стеклянная пластинка, на которой нанесены линии (характер их нанесения может быть разным). Пересечение средней горизонтальной линии с вертикальной образует центр сетки нитей Z (рис. 5.2).
Для визирования на точку:
· закрепить лимб;
· открепить алидаду для того, чтобы по грубому визиру, расположенному наверху зрительной трубы, установить прибор примерно на искомую точку; закрепить алидаду;
· установить зрительную трубу для наблюдения так, чтобы сетка нитей имела резкое изображение. Эта операция называется установкой по глазу и производится вращением окулярного колена;
· установить зрительную трубу для наблюдения так, чтобы точка визирования была видна наилучшим образом. Эта операция называется установкой по предмету и производится вращением кремальеры.
· навести крест сетки нитей точно на точку визирования с помощью наводящих (микрометренных) винтов алидады и трубы;
Такое положение, когда вертикальный круг расположен справа от зрительной трубы (если смотреть со стороны окуляра), называют «круг право» (сокращенно – КП); если вертикальный круг расположен слева –«круг лево» (КЛ).
4. Измерение горизонтального угла β
Для измерения горизонтального угла теодолит устанавливают в вершине измеряемого горизонтального угла (рис. 5.3, станция n), а рейки – сзади колышков на станциях n+1 и n–1 строго по створу линии. Перекрестие сетки нитей наводят на самую нижнюю видимую часть рейки, вертикальная нить должна совпадать с осью рейки.
Порядок измерения горизонтального угла (способ отдельного угла или способ приёмов) (первыми проводят измерения при круге лево – КЛ) следующий (рис. 5.4):
1) визируют на вершину заднего (правого) угла 
;берут отсчёт по лимбу горизонтального круга - отсчёт а1 (рис.5.4);
2) визируют на вершину переднего (левого) угла 
, берут отсчёт а2;
3) вычисляют значение угла при круге лево
. (16)
Рис.5.4. Измерение горизонтального угла β на станции n (КЛ): n – станция, n–1 –- вершина заднего угла, n+1 – вершина переднего угла, а1 – отсчёт на вершину заднего угла, а2 – отсчёт на вершину переднего угла
На этом первый полуприём (КЛ)заканчивается. Перед вторым полуприёмом открепляют трубу и переводят её через зенит. Затем открепляют алидаду и разворачивают прибор на 180,проводят измерения при КП. При втором полуприёме (КП) визирование и измерения производят аналогично, расхождение в значениях угла в двух полуприёмах (С) не должно превышать двойной точности прибора (t):
. (17)
При выполнении этого условия средний горизонтальный угол рассчитывают по формуле:
. (18)
В случае, если отсчёт а1меньше отсчётаа2 (когда нуль лимба закреплён между вершинами измеряемого угла), к отсчётуа1сначала прибавляют 360˚. Дальнейшие вычисления проводят в обычном порядке
Взятие отсчётов по отсчётному микроскопу при измерении горизонтального угла(рис.5.5)
Лимб горизонтального угломерного круга (ГУК) оцифрован всегда от нуля до 360˚ через 1˚, слева направо.
Рис.5.5. Отсчётный микроскоп теодолита 2Т30: отсчёт по ГУК – «261°24¢»; отсчёт по ВУК – «плюс 0°11¢»
Отсчёт берут следующим образом:
· считывают по шкале алидады количество градусов отсчётного штриха (по рисунку – 261°);
· считывают минуты слева направо от нуля, учитывая, что цена деления на шкале ГУ – 5¢ (по рисунку – 24¢).
Поле зрения штрихового микроскопа теодолита Т30 приведено на рис. 5.6. Взятие отсчёта по ГУК здесь не должно вызвать затруднений.
Рис. 5.6. Отсчётный микроскоп теодолита Т30: отсчёт по ГУК - 70°04¢; отсчёт по ВУК – 358°48¢.
Пример. Вычислить горизонтальный угол на станции I. При взятии отсчётов теодолит визировали сначала на вершину заднего угла – станцию 
VII, а затем на вершину переднего угла – станцию II (рис.5.7). Получили отсчёты:
КЛVII =261˚24΄;
КЛII=140˚24΄;
КПVII=81˚20΄;
КПII=320˚21΄.
.
.
Так как первый отсчёт меньше второго, то к нему сначала прибавляют 360˚, а затем проводят вычисления.
.
5. Измерение вертикального угла v
Углы наклона бывают положительные 
и отрицательные 
, могут изменяться от 0о до 90о.
Перед каждым отсчётом алидаду необходимо устанавливать в горизонтальное положение, при котором 
. Это положение обеспечивается тогда, когда пузырёк цилиндрического уровня при трубе или алидаде находится на середине ампулы.
Однако даже при расположении пузырька уровня на середине ампулы линия нулей отсчётного приспособления может составлять некоторый угол с линией горизонта, который называется местом нуля вертикального круга (М0). Место нуля – отсчет по вертикальному кругу, когда пузырёк уровня при алидаде находится на середине. Поэтому особенностью измерения углов наклона является необходимость учёта места нуля (М0) вертикального круга. Для этого при создании съёмочного обоснования снимают отсчёты по ВУК при КЛ и КП, а при тахеометрической съёмке на каждой станции перед началом работы определяют место нуля.
При измерении углов наклона перекрестие сетки нитей наводят на высоту инструмента, отмеченную на рейке. Высоту инструмента определяют с помощью листа белой бумаги и рейки, приставляя её почти вплотную к окуляру. Наблюдатель при этом смотрит в объектив (лист передвигают по рейке до тех пор, пока он не закроет ровно ½ поля зрения). Высоту инструмента на рейке удобно отмечать тонкой круглой резинкой.
Сначала визируют при круге лево. Берут отсчёт. Затем переводят трубу через зенит, визируют и берут отсчёт при круге права.
Взятие отсчёта по отсчётному микроскопу при измерении вертикального угла
Лимб вертикального угломерного круга (ВУК) может быть оцифрован по-разному. У теодолита 2Т30 (Т15, 2Т5) оцифровка секторная, при которой ВУК разбит на 4 сектора по 90°, из которых два сектора имеют положительную оцифровку, а два других – отрицательную. Для взятия отсчёта:
· считывают количество градусов отсчётного штриха (по рисунку – «+0°»);
· считывают минуты – если вверху стоит «-0» – по отрицательной шкале от нуля до отсчётного штриха, если вверху стоит «+0» – по положительной шкале от нуля до отсчётного штриха (по рисунку – «+11΄»). Далее проводят вычисление вертикального угла. При этом отсчёты от 0° до 90° соответствуют измеряемому положительному вертикальному углу. Если отсчёты меньше 360° (от 360° до 270°), то вертикальный угол отрицательный.
Вычисление вертикальных углов
После снятия отсчётов рассчитывают вертикальный угол через М0, либо угол наклона определяют по результатам двух отсчётов, полученных при визировании на наблюдаемую цель при двух положениях зрительной трубы (КЛ и КП).
Расчётные формулыугла наклона для теодолитов с круговой оцифровкой лимба против хода часовой стрелки (Т30):
; 
; (18, 19)
; 
, (20, 21)
где КЛ и КП отсчёты по вертикальному кругу при его (круга) расположении слева и справа от работающего с теодолитом.
При вычислениях при значениях КП и КЛ меньше 90о к ним необходимо прибавлять 360о.
Расчётные формулыпри секторной оцифровке лимба вертикального круга от нуля в обе стороны – по ходу и против хода часовой стрелки (2Т30; Т15; 2Т5 и др.):
; 
. (22, 23)
При расчёте по этим формулам добавлений 360о делать не нужно.
Вычисленные средние углы записывают в журнал.
Пример.Вычислить вертикальный угол для направления I-II (2T30). Отсчёт при КЛ равен 
, при КП - 
. Расчет через место нуля:
Расчёт v по результатам двух отсчётов:
Пример.Вычислить вертикальный угол для направления IV-V (T30). Отсчёт при КЛ равен 
, при КП - 
. Расчет через место нуля:
Расчёт v по результатам двух отсчётов:
6. Задание
ВАРИАНТ 1
1. Вычислить значение горизонтального угла, измеренного способом приёмов теодолитом Т30:
| № станции | № точки | Отсчёты по горизонтальному угломерному кругу: | Горизонтальный угол | ||
| градусы | минуты | β | βср | ||
2. Вычислить значение места нуля (М0) и угла наклона (v):
| № станции | № точки | Положение вертикального круга | Отсчёты по вертикальному угломерному кругу: | Угол наклона из двух отсчётов | Место нуля вертикального круга | Угол наклона через место нуля | |
| градусы | минуты | ||||||
| КЛ | |||||||
| КП | |||||||
| КЛ | |||||||
| КП | |||||||
| КЛ | |||||||
| КП | |||||||
| КЛ | |||||||
| КП |
ВАРИАНТ 2
1. Вычислить значение горизонтального угла, измеренного способом приёмов теодолитом Т30:
| № станции | № точки | Отсчёты по горизонтальному угломерному кругу: | Горизонтальный угол | |||
| градусы | минуты | β | βср | |||
2. Вычислить значение места нуля (М0) и угла наклона (v):
| № станции | № точки | Положение вертикального круга | Отсчёты по вертикальному угломерному кругу: | Угол наклона из двух отсчётов | Место нуля вертикального круга | Угол наклона через место нуля | |
| градусы | минуты | ||||||
| КЛ | |||||||
| КП | |||||||
| КЛ | |||||||
| КП | |||||||
| КЛ | |||||||
| КП | |||||||
| КЛ | |||||||
| КП |
Камеральная обработка результатов теодолитной съемки и вычерчивание ситуационного плана
Цель:Освоить обработку журнала теодолитнойсъёмки. Научиться строить ситуационный (контурный план) по результатам полевых измерений
В основу теодолитной съёмки положены теодолитные ходы. Теодолитные ходы лежат также в основе тахеометрической и мензульной съёмок.
Полевая теодолитная съёмка включает следующие этапы:
· прокладка теодолитного хода;
· полевые работы по съёмке ситуации;
· вычисление координат точек теодолитного хода;
· вынос на бумагу координат точек и ситуации – вычерчивание контурного плана.
В результате выполнения первого этапа получают журнал измерения углов и дальномерных расстояний (журнал прокладки теодолитного хода), второго – журнал теодолитной съёмки и абрисы. Следующие два этапа выполняют камерально.
1. Обработка журнала прокладки теодолитного хода(вычисление координат точек теодолитного хода)
1.1. Для увязки горизонтальных углов хода в полигонерассчитать угловую невязку (погрешность измерения) теодолитного хода по формуле:
, (24)
где 
– сумма внутренних измеренных углов; 
- теоретическая сумма внутренних углов.
Теоретическую сумму внутренних углов вычисляют по формуле:
– для разомкнутого хода, (25)
– для сомкнутого хода, (26)
где n – количество углов в полигоне, αнач. и αконечн. – дирекционные углы начальной и конечной сторон.
1.2.Вычислить допустимую угловую невязку:
– для разомкнутого хода; (27)
– для сомкнутого хода, (28)
где n – количество точек съёмочной сети, t – точность прибора в секундах (если Т30, то t=30 сек).
1.3. Сравнить угловую невязку теодолитного хода с допустимой.
Если выполняется условие 
, то распределить эту невязку с обратным знаком поровну на все углы хода. Для этого вычислить угловую поправку 
:
, (29)
где n – количество углов полигоне.
Если 
получили со знаком «+», то поправка углов будет со знаком «–», если с «–», то поправка углов с «+».
Пример 1.Если 
то 
1.4. Вычислить исправленные углы:
; 
и т.д. (30)
Исправленные углы записать в соответствующую графу таблицы.
Пример 2. Если 
, то
1.5. Контроль: просуммировать исправленные углы и убедиться, что угловая невязка равна нулю ( 
), а 
.
1.6. Вычислить дирекционные углы последовательно для всех сторон, зная дирекционный угол начальной стороны и исправленные горизонтальные углы 
вершин теодолитного хода, по формулам:
и т.д. (31)
Если в результате вычислений получили дирекционный угол больше 360°, то его нужно уменьшить на 360°, а если сумма 
меньше вычитаемого угла, то её нужно сначала увеличить на 360°.
Пример 3. Если 
, 
, то
.
1.7. Контролем вычислений дирекционных углов дляразомкнутого ходаслужит получение уже известного значения дирекционного углаконечной стороны, а для сомкнутого – дирекционного угла начальной стороны.
1.8. Перевести полученные дирекционные углы в румбы, пользуясь схемой взаимосвязи дирекционных углов и румбов (табл. 2).
Пример 4. Если 
, то для второй четверти связь дирекционных углов и румбов выражается формулой 
, поэтому 
1.9. Рассчитать средние горизонтальные проложения сторон:
(32)
Пример 5. 
м.
1.10. Зная горизонтальное проложение (d) и румбы сторон вычислить приращения координат по формулам:
и 
; (33, 34)
и 
и т.д.
Знаки приращений устанавливают по их румбам.
Пример 6.Если 
,
то 
м (+).
м (+).
1.11. Вычислить суммы приращенийдля Х и для Упо следующим формулам:
, (35)
. (36)
1.12. Для разомкнутого полигоналинейная невязка хода по Х и по У – 
вычисляется следующим образом:
, где 
(37)
, где 
(38)
Пример 7. Если 
, 
, 
, то
Пример 8. Если 
, 
, 
, то
Поскольку в замкнутом полигоне сумма приращений координат должна быть равна нулю, то для замкнутого хода должны получить:
, 
. (39, 40)
Однако мы получаем числа, отличные от нуля (невязка приращений). Это ошибка наших измерений.
В обоих случаях мы должны, рассчитав поправки, увязать приращения.
1.13. Рассчитать абсолютную линейную невязку 
, затем относительную линейную невязку 
:
, (41)
. (42)
1.14. Сравнить 
с допустимой линейной невязкой:
(43)
При измерении расстояний мерной лентой 
Если соотношение выполняется, считаем дальше; если линейная невязка недопустима, то ищем ошибку либо в вычислениях, либо в измерениях.
1.15. Посчитать поправки 
и 
, распределив линейную невязку пропорционально на все значения 
и 
с обратным знаком по формулам:
; 
. (44, 45)
; 
и т.д.
Пример 9. Если 
, 
, то 
;
Если 
, то 
.
1.16. Вычислить исправленные приращенияпо следующим формулам:
= 
; (46)
= 
(47)
Пример 10. Если 
, 
, 
, 
,
то 
1.17. Для разомкнутогополигонаконтролемявляется выполнение равенств:
; 
. (48, 49)
Для сомкнутого – получение значений координат Х и У для начальной точки.
1.18. Вычислить координаты вершин Х и Упо следующим формулам:
. (50, 51)
Пример 11. Дано: 
;
Решение: 
1.19. Контролем является получение заданных координат Х и У конечной точки (разомкнутый полигон) и получение исходных значений координат для начальной точки (сомкнутый полигон).
2. Построение плана участка теодолитной съёмки
2.1. Построить координатную сетку.
Вычертить сетку необходимо с помощью циркуля-измерителя и масштабной линейки.
· Начертить рамку, отступив по краю листа формата А4 0,5 см (рис. 6.1 а).
Рис. 6.1. Построение координатной сетки
· С угла на угол провести две диагонали. Из точки пересечения диагоналей с помощью циркуля-измерителя промерить расстояния до углов. Расстояния должны быть одинаковы (погрешность 0,1 мм) (рис. 6.1 а).
· Из точки пересечения диагоналей с помощью циркуля-измерителя сделать засечки на этих линиях, отступив от каждого угла, например, 1 см. Точки соединить в прямоугольник (рис. 6.1 б).
· На вертикальных линиях прямоугольника отмерить снизу примерно 1/3 часть, соединить точки. Ниже этой линии вспомогательные линии стереть – это место для условных знаков.
· Построить сетку квадратов (100м х 100м), для этого последовательно отложить по горизонтали и по вертикали из левого нижнего угла по 5 см. Точки соединить (рис. 6.1 в).
· Промерить диагонали каждого квадрата циркулем измерителем (чертить диагонали не надо), они должны быть равны.
Оцифровать координатную сетку. Для этого определить максимальное и минимальное значения Х и У среди вычисленных координат. У нижней горизонтальной линии сетки слева от крайней вертикальной линии подписывают минимальное значение абсцисс, а у верхней крайней линии – максимальное значение. Промежуточные горизонтальные линии сетки имеют абсциссы, кратные длине стороны квадрата сетки (рис. 6.2).
Рис. 6.2. Вынос на координатную сетку точки I (Х=8329,96 км; у=7968,65 км)
Пример 12. В масштабе плана (1:2000) стороне квадрата в 5 см соответствует на местности расстояние в 100 м. Пусть самая северная (имеющая наибольшее значение X) и самая южная (имеющая наименьшее значение X) точки имеют абсциссы:
Хсев. = +8329,96 м; Хюжн. = + 8127,59 м.
Отсюда горизонтальные линии координатной сетки снизу вверх подпишем так: 8100; 8200; 8300; 8400 (рис. 6.2).
Аналогично подписывают вертикальные линии координатной сетки. При оцифровке сетки следует помнить, что значения абсцисс возрастают снизу вверх, а ординат – слева направо. Вспомогательные линии после построения координатной сетки необходимо убрать.
2.2. Вынести на координатную сетку вершины теодолитного ходас помощью циркуля измерителя и поперечного масштаба по их координатам. Для этого сначала определяют квадрат сетки, в котором должна находиться вершина угла. Далее на противоположных сторонах этого квадрата циркулем измерителем с использованием поперечного масштаба откладывают отрезки, соответствующие разностям одноимённых координат точки и «младших» сторон квадрата. Точки отложения отрезков на сторонах квадрата попарно соединяют линиями, пересечение которых даёт положение наносимого на план пункта.
Пример 13. Пусть требуется нанести точку I с координатами ХI = 8329,96 м и УI =7968,65 м. По направлению оси X точка должна находиться между линиями сетки с абсциссами «+ 8300» и «+8400». От линии с абциссой «+ 8300» по вертикальным сторонам квадрата откладывают вверх расстояние 29,96 м с помощью поперечного масштаба и циркуля-измерителя и проводят линию, параллельную линии с абциссой «+8300» (рис. 6.2). Вдоль этой линии от вертикальной линии сетки с ординатой «7900» откладывают вправо расстояние – 68,65 м.
Полученную точку обозначают наколом иглы циркуля-измерителя и обводят окружностью диаметром 1,5 мм; внутрь этой окружности линии не заходят. Рядом записывают номер точки.
Для контроля правильности нанесения на план двух соседних точек сравнивают расстояние между ними в масштабе плана с горизонтальным проложением из ведомости вычисления координат. Расхождение не должно превышать 0,2 мм на плане, т.е. графической точности масштаба.
2.3. Построить контурный план и оформить работу:
· нанести ситуацию и контуры угодий;
· вычертить план карандашом и тушью;
· вычертить надписи.
Ситуацию наносят на план от сторон теодолитного хода и точек съёмочной сети согласно абрисам съемки – схематическим чертежам местности, в которых занесены все результаты измерений. При этом местные предметы и характерные точки контуров наносят на план в соответствии с результатами и способами съемки: способами перпендикуляров, полярных координат и т.п. Способы нанесения контурных точек аналогичны способам съёмки их на местности, но действия совершают в обратном порядке. При накладке ситуации на план расстояния откладываются при помощи циркуля-измерителя и линейки поперечного масштаба, а углы — транспортиром.
При нанесении точек, снятых способом перпендикуляров, перпендикуляры к сторонам хода восстанавливают прямоугольным треугольником. При построении контуров от начала опорной линии на плане откладывают расстояния до оснований перпендикуляров; в полученных точках, пользуясь выверенным прямоугольным треугольником, строят перпендикуляры, на которых откладывают их длины. Соединив концы перпендикуляров, получают изображение контура местности.
Для накладки на план точек, снятых способом створов, от соответствующих вершин теодолитного хода с помощью циркуля-измерителя откладывают в масштабе плана расстояния до точек, указанные в абрисе.
Для нанесения точек, снятых полярным способом, можно использовать тахеограф или транспортир, для чего центр транспортира совмещают с вершиной хода, принятой за полюс, а нуль транспортира — с направлением стороны хода. По дуге транспортира откладывают углы, измеренные теодолитом при визировании на точки местности, и прочерчивают направления, да которых откладывают расстояния до точек, указанные в абрисе.
При нанесении точек способом угловых засечек транспортиром в вершинах опорных сторон откладывают углы и прочерчивают направления, пересечения которых определяют положения искомых точек. Нанесение точек способом линейных засечек выполняется при помощи циркуля-измерителя и сводится к построению треугольника по трем сторонам, длины которых измерены на местности.
При построении контуров местности на плане все вспомогательные построения выполняют тонкими линиями. Значения углов и расстояний, приведенные в абрисе, на плане не показывают.
По мере накладки точек на план по ним в соответствии с абрисами вычерчивают объекты местности и контуры их заполняют установленными условными знаками. Составленный план тщательно корректируют; при возможности сличают его с местностью.
При построении контуров местности на плане все вспомогательные построения выполняют тонкими линиями. Ситуация изображается на плане условными знаками, принятыми для данного масштаба плана.
Под рамкой привести все используемые условные знаки для М 1:2000. Кроме того, напротив каждой стороны полигона указать в виде дроби: в числителе – румб, а в знаменателе – взятое из журнала горизонтальное проложение стороны, например, 
.Это обозначение также привести в условных знаках.
Под южной стороной рамки указать масштабы плана: численный, именованный, линейный.
3. Задание
Обработать журнал теодолитной съёмки (табл.6.1) и построить контурный план в масштабе 1:2000 на листе чертежной бумаги формата 210х297 мм. Координатную сетку построить в интервале 100 м. Ситуацию вычертить, согласно абрисам и в соответствии с таблицами условных знаков для топографических планов. Основой съемки является замкнутый теодолитный ход. Углы (правые по ходу) измерялись одним приемом с помощью теодолита, имеющего точность t=0',5. Длины сторон измерялись стальной двадцатиметровой лентой в прямом и обратном направлениях. Створы сторон расположены на равнинной местности с твердым грунтом. Результаты измерений, а также координаты первой точки включены в ведомость вычисления координат вершин теодолитного хода. Дирекционный угол с первой на вторую точку каждому студенту выдается преподавателем. Данные съемки ситуации представлены в абрисах (рис. 6.3, рис. 6.4).
Рис. 6.3. Абрисы 1-4 теодолитной съёмки
Рис. 6.4. Абрисы 5-6 теодолитной съёмки
Таблица 6.1
ВЕДОМОСТЬ ВЫЧИСЛЕНИЯ КООРДИНАТ ВЕРШИН ТЕОДОЛИТНОГО ХОДА
| № № точек | Внутренние углы | Дирек-ционные углы (ази-муты) d (А) | Румбы, r | Горизонтальные проложения сторон d, м | Приращения, м | Координаты, м | |||||||||||||||
| изме-ренные | исправ-ленные | вычисленные | исправленные | ||||||||||||||||||
| о ' | ' | о ' | о ' | чет-верть | о ' | ± | Δх = =d·cosr | ± | Δy = = d·sin r | ± | Δх | ± | Δy | ± | Х | ± | У | ||||
| I | 30,2 | 222,82 | 8328,12 | 7745,84 | |||||||||||||||||
| II | 5,5 | ||||||||||||||||||||
| 144,15 | |||||||||||||||||||||
| III | 1,2 | ||||||||||||||||||||
| 116,42 | |||||||||||||||||||||
| IV | 27,5 | ||||||||||||||||||||
| 92,91 | |||||||||||||||||||||
| V | 39,2 | ||||||||||||||||||||
| 110,38 | |||||||||||||||||||||
| VI | 15,2 | ||||||||||||||||||||
| 127,05 | |||||||||||||||||||||
| I | |||||||||||||||||||||
| II | |||||||||||||||||||||
| Σβиз | Р= | Σ Δх | Σ Δу | Σ Δх | Σ Δу | ||||||||||||||||
| Σβт | |||||||||||||||||||||
| fβ | fΔх | fΔy |
Устройство нивелиров. Обработка результатов нивелирования линейного объекта. Построение профиля геометрического нивелирования
Цель:Освоить обработку журнала технического нивелирования, в том числе изучить особенности вычисления высотных отметок связующих и промежуточных точек.
1. Устройство нивелиров
Нивелир – геодезический прибор, предназначенный для определения превышений между точками горизонтальным лучом визирования.
Нивелир любой конструкции состоит из трех основных частей (рис. 7.1, 7.2):
· зрительной трубы – 1;
· устройства для обеспечения горизонтальности линии визирования – 2;
· подставки с устройством для установки прибора в рабочее положение – 3.
Рис.7.1. Устройство нивелира: 1–зрительная труба, 2–цилиндрический уровень, 3–подставка; Z–Z1 – ось вращения нивелира, W–W1 – визирная ось, U–U1 – ось цилиндрического уровня
Современные нивелиры делятся на две группы: 1) нивелиры с цилиндрическими уровнями (уровенные нивелиры); 2) нивелиры с компенсаторами, автоматически устанавливающими визирную ось трубы в горизонтальное положение.
В соответствии с ГОСТ 10528-76 предусмотрен выпуск нивелиров трех групп: высокоточные (Н-05), точные (Н-3) и технические (Н-10). В шифре прибора цифры 0,5; 3; 10 означают среднюю квадратическую погрешность определения превышений в мм на 1 км двойного хода. Уровенные нивелиры добавочных обозначений в шифре не имеют, для нивелиров с компенсаторами добавляется буква К (например Н-ЗК).
Нивелиры типа Н-3 и Н-10 могут быть также с лимбами для измерения горизонтальных углов. При наличии лимба в шифре прибора добавляется буква Л (например, Н-10КЛ).
а б в
Рис. 7.2. Общий вид нивелира НВ-1(а); 1 - окуляр, 2 - целик; 3 – цилиндрический уровень; 4 - кремальера для фокусировки; 5 - труба; 6 – мушка; 7 - объектив; 8, 9 - закрепительный и наводящий винты трубы; 10 - подставка; 11 - подъемный винт; 12 - головка штатива; 13 - трегер; 14 - втулка; 15 - круглый уровень; 16 – элевационный винт; нивелир Н-3 (б); поле зрения НВ-1, Н-3 (в)
2. Обработка результатов нивелирования линейного объекта
Для определения превышения на точки, между которыми необходимо определить превышение, устанавливают двусторонние нивелирные рейки, а между ними – нивелир (при нивелировании из середины) (рис. 7.3).
Нивелир приводят в рабочее положение, устанавливая пузырек круглого уровня в центр. Рейки поворачивают черной стороной к нивелиру, трубу наводят на заднюю рейку и, приведя в контакт изображения концов пузырька цилиндрического уровня, снимают отсчет ач («а» чёрное). Затем визируют трубу на переднюю рейку и снимают отсчет вч («б» чёрное). После этого рейки переворачивают красной стороной к нивелиру и снимают отсчет по передней рейке вкр («в» красное). Поворачивают трубу вновь на заднюю рейку и снимают отсчет акр («а» красное).
Рис. 7.3. Схема геометрического нивелирования
Превышения из отсчетов, снятых по черной и для контроля – по красной сторонам рейки вычисляются по следующим формулам:
; 
. (52, 53)
При разнице hч – hкр не более 5 мм в качестве вероятного значения превышения берут среднее:
. (54)
При большей величине hч – hкр измерения повторяют, добиваясь допустимой погрешности.
Пример 1. Если 
,
то 
, 
. 
.
При последовательном нивелировании линия АВ разбивается на части, каждая из которых нивелируется с одной станции. Установив нивелир на станции 1, берут отсчёты а1 и в1, по задней и передней рейкам и определяют превышение ПК2 относительно ПК1. Затем заднюю рейку 1 из точки ПК1 переносят на ПК2, нивелир устанавливают на станции II и, взяв отсчёты по рейкам а2 и в2, находят превышение h2 и т.д.
При последовательном нивелировании образуется нивелирный ход, в котором точки ПК1, ПК2 … ПКn-1, являющиеся общими для двух смежных станций (т.е. передними на предыдущей и задними на последующей станциях), называются связующими. Точки установки рейки, расположенные между связующими точками, называются промежуточными (например, точка С на рис. 40). Они служат обычно для получения характерных точек рельефа. Как видно из рис. 7.3, превышения между пикетными точками будут равны:
; 
; 
. (55)
Определив превышения между связующими точками можно последовательно вычислить их отметки:
; 
; 
(56)
Отметки промежуточных (плюсовых) точек вычисляют через горизонт инструмента после определения отметок связующих точек. Так, отметка промежуточной точки С на станции I будет
(57)
где 
с – отсчёт по чёрной стороне рейки на промежуточной точке С.
При продольном нивелировании может возникнуть ситуация, когда луч визирования нивелира либо упирается в склон (рис. 7.4 –крутой склон возвышенности), либо не хватает высоты рейки. В этом случае расстояние между пикетами разбивают на два (и более) отрезка, каждый из которых нивелируют методом из середины.
Рис.7.4. Схема нивелирования при возникновении иксовых точек
Тогда превышение между двумя пикетами h равно сумме превышений между предыдущим пикетом и Х-й точкой и между Х-й точкой и последующим пикетом:
.
Порядок обработки журнала технического нивелирования
1. Рассчитать наблюдённые превышения по формулам 52, 53. Результаты записать в соответствующие строки графы 6 таблицы 6.2.
2. Рассчитать средние превышения между пикетами (графа 7).
3. Если между пикетами имеются иксовые точки, то сначала нужно рассчитать наблюдённые (по чёрной и красной сторонам рейки) и средние превышения между начальным пикетом и иксовой точкой, затем между иксовой точкой и конечным пикетом, и только затем – общее среднее превышение между пикетами (например, между ПК 1 и ПК2 в табл. 6).
4. Рассчитать сумму отсчетов по задней рейке (SЗ) (графа 3);
5. Рассчитать сумму отсчетов по передней рейке (Sп) (графа 4);
6. Найти разницу двух сумм (SЗ –Sп); полученное значение представляет удвоенное превышение по профилю;
7. Для контроля правильности расчетов определить сумму наблюденных превышенийSh (графа 6). Она должна быть равна разности сумм задних и передних отсчётов (SЗ –Sп);
8. Также для контроля правильности расчетов определить сумму средних наблюденных превышений Shср (графа 7). Она должна быть равна половине суммы наблюдённых превышений Sh;
9. Высотную погрешность (невязку нивелировочного хода), допущенную в процессе нивелирования, определяют следующим образом:
(59)
где h трассы ист.= Hконец – Hначало; Hконец– абсолютная отметка конца трассы (HA ПК4); Hначало–абсолютная отметка начала трассы (HA ПК0).
10. Полученное значение высотной невязки необходимо сравнить с допустимым значением, рассчитываемым следующим образом:
, (60)
где L – длина трассы в километрах (так как в рассматриваемом примере 4 пикета, расстояние между которыми 100 м, то общая длина трассы 400 м или 0,4 км).
11. При соблюдении условия
Таблица 6.2
Журнал технического нивелирования (заполненный образец)
| №№ стан-ций | №№ пикетов и плюс. точек | Отсчеты по рейкам, мм | Превышения, мм | Горизонт инструмен-та, мм, (ГИ) | Отметки точек, м | ||||
| задней (з) | передней (п) | проме-жут. (пр) | наблюден. (h) | средние (h ср.) | исправл. (hи) | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| ПК0 | - 1890 | +6 - 1891,5 | -1885,5 | 199,630 | 199,086 | ||||
| ПК1 | - 1893 | 197,200 | |||||||
| +40 | 197,275 | ||||||||
| ПК1 | +6 (2106+ 1508) = | 3620,0 | |||||||
| х | |||||||||
| х | |||||||||
| ПК2 | 200,820 | ||||||||
| ПК2 | - 108 | +6 - 109,5 | -103,5 | 202,071 | |||||
| ПК3 | - 111 | 200,717 | |||||||
| +55 | 201,154 | ||||||||
| ПК3 | +5,5 1037,5 | 1043,0 | 202,593 | ||||||
| ПК4 | 201,760 | ||||||||
| +28 | 200,686 | ||||||||
| Sз=40276 | Sп=34975 | S=5301 | S=2650,5 | S=2674,0 | |||||
| Sз-Sп=5301 мм; h трассы ист.=2674 мм; fh=2650,5-2674,0=-23,5 мм; Δfh =+6, +6, +6, +5,5 |
fhрасчетн.£ fhдоп
высотная невязка разбрасывается относительно равномерно с обратным знаком на все hср. (например, если fhрасчетн.= -23,5 мм, то для hср.1 поправка будет +6 мм, для hср.2 +6 мм, hср.3 + 6 мм и для hср.4 +6,5 мм). Значение поправки записывают красной пастой в графу 7.
Полученные значения исправленных превышений проставляются в графу 8.
12. Для контроля суммируют все исправленные превышения (Shи).Полученное значение должно равняться истинному превышению трассы hтрассы ист..
13. Определить абсолютные отметки пикетных точек (абсолютные отметки начального – HA ПК0 и конечного – HA ПК4 пикетов трассы даны в задании):
HA ПК1 = HA ПК0 ± (hипк0-пк1);
HA ПК2 = HA ПК1 ± (hипк1-пк2); и т.д. (61)
Результат заносят в графу 10 в строки, соответственно пикетам.
14. Для определения абсолютных отметок плюсовых точек необходимо для каждой станции определить горизонт инструмента HГИ – расстояние от уровня моря до оси визирования прибора (данная величина на каждой станции будет иметь разное значение). HГИ рассчитывается через задний и передний пикеты:
HГИ = HA ПК0 + ач; HГИ = HA ПК1 + вч. (62)
Если разница этих значений не превышает ± 5 мм, то определяют среднее значение высоты горизонта инструмента.
15. Абсолютные отметки для плюсовых точек С рассчитывают по формуле 58.
3. Построение профиля местности
Профиль технического нивелирования строят на миллиметровой бумаге в двух масштабах – горизонтальном и вертикальном, причём последний принято брать в 5–10 раз крупнее. Построение профиля начинают с проведения горизонтальной прямой – линии условного горизонта, равной длине трассы в выбранной горизонтальном масштабе (отступив от нижнего края миллиметровой бумаги на 50–60 мм). Высоту условного горизонта профиля выбирают меньше минимальной отметки на магистрали таким образом, чтобы линия профиля располагалась выше неё на 3–4 см (рис. 7.5).
В горизонтальном масштабе на линии условного горизонта откладывают расстояние между пикетами и плюсовыми (промежуточными) точками.
Ниже линии условного горизонта располагают
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| ЭФФЕКТЫ РАДИАЦИОННОГО СТАРЕНИЯ В ГАЗОВЫХ ДЕТЕКТОРАХ | | | Задания. Построить план тахеометрической съёмки согласно журналу (табл |
Дата добавления: 2014-10-02; просмотров: 1654; Нарушение авторских прав
Мы поможем в написании ваших работ!