Учебное пособие 800498

д) отсчет по задней рейке; е) отсчет по рейке, установленной на промежуточных точках.

Контрольные вопросы

1.Что понимается под геодезическими измерениями?

2.Какие геодезические измерения вы знаете? Дайте им определения.

3.Что такое горизонтальный угол?

4.В чем заключается сущность измерения горизонтального угла?

5.Что такое теодолит?

6.В чем состоит особенность конструкции оптического теодолита?

7.Какие типы теодолитов вы знаете? Назовите отличия.

8.Что такое поверка?

9.Назовите поверки теодолитов.

10.Какие способы измерения углов вы знаете? Опишите их. 11.Что такое вертикальный угол?

12.Опишите принцип измерения вертикального угла.

13.Как определяется МО?

14.Как определить расстояние между точками?

15.Что такое компарирование?

16.Назовите механические мерные приборы, опишите принцип действия. 17.Опишите способ определения неприступных расстояний.

18.Какие физико-оптические дальномеры вы знаете?

19.Что называется нивелированием?

20.В чем заключается способ нивелирования из середины и вперед? 21.Что такое горизонт инструмента или прибора?

22.Как вычисляются отметки точек при нивелировании из середины? 23.Как вычисляются отметки точек через горизонт прибора? 24.Объясните основные поверки нивелира с элевационным винтом. 25.Дайте классификацию нивелиров.

26.Как берутся отсчеты по рейке?

27.Что называется репером?

28.Какие реперы вы знаете?

29.Что называется маркой?

30.Какие виды нивелирования вы знаете? Опишите их принцип. 31.Что называется ГП?

32.Как определяется превышение?

33.Как определяется абсолютная отметка?

34.Как производится нивелирование на станции?

61

ГЛАВА 3. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ СЕТЯХ

Геодезическая сеть – это система закреплённых на местности точек, для которых определены плановые координаты (X,Y) и высота (отметка) H или пространственные прямоугольные координаты X, Y, Z.

Все геодезические сети по назначению и точности построения подразделяются на три вида:

-ГГС (государственная геодезическая сеть);

-ГСС (геодезические сети сгущения);

-СС (съёмочные сети).

Отдельную группу составляют специальные инженерно-технические сети, к которым можно отнести:

-геодезические сети для обеспечения строительства и эксплуатации уникальных объектов (например, радиотелескопов, ускорителей элементарных частиц и др.);

-геодезические сети для изучения движений блоков земной коры, смещений и деформаций элементов инженерного оборудования;

-геодезические сети министерства обороны;

-геодезические сети Роскомзема и т.п.

Геодезические сети Роскомзема называются Опорными Межевыми сетями (ОМС) и бывают двух классов точности: ОМС1 и ОМС2; средняя ошибка взаимного положения смежных пунктов ОМС1 равна 0,05 м и для ОМС2 – 0,10 м.

Государственная геодезическая сеть является главной геодезической основой топографических съёмок всех масштабов и должна удовлетворять требованиям народного хозяйства и обороны страны при решении научных и инженерно-технических задач.

Геодезические сети сгущения строятся внутри государственной геодезической сети, если количество пунктов государственной сети недостаточно (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Схема построения геодезической сети

62

Съёмочные сети – это тоже сети сгущения, но с еще большей плотностью. С точек съемочных сетей производят непосредственно съемку предметов местности и рельефа для составления карт и планов различных масштабов. Они служат непосредственной основой топографической съёмки контуров и рельефа местности, а также геодезических измерений в строительстве.

Геодезические сети подразделяются на плановые и высотные. Они включает пункты четырех классов точности.

Основное назначение государственной геодезической сети 1 класса:

1)служить основой для развития геодезических сетей низших классов и вычисления координат их пунктов в единой системе;

2)предоставлять геодезические данные для решения научных задач. Развитие государственной геодезической сети 2 класса и ниже имеет

своей целью создание сети геодезических пунктов на территории всего государства с густотой, необходимой для выполнения различных геодезических и топографических работ.

Плановые сети создаются методами триангуляции, трилатерации, полигонометрии, имеют 4 класса точности 1, 2, 3 и 4 классы;

Триангуляция – система треугольников, неизвестные вершины которых определяются по одной стороне и внутренним углам, трилатерация – система треугольников, в которой вершины определяют только по длинам сторон, полигонометрия – система теодолитных ходов, координаты вершин которых определяются по углам и длинам сторон.

Общим принципом построения геодезических сетей является принцип

«от общего к частному». Согласно этому принципу сначала на всей территории страны создаётся редкая сеть пунктов высшего класса; их координаты и отметки получают с максимально возможной точностью; затем сеть сгущают пунктами меньшей точности. Процесс сгущения геодезических сетей продолжается до тех пор, пока на данном участке будет создана сеть с нужной плотностью пунктов.

Плотность (частота расположения) пунктов государственной геодезической сети зависит от застроенности территории и от масштаба выполняемых съёмок. Она колеблется от одного пункта на 50 – 60 кв.км до одного пункта на 5 – 15 кв.км. В соответствии с действующей инструкцией, основным методом создания государственных геодезических сетей устанавливается спутниковый метод, при котором координаты пунктов определяются из наблюдений спутников.

Преимущества спутникового метода:

-автономность (не нужна взаимная видимость между соседними пунктами сети);

-уменьшение времени пребывания на пункте;

-одинаковая точность определения координат по всей сети.

63

На местности плановые пункты закрепляются центрами (рис. 3.2) или сигналами (рис. 3.3) – специальными знаками, конструкции которых обеспечивают их сохранность и постоянство положения в течение долгого времени.

Высотные сети также делятся на 4 класса: I, II, III, IV. Они создаются с целью обеспечения страны исходными высотными пунктами, отметки которых определяются нивелированием (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Схема государственной высотной сети:

– 1-й класс; – 2-й; – 3-й; – 4-й

64

Классы точности геодезических сетей различаются точностью измерений углов, расстояний и превышений, длиной сторон сети (табл. 3.1).

Государственная нивелирная сеть 1 класса прокладывается по специально разработанной схеме, предусматривающей:

а) обеспечение территории страны исходными высотными пунктами для развития сети II класса и ниже в единой системе высот;

б) связь с водомерными постами морей и океанов; в) использование наиболее благоприятных для нивелирования трасс

(железных, шоссейных дорог);

г) образование по возможности замкнутых полигонов; д) обеспечение изучения динамических процессов поверхности

планеты и ее недр.

Ходы нивелирования II класса прокладываются между пунктами нивелирования I класса в виде полигонов с периметром 500-600 км.

Ходы нивелирования III класса прокладываются внутри полигонов I и II классов в виде отдельных ходов или их комбинаций с периметром 150-200 км каждый.

Нивелирование IV класса является сгущением нивелирной сети III класса и прокладывается в виде одиночных и пересекающихся ходов с густотой, установленной заданием для обеспечения топографической съемки предстоящего строительства и т. п.

Государственная нивелирная сеть всех классов закрепляется на местности постоянными знаками – реперами и марками, через 5-7 км, а в труднодоступных районах – через 10-15 км.

65

Точки съемочных, а иногда и разбивочных сетей закрепляют временными знаками – деревянными или бетонными столбами, металлическими штырями, отрезками рельсов и т. д. Их закрепляют в земле на глубину до 2 м. В верхней части такого знака крестом, точкой или риской отмечают местоположение цента или точки с высотной отметкой.

Точность нивелирования высотных сетей определяется их классом и устанавливается от 0,5 мм/ 1 км (I класс) до 20 мм/ 1 км (IV класс).

Контрольные вопросы

1.Что такое геодезическая сеть?

2.Какими методами создаются плановая и высотная государственные сети?

3.Как закрепляются пункты государственных сетей?

4.Каким образом закрепляются пункты съемочных и разбивочных сетей?

ГЛАВА 4. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ СЪЕМКИ

4.1. Общие сведения

Геодезической съемкой называется комплекс измерений на местности с целью составления плана, карты или профиля.

Если съемка проводится для получения плана с изображением только ситуации, то ее называют контурной (горизонтальной), если плана или карты с изображением ситуации и рельефа, то ее называют топографической или фототопографической. При контурных съемках определяется положение элементов местности только в горизонтальной плоскости, а в процессе топографических съемок определяется и горизонтальное, и вертикальное положение всех элементов местности.

Врезультате контурной съемки получают контурные, а в результате топографической съемки – топографические планы и карты.

Взависимости от применяемых методов и средств различают следующие виды съемок:

– при контурных – теодолитная, буссольная, глазомерная;

– при топографических – тахеометрическая.

Отдельным видом геодезических работ является нивелирование поверхности и трасс с целью описания рельефа и составления профилей. При съемке больших территорий применяются фотограмметрические методы, основанные на аэро– и космической съемке местности.

Внашей стране съемки выполняются в стандартных масштабах 1:100000,

1:50000, 1:25000, 1:10000, 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500.

Работа начинается с изучения существующих топографических материалов, выбора масштаба съемки и высоты сечения рельефа, составления

66

обоснования. После выполнения полевых работ (измерения углов, длин сторон и расстояний до контурных точек, определения превышений) проводят аналитическую обработку результатов измерений, вычерчивают план или карту в принятых условных знаках.

Масштаб съемки и высоту сечения рельефа подбирают в соответствии с условиями и назначением съемки с учетом требований СНиПа. При этом используются следующие формулы:

где m – знаменатель масштаба, h – высота сечения рельефа.

Так, при необходимой точности измерений 10 см m = 500, h = 0,5 - 1,0 м. Окончательно высоту сечения устанавливают в зависимости от рельефа местности и назначения съемки.

Для повышения производительности и качества геодезических съемок разработаны приборы, автоматизирующие процесс полевых измерений -электронные тахеометры, повышающие объективность составляемых планов, карт и ускоряющие полевые измерения.

Для хранения информации созданы запоминающие устройства большой емкости, для автоматизации обработки результатов полевых измерений разработаны автоматизированные системы, предложены инженерные, цифровые и математические модели местности.

В зависимости от применяемых приборов и методов различают следующие виды съемок.

4.2. Контурные съемки

Контурные съемки применяются на застроенных территориях с равнинным рельефом. Выполняются с помощью теодолита (теодолитная съемка), буссоли (буссольная), рулетки, ленты.

Съемка контуров местности с точек съемочного обоснования производится различными способами.

1. Способ перпендикуляров (рис. 4.1, а) удобен при съемке вытянутых контуров. На стороне теодолитного хода отыскивают основания перпендикуляров, опущенных из точек снимаемого контура, определяют его длину и расстояние от исходной точки.

2.Способ полярных координат (рис. 4.1, б) применяется при съемке на открытой местности при возможности проведения угловых и линейных измерений со станции. Теодолит устанавливают в вершине угла и измеряют угол на характерную точку контура и расстояние до нее.

3.Способ линейных засечек (рис. 4.1, в) используется при съемке точек, близко расположенных к пунктам геодезического обоснования. Рулеткой

67

измеряют расстояния от точек на стороне теодолитного хода до искомых точек. Угол при вершине засечки должен быть > 300 и < 1200.

4.Способ угловых засечек (рис. 4.1, г) имеет преимущества при съемке контуров, значительно удаленных от опорных пунктов, когда непосредственное измерение расстояний до снимаемой точки затруднительно.

Способ основан на измерении двух углов из вершин стороны теодолитного хода.

5.Способ створов (рис. 4.1, д) удобен при съемке точек, лежащих на одной прямой, являющейся продолжением стороны теодолитного хода или вершин съемочного обоснования.

Рис. 4.1. Способы съемки контуров местности:

а) способ перпендикуляров; б) способ полярных координат; в) способ линейных координат; г) способ угловых засечек; д) способ створов

Все здания и сооружения, подлежащие съемке, подробно обмеряют по фундаменту с детальными промерами всех их элементов.

Для капитальных сооружений определяют координаты их основных элементов, для инженерных коммуникаций – углов поворота трассы, колодцев и камер, точек примыкания к зданиям и сооружениям и т.д.

Камеральная обработка результатов полевых измерений включает вычисление координат пунктов (вершин) съемочного обоснования вычерчивание координатной сетки, на которую по координатам наносятся пункты теодолитного хода, затем наносят контуры ситуации теми же способами, какими производилась съемка.

68

4.3. Топографические съемки

4.3.1. Тахеометрическая съемка

Тахеометрия – быстрое измерение, основанное на определении пространственного положения точки по двум углам (горизонтальному и вертикальному) и расстоянию с одной станции. При этом горизонтальное положение точек определяется полярным способом, а высотное – тригонометрическим нивелированием.

Для тахеометрической съемки могут быть применены современные электронные тахеометры, обеспечивающие вывод результатов измерений на световое табло, их регистрацию и обработку.

Планово-высотным съемочным обоснованием тахеометрической съемки служат теодолитно-нивелирные или тахеометрические ходы.

После рекогносцировки и закрепления пунктов съемочного обоснования измеряют горизонтальные, вертикальные углы и расстояния между пунктами хода.

В результате математической обработки результатов полевых измерений, полученных при проложении тахеометрических ходов, определяют координаты

По увязанным превышениям вычисляют отметку вершин хода. Съемка контуров и рельефа местности выполняется после завершения работ по созданию съемочного обоснования или одновременно с ними.

При съемке ситуации лимб тахеометра совмещают с нулем алидады и ориентируют на заднюю (предыдущую) станцию. Закрепив лимб и открепив алидаду, наводят трубу на рейку, установленную в нужной точке местности (реечные точки) (рис. 4.2) и берут отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругу и дальномерным нитям.

При этом пространственное положение точек определяется по схеме (рис. 4.3). Съемке подлежат все контуры местности, которые можно изобразить на плане данного масштаба. Результаты измерений вносят в журнал тахеометрической съемки (табл. 4.1).

69

Рис. 4.2. Установка реечных точек: а – установка реек при съемке контуров; б – установка реек при съемке рельефа

Рис. 4.3. Схема определения пространственного положения точек при тахеометрической съемке

Обработку полевых материалов выполняют в такой последовательности: а) вычисляют горизонтальные проложения между станцией и реечной

70