книги / Практикум по геодезии

УДК 528.1/.5 (075.8) Б15К

С29

Селихаиопич В.Г., Козлов В.П., Логинова Г.П.

С29 ПРАКТИКУМ ПО ГЕОДЕЗИИ: Учебное пособие / Иод ред. В.Г. Селиханович. 2-е изд., стереотипное. Перепечатка с издания 1978 г. — М.: ООО ИД «Альянс», 2006. -382 с.

Практикум рассчитан на студенток геодезических специальностей геодезических и исгеодезическнх высших учебных заведений.

SB 5903 3405-5

9 7 9 5 9 0 3 0 3 40 5 4 >

ISBN 5-903034-05-5 ИД Альянс

© Авторский коллектив. 2006 © ООО ИД ♦Альянс», 2006

ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебное пособие «Практикум по геоде­ зии» составлено в соответствии с утвержден­ ной программой по гсодезнп для второго курса. Кинга будет полезным пособием для студентов институтов, в которых изучается геодезия, а также для студентов топографи­ ческих техникумов.

Прп папнеанпп учебного пособия авторы ставили своей целью максимально помочь студентам при самостоятельной проработке курса геодезии как в период лабораторных практических занятий, так и в период летних учебпых практик.

В книге изложены методы производства работ темн прпборамп, которые изучаются в курсе гсодезпп, приведены примеры вычис­ лительной обработки результатов геодези­ ческих измерений. Решение всех типовых примеров и задач сопровождается поясне­ ниями. Опыт преподавания геодезии пока­ зал, что подобные пояснения являются до­ статочными для самостоятельного выиолненля заданий как по производству работ, так и по обработке результатов измерении.

3

Г л а в а 1

БАРОМЕТРИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ

Барометрическое нивелирование основано на зависимости между высотой и атмосферным давлением. Оно представляет собой одил из способов определения разности высот точек земной поверхности путем сравнения величин атмосферного давления в этих точках.

Для определения превышений этим методом измеряются в осповном две величины: давление с помощью специальных прибо­ ров — барометров, п температура воздуха — с помощью термо­ метров. Влияние влажности воздуха, как правило, при полевых

Преимущество барометрического ппвёлпровапия состоит в том, что при производстве работ не требуется взаимной видимости между пунктами.

Недостатком барометрического нивелирования является его невысокая точность. Так, высоты точек определяются с точностью порядка 0,5 м в равнинных п 1 -4- 2,5 м в предгорпых п горных районах. Одпако результаты некоторых исследований, прове­ денных как в СССР, так и за рубежом, подтверждают возмож­ ность определения превышений с точностью 0,25 м.

В СССР барометрическое инвелнровапие применяется:

для высотного обоснования аэротопографпческнх съемок при создании карт масштаба 1 : 25 000 в труднодоступных райопах; при геофизических (гравиметрических и сейсмических) мето­

дах разведки полезных ископаемых; при выполнении работ по изысканию;

при геологических, географических и геоморфологических исследованиях и других работах, требующих определения высот точек местности D короткие сроки и с точностью, обеспечиваемой этим методом.

ЗАДАНИЕ 1.1.

у стро й ств о б а р о м е т р о в и т ерм о м е т ро в

I. Задача: ознакомиться с устройством барометров и термо­ метров, применяемых при барометрическом нивелировании.

II. Литература: Прихода А . Г. Барометрическое ппволироваппе. М., «Недра», 1972, § 9—16.

III. Приборы и принадлежности: ртутный барометр, баро- метр-аперопд; микробарометр (МБНП, МБ-63, ОМБ-1, ОМБ-311); термометр-пращ, аеппрацноппый психрометр, тетрадь, ручка.

5

IV. Последовательность выполнения задаипя:

1)ознакомление' с устройством ртутных барометров;

2)ознакомление с устройством барометра-анероида;

3)ознакомление с устройством мвкробаромстров;

4)ознакомление с 5'стройством термометров.

Ознакомление следует сопровождать зарисовкой в тетради схематических чертежей приборов, рекомендуемых преподавате­ лем, с указанием осповных их частей, а ташке отсчетпых устройств, соответствующих момепту отсчета. Ниже приводятся необходимые пояснения.

Атмосферное давление с давних времен было припято выра­ жать в миллиметрах высоты ртутного столба (мм рт. ст.) при усло­ вии, что ртуть имеет температуру 0°, а плотность ртути равна ее значению для случая пормальпой силы тяжести.

В настоящее время в физике, в системе СИ основной единицей давления является пьютол иа квадратный метр (Н/м2), однако одновременно допускается применение десятичной кратной едп-’ пиды — 1 бар

Соотношения между едпппцамп измерения давлеппя следу­ ющие:

1 мб = 1 ■102 Н/м®;

1 мм рт. ст. = 1,333224 ыбяа-|~ мб;

и

о

1 мб= 0,750062 мм рт. ст. *=« — мм рт. ст.;

760 ым рт. ст. = 1013,25 мб.

Барометры, применяемые в геодезии, имеют градуировку шкал и в миллибарах и в миллиметрах ртутного столба.

П р и б о р ы д л я п з м е р е п п я а т м о с ф е р н о г о д а в л е н и я

Существующие в настоящее время барометры в зависимости от принципа их работы можно разделить на четыре группы: жпдкостиые (ртутные), барометры с механическим приемником давления (анероиды, мпкробарометры), газовые и термобаро­ метры (гипсотермометры). Последние два впда барометров в на­ стоящее время при барометрическом ипвелпровашш не приме­ няются.

Ртутные (жлдкостпые) барометры* Действие ртутных баро­ метров основано на законах гидростатики: атмосферное давление

6

измеряется высотой столба ртути, егоураппопсшивающсй. Ртутные барометры (принципиальная схема устройства показана на рис. 1) по конструкции делятся на три вида: чашечные (рис. 1, о), сифон* иыс (рис. 1, б) п спфопио-чашечпые (рис. 1, с). Чашечные и сифон­

шкалы от загрязнения верхняя часть оправы закрыта стеклян­ ной трубкой 6.

Прп пзмепенпп атмосферного давлеппя происходит измене­ ние уровпя ртутп по только в трубке, но п в чашке, причем в по­ следней изменение происходит в направлении, противоположном взмепеншо уровпя в барометрической трубке. Для учета изме­ нения уровня ртутп в чашке использована компенсированная

7

8

5, 9 и головкой барометра 14. Нижппй срез хомутика 4 служит пулевым .индексом барометра. Вдоль прорези оправы трубки 8 передвигается муфта с верпьером (нопнусом) 13 п паводлщпм кольцом 12. В оправе трубки 7 укреплен ртутный термометр 10.

Наблюдения по инспекторскому барометру выполняют в такой последовательности: .

а) отсчитывают по термометру с округлением до 0,1° темпера­ туру прибора;

б) плавным двпжеппем подъемного винта подводят ртуть в ко­ роткой трубке так, чтобы мениск коснулся нижнего среза ппдекса (впитом работают только па ввиичпваиие, чтобы влпяиие капил­ лярных сил при каждом отсчете по возможности сделать одина­ ковым);

в) мпкраыетренным кольцом подводят нижний срез ыерпьера к вершине мениска ртути в правой трубке;

г) проверяют правильность паведенпя в левой трубке;

с пределами измерения давления от 570 до 1070 мб. Средняя квад­ ратическая погрешность определения давления барометром равна 0,08 мб.

2. Контрольный ртутный барометр в принципе имеет такое жо устройство, как п инспекторский; имеются только некоторые конструктивные различия. Диаметры трубок у контрольного барометра несколько больше, чем у инспекторского, что поз­ воляет уменьшить погрешности при отсчете, вызываемые капил­ лярной депрессией *.

Отечественной промышленностью выпускаются контрольные ртутлыс барометры КР с диапазоном измерения давления от 880 до 1070 мб в со средней квадратической погрешностью определе­ ния давления атмосферы 0,06 мб.

Барометры с механическим приемником давления. К этой группе относятся пружинные барометры, основанные на упругих свойствах различных пружпп, вошедшие в практику под назва­ нием барометров-аперопдов. В последнее время из этих приборов выделилась самостоятельная группа, названная микробарометрамн.

Б а р о м е т р - а н е р о и д . Приемником атмосферного да­ вления в барометре-анеропде ** старой констрз'кдпп служила упругая мембрана металлической вакуумной коробки, а широкая

Э