- •Федеральное государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования «калининградский государственный колледж градостроительства»
- •Фгоу спо кгкг
- •2. Изображение земной поверхности на плоскости
- •Тема 2. Работа с топографическими картами.
- •2.Условные знаки
- •Тема: «Изображение местных предметов и рельефа на планах и картах»
- •Тема: «Масштабы»
- •Тема: «Масштабы»
- •Раздел 3. Ориентирование на местности
- •Тема1. Ориентирование направлений
- •Тема 2. Определение координат, расстояний и углов на картах
- •Тема 3. Прямая и обратная геодезическая задача.
- •Раздел 4. Геодезичексие измерения.
- •∑∆Х и ∑∆y и находят линейную невязку как разницу положительных и отрицательных приращений отдельно f∆X и f∆у. (см. Рис. )
- •11) Координаты вершин теодолитного хода получают алгебраическим сложением координаты предыдущей точки теодолитного хода с соответственно исправленным приращением и заносят в колонки 14 и 15..
- •Измерение вертикальных углов
Раздел 4. Геодезичексие измерения.
Изучив данный раздел, ВЫ будете
знать : сущность, классификацию, виды измерений, необходимых для производства геодезических работ, последовательность выполнения измерений, устройство приборов, применяемых для их выполнения.
Уметь: работать нивелиром теодолитом, вычислять координаты точек теодолитного и нивелирного хода, высоты пикета, строить топографический план.
Геодезические измерения.
Измерить величину — значит установить отношение данной величины к другой, однородной величине, принятой за единицу измерения.
Различают два метода измерений — непосредственный и косвенный. В первом случае величину измеряемого предмета непосредственно сравнивают с единицей меры. При косвенном измерении величину предмета вычисляют, решая уравнения физической или геометрической связи между размерами вычисляемого предмета как функции и величиной другого — измеряемого предмета как аргумента.
Измерения называют равноточными, если одну и ту же или однородные величины измеряют исполнители одинаковой квалификации, одинаковое число раз, одинаковыми инструментами, в одинаковых условиях и одинаковыми методами. Если хотя бы одно из указанных требований нарушено, измерения называют неравноточными.
Г еодезические измерения
линейные высотные
(получают с помощью ( получают с помощью нивелира)
мерной ленты и даль-
номера)
угловые
(получают с помощью теодолита)
Линейные измерения
Измерения линий на местности – самый распространенный вид геодезических измерений – выполняется непосредственно рулетками, мерными лентами, нитяными и светодальномерами.
Перед началом работ мерный прибор сравнивают с эталоном – компарируют. За эталон принимают отрезки, длины которых известны с высокой точностью. Рулетки бывают длиной от 5 до 100 метров. При измерении линии ленту или рулетку последовательно откладывают между начальной и конечной точками. Сначала подготавливают створ линии: концы ее фиксируют кольями, а середину обозначают на местности вехами.Вехи устанавливают с помощью оптической зрительной трубы в створе измеряемой линии. У штрихов ленты сделаны вырезы, в которые вставляют шпильки. Складывая количество шпилек, получают длину линии.
Высотные измерения
Нивелирование – вид геодезических измерений, в результате которых определяют абсолютные высоты точек и превышения. Нивелирование производят дляизучение форм рельефа при проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений. По способам выполнения различают геометрическое, тригонометрическое, гидростатическое и барометрическое нивелирование.
Геометрическое нивелирование – наиболее распространенный способ, выполняемый с помощью нивелира, - прибора, задающего горизонтальную линию визирования.
Для производства нивелирных работ необходим нивелирный комплект, который кроме нивелира включает штатив со становым винтом для закрепления нивелира, нивелирная рейка.
рис.
1. Подъемные винты служат для приведения нивелира с помощью круглого уровня ( 8) и цилиндрического уровня ( 12) в горизонтальное положение.
2. Прижимная пластина с помощью станового винта укрепляет подставку (4) нивелира на штативе.
3.Элевационный винт применяется для смещения горизонтальной нити вправо и влево.
5 Окуляр используется для наведения на рейку и взятия отсчетов .
6 Закрепительный винт закрепляет зрительную трубу (7) в нужном положении.
7. Мушка служит для предварительного наведения на рейку.
13. Наводящий винт служит для наведения на объект.
Прежде чем начать работу с нивелиром, необходимо выполнить поверки – действия, которые контролируют правильность взаимного расположения основных осей прибора.
При обнаружении взаимного несоответствия частей прибора производят юстировки.
Юстировки – исправление несоответствий параллельности и перпендикулярности основных осей с помощью исправительных винтов.
У ГЛОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ Вертикальный круг
Оптический визир
В изирная труба
У ровень
Г оризонтальный круг
П одъемные
винты
Подставка
Измерить горизонтальный угол — значит измерить проекцию угла местности на горизонтальную плоскость.
Чтобы получить горизонтальную проекцию угла, надо стороны СА и СВ спроектировать на горизонтальную плоскость и получить их горизонтальные проекции.Угол между этими проекциями в плоскости и есть горизонтальный угол. В связи с этим угломерный инструмент можно устанавливать на некоторой высоте над вершиной измеряемого угла.
Горизонтальные проекции угла измеряют теодолитом — универсальным инструментом, применяемым для измерения горизонтальных и вертикальных углов, расстояний и превышений (рис. 25). Основные части теодолита следующие.
Лимб— круг с градусными, , делениями. Его плоскость, являющуюся плоскостью горизонтальных проекций углов, при работе устанавливают горизонтально.
Уровень—прибор, по которому следят за горизонтальностью плоскости лимба во время работы.
Оптическая труба служит для визирования — наведения на предметы
Алидада — дословно линейка. У теодолитов — один из диаметров круга, расположенного и вращающегося, над лимбом. Ось вращения алидады при работе устанавливают вертикально; она является основной осью инструмента, относительно которой определяют положение всех частей теодолита.
Верньер, микрометр или шкаловой микроскоп — устройства, позволяющие значительно повысить точность отсчитывания долей делений на лимбе.
Подставка и подъемные винты служат для удержания теодолита на штативе и приведения плоскости лимба в горизонтальное положение.
Отвес металлический на шнуре или оптический отвес, дляцентрировании инструмента.
' ©
По точности теодолиты делят на высокоточные, точные и Технические *.
Средняя ошибка одного измерения угла теодолитами техническими не должна превышать +30".
Названия теодолитов соответствуют их точности. Если одно измерение угла данным теодолитом в среднем содержит ошибку ±5", его называют Т-5; если ошибка равна + 30 , теодолит называют Т-30, и т. д.
Закрепительный винт трубы
м икроскоп
Л имб и алидада
горизонтального
круга
Теодолитный комплект состоит из теодолита – прибора для измерения горизонтальных и вертикальных углов, штатива для установки теодолита и вешки, на которую наводят нить теодолитной трубы.
Для установки теодолитов на местности используют штатив, верхняя часть которого представляет собой горизонтальную металлическую площадку со становым винтом для закрепления теодолита.
Раздвижные ножки штатива позволяют регулировать высоту, а ярко окрашенные визирные вехи обеспечивают точность наведения.
До начала работы с теодолитом внешним осмотром проверяют его устойчивость на штативе, плавность хода подъемных и наводящих винтов, прочность фиксации вращающихся частей закрепительными винтами и выполняют поверки. В процессе поверок удостоверяются в правильном взаимном положении осей прибора.
Поверки производят в такой последовательности:
Если при выполнении поверок обнаруживается несоответствие взаимного расположения частей прибора, его юстируют исправительными винтами.
ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ СЕТИ
Для геодезического обеспечения строительства на поверхности Земли создается ряд точек, связанных между собой единой координатной системой их маркируют на поверхности Земли или в зданиях центрами (знаками). Совокупность закрепляемых на местности точек, положение которых определенно в единой систем координат, называют геодезической сетью. Геодезические сети подразделяют на плановые и высотные. Первые служат для определения координат Х и У, вторые- для определения их высот Н. Общая организация геодезических работ строится по принципу — от общего к частному.
На территории России закреплена система точек, геодезические координаты и высоты которых определены с высокой степенью точности. При построении планового и высотного обоснования решают несколько задач: получение материалов для определения формы и размеров Земли, исследование вертикальных движений земной коры, создание единой системы счета высот, т. е. вычисления высот точек от одного исходного уровня, принятого для России— нуля Кронштадтского футштока, и обеспечение заранее обусловленной точности любых геодезических работ.
Геодезические сети России подразделяют на государственные сети I, II,III, IVклассов, сети местного значения, съемочные сети и специальные на строительной площадке.
Геодезические работы любого класса организуют по вытянутым ходам, опирающимся на точки высшего или данного класса.
Сначала прокладывают полигоны Iкласса с наивысшей точностью измерения возможной при современном состоянии науки и техники.
Нивелирными полигонами Iкласса связывают уровни морей, определяют разности этих уровней, вертикальные движения материков, а устанавливаемые при нивелировании высотные знаки являются исходными точками для нивелирования остальных классов
Полигоны II класса сгущают сети Iкласса. Они опираются ни точки I класса.II
Полигоны IV класса опираются на точки III и II класса и являются сгущением сети III класса.
Точки сетей IIIиIV классов служат опорой для топографических съемок, проводимых в инженерных целях для изысканий, а также для обоснования строительства инженерных сооружений.
На точки государственных геодезических сетей опираются съемочные сети местного значения
ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ЗНАКИ
Назначение геодезических знаков –закрепление на местности геодезической сети. знаки могут быть в виде железобетонных, бетонных, металлических или деревянных грунтовых реперов, которые делят на фундаментальные, рядовые и временные.
Фундаментальные реперы (рис. 104) ставят по линиям Iи IIкласса, через 50—80 км один от другого. Рядовые реперы по линиям Iи IIкласса устанавливают через 5—7 км, а по линиям IIIи IVкласса через 1—2 км па строительных площадках, в городах, вдоль каналов и через 5—7 км
Топографические съемки – комплекс геодезических измерений, выполняемых на местности с целью создания и обновления топографических планов.
На топографические планы наносят пункты плановых и высотных геодезических сетей и точки, с которых производят съемку. Положение точек известно в принятой системе координат. Съёмочное обоснование развивается от пунктов плановых и высотных опорных сетей путем проложения теодолитных ходов -замкнутых или разомкнутых
Полевые работы включают рекогносцировку местности для определения наиболее благоприятных мест для закрепления вершин теодолитного хода, измерения углов и длин линий. В результате полевых работ заполняется журнал полевых измерений и составляется абрис (схематический чертеж).
После полевой проверки результатов измерений расчет координат теодолитного хода производится в камеральных условия.
Обработка результатов измерений
Из полевого журнала в ведомость выписывают среднее значение измеренных углов и подсчитывают сумму. Сравнивая полученную сумму углов стеоретической, находят невязку.
Рис.
Увязка горизонтальных углов сомкнутого теодолитного хода
Из геометрии известно, что теоретическая сумма углов многоугольника
∑β теор= 180°* (n-2)
где «п-число углов хода. Однако практически измерение углов теодолитом сопровождается рядом ошибок что приводит к. некоторому отклонению суммы измеренных углов от теоретическою требования; это отклонение носит название угловой невязки
f,=∑β изм - ∑βтеор
Эта невязка не должна превышать предельную величину, которую определяют по формуле
f,= ±1',5\/"п';
где п— число углов хода. у
В том случае, когда полученная угловая невязка окажется допустимой, т. е. меньше предельной или равна ей, ее в виде поправок распределяют на измеренные углы. Можно считать, что все углы измеряют с одинаковой точностью, поэтому угловую невязку нужно разделить на число измеренных углов и полученную поправку внести в каждый угол с обратным знаком невязки.
Вычислениедирекционныхуглов сторон теодолитногохода
После увязки измеренных углов приступают к вычислению дирекционных углов сторон теодолитного хода.
Е сли через каждую из вершин хода ABCDEпровести прямые, параллельные осевому меридиану, тогда 1,2,3,4 будут дирекционные углы, которые требуется вычислить для решения
прямой задачи Формулу для вычисления дирекционных углов сторон хода можно написать так:
+ I80°-β
т. е. дирекционный угол линии последующей равен ди-рекционному углу данной линии плюс 180° и минус угол, вправо по ходу лежащий между этими линиями.
Вычисление, увязкаприращенийкоординативычисление координатточектеодолитныхходов
Для получения координат точек хода вычисляют приращения координат
по формуле :
∆Х=D*cosr; ∆Y=D* cosr
Знаки приращений соответствуют четвертям. Подсчитывают алгебраическую сумму положительных и отрицательных значений приращений и находят линейную невязку по формуле:
fx= +∑∆Х- ∑∆Х; fy= + ∑∆y-∑∆y.
Если относительная невязка меньше 1/2000 то ее распределяют, вводя поправки в вычисленные значения координат (поправка соответствует невязке с обратным знаком) алгебраическая сумма исправленных приращений в замкнутом теодолитном ходе равна 0. Координаты вершин теодолитного хода получают последовательным алгебраическим сложением предыдущей точке хода с соответственным исправленным приращением. Для замкнутого теодолитного хода проверкой правильности является получение координаты первой точки аналитически.
Последовательность обработки и запись результатов в ведомость вычисления координат следующая:
В 1-ую колонку таблицы заносят номера углов теодолитного хода.
Во 2-ую колонку заносят значения измеренных углов и подсчитывают их сумму.
В 3-ю колонку заносят поправки с обратным знаком невязки.
В 4-ю колонку заносят исправленные углы и подсчитываю их сумму, она должна быть равна теоретической.
В 5-ю колонку заносят дирекционные углы, рассчитанные по формуле + I80°-β.
В 6-ю колонку заносят рассчитанные по дирекционным углам румбы, с названиями направлений и знаков, соответствующих четвертям.
В 7-ой колонке находятся длины линий, измеренные при полевых работах.
8) В 8-ой и 9 –ой колонках вычисляют приращения по формулам :∆Х=D*cosr; ∆Y=D* cosr.
В итоге подсчитывают сумму положительных и отрицательных приращений