Способы геометрического нивелирования

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Геометрическое нивелирование производят специальными приборами – нивелирами. Различают два способа геометрического нивелирования: «из середины» и «вперед». Нивелирование из середины. Для определения превышения т.В над т.А устанавливают в них вертикально рейки R₁ и R₂, а между ними по возможности на одинаковом расстоянии от реек нивелир (рис. 7-3(а)). Последовательно визируя на рейки средней горизонтальной нитью зрительной трубы, берут отсчеты: по задней рейке aи по передней рейке b. Тогда: h = a – b, (1) т.е. превышение равно отсчету по задней рейке минус отсчет по передней рейке. При a> b превышение положительно, при a < b оно отрицательно. Если отметка т.А известна, то отметка т.В: Н_В = Н_А + h, (2) т.е. отметка последующейточки равна отметке предыдущей точки плюс превышение между ними. Подставив значение h из формулы (1) в формулу (2), получим: Н_В= Н_А + a – b. (3) Введем обозначение: Н_i = Н_А + a. (4) Величина Н_i – называется горизонтом инструмента и является высотой визирного луча над уровенной поверхностью. Следовательно, горизонт инструмента на данной станции равен сумме отметки точки и отсчету по рейке, установленной в этой точке. Выразив из формулы (4) значение Н_А и подставив в (3), получим: Н_В = Н_i – b, (5) т.е. отметка точки равна горизонту инструмента минус отсчет по установленной в ней рейке.

Нивелирование «Вперед». Нивелир устанавливают так, чтобы окуляр зрительной трубы находился над задней т.А, а в передней т.В устанавливают рейку R. Затем делают отсчет b по рейке и измеряют рулеткой или с помощью рейки расстояние i по отвесному направлению от центра окуляра до т.А (т.е. измеряют высоту инструмента). Из рисунка следует, что h = i – b, (6) а горизонт инструмента Н_i = Н_А + i. (7)

Последовательное нивелирование. Чаще приходится определять превышение между точками А и D, находящимися на значительном расстоянии одна от другой. Тогда производят последовательное нивелирование на первой, второй и т.д. станциях. После того как взяты отсчеты a₁ и b₁ по рейкам на первой станции, заднюю рейку R₁ из т.А переносят в т.В₂, а нивелир устанавливают на второй станции между т.В₁ и т.В₂; берут отсчеты a₂ и b₂ по рейкам. Затем заднюю рейку R₂ устанавливают в т.В₃, а нивелир на третьей станции и т.д. до тех пор, пока нивелир не окажется на станции между точками В_к и D. Точки общие для двух соседних станций называются связующими (В₁, В₂, В₃, В₄…) и назначаются на местности через равные интервалы (100, 60, 40м). Точки расположенные между связующими, называются промежуточными (С₁и С₂). Такие точки служат для получения отметок характерных изломов местности и обозначаются числом метров, соответствующим расстоянию от задней точки (+15м, +71м…). Отметки промежуточных точек вычисляют через горизонт инструмента. При нивелировании крутых скатов определяемое превышение может оказаться больше длины рейки. В этом случае назначаются дополнительные связующие точки, называемые иксовыми точками. Из рисунка следует, что ,

, (8) алгебраическая сумма всех превышений равна превышению между конечными точками, т.е.:

. (9)

Отметки связующих точек вычисляют последовательно по формуле (2). Если требуется отметка только конечной точки хода, то ее определяют по формуле:

Н_кон = Н_нач + (10)

Отметки промежуточных точек вычисляют через горизонт инструмента.

22. Классификация и устройство нивелиров. Нивелиры с контактным уровнем. Нивелиры с компенсатором. Поверки и юстировки нивелиров.

Нивелир – это геодезический прибор для определения превышений и высот (отметок) точек с помощью горизонтального луча визирования и вертикально устанавливаемых реек способом геометрического нивелирования. Согласно действующему стандарту нивелиры по точности выпускают трех типов: а) высокоточные (Н-05); б) точные (Н-3); в) технические (Н-10).

Цифры в шифре нивелира указывают среднюю квадратическую погрешность измерения превышения в миллиметрах на 1 км двойного нивелирного хода. Например, для нивелира Н-3 средняя квадратическая погрешность составляет 3мм на 1км хода. В зависимости от способа получения горизонтального луча визирования каждый из трех типов нивелиров изготавливается в двух вариантах: – с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе; – с компенсатором, позволяющим автоматически приводить ось визирования зрительной трубы нивелира в горизонтальное положение.

Нивелиры с контактным уровнем. Цилиндрический уровень является контактным. Это означает, что нивелир имеет специальную оптическую систему для передачи изображения концов цилиндрического уровня в поле зрения зрительной трубы. Если пузырек цилиндрического уровня находится в нуль-пункте, то изображения концов его пузырька в поле зрения трубы совпадают. Если пузырек цилиндрического уровня не находится в нуль-пункте, то в поле зрения трубы изображения концов цилиндрического уровня расходятся. Отсюда следует, что для приведения визирной оси зрительной трубы в горизонтальное положение необходимо с помощью элевационного винта совместить изображения концов пузырька цилиндрического уровня в поле зрения зрительной трубы.

Нивелиры с компенсатором. Современные оптические нивелиры оснащены автоматическим компенсатором — устройством автоматической установки зрительной оси прибора в горизонтальное (рабочее) положение. В нивелирах с компенсатором цилиндрический уровень, параллельный оси зрительной трубы, может отсутствовать.

Поверки и юстировки нивелира. 1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения прибора. Тремя подъемными винтами приводят пузырек уровня в нуль-пункт и поворачивают верхнюю часть прибора на 180°. Если пузырек остается в нуль-пункте, то условие выполнено. В противном случае исправительными винтами перемещают пузырек к нуль-пункту на половину отклонения. После юстировки поверку повторяют.

2. Вертикальная нить сетки должна быть параллельна оси нивелира. В защищенном от ветра месте подвешивают отвес, а в 20 - 25 м от него устанавливают нивелир и с помощью круглого уровня приводят ось вращения нивелира в отвесное положение. Затем совмещают в поле зрения трубы один из концов вертикальной нити со шнуром отвеса. Если другой конец нити отклоняется от шнура меньше, чем на толщину нити, то условие выполнено. Если же условие нарушено, то, ослабив крепежные винты, пластинку с сеткой нитей поворачивают до совмещения вертикальной нити со шнуром отвеса.

3. Визирная ось зрительной трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня. Поверку главного условия выполняют двойным нивелированием вперед. С этой целью закрепляют колышками линию АВ (рисунок 6) длиной 50 - 75 м. Нивелир устанавливают над точкой А и измеряют высоту прибора i 1. Вращением элевационного винта совмещают концы пузырька уровня в поле зрения трубы и по рейке в точке В берут отсчет в 1. Затем нивелир и рейку меняют местами, измеряют высоту прибора i 2 и берут отсчет по рейке в 2. Погрешность х, обусловленную влиянием не параллельности визирной оси и оси уровня, вычисляют по формуле

Если , то главное условие считают выполненным. В противном случае вычисляют правильный отсчет (в 2 - х) и наводят на него с помощью элевационного винта среднюю нить сетки. При этом пузырек уровня сойдет с нуль-пункта. Исправительными винтами уровня приводят пузырек в нуль-пункт (совмещают изображения концов уровня в поле зрения трубы). После юстировки поверку повторяют.

23. Техническое нивелирование. Технические параметры. Порядок работы на станции.

Ходы технического нивелирования предназначены для создания обоснования топографических съемок масштаба 1:5000 - 1:500, привязки опознаков, а также для производства различных инженерных работ. Так, техническое нивелирование применяется при окончательном трассировании железных дорог, приложении ходов по существующим железным дорогам, создании съемочных полигонов для транспортных узлов, при трассировании воздушных линий для передачи электроэнергии и т. д.

По характеру организации и выполнения геодезических работ при техническом нивелировании ходы бывают: - разомкнутые, прокладываемые между двумя точками с известными отметками - реперами; - замкнутые (полигоны), когда ход кончается на начальной точке; - висячие, опирающиеся на одну точку с известной отметкой, применяющиеся как исключение и обязательно нивелирующиеся дважды (в этом случае допустимое расхождение превышений равно). При производстве технического нивелирования можно выделить следующие три группы задач: - определение отметок точек или превышений между ними; - построение профилей местности по заданному направлению; - вынос точек на местности с заданными (проектными) отметками.

Технические параметры. Наиболее важными характеристиками оптических нивелиров являются: - точность - определяется как среднеквадратическую погрешность в мм на 1 км двойного хода. - величина оптического увеличения - влияет на расстояние между прибором и рейкой на котором можно четко рассмотреть отсчеты. Чем она выше, тем большее количество измерений можно произвести, не переставляя нивелир. Это существенно сокращает время работы. - тип компенсатора (демпфера) - влияет на точность и комфортность работы. Лучшими считаются модели с воздушно-магнитным демпфером.

Порядок работы на станции. Работу на станции выполняют в следующей последовательности:

1. На крайние точки A и В нивелируемой линии устанавливают рейки, и примерно на равном удалении от них - нивелир. Неравенство плеч на станции не должно превышать 10 м;

2. Нивелир приводят в рабочее положение, наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет по черной ее стороне ач;

3. Наводят трубу на переднюю рейку и берут отсчеты сначала по черной, а затем по красной стороне bч и bк

4. Наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет по красной стороне ак;

5. Если кроме крайних точек A и B необходимо определить высоты точек C1, C2, ...Cn промежуточных точек, то заднюю рейку последовательно устанавливают на эти точки и берут отсчеты C1, C2, ...Cn по черной стороне. При выполнении ответственных работ отсчеты на промежуточных точках производят по обеим сторонам рейки. При использовании уровенных нивелиров перед каждым отсчетом пузырек приводят в нуль-пункт;

6. Для контроля вычисляют разность нулей передней РОп=ак-ач и задней РОз=bк-bч. Расхождение разности нулей по абсолютной величине не должно превышать 5 мм;

7. На каждой станции вычисляют значения превышений, определяемых по черным и красным сторонам реек: hч=ач-bч, hк=ак-bк. Измерения считают выполненными правильно, если hч-hк <5 мм;

В техническом нивелировании расстояние от нивелира до реек не должно превышать 120 м. Высоту передней точки вычисляют по формуле НB=НA+h. Высоты промежуточных точек удобно вычислять через горизонт прибора (ГП). ГП - высота визирного луча над исходной уровенной поверхностью. ГП=НA+а=НB+b. Высоты промежуточных точек НCi=ГП-Ci. Случайные и систематические погрешности при нивелировании возникают вследствие недостаточной точности нивелира и реек, неполной юстировки нивелира, влияния внешней среды и нарушении методики змерений. Для уменьшения приборных погрешностей превышения рекомендуется измерять способом из середины по двум сторонам реек, а рейки удерживать отвесно на устойчивых предметах. Предельные расстояния от нивелира до реек ограничивают 100-120 м, погрешности измерений превышений на станции в этом случае не превысят 5 мм.

24. Проложение теодолитных ходов. Виды теодолитных ходов.

Проложение теодолитных ходов начинают с рекогносцировки местности, в целях изучения ее для наиболее выгодного выбора направления запроектированных теодолитных ходов. Осматривают все имеющиеся на данной территории пункты государственной, местной съемочной сети и намечают местоположение всех поворотных точек хода; при этом отмечают такие постоянные предметы местности (столбы, вышки, трубы и др.), координаты которых определяются попутно с проложением теодолитного хода, уточняют границы участка, который должен быть снят с данного теодолитного хода. Теодолитные хода должны прокладываться по местности, наиболее благоприятной для производства угловых и линейных измерений. Поворотные точки выбираются так, чтобы обеспечивались удобство постановки прибора, видимость соседних вех, максимальную возможность использования их при съемке подробностей местности и позволяли бы определять с них переходные точки. Теодолитные хода подразделяются на: замкнутые; разомкнутые; висячие; свободные.

25. Определение непреступного расстояния. Полевые работы.

Неприступное расстояние – это расстояние до объекта, находящегося в поле зрения наблюдателя, которое не может быть измерено непосредственно. Это чаще всего связано с наличием на местности каких-то препятствий (забор, водоем и т.п.). В таком случае прибегают к косвенному способу измерений, когда измеряются какие-то дополнительные величины (линейные или угловые), а искомое расстояние вычисляется с их помощью. Неприступное расстояние определяют, как правило, из системы двух треугольников, построенных на основе измеренных базисов. Базисы разбивают на слабопересеченной местности, длина их должна быть не менее половины измеряемого расстояния. Базисные расстояния измеряют лентой или рулеткой с точностью 1/2000–1/3000, углы – теодолитом полным приемом. Схема определения неприступного расстояния показана на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Схема определения неприступного расстояния и высоты сооружения

Из решения треугольников ABC и ADC определяют неприступное расстояние по формулам:

; (1.1)

. (1.2)

Относительная погрешность двух вычисленных значений неприступного расстояния не должна превышать 1/1000. При этом условии неприступное расстояние принимается равным среднему арифметическому двух вычисленных. Например, м, м, , , , . Вычисляем неприступное расстояние м; м. Среднее значение неприступного расстояния м.

Цель полевых работ в геодезии – получить точную информацию об объекте с метрическими характеристиками. Для этого осуществляется ряд мероприятий по сбору первичных данных: — инженерно-геодезические изыскания местности, — проводится топографическая съёмка, — съёмка надземного и подземного пространства, — разбивка пикетажа, — разбивка по перенесению проекта на местность, — рекогносцировка места работы, — предварительная обработка данных. При выполнении полевых работ в геодезии ведутся нивелировочные и тахеометрические журналы, журналы углов поворота, и другая необходимая документация. По результатам полученных и обработанных данных производятся все необходимые расчеты для подготовки технического заключения.

26. Уравнивание углов в теодолитных ходах.

Уравнивание теодолитного хода заключается в оценке точности выполненных измерений (вычисление полученных невязок и сравнение их с предельными), их распределении, вычислении исправленных значений геометрических величин и вычислении координат точек теодолитного хода. В геодезии при обработке геодезических сетей различают строгое уравнивание, когда выполняются все требования и предписания теории метода наименьших квадратов, и нестрогое, или упрощенное, когда допускаются те или иные отклонения от указанной теории в целях упрощения вычислений 1. Вычисление суммы измеренных углов Х,Р 2. Вычисление теоретической суммы углов хода Х,Рг.

27. Прямая и обратная геодезическая задача.

28.Уравнивание приращений координат и вычисление координат точек хода.

29. Построение координатной сетки, составление плана теодолитного хода.

1. Построение координатной сетки. Построение координатной сетки является ответственной задачей, требующей особого внимания и аккуратности. От точности построения сетки во многом зависит точность нанесения ситуации, а следовательно, и точность решаемых по плану инженерно-геодезических задач. Для планов масштабов 1:10 000 и крупнее стороны квадратов координатной сетки принимают равными 10 см. Построение сетки может быть выполнено с помощью циркуля-измерителя (или штангенциркуля) и масштабной линейки, линейки Дробышева (линейки ЛТ), а также координатографом. Построение координатной сетки начинается с расчета необходимого числа квадратов по осям х и у. Пусть для ранее рассмотренного примера требуется составить план в масштабе 1:2000, при котором длина стороны квадрата сетки (10 см) соответствует 200 м горизонтального проложения местности. Исходя из значений координат хода, определяют величины, где хтах , утах — максимальные значения координат точек, округленные в большую сторону до величин, кратных длине квадрата сетки в данном масштабе; xmin, ymin — минимальные значения координат, округленные в меньшую сторону до величин, кратных длине квадрата сетки в данном масштабе. Вычерчивание координатной сетки с небольшим числом квадратов выполняется с помощью циркуля и масштабной линейки. Циркулем-измерителем проверяют правильность построения координатной сетки путем измерения диагоналей ее квадратов; длины диагоналей должны быть равны 14,14 см или отличаться от этой величины не более чем на ± 0,2 мм. Координатные сетки 50 х 50 см удобно строить с помощью линейки Ф.В. Дробышева ЛД- При больших объемах работ для построения координатных сеток используют координатографы. Координатографы бывают полевые, с помощью которых строят координатные сетки в полевых условиях, и стационарные, устанавливаемые в цехах геодезических и картографических предприятий. С помощью координатографов одновременно с построением координатной сетки можно по координатам наносить точки на план с точностью до 0,05 мм. Координатную сетку подписывают в соответствии с координатами точек теодолитного хода. Для этого берут минимальное и максимальное значения хну, которые использовались для нахождения числа квадратов сетки по осям х и у. У нижней горизонтальной линии сетки слева от крайней вертикальной линии подписывают минимальное значение абсцисс (xmin — 6000 м), а у верхней крайней линии — максимальное значение (хтах = 6600 м). Промежуточные горизонтальные линии сетки имеют абсциссы, кратные длине стороны квадрата сетки. Аналогично подписывают вертикальные линии (ординаты) сетки. При оцифровке сетки следует помнить, что значения абсцисс возрастают снизу вверх, а ординат — слева направо.

2. Для составления всех этих графических материалов в основном проводится теодолитная съемка. Сам процесс изготовления плана проводится в такой последовательности:

– создание координатной сетки;

– нанесение точек хода на чертеж;

– отображение ситуации местности.

– оформление.

30.Тахеометрическая съемка ситуации и рельефа.

Съемку ситуации и рельефа обычно производят попутно с проложением тахеометрических ходов, применяя для этого полярный способ. Максимальные допустимые расстояния от тахеометра до рейки и между пикетами зависят от масштаба съемки и высоты сечения рельефа. 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:

1. Устанавливают теодолит в рабочее положение и измеряют его высоту с округлением до 1 см;

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

3. 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;

4. Оставляя лимб неподвижным, визируют на рейку, установленную на пикете, и берут отсчеты: по рейке, по горизонтальному и вертикальному кругам;

5. По окончании съемки пикетов на съемочной точке снова визируют на точку, по которой ориентирован лимб, и берут контрольный отсчет. Расхождение с первоначальным отсчетом не должно превышать 2'. Все результаты измерений, включая и контрольный отсчет, записывают в журнал. Примечание: определяя расстояние по рейке при съемке четких контуров в масштабе 1: 2000 и крупнее, следует использовать среднюю часть рейки для того, чтобы угол наклона визирной оси примерно соответствовал углу наклона местности. При съемке равнинной местности высоты точек можно определять горизонтальным лучом трубы прибора. Этот метод особенно удобен, если зрительная труба имеет прикрепленный к ней уровень. При съемке способом горизонтального луча рейку устанавливают на пикете так, чтобы ее нуль был вверху, и отсчет производят от верха рейки. В поле, кроме журнала, ведут абрис на отдельных для каждой съемочной точки листах. На абрисе указывают точку стояния прибора, а также предыдущую и последующую точки хода и их номера. Смежные точки хода соединяют прямыми линиями. В отличие от абриса теодолитной съемки при тахеометрической на абрисе все пикеты отмечаются точками с номерами, одинаковыми с записанными 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. В некоторых случаях на абрисе тахеометрической съемки в характерных местах рельефа показывают форму горизонталей. При производстве тахеометрической съемки необходимо обращать внимание на то, чтобы между съемками с соседних съемочных точек не было пропусков. Для контроля на смежных съемочных точках выполняют съемку с перекрытием, равным примерно наибольшему допустимому расстоянию между соседними пикетами для данного масштаба съемки.

Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 233; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 23

Мы поможем в написании ваших работ!