Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
docx

Студенческий документ № 046160 из МГСУ НИУ (МГСУ-МИСИ)

Билет 1.

1.Предмет геодезия. Краткий исторический обзор развития геодезии.

Геодезия - эта наука, изучаемая фигуру и гравитационное поле Земли и планет солнечной системы, расположения объектов на земной поверхности и формы ее рельефа, измерения в натуре (земли) , которые необходимы для решения разных производственно-технических задач и обеспечение нужд обороны страны.

Краткий исторический обзор развития геодезии:

Геодезия (в переводе с греч. - землеразделение) - это одна из наиболее древних наук нашего мира. Как и прочие науки, потребность в развитии геодезии обуславливалась потребностью человеческого общества. Так, еще за несколько тысячелетий до нашей эры, древние греки, индийцы, египтяне и жители средней Азии использовали геодезические работы для прокладки тоннелей, строительства дорог, каналов, сооружений.

В России геодезия начала развиваться с ХI века. Связано это с измерением ширины Керченского пролива. Однако уже с XII века геодезия получила широкое распространение и у нас - для исследования местности и составления карт были осуществлены многие экспедиции к побережью Северного Ледовитого океана, в Сибирь, Новую Землю и на Дальний Восток.

В 1570 году увидела свет первая геодезическая карта Московского государства под названием "Большой чертеж".

Следующий всплеск развития геодезии приходится на время правления Петра I. Так, в Москве в 1701 году в школе математических и навигационных наук началось обучение первых профессиональных геодезистов. В 1739 году при Петербургской академии наук создается Географический департамент, в 1758 году его руководителем становится Ломоносов М.В. За время управления Ломоносовым исправляются карты "Атласа Российского" (вносятся новые более точные данные) и создаются несколько новых карт.

Огромнейший вклад в развитие геодезии внесло генеральное межевание, проходившее с 1765 года по 1855 год. По площади покрытия - от Европейской России до Крыма. Для измерения углов использовалась астролябия, а для линий - железная цепь в десять саженей длиной. Для подготовки специалистов по межеванию в 1779 году в Москве специально открывается Константиновское землемерное училище (в 1835 году преобразовано в Константиновский межевой институт).

Немалую роль в развитие геодезии внесли русские ученые Струве и Теннер. Их работа по измерению дуги меридиана протяженностью 25? осуществлялась на протяжении 15 лет (с 1816 года по 1831 году).

Из-за нарастающей популярности топографии в 1822 году создается Корпус военных топографов, который проводил геодезические и астрономические исследования, топографические съемки местности. На момент создания Корпуса уже действовали и занимались съемками и изучением местности - Переселенческое управление, межевое ведомство, Геологический комитет и Русское географическое общество.

2.Плановое обоснование топографических съемок. Полевые работы. Требования предъявляемые к проложению теодолитных ходов.

Пункты государственных геодезических сетей и сетей сгущения не имеют достаточной густоты для производства топографических съемок. Поэтому на территории предполагаемого строительства создают съемочное обоснование. Пункты этого обоснования расположены таким образом, чтобы все измерения при съемке ситуации и рельефа производились непосредственно с его точек.

Съемочное обоснование создается на основе общего принципа построения геодезических сетей - от общего к частному. Оно опирается на пункты государственной сети и сетей сгущения, погрешности которых пренебрежительно малы по сравнению с погрешностями съемочного обоснования.

Точность создания обоснования обеспечивает проведение топографических съемок с погрешностями в пределах графической точности построений на плане данного масштаба. В соответствии с этими требованиями в инструкциях по топографическим съемкам регламентируют точность измерений и предельные значения длин ходов.

Наиболее часто в качестве планового обоснования используют теодолитные ходы. На открытой местности теодолитные ходы иногда заменяют рядами или сетью микротриангуляции, а на застроенной или залесенной территории - сетями из четырехугольников без диагоналей.

Полевые работы - общий термин для обозначения работ по сбору первичных (сырых, англ. raw) данных. Если исследования проводятся для сбора данных о неосвоенных (готовящихся к освоению) территориях, они считаются полевыми.

Полевые исследования:1)Геодезическая разбивка местности перед распашкой, высаживанием лесополос или организацией искусственных водоемов; 2)Межевание сельскохозяйственных земель, составление кадастровых перечней земель по назначению;3Картография и предварительная подготовка топографических материалов.

Требование к проложению теодолитных ходов.

Плановым обоснованием теодолитной съемки служат теодолитные ходы, которые прокладываются в виде замкнутых полигонов и разомкнутых ходов. При съемке населенного пункта или участка для строительства обычно на границе прокладывается замкнутый полигон. Для обеспечения съемки ситуации и для контроля измерений внутри полигона может быть проложен диагональный ход. Разомкнутый теодолитный ход должен быть вытянутым т.е. с углами поворота, по возможности, близким к 1800, и прокладывается как правило, между пунктами триангуляции или полигонометрии. Триангуляция (геодезия) - один из методов создания сети опорных геодезических пунктов и сама сеть.

Проложение теодолитных ходов начинается с закрепления на местности колышками или деревянными столбами вершин углов поворота. Точки углов поворота теодолитного хода выбирают так, чтобы стороны между соседними точками было удобно измерять, а длины их были не более 350 м и не менее 20 м. Линии измеряются дважды, в прямом и обратном направлениях. Углы поворота в теодолитных ходах измеряют обычно правые походу лежащие. Измерения выполняются при двух положениях вертикального круга и за окончательный результат принимается среднее из двух измерений, если разница не превышает двойной точности прибора. Углы наклона линий измеряют с помощью вертикального круга теодолита. Результаты угловых и линейных измерений записывают в журнал установленной формы.

Билет 2

1.Понятие о фигуре и размерах Земли.

Фигура Земли формируется под влиянием внутренних и внешних сил. Основными являются сила внутреннего тяготения и центробежная сила. По данным геофизики Земля ведет себя как пластичное тело. Если бы она была неподвижным и однородным по плотности телом, то под действием только сил внутреннего тяготения она, как фигура равновесия, имела бы форму шара. Вследствие центробежной силы, вызванной вращением вокруг оси, Земля приобрела бы форму шара, сплюснутого с полюсов, то есть форму эллипсоида вращения с малой степенью сжатия в направлении полюсов.

На самом деле внутреннее строение Земли по плотности неоднородное В результате процессов, связанных с образованием и жизнью нашей планеты, вещество Земли распределяется, в общем, концентрическими слоями, плотность которых возрастает от поверхности к центру. При таком строении Земля также должна была бы иметь фигуру эллипсоида, но с другой степенью сжатия, нежели при однородной плотности.

Уровненная поверхность- это поверхность морей и океанов, мысленно продолженная под материками. Геоид (уровн поверх)-это тело ограниченное уровненной поверхностью, неправильное геометрическое тело, напоминает поверхность эллипсоида. Поверхность геоида в каждой точке перпендикулярна отвесной линии. Однако земная кора (наружный слой земли толщиной в среднем 40 км) состоит из неоднородных по плотности участков: материки и океанические впадины сложных геометрических форм, равнинные и гористые формы рельефа материков и соседствующих с ними океанов и морей. /Вследствие такого неравномерного распределения масс в земной коре изменяются направления сил притяжения, а значит, и сил тяжести ./При этом уровенная поверхность, как перпендикулярная к направлениям силы тяжести, отступает от эллипсоидальной и становится столь сложной и неправильной в геометрическом отношении, что ее форму нельзя описать конечным математическим выражением. / Фигуре Земли, образованной уровенной поверхностью, совпадающей с поверхностью океанов и морей и мысленно продолженной под материками, присвоено название геоид.

Для математической обработки результатов геодезических измерений нужно знать форму поверхности Земли. Использовать для этой цели физическую поверхность 5 или поверхность геоида 4 нельзя вследствие их сложности. Поскольку наибольшие отступления геоида от эллипсоида не превышают 100-150 м, фигурой, наиболее близкой к геоиду, является эллипсоид вращения, называемый земным эллипсоидом. Параметрами, определяющими его размеры и форму, являются большая а и малая b полуоси или большая полуось а и полярное сжатие а т = (а - Ь)/а (рис. 1,6). Величины этих параметров могут быть получены посредством градусных измерений, т. е. путем геодезических измерений длины дуги меридиана в Г. Зная длину градуса в различных местах меридиана, можно установить фигуру и размеры Земли.

Параметры земного эллипсоида неоднократно определялись учеными различных стран. В 1946 г. для геодезических и картографических работ в СССР приняты следующие размеры земного эллипсоида: а Щ 6 378 245 м, b = 6 356 863 м, а = 1:298,3. Эти параметры получены в 1940 г. выдающимся советским геодезистом Ф. Н. Красовским.

Чтобы максимально приблизить поверхность земного эллипсоида к поверхности геоида, эллипсоид соответствующим образом ориентируют в теле Земли. Такой эллипсоид называют референц-эллипсоидом.

В практике инженерно-геодезических работ поверхности эллипсоида и геоида считают совпадающими, во многих случаях значительные по размерам участки земной поверхности принимают даже за плоскость, а при необходимости учета сферичности Земли считают ее шаром, равным по объему земному эллипсоиду. Радиус такого шара равен 6371,11 км

2.Поверки и юстировки теодолита 2Т30П.

1 Поверка. Условие: ось цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси вращения инструмента.

Порядок производства: устанавливаем уровень параллельно 2-м подъемным винтам, и вращая их в противоположных направлениях, приводят пузырек уровня на середину в 0-пункт. Затем поворачиваем алидаду гор. Круга на 180 гр.

Порядок юстировки: если пузырек отклонился от 0-пункта более чем на одно деление уровня, то исправительным винтом уровня перемещаем пузырек в сторону 0-пункта на половину отклонения, а вторую половину отклонения устраняют вращением подъемных винтов. После исправления поверку следует повторить

2 Поверка. Условие: визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения трубы

Порядок производства : наблюдение этого условия вызывает коллимационную погрешность С - угол отклонения визирной оси от перпендикуляра к оси вращения трубы. Для определения величины коллимационной погрешности С, выбирают удаленные точки, расположенные вблизи горизонта. Вначале визируют при 2х положениях вертикального круга инструмента на одну из точек (А) и опр-ют отсчеты по гори-ому кругу П1 и Л1. Затем освободив лимб гор-ого круга, поворачивают его примерно на 90гр. и закрепляют, открепляют алидаду и визируют

на 2-ю точку точку (D) при 2-х положениях круга, опр-ют значения отсчетов П2 и Л1.

С=0,25*((Л1-П1+-180гр)+(Л2-П2+-180гр)).

Порядок юстировки: если колимац погрешность больше 1', выполняют исправления. Для этого снимают с окуляра крышку, закрывавшую доступ к исправ-ым винтам сетки нитей, устанавливают по горизон-ому кругу исправ-ый отсчет: Л-С(при кругу лево) или П+С( при круге право). Затем ослабив вертик-но расположенные исправительные винты сетки нитей, вращением боковой сетки исправительных винтов перемещают ее до совпадения вертикальной нити сетки с предметом. Закрепляют все исправительные винты сетки нитей и надевают крышку.

3 Поверка. Условие : ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярно оси вращения теодолита.

Порядок производства : теодолит устанавливают в 20..30 м от стены здания, наводят зрительную трубу на точку к горизонта и закрепляют алидаду. Опускают зрител. трубу вниз и отмечают на стене проекции точки на уровне горизонта инструмента. Тоже самое выполняется при другом положении вертикального круга. Если проекции точки на горизонт при 2х положениях круга совпадают или расходятся незначит. ( не более чем на половину бисссектора сетки нитей), то условие выполнено.

Порядок юстировки : исправление может производится только в заводских условиях

4 Поверка. Условие: вертикальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения зрительной трубы

Порядок производства: ось вращения инструмента ZZ устанавливается в вертикальное положение. На расстоянии около 10 м от теодолита подвешивают отвес. Вертикальная нить сетки отводится на отвес. Если нити сетки и отвеса совпадают условие выполнено. Если отклонение нити трубы от отвеса превышает 2-3 толщины нити сетки, то производятся исправления.

Порядок юстировки : Снимается крышка с окуляра колена, ослабливаются исправительные винты сетки нитей и сеточное кольцо поворачивается для совмещения нитей сетки и отвеса.

Билет 3.

1. Величины, подлежащие измерению в геодезии. Понятие о топографических планах и картах.

Топографический план - это уменьшенное и подобное изображение на плоскости горизонтальной проекции контуров и рельефа участка местности.

Карта представляет собой уменьшенное и искаженное по определённым математическим законам изображение на плоскости обширных частей поверхности Земли. Сеть меридианов и параллелей в заданной проекции образуют на бумаге картографическую сетку, относительно которой на карту наносят обобщенные изображения контуров и рельефа земной поверхности по их географическим коор-там.

2. Устройство нивелира с цилиндрическим уровнем. Поверки, юстировки.

1) Диоптрийное кольцо, 2) Зрительная труба, 3) Цилиндрический уровень, 4) Винт Кремальеры, 5) Объектив, 6) Закрепительный винт, 7) Наводящий винт, 8) Подставка, 9) Подъёмный винт, 10) Пружинная пластинка, 11) Исправительные винты круглого уровня, 12)Элевационный винт, 13) Круглый уровень.

Поверки:

1)А) Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения инструмента.

Б) Порядок производства: Круглый уровень устанавливают между двумя любыми подъёмными винтами и вращением всех трёх подъёмных винтов пузырёк круглого уровня приводят в нуль-пункт. Затем поворачивают уровень на 180?. Если пузырёк уровня остался в нуль пункте условие выполнено.

В) Порядок юстировки: Пузырёк круглого уровня приводится в нуль пункт: на половину дуги отклонения с помощью исправительных винтов уровня, а на оставшуюся половину - подъёмными винтами. Затем уровень поворачивают на 90? и выполняют поверку в направлении третьего подъёмного винта.

2) А) Визирная ось зрительной трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня.

Б) Порядок производства: Превышение между точками определяют дважды способом нивелирования "вперёд". Вначале инструмент устанавливают в т. А, измеряют высоту инструмента iA и берут отсчёт b по рейке, установленной в точке В.Затем инструмент и рейку меняют местами, измеряют высоту инструмента iB в т. В и определяют отсчёт а по рейке, установленной в т. А. Погрешность ?h вычисляют следующим образом:

?h = (a + b) / 2 - (iA + iB) / 2

Если величина ?h не превышает 5 мм, условие выполнено

В)Порядок юстировки: Вычисляют исправленное значение отсчёта по рейке

аиспр = a - ?h

Этот отсчёт устанавливают с помощью элевационного винта, при этом пузырёк цилиндрического уровня смещается с нуль - пункта. Действуя исправительными винтами цилиндрического уровня, пузырёк приводят в нуль - пункт. Для контроля поверку следует повторить.

Билет 4.

1.Масштаб и его точность. Виды масштабов.

Масштаб карты - отношение длины бесконечно малого отрезка линии на карте к длине соответствующего отрезка линии на уровенной поверхности Земли. Масштаб выражают дробью, у которой числитель единица,а знаменатель - число, показывающее во сколько раз уменьшено изображение.

Точность масштаба - это отрезок горизонтального проложения линии, соответствующей 0,1 мм на плане. Определяется графической точностью построения любого плана или карты, величина которого принимается равной 0,1 мм.

Виды масштабов :

- Линейный масштаб

- Поперечный масштаб(для наиболее точного определения расстояний)

- Клиновый масштаб(для перехода от одного масштаба к другому).

2.Методика измерения длин линий мерными лентами и рулетками. Поправки, вводимые в измеряемые длины линий.

Методика:

При измерении лента(рулетка) укладывается в створе измеряемой линии и натягивается. Лента откладывается в творе линии несколько раз, при этом начало ленты совмещается с обозначенным концом предыдущего интервала, конец ленты фиксируется: в грунт втыкается специальный металлический штырь0шпилька, на асфальте делается откраска. Затем измеряется остаток-расстояние от последнего уложения ленты до конечной точки измеряемой линии. Для контроля каждая линия измеряется дважды, в прямом и обратном направлениях.

Поправки:

L=L0 + б(сигма)Lk+ б(сигма)Lt

L- длина ленты

б(сигма)Lk- поправка на компарирование( необходимо вводить в измеренное значение линии только если она превышает 0,00001 длины мерного прибора)

б(сигма)Lt - поправка на температуру.

б(сигма)Lt = а(альфа)(t-t0)

а(альфа)-коэффициент линейного расширения стали при изменении температуры на1 0С, t- температура эксплуатации мерного прибора, t0 - температура компарирования, принятая равной 20 0С.

Билет 5.

1.Условные знаки, применяемые при составлении топографических карт и планов.

Для планов масштаба 1:1000,1:500

,

2.Классификация современных теодолитов. Устройство теодолита 2Т30П.

ГОСТ делит теодолиты на 4 группы:первая-высокоточные(Т1),вторая-точные(Т2),третья-средней точности(Т5),четвертая-технические.

Теодолиты выпусков последних лет оснащены компенсатором-спец устройствами,приводящими в горизонтальное положение нулевой индекс алидады вертикального круга.

В наше время в России выпускаются оптические теодолиты серии 3Т (высокоточные и точные) и 4Т(технической точности или технические).

Точный теодолит 3Т2КП-точность 2'',к-компенсатор,П-прямое изображение.

Широко используются электронные теодолиты-у них нет микроскопов для снятия отсчётов-всё делается автоматически и выводится на экран дисплея.

Также используются лазерные теодолиты с фокусированным лазерным лучом.

Теодолит 2Т30П и его устройство.

1-становой винт;2-нитяной отвес;3-головка штатива;4-подъемные винты;5-закрепит.винт лимба;6-закрепит.винт алидады;7-наводящий винт алиады;8-цилиндирический уровень;9-наводящий винт зрительной трубы;10-кремальера;11-закрепит винт зрительной трубы;12-зрительная труба;13-отсчётный мироскоп;14-вертикальны круг;15-основание прибора;16-подставка(трегер);17-зеркальце;18-исравительный винт цилиндрического уровня;19-оптический визир;20-наводящий винт лимба.

Билет 6.

1.Рельеф земной поверхности с его изображением на картах и планах. Формы рельефа. Принцип изображения рельефа горизонталями.

Рельеф на топографических картах и планах изображают горизонталями, условными знаками и пояснительными подписями.

Горизонталь - кривая замкнутая линия, соединяющая точки с одинаковыми высотами над уровнем моря. Горизонтали можно представить как след сечения местности уровенными поверхностями, проведенными через равные промежутки, т.е. поверхностями, параллельными уровню воды в океане.

Расстояние между секущими поверхностями по вертикали называется высотой h рельефа, а расстояние на плане между горизонталями - заложением d. Высота сечения рельефа зависит от масштаба карты и характера рельефа.

В тех случаях, когда основными горизонталями невозможно выразить формы рельефа, применяют полугоризонтали, которые проводят через половину основного сечения и показывают прерывистыми линиями. Для облегчения распознавания форм рельефа и определения отметок точек каждую четвертую или пятую горизонтали на карте утолщают. В этих же целях на горизонталях ставят короткие черточки - указатели направления скатов, называемые берг-штрихами.

Различают следующие основные формы рельефа: возвышенность (гора, холм), впадина (котловина), хребет, лощина и седловина. Наивысшая точка горы - вершина, основание горы - подошва.

Вершина горы, дно котловины, низкая точка седловины называются характерными точками рельефа, а водораздел и водослив - характерными линиями рельефа.

Некоторые детали рельефа (курганы, ямы, карьеры, осыпи) невозможно изобразить горизонталями. Такие объекты показывают на картах и планах специальными условными знаками.

2.Общие понятия о геодезических измерениях. Виды измерений

Вид геодезических измерений - классификационная категория геодезических измерений, выделяемая по признаку измеряемой геодезической величины.

Различают следующие виды геодезических измерений:

Угловые (геодезические) измерения - вид геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величиной являются горизонтальные и (или) вертикальные углы (зенитные расстояния).

Линейные (геодезические) измерения - вид геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величиной являются длины сторон геодезических сетей (расстояния или их разности).

Геодезические измерения превышений - вид линейных геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической вели-чиной являются разности высот пунктов (точек).

Гироскопические измерения (гироскопическое ориентирование) - вид угловых геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величи-ной являются азимуты направлений, определенные с помощью гироскопических приборов.

Геодезические измерения координат (координатные измерения) - вид геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величиной являет-ся положение геодезических пунктов относительно исходных пунктов в заданной отсчетной системе.

Билет 7.

1. Высота сечения рельефа, заложение, уклон и их взаимосвязь.

Разность высот смежных горизонталей называется высотой сечения рельефа и обозначается буквой h. Высота сечения рельефа в пределах плана или карты строго постоянна. Её выбор зависит от характера рельефа, масштаба и назначения карты или плана. Для определения высоты сечения рельефа иногда пользуются формулой

h = 0,2 мм · М,

где М - знаменатель масштаба.

Такая высота сечения рельефа называется нормальной.

- Расстояние между соседними горизонталями на плане или карте называется заложением ската или склона. Заложение есть любое расстояние между соседними горизонталями, оно характеризует крутизну ската местности и обозначается d.

Вертикальный угол, образованный направлением ската с плоскостью горизонта и выраженный в угловой мере, называется углом наклона ската ?. Чем больше угол наклона, тем круче скат.

-Другой характеристикой крутизны служит уклон i. Уклоном линии местности называют отношение превышения к горизонтальному проложению. Из формулы следует, что уклон безразмерная величина. Его выражают в сотых долях (%) или тысячных долях - промиллях (‰).Если угол наклона ската до 45°, то он изображается горизонталями, если его крутизна более 45°, то рельеф обозначают специальными знаками.

Эти характеристики связаны формулой

2. Основные части геодезических приборов и их назначение.

Основные части теодолита.

1-становой винт;2-нитяной отвес;3-головка штатива;4-подъемные винты;5-закрепит.винт лимба;6-закрепит.винт алидады;7-наводящий винт алиады;8-цилиндирический уровень;9-наводящий винт зрительной трубы;10-кремальера;11-закрепит винт зрительной трубы;12-зрительная труба;13-отсчётный мироскоп;14-вертикальны круг;15-основание прибора;16-подставка(трегер);17-зеркальце;18-исравительный винт цилиндрического уровня;19-оптический визир;20-наводящий винт лимба.

Основные части нивелира.

Окуляр; зрительная труба; цилиндрический уровень; кремальера; объектив; закрепительный винт; наводящий винт; подставка; подъемные винты; пластина; исправительные винты; элевационный винт; круглый уровень.

БИЛЕТ№8

1.Понятие о цифровых моделях рельефа местности и их использования в строительстве.

В последнее время без использования цифровых моделей рельефа (ЦМР) не обходятся многие ГИС- проекты.

Задачи, решаемые путем применения ЦМР разнообразны и среди них можно выделить следующие:

* вычисление уклонов и экспозиции склонов, что важно в строительстве дорог и продуктопроводов, сельском хозяйстве при выборе полей под культуры с разными требованиями к освещенности и др.;

* анализ поверхностного стока на территории;

* моделирование затопления территорий;

* анализ видимости, который используют при планировании коммуникационных сетей, в военном деле и других отраслях;

* ортокоррекция изображений;

* измерение площадей и объемов, получение профилей поверхности;

* просмотр данных в трех измерениях, создание виртуальных полетов над местностью и светотеневых моделей.

Для решения таких задач требуются цифровые модели рельефа с различной плановой и высотной точностью. Источниками информации для построения ЦМР служат топографические карты, стереопары аэро- и космических снимков, данные радиолокационной съемки и т.п. На точность построения рельефа оказывают влияние многие факторы, такие как, пространственное разрешение и геометрическое качество изображений, состояние атмосферы, масштаб карты, точность опорных точек и др.

2. Камеральная обработка материалов теодолитного хода.

Камерные работы-работы ,которые производятся зимой в кабинете (камера по-латыни означает комната) с целью окончательной обработки в летнее время полученного материала полевой работы. Делаются подсчеты, составляются карты, от-четы, статьи, книги для печати, являющиеся результатом произведенных на месте геологических, геофизических, разведочных и проч. работ.

Назначение: автоматизация обработки инженерно-геодезических изысканий, полученных из журналов полевых измерений.

Функции программного обеспечения:

* расчет и уравнивание теодолитных ходов различной конфигурации;

* обработка результатов тахеометрической съемки местности;

* обработка результатов нивелирования;

* решение задач геодезической привязки (снесение координат, треугольник и др.);

* вычисление площади замкнутого полигона по координатам его граничных точек;

* нанесение результатов расчета и уравнивания на карту;

* формирование и печать ведомостей решения геодезических задач.

Описание применения:

Для выполнения камеральной обработки инженерно-геодезических изысканий в ГИС "Карта 2008" предусмотрен программный комплекс "Геодезические вычисления". Процедуры, входящие в состав программного комплекса позволяют выполнить обработку данных полевых измерений, нанести результаты расчетов на карту и составить отчетную документацию в виде расчетных ведомостей данными в ходе выполнения расчетов.

Процедуры, входящие в состав комплекса позволяют выполнить расчеты и уравнивание геодезических измерений для последующего использования результатов в целях составления топографических планов, формирования землеустроительной документации, проектирования и мониторинга сооружений линейного типа, построения моделей рельефа и пр. Все режимы предназначены для обработки "сырых" измерений и предусматривают табличную форму ввода данных. Внешний вид и порядок ввода максимально приближены к традиционным формам заполнения полевых журналов. Обязательные поля для ввода информации выделяются цветом.

Билет 9.

1.Номенклатура топографических карт и планов.

Система обозначений отдельных листов топографических карт и планов называется номенклатурой. Разделение топографических карт на листы называется разграфкой. В основу разграфки и номенклатуры топогр.карт и планов положена карта масштаба 1:1 000 000. Для получения такой карты земной шар делится меридианами через 6градусов на колонны и параллелями через 4 град.на ряды. Колонны нумеруются арабскими цифрами 1-60 с запада на восток,начиная от меридиана с долготой 180 град. Ряды обозначаются заглавными буквами латинского A-V,начиная от экватора к северному и южному полюсам. Например, номенклатура листа, где находится Москва N-37, для Новосибирска N-44.Номенклатура листов топогр. карт и планов масштаба 1:100 000 и крупнее, применяемых в архитектуре и строительстве , определяется следующим образом: каждому листу карты масштаба 1:1000 000 соответствуют 144 листа карты масштаба 1:100 000,которые обозначаются арабскими цифрами, номенклатура такого листа будет складываться из номенклатуры листа карты масштаба 1:1 000 000 с добавлением номера листа карты масштаба 1:100 000, например, номенклатура последнего листа этого масштаба будет N-37-144. см рисуночек. Каждому листу карты масштаба 1:100 000 соответствуют четыре листа карты масштаба 1:50 000,которые обозначаются заглавными буквами русского алфавита А-Г. Номенклатура последнего листа N-37-144-Г. Одному листу карты масштаба 1:50 000 соответствуют четыре листа карты масштаба 1:25 000,которые обозначаются строчными буквами абвг. Каждому листу карты масштаба 1: 25000 соответствуют четыре листа карты масштаба 1:10 000,которые обозначаются цифрами 1-4.Например N-37-144-Г-г-4.Листу карты масштаба 1:100 000 сотответствуют 256 листов плана масштаба 1:5000,котрые обозначаются цифрами 1-256,приписываемыми к номенклатуре листа карты масштаба 1:100 000 в скобках,н-р N-37-144-(256).Одному листу плана масштаба 1:5000 соответствуют девять листов плана масштаба 1:2000,обозначаемых строчными буквами русского алфавита а б в ...ж з и, например N-37-144-(256-и).

При создании топографических планов участков площадью до 20 км2 может быть применена прямоугольная разграфка.В основу разграфки в этом случае положен лист плана масштаба 1:5000 с рамками размером 40 на 40 см.Листы плана масштаба 1:5000 обозначаются арабскими цифрами. Одному листу плана этого масштаба соответствуют четыре плана масштаба 1:2000. Номенклатура такого листа складывается из номера листа плана плана масштаба 1:5000 с добавлением заглавной буквы русского алфавита А-Г,н-р 4-Г.Каждому листу плана масштаба 1:2000 соответствуют четыре листа плана масштаба 1:1000,обозначаемые римскими цифрами I-IV и 16 листов плана масштаба 1:500 ,обозначаемых арабскими цифрами 1-16.Номенклатура листов плана 1:1000 4-Б-IV и для плана масштаба 1:500 4-В-16.

2.Принцип измерения горизонтальных и вертикальных углов.

Пусть на местности имеются точки А,В,С расположенные на разных высотах. Требуется измерить горизонтальный угол ? при вершине В. Этот угол образован проекцией АВ и ВС на горизонтальную плоскость Р,т.е. является мерой двугранного угла составленного вертиккальными плоскостями А' и С'.Над вершиной измеряемого угла устанавливается горизонтальный градуированный круг.Если деления на круге написаны по часовой стрелке,то определяемый горизонтальный угол ? равен разности отсчетов с и а по кругу:?=с-а. Угол ?А,образованный линией местности ВА с её горизонтальной проекцией ВА0,является вертикальным углом или углом наклона.Углы наклона вверх от горизонта считаются положительными,вниз-отрицательными.Такая схема измерения углов реализована в угломерном приборе теодолите.

Билет 10.

1.Система координат и высот, применяемых в геодезии.

Величины определяющие положение точки в пространстве, на плоскости, на др. поверхности относительно начальных или исходных линий поверхности наз. Координатами. В инженерной геодезии применяют следующие системы координат: географические , геодезические, прямоугольные полярные и зональная система прямоугольных координат Гаусса.

* Географическая: уровенная поверхность принимается за поверхность сферы. Положение каждой точки на сферической поверхности земли определяется широтой и долготой. Географической широтой точки называется угол (0-90) между отвесной линией проходящей через точку и линией экватора. Географической долготой (0-360) точки называется двугранный угол между плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана данной точки.

* Геодезической широтой - называется угол образуемый нормальной поверхностью эллипсоида и плоскостью экватора. Геодезической долготой называется - угол образованный плоскостями начального меридиана и меридиана данной точки. Геодезические координаты нельзя измерить на местности. Их вычисляют по результатам геодезических измерений на местности спроецированной на поверхность эллипсоида.

* Прямоугольная: Систему образуют две взаимно перпендикулярные оси, лежащие в горизонт плоскости (образуются четверти), причем Х совмещают с меридианом точки.

* Полярная система координат представляет собой произвольно выбранную линию которая называется полярная ось , начальная точка оси - полюс.

* Зональная система прямоугольных координат Гаусса: сетку переносят со сферической поверхности Земли на плоскость (картографическое проецирование) цилиндра, проецируемую часть Земли ограничивают меридианами с разностью долгот от 6 до 3.-этот участок Земли - зона.

Высотой точки называется ее отстояние от поверхности принятой за начальную. В высшей геодезии различают три основные системы высот:

Ортометрическая высота точки - ее отстояние от поверхности геоида по отвесной линии.

Геодезическая высота точки - ее отстояние от поверхности референц-эллипсоида по нормали. Нормальная высота точки - ее отстояние от поверхности квазигеоида по нормали. Геодезические работы выполняются только в ортометрических системах высот. В Российской Федерации применяется Балтийская система высот при которой отсчет ведется ведется от нуля футштока в Кронштадте.

2. Приведение теодолита в рабочее положение (центрирование, горизонтирование, установка трубы для наблюдений).

Приведение теодолита в рабочее положение предусматривает:

1) центрирование - установка центра горизонтального круга над вершиной измеряемого угла. Выполняется с помощью нитяного отвеса или оптического центрира, перемещением ножек штатива и с последующим передвижением прибора на головке штатива. Погрешность центрирования зависит от требуемой точности выполняемых работ и не должна превышать 3 мм при измерении горизонтальных углов для решения большинства инженерных задач;

2) горизонтирование - приведение плоскости лимба горизонтального круга в горизонтальное положение, т.е. установка вертикальной оси вращения теодолита (ОО1) в отвесное положение. Для этого устанавливают цилиндрический уровень параллельно двум подъемным винтам и вращая их одновременно в противоположные стороны выводят пузырек уровня на середину ампулы. Затем поворачивают цилиндрический уровень на 90? по направлению третьего подъемного винта и, вращая его, опять выводят пузырек в нульпункт. Эти действия повторяют до тех пор пока пузырек не будет отклоняться от центра ампулы более чем на одно деление. При измерении вертикальных углов отклонение пузырька от середины не должно превышать полделения;

3) подготовку зрительной трубы для наблюдений по глазу - вращением окуляра (от -5 до +5 диоптрий) до получения четкого изображения сетки нитей на светлом фоне - и по предмету - вращением кремальеры до четкого изображения визирной цели. Если изображение предмета не совпадает с плоскостью сетки нитей, то при перемещении глаза относительно окуляра точка пересечения нитей будет проецироваться на различные точки наблюдаемого предмета. Возникает параллакс, который устраняется небольшим поворотом кремальеры.

Билет 11

1.Плоская система координат Гаусса-Крюгера.

В основу этой системы положено поперечно-цилиндрическая равноугольная проекция Гаусса-Крюгера (названа по имени немецких ученых ее предложивших). В этой проекции поверхность земного эллипсоида меридианами делят на шестиградусные зоны и номеруют с 1-й по 60-ю от Гринвичского меридиана на восток (рис.7). Средний меридиан шестиугольной зоны принято называть осевым.

Рис.7.Зональная система прямоугольных координат

Его совмещают с внутренней поверхностью цилиндра и принимают за ось абсцисс. Чтобы избежать отрицательного значения ординат (у), ординату осевого меридиана принимают не за нуль,

а за 500 км, т.е. перемещают на запад на 500 км. Перед ординатой указывают номер зоны.

на всякий случай:

Например, запись координат XМн=6350 км, YМн=5500 км указывает, что точка расположена в 5-й зоне на осевом меридиане (?Мн=27? СШ, ?Мн=54? ВД). Для приближенных расчетов при переходе от географических к прямоугольным зональным координатам считают, что 1? соответствует 111 км (40000км/360).

2.Подготовка зрительной трубы для наблюдения, уровни.

Подготовка зрительной трубы:

1) установка трубы по глазу: наведя трубу, на светлый фон вращаем диоптрическое кольцо, чтобы получить четное изображение сетки нити.

2) установка по предмету: наведем наводящий винт зрительной трубы, получаем четное изображение, вращая винт кремальеры.

3) устранение паралакса: добиваем совпадения сетки нити и наблюдаем углы.

В геодезических приборах используются цилиндрические и круглые уровни, различающиеся между собой ценой деления, чувствительностью и конструктивными особенностями.

Цилиндрический уровень представляет стеклянную трубку, верхняя внутренняя поверхность которой отшлифована по дуге определенного радиуса (от 3,5 до 80 м). Трубка помещается в металлическую оправу. Для регулировки уровень снабжен исправительным винтом. На наружной поверхности трубки нанесены штрихи. Расстояние между штрихами должно быть 2 мм. Точка в средней части ампулы называется нульпунктом уровня.

Линия касательная к внутренней поверхности уровня в его нультпункте называется осью уровня. Круглый уровень представляет собой стеклянную ампулу, отшлифованную по внутренней сферической поверхности определенного радиуса. За нуль-пункт круглого уровня принимается центр окружности. Осью кругового уровня является нормаль проходящая через нульпункт, перпендикулярно к плоскости, касательной к внутренней поверхности уровня в его центре. Для более точного приведения пузырька в нуль-пункт применяются контактные уровни. В них над цилиндрическим уровнем устанавливается призменное оптическое устройство, которое передает изображение концов пузырька в поле зрения трубы. Пузырек находиться в нуль-пункте, если его концы видны совмещенными.

Ценой деления уровня ? называется угол, на который наклониться ось уровня, если пузырек сместиться на одно деление ампулы, т.е. ? = l / R или ?"=(l/R) ?",

где ?"=206265". В геодезических приборах применяют цилиндрические уровни с ценой деления от 5 до 60", круглые - от 5 до 20'.

Под чувствительностью уровня понимают минимальное линейное перемещение пузырька, которое можно заметить невооруженным глазом, обычно принимаемое в 0.1 деления, т.е. 0.2 мм.

Билет 12

1.Ориентирование линий. Склонение магнитной стрелки и сближение меридианов. Азимуты, румб, дирекционный угол

Ориентировать линию на местности - значит определить ее направление относительно некоторого начального направления. Для этого служат азимуты А, дирекционные углы ?, румбы r. За начальные принимают направления истинного меридиана Nи, магнитного меридиана Nм и направление Nо, параллельное осевому меридиану или оси Х системы прямоугольных координат (рис. 1).

Азимутом называют горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления меридиана по ходу часовой стрелки до ориентируемого направления. Азимуты изменяются от 0 до 360 и бывают истинными или магнитными. Истинный азимут А отсчитывается от истинного меридиана, а магнитный Ам - от магнитного.

Дирекционный угол ? - это горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления осевого меридиана или линии параллельной ему (+Х) по ходу часовой стрелки до направления ориентируемой линии.

Угол ?, отсчитываемый от северного направления истинного меридиана N до магнитного меридиана Nм, называется склонением магнитной стрелки. Склонение северного конца магнитной стрелки к западу называют западным и считают отрицательным -?, к востоку - восточным и положительным +?.

Угол ? между северными направлениями истинного N и параллелью осевого Nо меридианов называется зональным сближением меридианов. Если параллель осевого меридиана расположена восточнее истинного меридиана, то сближение называется восточным и имеет знак плюс. Если сближение меридианов западное, то его принимают со знаком минус. Если известны долготы меридианов, проходящих через точки А и В, то сближение меридианов можно найти по приближенной формуле: ? = ?? sin ?,

где ??- разность долгот меридианов, проходящих через точки А и В.

Из формулы следует, что на экваторе (?=0 ) сближение меридианов ?= 0, а на полюсе (?=90 ) ? = ??.

Румб - горизонтальный острый угол отсчитываемый от ближайшего северного или южного направления меридиана до ориентируемого направления. Румбы имеют названия в соответствии с названием четверти, в которой находится линия, т.е.: северо-восточные СВ, северо-западные СЗ, юго-западные ЮЗ, юго-восточные ЮВ. На рис. 8.2 показаны румбы линий О-СВ, О-ЮВ, О-ЮЗ, О-СЗ и зависимость между дирекционными углами и румбами этих линий.

2. Классификация нивелиров и нивелирных реек.

При нивелировании применяют цельные, складные и раздвижные нивелирные рейки. Длина реек 3 - 4 м, толщина 2 - 2,5 см и ширина 8 - 10 см. Деревянные бруски для реек изготовляют из сухой ели, покрывают белой краской, наносят деления и загрунтовывают водонепроницаемым лаком. Рейки бывают односторонние или двухсторонние, шашечные и штриховые. На рейке нанесены шашечные сантиметровые деления, нуль надписей совпадает с пяткой рейки односторонней и черной стороны двухсторонних реек. На красной стороне с пяткой рейки совпадает отсчет 4685,4785 и 4985. Согласно классификации, нивелирные рейки бывают : 1) РН-05 (для 1-II классов); 2) РН- 3; 3) РН- 10. При нивелировании их ставят на вбитые в землю колышки, вместо которых можно применять переносные башмаки или костыли.

Классификация нивелиров .

* Н-05, Н-1, Н-2 - высокоточные для нивелирования I и II классов;

* Н-3 - точные для нивелирования III и IV классов;

* Н-10 - технические для топографических съемок и других видов инженерных работ.

В названии нивелира числом справа от буквы Н цифрой обозначают допустимую среднюю квадратическую ошибку измерения превышения на 1 км двойного нивелирного хода. В зависимости от того, каким способом визирный луч устанавливается в горизонтальное положение, нивелиры изготавливают в двух исполнениях:

* с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе, с помощью у которого осуществляется горизонтирование визирного луча (рис. 63);

* с компенсатором - свободно подвешенная оптико-механическая система, которая приводит визирный луч в горизонтальное положение.

В названии нивелира буква К обозначает компенсатор (Н-3К, Н-3КЛ), где Л - лимб

Билет 13.

1. Взаимодействие дирекционных углов и румбов.

Зависимость между дирекционными углами и румбами определяется для четвертей по следующим формулам:

I четверть (СВ) r = ?

II четверть (ЮВ) r = 180° - ?

III четверть (ЮЗ) r = ? - 180°

IV четверть (СЗ) r = 360° - ?

Румб в точке М направления ВС называется прямым, а противоположного направления СВ - обратным. Прямой и обратный румб в одной и той же точке данной линии равны по численному значению, но имеют индексы противоположных четвертей.

2. Измерение вертикальных углов. Понятие о МО вертикального круга.

Вертикальный угол или угол наклона - это угол, заключенный между наклонной и горизонтальными линиями. Вертикальный угол измеряют по вертикальному кругу аналогичным образом одним направлением служит фиксированная горизонт линия. Если набл точка находится выши горизотна , вертикальный угол - положителен , если ниже то отрицателен. В вертикальной плоскости теодолитом измеряют углы наклона и зенитные расстояния.при измерении вертикальных углов исходным направлением яв горизонтальное. Отсчеты ведутся по шкалам, нанесенным на вертикальный круг теодолита . для вычисления значений углов наклона определяют место нуля МО . место нуля - это отсчет по вертикальному кругу, соответствующий горизонтальному положению визирной оси и положению уровня при алидаде вертикального круга в нуль-пункте, или горизонтальности отсчетного индекса у теодолитов с компенсатором при вертикальном круге.

Тригонометрическое нивелирование производится измерением вертикальных углов, одним полным приемом по трем горизонтальным нитям при двух положениях вертикального круга при круге П и Л. Колебание места нуля сетки (МО) при повторных его определениях не должно быть более 20", Высоты теодолитов и визирных целей должны измеряться дважды с точностью до 1 см. Превышения между пунктами постоянного съемочного обоснования определяются в прямом и обратном направлениях.

Расхождения между прямыми и обратными превышениями не должны превышать 10 см на 1 км расстояния.

Допустимые невязки в ходах тригонометрического нивелирования не должны превышать 10 У L> где L - длина хода в километрах.

Для измерения вертикального угла (угла наклона) последовательно наводят пересечение вертикальной нити с каждой из трех горизонтальных нитей сетки зрительной трубы на точку, отмеченную на вехе или рейке, соответствующую высоте теодолита. Делают отсчеты по вертикальному кругу, при положении пузырька уровня, при вертикальном круге в нуль-пункте.

При измерении вертикальных углов теодолитом с компенсатором. заменяющим уровень при алидаде вертикального круга,, отсчет по вертикальному кругу производится после визирования зрительной трубой теодолита на точку вешки (рей! ?2 = ?1 + 180° - ?2 (2)

?3 + ?3 = ?2 + 180° > ?3 = ?2 + 180° - ?3 (3)

То есть, дирекционный угол последующей стороны равен дирекционному углу предыдущей стороны плюс 180° и минус угол, лежащий справа по ходу.

2.Устройство нивелира с компенсатором. Поверки. Юстировки.

Нивелиры всех типов могут выпускаться либо с уровнем при трубе, либо с компенсатором наклона визирной линии трубы. При наличии компенсатора в шифре нивелира добавляется буква К, например, Н-3К.

Зрительная труба и уровень при ней являются важнейшими частями нивелира. Элевационный винт служит для приведения визирной линии трубы в горизонтальное положение. С его помощью поднимают или опускают окулярный конец трубы; при этом пузырек уровня перемещается и когда он будет точно в нуль-пункте, визирная линия должна устанавливаться горизонтально.

Рис.4.33

1 - зрительная труба; 2 -цилиндрический уровень при трубе;

3 - элевационный винт; 4 -установочный круглый уровень (на рисунке не показан);

5,6 - закрепительный и микрометренный винты азимутального вращения;

7 -ось;

8 -подставка с тремя подъемными винтами.

Для нивелира с уровнем при трубе выполняются три поверки.

1. Ось цилиндрического уровня и визирная линия трубы должны быть параллельны и лежать в параллельных вертикальных плоскостях - это условие называется главным условием нивелира с уровнем при трубе. Первая часть главного условия проверяется двойным нивелированием вперед. На местности забивают два колышка на расстоянии около 50 м один от другого. Нивелир устанавливают над точкой А так, чтобы окуляр трубы находился на одной вертикальной линии с точкой (рис.4.34-а). От колышка до центра окуляра измеряют высоту инструмента i1. Затем рейку ставят в точку В, наводят на нее трубу нивелира, приводят пузырек уровня в нуль-пункт и берут отсчет по рейке b1. Затем нивелир и рейку меняют местами, измеряют высоту инструмента i2, приводят пузырек уровня в нуль-пункт и берут отсчет по рейке b2 (рис.4.34б).

Юстировка: вычисляют правильный отсчет (a минус дельта h) и наводят на него с помощью элевационного винта среднюю нить сетки. При этом пузырек сходит с нуль пункта. Исправительными винтами уровня приводят пузырек в нуль пункт.

При нивелировании строго из середины ошибка отсчета по рейке из-за невыполнения главного условия нивелира не влияет на величину измеряемого превышения (рис.4.35)

2. Ось круглого установочного уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира. Приводят пузырек круглого уровня в нуль-пункт, затем поворачивают нивелир по азимуту на 180. Если пузырек отклонился от нуль-пункта, то на половину отклонения его перемещают с помощью подъемных винтов и на половину - исправительными винтами круглого уровня.

Существует и другой, более надежный способ поверки круглого уровня: сначала тщательно устанавливают ось вращения нивелира в отвесное положение с помощью элевационного винта и цилиндрического уровня при трубе, затем исправительными винтами круглого уровня приводят его пузырек в нуль-пункт.

3. Горизонтальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира, т.е. быть горизонтальной. Рейку ставят в 30 - 40 м от нивелира и закрепляют ее, чтобы она не качалась. Затем берут отсчеты по рейке при трех положениях ее изображения: в центре поля зрения, слева от центра и справа. Если отсчеты отличаются один от другого более, чем на 1 мм, то сетку нитей нужно развернуть.

Предполагая, что сетки нитей строго перпендикулярны, можно проверить вертикальность вертикальной нити. Для этого в 20 м от нивелира подвешивают отвес, наводят на него трубу и проверяют совпадение вертикальной нити сетки с нитью отвеса.

Важнейшими характеристиками нивелира, определяющими точность измерения превышений, являются увеличение зрительной трубы и цена деления цилиндрического уровня при трубе. По этим характеристикам определяет пригодность нивелира для выполнения работ заданной точности. Чтобы получить численные значения увеличения трубы и цены деления уровня, выполняют соответствующие исследования нивелира.

Билет 15

1.Решение прямой геодезической задача.

В системе плоских прямоугольных координат формулы для геодезических задач основаны на простых геометрических соотношениях.

Известны длина d отрезка прямой 1-2, его дирекционный угол a, координаты x1 и y1 точки 1. Вычислить координаты точки 2 x2 и y2

Сначала вычисляют приращение координат:

?x=x2-x1=dcosa=+-dcosar

?y=y2-y1=dsiny=+=dsinr

А затем искомые координаты:

X2=x1+?x=x1+dcosa

Y2=y1+?y=y1+dsina

Знак приращения координат ?x, ?y зависит от направления отрезка 1-2 и определяется знаками cosa и sina или по румбу r1-2.

2.Геометрическое нивелирование.

Порядок работы на станции. Контроль измерений.Геометрическое нивелирование выполняют с помощью нивелира и рейки. В процессе измерений зрительную трубу нивелира устанавливают в горизонтальное положение. При визирование зрительной трубы на вертикально стоящую рейку берут отсчет по рейке. Различают два способа геометрического нивелирования: "из середины" и "вперед". В первом случае нивелир устанавливается посередине между двумя точками. Визирная ось инструмента приводится в горизонтальное положение. На точках А и В устанавливаются отвесно рейки. Визируют поочередно на заднюю(точка с известной высотой) и переднюю(высота которой определяется) рейки, берут отсчеты: задний а и передний b. Превышение между точками h вычисляют как разность отсчетов:

H=a-b

Для контроля отсчеты берут по черной и красной сторонам рейки. Превышение подсчитывают дважды: как разность черных и красных отсчетов. Hb=Ha+h

Во втором случае нивелир устанавливается над одной из нивелируемых точек(окуляр зрительной трубы располагается над точкой). В определяемой точке устанавливают рейку. Визирную ось приводят в горизонтальное положение. Берут отсчеты по рейке b и измеряют высоту инструмента i с точность до 1мм. h=i-b

Если с одной станции измеряют несколько высот, целесообразно выполнять расчет высот по горизонту инструмента. Горизонт инструмента находят по формуле Hги=Ha+I , где l - отсчет по черной стороне задней рейки. Высота определяемой точки Hb=Hги-b.

Билет 16.

1.Решение обратной геодезической задачи.

По известным координатам x1, y1 и x2, y2 отрезка прямой 1-2 вычисляют его длину d, румб r1-2 и дирекционный угол а. Вначал находят румб направления 1-2 по значению его тангенса:

tg r1-2 = ?y/ ?x=(y2-y1)/(x2-x1).

Затем по знакам разностей y2-y1 и x2-x1 определяют четверть и наименование румба, а также дирекционный угол а1-2. Длину отрезка 1-2 вычисляют для контроля по двум из трех следующих формул:

d=(x2-x1)/cos(a); d=(y2-y1)/sin(a); d=sqrt((?x)^2+ (?y)^2).

2. Измерение длин линий оптическими дальномерами. Принцип измерения расстояния нитяным дальномером.

Оптический дальномер.

В дальномерах измеряется не сама длина линии, а некоторая другая величина,

относительно которой длина линии является функцией. В геодезии применяют 3 вида дальномеров:

оптические(дальномеры-геометрического-типа),

электрооптические (светодальномеры),

радиотехнические (радиодальномеры).

Геометрическая схема оптических дальномеров. Пусть требуется найти расстояние АВ. Поместим в точку А оптический дальномер, а в точку В перпендикулярно линии АВ - рейку.

Обозначим:_l-отрезок_рейки_GM,

? - угол, под которым этот отрезок виден из точки А.

Из треугольника АGВ имеем:

(4.31) или

D = l * Ctg(?). (4.32)

Обычно угол ? небольшой (до 1) , и, применяя разложение функции Ctg? в ряд, можно привести формулу (4.31) к виду (4.32). В правой части этих формул два аргумента, относительно которых расстояние D является функцией. Если один из аргументов имеет постоянное значение, то для нахождения расстояния D достаточно измерить только одну величину. В зависимости от того, какая величина - ? или l, - принята постоянной, различают дальномеры с постоянным углом и дальномеры с постоянным базисом.

В дальномере с постоянным углом измеряют отрезок l, а угол ? - постоянный; он называется диастимометрическим углом.

В дальномерах с постоянным базисом измеряют угол ?, который называется параллактическим углом; отрезок l имеет постоянную известную длину и называется базисом.

Билет 17.

1.Способы определения площадей на планах и картах. Их точность.

Существует 3 способа определения площадей: геометрический, механический, по координатам.

Геометрические способыиспользуются в тех случаях, когда известны результаты измерения геометрических элементов участка - длины ее линий и величины углов или функций элементов, которыми являются координаты вершин земельного участка.

Механический способ заключается в определении площадей с помощью механических приборов - планиметров, а также с помощью палеток, представляющих собой прозрачную основу с нанесенной сеткой равных по площадям фигур. Погоешность составляет 0,5 - 2,0 %.

Способ вычисления площади по координатам применяется тогда, когда известны координаты вершин замкнутого теодолитного хода, представляющего многоугольник, вершины которого закреплены геодезическими знаками. Площадь такого многоугольника рассчитывают по формулам:

2Р=?x(yi+1-yi-1) или 2Р=?yi(xi+1-xi-1).

Для определения погрешности площади участка, определяемой по топографическому плану (карте), с учетом ошибок измерения на местности т ошибок составления топографического плана используют формулу:

Мр=0,3М/1000корень(Р),

где М -знаменатель численного масштаба плана, Р-площадь участка, м2.

2. Измерение вертикальных углов. Понятие о МО вертикального круга.

Вертикальный угол или угол наклона - это угол, заключенный между наклонной и горизонтальными линиями. Вертикальный угол измеряют по вертикальному кругу аналогичным образом одним направлением служит фиксированная горизонт линия. Если набл точка находится выши горизотна , вертикальный угол - положителен , если ниже то отрицателен. В вертикальной плоскости теодолитом измеряют углы наклона и зенитные расстояния.при измерении вертикальных углов исходным направлением яв горизонтальное. Отсчеты ведутся по шкалам, нанесенным на вертикальный круг теодолита . для вычисления значений углов наклона определяют место нуля МО . место нуля - это отсчет по вертикальному кругу, соответствующий горизонтальному положению визирной оси и положению уровня при алидаде вертикального круга в нуль-пункте, или горизонтальности отсчетного индекса у теодолитов с компенсатором при вертикальном круге.

Тригонометрическое нивелирование производится измерением вертикальных углов, одним полным приемом по трем горизонтальным нитям при двух положениях вертикального круга при круге П и Л. Колебание места нуля сетки (МО) при повторных его определениях не должно быть более 20", Высоты теодолитов и визирных целей должны измеряться дважды с точностью до 1 см. Превышения между пунктами постоянного съемочного обоснования определяются в прямом и обратном направлениях.

Расхождения между прямыми и обратными превышениями не должны превышать 10 см на 1 км расстояния.

Допустимые невязки в ходах тригонометрического нивелирования не должны превышать 10 У L> где L - длина хода в километрах.

Для измерения вертикального угла (угла наклона) последовательно наводят пересечение вертикальной нити с каждой из трех горизонтальных нитей сетки зрительной трубы на точку, отмеченную на вехе или рейке, соответствующую высоте теодолита. Делают отсчеты по вертикальному кругу, при положении пузырька уровня, при вертикальном круге в нуль-пункте.

При измерении вертикальных углов теодолитом с компенсатором. заменяющим уровень при алидаде вертикального круга,, отсчет по вертикальному кругу производится после визирования зрительной трубой теодолита на точку вешки (рей!<и), соответствующую высоте теодолита.

Вычисление углов наклона производится по формулам:

для теодолита Т15

Л - П -180° _ /Q , ov

а=-; а = Л-МО; (3.12)

или а = МО-П-180°.

В формуле (3.12) к величинам, меньшим 90°, следует предварительно прибавлять 360°;

сс = 90°-г или а = 2- 90°.

В формулах (3.12) - (3.15) П и Л - отсчеты по вертикальному кругу при положении его соответственно справа и слева от наблюдателя; МО - место нуля, а - угол наклона, Мг - место зенита, z - зенитное расстояние.

Билет № 18

1.Погрешности геодезических измерений. Свойства случайных погрешностей.

Погрешности геодезических измерений -это отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины.

случайные погрешности обладают следующими основными свойствами:

- при определенных условиях измерений, случайные погрешности по абсолютной величине не могут превышать известного предела;

- малые по абсолютной величине погрешности появляются чаще, чем большие.

- положительные погрешности встречаются так же часто, как и отрицательные;

- среднее арифметическое из всех случайных погрешностей равноточных измерений одной и той же величины при неограниченном возрастании числа измерений n стремится к нулю, т.е.

, (5.2)

где [ ] - обозначение суммы.

Формула (5.2) выражает свойство компенсации случайных погрешностей. Этим свойством обладает и сумма попарных произведений случайных погрешностей

, (i, j = 1, 2, 3 ... n; i ? j). (5.3)

2. Нивелирование. Методы нивелирование.

Нивелирование - определение разности высот двух или многих точек земной поверхности относительно условного уровня (напр., уровня океана, реки и пр.), т.е определение превышения. Существуют следующие методы нивелирования:

1. Геометрическое (нивелиром и рейками);

2. Тригонометрическое (угломерными приборами (в осн. теодолитом посредством измерения наклонения визирных линий с одной точки на другую);

3. Барометрическое (при помощи барометра).

4. Гидростатическое (основано на свойстве жидкости сообщающихся сосудов всегда находиться на одном уровне, независимо от высоты точек, на которых установлены эти сосуды)

5. Аэрорадионивелирование (осуществляется с помощью радиовысотомеров, установленных на самолетах)

6. Механическое (производится с помощью приборов, автоматически вычерчивающих профиль проходимого пути)

7. Стереофотограмметрическое.

8. Радиолокационное.

Геометрическое нивелирование производится горизонтальным визирным лучом, который получают чаще всего при помощи приборов, называемых нивелирами. Точность геометрического нивелирования характеризуется средней квадратической погрешностью нивелирования на 1 км двойного хода равной от 0.5 до 10.0 мм в зависимости от типа используемых приборов.

Тригонометрическое нивелирование предусматривает измерение расстояния и угла наклона, которые необходимы для вычисления превышения по тригонометрическим формулам. Точность определения превышения на станции зависит от погрешностей измерений угла и расстояния и обычно на один порядок (в 10 раз) меньше чем при геометрическом нивелировании.

Гидростатическое нивелирование основано на свойстве поверхности жидкости в сообщающихся сосудах устанавливаться на одной высоте. Этот метод применяют для выверки строительных конструкций по высоте в стесненных условиях, а также при наблюдениях за деформациями инженерных сооружений. Точность определения превышений достигает 0.1 - 1.0 мм.

Барометрическое нивелирование использует зависимость высот точек местности от величины атмосферного давления в этих точках. Наиболее точные барометры позволяют определять превышения с погрешностью 0.3 -0.5 м.

Радиолокационное нивелирование производят с летательных аппаратов посредством определения длины пути прохождения электромагнитных волн отраженных от земной поверхности.

Механическое нивелирование производят при помощи специального прибора, содержащего датчик углов наклона продольной оси транспортного средства относительно маятника, сохраняющего отвесное положение, и датчик пути. Погрешность такого нивелирования со скоростью 30 км/ч от 0.3 до 0.6 м на 1 км хода.

Билет 19

1.Критерии,используемые при оценке точности измерений.

Под точностью измерений понимается степень близости результата измерения к истинному значению измеряемой величины. Точность результата измерений зависит от условий измерений.

Для равноточных результатов измерений мерой точности является средняя квадратическая ошибка m, определяемая по формуле Гаусса:

Средняя квадратическая ошибка обладает устойчивостью при небольшом числе измерений.

Предельная ошибка.

Вследствие третьего свойства случайные ошибки, превышающие по абсолютной величине значение 2m, встречаются редко (5 на 100 измерений). Еще реже погрешности больше 3m (3 из 1000 измерений). Поэтому устроенную погрешность называют предельной ошибкой

Для особо точных измерений в качестве предельной ошибки принимают

Все вышеперечисленные ошибки называют абсолютными. В геодезии в качестве специальных характеристик точности измерений используется относительная ошибка - отношение абсолютной ошибки к среднему значению измеряемой величины, которое выражается в виде простой дроби с единицей в числителе, например

2.Определение недоступного расстояния.

Наиболее распространенный способ-разбивка на местности двух треугольников,в которых измеряются все три угла,а также два базиса с точностью не ниже 1:2000.Определяемое расстояние DB подсчитывается по теореме синусов из треугольника ADB и BDC

Если угол ? измерить невозможно,то по формуле приведения имеем

Расхождение полученных значений определяемого расстояния не должно превышать 1:2000 величины этого расстояния.

Билет 20.

1.Равноточные измерения.

Результат геодезического измерения xi, как правило, отличается от истинного значения величины x на величину погрешности измерения ?x или формула:

?x = xi - x

Погрешность бывают разные: инструментальные, личные погрешности исполнителя, погрешности среды (внешние ошибки) и т.д.Пусть некоторая величина x измерена n раз равноточно. Математическая обработка таких измерений сводится к получению наиболее достоверного значения измеряемой величины. Тогда среднее из измеренных величин (среднее арифметическое) будет выражаться формулой:

xср = (x1 + x2 + ... xn)/n

Чем больше производится равноточных измерений, тем больше среднее арифметическое стремится к истинному значению этой величины, при условии, что измерения содержат неизбежные истинные случайные погрешности - формула:

xi - xср = ?i

Критерий точности равноточных измерений основывается на рассмотрении всего ряда случайных погрешностей ?1, ?2, ... ?i

Понятия об арифметической средине

При неоднократном измерении одной и той же величины, для которой истинное значение X неизвестно, из ряда измерений l1, l2,.. ., ln, произведенных в одинаковых условиях, находят среднее арифметическое значение данного результата

которое называют арифметической срединой. При числе измерений n, стремящемся к бесконечности, арифметическая средина стремится к истинному значению X. Практически при ограниченном числе результатов равноточных измерений среднее арифметическое считают наиболее надежным результатом при любом числе измерений n.

2. Нивелирование поверхности как метод съемки.

Нивелирование поверхности выполняется для получения крупномасштабных топографических планов равниной местности. Плановое положение точек определяют путем проложения теодолитных ходов, высоты точек - геометрическим нивелированием с использованием технических нивелиров. Нивелирование поверхности может производится двумя способами: по квадратам и путем проложения нивелирных ходов с разбивкой поперечников.

Нивелирование поверхности по квадратам выполняются путем разбивки на местности с помощью теодолита и мерной ленты сетки квадратов со стороной 20 м при съемки в масштабах 1:500 и 1:1000; 40м и 100м - при съемке в масштабах 1:2000 и 1:5000 соответственно.

Одновременно с разбивкой сетки квадратов производят съемку ситуации местности и составляют абрис. Для съемки ситуации применяют те же способы, что и в теодолитной съемке. Кроме вершин квадратов на местности закрепляют характерные точки рельефа - плюсовые точки.

Съемочное обоснование создают путем проложения по внешним сторонам сетки квадратов теодолитных и нивелирных ходов, которые привязывают путем к пунктам государственной сети.

Высоты вершин квадратов и плюсовых точек определяются методом геометрического нивелирования. При длине стороны квадрата 50 м и менее с одной станции нивелируют по возможности все определяемые точки. Расстояние от нивелира до точки не должно быть более 100-150 м. При длине стороны квадрата 100 м нивелир устанавливают в центре каждого квадрата.

По данным полевых измерений при нивелировании поверхности по квадратам составляют абрис съемки и журнал нивелирования.

Билет 21.

1.Оценка качества функций измеренных величин.

Математическая обработка геодезических измерений, связанная с проверкой качества и получением первичной информации по результатам геодезических измерений на отдельных пунктах геодезических построений.

среднее арифметическое (значение результата геодезических измерений) Оценка значения геодезической величины из многократных равноточных измерений, получаемая по формуле

l=1/n?li где li - результат отдельного измерения,

n - количество измерений.

среднее весовое (значение результата геодезических измерений).Оценка значения измеренной геодезической величины из многократных неравноточных независимых измерений, получаемая по формуле

l=1/(?pi)*?lipi

где li - результат отдельного измерения,

pi- вес результата измерения,

n - количество измерений.

уравнительные вычисления. Комплекс вычислительных работ, проводимых с целью уравнивания и оценки точно-сти результатов измерений.

уравнивание (геодезических измерений)

ндп - уравновешивание

Математическая обработка результатов геодезических измерений, выполняемая с це-лью нахождения оптимальных оценок измеренных величин и их функций для устранения несогласованности между результатами измерений.

уравненное значение (результата геодезических измерений).Оценка искомой геодезической величины (функции измеренных величин), получен-ная из уравнивания.

поправка из уравнивания. Разность между уравненным и измеренным значением результатов измерений.

невязка (функции измеренных геодезических величин) {w} . Разность между значением функции, вычисленным по результатам измерений, и ис-тинным ее значением.

вес результата (геодезических) измерений {p}

Относительная характеристика точности результата геодезических измерений, обрат-но пропорциональная дисперсии результата измерений.

обратный вес результата (геодезических) измерений {Q}

Относительная характеристика точности результата геодезических измерений, обрат-ная его весу.

Средняя квадратическая погрешность уравненного значения (резуль-тата геодезических измерений) {mox}

Оценка значения геодезической величины по результатам уравнивания измерений, получаемая по формуле

m0x=mQ*корень(Q).

где m средняя квадратическая погрешность результата измерений, вес которого при-нят за единицу; Q

Q - обратный вес результата измерений X.

2.Методы топографических съемок.

Различают следующие виды топографической съемки: фототопографический, тахеометрический, нивелирование поверхности, мензульный. Выбор метода съемки зависит от многих факторов: масштаба съемки, размера участка, особенностей местности, сроков выполнения работ и др. Распространенный ранее метод мензульной (углоначертательной) съемки в настоящее время применяется крайне редко.

Основным методом съемки является фототопографический.

Фототопографические методы съемки основаны на измерении объектов и рельефа местности по фотографическим изображениям.

Наземная фототопографическая съемка применяется, как правило, в высокогорной и горной, преимущественно открытой местности со сложными формами рельефа и, в особых случаях, в равнинных районах для инженерных изысканий. На небольших участках она может быть применена как самостоятельный метод съемки, а при картографировании значительных площадей - в сочетании с другими методами съемок.

Тахеометрическая съемка - топографическая съемка, выполняемая с помощью теодолита или тахеометра и дальномерной рейки, в результате которой получается план местности с изображением ситуации и рельефа.

Нивелирование - определение разности высот двух или многих точек земной поверхности относительно условного уровня, т.е. определение превышения.

Билет 22.

1.Линейные измерения. Принцип измерения длин линий. Прямые и косвенные измерения.

Линейные измерения, т.е. измерения длины линий на местности могут выполняться в зависимости от необходимой точности: непосредственно дальномерами и косвенно.

Непосредственные линейные измерения производят при помощи мерных приборов: рулеток, лент или проволок. Эти приборы изготовляют из стали или инвара (сплав 64% железа и 36% никеля), обладающего малым температурным коэффициентом линейного расширения. Стальными мерными приборами расстояние измеряют с относительной погрешностью порядка 1:1000 -1: 3000, а инварными 1:25000 -1: 1000000.

Дальномеры для определения расстояния применяют оптические (нитяные и двойных изображений), светодальномеры и радиодальномеры. Относительные погрешности расстояний, определенных оптическими дальномерами порядка 1:200 -1:5000, а свето- и радиодальномерами - 1: 10000 - 1: 400000.

Сущность косвенных способов заключается в измерении базиса и углов геометрической фигуры, построенной на местности связывающей базис с определяемым расстоянием. Длину последнего вычисляют по формулам тригонометрии (синусов, косинусов).

Конечные точки измеряемой на местности линии закрепляются знаками.

На пунктах основной геодезической сети устанавливают бетонные или железобетонные монолиты, трубы, рельсы, на точках съемочной сети - деревянные столбы и колья. Колышек, закрепляющий точку забивают почти вровень с землей, длина до 30 см, толщина 4-6 см. В верхний срез кола забивают гвоздь. Рядом забивают второй кол - сторожек, на котором записывают номер точки. Иногда вместо кольев используют железные трубки, металлические стержни на тротуарах с покрытием, закрепление точек производится железными гвоздями или костылями.

Рис. 1. Знаки закрепление точек: 1-колышек; 2-сторожок; 3-вешка.

Точки на местности выбирают в процессе рекогносцировки так, чтобы удобно было измерять линию. Если измеряемая длина линии более 150 м, то ее необходимо провешить. Провешить линию, это, значит, выставить по створу ряд вех, которые находились бы в отвесной плоскости, проходящей через две конечные точки измеряемой линии. Веха окрашивается в белый и красный цвета. Обычно вехи устанавливают через 70-100 м в равнинной и через 20-50 м в холмистой местности.

Вешение линий можно производить на глаз или при помощи теодолита. Различают следующие случаи вешения линий при помощи вех. Вешение "на себя" между двумя точками А и В. В точках А и В устанавливают отвесно вехи. Наблюдатель становиться на одном конце линии АВ за вехой, а (рис.2.) Рабочий, по его указанию выставляет последовательно вехи в точках С и D, начиная от точки В, приближаясь к наблюдателю, стоящему возле точки А. Вешение линии "от себя".

Если линию АВ надо проложить "от себя" (рис 3.), то наблюдатель по двум вехам А и В в створе выставляет веху С и так далее. Этот способ менее точный.

Наиболее простым мерным прибором является стальная лента шириной 15 - 20 мм толщиной 0,3 -0,4 мм. Обычная ее длина 20 м. По ГОСТу могут быть ленты 24 и 50 м. Различают ленты штриховые и шкаловые. За длину штриховой ленты принимают расстояние между штрихами, нанесенными на концах ленты.

Мерные ленты разделены на метры, отмеченные бляшками с цифрами метров. Полуметры отмечены заклепками, а дециметры в виде отверстий диаметром 3 мм. При перевозках и хранении ленту наматывают на кольцо и закрепляют винтами. К ленте прилагается 6 или 11 железных шпилек. Шпильки надевают на кольцо.

Для более точных измерений применяют узкие шкаловые ленты шириной 6-10 мм или стальные и инварные проволоки. Чтобы достигнуть постоянного натяжения при точных измерениях применяют динамометры, а для учета температуры ленты термометр.

2.Неравноточные измерения. Понятие веса.

Если результаты измерений получены не в одинаковых условиях и им соответствуют различные дисперсии, а следовательно, и средние квадратические погрешности, то измерения называются неравноточными.

При обработке неравноточных измерений вводят новую характеристику точности измерения, называемую весом измерения.

Вес результата измерения р определяется формулой:

где k - произвольно выбранное число, но одно и то же для всех весов, участвующих в решении какой-либо задачи; - дисперсия результата измерения.

Вследствие того, что точное значение дисперсии никогда не известно, вес вычисляют по формуле, т. е. принимают ,

где m - средняя квадратическая погрешность, полученная по достаточно большому количеству результатов измерений.

Так как k - произвольное число, то вес служит только относительной характеристикой точности, т.е. он дает представление о точности результата измерения только при сравнении с весами других результатов.

Как видно из определения веса, отношение весов не изменяется, если все веса увеличить или уменьшить в одно и то же число раз. Это является одним из свойств весов.

Если двум результатам измерения соответствуют веса;

то, разделив первое равенство на второе, получим

т.е. веса двух измерений обратно пропорциональны квадратам средних квадратических погрешностей этих измерений. Равенство выражает второе свойство весов. Из определения веса следует, что равноточные измерения имеют равные веса, а неравноточные - неравные веса.

Найдем вес среднего арифметического.Пусть произведено п равноточных измерений с дисперсией .Вес одного измерения

а вес среднего арифметического

По свойству весов

Примем вес одного измерения за единицу, т. е. р = 1. Так как

то получим P=n

Таким образом, в случае равноточных измерений, если вес одного измерения принят за единицу, вес среднего арифметического равен числу измерений.

Билет 23.

1.Виды геодезических измерений на местности. Сущность угловых, линейных измерений и измерений превышений.

Геодезические измерения - измерения, проводимые в процессе топографо-геодезических работ.

Принципом геодезических измерений является физическое явление, положенное в основу геодезических измерений. В геодезических средствах измерений используется ряд принципов, реализующих различные физические явления: оптический, оптико-механический, оптико-электронный, электромагнитный, импульсный, фазовый, спутниковый, доплеровский, интерференционный и др. принципы.

Методом геодезических измерений является совокупность операций по выполнению геодезических измерений в соответствии с реализуемым принципом измерений, выполнение которых обеспечивает получение результатов с заданной точностью

Объектами геодезических измерений являются предметы материального мира (местности, сооружения, строительной площадки, производственного помещения и т.д.), которые характеризуются одной или несколькими геодезическими величинами, подлежащими измерениям.

Вид геодезических измерений - классификационная категория геодезических измерений, выделяемая по признаку измеряемой геодезической величины.

Различают следующие виды геодезических измерений:

Угловые (геодезические) измерения - вид геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величиной являются горизонтальные и (или) вертикальные углы (зенитные расстояния).

Линейные (геодезические) измерения - вид геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величиной являются длины сторон геодезических сетей (расстояния или их разности).

Геодезические измерения превышений - вид линейных геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величиной являются разности высот пунктов (точек).

Сущность измерений горизонтальных углов. Рисунки на фото!!

Для измерения горизонтальных и вертикальных углов на местности применяется специальный геодезический прибор теодолит.

На местности имеется два направления АВ и АС необходимо определить угол ? между этими направлениями, рис. 19. Так как в геодезии все линии проектируются на плоскость, то горизонтальным углом ? будет угол B?A?C? , образованный, проекциями линий АВ и ВС на плоскость Q. Для измерения данного угла необходима мера, которой будет круг с градусными делениями, называемый лимбом. Лимб горизонтально устанавливается над вершиной угла (точка А). Линия пересечения вертикальной плоскости К с лимбом образуют отсчет ОВ , а линия пересечения плоскости L даст отсчет ОС . Разность данных отсчетов будет равна измеряемому горизонтальному углу ? = ОС - ОВ. Таким образом, горизонтальный угол между двумя направлениями АВ и АС будет двухгранный угол, образованный двумя вертикальными плоскостями, проходящими через данные направления.

Сущность измерения вертикальных углов. Тоже на фото.

Вертикальный угол, рис. 20 это угол, образованный горизонтальной плоскостью H ? H? и заданным направлением. Горизонтальная плоскость формируется цилиндрическим уровнем. Мерой измерений вертикальных углов является лимб вертикального круга. Угол ? равен ? = ОА - М0, (21) где ОА - отсчет по лимбу вертикального круга; М0 - место нуля вертикального круга (угол между нулевым диаметром лимба и линией горизонта при горизонтальном положении линии визирования).

Сущность линейных измерений. рисунок на фото.

Длина линии D, рис. 21, соединяющей две точки по кратчайшему расстоянию, называется дальностью. В вычислениях используется горизонтальная проекция измеряемой линии АВ, линия A?B? , значение которой вычисляется по формуле S = D cos? ,где D - дальность, результат измерения по земной поверхности, ? - угол наклона линии. Расстояния на местности измеряются механическими, оптическими и электронными приборами линейных измерений. К механическим приборам относятся: землемерные ленты, мерные проволоки, рулетки, длинномеры и пр. К оптическим приборам - оптические дальномеры. В настоящее время наибольшее распространение получили электронные радио и светодальномеры.

2.Особенности съемки застроенных территорий.

1.Горизонтальная съемка застроенных территорий в масштабах 1:2000 - 1: 500 выполняется самостоятельности или в сочетании с высотной съемкой.

Горизонтальная съемка выполняется способами: полярным, створов, графоаналитическим, засечек, перпендикуляров (абсцисс и ординат), стереотопографическим.

При всех способах горизонтальной съемки должны составляться абрисы, производиться обмеры контуров зданий (сооружений) и измеряться контрольные связки между ними.

2.Съемка застроенной территории должна производиться с пунктов (точек) опорной и съемочной геодезических сетей (приложение Г).

Производить съемку с точек мензульных ходов не разрешается.

Створные точки, определяемые от пунктов и точек геодезической основы, должны определяться с точностью не менее 1:2000.

При использовании способа засечек допускаются углы в пределах от 30° до 150°.

3.Измерение горизонтальных углов при съемке следует выполнять теодолитом при одном положении вертикального круга со средней погрешностью не более 1' и с контролем ориентирования лимба на станции, расхождение от первоначального ориентирования допускается не более 1,5'.

4. Накладка контуров капитальных зданий (сооружений) с помощью транспортира допускается при величине полярных расстояний до 6 см в масштабе плана. При полярных расстояниях, превышающих указанную величину, накладка таких контуров на план должна производиться по координатам.

5. При графоаналитическом способе съемки углы кварталов и капитальные здания (сооружения), опоры, колодцы, центры стрелочных переводов должны наноситься на план по координатам, определенным с пунктов планового съемочного обоснования, и данным обмеров контуров зданий (сооружений). Съемку прочих элементов ситуации допускается производить методом мензульной или тахеометрической съемки.

6. Высоты люков колодцев подземных сооружений и верха труб на дорогах, урезов воды в водоемах (водотоках), полов в капитальных зданиях (по дополнительному заданию) должны определяться геометрическим нивелированием по двум сторонам рейки или тригонометрическим нивелированием при двух положениях вертикального круга. Расхождение между превышениями не должны быть более 2 см. Высоты других пикетов следует определять по одной стороне рейки (при одном положении вертикального круга в случае тригонометрического нивелирования), при расстояниях до пикетов более 250 м следует вводить поправки за кривизну земной поверхности и рефракцию.

7. На улицах (проездах) поперечные профили должны измеряться через 40, 60, 100 м (в зависимости от масштаба планов), а также в местах перегиба рельефа и по осям пересекающихся улиц (проездов).

8. При нивелировании поперечных профилей должны быть определены высоты у фасадной линии, бровки тротуара (бордюрного камня), оси улицы (проезда), бровки и дна кюветов, а также других характерных точек рельефа.

Расстояние между нивелирными точками на поперечных профилях не должны превышать 40 м на планах и в масштабе 1:2000 и 20 м - 1:1000 и 1:500.

Билет 24.

1.Источники ошибок угловых измерений. Оценка точности результатов измерений.

Ошибки угловых измерений - случайные и систематические - делят на три группы: личные, приборные и из-за влияния внешней среды. Наиболее трудно устранить систематические ошибки, поэтому их необходимо тщательно изучать и сводить к минимуму путем введения поправок или соответствующей организации измерений. Влияние случайных ошибок ослабляют, увеличивая число приемов измерений до определенной величины.

Личные ошибки измерений возникают из-за несовершенства системы наблюдатель - прибор. К личным можно отнести случайные и систематические ошибки визирования, случайные ошибки совмещения изображений штрихов лимба и отсчитывания по шкале оптического микрометра; систематические ошибки из-за неодинаковой освещенности штрихов лимба, ошибки отсчета по накладному уровню, позволяющему определять поправки в направлении за наклон вертикальной оси теодолита.

Приборные ошибки возникают из-за неточного изготовления узлов и деталей теодолита, остаточных погрешностей его регулировки и юстировки " т. п. К приборным относят ошибки из-за различия номинальной и фактической цен делений окулярного и отсчетного микрометров, погрешности хода фокусирующей линзы зрительной трубы, эксцентриситет лимба и алидады, ошибки диаметров лимба, коллимационные ошибки, ошибки из-за наклона оси вращения трубы, вертикальной оси теодолита, лимба, ошибки вследствие температурных деформаций узлов теодолита и др.

Ошибки из-за влияния внешней среды являются наиболее существенным источником систематических ошибок при угловых измерениях. В первую очередь к ним относят оптическую рефракцию, которая, если не принять мер по ее учету, лимитирует дальнейшее повышение точности угловых измерений. К этой группе относят ошибки из-за кручения и гнутия геодезических сигналов и др.

При измерении горизонтальных углов теодолитом приборные ошибки обычно исключают из конечного результата путем использования специальной методики. Например, ошибки, возникающие вследствие коллимационной ошибки, неперпендикулярности оси вращения трубы к вертикальной оси вращения теодолита исключаются, если определять среднее из отсчетов при круге лево и право; влияние эксцентриситета исключается при совмещении противоположных штрихов лимба или если вычислять среднее из отсчетов по двум верньерам. Ошибки центрирования и установки визирных целей можно свести к минимуму при достаточной длине сторон и тщательной установкой прибора и визирных целей. Ошибки наведения на визирные цели при увеличении зрительной трубы 20х не превышают 3-4", при измерении углов техническим теодолитом ими можно пренебречь.

Наиболее существенной является ошибка отсчитывания по лимбу, величина которой m0 =t/2, где t - точность отсчетного устройства. Так как угол в полуприеме ?i = с - а, то при mс =mа = m0

(1.75)

Угол в приеме ? = 0,5(?1 + ?2), где ?1 и ?2 - значение углов, полученных в первом и втором полуприемах. При m?1 = m?2 = m?i с учетом (1.75) значение средней квадратической ошибки измерения угла одним приемом

a предельная ошибка

Разности двух значений угла, полученных в полуприемах,

?? = ?1-?2

Средняя квадратическая ошибка этой разности при m?1 = m?2 = m?i с учетом (1.75)

Предельно допустимое расхождение между значением угла в полуприемах

??? = 2m?? = 2

Оценка точности результатов измерений

Под точностью измерений понимается степень близости результата измерения к истинному значению измеряемой величины. Точность результата измерений зависит от условий измерений.

Для равноточных результатов измерений мерой точности является средняя квадратическая ошибка m, определяемая по формуле Гаусса:

. Средняя квадратическая ошибка обладает устойчивостью при небольшом числе измерений.

Предельная ошибка.

Вследствие третьего свойства случайные ошибки, превышающие по абсолютной величине значение 2m, встречаются редко (5 на 100 измерений). Еще реже погрешности больше 3m (3 из 1000 измерений). Поэтому устроенную погрешность называют предельной ошибкой

Для особо точных измерений в качестве предельной ошибки принимают

Все вышеперечисленные ошибки называют абсолютными. В геодезии в качестве специальных характеристик точности измерений используется относительная ошибка - отношение абсолютной ошибки к среднему значению измеряемой величины, которое выражается в виде простой дроби с единицей в числителе, например

2. Высотное обоснование топографических съемок. Полевые и камерные работы.

Высотное съёмочное обоснование обычно создается в виде сетей нивелирования IV класса или технического нивелирования. На больших площадях при создании высотного обоснования методом геометрического нивелирования получают редкую сеть пунктов, которая в последующем сгущается высотными ходами. В этих ходах превышения определяют тригонометрическим способом. Для получения необходимой точности в инструкциях по топографическим съемкам регламентируют точность измерений превышений, методику их определения и предельные длины высотных ходов.

По назначению, составу и методам исполнения полевых и камеральных работ различают два вида фототеодолитной съемки - топографическую и специальную.

При топографической фототеодолитной съемке, выполняемой с целью получения топографических карт и планов в масштабах 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000, 1:10 000, в состав работ входят:

1) составление проекта работ (выбор масштаба съемки, составление программы работ и сметы на них, календарного плана)

2) рекогносцировка участка съемки (осмотр ситуации и рельефа местности, выбор типа геодезической опорной сети съемочного обоснования, мест расположения базисов фотографирования и контрольных точек);

3) создание геодезической опорной сети (установка знаков сети, измерения в сети, предварительное вычисление координат и отметок точек сети);

4) создание съемочного рабочего обоснования и планово-высотная привязка точек базисов и контрольных точек;

5) фотографирование местности;

6) измерение длин базисов фотографирования;

7) лабораторные и камеральные работы.

Камерные работы-работы ,которые производятся зимой в кабинете (камера по-латыни означает комната) с целью окончательной обработки в летнее время полученного материала полевой работы. Делаются подсчеты, составляются карты, от-четы, статьи, книги для печати, являющиеся результатом произведенных на месте геологических, геофизических, разведочных и проч. работ.

Камерные работы-работы ,которые производятся зимой в кабинете (камера по-латыни означает комната) с целью окончательной обработки в летнее время полученного материала полевой работы. Делаются подсчеты, составляются карты, от-четы, статьи, книги для печати, являющиеся результатом произведенных на месте геологических, геофизических, разведочных и проч. работ.

Назначение: автоматизация обработки инженерно-геодезических изысканий, полученных из журналов полевых измерений.

Функции:

• расчет и уравнивание теодолитных ходов различной конфигурации;

• обработка результатов тахеометрической съемки местности;

• обработка результатов нивелирования;

• решение задач геодезической привязки (снесение координат, треугольник и др.);

• вычисление площади замкнутого полигона по координатам его граничных точек;

• нанесение результатов расчета и уравнивания на карту;

• формирование и печать ведомостей решения геодезических задач.

Процедуры, входящие в состав комплекса позволяют выполнить расчеты и уравнивание геодезических измерений для последующего использования результатов в целях составления топографических планов, формирования землеустроительной документации, проектирования и мониторинга сооружений линейного типа, построения моделей рельефа и пр. Все режимы предназначены для обработки "сырых" измерений и предусматривают табличную форму ввода данных.

Полевые работы-работы, которые топограф, геолог, горноразведчик и т. п. предпринимает с инструментами в руках обыкновенно в летнее, сезонное, время с выходом в поле (а также в лес или горы) для выполнения намеченной им задачи. Иногда полевые разведочные работы могут происходить и зимой, и даже их производить зимой удобнее, как, напр., разведки на золото в руслах рек ,глубокое алмазное и др. разведочное бурение. Нынешние геофизические методы разведок также допускают зимнюю полевую работу.

Билет 25.

1.Отсчетные устройства теодолита.

Отсчитывание - это определение положения отсчетного индекса относительно штрихов рабочей меры. В оптических теодолитах отсчитывание может вестись по одной стороне лимба ГК и ВК - односторонняя система отсчитывания при двух положениях круга или одновременно по двум диаметрально противоположным его частям - двухсторонняя система отсчитывания при любом положении круга.

Отсчетные устройства: штриховой и шкаловой микроскопы. Эксцентриситет горизонтального круга.

С помощью отсчетных устройств в теодолитах считывают показания с лимбов. В современных точных и технических теодолитах применяются штриховые микроскопы (отсчет по штриху-индексу) и шкаловые микроскопы (отсчет по шкале), а высокоточных теодолитах используют микрометры.

Отсчетный микроскоп через систему призм и линз выводит в окуляр изображения градусных делений горизонтального и вертикального кругов. (На рис.23а (далее исправлен) показано поле зрение штрихового микроскопа с изображением штриха и лимбов с ценой деления в 10': вертикального В и горизонтального Г. Визуально оценивая десятые доли делений лимбов с точностью до 1', отсчеты на рисунке В=7? 45' и Г=345? 54'.

В поле зрения шкалового микроскопа теодолита 2Т30 (рис.23б) цена деления лимба составляет 1 , отсчетная шкала разделена через 5', отсчеты на рисунке В = -9? 37', Г = 293? 42'.)

В теодолитах со штриховыми и шкаловыми микроскопами отсчеты производят по одному концу диаметра лимба. Для уменьшения влияния эксцентриситета горизонтального круга (рис.23.2)- несовпадения оси вращения прибора С' с центром кольца делений лимба C - измерение горизонтального угла производят дважды: при круге лево (отсчет М') и при круге право (отсчет N').

Так как при этом отсчеты берутся по диаметрально противоположным концам лимба, то среднее из полученных результатов не содержит погрешности от влияния эксцетриситета (M+N)/2 =(M'+N')/2.

2.Тахеометрическая съемка. Состав и порядок работы.

В процессе т.с. ситуацию и рельеф снимают одновременно, план местности составляют в камеральных условиях.

Тахеометры предназначены для измерения горизонтальных и вертикальных углов, расстояний и превышений.

При использовании технических теодолитов сущность тахеометрической съемки сводится к определению пространственных полярных координат (?, ?, D) точек местности и последующему нанесению этих точек на план. При этом горизонтальный угол ? между начальным направлением и направлением на снимаемую точку измеряется с помощью горизонтального круга теодолита, вертикальный угол ? - по вертикальному кругу теодолита, расстояние до снимаемой точки D - дальномером. Таким образом, плановое положение снимаемых точек определяется полярным способом (координатами ?, D), а высоты (отметки) точек - методом тригонометрического нивелирования, осуществляемого с помощью наклонного луча визирования.

Порядок работы на станции при тахеометрической съёмке

1. установить теодолит на штативе; выполнить центрирование и горизонтирование теодолита;

2. выбрать направление полярной оси - на любой другой хорошо видимый пункт съёмочного обоснования; выбор заключается в наведении зрительной трубы на вешку, установленную на выбранном пункте и установке на лимбе горизонтального круга отсчёта 0° 00';

3. выполнить поверку места нуля вертикального круга;

4. измерить высоту инструмента i ,то есть, расстояние по вертикали от центра пункта до оси вращения трубы;

5. установить основное положение круга (КЛ или КП);

6. нарисовать абрис, на котором указать положение пункта установки теодолита, положение ориентирного пункта, зарисовать плановую ситуацию (объекты местности, подлежащие съёмке), показать местоположение всех пикетов и проставить их номера (рисовку пикетов можно выполнять и в процессе съёмки);

7. съёмка одного пикета:

• установить вертикально рейку на пикет; навести зрительную трубу на рейку;

• взять отсчёт по горизонтальному кругу и записать его в журнал;

• взять отсчёт по вертикальному кругу теодолита и записать его в журнал;

• измерить дальномерное расстояние с помощью нитяного дальномера,

• записать его в журнал; о записать семантическую информацию о пикете.

Билет 26.

1.Дальномеры, их виды. Принцип работы светового дальномера.

Светодальномер - геодезический прибор, позволяющий с высокой точностью (до нескольких миллиметров) измерять расстояния в десятки (иногда в сотни) километров.

Так, например, светодальномером измерено расстояние от Земли до Луны с точностью до нескольких сантиметров.

Конструкция

Светодальномеры состоят из:

? источника света или излучателя, обычно лазера,

? отражателя (размещается на другом конце измеряемой линии),

? приемника/анализатора.

Повышение мощности излучателя привело к возможности получения устойчивого отраженного сигнала от диффузной поверхности, что дает возможность измерять расстояние без использования отражателя. В свою очередь это приводит к экономии временных затрат.

Принцип работы

Расстояния измеряют по разности фаз излучаемого и принятого луча, модулируя свет разными частотами (фазовые светодальномеры) или по времени прохождения лучом измеряемого расстояния (импульсные светодальномеры).

2.Способы съемки ситуации

Съемка ситуации - геодезические измерения на местности для последующего нанесения на план ситуации (контуров и предметов местности).

Выбор способа съемки зависит от характера и вида снимаемого объекта, рельефа местности и масштаба, в котором должен быть составлен план .

Съемку ситуации производят следующими способами: перпендикуляров; полярным; угловых засечек; линейных засечек; створов (рис. 60).

Способы съемки ситуации:

1) способ перпендикуляров;

2) полярный способ;

3) способ угловых засечек;

4) способ линейных засечек;

5) способ створов.

Рис. 60. Способы съемки ситуации:

а - перпендикуляров, б - полярный, в - угловых засечек, г - линейных засечек, д - створов.

Способ перпендикуляров (способ прямоугольных координат) - применяется обычно при съемке вытянутых в длину контуров, расположенных вдоль и вблизи линий теодолитного хода, проложенных по границе снимаемого участка. Из характерной точки К (рис. 60, а) опускают на линию хода А - В перпендикуляр, длину которого S2 измеряют рулеткой. Расстояние S1 от начала линии хода до основания перпендикуляра отсчитывают по ленте.

Полярный способ (способ полярных координат) - состоит в том, что одну из станций теодолитного хода (рис.60, б) принимают за полюс, например, станцию А, а положение точки К определяют расстоянием S от полюса до данной точки и полярным углом ? между направлением на точку и линией А - В. Полярный угол измеряют теодолитом, а расстояние дальномером. Для упрощения получения углов, теодолит ориентируют по стороне хода.

При способе засечек (биполярных координат) положение точек местности определяют относительно пунктов съемочного обоснования путем измерения углов ?1 и ?2 (рис.60, в) - угловая засечка, или расстояний S1 и S2 (рис.60, г) - линейная засечка.

Угловую засечку применяют для съемки удаленных или труднодоступных объектов.

Линейную засечку - для съемки объектов, расположенных вблизи пунктов съемочного обоснования. При этом необходимо чтобы угол ?, который получают между направлениями при засечке был не менее 30° и не более 150°.

Способ створов (промеров). Этим способом определяют плановое положение точек лентой или рулеткой.(рис. 60, д). Способ створов применяется при съемке точек, расположенных в створе опорных линий, либо в створе линий, опирающихся на стороны теодолитного хода. Способ применяется при видимости крайних точек линии. Результат съемки контуров заносят в абрис. Абрис называют схематический чертеж, который составляется четко и аккуратно.

Билет 27.

1.Основные сведенья о геодезических сетях и методах их создания.

Геодезической сетью называют систему закрепленных на земной поверхности геометрически связанных между собой точек, положение которых определено в принятой системе координат и высот. Геодезические сети подразделяют на:

• глобальные, покрывающие поверхность всей Земли;

• национальные (государственные), создаваемые на территории данной страны;

• сети сгущения, геодезическое съемочное обоснование (для топографических съемок);

• специальные (местные) геодезические сети.

Глобальная геодезическая сеть создается методами космической геодезии по материалам наблюдений искусственных спутников Земли. Положение пунктов определяется в геоцентрической системе прямоугольных координат с началом в центре масс Земли, ось Z совпадает с осью вращения Земли, плоскость XZ - с плоскостью начального меридиана, ось 0Y дополняет систему до правой. Глобальную геодезическую сеть используют для решения научных и научно-технических задач.

Национальная геодезическая сеть подразделяется на государственную плановую, нивелирную (высотную) и гравиметрическую сети. Национальная геодезическая сеть состоит из пунктов, взаимное плановое положение которых определяют с наивысшей точностью, высоты пунктов этой сети, особенно в горах, определяют с меньшей точностью. Государственная нивелирная сеть содержит пункты, высоты которых относительно поверхности квазигеоида определяют с наивысшей точностью, плановое положение этих пунктов определяют приближенно.

Государственная гравиметрическая сеть имеет пункты, на которых с наивысшей точностью определяют ускорение силы тяжести, плановое и высотное положение этих пунктов определяют с требуемой точностью.

Специальные (местные) геодезические сети создают в тех случаях, когда для решения поставленных задач на данном участке нужно иметь пункты, взаимное расположение которых в плане и по высоте определено с наивысшей точностью. Систему координат в таких сетях обычно подбирают так, чтобы редукционные поправки за переход от измеренных величин к их проекциям на местную поверхность относимости были минимальными. Такие сети строят, например, в сейсмоактивных регионах для прогнозирования землетрясений, при строительстве крупных сооружений и т. п.плановое и высотное положение этих пунктов определяют с требуемой точностью.

Методы создания геодезических сетей -Плановое положение пунктов геодезических сетей создают методами:

Триангуляции - состоит в создании геодезических сетей из треугольников, в вершинах которых размещены геодезические пункты, с измерением всех углов и некоторых из сторон-базисов Измерения горизонтальных углов в треугольниках производят точными угломерными приборами - теодолитами, а базисов светодальномерами и другими приборами. По мере удаления от базиса, измеренного в начале сети триангуляции, точность определения сторон треугольников понижается, поэтому для повышения точности и контроля в конце ряда треугольников измеряют еще один базис.

Трилатерации (линейной триангуляции)- состоит в создании геодезических сетей из треугольников, в вершинах которых размещены геодезические пункты с измерением горизонтальных проекций длин всех сторон.

Полигонометрии- полигонометрии состоит в создании геодезических сетей путем измерения горизонтальных расстояний между геодезическими пунктами и горизонтальных углов между сторонами сети.

Наземно-космический метод - заключается в создании геодезических сетей с использованием систем и приборов спутниковой навигации ("GPS").

2.Точность геометрического нивелирования. Источники ошибок измерения превышений и способы их ослабления.

Ошибка установки визирной линии трубы в горизонтальное положение по уровню; при t = 25" она достигает 3" - 4". Для расстояния 100 м это приводит к ошибке отсчета по рейке 2 мм.

Ошибка отсчета из-за ограниченной разрешающей способности трубы нивелира; при увеличении V = 25x эта ошибка достигает 1.2 мм на 100 м расстояния.

Нарушение главного условия нивелира; при нивелировании строго из середины эта ошибка исключается.

Наклон рейки. Для уменьшения влияния наклона рейки ее рекомендуется слегка покачивать вперед-назад около вертикального положения; при отсчетах меньше 1000 мм рейку качать нельзя. При покачивании рейки отсчеты по ней изменяются; наименьший отсчет является правильным.

Ошибка нанесения делений на рейке. Общая ошибка отсчета по шашечной рейке нивелиром Н-3 оценивается в 4 мм на 100 м расстояния.

Билет 28.

1. Установка теодолита в рабочее положение.

Приведение теодолита в рабочее положение предусматривает:

1) центрирование - установка центра горизонтального круга над вершиной измеряемого угла. Выполняется с помощью нитяного отвеса или оптического центрира, перемещением ножек штатива и с последующим передвижением прибора на головке штатива. Погрешность центрирования зависит от требуемой точности выполняемых работ и не должна превышать 3 мм при измерении горизонтальных углов для решения большинства инженерных задач;

2) горизонтирование - приведение плоскости лимба горизонтального круга в горизонтальное положение, т.е. установка вертикальной оси вращения теодолита (ОО1) в отвесное положение. Для этого устанавливают цилиндрический уровень параллельно двум подъемным винтам и вращая их одновременно в противоположные стороны выводят пузырек уровня на середину ампулы. Затем поворачивают цилиндрический уровень на 90? по направлению третьего подъемного винта и, вращая его, опять выводят пузырек в нульпункт. Эти действия повторяют до тех пор пока пузырек не будет отклоняться от центра ампулы более чем на одно деление. При измерении вертикальных углов отклонение пузырька от середины не должно превышать полделения;

3) подготовку зрительной трубы для наблюдений по глазу - вращением окуляра (от -5 до +5 диоптрий) до получения четкого изображения сетки нитей на светлом фоне - и по предмету - вращением кремальеры до четкого изображения визирной цели. Если изображение предмета не совпадает с плоскостью сетки нитей, то при перемещении глаза относительно окуляра точка пересечения нитей будет проецироваться на различные точки наблюдаемого предмета. Возникает параллакс, который устраняется небольшим поворотом кремальеры.

2. Сущность тригонометрического нивелирования. Вывод основной формулы.

Тригонометрическое нивелирование называют также геодезическим или нивелированием наклонным лучом. Оно выполняется теодолитом; для определения превышения между двумя точками нужно измерить угол наклона и расстояние. В точке А устанавливают теодолит, в точке В - рейку или веху известной высоты V. Измеряют угол наклона зрительной трубы теодолита при наведении ее на верх вехи или рейки (рис.4.38). Длину отрезка LK можно представить как сумму отрезков LC и CK с одной стороны и как сумму отрезков LB и BK с другой. Отрезок LC найдем из ?JLC: LC = S*tg ? , остальные отрезки обозначены на рисунке.

Рис.4.38

Тогда LC + CK = LB + BK и S * tg( ?) + i = V + h.

Отсюда выразим превышение h

h = S * tg(?) + i - V. (4.67)

Выведем формулу превышения из тригонометрического нивелирования с учетом кривизны Земли и рефракции. Вследствие рефракции луч от верхнего конца вехи идет по кривой, а визирная линия трубы будет направлена по касательной к этой кривой в точке J. Визирная линия трубы пересечет продолжение вехи в точке L1, а не L. Проведем уровенные поверхности в точках A, B, J (рис.4.39).

Проведем касательную к уровенной поверхности в точке J и обозначим: высоту прибора - i, высоту вехи - V, горизонтальное проложение линии AB - S.

Превышение точки B относительно A выражается отрезком BK. Отрезок L1K на рис.4.39 можно выразить через его части двумя путями:

L1K = L1E + EF + FK,

L1K = L1L + LB + BK.

Рис.4.39

Отрезок L1E найдем из ? JL1E. Этот треугольник можно считать прямоугольным, так как угол L1EJ очень мало отличается от прямого, всего лишь на величину центрального угла ? =(S / R)*r. Этот угол при S = 1 км не превосходит 0.5'.

Итак,

L1E = JE * tg(?),

но поскольку JE = S, то L1E = S * tg(?).

Отрезок EF выражает влияние кривизны Земли:

EF = p = S2 / 2*R;

отрезок FK равен высоте прибора FK = i; отрезок L1L выражает влияние рефракции:

L1L = r * (S2 / 2*R) * k = p * k;

отрезок LB равен высоте вехи V.

Таким образом,

S * tg(?) + p + i = r + V + h,

откуда

h = S * tg(?) + (i - V) + (p - r),

или

h = S * tg(?) + (i - V) + f. (4.68)

При измерении расстояния с помощью нитяного дальномера формула превышения несколько изменяется; так как S = (Cl + c)* Cos2(?), то

h = 0.5*(Cl + c)*Sin(2*?) + i - V + f = h'+ i - V + f,

Величину h'= 0.5*(Cl + c)*Sin(2*?) называют тахеометрическим превышением.

При S = 100 м величиной f можно пренебречь, так как

f = 0.66 мм . S2 ,

где S - расстояние (в сотнях метров).

Ошибка измерения превышения из тригонометрического нивелирования оценивается величиной от 2 см до 10 см на 100 м расстояния.

При последовательном измерении превышений получается высотный ход; в высотном ходе углы наклона измеряют дважды: в прямом и обратном направлениях.

Билет 29.

1. Определение высоты недоступного сооружения.

Работа выполняется с помощью теодолита, мерной ленты или рулетки. Для этого необходимо на местности разбить базис d такой длины, чтобы его конечные точки M и N отстояли от основания определяемого предмета, примерно, в полуторной высоте этого предмета, и угол b3 в вершине с недоступным предметом (мачты) "О" был не менее 300 .

Базис d измеряется дважды с относительной погрешностью 1/2000. С концов базиса M и N измеряются полным приемом горизонтальные углы b 1 и b2, вертикальные углы n1 и n2 при точке N и n3 и n 4 - при точке М, наведением зрительной трубы на верхнюю точку А и основание предмета (мачты) О. Отсчет по вертикальному кругу при наблюдении верхней точки и основания предмета производится при КЛ и КП.

Обработка наблюдений начинается с определения горизонтальных расстояний d1 и d2 по формулам:

,

Углы наклона определяются по известной формуле вертикального круга для теодолитов типа 2Т30, то есть

Полная высота предмета (мачты) Н определяется из формулы:

. Вычисленные значения высоты предмета Н по обеим формулам могут различаться в пределах 2-3 см. За окончательное значение высоты предмета принимается среднее арифметическое из полученных значений.

2. Способы геометрического нивелирования.

Геометрическое нивелирование основано на применении нивелира, который обеспечивает горизонтальное положение линии визирования. Геометрическое нивелирование может быть выполнено также с помощью теодолита-тахеометра.

Различают 2 способа геометрического нивелирования: "из середины" и "вперед". При нивелировании "из середины" нивелир устанавливают посередине между точками. Визирная ось инструмента приводится в горизонтальное положение. На точках А и В устанавливают отвесные рейки. Точка, высота которой известна, называется задней, а точка, высота которой определяется, называется передней. Визируя поочередно на заднюю и переднюю рейку, берут отсчеты. Превышение определяется как разность заднего и переднего отсчетов: h=a-b. Для контроля отсчеты берут по черным и красным сторонам рейки. Превышение подсчитывают дважды: как разность черных отсчетов и как разность красных отсчетов. По известной высоте HA и измеренному превышению h вычисляют высоту в точке В: HB=HA+h. Этот способ применяют при проложении нивелирных ходов. Он позволяет снизить влияния погрешностей.

При геометрическом нивелировании "вперед" нивелир устанавливается над одной из нивелируемых точек. При этом окуляр зрительной трубы нивелира располагается над точкой. В определяемой точке устанавливают рейку. Визирная ось инструмента приводится в горизонтальное положение. Берут отсчет по рейке b и измеряют высоту инструмента i. Превышение h подсчитывают из выражения : h=i-b. Высоту точки В определяется по формуле:HB=HA+h. Если с одной станции измеряют высоты нескольких точек, то выполняют расчеты по горизонту инструмента: HГИ=HA+h. Высота определяемой точки: HB=HГИ-b.

Билет 30.

1. Высотное обоснование топографических съемок. Полевые и камерные работы.

Высотное съёмочное обоснование обычно создается в виде сетей нивелирования IV класса или технического нивелирования. На больших площадях при создании высотного обоснования методом геометрического нивелирования получают редкую сеть пунктов, которая в последующем сгущается высотными ходами. В этих ходах превышения определяют тригонометрическим способом. Для получения необходимой точности в инструкциях по топографическим съемкам регламентируют точность измерений превышений, методику их определения и предельные длины высотных ходов.

По назначению, составу и методам исполнения полевых и камеральных работ различают два вида фототеодолитной съемки - топографическую и специальную.

При топографической фототеодолитной съемке, выполняемой с целью получения топографических карт и планов в масштабах 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000, 1:10 000, в состав работ входят:

1) составление проекта работ (выбор масштаба съемки, составление программы работ и сметы на них, календарного плана)

2) рекогносцировка участка съемки (осмотр ситуации и рельефа местности, выбор типа геодезической опорной сети съемочного обоснования, мест расположения базисов фотографирования и контрольных точек);

3) создание геодезической опорной сети (установка знаков сети, измерения в сети, предварительное вычисление координат и отметок точек сети);

4) создание съемочного рабочего обоснования и планово-высотная привязка точек базисов и контрольных точек;

5) фотографирование местности;

6) измерение длин базисов фотографирования;

7) лабораторные и камеральные работы.

Камерные работы-работы ,которые производятся зимой в кабинете (камера по-латыни означает комната) с целью окончательной обработки в летнее время полученного материала полевой работы. Делаются подсчеты, составляются карты, от-четы, статьи, книги для печати, являющиеся результатом произведенных на месте геологических, геофизических, разведочных и проч. работ.

Камерные работы-работы ,которые производятся зимой в кабинете (камера по-латыни означает комната) с целью окончательной обработки в летнее время полученного материала полевой работы. Делаются подсчеты, составляются карты, от-четы, статьи, книги для печати, являющиеся результатом произведенных на месте геологических, геофизических, разведочных и проч. работ.

Назначение: автоматизация обработки инженерно-геодезических изысканий, полученных из журналов полевых измерений.

Функции:

• расчет и уравнивание теодолитных ходов различной конфигурации;

• обработка результатов тахеометрической съемки местности;

• обработка результатов нивелирования;

• решение задач геодезической привязки (снесение координат, треугольник и др.);

• вычисление площади замкнутого полигона по координатам его граничных точек;

• нанесение результатов расчета и уравнивания на карту;

• формирование и печать ведомостей решения геодезических задач.

Процедуры, входящие в состав комплекса позволяют выполнить расчеты и уравнивание геодезических измерений для последующего использования результатов в целях составления топографических планов, формирования землеустроительной документации, проектирования и мониторинга сооружений линейного типа, построения моделей рельефа и пр. Все режимы предназначены для обработки "сырых" измерений и предусматривают табличную форму ввода данных.

Полевые работы-работы, которые топограф, геолог, горноразведчик и т. п. предпринимает с инструментами в руках обыкновенно в летнее, сезонное, время с выходом в поле (а также в лес или горы) для выполнения намеченной им задачи. Иногда полевые разведочные работы могут происходить и зимой, и даже их производить зимой удобнее, как, напр., разведки на золото в руслах рек ,глубокое алмазное и др. разведочное бурение. Нынешние геофизические методы разведок также допускают зимнюю полевую работу.

2. Понятие о топографических картах и планах.

Топографический план-это уменьшенное и подобное изображение на плоскости горизонтальной проекции контуров и рельефа участка местности.

Топографические планы создают в крупных масштабах 1:500,1:1000,1:2000,1:5000.Они предназначены для составления генпланов, технических проектов, рабочих чертежей для обеспечения строительства различных инженерных сооружений.

Карта. Уровенная поверхность Земли или её обширные части изображаются на плоскости с искажениями в определённой проекции (н-р в проекции Гаусса). Карта представляет собой уменьшенное и искажённое по определённым математическим законам изображение обширных частей поверхности Земли. Сеть меридианов и параллелей в заданной проекции образует на бумаге картографическую сетку, относительно которой на карту наносят обобщенные изображения контуров и рельефа земной поверхности по их географическим координатам.

Карты по масштабам подразделят на крупномасштабные-1:10 000,1:25 000,1:50 000,1:100 000;среднемасштабные-1:200 000,1:300 000,1:500 000 и мелкомасштабные-1:1 000 000 и мельче. Крупномасштабные топографические карты могут быть использованы для предварительных изысканий в строительств, для выбора территорий под строительство промышленных сооружений, городов и пр.

Показать полностью…
Рекомендуемые документы в приложении