25. Виды теодолитных ходов. Вычисление угловых невязок в замкнутом ходе и уравнивание углов. Допустимые невязки в ходах.

Т ЕОДОЛИТНЫЕ ХОДЫ: ЗАМКНУТЫЕ, РАЗОМКНУТЫЕ

И ДИАГОНАЛЬНЫЕ

Теодолитные ходы — геодезические построения в виде ломаных линий, в которых углы измеряют полным приемом теодолита, а длины сторон

землемерными лентами, рулетками или дальномерами.

Теодолитные ходы, как правило, прокладывают между пунктами государственных геодезических сетей или сетей сгущения. Различают теодолитные ходы разомкнутые (рис. 14.2, а), замкнутые (рис. 14.2, б), висячие (рис. 14.2, в) и системы ходов (рис. 14.2, г).

Теодолитные ходы в качестве съемочного обоснования нередко

используют в закрытой местности для съемок вдоль рек, каналов, дорог,

по просекам и для съемок других линейных объектов.

При съемках объектов, занимающих относительно большие площади

(мостовых переходов, аэродромов, площадок под гражданские и промышленные сооружения, здания и другие инженерные объекты), обычно вблизи границ съемки прокладывают замкнутые теодолитные ходы — полигоны (см. рис. 14.2, б). Для работы в общей системе государственных координат полигоны привязывают к пунктам государственной геодезической сети (рис. 14.2—1). Точки теодолитных ходов и полигонов выбирают, как правило, на возвышенных местах таким образом, чтобы между ними была обеспечена прямая видимость и чтобы с них был обеспечен максимальный обзор снимаемой территории. Если с точек замкнутого теодолитного хода — полигона не представляется возможным снять все подробности местности, то внутри него могут быть созданы один или несколько диагональных ходов (рис. 14.2—2). Разомкнутые теодолитные ходы используют чаще всего для обоснования съемок линейных инженерных сооружений, при этом они, как правило, в своих начальных и конечных точках опираются на пункты государственной геодезической сети (рис. 14.2, а). Точки разомкнутых теодолитных ходов обычно совпадают с вершинами углов поворота трассы линейного сооружения. При прокладке теодолитных ходов большой длины (например, при изысканиях автомобильных дорог), во избежание накопления ошибки измерений последние периодически привязывают к ближайшим пунктам геодезических сетей более высокой точности.

Если разомкнутый теодолитный ход опирается на более точное обоснование только одним своим концом, то его называют висячим (рис. 14.2, в). Такие ходы часто используют при необходимости съемки подробностей или объектов местности, расположенных на некотором удалении от границ основной съемки. Во избежание накопления недопустимых ошибок число сторон висячего хода допускают не более трех. При съемках значительных участков местности иногда создают системы теодолитных ходов (рис. 14.2, г). Точки пересечения теодолитных ходов называют узловыми точками (рис. 14.2—5).

ОБРАБОТКА И УРАВНИВАНИЕ УГЛОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ТЕОДОЛИТНЫХ ХОДОВ

Конечной целью обработки угловых и линейных измерений теодолитного хода является вычисление координат его вершин.

Обработка угловых измерений замкнутого полигона. Теоретическая сумма углов всякого плоского многоугольника равна 180°(и – 2), где п — число углов многоугольника. Разность измеренных и теоретических углов многоугольника называют угловой невязкой полигона. Определив величину угловой невязки полигона, ее необходимо

сопоставить с величиной предельно допустимой невязки. Поэтому, если угловая невязка больше теоретической, то все угловые измерения необходимо выполнить заново. Если меньше, то производят уравнивание (увязку) угловых измерений. При измерениях горизонтальных углов в теодолитных ходах техническими теодолитами предельную

погрешность измерения одного угла принимают равной ±1,5', угловая невязка £β≤1корень из n ; Vβ = £β/n – поправка (со знаком противоположным невязке).

Уравнивание (увязка) горизонтальных углов

Уравнять (увязать) означает выполнить четыре действия:

1.Найти невязку fb=П-Т, где П - практическая сумма измеренных углов, Т - теоретическое значение горизонтальных углов. Для замкнутого теодолитного хода Т = Sbтеор = 180° (n-2),

2.Оценить полученную невязку, т.е. сравнить с допустимым в соответствии с требованиями нормативных документов значением fb < fbдоп

3. Распределить невязку с обратным знаком пропорционально числу измеренных углов с округлениями до 0,1. В углы с более короткими сторонами вводятся большие по величине поправки, так как они измеряются менее точно;

4. Выполнить контроль:

а) сумма поправок должна равняться невязке с обратным знаком;

б) сумма исправленных углов равна теоретической сумме углов.

26. Вычисление приращений в теодолитных ходах. Определение допустимой величины невязки хода. Уравнивание приращений и вычисление координат точек хода.

Уравнивание (увязка) приращений координат теодолитного хода

Необходимость такого уравнивания возникает в связи с погрешностями, возникающими, как правило, при выполнении линейных измерений. При уравнивании необходимо выполнить следующие действия:

- определить невязки по осям абсцисс и ординат, абсолютную и относительную линейные невязки, т.е.

- оценить полученную невязку сравнением с допустимым значением;

- ввести поправки в уравниваемые величины с обратным знаком знаку невязки и прямо пропорционально горизонтальным проложениям с округлением до 0, 01м;

- выполнить контроль уравнивания:

а) сумма поправок должна быть равна величине невязки с обратным знаком,

б) сумма исправленных значений должна равняться теоретическому значению.

Приращениями называют проекции горизонтально проложенного линейного теодолитного хода на ось x и у.

Δx = d cosα

Δy= d sinα

Сумма приращений координат ΣΔx и ΣΔy =0 в замкнутом ходе равны 0.И в конце расчета получаем координаты начальных точек хода, т.е. ход должен замыкаться. Измеряем проекционную сумму приращений отличных от 0.

ΣΔx ≠ 0 =fx; ΣΔy ≠ 0 =fy

Далее находим абсолютную невязку заданного хода fp=±корень из fx2+ fy2 . fp – является погрешностью при измерении сторон хода и в некоторой части горизотирования углов.

Fp/P<1/2000

Если относительная ошибка хода удовлетворяет условию, то невязку fx и fy распределяют с обратным знаком по всем приращениям пропорциональным длинам сторон хода.

Vix=fx/P(на 1 м хода) *di (стор.)

Viy= fy/P*di

27. Способы горизонтальной съемки ситуации местности.

Теодолитная (горизонтальная) съемка является съемкой ситуационной, при которой горизонтальные углы измеряют теодолитом, а горизонтальные проекции расстояний различными мерными приборами (землемерными лентами и рулетками, оптическими и электронными дальномерами). Превышения между точками местности при этом не определяют, поэтому теодолитная съемка является частным случаем тахеометрической съемки. Съемку характерных подробностей ситуации местности производят в зависимости от конкретных условий местности и имеющихся в наличии

приборов одним из следующих способов: прямоугольных координат; полярным; прямых угловых засечек; линейных засечек; обхода; створов; наземно-космическим.

Поскольку необходимая точность определения плановых координат точек местности (в отличие от высотных) обеспечивается практически при любых комбинациях созвездий навигационных спутников на небосклоне, наземно-космические методы горизонтальных съемок являются весьма перспективными.

28. Что такое абрис съемки, и какие сведения он содержит?

При производстве теодолитных съемок ведут Абрис - схематичный чертеж местности, отдельных сторон съемочного обоснования и контуров ситуации в любом приемлемом масштабе, но с обязательным указанием величин промеров, составленный по результатам натурных измерений и журнал измерений. Ведение абриса является одной из более ответственных операций тахеометрической съемки, так как составление плана делается в камеральных критериях, когда исполнитель не лицезреет перед собой местности; следовательно, от свойства абриса во многом зависит корректность изображения на плане ситуации и рельефа местности.

29. Тахеометрическая съемка. Какие геодезические приборы и инструменты при этом используются? Что является основой тахеометрической съемки?

Тахеометрическая съемка является самым распространенным видом наземных топографических съемок, применяемых при инженерных изысканиях объектов строительства. Высокая производительность тахеометрических съемок обеспечивается тем, что все измерения, необходимые для определения пространственных координат характерных точек местности, выполняют комплексно с использованием одного геодезического прибора — теодолита-тахеометра. При этом положение снимаемой точки местности в плане определяют измерением полярных координат: измеряют

горизонтальный угол между направлениями на одну из соседних точек съемочного обоснования и снимаемую точку и измеряют расстояние до точки нитяным дальномером или лазерным дальномером электронного тахеометра. Высотное положение снимаемых точек определяют методом тригонометрического нивелирования.

Тахеометрические съемки используют для подготовки крупномасштабных топографических планов и цифровых моделей местности (ЦММ), по которым осуществляется системное автоматизированное проектирование

объектов строительства. Основными масштабами для производства тахеометрических съемок являются: 1:500, 1:1000 и 1:2000. При этом масштаб съемки принимают в зависимости от ее назначения, стадии проектирования, ожидаемых размеров проектируемого объекта в плане, а также от категории рельефа и ситуационных особенностей местности и, в частности: масштаб 1:500 с высотой сечения рельефа 0,25—0,5 м — для составления планов и ЦММ при проектировании городских улиц и дорог, временных и гражданских сооружений, малых водопропускных сооружений

на дорогах, небольших карьеров и резервов грунта и т. д.; масштаб 1:1000 с высотой сечения рельефа 0,5—1,0 м или масштаб 1:2000 с высотой сечения рельефа через 1,0—2,0 м для составления топографических

планов и ЦММ при проектировании системы поверхностного водоотвода, планировки территорий, проектировании транспортных развязок движения в разных уровнях, пересечений и примыканий дорог в одном уровне, соответственно средних и больших мостовых переходов, сложных участков проектирования (овраги, оползни, осыпи, карсты

и т. д.), месторождений дорожно-строительных материалов, а также для решения вопросов камерального трассирования линейных объектов. Важным достоинством тахеометрической съемки является то, что при высокой производительности полевых работ, существенную долю объема работ по подготовке топографических планов местности и ЦММ удается перенести в камеральные условия, где есть возможность широкого применения средств автоматизации и вычислительной техники.

При производстве тахеометрических съемок в настоящее время наиболее

часто используют следующие приборы:

оптические теодолиты - ЗТ5КП, Т15К, 2Т30, 2Т30П, 4Т30П;

номограммные тахеометры: Dahlta 020, Dahlta 010В, ТН;

электронные тахеометры: Та20, Та5, ТаЗ, ТаЗм, 2Та5, ЗТа5, Elta R50,

Eita R55, RECOTA, RETA;

рейки нивелирные: РН-3000, РН-4000, рейки телескопические 4-метровые,

рейки Dahlta;

вешки геодезические, тахеометрические вехи для электронных тахеометров

(веха с отражателем телескопическая, позволяющая менять положение

отражателя над поверхностью земли);

светодальномеры: «Блеск-2», 2СМ-2, МСД-1м, СМ-5;

землемерные ленты и рулетки: ЛЗ, ЛЗШ, Р50, Р20, Р10, РТ;

приемники спутниковой навигации «GPS» и базовые станции

«DGPS».

Применение номограммных и электронных тахеометров позволяет исключить вычисления по формулам (16.1) и (16.2), поскольку горизонтальные проекции расстояний d и превышения h считывают непосредственно в ходе съемки либо сразу записывают на магнитные носители информации. При использовании систем спутниковой навигации «GPS» тахеометрическую съемку следует называть топографической наземно-космической, поскольку тахеометры и другие мерные приборы, как таковые, здесь уже не применяются, однако основные правила съемки подробностей ситуации и рельефа местности сохраняются те же, что и для тахеометрических съемок. Топографическая наземно-космическая съемка по сравнению с другими видами топографических съемок является самой производительной и эффективной, обеспечивая при этом полную автоматизацию обработки результатов измерений и подготовки топографических

планов и ЦММ. При производстве тахеометрических съемок особенно эффективным оказывается использование электронных тахеометров, позволяющих фиксировать результаты измерений сразу на магнитные носители, с последующим или непосредственным вводом информации в память полевого или базового компьютера и ее автоматической обработкой, подготовкой ЦММ и топографических планов на графопостроителях.

Сущность тахеометрической съемки заключается в том, что плановое положение характерных (реечных) точек местности определяется полярным способом от линии теодолитного хода, а их высотное положение определяется одним из двух методов: геометрическим или тригонометрическим нивелированием.

30. Как определяют высоты и плановое положение характерных точек местности при тахеометрической съемке?

Тахиометрия – быстрое измерение.

При тахеометрической съемке высоты реечных точек в зависимости от условий местности получают при горизонтальном визировании (геометрическое нивелирование способом "вперед") или наклоном (тригонометрическое нивелирование).

При геометрическом нивелировании способом "вперед" сначала определяют горизонт прибора ГП = Нст+I. Затем устанавливают на вертикальном круге теодолита отсчет равный МО. Высоты реечных точек вычисляют по формуле Нi= ГП - аi, где аi - отсчеты по рейке при горизонтальном визировании.

При тригонометрическом нивелировании реечных точек при КЛ наводят среднюю нить сетки на отсчет Vj (для упрощения последующих вычислений по возможности отсчет Vj должен быть равен высоте прибора I), снимают отсчет Л по ВК и вычисляют угол наклона n = Л - МО.

Наклонное расстояние D от прибора до реечной точки определяют по штриховому (нитяному) дальномеру. Так как вертикально (отвесно) установленная рейка не перпендикулярна визирному лучу на величину угла наклона n, то D = D' cosn, d = D' cos2n, где D' - расстояние, определяемое по штриховому дальномеру и отвесно установленной рейке. а) геометрическое б) тригонометрическое

Высоты реечных точек, определяемых тригонометрическим нивелированием, вычисляются по формуле: Hj= Hст+ h' + I - Vj. Если высота наведения Vj равна высоте прибора I, то формула вычисления высот упрощается

ПЛАНОВО-ВЫСОТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ

ТАХЕОМЕТРИЧЕСКИХ СЪЕМОК

Планово-высотное обоснование тахеометрических съемок, со съемочных точек которого осуществляют съемку подробностей рельефа и ситуации местности, обычно создают двумя способами: прокладкой теодолитного хода (разомкнутого или замкнутого) с измерением горизонтальных углов полным приемом оптического теодолита или электронного тахеометра и промерами горизонтальных проекций сторон землемерной лентой или светодальномером. Высоты съемочных точек определяют геометрическим нивелированием; прокладкой теодолитного хода с измерением горизонтальных углов полным приемом теодолита, определением горизонтальных расстояний между съемочными точками нитяным дальномером оптического теодолита или светодальномером электронного тахеометра (если тахеометрическую съемку выполняют электронным тахеометром). Высоты съемочных точек определяют методом тригонометрического нивелирования. Таким образом, в этом случае планово-высотное обоснование создают используя один прибор — оптический теодолит или электронный тахеометр. Съемочное обоснование по первому способу создают при тахеометрических съемках для проектирования объектов строительства, занимающих большие площади (средние и большие мостовые переходы, транспортные развязки движения в разных уровнях, аэропорты и т. д.), а также

при съемках в населенных пунктах. Съемочное обоснование по второму способу создают при относительно

небольших площадях тахеометрических съемок (места со сложными инженерно-геологическими условиями, небольшие карьеры и резервы, пересечения и примыкания автомобильных дорог в одном уровне, малые водопропускные сооружения и т. д.). Съемочным обоснованием тахеометрических съемок могут служить: трасса линейного сооружения, замкнутый полигон, сеть микротриангуляции и висячий ход. Выбор того или иного типа съемочного обоснования связан со стадией проектирования, рельефом местности, размерами и требуемым масштабом съемок.

Ориентирование съемочного обоснования тахеометрических съемок и определение координат съемочных точек обычно осуществляют привязкой к трассе линейного сооружения либо к пунктам государственной геодезической сети. При съемках небольших площадей допускается ориентирование съемочного обоснования по магнитному азимуту с вычислением условных координат съемочных точек. Минимальное число съемочных точек в зависимости от масштаба

съемки приведено ниже: Масштаб съемки 1:500 1:1000 1:2000 1:5000. Съемочные точки обоснования размещают, как правило, на возвышенных участках местности с хорошо обеспеченной видимостью. Расстояния между съемочными точками не должны быть больше 350 м и меньше 50 м. В исключительных случаях минимальное расстояние

между точками съемочного обоснования допускают до 20 м, но с обязательным центрированием теодолита на карандаш, вставляемый взамен вынутой шпильки, и с визированием не на веху, а на шпильку. Трассу линейного сооружения в качестве съемочного обоснования (рис. 16.1, а) используют в следующих случаях: при съемках притрассо-

вой полосы дорог для проектирования системы поверхностного водоотвода; для целей камерального трассирования на сложных участках местности; на участках местности со сложным инженерно-геологическим строением; при съемках для проектирования малых искусственных сооружений; для проектирования пересечений и примыканий автомобильных

дорог в одном уровне и т. д. Трассу нередко используют и как часть съемочного обоснования другого типа.

Съемочное обоснование в виде замкнутого полигона используют при съемках участков местности для проектирования объектов строительства, занимающих большие площади. В ряде случаев в полигон включают и часть трассы линейного сооружения. При расположении снимаемого участка местности в стороне от трассы осуществляют привязку съемочного обоснования к трассе, либо к ближайшим пунктам государственной геодезической сети. Для съемки удаленных от основного съемочного обоснования подробностей ситуации и рельефа назначают диагональные или висячие теодолитные ходы, при этом последние могут размещаться как внутри полигона, так и вне его пределов. Увязку угловых

измерений, длин линий и превышений осуществляют как для всего полигона в целом, так и для каждой его части в отдельности. Съемочное обоснование по типу микротриангуляции (рис. 16.1, в) создают на местности, не удобной для измерения длин линий землемерной лентой или рулеткой, например, при пересеченном или горном рельефах.

По форме треугольники сети должны приближаться по возможности к равносторонним с размещением их вершин на возвышенных точках местности для обеспечения прямой видимости соседних вершин и большего охвата снимаемой площади. Одну из сторон обоснования размещают на удобном для измерения длины участке местности и принимают в качестве базиса. Его промеряют дважды в прямом и обратном направлениях с относительной невязкой не более 1:2000 и в случае необходимости вводят поправки за угол наклона линии. Все углы измеряют полным приемом теодолита с последующим аналитическим вычислением остальных длин сторон и координат всех съемочных точек обоснования.

Рис. 16.1. Виды съемочного обоснования тахеометрических съемок:

а — трасса линейного объекта: Р\, Р2 — пункты геодезической сети; Ст I — Ст VIII — съемочные

точки; Ву г 1 — Ву г 3 — вершины углов поворота трассы; б — замкнутый полигон:

1 — трасса линейного объекта; 2 — полигон; 3 — диагональный ход; в — микротриангуляция:

/ — трасса линейного объекта; 2 — триангуляционная сеть; г — висячий ход: / —

трасса линейного объекта; 2 — теодолитный ход.

При съемках относительно узких полос, вытянутых в поперечном направлении от трассы или от одной из сторон замкнутого полигона, в качестве съемочного обоснования тахеометрической съемки этого участка местности принимают висячий ход (рис. 16.1, г), т. е. теодолитный ход с числом сторон не более трех, опирающийся в своем начале на основное съемочное обоснование либо на трассу линейного сооружения. За начало висячего хода удобно принимать одну из съемочных точек основного обоснования или трассы линейного сооружения. Привязку висячего хода к основному съемочному обоснованию и измерение его углов осуществляют полным приемом теодолита, а длины линий лентой или дальномером в прямом и обратном направлениях. Висячий ход размещают по возможности в середине полосы съемки, при этом если ширина последней превышает двойной предел отсчета по рейке (150x2 = 300 м), то кроме основного висячего хода прокладывают поперечные ходы. Висячие ходы допускают для съемок масштабов 1:1 ООО и 1:2000. Для масштаба 1:500 допускают лишь одну выносную съемочную точку на расстоянии не более 200 м от основного съемочного обоснования. Закрепление точек съемочного обоснования первоначально осуществляют сторожками и точками, при этом в центр точки вбивают гвоздь, над которым центрируют теодолит с точностью ±0,5 см. При ответственных съемках больших площадей, когда съемочные точки необходимо сохранить, последние закрепляют стандартными деревянными или железобетонными столбами.

31. Каков порядок работы на станции при тахеометрической съемке?

Высокая производительность тахеометрических съемок обеспечивается тем, что все измерения, необходимые для определения пространственных координат характерных точек местности, выполняют комплексно с использованием одного геодезического прибора — теодолита-тахеометра. При этом положение снимаемой точки местности в плане определяют измерением полярных координат: измеряют горизонтальный угол между направлениями на одну из соседних точек съемочного обоснования и снимаемую точку и измеряют расстояние до точки нитяным дальномером или лазерным дальномером электронного тахеометра. Высотное положение снимаемых точек определяют методом

тригонометрического нивелирования.

горизонтальная проекция расстояния

d = Lcos2v;

Порядок работы на станции при тахеометрической съемке. Вычислительная и графическая обработка результатов съемки.

Полевые работы при тахеометрической съемке на станции включают следующие действия:

- установку прибора над точкой с известными координатами и приведение его в рабочее положение (допускается выполнять центрирование с погрешностью до 3 см, т.е. на порядок грубее, чем при измерении горизонтальных углов);

- определение место нуля вертикального круга

- составление абриса на станции с указание на нем положения реечных точек;

- измерение высоты прибора с погрешностью 1-2 см;

- ориентирование нуля лимба горизонтального круга на соседнюю точку съемочного обоснования, координаты которой известны;

- наблюдение реечных точек при КЛ: определение расстояния от прибора до рейки по дальномеру, снятие отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам при наведении средней горизонтальной нити на определенный отсчет, например Vj = I;

- вычисление углов наклона, неполных превышений и высот реечных точек по формулам

n = Л - М0, h'= 0.5 D' sin2n, Hj= Hст+ h' + I - Vj.

Если рельеф местности позволяет брать отсчет по рейке горизонтальным лучом визирования (в этом случае отсчет по ВК должен быть равен М0), то высоты реечных точек Нi= ГП - аi,

где ГП - горизонт прибора ГП = Нст+ I; аi - отсчет по рейке горизонтальным лучом визирования.

Результаты измерений и вычислений записывают в журнал тахеометрической съемки

При камеральной обработке проверяют журналы тахеометрической съемки и исправляют ошибки вычислений. Затем с помощью тахеографа наносят на план пикетные (реечные) точки по значениям полярных углов и расстояний. Около пикетных точек выписывают их номера и высоты. В соответствии с абрисами рисуют на плане контуры угодий, элементы ситуации и обозначают их условными знаками. Для отображения рельефа проводят горизонтали.

32. Что является плановым обоснованием съемки методом геометрического нивелирования? Приведите упрощенный абрис съемки этим методом.

Нивелирование – определение высот точек местности (превышений).

Без нивелирования невозможно вынести проект в натуру, невозможно составить обмеры чертежей. В зависимости от применения инструментов и методов нивелирование различают на следующие виды:

Геометрическое – основано на применении нивелиров, которые обеспечивают горизонтальное линейное визирование;

Тригонометрическое – определение высот с помощью теодолита или теодолита тахеометра; При этом измеряют вертикальный угол и расстояние между нивелируемыми точками. Расстояние измеряют лентой или дальномером.

Барометрическое – основано на определение превышений по разности атмосферного давления. Разность давления измеряется барометром-анероидом. При этом учитывают температурные воздействия в нивелируемых точках.

Гидростатическое – основано на свойстве жидкости в сообщающихся сосудах, остановленных на 1 уровне.

Сущность геометрического нивелирования: Является самым распространенным (нивелир + нивелирная рейка). В процессе измерений зрительную трубку ставят в горизонтальное положение. При визировании трубу наводят на вертикально стоящую рейку и берут отчет по ней. Отчет по рейке( от начала шкалы до отметки, куда проецируется перекрестие нивелира).

Способы геометрического нивелирования.

Геометрическое нивелирование выполняется горизонтальным лучом визирования. Перед нивелированием точки на местности закрепляют колышками, костылями, башмаками, на которые устанавливают вертикально нивелирные рейки. Место установки нивелира для работы называют станцией, а расстояние от нивелира до рейки - плечом нивелирования.

Различают два способа геометрического нивелирования: из середины и вперед.

Из середины

(рисунок)

Визируемую ось зрительной трубы приводят в горизонтальное положении; точка, высота которой известна, называют задней. Высота определяемой – задней. Рейки визируют поочередно ( на задней и передней) и берут отчеты А и В; превышение (разность) отчетов h = a-b;

a>b= + положительное превышение

a<b= - отрицательное превышение

При нивелирном использовании двухсторонней рейки (отчеты берутся по черной и красной сторонам), превышение разность черных и разность красных отчетов.

hч = ач – bч; hк=ак-bк; hср=hч – hк/2

Вперед h=i-b

(рисунок)

HB=HA+hcp

Нивелир устанавливают над нивелируемой точкой. Окуляр зрительной трубы располагают над точкой; с помощью рейки измеряют высотное нивелирование. По рейке, стоящей на другой точке берем отчет В. Превышение: разность нивелира и отчета по рейке. Если с 1 станции измеряем высоты нескольких точек, по следует использовать горизонт инструмента ГИ. ГИ=На+ач; Нd=ГИ-dч; Нс=ГИ-сч

33. Какие данные используются для выноса на местность проекта сооружения? Каковы способы подготовки этих данных?

Способы разбивки основных осей соответствуют способам съемки си­туации при теодолитной съемке: 1) прямоугольных координат; 2) линейных засечек; 3) угловых засечек; 4) полярных координат; 5) створа; 6) проектного по­лигона.

Процесс перенесения на местность проекта представляет собой дейс­твия, связанные с построением (откладыванием) на местности углов, расстояний и превышений. При этом в большинстве случаев используют го­ризонтальные и вертикальные углы, горизонтальные проложения, получен­ные одним из трех способов:

- графический - суть которого заключается в том, что на плане из­меряют горизонтальные углы и проложения. К недостатку этого способа следует отнести графическую точность полученных исходных данных, ко­торая в большинстве случаев не удовлетворяет требованиям;

- аналитический - горизонтальные углы, проложения получают по ко­ординатам проектных объектов, которые увязывают математически с коор­динатами объектов существующей застройки и геодезических пунктов. К некоторым недостаткам следует отнести большой объем вычислений.

- графоаналитический - предусматривает определение с плана коор­динат некоторых проектных точек с их последующим аналитическим уточне­нием.

34. Методы обмерных работ. В каком виде представляют результаты обмеров? От чего зависят требования к точности и детальности обмеров?

Методы обмеров: 1. Фотограмметрический, 2. Геодезический, 3. Натуральный (ручной)

Фотограмметрия основана на фиксировании объекта с помощью фотографии, которую затем обмеривают на специальных приборах или в оцифрованном виде обмеривают на экране компьютера.

Геодезические измерения выполняются с помощью теодолита, нивелира, электронного тахеометра. Этот метод используется для создания планово-высотной сети – основы всего комплекса измерительных работ. Геодезический метод используется там, где неприемлемы фотографии.

Метод натуральных обмеров основан на измерении объекта с помощью рулеток, отвесов, уровней, гидронивелиров, т.е. с помощью простых измерительных средств. Применяется для обмеров и составления подробных планов, интерьеров, небольших строений и архитектурных деталей. После проведения обмеров чертежи по данным заносятся в ПК.

Выбор метода методов обмера зависит от особенности обмеров сооружения, его форм, размеров, конфигурации, от расположения его в системе существующих застроек, а так же от точности обмерных работ. При обмерных работах крупного памятника архитектуры используются все методы обмеров. В процессе обмеров сооружения измеряются общие габариты объекта, определяются размеры деталей (размеры оконных, дверных проемов), устанавливаются геометрические формы отдельных элементов. Определяется пространственное положение объекта (горизонтальное, вертикальное, отдельных элементов), ориентирование в пространстве.

В настоящее время результат обмеров представляют в виде чертежей, состоящих в ортогональных поверхностях (план, фасад, разрез). В комплект материала обмеров входят обмерные чертежи фасадов, поэтажные планы интерьеров, план внешнего контура сооружения, каталог опорных точек (внутри и снаружи) и чертежи деталей фасадов и интерьеров. В комплекте материалов должны быть сохранены зарисовки, фотоснимки. От качества выполненных обмеров зависит качество реставрации памятника. Если измерения производят электронным тахеометром с записью результатов на магнитные носители информации, то обработку измерений производят на базовом компьютере в камеральных условиях.

Если измерения производят с использованием обычных геодезических приборов, то результаты измерений заносят в полевые журналы. Камеральную обработку результатов измерений начинают с проверки правильности

всех вычислений, выполненных в полевых условиях: вычисляют значения углов в полуприемах, оценивают допустимость их расхождений, вычисляют средние значения углов, оценивают допустимость

расхождений длин сторон, измеренных в прямом и обратном направлениях, и вычисляют средние их длины. После проверки и аккуратного исправления вычислений в полевых журналах приступают к увязке угловых

измерений в теодолитном ходе.

Требования к точности обмеров зависят от исторической ценности памятника, от его состояния, наибольшей точности определения к древнему памятнику архитектуры.

35. Что является планово-высотной основой обмерных работ? Как проводят нулевую линию на сооружении при определении высот точек?

Планово - высотная основа для выполнения архитектурных обмеров. Планово - высотная основа – система точек, для которых определяются координаты х и y и высоты h. Такие точки называются опорными, обеспечивают точность работ в единой системе координат и высот. Опорные точки намечаются на обмерах памятника архитектуры. При произведении обмеров необходимо выполнить привязки сети опорных точек к пунктам геодезической сети. Это требование выполняется при обмерах архитектурных комплексов: крепостей, монастырей, старинных усадеб.

Прокладывают теодолитные ходы вокруг памятника архитектуры. Точность угловых и линейных измерений определяется точностью обмерных работ. Измеренные условия выполняются с точностью ≤ 30 с; линейный размер ≤ 1:2000(1 см – 20 м).

В процессе проложения нивелирных и теодолитных ходов производятся измерения для определенных координатных высотных дополнительных опорных точек на створах линий теодолитного хода, необходимых для детальных обмеров (фасадов и интерьеров зданий, к таким точкам относят и углы зданий, дверные и оконные проемы и др.)

Для обмеров внутренних помещений от створов точек вспомогательные теодолитные ходы, координаты углов зданий, выступов стен, оконных и дверных проемов определяются по данным измерениям способом полярных координат, линейных и угловых засечек.

Опорные точки для обмеров на здании располагаются выше цоколя. Высоты опорных точек определяются из геометрического и тригонометрического нивелирования.

0-ая линия на фасаде и интерьере зданий. Высоты точек измеряют на здании относительно 0-ой линии. Расчет от пола или от линии земли до 0-ой линии выбран с расчетом для удобства измерения. Часто 0-ую линию отмечают на высоте оконного проема 1 этажа.

Для проведения 0-ой линии нивелир устанавливают вблизи здания, берут отчет по рейке, берут отчет а на начальной точки 0-ой линии, затем перестанавливают линию на новую точку, расположенную на расстоянии 2-3 м от теодолита. Опускаем или поднимаем рейку, в каждой из точек добиваемся отчета а. Отмечаем 0-ую линию на стене.

При перестановке нивелира на следующую станцию определяем отсчет. В b соответствует 0-ая линии. При этом наблюдается одна общая точка для 2 станций.

При значительном перепаде рельефа отметка может быть изменена.

(рисунки)

36. Определение координат опорных точек на сооружении методом прямой геодезической засечки (схема и формулы).

Как правило, этим методом определяются координаты точек в верхней части зданий, чаще всего используется метод прямой угловой засечки. Измерения выполняются с 2 точек 1 и 2, координаты которых известны с помощью теодолитного измерения горизонтальных углов β1,β2, по которым вычисляют дирекционные углы, направленные со станции 1 и 2 на определенную точку.

(схема)

α1-2 известен из теодолитного хода

α2-1=α1-2±180°

α1-3=α1-2-β1

α 2-3=α2-1+β2

x3 = (x1tgα1-3 – x2tgα2-3+(y2-y1))/ (tgα1-3-tgα2-3)

y3=(x3-x2)tgα2-3+y2

y3=(x3-x1)tgα1-3+y1(контроль)

Точность определения координат и высот на объекте зависит от точности измерения углов и расстояний. Теодолитом с точностью 30' при обмере можно получить координаты с ошибкой не более2-3 см.

37. Определение вертикального размера детали фасада здания с помощью теодолита.

(Определение недоступного расстояния. Разбиваем базис (обозначаем точки А, В, С). Меряем расстояние между точками А и В. Находясь на выбранных станциях, измерили горизонтальные углы, обнулив теодолит на соседнее направление. Измерив углы при полном приеме КЛ, КП путем расчета по формуле <α ср= α КП + α КЛ/2, высчитали наиболее точную среднюю линию величину горизонтальных углов. Найдя углы α и β, получили возможность высчитать алгебраически угол £= 180°- (α + β). Далее воспользовались теоремой синусов и определили недоступное расстояние АС и ВС. Sin α/BC= sinβ/AC=sin£/AB. AC=sinβAB/sin£; BC=sinαAB/sin£/. ) (рисунок)

На примере высоты шпиля здания.

Находясь на выбранных станциях А и В, измерили вертикальные углы. Направлением отсчета градусов в случае измерения вертикальных углов является горизонт инструмента. Измерив углы при полном приеме КЛ и КП путем расчета по формуле α ср=КЛ + КП/2 высчитали наиболее точную среднюю величину вертикальных углов. Если при измерении вертикальных углов отсчеты разнятся, то нужно найти погрешность инструмента так называемое место нуля по формуле КП КЛ/2=М 0. Найдя углы Av1, Av2, Bv1, Bv2 получили возможность алгебраически вычислить высоту шпиля от точки v1 до точки v2 по формуле H = l(tgV2-tgV1), используя расстояния АС И ВС.

Н1=АС(tgV2-tgV1)

H2=BC (tgBV2-tgBV1)

(рисунок)