Маслов А.В., Гордеев А.В., Батраков Ю.Г. - Геодезия

8.1. Прием записи в полевом журнале при тахеометрической съе˝мке

8.4. СЪЕМКА СИТУАЦИИ И РЕЛЬЕФА

Съемку ситуации и рельефа проводят полярным способом одновременно с проложением тахеометрического хода.

Максимальные расстояния от тахеометра до рейки и между пикетами зависят от масштаба съемки и высоты сечения рельефа. В качестве примера для двух последних масштабов эти значения приведены в таблице 8.2.

8.2. Параметры тахеометрической съемки для масштабов 1:2000 и 1:5000

251

При съемке равнинной местности с высотой сечения рельефа˝ через 0,5 м высоты пикетов определяют горизонтальным лучо˝м, укрепив на зрительной трубе накладной уровень. Для этого ˝случая можно использовать нивелирную рейку, устанавливая ее на п˝ике-

ты таким образом, чтобы нуль был вверху. Сняв отсчет по рейк˝е, высоту пикета можно вычислить по формуле

Íïèê = Í′ + l,

ãäå Í′ = Í + i – υ; Í — высота съемочной точки над принятой уровенной поверх˝- ностью; i — высота прибора над точкой; υ — длина рейки; l — отсчет по рейке.

В поле кроме журнала ведут абрис (рис. 8.5) на отдельных для

каждой съемочной точки листах. На абрисе указывают точку ˝сто-

яния прибора, а также предыдущую и последующие точки хода˝ и их номера. Смежные точки хода соединяют прямыми линиями,

все пикеты отмечают точками с номерами, одинаковыми с зап˝и-

санными в журнале. Стрелками, показывающими направление

скатов, соединяют соседние пикеты, между которыми имеется˝

равномерный уклон. При составлении плана по стрелкам судя˝т о том, между какими пикетами можно интерполировать горизон˝та-

ли. В некоторых случаях на абрисе тахеометрической съемки˝ в ха-

рактерных местах рельефа показывают форму горизонталей˝.

Как и при теодолитной, в процессе тахеометрической съемки˝

следует обращать внимание на то, чтобы между съемками с со˝седних съемочных точек не было пропусков. Для контроля на сме˝ж-

ных съемочных точках выпол-

няют съемку с перекрытием, примерно равным допустимо-

му расстоянию между соседни-

ми пикетами для данного мас-

штаба съемки. Контроль состоит и в съемке одних и тех же точек с двух смежных станций. Например, в абрисе (см.

рис. 8.5) точка 8 снята со стан-

öèè 77 и со станции I под номером 11.

Рис. 8.5. Абрис тахеометрической съемки

252

8.5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ТАХЕОМЕТРИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ. СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНА

Обработка материалов тахеометрической съемки включает:˝ проверку полевых журналов и составление схемы тахеометр˝и-

ческих ходов;

вычисление координат и высот точек ходов; вычисление высот пикетов на каждой съемочной точке;

нанесение съемочных и пикетных точек, ситуации и проведение горизонталей. Все точки наносят при помощи геодези-˝

ческого транспортира, масштабной линейки и измерителя. То˝ч- ки могут быть нанесены и специальными палетками, изготов-˝

ленными на прозрачной основе для определенных масштабов˝ съемок.

Допустимые невязки в ходе вычисляют по формулам:

Для очень коротких ходов fs < ½0,10½, ì; fh < ½0,10½, ì.

Тахеометрический ход уравнивают в плановом отношении ка˝к

теодолитный, а в высотном — как нивелирный.

8.6. ПРИМЕНЕНИЕ КАРТОГРАФИЧЕСКОГО СТОЛИКА ПРИ ТАХЕОМЕТРИЧЕСКОЙ СЪЕМКЕ

Для полуавтоматической съемки местности тахеометр 2ТН со˝-

единяют с картографическим столиком (рис. 8.6) с помощью

подставки 8, высота которой выбрана с таким расчетом, чтобы окуляр тахеометра и поверхность столика были удобны для о˝т- считывания результатов съемки и составления топографич˝еского плана.

Горизонтальный круг тахеометра соединен с корпусом и мех˝а- низмом столика таким образом, что вращение алидады вызыва˝ет вращение планшета 6 столика на то же угловое значение, но в противоположном направлении. В результате сохраняется н˝ачаль-

ное ориентирование планшета для всех изменяющихся напра˝вле-

ний визирования.

Каретка 5 с линейкой 2, лупой 1 и иглой для фиксации точек двигаются по направляющей линейке 3, закрепленной на корпусе столика. Поэтому направляющая линейка, вращаясь вместе с ˝али-

дадой тахеометра, всегда остается параллельной коллимац˝ионной плоскости зрительной трубы. На съемной масштабной линейк˝е2

253

Рис. 8.6. Тахеометр 2ТН с картографическим столиком:

1 — ëóïà; 2 — масштабная линейка; 3 — направляющая линейка; 4 — èãëà; 5 — каретка; 6 — планшет; 7 — защелка; 8 — подставка; 9 — противовес

нанесена шкала с делениями, соответствующими горизонтал˝ьно-

му проложению в выбранном масштабе. В комплект входят две˝

линейки, на которых с двух сторон нанесены шкалы в четырех˝ масштабах. Для смены шкал отводят защелку 7. С помощью лупы 1 устанавливают отсчет по шкале, взятый по номограмме горизон-

тальных проложений тахеометра. Нажатием на кнопку для опу˝с-

кания иглы 4 делают укол иглой, оставляющей след на планшете, около которого может быть подписана высота пикета. В каче˝стве

подложки планшета применяют астралон, целлофан, прозрачн˝ую пленку и другие материалы. С помощью противовеса 9 уравновешивают массу столика и обеспечивают стабильное положени˝е пузырька уровня.

Применение столика для картографирования позволяет сос˝тавлять топографический план участка на точке стояния тахео˝метра

с одновременным обзором местности. При этом значительно с˝о-

кращается время, необходимое для составления плана, повыш˝а- ется точность и достоверность отображения контуров ситу˝ации и рельефа.

Для получения составительского оригинала топографическ˝о- го плана результаты съемок, выполненных на отдельных точк˝ах стояния тахеометра на прозрачных круглых подложках план˝шета, монтируют на геодезической основе, нанесенной на черт˝ежной бумаге. После чего с помощью копировальной иглы или другим способом переносят на основу элементы ситуации и р˝е- льефа.

254

8.7. ЭЛЕКТРОННЫЕ ТАХЕОМЕТРЫ

Электронным тахеометром называют устройство, объединяющее в себе теодолит и светодальномер. Одним из основных у˝з- лов современных тахеометров является микроЭВМ, с помощью˝ которой можно автоматизировать процесс измерений и реша˝ть

различные геодезические задачи по заложенным в них прогр˝аммам. Увеличение числа программ расширяет диапазон работы˝

тахеометра и область его применения, а также повышает точ˝-

ность работ. Наличие регистрирующих устройств в тахеомет˝рах позволяет создать автоматизированный геодезический ком˝п-

лекс: тахеометр—регистратор информации—преобразователь—

ЭВМ—графопостроитель, обеспечивающий получение на выхо˝- де конечной продукции — топографического плана в автом˝ати-

ческом режиме. При этом сводятся к минимуму ошибки наблю-

дателя, оператора, вычислителя и картографа, возникающие ˝на каждом этапе работ при составлении плана традиционным сп˝о-

собом.

По степени автоматизации угловых измерений электронные˝ тахеометры можно разделить на две группы. К первой группе˝ от-

носятся приборы, представляющие собой сочетания: оптичес˝кий

теодолит и топографический светодальномер, выполненный˝ в

виде насадки на теодолит; оптический теодолит и топографи˝че- ский светодальномер, объединенные в одном корпусе. Углы в˝ та-

ких тахеометрах измеряют обычным путем с визуальным отсч˝иты-

ванием по кругам при помощи отсчетных устройств, а линии ˝— светодальномерами с автоматической выдачей результатов˝ на

электронное цифровое табло.

Сейчас такие приборы оптико-механические заводы не вы-

пускают.

Электронные тахеометры второй группы представляют собой приборы, в которых реализована следующая ступень развити˝я

средств автоматизации измерений. Конструктивно они соче˝тают

кодовый теодолит с топографическим светодальномером и о˝бъединены в одном корпусе. Приборы этой группы обеспечивают

цифровую индикацию измеряемых величин на электронном та˝бло

и автоматическую регистрацию результатов измерений в ка˝рту памяти.

К тахеометрам этой группы можно отнести 3Та5 (Россия),

ТС 1600 (Швейцария), SET3 (Япония), Trimble 3600 (США) и др. Они имеют сравнительно небольшие массу и габариты, потреб˝ляют мало электроэнергии, но выполняют большой объем операц˝ий в измерениях и вычислениях. В них заложено значительное ч˝исло программ для решения геодезических задач.

255

8.8. ЭЛЕКТРОННЫЙ ТАХЕОМЕТР 3Та5

Электронный тахеометр 3Та5 (рис. 8.7) является многофункци-

ональным геодезическим прибором, совмещающим в себе элек˝т- ронный теодолит, светодальномер, вычислительное устройс˝тво и регистратор информации.

Основные технические характеристики прибора приведены далее.

Угломерной частью тахеометра 3Та5 является электронный

теодолит, снабженный растровым датчиком накопительного типа. В качестве датчика угла применен фотоэлектрический преобразова-

тель угол-код. Рабочей мерой преобразователя служит стекл˝янный лимб, разделенный на 10 000 частей — попеременно чередующи˝х- ся прозрачных и непрозрачных полос равной ширины. Секция примерно из 100 штрихов (полос) с помощью оптической системы˝ проецируется мостиком с увеличением 1,01 на диаметрально пр˝о- тивоположную секцию лимба. Наложение изображения полос,

повернутого на 180°, благодаря призме с крышкой, входящей в о˝п-

тическую систему, образует с полосами основного участка к˝руга муаровую картину1 (рис. 8.8), которая проецируется на фотоприемник. Благодаря оборачиванию, созданному оптической сис˝темой, изображения полос противоположных участков круга пр˝и вращении алидады (или зрительной трубы, если круг вертика˝льный) двигаются навстречу друг другу.

Периодические структуры штрихов диаметрально противопо˝- ложных участков образуют растровое сопряжение, причем ли˝нейные шаги разверток сопрягаемых растров отличаются на 1/100 шага

1Муаровая картина — это совмещенное изображение двух ра˝стров, представляющее собой периодически изменяющуюся картину.

256

Рис. 8.7. Тахеометр 3Та5:

изменение освещенности фото-

Рис. 8.8. К принципу действия датчика горизонтальных углов:

à — развертка дорожки лимба; á — увеличенное изображение участка лимба (развертка); â — комбинированная картина растрового сопряжения (муаровая); 1...4 — площадки задиафрагмированного фотодиода

257

приемника, расположенного за сопряжением. Освещенность ф˝о-

топриемника максимальна при совпадении штрихов сопряга˝емых растров и минимальна, когда штрихи одного растра совпадаю˝т с промежутками другого растра.

Сигнал с фотоприемника поступает в электронную часть дат˝-

чика угла, которая содержит реверсионный счетчик для опре˝деления числа периодов муаровой картины, соответствующего уг˝лу

поворота зрительной трубы. Считая число периодов муарово˝й картины (периодов изменения освещенности), реверсионный˝

счетчик грубого канала измеряет угол поворота лимба с точ˝ностью

дискрета грубого отсчета, равного 200ññ = 1¢05².

Для получения точного отсчета применен фотоэлектрическ˝ий интерполятор, доизмеряющий угол поворота лимба в предела˝х од-

ного периода муаровой картины с точностью 1ññ = 0,3². Полный

отсчет в сигнальном канале угломера формируется в условн˝ых единицах (сс). Встроенная в прибор микроЭВМ умножает полу-˝

ченный полный отсчет на цену младшего разряда (коэффицие˝нт перевода в секунды 0,324²/сс) и формирует отсчет в градусах, ми-

нутах и секундах. Например, отсчет 20 520ññ · 0,324²/ññ = 6648² = = 1°50¢48².

Структурная схема тахеометра 3Та5 показана на рисунке 8.9. Тахеометр 3Та5 снабжен самоустанавливающимся индексом

вертикального круга, автоматически исключающим погрешн˝ость измерения зенитных расстояний при наклоне вертикальной˝ оси

вдоль линии визирования.

Отдельные кнопки выполняют следующие функции:

— — ввод отдельных цифр;

— ввод знака «минус»;

, — движение курсора по дисплею;

— вызов меню для выбора режима работы, выход из режима после проведения измерений с переходом на предыдущий уровень;

— смена режима, продолжение работы, просмотр результатов измерений, записанных в карту памяти;

— просмотр результатов измерений, записанных в карту памяти; смена шаблона дисплея без выхода в главное меню;

— обнуление горизонтального угла;

— удаление неправильно набранных цифр;

— запись измерений в карту памяти;

— начало измерений;

— выбор подпрограмм, подтверждение ввода величин.

Нажатие кнопок сопровождается звуковым сигналом.

Для регистрации информации в карте памяти с противополож˝ной стороны панели управления расположен узел сопряжения с картой па˝мяти.

258

Рис. 8.9. Структурная схема тахеометра 3Та5

259

Для проведения оперативного контроля светодальномера с˝лужит блок контрольного отсчета (БКО), состоящий из призмы,

закрепленной в оправе в виде крышки, надеваемой на объект˝ив

зрительной трубы. Результаты измерения расстояния до при˝змы БКО при выпуске с предприятия записывают в паспорте. Устр˝ойство тахеометра показано на рисунке 8.7.

В зависимости от типа решаемых задач можно выбрать четыре˝

шаблона дисплея: измерение углов; съемка в полярных коорд˝инатах; съемка в прямоугольных координатах; измерение углов,˝ гори-

зонтального проложения и превышения.

Расстояние может быть измерено в трех режимах: непрерывном, быстром и основном.

Для оценки состояния прибора предусмотрен вывод на дисп-

лей двух тестовых функций: показания угла наклона вертика˝льной оси и показания состояния источника питания.

Пакет прикладных программ включает:

определение координат станции по координатам двух точек˝ с известными координатами;

ориентирование тахеометра относительно исходного дирек˝ци-

онного угла; ввод координат станции;

определение координат невидимой точки объекта прямоуго˝ль-

ной формы; вычисление площади земельного участка;

измерение недоступного расстояния;

определение высоты недоступной точки; вынос запроектированной точки в натуру.

Результаты измерений записывают и хранят в карте памяти. Обмен данными с компьютером (передача файлов в компь-

ютер, запись файлов из компьютера в карту памяти и другие о˝перации) осуществляется с помощью специальной программы.

Контрольные проверки включают:

проверку и поправки дальномера с помощью блока контрольного отсчета (БКО);

проверку масштабной частоты; калибровку (коллимационную погрешность, место нуля верти˝-

кального круга и индекс датчика наклона).

При работе с картой памяти (запись в карту памяти, передача˝ информации из карты памяти в компьютер, обмен данными с

компьютером, удаление файла из карты памяти и др.) применяю˝т

специальную процедуру, изложенную в руководстве по экспл˝уата-

öèè 3Òà5.

Пример оформления журнала тахеометрической съемки прив˝е-

ден в таблице 8.3.

260