Тахеометрическая съемка местности

1. Сущность тахеометрических съемок и их назначение

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.

Сущность тригонометрического нивелирования заключается в следующем. Тригонометрическим нивелированием называют процесс измерения разностей высот точек местности (превышений) и определения их высот с помощью наклонного луча визирования угломерного геодезического прибора (теодолита).

На рис. представлена схема тригонометрического нивелирования с целью определения превышений h между точками А и В местности.

Расстояние между точками не превышает 300 м, поэтому в этом случае (d ≤ 300 м) можно не учитывать влияние кривизны Земли и рефракции атмосферы и считать, что уровенная поверхность является плоскостью, а визирный луч прямолинеен.

Для определения превышения h в точке А устанавливают теодолит, приводят его в рабочее положение и измеряют высоту оси вращения зрительной трубы над точкой, называемую высотой прибора i. Если направить визирную ось трубы на некоторую точку M рейки, установленной в точке В, измерить угол наклона v визирной оси к горизонту ON и горизонтальную проекцию расстояния d, то согласно рис. получим

Рис. Схема тригонометрического нивелирования

МN= dtgv;

h+l= dtgv+i,

откуда получим искомое превышение

h = dtgv+i — l.

Эта формула позволяет определить превышение h по измеренному вертикальному углу v, если известна горизонтальная проекция расстояния d между нивелируемыми точками А и В.

Горизонтальную проекцию расстояния d через дальномерное расстояние L можно выразить как:

d = Lсos² v,

где L = Cn' — дальномерное расстояние;

С – коэффициент нитяного дальномера ,

β – параллактический угол, имеющий очень маленькое значение (угол, образующийся разностью ординат точек – продольный параллакс, или абсцисс – поперечный параллакс)

n'— разность отсчетов по дальномерным штрихам сетки нитей;

v — угол наклона;

i — высота прибора над съемочной точкой;

l — высота наводки (см. рис. ).

Итак, высотное положение снимаемых точек определяют методом тригонометрического нивелирования, т.е.:

горизонтальная проекция расстояния d=Lcos² v; (1) превышение h=dtgv +i — l, (2)

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.

Приборы, используемые для тахеометрических съемок

При производстве тахеометрических съемок в настоящее время наиболее часто используют следующие приборы:

оптические теодолиты - ЗТ5КП, Т15К, 2T30, 2ТЗОП, 4ТЗОП;

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

электронные тахеометры: Та20, Та5, ТаЗ, ТаЗм, 2Та5, ЗТа5, Elta R50, Eita R55, RECOTA, RETA;

рейки нивелирные: PH-3000, PH-4000, рейки телескопические 4-мев' ровые, 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-lм, СМ-5;

землемерные ленты и рулетки: ЛЗ, ЛЗШ, P50, P20, Р10, РТ;

приемники спутниковой навигации «GPS» и базовые станций «DGPS».

Применение номограммных и электронных тахеометров позволяет исключить вычисления по формулам (1) и (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.