Тахеометрическая съемка

Тахеометр - прибор, с помощью которого измеряют горизонтальные углы, расстояния и превышения.

Цель съемки - получение топографического плана (то есть плана с контурами и горизон­талями).

Съемочным обоснованием тахеометрической съемки являются:

1. Теодолитно - нивелирные ходы.

2. Высотные теодолитные ходы.

3. Тахеометрические ходы. Идея тахеометрической съемки.

Плановое положение точек получают полярным способом (рис. 68а), измеряя полярный угол β по горизонтальному кругу теодолита, а расстояние D с помощью нитяного дальномера. Одновременно измеряют угол наклона v по вертикальному кругу теодолита, чтобы определить dиh.

В качестве опорных точек (станций), с которых ведется съемка, могут быть использованы пункты государственной геодезической сети, сети сгущения, а также съемочной геодезической сети. Последняя для тахеометрической съемки может быть выполнена в виде теодолитно - нивелирных ходов (плановое положение точек определяют по методике проложения теодолит­ных ходов, а высоты точек из геометрического нивелирования); теодолитно - высотных ходов, в которых высоты определяют из тригонометрического нивелирования; и тахеометрических ходов, отличающихся от предыдущих тем, что здесь измерения выполняют электронными

тахеометрами.

Порядок работы

Устанавливают теодолит в точке В (рис. 68а), ориентируют и закрепляют лимб, измеряют высоту прибора над точкой установки. По рейке, установленной на точке местности, с помо­щью нитяного дальномера определяют расстояние D, измеряют по горизонтальному кругу угол

β, а по вертикальному кругу угол v.

Превышение h вычисляют по формуле тригонометрического нивелирования:

h = d-tgv +a-L

 

 

Результаты измерений на каждую точку заносят вместе с номером точки в журнал тахео­метрической съемки.

/!^Л

 

 

•о 8

 

 

 

Точки, в которых устанавливают рейку, выбирают таким образом, чтобы при минималь­ном их количестве правильно изобразить на плане ситуацию и рельеф.

В ходе работы на станции составляется и ведется абрис (рис.686), на котором показывают станцию, направление ориентирования горизонтального круга, ситуацию и расположение снимаемых точек. Рельеф изображают либо условными горизонталями либо стрелками, соединяющими речные точки, между которыми уклон местности не меняется.

По завершению съемки на станции проверяют правильность ориентирования горизон­тального круга, для чего повторно визируют на исходное направление. Расхождение в отсчетах не должно быть более 2'. Во избежание больших переделок рекомендуется в процессе работы на станции такой контроль выполнять через 10-15 точек с фиксацией контроля. План тахеометрической съемки вычерчивается в следующей последовательности: строит­ся координатная сетка, затем по координатам наносятся точки съемочного обоснования. После этого с помощью транспортира и масштабной линейки наносятся пикетные точки полярным способом.

Рельеф местности изображается горизонталями, положение которых на плане определяет­ся методом графического интерполирования, например, следующим образом: на листе про­зрачной бумаги (кальке) проводятся параллельные линии на произвольных, но одинаковых расстояниях друг от друга. Эти линии подписываются в соответствии с принятой высотой сечения рельефа.

Для интерполирования (рис. 68в) по линии АВ кальку накладывают на план таким обра­зом, чтобы точки А и В заняли положение между параллельными линиями, соответствующие их высотам. После этого на план перекладывают все точки к, /, m, п пересечения линий на кальке с линией АВ и подписывают их. Выполнив на плане интерполяцию по всем остальным направле­ниям, отмеченным на абрисе, получают положение точек с известными высотами. Точки с одинаковыми высотами соединяют плавными линиями и получают таким образом на плане положение горизонталей.

 

 

§ 17. Элементы аэрофототопографической

В настоящее время топографические карты, планы масштабов 1:500-1:25000 создаются в основном методами аэрофототопографической съемки.

Аэрофотосъемка выполняется при помощи аэрофотоаппаратов АФА, устанавливаемых на борту самолета. На основе фотоснимков местности и предварительно созданного съемоч­ного обоснования получают карты и планы. Обработка снимков ведется методами фотограм­метрии - науки, занимающейся определением форм и размеров объекта по его фотографиче­скому изображению. Съемочное обоснование представляет собой сеть из точек местности, изобразившихся на снимках, координаты которых известны (или определены).

Сплошная аэрофотосъемка обычно применяется для составления карт на большие терри­тории. При изысканиях трасс трубопроводов производят аэрофотосъемку полосы местности вдоль выбранного направления. После обработки полученных снимков на фотограмметриче­ских приборах получают топографический план полосы местности, который используется для уточнения положения трассы трубопровода.

К самолетам для аэрофотосъемки предъявляются определенные требования: они должны быть оборудованы фотолюками; иметь специальное навигационное оборудование; обеспечи­вать требуемую высоту фотографирования и скорость полета; возможность взлетать и призем­ляться на грунтовые взлетно-посадочные полосы (а не только бетонные); иметь невысокую эксплуатационную стоимость.

Фотосъемочная аппаратура. На борту самолета устанавливается три аэрофотоаппарата (АФА). Два аэрофотоаппарата обеспечивают непрерывность съемки. В момент перезарядки первого работает второй аппарат. Третий фотоаппарат резервный - включается в случае отказа первого или второго аэрофотоаппарата.

В комплект аэрофотоаппарата (АФА) обычно входят: сам АФА, съемные кассеты с плен­кой набор объективов с разными фокусными расстояниями, командный прибор. Сам АФА устанавливается на гиростабилизирующей установке. Кроме того на борту самолета имеется статоскоп и радиовысотомер с фоторегистратором.

Схема АФА. (рис. 72)

1 - объектив АФА с центром проектирования S и фокусным расстоянием /*; 2 - Корпус

АФА: 3 ~ Кассета с пленкой (кадр 18 х 18 см).

чаше всего применяются АФА с фокусным расстоянием fk=70мм.

 

Рис. 72. Схема топографического АФА

Кроме АФА при аэрофотосъемке применяют следующие приборы:

Статоскоп - барометр дифференциальный для определения превышения между снимками

Радиовысотомер - прибор (импульсный дальномер) для определения вертикального расстояния от самолета до земли в момент съемки. Точность 1-2 м.

На снимке в момент фотографирования изображаются координатные метки (рис. 74б), по которым можно определить положение главной точки снимка о.

В момент фотографирования оптическая ось АФА должна быть вертикальна. Для удержания АФА в требуемом положении применяется гиростабилизирующая установка, удерживаю­щая ось АФА в отвесном положении с ошибкой порядка 30'. Снимки, полученные при отвес­ном положении оптической оси АФА, называют плановыми или горизонтальными. Практически эти снимки получают с небольшими (до 3°) углами наклона. Снимки, полученные при углах наклона более 3° называют перспективными. Работой АФА управляет командный прибор, который подготавливает кадр, экспонирует и задает интервал фотографирования снимков. Различают аэрофотосъемку маршрутами (для целей изыскания трасс линейных сооружений) и аэрофотосъемку площадей.

При фотографировании местности по маршруту получают снимки через определенные интервалы, рассчитанные таким образом, чтобы соседние снимки маршрута (рис. 73а) перекрывались между собой.

Для фотографирования участка местности, значительного по площади, прокладывают ряд параллельных между собой маршрутов с соблюдением взаимного перекрытия между ними.

Для стереоскопического наблюдения снимков необходимо чтобы снимки в маршруте (рис. 736) перекрывались не менее, чем на 60%. Такое перекрытие называется продольным и обозначается Р_х, Перекрытие снимков двух соседних маршрутов называется поперечным Ру и необходимо для связи маршрутов. Его величина 30-40%

 

Рис. 73. Аэрофотосъемка: а - маршрутная; б - площадная; S - центр проекции; В - базис

 

Аэрофотоснимок, его свойства и масштаб.

Аэрофотоснимок является центральной проекцией участка местности и по своим геомет­рическим свойствам отличается от топографического плана, который представляет собой ортогональную проекцию местности.

Если аэрофотоснимок горизонтален, а снимаемая местность плоская, то аэрофото
снимок представляет план, его масштаб будет (рис. 74 а)

1/m= a*b /A*B= fk /H

Под влиянием наклона оптической оси камеры и рельефа изображения точек местности на аэроснимке не будут соответствовать их плановому положению.

Снимки, полученные при небольших углах наклона (до 3°), называют плановыми, а при углах наклона более 3° - перспективными.

Рис 74. К работе с аэрофотоснимком: А-схема определения масштаба горизонтального снимка.Б-схема нанесения главной точки снимка

 

Ошибка в положении точки за наклон снимка.

На плановом снимке возможны два вида искажений: за наклон снимка и за рельеф местности. Эти ошибки, действуя суммарно, искажают масштаб фотографического изображения в отличие от масштаба горизонтального снимка горизонтальной местности. Рассмотрим особые точки и линии планового снимка (рис. 75).

Здесь S- центр проекции (оптический центр объектива); о - главная точка снимка; S₀ =f- фокусное расстояние камеры; nN - отвесная линия; п - точка надира снимка; NS=H- высота фотографирования;

а - угол отклонения оптической оси АФА от отвесной линии; VV - главная вертикаль снимка (след пересечения вертикальной плоскости, проведенной через прямые nN и оО, с плоскостью снимка); сС - биссектриса угла а; с- точка нулевых искажений;

h_nh_{n >} h_ch_c, h₀h₀ - горизонтали, проведенные через особые точки п, с и о перпендикулярно главной вертикали снимка.

Масштаб изображения на горизонтали h_nh„ будет

1/mn. = a*n/A*N = n*S/NS = nS/H

Из треугольника Sn_o имеем nS = fr/ cos а

 

Тогда 1/mn = fk /H*cosα. Масштаб изображения на горизонтали h_nh_n крупнее масштаба горизонтального снимка, полученного с той же высоты Н.

Масштаб горизонтали, проходящей через точку О, мельче масштаба горизонтального _снимка, и лишь на горизонтали h_ch_c, проходящей через точку нулевых искажений, масштаб равен масштабу горизонтального снимка.

Горизонталь h_ch_c называют линией неискаженного масштаба.

Ошибку в положении точки за наклон снимка д_га можно определить по формуле:

 

За полюс снимка принята точка с (рис. 76), за полярную ось - главная вертикаль снимка, причем ее положи­тельное направление - в сторону точки о. Счет четвертей координатной сис­темы идет против часовой стрелки. Из формулы следует, что ошибки в длине радиуса - вектора имеют знак «минус» в 1 и 4 четвертях, знак

«плюс» - во 2 и 3 четвертях. То есть подтверждается уменьшение масштаба в той части снимка, где лежит точка о и увеличение масштаба в той части снимка, где лежит точка п.

Сдвиги точек, обусловленные наклоном снимка, направлены строго по радиусу - вектору к точке с или от точки с, поэтому углы при этой точке не искажаются, а точку с называют

точкой нулевых искажений.

По направлениям к точке надира или от нее смещаются точки вследствие влияния релье­фа Углы при точке п не искажаются за рельеф. Поскольку точки сип близки к точке о (по= f tga) на плановом снимке, то при графических построениях на снимке за вершину

неискаженных углов принимают точку о.