Нивелир

 

Отметки любого геодезического пункта В обычно получают по формуле:

HB = HA + h,,

где HA - известная отметка какого-либо пункта,
h - превышение между определяемым пунктом В и исходным пунктом А.

Для измерения превышений методом геометрического нивелирования нужен нивелир, комплект из пары реек и нивелирные башмаки.

Если расстояние между пунктами невелико (до 150 м) и превышение между ними также небольшое (до 2 м), то превышение можно измерить с одной постановки (одной станции) нивелира и обойтись без башмаков (рис. 10).

Порядок измерения превышения на станции:

установить нивелир примерно посередине между пунктами А и В, привести нивелир в рабочее положение; расстояние от нивелира до реек не должно быть слишком большим (не больше 100 м) или слишком маленьким (менее 5 м); если это расстояние по условиям местности получается меньше 5 м, то рекомендуется поставить нивелир в стороне от реек (рис. 11);

 

Рисунок 11 - Одна из возможных схем расположения нивелира и реек

установить вертикально рейки на пункте А (задняя рейка) и на пункте В (передняя рейка); рейка устанавливается на центр пункта (верхняя часть марки исходного пункта или шляпка гвоздя на определяемом пункте);

навести зрительную трубу на заднюю рейку, отфокусировать изображение рейки и установить его в центр поля зрения; элевационным винтом привести пузырёк уровня точно в нульпункт и взять отсчёт по чёрной стороне рейки по центральной горизонтальной нити ЗЧ; записать отсчёт в журнал;

дать команду реечнику развернуть рейку красной стороной; проверить положение пузырька точно в нульпункте и взять отсчёт по красной стороне рейки по центральной горизонтальной нити ЗК; записать отсчёт в журнал;

повернуть нивелир на переднюю рейку и повторить операции 3 и 4 для передней рейки - в результате получатся отсчёты ПЧ и ПК; записать отсчёты в журнал;

выполнить обработку измерений на станции, то есть:

вычислить разности нулей для задней Р0З и передней Р0П реек
Р0З = ЗК - ЗЧ; Р0П = ПК - ПЧ; записать их в журнал;

вычислить превышения по чёрным ЧП и красным КП сторонам реек
ЧП = ЗЧ - ПЧ; КП = ЗК - ПК; записать их в журнал;

вычислить разность превышений ЧП - КП и записать её в журнал;

проверить условие ЧП - КП = Р0П - Р0З;

при выполнении предыдущего условия вычислить среднее превышение СП = 1/2*[ЧП+(КП 100)], округлить его до миллиметров и вписать в журнал. Знак "плюс" или "минус" выбирается с таким расчётом, чтобы величина в круглых скобках была почти равна ЧП.

 

Допуски на станции: на расхождение вычисленной и теоретической разности нулей реек 5 мм; на расхождение чёрного и красного превышений 5 мм.

Образец журнала для технического нивелирования приведен в таблице 8.

Таблица 8 - Образец записей в журнале технического нивелирования

Примечание:

графа "Расстояния до реек" и первая строка в графе "Отсчёты по рейкам" в техническом нивелировании не заполняются;

числа в скобках указывают номера операций.

 

Если хотя бы один допуск будет нарушен, нужно аккуратно зачеркнуть записи станции и повторить на ней все измерения.

Если расстояние между пунктами А и В большое или превышение между ними больше 2 м, то превышение измеряют по частям; в качестве промежуточных пунктов используют нивелирные башмаки. Работа на каждой станции выполняется по описанной выше методике, а превышение между пунктами вычисляется как сумма средних превышений на станциях.

Ход технического нивелирования по пунктам теодолитного хода может быть как разомкнутым, так и замкнутым; он выполняется в одном направлении.

Билет 11.1 Теодолитная съемка

В состав работ по выполнению теодолитной съемки входит измерение горизонтальных и вертикальных углов и измерений длин линий (теодолит и рулетка). Если при производстве теодолитной съемки определяют только плановые координаты точек, она называется ситуационной или контурной. По результатам такой съемки может быть составлен план без изображения рельефа. Чтобы иметь план с рельефом, необходимо определить плановые координаты и высотные отметки точек местности. Для этого выполняется теодолитная тахеометрическая съемка. Процесс выполнения теодолитной съемки включает в себя работы по прокладке теодолитных ходов, которые являются обоснованием, и работы по выполнению съемки ситуации с точек этого обоснования.

 

Этапы теодолитной съемки:

1) Камеральная подготовка

2) Рекогносцировка – обследование местности,

3) Полевые измерения,

4) Камеральная обработка полевых измерений,

5) Составление и оформление плана.

 

I. включает в себя:

1) изучение имеющегося картографического материала,

2) ознакомление с районом работ по справочной литературе,

3) разработка проектов теодолитных работ и методики их выполнения,

4) составление календарного плана проведения работ.

 

II. Обследуется район выполнения работ, отыскиваются и оцениваются с точки зрения сохранности пункты плановой и высотной опорной сети, которые по проекту будут использоваться как исходные. Непосредственно на местности выбирается окончательный вариант проекта теодолитных работ, исходя из условий:

- количество точек входа и их взаимное расположение должно быть выбрано с таким расчетом, чтобы можно было выполнить съемку в полном объеме,

- при съемке ситуации расстояние от точки теодолитного хода до снимаемой точки не должно превышать 100 м,

- удобство установки инструмента на точках хода,

- удобства для линейных измерений и нивелирования,

- стороны теодолитных ходов не должны значительно отличаться по длине.

Максимальная длина – 350 м,

Минимальная длина – 20 м.

Короткие стороны принимают в крайнем случае, т. к. они считаются источником погрешности.

- хорошая взаимная видимость между точками хода,

- обзор местности с точки хода должен быть достаточным для ситуационной съемки,

- возможность закрепить точки теодолитного хода деревянными кольями или металлическими штырями.

1) Вычисление координат вершин теодолитного хода

1.1. Уравнивание измеренных горизонтальных углов.

При измерении горизонтальных углов возникают ошибки, поэтому сумма измеренных углов не совпадает с их теоретической суммой и возникает невязка f_βвыч.

f_βвыч = Σ_βизм - Σ_βтеор

Σ_βтеор – сумма углов многоугольника (180^о(n-2)).

Полученная невязка f_βвыч сравнивается с допустимой, которая вычисляется по формуле:

f_βдоп = ±2t√n = ±1'√n

t – точность отсчетного устройства,

n – число вершин теодолитного хода.

Если полученная угловая невязка не превышает (f_βвыч ≤ f_βдоп), то невязка распределяестя в измеренные углы с поровну с обратным знаком

δ_βi = -f_βвыч/n

1.2. Вычисление и уравнивание превышений и высот точек теодолитного хода по измеренным вертикальным углам.

Превышение между вершинами теодолитного хода может быть вычислено через проложение D и вертикальный угол прямого и обратного направления.

h_прям = Dtgα

D = Scosα

h_обр = Dtgα (α – обратный угол с обратным знаком)

h_ср = (|h_пр| + |h_обр|)/2

f_доп < 0,03 D_c, D_c – длина линии теодолитного хода в сотнях метров.

Превышения уравниваются пропорционально длинам теодолитного хода.

S_hi = (f_{h получ}/P)·D_i

f_доп = Σh_ф

Контроль: Σ_{h ср ур} = 0

H_посл = Н_пред + h

 

2) Обработка журнала тахеометрической съемки.

Углы наклона вычисляют через отсчеты по вертикальному углу, через МО. Вычисление горизонтальных проложений и превышений.

D = Scos²α

h = (Ssin2α)/2 – если наводимся на высоту инструмента

h = (Ssin2α)/2 + i – b, b – отсчет, на который наводимся средней нитью теодолита,

i – высота инструмента.