Угловые измерения в шахте. Горные теодолиты.

Отве т

ТЕОДОЛИТ (а. theodolite; н. Theodolit; ф. theodolite; и. teodolito) — угломерный прибор, предназначенный для точного измерения горизонтальных и вертикальных углов при геодезических и маркшейдерских работах, в маркшейдерских и геодезических опорных и съёмочных сетях, в строительстве и т. п.
Основные конструктивные узлы теодолита: вращающиеся вокруг вертикальной и горизонтальной осей угломерные лимбы; зрительная труба; отсчётные устройства; цилиндрические и круглые уровни; микрометрические и зажимные устройства. Современные теодолиты имеют оптическую систему (передающую изображение шкалы лимба и отсчётного приспособления в поле зрения одного микроскопа) и дополнительные элементы: компенсатор (вместо уровня при вертикальном круге), оптическую центрированную, съёмную ориентир-буссоль, дальномерные насадки, призмы для крутого визирования. Разработаны лазерные теодолиты, в которых зрительная труба заменена лазерным излучателем; в некоторых случаях на зрительной трубе монтируют лазерную насадку. По точности теодолиты подразделяются на высокоточные, обеспечивающие измерение горизонтального угла со средней квадратической погрешностью менее 1,5", точные до 10", технические — от 10 до 30". На практике при массовых геодезических измерениях (инженерные, геологические, линейные изыскания, перенос объектов в натуру, проложение теодолитных ходов) наиболее широко используются технические теодолиты.
Горные (маркшейдерские) теодолиты по классу точности относятся к техническим теодолитам, у которых на трубе дополнительно установлен керн или шпиль для центрирования в подземных выработках (рис.).
Повышение производительности и автоматизации теодолитных измерений связано с созданием кодовых теодолитов, в которых наблюдатель осуществляет только визирование, а отсчёты направлений или углов фиксируются фоторегистрацией по специальным кодам, затем соответствующие характеристики переносятся преобразователем на перфоленту для автоматической обработки.

Способы создания съемочных сетей на ОГР.

Ответ

Геодезические опорные сети.

Все наземные съёмки производятся на основе закреплённых на местности опорных геодезических пунктов, для которых с высокой точностью определены плановые координаты и высоты. Плановое положение их определено в единой системе плановых координат, а высоты - в единой системе высот. Совокупность таких геодезических пунктов, равномерно размещённых на территориистраны образует геодезическую опорную сеть.
Геодезическая сеть создаётся по принципу "от общего к частному". То есть сначала строится довольно редкая сеть пунктов, координаты которых определяются с самой высокой точностью, а затем эта сеть сгущается пунктами, положение которых определено уже с меньшей точностью и так далее. Геодезическая опорная сеть включает государственную геодезическую сеть (ГГС), сети сгущения и съёмочные сети.
Координаты геодезических сетей определяются в одной системе координат по всей территории. Государственная геодезическая сеть имеет начало координат и единый референцэллипсоид.
^ Плановая государственная геодезическая сеть создаётся методами трингуляции, полигометрии и трилатерации.
Метод триангуляции заключается в том, что на местности размещают и закрепляют геодезические пункты, являющиеся вершинами треугольников. В первом треугольнике образованной сети измеряется с высокой точностью так называемая выходная сторона и все внутренние углы. По этим измерениям вычисляются длины остальных сторон. Затем во втором примыкающем к первому треугольнике также измеряют все углы и, используя вычесленную ранее длину общей с первым треугольником стороны, получают длины сторон второго треугольника. Зная координаты одной из начальных точек, по вычесленным сторонам и измерённым углам вычисляют тригонометрическим путём координаты остальных точек. Ряды треугольников триангуляции 1 класса прокладывают по возможности вдоль меридианов и параллелей. Длина сторон треугольников не менее 20 км, углы измеряются с ошибкой не более 0,7.
^ Метод полигонометрии состоит в проложении на местности сети ломанных ходов, которые в совокупности образуют замкнутые многоугольники. Этот метод применяют обычно в залесенной, застроенной местности, где видимость между пунктами затруднена.
^ Метод трилатерации по своей сути сходен с методом триангуляции. Отличается от него тем, что в треугольниках измеряются не углы, а стороны. Все три стороны треугольников измеряются с помощью дальномеров с высокой точностью, а затем вычисляют координаты точек.
Геодезическая сеть 2 класса сроится внутри полигонов 1 класса путём прокладывания пересекающихся холодов полигонометрии или построения сплошной сети треугольников. Далее сеть 2 класса сгущается и таким образом создаётся геодезическая сеть 3 и 4 классов проводятся уже с точностью 1,5 - 2,0. Расстояния между пунктами составляют около 5 км.

Все пункты государственной геодезической сети закрепляются на местности - в землю на глубину забивают бетонные сваи, а над землдёй устанавливают металлические или деревянные сооружения, которые называются геодезическими знаками.
^ Высотная геодезическая сеть создаётся путём нивелирования, проводимого высокоточными приборами. Государственная высотная сеть в зависимости от точности проводимых измерений высот также бывает 1,2,3 и 4 классов.
Нивелирные ходы 1 класса связывают уровни всех морей и океанов. Между ними вдоль дорог и рек прокладывают нивелирные ходы 2 класса. Ходы 3 класса сгущают нивелирную сеть 2 класса, а линии 4 класса прокладывают между нивелирными пунктами 3 класса. Пункты нивелирования любого класса закрепляется на местности реперами и марками, которые закладываются в грунт или в стены каменных зданий через каждые 3-5 км хода, а через 50-80 км устанавливаются фундаментальные реперы.
Непосредственным геодезическим обоснованием топографической съёмки являются опорная съёмочная сеть. Поскольку с точек съёмочного обоснования будет производится съёмка всей ситуации, пункты её временно закрепляются на местности деревянными колышками. Как правило, для точек съёмочного обоснования определяются плановые и высотные координаты. Съёмочная сеть должна быть привязана к пунктам государственной геодезической сети, т. е. их координаты определены относительно пунктов ГГС. Таким образом, все объекты местности определяемые с точек съёмочного обоснования окажутся определены относительно пунктов ГГС.
^ Опорная съёмочная сеть создаётся приложением теодолитных ходов. Теодолитные ходы бывают и замкнутые или разомкнутые.
Разомкнутые ходы прокладываются между двумя опорными точками. Замкнутые теодолитный ход предстовляет собой многоугольник, привязанный к одной точке геодезической сети. Положение поворотных точек теодолитного хода зависит от конфигурации и размеров снимаемого участка. С каждой из точек теодолитного хода должна быть видна предыдущая и последующая точки хода. Кроме того, между точками не должно быть препятствий и расстояния между ними должно быть не менее 50м. При проложении теодолитных ходов на местности измеряются горизонтальные углы и расстояния между точками 1,2,3,... Как правило в замкнутых - ходах измеряются внутренние углы многоугольника, в разомкнутых ходах измеряются внутренние углы, лежащие с какой- либо одной стороны по ходу от наблюдателя. Углы измеряются теодолитом, расстояния - мерной лентой. На начальном этапе создания съёмочного обоснования проводится рекогносцировка - осмотр местности, выбор в соответствии с требованиями и закрепление точек теодолитного хода.
Измерение длин сторон производится - в прямом и обратном направлении. при этом разница измерении не должна превышать 1: 2000 от длины линии. если линии измеряются на наклонной местности (угол наклона более 1,5), вводится поправка за приведение длин к горизонту. Горизонтальное проложение вычисляется по формуле:

d=Scos@,

где S - измерённая на местности длина стороны хода, @ - угол наклона земной поверхности (вертикальный угол).
В замкнутом полигоне теоретическая сумма внутренних углов:

^ Плановые съёмки.

Как было уже сказано, при плановых (горизонтальных) съёмках определяется лишь плановое положение объектов местности без её высотной характеристики, т. е. создаётся лишь контурное изображение местности. Плановые съёмки (как, впрочем, и другие) производятся с точек съёмочного обоснования. При этом виде съёмок для определения планового положения любого объекта местности относительно точек съёмочногообоснования измеряют расстояния и направления. В зависимости от того, каким путём определяют направления на объекты, плановые съёмки делят на угломерные и углоначертательные (графические). При угломерных съёмках измеряют горизонтальные углы, а при углоначертательных (графических) - направления на объекты местности прочерчиваются на горизонтальном планшете.
Для изображения на плане объекта местности в своих очертаниях необходимо определить положение его характерных точек, число которых зависит от сложности конфигурации и размера каждого конкретного объекта. Положение малых по плошади объектов, изображаемых на карте внемасштабными условными знаками, например, колодца или дерева, определяется одной точкой. Прямолинейный объект (улица, линияэлектропередач и т. п.) может быть изображен, если получено положение двух точек; для ломанных и криволинейных контуров характерными являются точки поворота и изгиба.

Плановое положение объекта может быть получено различными способами: полярным, обхода, створов, перпендикуляров, засечек.
При полярном способе положение точек местности определяется путём измерения расстояний от точки стояния с инструментом (точки съёмочнойсети) до каждого из объектов и углов от исходного направления, напремер, магнитного азимута.
^ Способ обхода применяется при съёмке в закрытых, затруднённых для доступа территориях (болот, пашен и др.). Съёмщик обходит снимаемый контур и измеряет длины прямолинейных сторон хода и их направления (горизонтальные углы или азимуты).
^ Способ створов заключается в определении положения линейных объектов, расположенных под углом к съёмочному ходу. При этом находят положение точки пересечения сторон снимаемого объекта с линией хода и из них определяют направления нужных линий. Так обычно снимают линии электропередач, заборы, границы пашен и т. п.
^ Способ перпендикуляров (ординат) применяют для съёмки небольших объектов, расположенных вблизи сторон теодолитного хода и имеющих криволинейные границы, например, берега реки, контура леса и т. п. Положение характерных точек таких объектов определяется путём измерения длин перпендикуляров опушенных на линию хода, а также расстояний от начальной точки хода.
^ Способ засечек применяется для определении положения третьей точки по двум известным. Из известных двух точек определяют азимуты направлений на недосягаемую точку. Положение определяемогообъекта будет в точке пересечения этих двух направлений.
В зависимости от условий местности обычно при плановых съёмках используются сразу несколько (а то и все известные) способов.