Раздел 4. Геодезичексие измерения.

Изучив данный раздел, ВЫ будете

 знать: сущность, классификацию, виды измерений, необходимых для производства геодезических работ, последовательность выполнения измерений, устройство приборов, применяемых для их выполнения.

Уметь: работать нивелиром теодолитом, вычислять координаты точек теодолитного и нивелирного хода, высоты пикета, строить топографический план.

Геодезические измерения.

Измерить величину — значит установить отношение данной величины к другой, однородной величине, принятой за единицу измерения.

Различают два метода измерений — непосредственный и кос­венный. В первом случае величину измеряемого предмета непо­средственно сравнивают с единицей меры. При косвенном изме­рении величину предмета вычисляют, решая уравнения физиче­ской или геометрической связи между размерами вычисляемого предмета как функции и величиной другого — измеряемого предмета как аргумента.

Измерения называют равноточными, если одну и ту же или однородные величины измеряют исполнители одинаковой квали­фикации, одинаковое число раз, одинаковыми инструментами, в одинаковых условиях и одинаковыми методами. Если хотя бы одно из указанных требований нарушено, измерения называют неравноточными.

Геодезические измерения

линейные                                                            высотные

(получают с помощью (получают с помощью нивелира)

мерной ленты и даль-

номера)

                                        угловые

                          (получают с помощью теодолита)

Линейные измерения

Измерения линий на местности – самый распространенный вид геодезических измерений – выполняется непосредственно рулетками, мерными лентами, нитяными и светодальномерами.

 

 

Перед началом работ мерный прибор сравнивают с эталоном – компарируют. За эталон принимают отрезки, длины которых известны с высокой точностью. Рулетки бывают длиной от 5 до 100 метров. При измерении линии ленту или рулетку последовательно откладывают между начальной и конечной точками. Сначала подготавливают створ линии: концы ее фиксируют кольями, а середину обозначают на местности вехами.Вехи устанавливают с помощью оптической зрительной трубы в створе измеряемой линии. У штрихов ленты сделаны вырезы, в которые вставляют шпильки. Складывая количество шпилек, получают длину линии.

Для точности измерений все линии измеряют вторично и выводят среднее арифметическое. Если измерения производят на поверхности, имеющей уклон, для приведения наклонно измеряемого расстояния к горизонтальному в результат измерений вводится поправка, равная cos угла наклона.

               

 

 

Высотные измерения

Нивелирование – вид геодезических измерений, в результате которых определяют абсолютные высоты точек и превышения. Нивелирование производят дляизучение форм рельефа при проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений. По способам выполнения различают геометрическое, тригонометрическое, гидростатическое и барометрическое нивелирование.

Геометрическое нивелирование – наиболее распространенный способ, выполняемый с помощью нивелира, - прибора, задающего горизонтальную линию визирования.

Для производства нивелирных работ необходим нивелирный комплект, который кроме нивелира включает штатив со становым винтом для закрепления нивелира, нивелирная рейка.

рис.

1. Подъемные винты служат для приведения нивелира с помощью круглого уровня (8) и цилиндрического уровня (12) в горизонтальное положение.

2. Прижимная пластина с помощью станового винта укрепляет подставку (4) нивелира на штативе.

3.Элевационный винт применяется для смещения горизонтальной нити вправо и влево.

5 Окуляр используется для наведения на рейку и взятия отсчетов.

 

6 Закрепительный винт закрепляет зрительную трубу (7) в нужном положении.

7. Мушка служит для предварительного наведения на рейку.

13. Наводящий винт служит для наведения на объект.

 Прежде чем начать работу с нивелиром, необходимо выполнить поверки – действия,  которые контролируют правильность взаимного расположения основных осей прибора.   

При обнаружении взаимного несоответствия частей прибора производят юстировки.

Юстировки – исправление несоответствий параллельности и перпендикулярности основных осей с помощью исправительных винтов.

 

 

 

 

                                                     

 

УГЛОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ                                                            Вертикальный круг

                                   Оптический визир

Визирная труба

Уровень

 

Горизонтальный круг

Подъемные

винты

      Подставка

 

Измерить горизонтальный угол — значит измерить проек­цию угла местности на горизонтальную плоскость.

Чтобы получить горизонтальную проекцию угла, надо сто­роны СА и СВ спроектировать на горизонтальную плоскость и получить их горизон­тальные проекции.Угол между этими проек­циями в плоскости и есть горизонтальный угол. В связи с этим угломерный инстру­мент можно устанавливать на некоторой высоте над вершиной измеряемого угла.

Горизонтальные проекции угла измеряют теодолитом — универсальным инструментом, применяемым для измерения го­ризонтальных и вертикальных углов, расстояний и превышений (рис. 25). Основные части теодолита следующие.

Лимб — круг с градусными,, делениями. Его плоскость, являющуюся плоскостью горизонтальных проекций углов, при работе устанавливают горизонтально.

Уровень —прибор, по которому следят за горизонталь­ностью плоскости лимба во время работы.

Оптическая труба служит для визирования — наведения на предметы

Алидада — дословно линейка. У теодолитов — один из диаметров круга, расположенного и вращающегося, над лимбом. Ось вращения алидады при работе устанавливают вертикально; она является основной осью инструмента, относительно кото­рой определяют положение всех частей теодолита.

Верньер, микрометр или шкаловой микроскоп — устройст­ва, позволяющие значительно повысить точность отсчитывания долей делений на лимбе.

Подставка и подъемные винты служат для удержания тео­долита на штативе и приведения плоскости лимба в горизон­тальное положение.

Отвес металлический на шнуре или оптический отвес, дляцентрирова­нии инструмента.

' ©

По точности теодолиты делят на высокоточные, точные и Технические *.

Средняя ошибка одного измерения угла теодолитами техническими не должна превышать +30".

Названия теодолитов соответствуют их точности. Если одно измерение угла данным теодолитом в среднем содержит ошиб­ку ±5", его называют Т-5; если ошибка равна + 30, теодолит называют Т-30, и т. д.

                                                                                                  

                                                                                                                     Закрепительный винт трубы

микроскоп

 

Лимб и алидада

горизонтального

     круга

Теодолитный комплект состоит из теодолита – прибора для измерения горизонтальных и вертикальных углов, штатива для установки теодолита и вешки, на которую наводят нить теодолитной трубы.

 

 

Для установки теодолитов на местности используют штатив, верхняя часть которого представляет собой горизонтальную металлическую площадку со становым винтом для закрепления теодолита.

Раздвижные ножки штатива позволяют регулировать высоту, а ярко окрашенные визирные вехи обеспечивают точность наведения.

До начала работы с теодолитом внешним осмотром проверяют его устойчивость на штативе, плавность хода подъемных и наводящих винтов, прочность фиксации вращающихся частей закрепительными винтами и выполняют поверки. В процессе поверок удостоверяются в правильном взаимном положении осей прибора.

Поверки производят в такой последовательности:

 

Если при выполнении поверок обнаруживается несоответствие взаимного расположения частей прибора, его юстируют исправительными винтами.

 

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ СЕТИ

Для геодезического обеспечения строительства на поверхности Земли создается ряд точек, связанных между собой единой координатной системой их маркируют на поверхности Земли или в зданиях центрами (знаками). Совокупность закрепляемых на местности точек, положение которых определенно в единой систем координат, называют геодезической сетью. Геодезические сети подразделяют на плановые и высотные. Первые служат для определения координат Х и У, вторые- для определения их высот Н. Общая организация геодезических работ строится по принци­пу — от общего к частному.

На территории России закреплена система точек, геодезические координаты и высоты которых определены с высокой степенью точности. При построении планового и высотного обоснования решают несколько задач: получение материалов для определения формы и размеров Земли, исследование вертикальных движений земной коры, создание единой системы счета высот, т. е. вычисления высот точек от одного исходного уровня, принятого для России— ну­ля Кронштадтского футштока, и обеспечение заранее обуслов­ленной точности любых геодезических работ.

Геодезические сети России подразделяют на госу­дарственные сети I, II,III, IVклассов, сети мест­ного значения, съемочные сети и специальные на строительной площадке.

Геодезические работы любого класса организуют по вытянутым ходам, опирающимся на точки высшего или данного класса.

Сначала прокладывают полигоны Iкласса с наивысшей точностью измерения возможной при современ­ном состоянии науки и техники.

Нивелирными полигонами Iкласса связывают уровни мо­рей, определяют разности этих уровней, вертикальные движе­ния материков, а устанавливаемые при нивелировании высот­ные знаки являются исходными точками для нивелирования остальных классов

Полигоны II класса сгущают сети Iкласса. Они опираются ни точки I класса.II

Полигоны IV класса опираются на точки III и II класса и являются сгущением сети III класса.

Точки сетей IIIиIV классов служат опорой для топографических съемок, про­водимых в инженерных целях для изысканий, а также для обоснования строительства ин­женерных сооружений.

На точки государственных геодезических сетей опираются съемочные сети местного значения 

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ЗНАКИ

Назначение геодезических знаков –закрепление на местности геодезической сети. знаки могут быть в виде железобетонных, бетонных, металлических или деревянных грунтовых реперов, которые делят на фундаментальные, рядовые и временные.

Фундаментальные реперы (рис. 104) ставят по линиям Iи IIкласса, через 50—80 км один от другого. Ря­довые реперы по линиям Iи IIкласса устанавливают через 5—7 км, а по линиям IIIи IVкласса через 1—2 км па строи­тельных площадках, в городах, вдоль каналов и через 5—7 км

 

 

ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ СЪЁМКИ

Топографические съемки – комплекс геодезических измерений, выполняемых на местности с целью создания и обновления топографических планов.

На топографические планы наносят пункты плановых и высотных геодезических сетей и точки, с которых производят съемку. Положение точек известно в принятой системе координат. Съёмочное обоснование развивается от пунктов плановых и высотных опорных сетей путем проложения теодолитных ходов -замкнутых или разомкнутых

 

                               Все работы делятся на полевые и камеральные. Камеральные включают в себя изучение имеющегося картографического материала и определения способа решения геодезических задач.

Полевые работы включают рекогносцировку местности для определения наиболее благоприятных мест для закрепления вершин теодолитного хода, измерения углов и длин линий. В результате полевых работ заполняется журнал полевых измерений и составляется абрис (схематический чертеж).

 

 

После полевой проверки результатов измерений расчет координат теодолитного хода производится в камеральных условия.