3.Теодолитная съемка

Теодолитная съемка

Теодолитная съёмка – это горизонтальная геодезическая съёмка местности, выполняемая для получения контурного плана местности (без высотной характеристики рельефа) с помощью теодолита.

Для нашей бригады был выдан участок для топографической съемки и исходные пункты. После детального ознакомления с участком, мы составили проект планово-высотной основы, руководствуясь следующими требованиями:

• хорошая взаимная видимость между соседними пунктами основы;

• пункты основы должны обеспечивать хороший обзор местности для топографической съемки;

• количество пунктов, их взаимное расположение выбирают с таким расчетом, чтобы с этих пунктов можно было снять полностью весь участок съемки. При съемке расстояние от пункта основы до снимаемой точки не должно превышать 100 м;

• удобство установки инструмента;

• удобство для линейных измерений и нивелирования;

• расстояние между соседними пунктами должно быть не более 150 м и не менее 50 м.

Пункты закрепляются на местности предварительно заготовленными деревянными колышками и вешками.

Колышек будет являться носителем координат и высоты. Он в процессе всей практики должен оставаться жестко зафиксированным. Колышек вбивают вровень с землей, оставляя не более 1 - 2 см над поверхностью. Если во время практики колышек изменит своё положение, необходимо будет его закрепить заново и определить его координаты и высоту. Вешки служат для удобства отыскания пункта. Его должно быть хорошо видно на местности. Для зрительного отличия вешек используют яркую ленточку.

Измерение горизонтальных углов

В теодолитных ходах измеряют левые и правые по ходу горизонтальные углы. В разомкнутом ходе 30,31,55,56- исходные пункты, 1-6 – пункты теодолитного хода β₁-β₆ – левые горизонтальные углы. β₃₁-β₅₅- левые примычные углы. (рис. 5)

Рисунок 5 – Разомкнутый ход

В замкнутом ходе 42-43 – исходные пункты. 1-8 – пункты теодолитного хода. β_43, β₆-β₈ – левые внутренние горизонтальные углы. β_прим.- левый примычный угол.

На практике во избежание путаницы измеряют левые горизонтальные углы.

Рисунок 6 – Замкнутый ход

Порядок измерения:

• теодолит центрируют над пунктом с точностью не менее +5 мм;

• приводят в рабочее положение (по уровню);

• добиваются резкого изображения сетки нитей;

• закрепляют лимб;

• на предыдущем и последующих пунктах устанавливают вехи позади колышков (в створе наблюдаемых направлений);

• при положении KJI снимают отсчет по горизонтальному кругу a₁ на предыдущую, затем отсчет а₂ на последующую вехи, отсчеты записывают в журнал;

• ту же операцию повторяют при положении КП;

• не снимая теодолит, вычисляют горизонтальные углы;

βл=а2-а1

βп=а4-а3

где а₃ и а₄ - отсчеты при КП соответственно на предыдущую и

последующие вехи. Расхождение между βл и βп не должно превышать 2;

• вычисляют (β_ср = (β_Л + βп)/2 и записывают в журнал.

Если углы измеряются с повышенной точностью, лимб поворачивают на 90° и повторяют все измерения.

При наведении на веху стараются навести трубу как можно ниже, так как низ вехи всегда отклоняется меньше, чем ее верх.

Измерение углов наклона

Вертикальные углы измеряют в прямом и обратном направлениях. На каждой станции измеряют высоту инструмента с точностью до 1 см, отмечают эту высоту на вехе. Веху устанавливают вертикально сначала на предыдущей, затем на последующей точках хода. Среднюю горизонтальную нить наводят на веху на высоту инструмента при положении KJI, затем КП и снимают отсчеты по вертикальному кругу KJI и КП, которые записывают в журнал. Затем вычисляют место нуля:

М0=(КЛ+КП)/2

Значение МО < ±2.

Затем вычисляют вертикальный угол ᵞ= KЛ - МО. Вертикальные углы измеряют в прямом и обратном направлениях. Расхождение между ними не должно превышать 2'.

Рисунок 7 – Схема измерения вертикального угла

Измерение длин сторон хода

При измерении длин линий по разным причинам возникают погрешности, поэтому для контроля и повышения точности результатов измерений каждую линию измеряют дважды, в прямом и обратном направлениях.

Погрешность измерения линии 50 — метровой лентой не должна превышать 1:500, то есть не должна превышать 1 см на каждые 5 м измеренной длины. Если расхождение не выходит за допустимые пределы, то вычисляют среднее арифметическое значение длины:

= ( + )/2

Если расхождение больше допустимого, линию измеряют заново.

Измерение линий заключается в последовательном укладывании ленты в створе линии. Измерение производят два человека. Один совмещает нулевой штрих ленты с началом линии, а другой, протягивает ленту по створу измеряемой линии. При этом, мерщик, находящийся сзади, корректирует переднего, ориентируясь по вехе, установленной в конце измеряемой линии. Следуя указаниям заднего мерщика, передний укладывает ленту в створе линии, и натянув ее одной рукой, второй рукой через прорезь в ленте вертикально вставляет шпильку в землю. После этого задний мерщик вынимает заднюю шпильку, передний мерщик снимает ленту со шпильки, которая остается в земле, и оба мерщика перемещают ленту вперед по линии. Задний мерщик надевает прорезь в ленте на оставленную передним мерщиком шпильку и направляет по линии переднего мерщика. Далее действия повторяются в таком же порядке.

После этого измеряют линию в обратном направлении. Результат измерений записывают в журнал.

Вычисление координат точек теодолитного хода.

Вначале проверяют все вычисления в полевом журнале. Затем строят схему теодолитного хода, на которую выписывают номера точек теодолитного хода, средние значения измеренных горизонтальных и примычных углов и средние значения измеренных длин сторон. Вычисление координат точек теодолитного хода выполняется в специальной ведомости в следующем порядке:

1. В ведомость выписывают результаты полевых измерений:

• средние значения измеренных горизонтальных и примычных углов;

• средние значения измеренных длин сторон;

• средние значения измеренных вертикальных углов.

Средние значения длины стороны находят как полусумму ее измерений в

прямом и обратном ходе. Средние значения вертикального угла - как полусумму абсолютных его значений в прямом и обратном ходе.

Определяют угловую невязку замкнутого хода с измеренными внутренними углами по формуле:

ʄ_β=

Если в замкнутом ходе измерены внешние углы, то:

ʄ_β=

В разомкнутом ходе:

ʄ_β=

где а_к и а_н - дирекционные углы начального и конечного направлений;

2. Вычисляют допустимую угловую невязку f_βdon = ±1' - для замкнутого хода, f_βdon = ±1.5' - для разомкнутого хода.

3. Сравнивают полученную невязку с допустимой. Если ʄ_пол.˂ʄ_доп. , то полученную угловую невязку распределяют на все измеренные углы поровну с противоположным знаком, т.е. поправки по формуле:

где V_β- поправка в измеренные углы.

4. З атем вычисляют исправленные углы:

β_ucnp. = β_измер.+ V_β

Сумма исправленных углов должна быть равна теоретической сумме: в замкнутом полигоне с внутренними углами:

= 180°(n-2),

в замкнутом полигоне с внешними углами:

= 180^о(n+ 2),

в разомкнутом полигоне

= 180°n-(а_к-а_н).

5. Дирекционные углы сторон хода вычисляют по формуле:

а_посл = а_пред + β_испр +180° - для левых горизонтальных углов,

а_посл = а_пред - β_испр +180° - для правых горизонтальных углов,

где а_пося, а_пред - дирекционные углы последующей и предыдущей сторон хода. Если а_посл. получается больше 360°, то из значения а_посл вычитают 360°.

6. Вычисляют значение румбов.

Значение румбов записывают над значениями дирекционных углов. Вычисляют горизонтальные проложения:

d = I cos v,

где (d-горизонтальное проложение (округляют до 0,01 м)), ᶩ - измеренная длина, v - вертикальный угол.

7. Вычисляют приращения координат:

∆Х = d cosa, ∆Х = d cosr

∆Y=dsina, или ∆Y = dsinr, где при вычислении через румбы значения cosr и sinr определяют по шестизначным таблицам тригонометрических функций, а знаки ∆Х и ∆Y- по схеме. Полученные ∆Х и ∆Yокругляют до 0,01 м.

8. С учетом знаков находят абсолютные невязки f_x и f_y хода по осям

Х и Y.

9. Определяют абсолютную невязку f_d хода

и записывают в ведомость с погрешностью до сотых долей метра.

10. Если абсолютная невязка меньше 1/500, невязки f_x и f_y распределяют, вводя поправки в вычисленные

значения координат.

11. Координаты вершин теодолитного хода получают последовательным алгебраическим сложением координат предыдущей точки хода с соответственно исправленными приращениями (координаты первой точки хода нам заданы):