Способы съемки ситуации

Съемка ситуации - геодезические измерения на местности для после­дующего нанесения на план ситуации (контуров и предметов местности).

Выбор способа съемки зависит от характера и вида снимаемого объ­екта, рельефа местности и масштаба, в котором должен быть составлен план.

Съемку ситуации производят следующими способами: перпендикуля­ров; полярным; угловых засечек; линейных засечек; створов (рис. 60).

Лекция 7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕВЫШЕНИЙ И ОТМЕТОК ТОЧЕК

7.1.Задачи и виды нивелирования

Нивелированием называется совокупность геодезических измерений для определения превышений между точками, а также их высот.

Нивелирование производят для изучения рельефа, определения вы­сот точек при проектировании, строительстве и эксплуатации различных инженерных сооружений. Результаты нивелирования имеют большое значение для решения научных задач как самой геодезии, так и для дру­гих наук о Земле.

В зависимости от применяемых приборов и измеряемых величин ни­велирование делится на несколько видов.

Геометрическое нивелирование,

тригонометрическое нивелирование

Барометрическое нивелирование -

Гидростатическое нивелирование

Аэрорадионивелирование -

Механическое нивелирование

Стереофотограмметрическое нивелирование

Определение превышений по результатам спутниковых измере­ний

7.2. Классификация нивелиров

Согласно действующим ГОСТам нивелиры изготавливают трех типов: высокоточные - Н-05; точные - Н-3; технические - Н-10.

В названии нивелира числом справа от буквы Н обозначают допусти­мую среднюю квадратическую ошибку измерения превышения на 1 км двойного нивелирного хода.

В зависимости от того, каким способом визирный луч устанавливается в горизонтальное положение, нивелиры изготавливают в двух исполнениях:

- с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе, с помощью кото­рого осуществляется горизонтирование визирного луча (рис. 63);

с компенсатором - свободно подвешенная оптико-механическая система, которая приводит визирный луч в горизонтальное положение. В названии нивелира буква К обозначает компенсатор (Н-3К, Н-3КЛ), где Л - лимб.

7.3. Влияние кривизны Земли и рефракции на результаты нивелирования

При выводе формул для способов нивелирования из середины и впе­ред принято, что уровенная поверхность является плоскостью, визирный луч прямолинеен и горизонтален, рейки, установленные в точках, парал­лельны между собой.

На самом деле уровенная поверхность не является плоскостью и рей­ки, установленные в точках А и В перпендикулярно поверхности, не па­раллельны между собой (рис. 67), следовательно отсчеты З и П преуве­личены на величину поправок за кривизну Земли: CM = К₁ и DN = К₂.

Поправки за кривизну Земли:

Лекция 8 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ СЕТИ

8.1. Принцип организации съемочных работ

Из множества определяемых точек участка земной поверх­ности выделяют наиболее характерные и определяют в первую очередь их положение. Такие точки называют опорными. Эти точки образуют геодезическую опорную сеть (геодезическое основание), т. е. составляют как бы общую канву, на которой с необходимой, хотя и более низкой точ­ностью, производится дальнейшая съемка.

Для того, чтобы результаты съемок были надежны, все важнейшие геодезические действия должны выполняться с контролем.

8.2. Назначение и виды государственных геодезических сетей

Одной из важнейших задач данного государственного органа являет­ся создание государственной геодезической сети (ГГС) на территории нашей страны.

Геодезические сети подразделяются на государственную геодезическую сеть, геодезическую сеть сгущения и съемочную геодезическую сеть.

Государственная геодезическая сеть является исходной для других геодезических сетей. Она делится на плановую и высотную.

Плановая государственная геодезическая сеть создается астрономи­ческим или геодезическим методами.

При астрономическом методе плановое положение каждого из от­дельных пунктов сети определяется независимо друг от друга из астро­номических наблюдений.

Геодезический метод состоит в том, что для определения координат точек находят из астрономических наблюдений координаты только нескольких точек, называемых исходными. Дальнейшее определения планового положения точек производят путем геодезических измерений на местности.

Высотная государственная геодезическая сеть создается методом геометрического нивелирования.

8.3.Плановые государственные геодезические сети.

Методы их создания

Основными методами создания государственной геодезической сети являются триангуляция, трилатерация, полигонометрия и спутниковые координатные определения.

8.4. Высотные государственные геодезические сети

Государственная высотная геодезическая сеть - это нивелирная сеть

I, II, III и IV класса. При этом сети I и II класса являются высотной осно­вой, с помощью которой устанавливается единая система высот на всей территории страны.

На линиях I, II, III и IV класса закладывают вековые, фундаменталь­ные, грунтовые, скальные, стенные и временные реперы.

8.5. Геодезические съемочные сети

Съемочные сети являются геодезической основой при решении инже­нерно-геодезических задач. Их создают в качестве съемочного обосно­вания для производства топографических съемок, выноса на местность инженерных сооружений, а также для плановой и высотной привязки от­дельных объектов.

Съемочное обоснование разбивается от пунктов плановых и высот­ных опорных сетей.

Самый распространенный вид съемочного обоснования - теодолит­ные ходы, опирающиеся на один или два исходных пункта. Они представляют собой геодезические построения в виде ломаных линий, в которых углы измеряют одним полным приёмом с помощью технического теодолита,

Плановая привязка вершин теодолитного хода к пунктам ГГС

Совокупность геодезических измерений и вычислений, необходимых для определения положения вершин теодолитного хода в государствен­ной системе координат, называется привязкой.

Лекция 9 ТАХЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКА

9.1.Тригонометрическое нивелирование

Определить превышение между точками А и В можно с помощью на­клонного визирного луча, т. е. использовать метод тригонометрического нивелирования.

В точке А устанавливают теодолит, в точке В - рейку. Рулеткой или рейкой измеряют высоту теодолита. Используя вертикальный круг теодо­лита, определяют угол наклона визирной оси трубы при её наведении на какую-либо точку рейки. Расстояние от этой точки до пятки рейки называ­ется высотой визирования I. Длину линии АВ измеряют лентой или дальномером.

9.2. Определение превышения тригонометрическим нивелированием с учетом поправки за кривизну Земли и рефракции

Говоря об определении разности высот двух точек тригонометриче­ским нивелированием, можно пред­положить, что расстояние между этими точками невелико, вследствие чего отвесные линии точек А и В можно было считать параллельны­ми, а визирный луч - прямой линией.

9.3. Тахеометрическая съемка, её назначение и приборы

Тахеометрическая съемка - комбинированная съемка, в процессе которой одновременно определяют плановое и высотное положение то­чек, что позволяет сразу получать топографический план местности. Та­хеометрия в буквальном переводе означает скороизмерение или бы­строе измерение.

При производстве тахеометрической съемки используют геодезиче­ский прибор тахеометр, предназначенный для измерения горизонталь­ных и вертикальных углов, длин линий и превышений. Теодолит, имею­щий вертикальный круг, устройство для измерения расстояний и буссоль для ориентирования лимба, относится к теодолитам-тахеометрам.

9.4. Производство тахеометрической съемки

Тахеометрическая съемка выполняется с пунктов съемочного обосно­вания, их называют станциями. Чаще всего в качестве съемочного обоснования используют теодолитно-высотные ходы.

Характерные точки ситуации и рельефа называют реечными точка­ми или пикетами. Реечные точки на местности не закрепляют.

Для определения планового положения точек съемочной сети изме­ряют горизонтальные углы и длины сторон. Длины измеряют землемер­ными лентами или стальными рулетками в прямом и обратном направ­лениях с точностью 1:2000.

Высоты точек определяют тригонометрическим нивелированием. Уг­лы наклона измеряют при двух положениях вертикального круга в прямом и обратном направлениях. Расхождение в превышениях не допускается больше 4 см на каждые 100 метров расстояния.

Обработка результатов тахеометрической съемки включает в себя следующие работы:

1. Вычисление координат и отметок пунктов тахеометрических ходов.

2. Вычисление отметок реечных точек.

3. Построение плана тахеометрической съемки.

9.5. Электронные тахеометры

Электронный тахеометр объединяет теодолит, светодальномер и микроЭВМ, позволяет выполнять угловые и линейные измерения и осу­ществлять совместную обработку результатов этих измерений.

Тахеометры, в которых все устройства (угломерные, дальномерные, зрительная труба, клавиатура, процессор) объединены в один механизм, называются интегрированными тахеометрами.

Тахеометры, которые состоят из отдельно сконструированного теодо­лита (электронного или оптического) и светодальномера, называют мо­дульными тахеометрами.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили электронные тахеометры зарубежных фирм Sokkia (р, Topcon, Ni- con, Pentax, Leica, Trimble. Они имеют встроенное программное обеспе­чение для производства практически всего спектра геодезических работ: развитие геодезических сетей; съемка и вынос в натуру; решение задач координатной геометрии (прямая и обратная геодезическая задача, рас­чет площадей, вычисление засечек). Угловая точность у таких приборов может быть от 1" до 5" в зависимости от класса точности.

Лекция 10 ТЕОРИЯ ОШИБОК ИЗМЕРЕНИЙ

10.1. Общие понятия об измерениях

Сравнение какой-либо величины с другой однородной величиной, принятой за единицу, называют измерением, а полученное при этом чи­словое значение - результатом измерения.

Различают измерения прямые (непосредственные) и косвенные.

Ошибки измерений

Процесс измерений протекает во времени и определенных условиях, в нём участвуют объект измерения, измерительный прибор, наблюдатель и среда, в которой выполняют измерения. В связи с этим на результаты измерений влияют качество измерительных приборов, квалификация на­блюдателя, состояние измеряемого объекта и изменения среды во вре­мени. При многократном измерении одной и той же величины из-за влия­ния перечисленных факторов результаты измерений могут отличаться друг от друга и не совпадать со значением измеряемой величины. Раз­ность между результатом измерения и действительным значением изме­ряемой величины называется ошибкой результата измерения.

По характеру и свойствам ошибки подразделяют на грубые, система­тические и случайные.

10.2. Свойства случайных ошибок измерений

Теория ошибок изучает только случайные ошибки.

Случайные ошибки имеют следующие свойства:

1. Чем меньше по абсолютной величине случайная ошибка, тем она чаще встречается при измерениях.

2. Среднее арифметическое из случайных ошибок стремиться к нулю при неограниченном возрастании числа измерений.

10.3. Оценка точности результатов измерений

Под точностью измерений понимается степень близости результата измерения к истинному значению измеряемой величины. Точность ре­зультата измерений зависит от условий измерений.

10.4. Средняя квадратическая ошибка функции общего вида

В большинстве случаев геодезические измерения выполняют с целью определения значения других величин, связанных с измеряемой функ­циональной зависимостью. Математическая обработка результатов равноточных измерений

10.5.Неравноточные измерения.

Понятие о весе измерения.

Формула общей арифметической средины или весового среднего

Если измерения выполнялись не в одинаковых условиях, то результа­ты нельзя считать одинаково надежными. Такие измерения называют неравноточными. Например, один и тот же угол можно измерить точ­ным и техническим теодолитом. Результаты данных измерений будут не­равноточными.

Мерой сравнения результатов при неравноточных измерениях, т. е. мерой относительной ценности полученных неравноточных результатов является вес результата измерения.

Вес выражает как бы степень доверия, оказываемого данному ре­зультату по сравнению с другими результатами.

11.2. Контроль угловых измерений на трассе

Пусть дан дирекционный угол начального направления трассы a₀. Уг­лы поворота трассы У₁ ,У₂,У₃,У₄,...,У_п измерены теодолитом (рис. 79).

Рис. 79. Определение дирекционных углов по углам поворота трассы

Найдем дирекционные углы остальных направлений трассы непо­средственно из рис. 79

11.3. Разбивка пикетажа, поперечников, съемка полосы местности

Расстояния на трассе измеряют дважды. Сначала вместе с угловыми измерениями с помощью светодальномеров или мерных лент определя­ют расстояния между вершинами углов. При углах наклона более 2° из­меренные расстояния уменьшают на величину поправки за наклон.

Второй раз расстояния измеряют для разбивки пикетажа, элементов кривых и поперечных профилей. Данные измерения выполняют обыч­но мерными лентами или 50-метровыми рулетками.

В зависимости от условий местности предельная относительная по­грешность линейных измерений допускается 1:1000 - 1:2000.

В ходе разбивки пикетажа одновременно выполняют съемку точек си­туации, расположенных вблизи трассы.

Пикетом принято называть конечные точки, обозначающие участки определенной длины. Для железных и автомобильных дорог пикетом считается отрезок в 100 метров. Пикет обозначают буквами «ПК» и чис­лом, например, «ПК12» (рис. 80) указывает, что данная точка расположе­на на расстоянии 1200 м от начала трассы.

точка

Рис. 80. Разбивка пикетажа

Кроме пикетов на местности отмечают ещё плюсовые точки: рель­ефные - характерные перегибы рельефа местности (с точностью до 1 м) и контурные - пересекаемые трассой сооружения, водотоки, границы угодий, дороги (с точностью до 1 см). Плюсовые точки также закрепляют колышком и сторожком. На сторожке пишут номер пикета и расстояние от него в метрах. Например, ПК13+32, что означает 32 метра после ПК13 или 1332 м от начала трассы.

11.4. Пикетажный журнал

При разбивке трассы ведут пикетажный журнал, изготовляе­мый из миллиметровой бумаги размером 10x15 см. Он является основ­ным полевым документом при построении на продольном профиле трас­сы её плана и ситуации.