Теодолитная и тахеометрическая съемки

Теодолитная и тахеометрическая съемки

Департамент образования и науки Кемеровской области

Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования

Междуреченский горностроительный техникум

ОТЧЁТ ПО ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ

1. Теодолитная съёмка

.1 Последовательность работ при теодолитной съёмке

Теодолитная съемка слагается из: подготовительных работ, полевых работ; камеральных работ.

Подготовительные работы:

выбор масштаба съемки;

подбор и изучение имеющихся планов, карт, профилей, опорной сети;

составление схемы теодолитных ходов (предварительный проект);

подготовка приборов (теодолит, колышки и т.д.).

Полевые работы:

рекогносцировка местности и закрепление точек теодолитных ходов

привязка теодолитных ходов к пунктам

прокладка теодолитных ходов на местности

съемка ситуации местности

Камеральные работы:

вычисление координат вершин теодолитного хода

построение плана теодолитной съемки

Порядок работы на станции:

Измерение горизонтальных углов способом повторений

)Осматривают теодолит:

Оптическая система должна давать правильное, отчетливое, не окрашенное изображение;

Ход фокусирующей линзы должен быть плавный;

Вращение вертикальной и горизонтальной оси должен быть легким и плавным;

Подъемные, зажимные, наводящие и исправительные винты должны быть исправны;

)Осматривают штатив:

Деревянные детали должны быть жестко скреплены с металлическими;

Ножки штатива должны сравнительно туго вращаться в шарнирном соединении с головкой штатива;

Винты должны вращаться легко и прочно зажимать соединения в любой части штатива;

)Приводят теодолит в рабочее положение:

Устанавливают над точкой штатив так, чтобы отвес был примерно в центре точки. Штатив поднимают на уровне груди, чтобы площадка (головка штатива) была горизонтальна. Все винты закрепляют.

Становым винтом прикрепляют теодолит к штативу.

Выполняют горизонтирование и центрирование. Чередуют эти процессы так, чтобы пузырёк уровня во всех положениях был в центре , а остриё отвеса и центр точки (знака) отклонялись не более, чем на 1-2 мм.

Горизонтирование - выполнение первой проверки. . Ось цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна вертикальной оси вращения теодолита.

Центрирование - приближение центра острия отвеса к центру знака, при помощи движения теодолита по головке штатива.

)Открепляют алидаду и устанавливают отсчёт близкий или равный нулю, закрепляют алидаду. Открепляют лимб, визируют на заднюю точку, берут отсчёт а1 и записывают в журнал.

)Открепляют алидаду, по часовой стрелке визируют на переднюю точку и берут второй отсчёт а2, записывают в журнал.

)Вычисляют значение горизонтального контрольного угла по формуле:

βизм = а2-а1

)Переводят трубу через зенит.

)Открепляют лимб, визируют на заднюю точку, отсчёт не берут.

)Открепляют алидаду, против часовой стрелки визируют на переднюю точку, берут отсчёт а3 и записывают в журнал.

)Вычисляют значение измеренного угла по формуле:

βизм=а3 -а1

Измерение вертикальных углов:

)Визируют на заднюю точку при КЛ, берут отсчёт по вертикальному кругу.

)Переводят трубу через зенит.

)Визируют на переднюю точку при КП, берут отсчёт.

)Рассчитывают место нуля (МО) по формуле:

МО=КП+КЛ ; МОдоп ≤ 1´

Контроль: δ=КЛ-МО; δ=МО-КП; δ=КЛ-КП

Измерение длин линий:

Линии измеряют дважды, в прямом и обратном направление.

.2 Рекогносцировка участка местности

Рекогносцировка участка местности - это осмотр участка местности.

Во время рекогносцировки осматривают места закрепления точек теодолитного хода. Отыскивают геодезические пункты прежних съемок, проверяют видимость между ними, и если необходимо, то планируют вырубку просеки между ними. Не сохраненные сигналы восстанавливают. Вносят все необходимые уточнения и дополнения предварительного проекта, а затем составляют окончательный технический проект производства работ.

1.3 Камеральные работы при теодолитной съемке

этап:

)Проверка записей и вычислений в полевом журнале.

Проверяют вычисления горизонтального угла, МО, угла наклона и средней длины. Делают оценку точности.

)Вычисление горизонтальных проложений.

Оценка точности:

Допустимая относительная ошибка fs отн ≤

Вычисление угловой невязки:

)Для замкнутого полигона:

Ʃ βi теор.=180° (n+2) -для внешних углов.

Ʃ βi теор.=180° (n-2) -для внутренних углов.

n -число измеренных углов.

Ʃ βi теор = αкон - αнач + 180°( n+1) -левые углы.

Ʃ βi теор = αнач -αкон + 180° (n +1) -правые углы.

αкон -дирекционный угол конечной стороны.

αкон -дирекционный угол начальной стороны.

n -число измеренных углов.

Угловая невязка вычисляется по формуле:

β= Ʃβизм - Ʃβ теор

fβ ≤ fβ доп ; fβ доп = 2mβ

mβ -средняя квадратическая ошибка измеренного угла.

n -число углов в ходе.

Если неравенство справедливо, то вычисления продолжают. Угловую невязку распределяют с обратным знаком поровну на все углы.

υβ= -

Контроль: Сумма измеренных исправленных углов должна быть равно теоретической сумме этих углов.

Распределение невязок в приращении координат:

абс= ±отн== , где Р -периметр хода.

отн =

Вычисляют поправку в приращении координат. Поправки вычисляются пропорционально длинам линий.

υxi = Si υyi = Si

Si -длина i-той стороны.

Р -периметр теодолитного хода.

Координаты вычисляются по формулам:

хn= хn-1 + (± ϫ хn-1испр ) ; yn= yn-1 + (± ϫ yn-1испр )

Контроль: Вычисленные координаты точки должны совпадать с координатами исходной точки.

.4 Составление плана участка теодолитной съемки

)Выбирают масштаб, согласно размерам участка.

:5000 -оцифровка сетки кратная 500

:2000 -оцифровка сетки кратная 200

:1000 -оцифровка сетки кратная 100

)Разбивают координатную сетку со стороной квадрата 100 мм.

2. Тахеометрическая съемка

.1 Назначение тахеометрической съемки

Тахеометрическая съемка - совместная съемка ситуации и рельефа местности, при которой ситуацию снимают полярным способом, а отметки точек определяют тригонометрическим нивелированием.

Используется для составления планов небольших участков или узких полос местности, когда применение других методов съемки экономически не выгодно или технически невозможно. Также используется при выполнении маркшейдерских работ, при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом.

.2 Порядок производства работ при съемке

)Рекогносцировка

)Полевые работы:

Устанавливают теодолит над точкой. Выполняют центрирование (центр точки и остриё отвеса должны быть на одной отвесной линии, погрешность ± 5 мм) и горизонтирование (первая поверка).

Измеряют высоту прибора с точностью до 1 см.

Съемку выполняют при КЛ.

Устанавливают на горизонтальном круге отсчет близкий к нулю, закрепляют алидаду, открепляют лимб, наводят на точку съемочной сети, выбранной в качестве ориентирной.

Лимб закрепляют и не открепляют до конца съемки на станции.

Открепив алидаду, визируют на рейку, установленную на снимаемой точке.

Измеряют расстояние до точки, выполняя отсчеты по дальномерным нитям.

Берут отсчет по горизонтальному и вертикальному кругам.

Аналогичным способом определяют положение точек всех станций.

Работу заканчивают контролем неизменности положения лимба в момент измерения, который проверяется повторным наведение зрительной трубы на начальную ориентирную точку.

Если лимб сместился не более чем на 2´ -переходят на следующую станцию.

Результаты измерений на станции вносят в журнал тахеометрической съемки, вычисление горизонтальных проложений и превышений выполняют по тахеометрической таблице.

На каждой станции выполняется эскиз.

.3Контроль полевых измерений

Угловая и линейная невязки определяются по следующим формулам:

β доп = 1´, где -число вершин в ходе.β фак = Ʃβизм - Ʃβ теор -замкнутый тахеометрический ход.

Ʃ β теор = 180° ( - 2) -внутренние углы.

Ʃ β теор = 180° ( + 2) -внешние углы.

Ʃ βi теор = αкон - αнач + 180°( n+1) -левые углы.

Ʃ βi теор = αнач -αкон + 180° (n +1) -правые углы.

αкон -дирекционный угол конечной стороны.

αкон -дирекционный угол начальной стороны.

n -число измеренных углов.

fβ фак ≤ fβ доп

Фактическую угловую невязку распределяем поровну на все углы с обратным знаком.

Вычисление дирекционных углов, приращений координат и уравнивание их, а также вычисление координат выполняют так же, как и в теодолитном ходе, но имеется упрощение: линейная невязка вычисляется по следующей формуле:

s = ,

где Р- периметр хода

N-число измеренных линий

Высотную невязку вычисляют:

h ср = Ʃhср -( Нкон - Ннач )

Ʃhср -алгебраическая сумма средних значений превышений для каждой линии.

Нкон и Ннач -отметки конечной и начальной точек хода.

h доп = -допустимое превышение

υn= -

Прибавляя последовательно к отметке исходной точки исправленные превышения, получают отметки точек тахеометрического хода.

.4Составление плана участка тахеометрической съемки

При тахеометрической съёмке топографический план составляют в камеральных условиях по материалам полевых измерений и по дополнительным сведениям, содержащихся в эскизе.

Порядок работы:

1)Строят координатную сетку (100 мм * 100 мм) , подписывают координаты.

2)Наносят на план по координатной сетке точки тахеометрического хода

)Наносят пикеты по данным журнала и эскиза тахеометрического хода

)Положение точек определяют графически по измеренным полярным координатам

)Рельеф местности изображают горизонталями

)Вычерченный в карандаше план сравнивают с местностью

)Откорректированный топографический план вычерчивают тушью в соответствии с действующими «Условными знаками для топографических планов, масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500».

3. Техническое нивелирование трассы

.1Назначение технического нивелирования

Техническое нивелирование - геометрическое нивелирование, которое выполняется для решения различных инженерно-технических задач, например, при построении продольных профилей, осей линейных объектов, автодорог, железных дорог, линий электропередач и т.д.

.2 Производство полевых работ по техническому нивелированию трассы

Полевые работы:

Подготовительные работы: заключаются в выполнении поверок, юстировок геодезических приборов.

Рекогносцировка местности: выбирают окончательное положение трассы.

Требования к трассе: должна иметь наименьшую длину, проходить в малопересеченной местности, в обход мест, неустойчивых в геологическом отношении.

Разбивка пикетажа: разбивка оси сооружения на равные по длине участки, как правило, 100 м. Пикеты закрепляют на местности деревянными колышками, которые вбивают почти вровень с землей. Рядом забивают сторожок, на верхней части которого подписывают номер пикета.

Нивелирование пикетов: на практике выполняют по схеме «Нивелирование из середины»

Связующие пикеты - общие пикеты для смежных станций.

Промежуточные пикеты - все пикеты, кроме связующих.

Плюсовые пикеты - пикеты, между связующими, для уточнения профиля трассы.

Требования к нивелированию:

1)Неравенство плеч не более 10 м

2)Расстояние между рейками не более 200 м от станции

)Высота визирного луча над землей должна быть не менее 0,2 м

)Разность превышений на станции по черной и красной сторонам рейки не должна превышать 10 мм

)Промежуточные пикеты нивелируют один раз по черной стороне рейки

Порядок работы на станции:

1)Устанавливают нивелир между пикетами

2)Выполняют первую поверку (поверка круглого уровня)

)Визируют на заднюю рейку, элевационным винтом выводят пузырек цилиндрического уровня на середину, берут отсчет по черной и по красной сторонам, записывают в журнал.

)Тоже самое на переднюю рейку.

)На каждой станции вычисляют превышение.

.3Ведение записей в полевом журнале, обработка записей

Вычисление отметок связующих пикетов:

)Вычисление невязки хода.

Высотная невязка хода вычисляется по формуле:

h = Ʃhiизм -Ʃhiтеор

hiизм -сумма измеренных превышений в нивелирном ходе

hiтеор -теоретическая сумма превышений в нивелирном ходе

hiтеор в замкнутом полигоне равно 0.

hiтеор в разомкнутом полигоне равно Ʃhiтеор =Нкон -Ннач

fh ≤ fh доп

h доп ≤ 50 , где l -длина хода в км.

)Уравнивание нивелирного хода.

Высотную невязку распределяем поровну на все превышения с обратным знаком.

Поправку вычисляем по формуле:

υh = ,

где n -число превышений.

Контроль:

Ʃ υh =

Ʃ hi испр = 0

)Вычисление отметок.

Hi = Hi -1 ± hисп (i-1)

.4Составление профиля

)Выбирают масштабы, горизонтальный масштаб берут, такой же как на плане, вертикальный в 10 раз крупнее, чем горизонтальный.

)В средней части листа прочерчивают горизонтальную линию -линию условного горизонта.

Ниже этой линии строят профильную сетку, состоящую из ряда полос:

Первая - характер грунта

Вторая - план трассы

Третья - расстояние между пикетами и точками нулевых земляных работ

Четвёртая - проектные отметки

Проведение проектной линии:

)Объем земляных работ должен быть минимальным.

)Проектная линия не должна превышать максимально допустимый уклон

)Объемы земляных работ по выемке и насыпи должны быть приблизительно равны.

Пятая - уклоны и расстояния

Шестая - фактические отметки (выписываются из журнала вычислений отметок)

Седьмая - расстояние между пикетами и плюсовыми точками

Восьмая - значения кривой

.5Разбивка кривой

Порядок разбивки главных точек кривой:

1)По исходным данным вычисляют значения по формулам. Исходные данные берут с проекта трассы.

2)Согласно пикетажному значению ВУ (вершина угла) выставляют точку, забивают кол.

)От точки в направлении трассы отмеряют расстояние равное Т (тангенс), забивают кол НК (начало кривой)

)В точке ВУ устанавливают теодолит, откладывают угол ϴ (угол поворота) и расстояние равное Т, получают точку КК (конец кривой).

)Полученный угол делят пополам, рулеткой откладывают расстояние равное Б (биссектриса), получают точку СК (середина кривой)

Детальная разбивка кривой:

)Теодолит стоит в точке ВУ, визируют на точку НК

)Начиная от точки НК в сторону точки ВУ откладывают х1, забивают кол 1.

)Перпендикулярно линии откладывают от точки1 y1 и забивают кол 1. 1-точка кривой.

)Аналогично из точки КК делают разбивку второй половины кривой, принимая Т за ось х.

теодолитный тахеометрический съемка нивелирование

4. Нивелирование поверхности

.1 Нивелирование поверхности по 9-ти квадратам

1)Первую сторону 1-13 берут произвольно, вдоль исследуемого участка.

2)Устанавливают теодолит на кол 1, с гвоздем в центре.

)Смотрят на кол 13. От точки 1 отмеряют 30 метров и в перекрестии сетки нитей забивают кол 13.

По этому направлению, начиная от точки 13 через 10 м, забивают точку 9 и точку 5.

)Совмещают на лимбе отсчет по нолям и визируют на 13-ю точку, открывают алидаду, поворачивают теодолит на 90°.

Рулеткой от точки 1 в створе 1-4 забивают кол 4

Начиная от точки 4 через 10 м, забивают точки 3 и 2.

)Устанавливают теодолит на точке 4, устанавливают отсчет по нолям, визируют на точку 1. Откладывают угол 90°, между точками 4 и 16 растягивают рулетку, через 10 м от точки 16 забивают кол 12 и 8.

6)Устанавливают теодолит на точке 16, визируют на точку 4, откладывают угол 90°, растягивают рулетку от точки 16 до 13. Выставляют кол 13

Погрешность в плане должна быть не более 0,5 мм на плане.

)В створе 13-16 выставляют колышки через 10 м. Получают 14 и 15.

8)При помощи двух 30-ти метровых рулеток выставляют колы 6, 7, 10 и 11.

)Растягивают рулетку 2-14, вторую 5-8, выставляют кол 6.

10) Вторую переносят на 9-12, забивают кол 10, первую переносят на 3-15, забивают кол 11. Вторую рулетку переносят на 5-8, забивают кол 7.

Производство измерений

Сначала берут отсчет на связующих пикетах, затем на промежуточных.

На связующих пикетах берут отсчет по черной и красной сторонам рейки. Рейка ставится на кол. А на промежуточных пикетах рейка ставится на землю, рядом со сторожком, отсчеты берут только по четной стороне рейки.

.2Камеральная обработка нивелирования и оформление плана земляных работ

1)Вычерчивают сеть квадратов со стороной 10 м, в масштабе 1:200.

2)Вершины квадратов подписывают: числитель-номер вершины, знаменатель- фактическая отметка.

)Считают среднюю отметку в каждом квадрате.

)Проектную отметку считают по формуле:

Нпр =

ƩНср =Нср1+Нср2+…+Нср9 n=9

)Подсчитывают рабочие отметки вершин квадратов по формуле:

hi = Нпр - Нi

)Вычисляют расстояния до точек нулевых работ по формуле:

δ =

где a-рабочая отметка меньшей по номеру вершины квадрата.

b-рабочая отметка большей по номеру вершины квадрата

S-расстояние между вершинами

7)Результаты вычислений заносят в таблицу и откладывают в масштабе на плане, на соответствующей стороне квадрата от меньшей по номеру вершины. Полученные точки соединяют, получают линию нулевых работ.

8)Вычисляют площадь насыпи и выемки.

)Вычисляют среднюю высоту насыпи и выемки по формулам:

hср н = hср в =

hн (hв) -рабочие отметки насыпи (выемки)

n -количество отметок.

)Вычисляют объемы насыпи и выемки по формулам:

Vн=Sн hср н Vв=Sв hср в

11)Вычисляют абсолютную и относительную погрешности определения объемов по формулам:

Δ υ = Vн - Vв

Vср =

5. Глазомерная съемка

Глазомерная съёмка - быстрый упрощённый способ получения схематического изображения инженерных сооружений или участков местности, отражающего их форму, размеры и ориентацию, а также взаимное положение и необходимые особенности составляющих их частей, элементов.

Значения расстояний, размеров, углов и относительных превышений определяют приблизительно, на глаз, т. е. на основе накопленного исполнителем съёмки опыта измерения этих величин. Для выполнения глазомерной съёмки часто используют простейшие приборы, например, циркуль, визирная линейка, компас.

Результаты глазомерной съёмки отображают карандашом на простейшем планшете - лист бумаги и т.д.

Расстояния от точки съёмки до точек инженерных сооружений, объектов местности, соседних точек, с которых выполняется съёмка, определяют на глаз или засечками с двух точек ведения съёмки. Рельеф местности отображают горизонталями, определяя относительные превышения точек и объектов местности на глаз.

Форму элементов инженерных сооружений отображают контурами и рисунками.

6. Решение инженерно-геодезических задач

.1 Задача 1: Необходимо измерить расстояние до недоступной точки

Доступные инструменты: Штатив, теодолит, отвес, рулетка.

.2 Задача 2: Необходимо измерить расстояние между двумя недоступными друг для друга точками. Доступные инструменты: теодолит, штатив, отвес, рулетка

Решение: Устанавливаем теодолит на некой точке так, чтобы увидеть необходимые точки. Измеряем горизонтальный угол между этими двумя точками. Рулеткой измеряем расстояния от каждой необходимой точки до точки стояния теодолита. Необходимое расстояние вычисляем по формуле:

.3 Задача 3: Необходимо измерить высоту данного провода над поверхностью земли. Доступные инструменты: теодолит, штатив, отвес, рулетка

Решение: Устанавливаем теодолит на некой точке Т. Измеряем вертикальный угол до поверхности земли и провода. Измеряем рулеткой расстояние от точки стояния теодолита до перпендикуляра, опущенного с провода до поверхности земли. Необходимую высоту высчитываем по формуле:

h = tgβ*S+tgα*S

.4 Задача 4: Необходимо измерить вертикальность некого объекта

Решение: Устанавливаем теодолит на некой точке Т. Вертикальным штрихом сетки нитей наводим на верхнюю точку некого объекта, опускаем зрительную трубу до точки стояния объекта. Если вертикальный штрих сетки нитей отклонился от объекта-при помощи рулетки измеряем расстояние отклонения. Тоже самое проделываем на следующей стоянке теодолита (устанавливаем теодолит под 90°в сравнении с предыдущей стоянкой). Замеры повторяем.