Визначення перевищень методом тригонометричного нівелювання

Мета роботи. Вивчити методику і придбати навички визначення перевищень тригонометричним методом.

 

Загальні положення

Визначення перевищень методом тригонометричного нівелювання виконують головним чином при створенні висотного обґрунтування топографічних зйомок в умовах, коли перевищення між точками земної поверхні досягають значень в 1,5-2,0м і більше, а також безпосередньо при виконанні тахеометричної зйомки, вирішенні деяких інженерних задач.

Сутність даного методу полягає в вимірюванні кутів нахилу на визначаєму точку і далекомірної відстані до неї з подальшим обчислюванням перевищень. Крім спеціальних приладів якими є тахеометри, просте тригонометричне нівелювання можливо виконати за допомогою теодоліта.

 

Способи визначення перевищень

При простому однобічному тригонометричному нівелюванні можливе застосування двох способів (рис.1):

a) шляхом візування перехрестя сітки ниток зорової труби теодоліта на верх (висоту) V візирної цілі;

b) шляхом візування перехрестя сітки ниток зорової труби теодоліта на мітку на візирної цілі, що розташована на висоті відповідно висоті приладу і на станції.

Рис.1. Схема простого однобічного тригонометричного нівелювання.

Тригонометричне нівелювання виконують в наступному порядку: на одну з точок, що підлягає нівелюванню встановлюють теодоліт, приводять його до робочого стану і вимірюють за допомогою рулетки або нівелірної рейки висоту приладу і з точністю до 0,01м. На другу точку, що підлягає нівелюванню встановлюють візирну ціль (звичайно нівелірну рейку) висота V якої відома.

При першому способі (рис.1а) візують перехрестя сітки ниток на верхню точку візирної цілі на висоту V і з допомогою ниткового далекоміра визначають далекомірну відстань Д, відраховуючи кількість сантиметрових поділок, що міститься між далекомірними нитками сітки ниток з точністю до 0,1см. При коефіцієнті далекоміра К=100 далекомірна відстань, що виражена в метрах буде відповідати кількості сантиметрових поділок. Далі по шкалі вертикального круга записують відліки при КЛ і КП для подальшого обчислення кута нахилу ν(ν_кл=КЛ-МО; ν_кп=МО-КП).

Згідно рис.1а можна записати

 

V+h=i+h′, (1)

 

де h′ - попереднє перевищення.

Потрібна величина h буде дорівнювати

 

h=h′+i-V. (2)

 

Для визначення h′ вирішують прямокутний трикутник

 

h′=d∙tgν. (3)

 

Горизонтальне прокладення d дорівнює

 

d=D∙cos²ν. (4)

 

Підставивши (4) в (3) після перетворень можна записати

 

h′=D/2∙sin2ν. (5)

 

Формулу (3) застосовують, коли горизонтальне прокладення d вимірюють мірною стрічкою, зокрема при виконанні тахеометричної зйомки у масштабі 1:500.

Остаточно обчислюють перевищення h за формулою

 

h=D/2∙sin2ν+i-V. (6)

 

При другому способі на візирної цілі відмічають висоту приладу і, тобто V=i, пов’язавши наприклад яскраву стрічку (рис.1б) і визують на неї перехрестя сітки ниток. В цьому випадку обчислення h скорочують, т. к. h=h′

 

h=D/2∙sin2ν′. (7)

 

Приклад обчислення перевищень і висот при тахеометричної зйомки наведено в табл.1.

 

Таблиця 1

Журнал тахеометричного знімання (фрагмент)

Дата 18.07.2010р. і= 1,46

Станція №5 На 152,05 МО= 0⁰00,5′

№ пікетних точок

Від далекомірна відстань Д, м

Горизонтальне прокладення d, м

Відлік по кругу

Кут нахилу, ν

Висота візування V, м

і-V

Попереднє перевищення h′, м

Остаточне перевищення h, м

Відмітка Н, м

гори-зонталь-ному

верти-каль-ному

/

/

/

4 теод. ходу

26,6

26,6

+1

13,5

V=i

+0,57

+0,57

152,62

25,0

25,0

+2

22,5

V=i

+1,04

+1,04

153,09

…

20,1

20,0

+3

01,5

V=i

+1,06

+1,06

153,11

23,7

23,7

+2

06,5

V=i

+1,02

+1,02

153,07

Спостерігав Бабінець М.І. Обчислював Рац В.П. Перевірив Кисельова М.В.

 

Лабораторна робота №12

Будова лазерних геодезичних приладів

Мета роботи. Вивчення загальної будови і принципу роботи лазерних приладів, що застосовуються в меліоративному будівництві.

 

Загальні положення

Лазер – це прилад що перетворює один з видів енергії (електричну, світлову, теплову, хімічну) в випромінювання електромагнітних хвиль. В меліоративному будівництві застосовують наступні види лазерних приладів: лазерний нівелір, лазерний візир, лазерна приставка. Для зменшення розходження лазерного проміня використовують зорові труби геодезичних приладів, перепускаючи його скрізь сфокусовану на безконечність трубу в напрямку окуляр - об’єктив. Точність лазерних приладів має середньо квадратичну похибку фіксації лазерної плями не більше 3мм на 100м довжини лінії.

Видимий промінь дозволяє виконувати вимірювання відносно його положення в просторі, будувати опорні лінії і площини.

 

Лазерний візир ЛВ-5

Такий прилад призначений для геометричного і тригонометричного нівелювання, побудови ліній необхідного нахилу, передавання відміток скрізь недоступні відстані, розбивання створів. Головними конструктивними елементами лазерного візира ЛВ-5 є (рис.1): гелій-неоновий лазер, колімірующа система, рівні для орієнтування лазерного проміня в просторі. Максимальна дальність дії при візуальної індикації – до 200м.

1- коліматор;

2- кремальєра;

3- кожух;

4- круглий рівень;

5- закріплюючий гвинт;

6- циліндричний рівень;

7- лазер;

8- юстировочні гвинти;

9- навідні гвинти;

10- підйомні гвинти.

 

Рис.1. Принципова схема лазерного візира ЛВ-5.

Лазерний нівелір Геоплан 300

Даний прилад призначений для побудови опорної площини за допомогою лазерного проміня що обертається навколо вертикальної вісі (рис.2)

1- лазерний випромінювач;

2- підйомні гвинти;

3- колліматор;

4- вертикальна вісь;

5- опорний елемент;

6, 7, 10 – кільце;

8- пентапризма;

9- циліндричний рівень;

11- двигун;

12- обойма;

13- трубка;

14- підставка;

15- штатив;

16- опорний елемент.

 

Рис. 2. Принципова схема лазерного нівеліра Геоплан 300.

 

При частоті обертання пентапризми 16 оборотів за секунду за рахунок інерції зору круг що утворюється буде здаватися безперервним. Ця площина утримується горизонтально в діапазоні ±0⁰,2 за допомогою компенсатора. Визначення перевищень виконують за допомогою спеціальної рейки або візуально або фотоелектричним способом. Максимальна дальність дії при візуальній індикації – 200м, при фотоелектричній – 250м.

 

Лазерна приставка ПЛ-1

 

Дана приставка призначена для сумісної роботи з оптичним нівеліром типа Н-3 при виконанні планово-висотних вимірювань і задані напрямку за допомогою лазерного проміня. При такій компоновці лазерний промінь попадає в окуляр зорової труби нівеліра і далі прямує вздовж напрямку візирної вісі (рис. 3).

 

 

 

1- оптична насадка;

2- нівелір;

3- штатив;

4- кабель живлення;

5- лазер;

6- кабель;

7- кронштейн;

8- гачок;

9- блок живлення;

10- кабель заземлення.

 

 

Рис.3. Загальна схема компоновки ПЛ-1 до нівеліра.

 

Поворотна призма оптичної насадки дозволяє візувати зоровою трубою без відведення в бік самої насадки.

Максимальна дальність дії при яскравому сонці до 50м, в похмуру до 150м, у сутінках до 300м.

 

Система для контролю земляних планувальних робіт СКП-1

 

Дана система призначена для контролю планування горизонтальних ділянок на площі радіусом 500м. Система СКП-1 включає в себе лазерний нівелір-передавач і декілька приймальних пристроїв, що встановлюються на землекопальних машинах. Передавач, за допомогою якого утворюється горизонтальна опорна світлова площина, встановлюється в центрі ділянки і приводиться до робочого стану (рис.4).

 

Рис. 4. принципова схема дії СКП-1

 

Відмітка опорної площини Н_оп, що утворюється передавачем, визначається після вимірювання висоти h над репером, відмітка якого відома. Приймальний пристрій дозволяє визначити положення опорної площини, а також, і положення механізму відносно цієї площини. Висота встановлення фотоприймача на механізмі визначається за формулою

 

L=H_оп- H_пр, (1)

 

де H_пр- проектна відмітка ділянки, що планується.

Оператор механізму по засвітленню елементів фотоприймача визначає на індикаторі, що механізм знаходиться на проектній відмітці, або вище, або нижче.

Діапазон дії системи від 5м до 500м, а середня квадратична похибка планування не перевищує 250мм.

 

 

Список літератури

1. Неумывакин Ю.К., Смирнов А.С. Практикум по геодезии. - М.: Недра, 1987.-200с.

2. Порицький Г.О., Новак В.І., Рафальська Л.П. Геодезія.-К.: Арістей, 2007.-260с.

3. Практикум по инженерной геодезии/Б.Б. Данилевич, В.Ф. Лукьянов, Б.С. Хейфиц и др. Под ред. В.Е. Новака.-М.: Недра, 1987.-234с.

4. Сборник инструкций по производству поверок геодезических приборов.-М.: Недра, 1988.-79с.