Производство теодолитной съемки

Горизонтальная теодолитная съемка является контурной, в результате которой составляется план с изображением только контуров объектов местности. Такой вид съемки также называют теодолитной угломерной съемкой.

Теодолитную съемку применяют при составлении крупномасштабных планов небольших по площади участков земной поверхности.

Производство теодолитной съемки состоит из следующих этапов:

1. Подготовительные работы (ПР)

2. Рекогносцировка и составление плана работ (Р)

3. Закрепление и обозначение опорных пунктов съемки (З)

4. Полевые работы (Поле)

5. Камеральные и графические работы

 

Подготовительные работы. Знакомство с районом будущих съемочных работ (иногда по географическим картам и справочникам), составление проекта и порядка работ, получение необходимых материалов и оборудования.

Рекогносцировка. Предварительный подробный осмотр местности с целью знакомства с объектами съемки, отыскания опорных пунктов, определения границ участка, выбора мест закладки пунктов закрепления хода, составления схематического чертежа расположения опорных пунктов.

Закрепление опорных пунктов. Закрепление пунктов производится временными и постоянными знаками. Временными знаками обычно служат деревянные колья, забиваемые вровень с землей.

Полигон нужно прокладывать так, чтобы стороны его располагались по удобным для измерения длин местам, например, вдоль дорог, по ровным лугам и т.д. вершины полигона закрепляют на местности так. Чтобы стороны его были примерно одинаковыми (при этом не длиннее 400м и не короче 50м). допускаются в некоторых случаях длины сторон теодолитных ходов до 1000м.

Полевые измерения. Для определения положения вершин полигона нужно измерить горизонтальные углы и длины сторон полигона (угловые и линейные измерения). При съемке подробностей (ситуации) также производят линейные и угловые измерения. Все измерения заносят в полевые журналы. Записи ведут простым карандашом, четко, ясно и разборчиво, чтобы написанные цифры не вызывали сомнений при чтении записей. Ошибочные записи нельзя стирать резинкой. Их зачеркивают двумя линиями. Результаты измерений, выполненные при съемке подробностей заносят в абрис - схематический чертеж. Выполненный от руки в произвольном масштабе непосредственно в поле. Абрис служит одним из основных документов съемки и поэтому его следует составлять с большой аккуратностью. Абрис составляется карандашом так, чтобы в нем мог разобраться любой специалист. Полевые журналы и абрисы содержат подлинныеданные и поэтому требуют бережного отношения.

 

Контрольные вопросы

1. Виды теодолитных ходов.

2. Назовите порядок работ при теодолитной съемке.

3. Какие работы относятся к полевым?

4. С какой целью производится рекогносцировка местности?

5. Что называется абрисом?

6. Опишите порядок закрепления точек теодолитного хода.

 

 

Вычисление координат точек замкнутого теодолитного хода

Методические указания по выполнению плана теодолитной съемки.

Задание: Вычисление координат точек замкнутого теодолитного хода. Построение плана по координатам в масштабе 1:500.

На строительной площадке привязка теодолитного хода производится к пунктам полигонометрических сетей, после чего определяются координаты этих точек.

Исходные данные:

1. Внутренние измеренные углы полигона равны:

b₁ = 110⁰06^/

b₂ = 81⁰01^/

b₃ = 93⁰57^/30^//

b₄ = 74⁰56^/30^//

b_ИЗМ = 360⁰01

2. Дирекционный угол выбирается по таблице вариантов.

3. Горизонтальные проложения линий равны:

d_1-2=50,36м

d_2-3=64,12м

d_3-4=61,79м

d_4-1=61,70м

4. Координаты начальной точки 1 теодолитного хода выбирается по таблице вариантов (практическая работа №5).

Этапы решения

I. Уравнивание углов

II. Вычисление дирекционных углов, румбов

III. Вычисление и уравнивание приращений координат

IV. Вычисление координат точек теодолитного хода

V. Посторонние координатной сетки и полигона по координатам

Решение задания

1 этап:

1.1. В ведомость вычисления координат заносят исходные данные (табл.1):

а) измеренные углы: b₁, b₂, b₃, b₄ в графу 2;

б) начальный дирекционный угол a_1-2 – графа 4;

в) горизонтальные положения сторон полигона d_1-2, d_2-3, d_3-4, d_4-1 – в графу 6;

г) координаты начальной точки х₁ и у₁ – в графы 11 и 12.

1.2. Производим уравнивание измеренных углов полигона. Для замкнутого полигона теоретическая сумма углов вычисляется по формуле:

åb_ТЕОР=180⁰(п-2)

где п – число углов в полигоне. В примере п=4, следовательно å­ åb_ТЕОР=360⁰00^/. Но так как при измерении углов допускались некоторые погрешности, то фактическая сумма åb_ИЗМ ¹ åb_ТЕОР, а разница между åb_ИЗМ и Zb_ТЕОР называется угловой невязкой - f_b.

Для данного примера:

f_b= åb_ИЗМ - åb_ТЕОР = 360⁰01^/-360⁰00^/

f_b=+0⁰⁰01^/

Сравним полученную угловую невязку с допустимой для определения качества измерения углов.

,

где п – число вершин замкнутого полигона. В примере п=4, значит .

Условие /f_В / £ f_{b ДОП} выполняется: 1^/< 2^/, углы измерены с необходимой точностью.

Угловую невязку следует распределить на измеренные углы с противоположным знаком так, чтобы ликвидировать в графе «исправленные углы» секунду, а при наличии целых минут их следует распределить на углы, заключенные между наиболее короткими сторонами.

Вычисленные значения исправленных углов записывают в графу 3.

2 этап:

2.1. По исходному дирекционному углу a­_1-2 равному для заданного примера 16⁰24^/ вычисляем дирекционные углы последующих линий, пользуясь формулой:

a_П = a_П-1 + 180⁰b_П, так как измерены правые углы теодолитного хода.

a _2-3= a _{1-2 +} 180⁰- b₂

a _3-4= a _{2-3 +} 180⁰- b₃

a _4-1= a _{3-4 +} 180⁰- b₄ ,

затем для контроля вычисляем a_1-2= a _{4-1 +} 180⁰- b_1. Если полученный при этом дирекционный угол будет равен исходному, то вычисление выполнено правильно.

Пример расчета дирекционных углов

a1-2 =	+	16^0	24'
	180^0	00'	- - - - - - b2
	–	196^0	24'
	81^0	01'
a2-3 =	+	115^0	23'
180^0	00'
	–	295^0	23'
	93^0	57'	- - - - - - b3
a3-4 =	+	201^0	26'
180^0	00'
	–	381^0	26'
	74^0	56'	- - - - - - b4
a4-1 =	+	306^0	30'
	180^0	00'
	–	486^0	30'
	110^0	06'	- - - - - - b1
	–	376^0	24'
	360^0	00'
a1-2 =		16^0	24'	= исходный дирекционный угол

Вычисленные дирекционные углы записываем в графу 4 (таблица 1).

2.2. Пользуясь формулами зависимости между дирекционными углами (азимутами) и румбами, вычисляем румбы линий:

1 четверть t =a: СВ

2 четверть t=(180⁰-a):ЮВ

3 четверть t=(a-180⁰):ЮЗ

4 четверть t=(360⁰-a):СЗ

Полученные румбы записываем в графу 5 (таблица 1).

3 этап:

3.1. По румбам и горизонтальным проложениям сторон полигона вычисляют приращения координат D х и Dу, пользуясь формулами:

Dх=d cost

Dу=d sint, где

d – горизонтальное положение линии;

t - румб линии.

Вычисление приращения производят до 0,001 м, а при записи в ведомость их необходимо округлять до 0,01 м.

Знаки приращений зависят от направления линии, то есть ль названия румбов линий и определяются по таблице 2.

 

Таблица 2.

Приращения	1 четверть СВ	2 четверть ЮВ	3 четверть ЮЗ	4 четверть СЗ
D х	+	-	-	+
D у	+	+	-	-

Вычисленные и округленные значения приращений с соответствующими знаками записываем в графы 7 и 8 (таблица 1).

3.2. Подсчитываем алгебраические суммы приращений åD х_ВЫЧ и åD у_ВЫЧ

Теоретическая сумма приращений замкнутого полигона должна быть равной нулю, то есть

åD х _ТЕОР=0

åD у_ТЕОР=0

Но так как при измерении углов и сторон полигона допускаются некоторые погрешности, то фактическая сумма вычисленных приращений не будет равна нулю. Разница между вычисленными суммами приращений и теоретическими называется невязкой по осям координат f х и f у.

f х =å D х_ВЫЧ ­ å D х_ТЕОР

f х =å D у_ВЫЧ ­ å D у_ТЕОР

В данном примере имеем:

f х = + 0,01 м

f у = - 0,03 м

3.3. Вычисляем абсолютную невязку по формуле:

получаем

3.4. Вычисляем относительную линейную невязку по формуле:

, где

Р=åd_i – периметр полигона.

В примере:

3.5. Сравним полученную относительную невязку с допустимой:

где - допустимая невязка.

Относительная невязка меньше допустимой, условие выполнено.

3.6. Вычисленные линейные невязки fx и fу распределяем по приращениям пропорциональности их горизонтальным положениям с обратным знаком по формулам:

, где

Df x и Df у – величины невязки приходящиеся на сторону,

åd₁ – периметр полигона

d₁ - горизонтальное проложение.

Полученные значения необходимо округлить до второго десятичного знака.

Если величина цифры линейной невязки меньше количества сторон полигона (в данном примере fx = +0,01, цифра 1, количество сторон равно 4), то в этом случае невязку нужно распределить на более протяженную сторону (в в примере d_НАИБ=64,12).

Невязка fy= - 0,03 в этом случае распределяем по одной сотой на наиболее длинные стороны.

3.7. Исправленные с учетом невязок приращения записываем в графы 9 и 10.

Если сумма исправленных приращений со знаками (+) и (-) будет равна нулю, то вычисления произведены верно.

4 этап:

4.1. Вычисляем координаты точек теодолитного хода по формулам:

,

путем последовательного решения прямых геодезических задач на плоскости, начиная от исходного пункта до возвращения к нему же в замкнутом ходе. Это дает возможность контролировать правильность вычисления координат.

Вычисленные координаты заносим в графы 11 и 12.

Ведомость вычисления координат необходимо аккуратно оформить тушью или в карандаше в соответствии со стандартами на листе формата А₄.

5 этап:

5.1. Пользуясь значениями вычисленных координат, следует нанести плановые точки на план масштаба 1:500. для этого необходимо на чертежной бумаге формата А₃ вычертить координатную сетку со сторонами квадратов 5 см и произвести соответствующую оцифровку координат на осях х и у.

Полученные на плане точки необходимо соединить прямыми линиями и надписать значения румбов и горизонтальных проложений сторон полигона:

- координатную сетку нанести тонкими линиями зеленой или синей тушью;

- диаметр точек теодолитного хода для М 1:500 – 1,5 мм;

- точки соединить линиями толщиной 1-2 мм черной тушью или карандашом;

- пользуясь поперечным масштабом рассчитать площадь четырехугольника 1 2 3 4, разбив его на два треугольника:

Таблица 1.- Ведомость вычисления координат

№ углов	Измерен-ные углы	Исправленные углы	Диррек-ционный угол	Румбы	Горизон-тальное проложе-ние, м	Вычисленные приращения	Исправленные приращения	Координаты
± Dх	± Dу	± Dх	± Dу	х	у
	110^006^/	110^006^/								0,00	0,00
		16^024^/	16^024^/:СВ	50,36	+48,31	+14,22	+48,31	+14,22
	-30^// 81^001^/30^/	81^001^/								+48,31	+14,22
		115^023^/	64^037^/:ЮВ	64,12	-27,49	+0,01 +57,93	-27,49	+57,94
	93^057^/	93^057^/								+20,82	+72,16
		201^026^/	21^026^/:ЮЗ	61,79	-57,52	+0,01 -22,58	-57,52	-22,57
	-30^// 74^056^/30^//	74^056^/								-36,70	+49,59
		306^030^/	53^030^/:СЗ	61,70	+36,70	+0,01 -49,60	+36,70	-49,59
	360^000^/			Р=237,97		fx= 0,00	fy= 0,03	fx= 0,00	fy= 0,00	0.00	0.00

 

План теодолитного хода

Масштаб 1:500

 

 

ЛЕКЦИЯ №11