Тахеометрическая съемка. Основные сведения

Тахеометрическая съемка - основной вид съемки для создания планов небольших незастроенных и малозастроенных участков, а также узких полос местности вдоль линий будущих дорог, трубопроводов и других коммуникаций. С появле­нием тахеометров-автоматов этот способ съемки становится основ­ным и для значительных по площади территорий, особенно когда необходимо получить цифровую модель местности. При тахеомет­рической съемке ситуацию и рельеф снимают одновременно, а план составляют в камеральных условиях по результатам полевых изме­рений.

Съемку производят с исходных точек — пунктов любых опор­ных и съемочных геодезических сетей. Съемочная сеть может быть создана в виде теодолитно-нивелирных ходов, когда отметки точек теодолитного хода определяют геометрическим нивелированием. В большинстве же случаев для съемки прокладывают тахео­метрические ходы, отличающиеся тем, что все элементы хода (углы, длины линий, превышения) определяют теодолитом или тахео­метром-автоматом. При этом одновременно с проложением тахео­метрического хода производят съемку. В этом главное отли­чие тахеометрической съемки от других видов топографических съемок.

Съемка теодолитом. Порядок работ на станции тахеометричес­кого хода при работе теодолитом следующий.

В первую очередь выполняют измерения, относящиеся к проложению съемочного хода. Теодолит устанавливают над точкой и приводят его в рабочее положение. На смежных точках хода устанавливают дальномерные (обычно нивелирные) рейки. Одним полным приемом измеряют горизонтальный угол хода. При двух положениях вертикального круга теодолита измеряют вертикаль­ные углы на смежные точки хода. По дальномеру теодолита опре­деляют расстояния до смежных точек. Измеряют высоту прибора.

Далее приступают к съемке. Для этого в первую очередь при левом круге (КЛ) ориентируют лимб теодолита на предыдущую точку. С этой целью нуль алидады совмещают с нулем лимба и, закрепив алидаду, вра­щением лимба наводят зрительную трубу на ориентирную точку. Трубу наводят на съемочные пикеты то­лько вращением алида­ды. На съемочные пи­кеты устанавливают дальномерные рейки и измеряют на них при одном круге горизон­тальные и вертикаль­ные углы, а по дально­меру — расстояния. Если съемочный пикет является только кон­турной точкой, верти­кальный угол не измеряют.

Результаты измерений записывают в журнал тахеометрической съемки.

Положение съемочных пикетов выбирают таким образом, чтобы по ним можно было изобразить на плане ситуацию и рельеф местности. Их берут на всех характерных точках и линиях рельефа: на вершинах и подошвах холмов, дне и бровках котловин и оврагов, водоразделах и тальвегах, перегибах скатов и седловинах. При съемке ситуации определяют границы угодий, гидрографию, до­роги, контуры зданий, колодцы, т. е. все то, что подлежит нанесе­нию на план в данном масштабе. Чем крупнее масштаб съемки, тем больше число съемочных пикетов и тем меньше расстояние между пикетами и от станции до пикетов. Так, если при съемке масштаба 1:5000 максимальное расстояние до твердых контуров ситуации ограничено 150 м, а до нетвердых — 200 м, то в масштабе 1:500 — 60 и 80 м соответственно.

В процессе съемки на каждой станции составляют абрис. На нем показывают положение станции хода, направление на предыдущую и последующую точки, расположение всех съемочных пикетов, рельеф и ситуацию местности. Съемочные пикеты отмеча­ют теми же номерами 1...10, что и в полевом журнале, ситуация местности изображается условными знаками, рельеф — горизонта­лями. Между точками на абрисе проводят стрелки,

указывающие направление понижения местности.

По окончании работы на станции проверяют ориентирование лимба теодолита, для чего снова визируют на предыдущую точку хода. Если повторный отсчет отличается от начального более чем на 5 ', съемку на данной станции переделывают. Для контроля на каждой станции определяют несколько пикетов, расположенных в полосе съемки со смежных станций.

В простейшем случае составление плана по результатам тахе­ометрической съемки начинают с построения координатной сетки и нанесения по координатам точек теодолитного хода. Правиль­ность нанесения точек хода контролируют по длинам его сторон: измеряют расстояния между вершинами — выраженные в масш­табе, они должны быть равны расстояниям между соответствующи­ми точками на плане или отличаться не более чем на 0,2 мм.

Вслед за этим наносят на план пикетные точки циркулем-изме­рителем, масштабной линейкой и транспортиром. Данные для на­несения берут из журнала тахеометрической съемки.

Вместо транспортира применяют также линейки-тахеографы. Они представляют собой прозрачный круг с разграфкой от 0 до 359°. По отметкам станций и реечных точек на плане проводят горизонтали с принятым сечением рельефа. Следы горизонталей отыскивают графической интерполяцией между точками, которые в абрисе соединены стрелками. Соединение каких-либо двух точек в абрисе говорит о том, что местность между ними имеет один скат, без перегибов.

Все контуры и рельеф, изображаемые на плане, вычерчивают тушью в соответствии с условными знаками. Над северной рамкой делают заглавную надпись, под южной рамкой подписывают чис­ловой масштаб, высоту сечения рельефа, вычерчивают линейный масштаб и график заложений.

Автоматизация тахеометрической съемки. С появлением элект­ронных тахеометров стала возможна частичная или полная автома­тизация тахеометрической съемки.

При съемке электронный тахеометр устанавливается на съемоч­ных точках, а на пикетных точках — специальные вешки с отража­телями, входящими в комплект тахеометра. При наведении на отражатели в автоматическом режиме определяются горизонталь­ные и вертикальные углы, а также расстояния до смежных съемоч­ных и пикетных точек. С помощью,микроЭВМ тахеометра произ­водят обработку результатов измерений и в итоге получают прира­щения Ах и Ау координат и превышения h на смежные съемочные и пикетные точки. При этом автоматически учитываются все по­правки в измеряемые расстояния и за наклон вертикальной оси прибора — в измеряемые углы. Результаты измерений могут быть введены в специальное запоминающее устройство (накопитель ин­формации) или переписаны на магнитную кассету. В дальнейшем из накопителя или с магнитной кассеты информация поступает в ЭВМ, которая по специальной программе производит окончательную об­работку результатов измерений, включающую вычисление коор­динат съемочных и пикетных точек, уравнивание съемочного хода и другие вычисления, необходимые для графического построения топографического плана или цифровой модели местности. Графи­ческое построение топографического плана осуществляется графо­построителем, соединенным с ЭВМ.

 

ЛЕКЦИЯ №12

УРОК №25. ВЕРТИКАЛЬНАЯ ПЛАНИРОВКА УЧАСТКА МЕТОДОМ НИВЕЛИРОВАНИЯ ПО КВАДРАТАМ

Для решения на участке местности различных задач произво­дят нивелирование поверхности по квадратам (рис. 12.1). Для это­го участок делят на квадраты со сторонами 10, 20, 50 или 100 м. Если рельеф участка слабо выражен (плоский), то нивелируемые точки располагают на участке равномерно, а длины сторон квад­ратов увеличивают. При ясно выраженном рельефе (изрезанном, с водоразделами, тальвегами и т.д.) в местах изменения профиля их частоту увеличивают.

Рисунок 12.1 – Схема нивелирования по квадратам:

- станции;

- точки и направления

Схема нивелирования вершин квадрата зависит от размеров уча­стка, сложности форм рельефа, не­обходимости дополнительно к от­меткам вершин квадратов получить еще точки с отметками.

Нивелирный ход по квадратам прокладывают но программе технического нивелирования или 4-го класса. Все связующие точки хода закрепляют устойчивыми кольями или специальными башмаками. Рейку ставят на торец кола или башмак. Отсчеты по рейкам записывают в журнал нивелирования либо по схему квадратов, причем числовые зна­чения отсчетов подписывают возле вершин тех квадратов, на которых они получены. Границы работы на станции отделяют пунктирной линией. При обработке резуль­татов измерений сначала вычисляют превышения и отметки свя­зующих точек хода. Отметки вершин квадратов вычисляют через горизонт прибора.

 

Контрольные вопросы

1. Что называется нивелированием?

2. В чем заключается способ нивелирования из середины и вперед?

3. Что такое горизонт инструмента или прибора?

4. Как вычисляются отметки точек при нивелировании из середины?

5. Как вычисляются отметки точек через горизонт прибора?

6. В чем сущность последовательного нивелирования?

7. Как закрепляются пункты нивелирных ходов на местности?

8. В чем заключается сущность тригонометрического, барометричес­кого и гидростатического нивелирования?

9. Определите горизонт инструмента, если отсчет по рейке, установ­ленной на точке А, равен 1824, а ее отметка Н_А= 170,024м.

10. Как производится нивелирование на станции?

11.Каким образом нивелируют по квадратам

 

 

ЛЕКЦИЯ №13

Геодезические расчеты при вертикальной планировке

Задание:

По плану вертикальной планировки составить:

- картограмму земляных работ;

- произвести подсчет объемов земляных работ.

Дано: На схеме нивелирования даны отсчеты по черным сторонам рейки,

устанавливаемой поочередно на вершинах квадратов со сторонами 20 х 20см, разбитых на строительной площадке.

Для высотного определения планируемой поверхности использован рабочий (строительный) репер 1, расположенный в непосредственной близости от планируемой площадки. Отметка репера Н_R=140,255м. Нивелирование проведено с одной станции. (схема 1).

Этапы решения

1 этап: Вычисление черных отметок

1.1. Вычертить на миллиметровой бумаге схему нивелирования в масштабе 1:500 и с левой стороны условным знаком обозначить репер 1. Перенести на схему отсчеты по рейке на репере 1 и вершинах квадратов.

1.2. Определить отметку репера для своего варианта задачи (таблица 1) и перенести ее на схему.

1.3. Вычислить черные отметки (отметки земли) вершин квадратов, для чего:

- вычислить отметку горизонта инструмента (ГИ) со станции нивелирования, которая равна:

- вычислить черные отметки вершин квадратиков по формуле:

где в – отсчет по рейке на соответствующей вершине квадрата, т.е.

Полученные отметки необходимо округлить до второго десятичного знака.

2 этап: Вычисление проектной отметки

Вычислить проектную (красную) отметку горизонтальной плоскости площадки по формуле:

Н_ПР обозначается Н_О.

где п – количество квадратов.

Правильность вычисления проектной отметки проверить вторым способом, а именно:

Затем вычитываем проектную (красную) отметку вторым способом:

Отметки, полученные первым и вторым способом должны быть равны.

Проектную (красную) отметку Н_О перенести на картограмму земляных работ (схема 2).

3 этап: Вычисление рабочих отметок

Вычислить рабочие отметки на вершинах квадратов по формуле:

где h – рабочие отметки;

Н_О – проектная (красная) отметка;

Н_ЧЕР – черные отметки.

Если рабочая отметка будет иметь знак (+), то это будет насыпь, если знак (-), то это выемка.

4 этап:

4.1 Вычертить на миллиметровой бумаге сетку квадратов 20 х 20 м. в масштабе 1:500.

На каждую вершину квадрата нанести соответственно: проектную (красную), черную и рабочую отметки (схема 2). Черные отметки на картограмме обозначить черным цветом, проектные и рабочие – красным.

4.2 Определить местоположение точек нулевых работ. Указанные точки определяются на сторонах квадратов, имеющих противоположные знаки рабочих отметок. Расстояние от вершины квадрата до точки вычисляется по формуле:

,

где Х – расстояние от вершины квадрата до точки нулевых работ;

а – рабочая отметка вершины квадрата, от которой определяется расстояние Х (т.е. отметка выемки);

b – рабочая отметка другой вершины квадрата, в направлении которой определяется местоположение точки нулевых работ (отметка насыпи);

d – длина стороны квадрата, равная 20 м.

При подстановке в формулу значений рабочих отметок их знаки во внимание не принимать.

4.3 Полученные значения расстояний Х отложить в масштабе на соответствующих сторонах квадратов, после чего точки соединить прямыми линиями (схема 3).

Эти линии называются линиями нулевых работ (границами между насыпями и выемками).

Площади фигур насыпей и выемок оформить условными знаками.

5 этап:

По составленной картограмме земляных работ подсчитать объем насыпей и выемок в каждом квадрате следующим образом:

5.1. Пронумеровать квадраты и геометрические фигуры, полученные в результате обозначения линий нулевых работ, и записать их в картограмму земляных работ и таблицу расчета (схема 3) объемов земляных работ (таблица 1).

5.2. Определить средние рабочие отметки вершин каждой фигуры и записать их в таблицу объемов земляных работ (таблица, графа 2).

Если рассматриваемая фигура будет иметь форму четырехугольника, то

,

где h_СР – средняя рабочая отметка;

∑h₁ – сумма рабочих отметок на вершинах четырехугольника, включая и точки нулевых работ.

Если рассматриваемая фигура будет иметь форму треугольника, то

5.3. Подсчитать площади пронумерованных фигур и записать их в таблицу объемов земляных работ (таблица, графа 3.)

5.4. Определить объемы насыпей и выемок в каждой средней отметки на площадь фигуры и записать их значения в таблицу (таблица, графа 4 и 5). Полученные значения объемов земли (м³) округлить до целых чисел;

5.5. Составить общий баланс земляных работ, подсчитать суммы объемов земли (м³) насыпей и выемок;

5.6. Вычислить погрешность баланса (в %) по формуле:

где ∑V_MAX – наибольшее значение;

∑V_MIN – наименьшее значение из полученных значений объемов насыпей или выемок.

Сравниваем полученную погрешность с допустимой:

Примечание:

Схему нивелирования, картограмму земляных работ и таблицу объемов земли оформить тушью или в карандаше, кроме надписей на листах миллиметровой бумаги ф.А₄.

 

Таблица 1

Журнал нивелирования

 

№ точек	Отсчеты по рейке, мм
Задний	Промежуточный	Передний
R
R

 

 

Схема 1

 

 

H_R=140.255

a=1318

 

Схема 2

Схема 3

 

ЛЕКЦИЯ №14