Нивелирование поверхности по квадратам

 

Нивелирование поверхности — один из способов топографической съемки, при котором на местности по определенному правилу располагают точки, высоты которых определяют геометрическим нивелированием. Наибольшее практическое применение имеет метод квадратов и метод магистралей с поперечными профилями. Создание плана по результатам нивелирования по квадратам начинают с разбивки в заданном масштабе сетки квадратов, у каждой выписывают округленную до сантиметра высоту. Согласно абрису наносят и вычерчивают в условных знаках ситуацию, а затем путем интерполирования горизонталями изображают рельеф.

Топографическую съемку небольших участков равнинной местности с небольшим количеством контуров при высоте сечения рельефа через 0,1; 0,25; 0,5 м выполняют нивелированием поверхности по квадратам, прямоугольникам, характерным линиям рельефа и т. п. Отметки пикетов во всех способа определяют точек.

При нивелировании по квадратам геометрическим нивелированием, различие состоит в методе определения планового положения и мерным прибором на местности разбивают сетку квадратов, в вершинах квадратов забивают колышки. Сначала строят квадраты со сторонами 100, 200 или 400 м, а затем получая более мелкие квадраты со сторонами 40 м при съемке в масштабе 1:2000, 20 м — при съемке в масштабе 1:1000 и 1:500. При разбивке квадратов выполняют съемку ситуации. Результаты съемки фиксируют в абрисе (рис. 1).

Нивелир устанавливают так, чтобы с меньшего количества станций выполнить съемку всего участка. Установив нивелир на станции I, берут отсчет по рейке, поставленной на опорной высотной точке (например на Рп I) и вычисляют:

ГП = Нрn + а,

где Нрn — отметка репера; а — отсчет по рейке, установленной на репере. У номеров вершин квадратов выписывают отсчеты по рейкам, установленным на них, в абрисе штриховыми линиями показывают, на какие вершины квадратов выполнено нивелирование с данной станции. Отметки вершин квадратов вычисляют по формуле:

Нi = ГП - а

Подобным образом выполняют нивелирование и с других станций с обязательным определением ГП на каждой станции по опорным высотным пунктам или связующим точкам. С каждой последующей станции нивелируют несколько связующих точек, при этом а1+ b2 = а2 + b1, расхождение между этими суммами не должно превышать 10 мм.

 

ТЕОДОЛИТНАЯ СЪЁМКА

Теодолит

 

Теодолит – геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов с определением расстояния по оптическому дальномеру. Теодолит применяется в геодезии, топографии, землеустройстве и обеспечении проектно-изыскательских и строительных работ. Существуют разные типы теодолитов, классифицировать которые можно по точности и по конструкции.

По точности теодолиты делятся на: высокоточные, точные и технические.

По конструкции на: оптико-механические, оптико-электронные и фото-теодолиты. Нас интересуют в первую очередь теодолиты оптико-механические и оптико-электронные.

Оптические и электронные теодолиты отличаются по принципу получения информации о значении измеренных горизонтальных и вертикальных углов.

Если в оптико-механических теодолитах исполнителю приходится брать отсчеты заглядывая в отдельный окуляр оптической отсчетной системы, и определять значения по делениям на кругах, то в электронных теодолитах информация автоматически выводится на дисплей теодолита в числовом виде.

Подготовка теодолита к работе

 

Перед установкой раздвижного штатива над точкой его ножки выдвигаются на высоту, обеспечивающую удобство проведения измерений, и закрепляются. Затем штатив небольшими перемещениями или изменением, длины ножек устанавливают над точкой. После этого на головку штатива устанавливают теодолит и крепят его становым винтом. Подъемные винты подставки теодолита выводятся в среднее положение. Центрирование и нивелирование теодолита над точкой производятся с помощью нитяного или оптического отвеса несколькими приближениями. Для этого: − ножки штатива последовательно утапливаются в грунт так, чтобы пузырек уровня вышел примерно на середину; − ослабляется становой винт и теодолит устанавливается по нитяному или оптическому отвесу примерно над точкой; − становой винт затягивается и подъемными винтами пузырек уровня выводится точно на середину; − ослабляется становой винт и теодолит по отвесу точно устанавливается над точкой; − становой винт затягивается и проверяется точность центрирования и нивелирования теодолита. Фокусирование зрительной трубы и отсчетного микроскопа выполняется следующим образом.

Сначала вращением окулярного кольца зрительной трубы добиваются резкого изображения сетки нитей. Затем вращением фокусирующего кольца зрительной трубы добиваются четкого изображения визирной цели. Четкого изображения шкалы отсчетного микроскопа и штрихов круга (горизонтального или вертикального) добиваются вращением окулярного кольца отсчетного микроскопа. После подключения освещения проверяется равномерность освещения изображений угломерных кругов и шкалы отсчетного микроскопа. При измерении углов теодолитом необходимо соблюдать следующие правила: − теодолит из ящика вынимать только после установки штатива, от ящика до штатива теодолит переносить за подставку; − не оставлять теодолит на штативе без присмотра; − использовать среднюю часть наводящих винтов алидады и трубы, работу наводящими винтами заканчивать ввинчиванием; − алидаду вращать за колонку, а зрительную трубу - за окулярную часть трубы плавно, без применения больших усилий; − отклонение пузырька уровня от нуль-пункта в течение приема не должно быть более 2 делений, приводить пузырек уровня на середину необходимо в промежутке между приемами; − переносить теодолит с точки на точку на штативе разрешается только на короткие расстояния, удерживая его вертикально, в остальных случаях теодолит переносить в ящике (футляре); − при укладке теодолита в ящик (футляр) закрепительные винты алидады и зрительной трубы отпускать, а после укладки теодолита затягивать; − при перевозке на автомобиле ящик (футляр) с теодолитом держать на руках или устанавливать на мягкую подкладку.

 

 

Поверки теодолита

 

До начала работы с теодолитом внешним осмотром проверяют его устойчивость на штативе, плавность хода подъемных и наводящих винтов, а также прочность фиксации вращающихся частей закрепительными винтами. Если теодолит получен с завода, после ремонта или от другого специалиста, то до ввода теодолита в эксплуатацию выполняют поверки. В процессе поверок удостоверяются в правильном взаимном расположении осей прибора (рис. 2.1, а).

 

 

Рис.2.1 Поверки теодолита

 

Основными поверками являются следующие:

Поверка уровня. Ось цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады.

Перед выполнением поверки выполняют горизонтирование теодолита. Затем устанавливают уровень по направлению двух подъёмных винтов и с их помощью приводят пузырёк в нуль-пункт. Поворачивают алидаду на 180º. Если пузырёк уровня остался в нуль-пункте, то требуемое условие выполнено – ось уровня перпендикулярна к оси вращения алидады. Если пузырёк уровня ушел из нуль-пункта, исправительными винтами уровня изменяют его наклон, перемещая пузырёк в сторону нуль-пункта на половину отклонения.

Поверку повторяют, добиваясь, чтобы смещение пузырька было меньше одного деления.

Поверка сетки нитей. Вертикальный штрих сетки нитей должен быть перпендикулярен к оси вращения зрительной трубы.

Наводят вертикальный штрих сетки нитей на точку и наводящим винтом трубы изменяют ее наклон. Если изображение точки не скользит по штриху, сетку нитей надо повернуть. Для этого поворачивают корпус окуляра, ослабив четыре винта его крепления к зрительной трубе (рис. 2.2).

 

 

 

Рис.2.2 Крепление сетки нитей: 1- крепёжный винт окуляра; 2, 3 - горизонтальные и вертикальные исправительные винты сетки нитей; 4 – сетка нитей.

Поверка визирной оси. Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы.

Если визирная ось перпендикулярна к оси вращения трубы, то отсчёты по горизонтальному кругу при разных положениях вертикального круга (круг слева и круг справа) и наведении на одну и ту же точку будут различаться ровно на 180º. Если разность отчетов отличается от 180°, то ось вращения трубы не перпендикулярна к визирной оси (рис.2.3). При этом соответствующие отсчёты Л и П отличаются от правильных значений на одинаковую величину с, получившую название коллимационной ошибки.

При выполнении поверки визируют на удалённую точку при двух положениях круга и берут отсчёты Л и П. Вычисляют коллимационную погрешность с = (Л - П ± 180°) ¤ 2, которая не должна превышать двойной точности теодолита.

Если коллимационная погрешность велика, то наводящим винтом алидады устанавливают на горизонтальном круге верный отсчёт, равный (Л - с) или (П + с). При этом центр сетки нитей сместится с изображения точки. Отвинчивают колпачок, закрывающий винты сетки нитей, ослабляют один из вертикальных исправительных винтов, и, действуя горизонтальными исправительными винтами, совмещают центр сетки нитей с изображением рис.2.3точки. Закрепив ослабленные винты, поверку повторяют.

 

 

 

Рис. 2.3 Поверка визирной оси: ss - визирная ось; tt - верное положение оси вращения трубы; t₁ t ₁, t₂t₂ -положение оси вращения трубы при круге право и круге лево.

 

 

Рис. 2.4 Поверка оси вращения зрительной трубы

 

Поверка оси вращения трубы. Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады.

Установив теодолит вблизи стены здания, визируют на высоко расположенную под углом наклона 25 - 30º точку Р (рис. 2.3). Наклоняют трубу до горизонтального положения и отмечают на стене проекцию центра сетки нитей. Переводят трубу через зенит, вновь визируют на точку Р и отмечают её проекцию. Если изображения обеих проекций точки не выходят за пределы биссектора сетки нитей, требование считают выполненным. В противном случае необходимо исправить положение оси вращения трубы. Исправление выполняют в мастерской, изменяя наклон оси.

 

Юстировка теодолита

Юстировки теодолита выполняют для устранения обнаруженных в приборе отклонений и для восстановления правильности работы его узлов и механизмов. В частности, если поверка цилиндрического уровня алидады показала смещение пузырька более чем на одно деление, юстировка теодолита осуществляется посредством исправительных винтов. При обнаружении коллимационной ошибки, превышающей допустимые значения, также возникает необходимость в юстировке теодолита. В этом случае необходимо вычислить правильный (не превышенный) отчет и, используя наводящие винты, установить алидаду так, чтобы горизонтальный круг показывал правильный отчет.

Для нормальной работы теодолита выполняют также поверку равенства подставок зрительной трубы и поверку положения сетки нитей. В первом случае юстировки теодолита производятся только в мастерской, а во втором случае можно исправить положение самостоятельно. Для поверки теодолита на видимую точку наводится зрительная труба, и если точка перемещается вдоль нити сетки, то юстировка теодолита не требуется. При любых отклонениях точки от сетки необходимо выполнить юстировку, а именно ослабить винты, скрепляющие сетки с корпусом зрительной трубы, и отрегулировать их.