Метод триангуляции при съемке поверхности

 

 При съемках на земной поверхности сеть опорных пунктов может быть создана двумя способами: построением триангуляционной сети или прокладки полигонов.

В том случае, когда площадь участка съемок небольшая, можно ограничиться прокладкой теодолитных ходов.

При съемках значительных участков поверхности земли, например территории всего рудника или угольного бассейна и т. п., прокладка полигонов значительной протяженности вызовет накопление ошибок измерений. Поэтому при съемке обширных территорий сеть опорных пунктов создается путем построения триангуляции.

Рис.1

Триангуляционная (тригонометрическая) сеть представляет собой цепь или сеть примерно равносторонних треугольников или других геометрических фигур, вершины которых надежно закрепляются визирными знаками - указателями, сооруженными на врытых в землю бетонных блоках или каменных центрах.

Цепь или сеть треугольников строится таким образом, чтобы каждый из треугольников цепи имел общую сторону с соседним треугольником (рис. 1). Если измерить углы полученных треугольников (или других фигур) и определить длину хотя бы одной из сторон, например сторону АБ, называемую выходной, то этого достаточно для вычисления длин сторон всех других треугольников.

Пусть в треугольнике АБВ (рис. 1) сторона АБ и внутренние его углы известны из непосредственных измерений. Тогда, по теореме синусов определяются длины двух других сторон этого треугольника:

АВ = АБ sin b: sin v

БВ = АБ sin a: sin v

Таким образом, для соседнего треугольника АВЖ становится известной связующая (пограничная) сторона АВ, а углы этого треугольника измерены непосредственно съемкой. По аналогии с предыдущим треугольником определяются стороны АЖ и ВЖ соседнего треугольника. Подобным образом, переходя от одного треугольника к другому, вычисляют размеры треугольников всей цепи или сети.

 

После вычисления дирекционных углов сторон треугольников могут быть вычислены координаты вершин треугольников, которые являются пунктами опорной сети.

Построением триангуляции можно создать сеть опорных пунктов на обширной территории.

В России принят следующий порядок построения государственной триангуляционной сети.

Вдоль меридианов и параллелей прокладываются ряды треугольников или геодезических четырёхугольников (рис. 2). Ряды триангуляции, пересекаясь, образуют систему замкнутых полигонов из звеньев длиной около 200 км. Такие пересекающиеся ряды образуют триангуляцию 1-го класса, которая является основой всей триангуляции страны.

Рис.2

Длина сторон треугольников или четырехугольников в рядах триангуляции 1-го класса принимается равной 20-25 км. В местах пересечения рядов (в концах звеньев) определяются длины входных сторон АА1, ББ1, ВВ1, ГГ1 (рис. 2) с относительной ошибкой не более 1:350 000 из построения базисных цепей.

На рис. 2 показаны ромбические базисные сети, где непосредственно измерены базисы аа1, бб1, вв1, гг1 и внутренние углы базисных сетей, а длины выходных сторон вычислены по измеренным и уравненным величинам.

На концах каждой выходной стороны производятся астрономические наблюдения по определению широты и долготы пунктов, а также азимута выходной стороны. Такие пункты называют пунктами Лапласа.

Координаты всех пунктов триангуляции 1-го класса вычисляют в единой системе координат.

Полученные значения длин сторон треугольников, дирекционных углов и координат пунктов принимаются как окончательные (жесткие) и при дальнейшем развитии сетей триангуляции последующих классов изменению не подлежат.

Дальнейшее сгущение пунктов триангуляции внутри полигонов 1-го класса производится построением сети треугольников 2-го класса со сторонами протяженностью 10-15 км. (рис. 2). Эта сеть опирается на стороны рядов 1-го класса, а также на выходные стороны базисных сетей, располагаемых в сетях 2-го класса.

В триангуляционных сетях 2-го класса выходные стороны определяются с точностью 1:250.000.

На основе рядов 1-го класса и сетей 2-го класса развиваются триангуляции 3-го класса путем вставки систем треугольников или отдельных пунктов. Длина сторон треугольников в сети 3-го класса около 8 км.

Аналогично посредством вставок систем треугольников или отдельных пунктов определяется положение пунктов 4-го класса. Длина сторон в треугольниках 4-го класса принимается от 1,5 до 6 км.

Для обоснования съемок крупных масштабов между пунктами триангуляционной сети прокладывают полигонометрические ходы, заменяющие триангуляцию 4-го класса, и ходы с меньшей степенью точности.

Метод триангуляции позволяет весьма точно определять относительное положение точек на земной поверхности, поэтому при разбивках сложных сооружений (мостов, плотин и т.д.), а также при проходке горных выработок большой протяженности строится специальная, в том числе и маркшейдерская, триангуляция.

 

 

МАРКШЕЙДЕРСКИЕ СЪЕМКИ

Маркшейдерскими съемками называется совокупность полевых и камеральных работ, выполняемых с целью составления планов и решения различных инженерно-технических задач маркшейдерской службы горных предприятий.

Последовательность производства съемок

Маркшейдерские съемки производятся в определенной последовательности.

Вначале создается сеть опорных пунктов, затем выполняется съемка подробностей, если целью съемочных работ является составление плана. Для решения различных инженерно-технических задач иногда создается специальная сеть опорных пунктов.

Опорная сеть пунктов для съемок на земной поверхности рудника создается путем последовательного сгущения существующей государственной триангуляционной сети или прокладкой ходов полигонометрии. Система пунктов, с которых производится съемка подробностей, называется съемочным обоснованием.

Для определения положения пунктов опорной сети вычисляются их координаты. Положение точек, принадлежащих контурам подробностей, определяется способом ординат, засечек и полярных координат. Такие точки наносятся на план графически.

Таким образом, все съемочные работы включают:

• создание сети опорных пунктов (съемочного обоснования);

• съемку подробностей;

• развитие дополнительной сети пунктов для решения инженерно-технических задач.

Работы по созданию опорной сети и съемке подробностей могут выполняться в различные периоды времени или одновременно.

На следующей странице приведены общие сведения о способах построения сети опорных пунктов на земной поверхности, подробное изучение которых входит в задачи геодезии.

 

СЪЕМОЧНЫЕ РАБОТЫ НА ПОВЕРХНОСТИ КАРЬЕРА.

Топографические планы, составленные в период производства геологоразведочных работ, не всегда удовлетворяют требованиям, возникающим при решении всевозможных производственно-технических задач, как при строительстве горного предприятия, так и при эксплуатации месторождения полезного ископаемого.

Очень часто для решения этих задач требуются топографические планы более крупного масштаба, что заставляет маркшейдера производить съемки заново. Производство съемок с целью пополнения существующих топографических планов является повседневной работой маркшейдера.

                                               Существуют следующие виды съемок:

- теодолитная-угломерная,

- нивелирная,

- тахеометрическая и мензульная.

Все они имеют широкое применение как для составления пополнения планов поверхности, так и для решения всевозможных технических задач. При съемках с целью составления планов крупных масштабов и пополнения существующих планов всегда необходимо руководствоваться требованиями соответствующих технических инструкций и наставлений по производству крупномасштабных съемок.

В зависимости от целей съемки, характера рельефа местности, климатических условий применяются тот или иной вид съемок, предусмотренный соответствующими техническими инструкциями и наставлениями.

Так, например, если нужно произвести съемку с целью пополнения существующего плана поверхности и при этом нет надобности снимать рельеф местности, то следует применить теодолитную-угломерную съемку.

При съемках местности для составления нового плана или пополнения существующего, когда после планировки местности или под влиянием горных разработок рельеф ее изменился, следует применять тахеометрическую или мензульную съемки.

В маркшейдерской практике тахеометрическая съемка широко применяется при съемке отвалов полезного ископаемого на складах, однако, при благоприятных условиях и при этих работах следует производить мензульную съемку.

В практике производства маркшейдерских съемок на поверхности имеют широкое распространение вертикальные съемки (нивелировки). Геометрическое нивелирование часто производится по осям различных инженерных сооружений, шоссейных и железных дорог, водопроводов и т. п. с целью составления профиля трассы этих сооружений. При этом производится и нивелирование поперечников.

Геометрическое нивелирование производится также для определения отметок опорных пунктов, отметок фундаментов различных горнотехнических сооружений и стационарных механических установок, для определения отметок опорных пунктов у устья горных выработок. Для высотного обоснования подземных съемок, а также при наблюдениях за процессом сдвижения земной поверхности под влиянием горных разработок.

Нивелирование площадей производится на местности со слабо выраженным рельефом для построения горизонталей микрорельефа или для определения объёма земляных работ при промышленном строительстве или при планировке местности.

В результате выполнения всех топографогеодезических работ на территории рудника составляются планы земной поверхности, профили продольного нивелирования и другая графическая документация.

Перечень, характер и содержание первичной, вычислительной и графической документации определяются "Технической инструкцией по производству маркшейдерских работ".