- •Геодезия
- •Рецензенты:
- •Введение
- •1. Общие сведения о геодезии
- •1.1. Предмет и задачи геодезии
- •1.2. Роль геодезии в развитии хозяйства страны
- •1.3. Исторический очерк о развитии геодезии
- •1.4. Понятие о фигуре Земли
- •1.5. Системы координат и высот в геодезии
- •1.5.1. Географические координаты
- •1.5.2. Прямоугольные координаты
- •1.6. Изображение земной поверхности на плоскости. Понятие о плане, карте, профиле
- •1.7. Масштабы планов и карт. Точность масштабов
- •1.8. Номенклатура топографических карт и планов
- •1.9. Условные знаки планов и карт
- •1.10. Рельеф местности и его изображение на картах и планах
- •1.11. Ориентирование линий
- •1.11.1. Исходные направления
- •1.11.2. Ориентирные углы
- •1.12. Прямая и обратная геодезические задачи
- •1.12.1. Прямая геодезическая задача
- •1.12.2. Обратная геодезическая задача
- •1.13. Элементы геодезических измерений
- •1.11. Контрольные вопросы по 1 разделу
- •2. Измерение углов и линий
- •2.1. Угломерные инструменты и угловые измерения
- •2.1.1. Принципы измерения углов и схема устройства угломерного прибора
- •2.1.2. Устройство теодолита
- •2.1.3. Классификация теодолитов
- •2.1.4. Поверки и юстировки теодолитов
- •2.1.5. Измерение горизонтальных углов
- •2.1.6. Измерение вертикальных углов. Место нуля вертикального круга
- •2.2. Линейные измерения
- •2.2.1. Общие сведения о линейных измерениях
- •2.2.2. Подготовка линий к измерению
- •2.2.3. Приборы для измерения линий на местности
- •2.2.4. Измерение линий мерными лентами
- •2.2.6. Высокоточные измерения линий шкаловыми лентами и инварными проволоками
- •2.2.7. Высокоточные измерения линий электронными дальномерами
- •2.2.8. Горизонтальное проложение
- •2.3. Контрольные вопросы по 2 разделу
- •3. Нивелирование
- •3.1. Способы определения превышений и отметок точек
- •3.2. Геометрическое нивелирование
- •3.2.1. Схема геометрического нивелирования
- •3.2.2. Виды геометрического нивелирования
- •3.3. Тригонометрическое нивелирование
- •3.4. Нивелиры и нивелирные рейки
- •3.4.1. Классификация и устройство нивелиров
- •3.4.2. Нивелирные рейки и производство отсчетов по ним
- •3.4.3. Поверки и юстировки нивелиров
- •3.5. Понятие о других видах нивелирования
- •3.5.1. Гидростатическое нивелирование
- •3.5.2. Барометрическое нивелирование
- •3.5.3. Аэрорадиолокационное нивелирование
- •3.6. Контрольные вопросы по 3 разделу
- •4. Топографические съемки местности
- •4.1. Общие сведения о топографических съемках местности
- •4.2. Теодолитная съемка
- •4.2.1. Сущность теодолитной съемки, состав и порядок работ
- •4.2.2. Создание плановой геодезической основы для теодолитной съемки
- •4.2.3. Способы съемки подробностей местной ситуации
- •4.2.4. Вычисление координат сомкнутого теодолитного хода
- •4.2.5. Вычисление координат разомкнутого теодолитного хода
- •4.2.6. Накладка полигона по координатам и румбам
- •4.2.7. Нанесение на план местной ситуации
- •4.3. Нивелирование трассы
- •4.3.1. Сущность нивелирной съемки трассы
- •4.3.2. Трассирование и закрепление оси трассы
- •4.3.3. Разбивка пикетажа на трассе
- •4.3.4. Съемка местных предметов и ситуации в полосе трассы, ведение пикетажного журнала
- •4.3.5. Разбивка круговых горизонтальных кривых и вынос пикетов с тангенсов на кривую
- •4.3.6. Нивелирование оси трассы и поперечников
- •4.3.7. Заполнение ведомости углов поворота, прямых и кривых
- •4.3.8. Составление и оформление плана трассы
- •4.3.9. Вычисление отметок нивелирного хода
- •4.3.10. Составление продольного и поперечных профилей трассы
- •4.4. Нивелирование площадей
- •4.4.1. Сущность нивелирной съемки площадей
- •4.4.2. Способы нивелирной съемки площадей
- •4.4.3. Нивелирование поверхности летного поля по квадратам
- •4.4.4. Составление плана в отметках и горизонталях как цифровой модели местности. Метод интерполяции при построении горизонталей
- •4.5. Тахеометрическая съемка
- •4.5.1. Сущность тахеометрической съемки, состав и порядок работ
- •4.5.2. Инструменты, применяемые при тахеометрической съемке
- •4.5.3. Создание планово-высотной геодезической рабочей основы тахеометрической съемки при работе теодолитом-тахеометром
- •4.5.4. Планово-высотная привязка точек опорного хода
- •4.5.5. Съемка подробностей местной ситуации и рельефа полярным
- •4.5.6. Камеральные работы при тахеометрической съемке
- •4.6. Контрольные вопросы по 4 разделу
- •5. Опорные геодезические сети
- •5.1. Общие сведения о государственной геодезической сети
- •5.2. Плановые геодезические сети
- •5.2.1. Методы построения плановых геодезических сетей. Триангуляция, трилатерация, полигонометрия
- •5.2.2. Классификация государственной геодезической сети
- •5.2.3. Пункты государственной геодезической сети
- •Геодезическая служба
- •5.2.4. Плановые сети сгущения и съемочные сети
- •5.2.5. Методы построения сетей сгущения и съемочных сетей
- •5.3. Высотные геодезические сети
- •5.3.1. Нивелирная сеть страны. Классификация нивелирных сетей
- •5.3.2. Нивелирные сети сгущения и высотные съемочные сети
- •5.4. Понятие о геоинформационных и спутниковых навигационных
- •5.4.1. Глобальные системы определения местоположения глонасс и navstar gps
- •5.4.2. Системы отсчета времени и координат
- •5.4.3. Преобразование координат
- •5.5. Контрольные вопросы по 5 разделу
- •6. Основы математической обработки результатов геодезических измерений
- •6.1. Общие сведения о погрешностях измерений
- •6.2. Классификация погрешностей измерений
- •6.3. Свойства случайных погрешностей
- •6.4. Среднее арифметическое результатов измерений. Вероятнейшие погрешности и их свойства
- •6.5. Предельная погрешность
- •6.6. Оценка точности равноточных измерений
- •6.6.2. Средняя квадратическая погрешность измерений неизвестной величины. Формула Бесселя
- •6.6.3. Средняя квадратическая погрешность двойных измерений
- •6.6.4. Средняя квадратическая погрешность функции независимо измеренных величин
- •6.6.5. Средняя квадратическая погрешность арифметической средины
- •6.7. Оценка точности неравноточных измерений
- •6.7.1. Понятие о весе измеренных величин
- •6.7.2. Средняя квадратическая погрешность единицы веса
- •6.7.3. Весовое арифметическое среднее
- •6.6. Контрольные вопросы по 6 разделу
- •7. Основные виды геодезических работ при проектировании, строительстве и эксплуатации сооружений
- •7.1. Сущность и назначение геодезической разбивочной основы
- •7.2. Плановая геодезическая разбивочная основа. Строительная сетка
- •7.2.1. Проектирование строительной сетки
- •7.2.2. Предварительная разбивка строительной сетки
- •7.2.3. Определение точных координат и редуцирование центров пунктов строительной сетки
- •7.3. Высотная геодезическая разбивочная основа
- •7.4. Геодезическая подготовка проекта инженерного сооружения
- •7.4.1. Подготовка разбивочных данных проекта
- •7.4.2. Аналитический расчет и привязка проекта
- •7.4.3. Составление разбивочных чертежей
- •7.4.4. Разработка проекта производства геодезических работ
- •7.5. Основные способы плановой и высотной разбивки
- •7.5.1. Плановая разбивка линий и углов
- •7.5.2. Плановая разбивка точек
- •7.5.3. Высотная разбивка точек
- •7.6. Мониторинг геометрии сооружений
- •7.6.1. Виды деформаций сооружений
- •7.6.2. Точность определения деформаций сооружений
- •7.6.3. Наблюдения за осадками сооружений
- •7.6.4. Наблюдения за смещениями сооружений
- •7.6.5. Наблюдения за кренами сооружений
- •7.6.6. Наблюдения за трещинами и оползнями
- •7.7. Контрольные вопросы по 7 разделу
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
4.3.6. Нивелирование оси трассы и поперечников
Продольное нивелирование выполняют по разбитому пикетажу трассы с целью определения отметок всех закрепленных на местности пикетных и плюсовых точек, точек на поперечниках и главных точек кривых.
Нивелирование трассы ведет звено нивелировщиков путем проложения сомкнутого, разомкнутого или висячего хода технического нивелирования.
Техническое нивелирование выполняется способом из середины по двухсторонним рейкам с контролем превышений по черной и красной сторонам реек.
Нивелирование трассы включает следующие виды работ: высотная привязка трассы; продольное нивелирование оси трассы и поперечников.
Высотная привязка трассы
Привязка хода к реперу производится с целью определения отметок точек трассы, а также для контроля нивелирования.
Для привязки трассы нивелир устанавливают между репером Рп и нулевым пикетом ПК-0 и передают отметку непосредственно с репера на пикет. Если репер находится сравнительно далеко, то прокладывают отдельно связующий ход в несколько станций без разбивки пикетажа. При этом нивелирные рейки ставятся на башмаки. В случае если репер совпадает с нулевым пикетом, то за отметку ПК-0 считают отметку земли. Кол, отмечающий ПК-0, забивают рядом с репером вровень с землей, а затем нивелируют его как промежуточную точку.
После высотной привязки трассы приступают к нивелированию оси трассы и поперечников.
Продольное нивелирование оси трассы и поперечников
Нивелирование трассы заключается в последовательном выполнении операций по снятию отсчетов по рейкам на каждой станции и записи их в нивелирный журнал.
Положение станции выбирается с таким расчетом, чтобы нивелир стоял на одинаковом расстоянии от заднего и переднего пикетов (равенство плеч), и чтобы можно было взять отсчеты по рейке со всех пикетных и плюсовых точек и точек на поперечниках, обозначенных в пикетажном журнале.
Разность плеч допускается в пределах 5 м. Расстояния от нивелира до пикета определяются на глаз и контролируются шагами или по нитяному дальномеру. Рейки для технического нивелирования уровней не имеют, поэтому при снятии отсчетов их нужно покачивать вперед назад. При этом наблюдатель снимает наименьший отсчет. Если отсчет по рейке менее 1000 мм, то качать рейку не следует, так как ошибка от качания может превзойти ошибку от наклона рейки.
Нивелирование начинают с первой станции (рисунок 4.28). На пикетах ПК-0 и ПК-1 ставят нивелирные рейки, а между ними устанавливают нивелир так, чтобы расстояния от него до реек было приблизительно одинаковыми. При этом не обязательно, чтобы нивелир был установлен строго на оси трассы. Рейка на ПК-0 считается задней, а на ПК-1 - передней. Далее снимаются отсчеты по черной и красной сторонам задней и передней реек с записью результатов в нивелирный журнал. Затем задний реечник последовательно обходит все промежуточные точки (плюсовые и на поперечниках) и снимаются на них отсчеты только по черной стороне рейки, которые также записываются в нивелирный журнал. Снимать нивелир и переходить на другую станцию рекомендуется только после выполнения контроля работ - окончания всех записей и вычислений в журнале, относящихся к данной станции. Если черные и красные
превышения на станции разнятся между собой более чем на 5 мм, то измерения нужно выполнить повторно.
При переходе на другую станцию задний реечник уходит на пикет ПК-2, а передний реечник становится задним, оставаясь на пикете ПК-1 и так далее.
При нивелировании на крутых склонах иногда невозможно отнивелировать задний и передний пикеты с одной станции – горизонтальный луч либо упирается в землю, либо идет поверх рейки. Тогда в процессе нивелирования устанавливают дополнительные точки, которые называют иксовыми и обозначают, например Х1 (рисунок 4.28).
Иксовые точки нужны только на время нивелирования для передачи отметки с пикета на пикет и закрепляются на местности временно башмаками. Расстояние до них не измеряется, так как они не являются характерными точками рельефа, а служат как связующие между пикетами.
Для исключения ошибок нивелирования необходимо строго соблюдать установленный порядок работы на стации.
Порядок работы на станции при нивелировании
по двухсторонним рейкам
Рекомендуется следующий порядок работы на станции и ведения нивелирного журнала (рисунок 4.29 и таблица 4.6), последовательность записей указана в скобках цифрами:
отсчет по черной стороне задней рейки aч и запись его в 3 графу (1);
отсчет по красной стороне задней рейки акр и запись его в 3 графу (2);
отсчет по черной стороне передней рейки bч и запись его в 5 графу (3);
отчет по красной стороне передней рейки bкр и запись его в 5 графу (4);
вычисление черных hч и красных hкр превышений с записью в 6 или 7 графу (5, 6), причем всегда из заднего отсчета вычитается передний
hч = ач – bч , hкр = акр – bкр ;
контроль нивелирования на станции по равенству черных и красных превышений, допускается разница не более 5 мм
;
отсчеты по черной стороне промежуточных реек сч, дч (если они имеются) и запись их в 4 графу (7);
вычисление среднего превышения hср и запись в 8 или 9 графу (8);
переход на другую станцию.
При установке нивелира на станции ножки штатива нужно вдавливать в землю плавно, без удара. Головка штатива должна быть горизонтальна, иначе хода подъемных винтов может не хватить для установки круглого уровня.
Нивелирные рейки необходимо ставить на верх кола (или сферу башмака) без удара. Перед установкой рейки следует убедиться, что колья не качаются и торцы их не разбиты. Если верхняя часть кола не горизонтальна, то рейку каждый раз нужно ставить однообразно на наивысшую точку кола. Пята рейки должна быть чистой, без прилипшей к ней земли или травы.
Таблица 4.6 - Нивелирный журнал
№ станции |
№ точек |
Отсчеты по рейке |
Превышения |
Средние превышения |
Горизонт инструмента |
Отметки точек |
|||||
задний |
промежут. |
передний |
+ |
-- |
+ |
-- |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
|
ПК-0 |
1275 (1) |
|
|
|
|
|
|
|
50.000 |
|
|
|
6075 (2) |
|
|
|
1423 (5) |
|
1423 (8) |
|
|
|
|
Л-20 |
|
1618 (7) |
|
|
1423 (6) |
|
|
|
|
|
1 |
П-20 |
|
1548 (7) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+35 |
|
1165 (7) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+76 |
|
0578 (7) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПК-1 |
|
|
2698 (3) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7498 (4) |
|
|
|
|
|
|
|
|
ПК-1 |
1472 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6272 |
|
|
|
0345 |
|
0345 |
|
|
|
2 |
Л-20 |
|
0634 |
|
|
0345 |
|
|
|
|
|
|
П-20 |
|
1132 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПК-2 |
|
|
1817 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6617 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
b |
h |
hср |
|
|
|||
Постраничный контроль |
15094 |
|
18630 |
|
-3536 |
|
-1768 |
|
|
||
|
-3536 |
|
-3536 |
-1768 |
|
|
Контроль работы при нивелировании по двухсторонним рейкам
Правильность записей и вычислений в нивелирном журнале контролируется по каждой его странице, т.е. выполняется постраничный контроль (таблица 4.6). Для этого каждая страница должна начинаться с записи отсчета по задней рейке и заканчиваться записью отсчета по передней рейке. На каждой странице подсчитывается сумма всех задних а и передних b отсчетов, суммируются все превышения со своими знаками и вычисляется общее превышение h.
Полученные результаты должны отвечать равенству
.
Если имеется расхождение хотя бы на 1 мм, то необходимо найти и исправить допущенную в записях или вычислениях ошибку. Переворачивать страницу нивелирного журнала запрещается, если не выполнен постраничный контроль. На последней странице нивелирного журнала, независимо от того, заполнена она полностью или нет, обязательно выполняется постраничный контроль.