54. Юстировка (исправление) места нуля.

Приведя с помощью уровня и подъемных винтов (у теодолитов Т30 и 2Т30 один цилиндрический уровень, которым пользуются при измерении горизонтальных и вертикальных углов) ось вращения теодолита в отвесное положение, наблюдают любую неподвижную и хорошо видимую точку при Л и П, производят отсчеты по вертикальному кругу и вычисляют значения места нуля по формулам

- (Т30) - (2Т30),

При выполнении проверки необходимо наблюдать две различные точки. Из наблюдений вычисляют значение места нуля для каждой точки. Из полученных результатов, если они различаются не более чем на величину двойной точности прибора, образуют среднее арифметическое, которое принимается как окончательное значение места нуля. Для сведения места нуля к 0° удобнее всего при Л навести трубу на любую точку. Взять отсчет по вертикальному кругу Л, и, вращением наводящего винта трубы, установить на вертикальном круге отсчет, равный Л- МО. При этом центр сетки сместится по вертикали с наблюдаемой точки. Его необходимо вернуть на точку, действуя вертикальными исправительными винтами сетки, предварительно слегка ослабив боковые исправительные винты. Проверку следует повторить. После выполнения условия проверки все исправительные винты сетки должны быть затянуты и предохранительный колпачок, закрывающий доступ к юстировочным винтам сетки, должен быть навинчен на трубу.

55. Принцип измерения расстояния нитяным дальномерам.

Нитяной дальномер – наиболее простой оптический дальномер с постоянным параллактическим углом, предназначенный для определения расстояния до 200-300 метров. В поле зрения зрительной трубы нитяного дальномера видны параллельные дальномерные линии, а в качестве базы используется нивелирная рейка с сантиметровыми делениями.

Для определения расстояния подсчитывается число делений между дальномерными линиями, а искомым будет это же расстояние в метрах. Нитяной дальномер имеет простую конструкцию, несложный принцип работы и способен рассчитывать расстояние с небольшими погрешностями, но по показателям точности нитяной дальномер, конечно же, уступает электронному дальномеру. По сути, нитяные дальномеры не являются самостоятельным классом измерительных инструментов – нитяным дальномером оснащено большинство геодезических приборов (теодолиты, нивелиры) для улучшения их характеристик и повышения функциональности.

56. Приведение к горизонту наклонных расстояний, измеренных нитяным дальномером.

Пусть имеем D=100l₀ + P, где l₀= l*cos V (для углов наклона до 20⁰ это уравнение справедливо).

На основании формулы : S=D*cos V для расстояний, измеренных лентой получим для нитяного дальномера: S=(100*l*cos V + P)* cos V

Принимая при малых углах V*P*cos V≈P*cos V, допустим ошибку в длине не более 1см, так как Р - малая величина. Следовательно S=(100*l + P)*cos² V, где l - отрезок на рейке, установленной под углом не 90⁰ к визирному лучу(рис. 138). Обозначим (100*l + P)=D',получим S=D'*cos² V

57. Принцип определения расстояний светодальномерами.

Развитие электроники и радиотехники позволило создать новые приборы для линейных измерений – электромагнитные дальномеры (свето- и радиодальномеры).

Принцип работы этих приборов основан на определении промежутка времени t, необходимого для прохождения электромагнитных волн (световых и радиоволн) в прямом и обратном направлении от точки А, в которой центрирован прибор, до точки В, где установлен отражатель.

x=Acos(ωt+ϕ₀)=A cosψ ,А - амплитуда колебания; ω=2π/T=2πf - круговая частота; T- период колебания; f - частота колебаний; ϕ₀ - начальная фаза; t- момент времени.

y=Asin(ωt+ϕ₀)=A sinψ

▲ψ=ω(t₂-t₁)=ωτ, ψ-фазовый угол.

Зная скорость распространения электромагнитных колебаний, можно записать

D = 0,5·v·t.

Из-за большой скорости света ( в атмосфере v ≈ 299710 км/с) измерение времени t необходимо выполнять с очень высокой точностью. Так, для измерения расстояния с точностью 1 см, время надо измерить с ошибкой не более 10-10сек.

Измерения выполняют фазовым или импульсным методом.

В светодальномерах лазерный источник излучения периодически посылает световой импульс. Одновременно запускается счетчик временных импульсов. Счетчик останавливается, когда светодальномер получает световой импульс, возвращенный призменным отражателем. Световой импульс, отразившись от призменного отражателя, останавливает счетчик. Для повышения точности измерения выполняют многократно. Измеренное расстояние высвечивается на цифровом табло.

58. Привязочные работы. Значение и виды привязок.

59. Определение неприступного расстояния.

выполняется в том случае, когда какая-либо сторона теодолитного хода должна пройти по такому месту, по которому невозможно произвести непосредственное измерение, напр. через реку или крутой овраг.

Для О. и. р. на противоположной стороне реки или оврага выбирают

Определение неприступного расстояния:

АС = b (неприступное расстояние); ВС = а (базис).

линию, удобную для измерения, наз. базисом. После измерения длины базиса (а) и трех углов треугольника ABC и введения поправок в измеренные углы вычисляют длину стороны (b) по формуле

При вычислении неприступных расстояний наилучшие результаты получаются в том случае, когда угол в треугольнике ABC, лежащий против базиса, близок к 90°. Величина этого угла меньше 30° не допускается.

60. Непосредственная привязка к пунктам геосети.

61.Прямая засечка. (Вывод формулы).

Сначала рассмотрим так называемый общий случай прямой угловой засечки, когда углы β1 и β2 измеряются на двух пунктах с известными координатами, каждый от своего направления с известным дирекционным углом (рис.2.6).

Исходные данные: XA, YA, αAC,XB, YB, αBD

Измеряемые элементы: β 1 , β2

Неизвестные элементы: X , Y

Если αAC и αBD не заданы явно, нужно решить обратную геодезическую задачу сначала между пунктами A и C и затем между пунктами B и D .

Графическое решение. От направления AC отложить с помощью транспортира угол β1 и провести прямую линию AP; от направления BD отложить угол β2 и провести прямую линию BP ; точка пересечения этих прямых является искомой точкой P.

Аналитическое решение. Приведем алгоритм варианта, соответствующий общему случаю засечки:

1. вычислить дирекционные углы линий AP и BP (2.14) ,  (2.15) 2. написать два уравнения прямых линий

для линии AP Y–YA= tgα1 * ( X – XA ),

для линии BP Y–YB=tgα2*(X–XB)

3. решить систему двух уравнений и вычислить неизвестные координаты X и Y:   ,

62. Общие сведения о тахеометрических работах.

Тахеометрическая съемка - это один из методов топографической наземной съемки. Применяется при съемке узких полос вдоль линейных сооружений (дороги, нефте- и газопроводы, другие вытянутые объекты и сооружения) и малых участков, где нет возможности или невыгодно применять аэрофотосъемку, мензульную и другие виды съемок.

Тахеометрическую съемку ведут полярным способом (тахеометром и рейкой). Измеряют горизонтальный (полярный) угол, вертикальный угол и дальномерное полярное расстояние до каждого пикета.

В процессе съемки составляют абрис - схематический чертеж участков будущего плана. На абрис наносят точки стояния прибора и соседние точки хода. Линии хода принято ориентировать относительно сторон света. Абрис составляют примерно в масштабе будущего плана. На абрисе показывают все пикетные точки, скелет рельефа, направления падения скатов, границы контуров и дается информация, которая окажет помощь при составлении плана.

63. Теоретическая сумма измеренных углов вытянутого теодолитного хода. (вывод формулы)

В теодолитном ходе угловая невязка (свободный член условия фигур)

,где

- сумма измеренных в теодолитном ходе углов.

- их теоретическая сумма.

В замкнутом теодолитном ходе с n измеренными углами, как известно из геометрии

следовательно, в замкнутом теодолитном ходе

64. Вычисление прямоугольных координат. Уравнивание теодолитного хода.

Разомкнутый теодолитный ход должен начинаться и заканчиваться на опорных точках H и К с известными координатами, и на этих точках должны быть измерены примычные углы β₀ и β_n между опорными линиями с известными дирекционными углами и первой и последней линиями хода. Только в этом случае имеется возможность не только определить координаты всех точек теодолитного хода, но и проконтролировать правильность измерения углов и сторон хода и оценить точность выполненной работы. Если разомкнутый теодотлитный ход имеет исходные данные только с одной стороны (в начале или конце хода), то его называют висячим теодолитным ходом.

Для контроля целесообразно в начальной и конечной опорных точках измерять не по одному, а по два примычных угла, т. е. независимо дважды определять дирекционный угол сторон HI от опорной линии АН и опорной линии СН, а в конечной опорной точке определять дирекционные углы опорных линий KB и КД и сравнивать полученные и известные их значения.

В замкнутом теодолитном ходе (рис. 1.16) обычно измеряют внутренние углы полигона (β₁,...,β_i,) и примычные углы β'₀,β"₀" . Необходимость привязки замкнутого хода к двум твердым линиям связана с тем, что при ошибочном опознавании, например пункта А, дирекционный угол линии АН не будет соответствовать его действительному значению и весь полигон будет неправильно ориентирован относительно принятой системы координат. Поэтому для исключения такой ошибки необходимо делать привязку хода как минимум к двум опорным линиям.

Рис. 1.16. Схема замкнутого и диагонального теодолитных ходов

В разомкнутом и замкнутом (рис. 1.16) теодолитных ходах кроме необходимых для определения координат точек хода измерений выполнены избыточные измерения: в разомкнутом ходе избыточными являются примычные углы β_n, β'_n ; угол β_n-1 и сторона d_n, а в замкнутом — углы β₆, β₇ и d₇, что позволяет выполнить уравнивание и оценку точности этих ходов.

Известно, что каждое избыточное измерение приводит к условному уравнению, в рассматриваемом случае имеем три избыточных измерения, которые дают одно условное уравнение фигуры и условные уравнения абсцисс и ординат.

1. Вычисляют фактические суммы приращений координат, соответственно, суммы 6-го и 7-го столбцов таблицы.

2. Находят теоретические суммы приращений координат.

3. Определяют фактические невязки приращений координат как разность

fΔX = ∑ΔXпрак. − ∑ΔXтеор.

fΔY = ∑ΔYпрак. − ∑ΔYтеор.

4. Абсолютная линейная невязка теодолитного хода вычисляется по формуле:

fs = (fΔx² + fΔy²)½

5. Традиционно в геодезии применяют так называемую относительную невязку (в инструкциях допуск указывается для неё).

где fs – абсолютная невязка,

[s] – периметр теодолитного хода,

1 / 2000 – допустимая относительная невязка теодолитного хода.

Если условие (22) выполняется, приступают к вычислению поправок в приращения координат, если нет – к поиску ошибок.

6. Поправки в приращения координат определяют пропорционально длинам сторон теодолитного хода.

7. Обязателен строгий контроль – сумма поправок должна быть равна невязке с обратным знаком:

∑vΔXi = − fΔX

∑vΔYi = − fΔY

8. Находят исправленные приращения координат.

ΔXi испр. = ΔXi выч. + Vi

ΔYi испр. = ΔYi выч. + Vi

9. Осуществляют контроль вычисления приращений координат:

∑ΔXиспр. = ∑ΔXтеор.

∑ΔYиспр. = ∑ΔYтеор.

10. Определяют координаты точек теодолитного хода, путем последовательного сложения приращений координат с предыдущим значением координаты, т.е.

X1 = Xисх. + ΔX1

X2 = X1 + ΔX2 ...

аналогично для Y:

Y1 = Yисх. + ΔY1

Y2 = Y1 + ΔY2

...

Yi = Yi − 1 + ΔYi

11. Последним контролем в уравнивании теодолитного хода служит равенство конечных исходных координат полученных в результате вычислений и приведенных в исходных данных, т.е.

Xк. выч. = Х(к. исх. дан.);

Yк. выч. = Y(к. исх. дан.).

65. Геодезическое (тригонометрическое) нивелирование. Вычисление превышений и высот точек.

Тригонометрическое нивелирование – определение высот точек земной поверхности относительно исходной точки с помощью угла наклона визирного луча, проходящего через две точки местности,

Выполняют тригонометрическое нивелирование с помощью теодолита в точке А угол наклона n визирного луча, проходящего через визирную цель в точке В, и зная горизонтальное расстояние s между этими точками, высоту инструмента l и высоту цели а, разность высот h этих точек вычисляют по формуле: h = s*tg n + l - a.

Эта формула точна только для малых расстояний, когда можно не считаться с влиянием кривизны Земли и искривлением светового луча в атмосфере. Более полная формула имеет вид:

h = s*tg n + l - a + (1 - k) s²/2R, где R – радиус Земли как шара и k – коэффициент рефракции.

Тригонометрическим нивелирование определяют высоты пунктов триангуляции и полигонометрии. Оно широко применяется в топографической съёмке. Тригонометрическое нивелирование позволяет определять разности высот двух значительно удалённых друг от друга пунктов, между которыми имеется оптическая видимость, но менее точно, чем геометрическое нивелирование Точность его результатов в основном зависит от трудно учитываемого влияния земной рефракции.