Лабораторна робота 7 теодолітна зйомка недоступних порожнеч методом прямої кутової засічки

7.1 Загальні положення

Під підземними порожнечами розуміються сховані порожнини в надрах землі, що утворилися в результаті діяльності людини (камери, сховища) і прояву геотектоніки і підземних вод (карсти). Найбільш часто зустрічаються камери, утворені в результаті розробки і виїмки могутніх покладів корисних копалин. Деякі з них є недоступними для безпосередньої зйомки і їхня зйомка можлива тільки з підхідних вироблень непрямими методами.

Одним зі способів зйомки недоступних порожнеч є метод прямої кутової засічки двома теодолітами (кутомірами) із двох точок, координати яких відомі. У цьому випадку за допомогою прожектора направляється світлова пляма на характерні місця покрівлі, ґрунту і стінок камери 1, 2,…(рис. 4.8), що одночасно засікаються обома кутомірами з точок і. Отримані кутиівикористовують при камеральній обробці результатів зйомки.

7.2 Завдання і вихідні дані

Необхідно зробити зйомку камери (частини коридору навчального корпусу, зазначеної викладачем) методом прямої кутової зарубки. У якості вихідних даних приймаються координати точки (рис. 4.8), обчислені по формулі

(4.42)

де – номер варіанта студента (порядковий номеру списку). За результатами зйомки обчислити координати кутових точок 1, 2, 3, ... 8 (рис. 4.8) і обсяг камери.

Склад бригади – 5 чоловік.

Рисунок 4.8 – Схема зйомки камери методом прямої кутової засічки

7.3 Порядок виконання зйомки

У точках знімального обґрунтування і, зазначених викладачем, встановіть одночасно два теодоліти 2Т30М и приведіть їх у робоче положення. Рулеткою двічі вимірьте відстань між точками і–і висоти приладівй . за допомогою орієнтира– бусолі визначте магнітний азимут лінії . Для цього на теодоліті, встановленому вточці , закріпіть бусоль. Повертаючи теодоліт навколо вертикальної вісі обертання, доможіться того, щоб стрілка бусолі вказувала точно на північну мітку і візьміть відліки по горизонтальному колу і. Потім наведіть зорову трубу на точку і візьміть відліки по і . Одночасно наведіть теодоліт, встановлений на точці В, на точку А и візьміть відліки по і .

Для зйомки камери необхідно фіксувати за допомогою ліхтаря чи іншим доступним методом її характерні (кутові) точки 1, 2, 3, … 8 (див. рис. 4.8).

Зафіксувавши кутову точку камери, наведіть зорову трубу на світлову пляму ("зайчик") одночасно двома теодолітами і візміть відліки іпо горизонтальному і вертикальному колах. Якщо точка, що знімається, знаходиться на одному рівні з точками установлення приладів, відліки по вертикальному колу (ВК) можна не брати.

Закінчивши виміри напрямків на станції, наведіть зорову трубу на вихідну точку (А чи В) і візьміть контрольні відліки по ГК, що повинні збігатися з первісними КЛ_В (КЛ_А).

Всі обмірювані величини й відліки запишіть у польовий журнал (таблиця 4.12).

7.4 Математична обробка результатів зйомки.

7.4.1 Обчислення вихідних координат.

Координати точки визначаються в залежності від варіанта студента по формулах (4.42), а координати точки – рішенням прямої геодезичної задачі по формулах

(4.43)

де – обмірювана відстань міжточками і;

–дирекційний кут лінії (магнітний азимут).

Дирекційний кут приймається рівним магнітному азимуту.

Відмітки точок іприйміть рівними.

Таблиця 4.12 – Журнал кутових засічок

Місце зйомки:_______________Дата______________

Склад бригади________________________________

Прилад 2Т30М №_____________№_______________

L_AB = __________i_A = ____________i _B = ___________

Точки		Вимір напрямку
ст	нав.	гор. коло		верт. коло
		КЛ	КП	КЛ	КП
А	сев.	КЛС	КПС	-	-
	В	КЛВ	КПВ	-	-
	1 2 … 8	КЛ1 КЛ8	КП1 КП8	- КЛ8	- КП8
	Bк	КЛ1'
В	А	КЛА	КПА	-	-
	1 2 … 8	КЛ1 КЛ8	КП1 КП8	КЛ8	КП8
	Ак	КЛ1'

7.4.2 Горизонтальні кути і обчислюються в таблиці 4.13 як середні різницівідліків на напрямках на відповідні точки

  44)

Таблиця 4.13 – Обчислення горизонтальних вертикальних кутів

Точки		Обчислені кути
стоян-ня	наве-дення	горизонтальні			вертикальні
		КЛ	КП	сере-дні
А	1 … i … 8	КЛВ – КЛi	КПВ – КПi
В	1 … i … 8	КЛi - КЛА	КПi - КПА

Вертикальні кути обчислюються по однієй з формул:

. (4.45

Обчислені середні кути занесіть у таблиці 4.14, 4,15.

7.4.3 Обчислення координат кутових точок камери.

Планові координати шуканих точок обчислите в таблиці 4.14, використовуючи формули прямої кутової засічки

(4.46)

Таблиця 4.14 – Обчислення планових координат кутових точок

Точ-ка	Шукані координати, м				Обчислені горизонт. кути		Шукані координати, м
	XA	YA	XB	YB	i	i	Xi	Yi
1 2 … 8

Відмітки точок камери, що не лежать на одному рівні з точками знімального обґрунтування і, обчисліть в таблиці 4.15 у наступному порядку:

− обчислюються горизонтальні відстані від точок ідо кожної з точок, що знімаються

(4.47)

− обчислюються перевищення між точками і і кожною з точок, що знімаються, і середні перевищення

(4.48)

де - висота приладу.

− обчислюються відмітки точок, що знімаються

(4.49)

7.4.4 Обчислення обсягу знятої камери.

Обсяг камери обчисліть методом середнього перетину з формули

, (4.50)

де – площі відповідно нижньої і верхньої основ;

h_ср – середня висота камери.

Таблиця 4.15 – Обчислення відміток кутових точок

Точка		Координати, м			Гориз. довжи-на	Обчисле-ні верти- кальні кути	Перевищення, h, м		Відмі-тка , м
ст	виз						обчис лене	сере-днє
А	-							-	-
-	i			-	-	-	-
В	-							-	-

Примітки:

1. Перевищення іповинні бути близькі між собою (допускається розбіжність у межах точності визначення координат прямою кутовою засічкою).

2. Для підвищення продуктивності розрахунків рекомендується використовувати ЕОМ (табличний процесор Excel) або програмувальний мікрокалькулятор.

Площі горизонтальних проекцій основ обчисліть одним з відомих способів:

а) графічним способом чи за допомогою планіметра, побудувавши попередньо плани основ по координатах кутових точок;

б) аналітичним способом по формулі:

(4.51)

де n – порядковий номер вершини при обході фігури по годинниковій стрілці.

У випадку, якщо одна чи обідві основи камери не горизонтальні, необхідно в обчислені площі горизонтальних проекцій увести виправлення за нахил по формулі:

(4.52)

де – середній кут нахилу підстави, що обчислюється в табл. 4.16.

Таблиця 4.16 – Приклад обчислення кутів нахилу основання

Точки		1	2	4	3
Координати, м	X	81,078	87,610	82,836	75,359
	Y	98,265	73,828	59,025	92,389
	Z	18,000	18,000	18,000	19.193
Додавання координат, м	ΔX	6,532		-7,477
	ΔY	-24,437		33,364
	ΔZ	0,000		1,193
Горизонт. відстань між точками, , м		25,295		34,192
Кут нахилу лінії,		0,00'		+2^000'
Середній кут нахилу основання,		+1^000'

У таблиці 4.16 розглянутий випадок, коли кутові точки нижньої підстави 1, 2, 3 (див. рис. 4.8) знаходяться на одному рівні з точками і, аточка 4 – вище. Горизонтальні відстані обчислюються по формулах

(4.53)

Кути нахилу

(4.54)

Увівши виправлення за нахил у горизонтальні площі основ (формула 4.53) і, визначивши середню висоту камери по формулі

, (4.55)

визначте обсяг камери по формулі (4.50).

7.4.5 По координатах вихідних і визначених точок виконайте креслення знятоі виробки в ізометричній системі проекцій у масштабі 1:100 (рис. 4.9).

Рисунок 4.9 – Креслення виробки в ізометричній проекції