8.Основные источники ошибок угловых измерений, меры борьбы с ними.

Любая ошибка складывается из ряда элементов ошибок (теодолит Т2-ср.кв.ош. измерения 1 приемом +-2'').

Ошибка измерения угла:

mβ² = m_bycn² +m_наб² +m_вн.усл.² +m_r² +m_ц²

1. Инструментальная ошибка – ошибки, связанные с прибором (прибор не достаточно идеально отъюстирован, измерение температуры, следовательно изменение параметров).

2.Ошибки связанные с наблюдателем: складывается из 2-ух частей: а). ошибка визирования; б). ошибка снятия отсчета.

3. Влияние внешних условий:

(Рис.1) n_возд =f (t, P, l, ….)

n_возд показывает преломленную запыленность воздуха

Р-давление, l – влажность

Рефракция: боковая (горизонтальная составляющая) может быть > 10'' и вертикальная рефракция (на нивелире).

4. Ошибка за редукцию визирной цели: (рис.2)

l₁ – ошибка за центрировку визирной цели;

m_τ = l₁ * ρ''/ S

5. Ошибка за центрировку инструмента: Пусть l =2мм, S= 200м=200000мм

m_τ =2*206265''/200000 = 2'' – ошибка в 1 направлении. Ошибка в угол: в √2 раз больше.

6. Ошибка за центрировку: (рис.3)

m_ц = l*ρ/S.

9. Основные источники ошибок геометрического нивелирования и пути их ослабления.

При геометрич. нивелировании действуют след. источники погрешностей: а). Погрешность установки визирной оси зрит. трубы в горизонтальное положение (из-за неточной установки пузырька уровня). Обозначим через mτ среднюю квадратич. ошибку в отсчете по рейке, вызванную погрешностью установки пузырька уровня в нуль пункт. S- расстояние от нивелира до рейки (длина плеча), m_уст – погрешность установки пузырька уровня в нуль пункт. Тогда mτ = m_уст *S/ ρ''.

Принято считать, что m_уст= 0,1τ'', где τ-цена деления уровня mτ=0,1τ'' * S/ ρ''.

б). Погрешность в отсчете, вызванная недостаточной точной разрешающей способностью зрит. трубы (ошибка визирования). V-увеличение зрит. трубы нивелира. V= +- 60''/ρ'' * V.

в). Погрешность, вызванная нарушением главного условия нивелира. У исправленного нивелира эта погрешность должна быть<4мм. Нарушение главного условия нивелира происходит в основном из-за изменения температуры инструмента, поэтому при работе нивелир должен находиться под зонтом (для защиты от солнца). Поверку главного условия следует выполнять не реже, чем каждые 2 дня.

г). Погрешность, вызванная наклоном рейки. При нивелировании в момент отсчета по рейке она должна быть вертикальной, если у рейки нет уровня, то в момент отсчета она может и не занимать отвесного положения. В этом случае в отсчет по рейке войдёт погрешность за наклон рейки (рис.1).

Для борьбы с этой погрешностью при работе с рейкой не имеющей уровня её слегка поварачивают в направлении инструмента, а наблюдатель фиксирует наименьший отсчет по рейке, кот. и будет верный. Если отсчет по рейке <1000мм, то покачивать не рекомендуется. Для уменьшения влияния внешних условий наблюдения выполняют в период спокойных изображений, хорошего освещения.

10. Мензульная съемка, сущность метода, приборы и оборудование.

Менз-я съемка применяется сравнительно на небольших участках местности, т.к. для съемки значительных площадей она трудоемка. При менз-ой съемке план составляется непосредственно в поле, горизонтальные углы не измеряются, а строятся на планшете графически. Так как при мензульной съемке ситуация и рельеф местности изображаются на планшете непосредственно в поле, возможность ошибок здесь минимальна. Основное достоинство этой съемки – достоверность. Менз-ая съемка выполняется при помощи мензулы и кипрегеля. Мензула представляет собой столик на кот-й наклеив-ся лист ватмана или прибивается специал-я основа. Процесс съемки: Устанавлив-т мензулу над точ-й съемочного обоснования (рис.1). С помощью подъемн-х винтов подставки приводят столик в горизонтальное положение (т.е нивелируем планшет). Далее выполняют центрирование планшета над точ-й обоснования В так, чтобы т.в, нанесен-я на планшете, лежала на одной вертикале с т.В . Далее выполн-т ориентирование планшета либо с помощью буссоли (редко), либо по точкам съемочного обоснования (как правило).

Для того чтобы на планшете построить угол β .соответ-й горизонтал-й проекции угла АВС (на местности), приклад-м скошенный край линейки кипрегеля к т.в. Затем поворачивая кипрегель вокруг т.в, визируем зрительной трубой кипрегеля на веху, установленную в т.А , прочерчиваем вдоль скошенного ребра линейки кипрегеля, остроотточен-м карандашом линию ва. Аналогично визируем кипрегелем на т.С, прочерчиваем линию вс. Угол на планшете авс = β , будет являться горизонтальной проекцией угла АВС на мест-и. Следов-но у мензулы горизонтальн-й круг заменен планшетом. Если измерить горизон-е расстоян-е между т-ми А и В и. с помощью измерит-я и масштаб-й линейки отложить это расстоя-е от т.в. по направлен-ю вА₁ в заданном масш-бе, получим на планшете т.а (т.е. горизонтал-ю проекцию т.А). Аналогично находим горизонтальн-ю проекцию т.С.

В комплект инструментов для менз-й съемки входят: мензула, кипрегель, буссоль, центрировочная вилка. Мензула состоит из: штатива, подставки, доски (или планшета). Подставка бывает металлич-я или деревянная. Для привидения планшета в горизонтальное положение подставка имеет 3 подъемных винта. Кроме того, подставка имеет центральный закрепительный винт и наводящий винт, для плавного перемещения планшета. Планшет имеет размеры 60*60*3 см. Кипрегель состоит из зрительной трубы скреплен-й с вертик-м кругом, труба укреплена на колонке, колонка скреплена с основной линейкой кипрегеля. Для удобства выполнения съемки кипрегель снабжают дополнительной линейкой, кот-я параллельна основной линейке.

11. Тахеометрическая съемка, сущность метода, приборы и оборудование

Топографическая съемка предполагает съемку не только контуров, но и рельефа сравнительно небольших участков местности и в крупном масштабе. В зависимости от используемых приборов съемка бывает: теодолитная, тахеометр-кая, мензульная. Главной геодезической основой этих съемок служат пункты ГГС: триангуляции, полигонометрии, нивелирования.

Тахеометрическая съемка выполняется теодолитом-тахеометром или электронным тахеометром. Тахеометры служат для измерения горизонт. и вертик. углов, длин линий и превышений и делятся в зависимости от использованных в них дальномеров.

Снимается рельеф и ситуация. Вычерчивается план, на котором изображены все контура и рельеф в горизонталях. Основой съемки служат точки тахеом. ходов, теодолитных ходов с известными отметками, точки микротриангуляции или засечки с известными отметками. Съемка ситуации и рельефа выполняется полярным способом, при котором со снимаемой точки измеряют горизонтальные углы, вертикальные и расстояния до определенной точки. По измеренному расстоянию, вертикальному углу определяют превышение между точкой стояния теодолита и снимаемой точки.

h = S * tgα + i – v,

S- горизонтальное расстояние;

α- угол наклона визирного луча;

i- высота инструмента;

v- высота визирования.

Если i = v, то h = S * tgα для того чтобы i= v на рейку одевают поясок на высоте равной I и при визировании сетку нитей наводят на поясок.

При съемке на середину рейки в снимаемой точке наводят вертикальную нить. Горизонтальную нить наводят на высоту инструмента или на отчет 1м. Пузырек приводят в нуль-пункт и берут отчет по горизонтальному и вертикальному кругу и дальномерные отчеты нитяным дальномером.

При съемке тахеометр устанавливают в точке, приводят его в рабочее положение: центрируют, нивелируют, ориентируют лимб по одной из сторон, т. е. устанавливают на лимбе нулевой отчет. Измеряют рулеткой высоту инструмента с точностью до 1см и записывают в журнал съемки. После этого приступают к съемке. Рабочий последовательно устанавливает рейку в снимаемых точках. Результаты записывают в журнал: №пикета, отчет по горизон. кругу (β₁), по вертикальному, высоту визирования, расстояние, в колонке «примечание» указывают что снимают. Есть допуски по расстояниям. Выполнив съемку на точке проверяют ориентирование. При съемке рельефа выбирают точки, по которым можно достоверно изобразить рельеф и характерные точки: на вершинах, на дне, в бровках котловин и оврагов.

В процессе съемки ведут специальный графический документ для каждой станции– кроки – схематический чертеж от руки в произвольном масштабе.

По окончанию съемки выполняют проверку журнала и его обработку, в нем вычисляют горизонтальное проложение, превышение между пикетами и отметки пикетов.

12. Классификация полигонометрии

Ходы полигонометрии прокладывают в виде полигонов, примерно по меридианам и параллелям, с периметром около 800км.

Ходы 1 кл. вытянуты и состоят не более чем из 10 сторон длиной 20-25 км. На обоих концам хода в вершинах полигонов определяются пункты Лапласа.

Точность измерения углов и сторон:

1кл., 0,4˝, 1:300 000; 2кл., 1,0˝, 1:250 000;

3кл., 1,5˝, 1:200 000; 4кл., 2,0˝, 1:150 000.

2кл. в каждом случаи строится по особо разработанной программе.

3кл., 4кл. строятся проложением отдельных ходов или сетей ходов опирающихся на пункты высшего класса. Каждое звено сети может содержать не более 2-х точек поворота. Минимальная длина стороны в 3кл.- 3км., 4кл.- 2км. Периметр полигонов 3кл.- 60км., 4кл.- 35км.

Густо пунктов определяется Основными положениями о построении ГГС СССР в соответствии с масштабом топографической съемки.

Углы в полигонометрии измеряются оптическими теодолитами. Для измерения длин линий применяются различные методы: дальномерный, короткобазисный параллактический, светодальномерный, радиодальномерный, непосредственный.

Точность у них различная, поэтому они применяются в разных классах.

По методу измерения линий различают следующие виды полигонометрии: светодальномерная и радиодальномерная применяются при развитии ГГС всех классов; непосредственное измерение применяется, когда линии имеют небольшую длину; дальномерная полигонометрия применяется для определения положения пунктов 2 разряда; короткобазисная параллактическая для сетей 1 и 2 разряда.

Для сгущения (на застроенной территории до 4 пунктов на 1 км² , в незастроенной - до 1 пункта на 1 км²) строят полигонометрию 1 и 2 разряда в виде отдельных ходов или сетей. Замкнутые и разомкнутые ходы, опирающиеся на один исходный пункт, и висячие ходы не допускаются.

Полигонометрические сети должны обладать избыточным числом исходных данных и нужно стремится к снижению ее многоступенчатости.

Основные показатели 4кл., 1 и 2 разряда.

показатели	4к.	1р.	2р.
max длина, км	10	5	3
м/у исх. и узловой	7	3	2
м/у узловыми	5	2	1,5
max периметр	30	15	9
длина линии max, км	2,0	0,80	0,35
min	0,25	0,12	0,08
оптимальная	0,50	0,30	0,20
число сторон	15	15	15
ср. кв. ош. угла	2˝	5˝	10˝
относит. ош. хода	1:25000	1:10000	1:5000

13. Угловые измерения в полигонометрии

Основным способом измерения углов полигонометрии 4 кл., 1 и 2 разрядов является способ круговых приемов. Этим способом измеряют углы на пунктах, где есть более 2-х направлений. На пунктах, где 2 направления, производят измерение влево или вправо лежащих по ходу углов способом отдельного угла (без замыкания горизонта).

Измерение выполняют с помощью трехштативной системы.

Количество приемов в зависимости от класса или разряда:

приборы	4кл.	1р.	2р.
Тип Т2	6	2	2
Тип Т5	-	3	2

Направления на стенные знаки в 4 кл. измеряют 3 круговыми приемами после окончания измерения углов по ходу. В 1 и 2 раз. измерения направлений производится по программе измерения основных углов. Результаты измерений должны быть в пределах допусков:

Угловые измерения	Т2	Т5
Расхож. в полуприеме	8,0˝	0,2˝
Расхож. в приеме	8,0	0,2
Колеб. 2С в приеме	12,0	-
Повторное набл. начал. пункта в полуприеме	8,0	0,2
Колебания м/у приемами	8,0	0,2

При привязке к стенным знакам колебания, приведенные к общему нулю в отдельных приемах, не должны превышать 10˝ при расстояниях более 10 м и 15˝ при расстоянии менее 10 м. от вспомогательного до стенного знака.

При измерении углов на примычных пунктах расхождение м/у измеренным и исходным не должно быть более: 6˝ в 4 кл., 10˝ для 1 раз., 20˝ для 2 раз.

При наблюдении на визирные цели сигналов и пирамид должны учитываться элементы центрировки и редукции.

Если завершенные приемы не удовлетворяют допуску , то повторяют те из них, которые имеют наименьшее и наибольшее значения. Измерения повторяют на тех же установках лимба.

Основными источниками ошибок при угловых измерениях являются: инструментальные; личные ошибки наблюдателя (визирование, взятие отчета); внешние условия; ошибки за редукцию; ошибки за центрировку.

14. Измерение линий в полигонометрии оптическими дальномерами

Современные оптические дальномеры двойного изображения делятся по точности: низкой (относ. точ. 1:500), средней (1:2000), точные (1:5000).

Точный оптический топографический дальномер ОТД двойного изображения с постоянным базисом и переменным параллактическим углом представляет собой самостоятельный прибор, предназначенный для измерения расстояний относит. ош. из одного приема 1:6000.

Обычно расстояние измеряют по горизонтально поставленной рейке, можно и вертикально поставленной, но это будет менее точно.

Горизонтально поставленную рейку устанавливают перпендикулярно измеряемой линии. Зрительную трубу наводят рейку так, чтобы разделительное ребро бипризмы делило рейку пополам.

При одном и том же расстоянии возможно несколько вариантов совмещений марок (первой со второй, первой с третей и т. д.) выбирают тот, при котором разность N м/у номерами совмещаемых марок максимальна.

Порядок измерения: поворачивают рычаг перекидного клина вверх, наводящим винтом измерительной части компенсатора совмещают изображения марок и берут отчет n1, определяют разность N1; поворачивают рычаг перекидного клина вниз, определяют n2 и N2. На этом заканчивается первый прием. Вычисляем параллактический угол β_u = n1 – n2.

Измерение переменной части параллактического угла производят 6-10 приемами. Максимальное колебание м/у углами β_u в различных приемах не должно превышать 0,15 делений. За окончательный угол берут средний из приемов.

Закончив измерение β_u по одной стороне рейки, переходят к другой стороне.

Так стороны рейки имеют различные по величине базисы, величины параллактических углов β, измеренных по второй стороне, следует привести к масштабу второй стороны:

β_прив = (β_u′+ β_k )+0,01*( β_u′+ β_k ), где β_k – постоянная величина.

Максим. расхождение м/у средними значениями β по первой и второй сторонам рейки для одной линии не должно превышать 0,15 делений.

После измерений расстояний измеряют вертикальный угол наклона линии визирования. Вычисляют длину линии. Общая формула s = (l/2)*ctg (β/2).

В приборе Редта сочетается точный оптический теодолит, позволяющий измерять вертикальные и горизонтальные углы со ср. кв. Ош. 4-5˝, с прецизионным оптическим дальномером двойного изображения с постоянным диастимо-мертическим углом и переменным базисом, позволяющим измерять горизонтальные проложения с от. ср. кв. ош. 1:5000.

Порядок измерения: зрительную трубу наводят на рейку так, чтобы горизонтальная нить трубы делила рейку по горизонтали примерно пополам; поворотом кольца переключателя вправо до упора включаем дальномер двойного изображения; Вернер горизонтального круга подводят примерно в середину поля зрения трубы; совмещают микрометренным винтом штрихи верньера и рейки; берут отчет.

Полный отчет l складывается из отчетов по шкале рейки, верньера, оптического микрометра.

Основными источниками ошибок:

ошибка постоянного слагаемого,

коэффициента дальномера и постоянной части параллактического угла,

ошибка вследствие неточного редуцирования расстояния,

ошибка дальномерной рейки,

ошибка от неперпендикулярности плоскости рейки к измеряемой линии,

ошибка за несимметричность установки рейки относительно измеряемого отрезка,

за температуру,

случайные ошибки наблюдателя,

колебание изображения,

рефракция.