Лабораторная работа №5 геометрическое нивелирование

Рельеф местности - это совокупность неровностей поверхности земле: он является одной из важнейших характеристик местности. Знать рельеф - значит знать отметки всех точек местности. Отметка точки - это численное зна­чение ее высоты над уровенной поверхностью, принятой за начало счета высот. Отметку любой точки местности можно определить по топографически карте, однако, точность такого определения будет невысокой.

Отметку точки на местности определяют по превышению этой точки отно­сительно другой точки, отметка которой известна Процесс измерение превышения одной точки относительно другой называется нивелированием. Начальной точкой счета высот в нашей стране является нуль Кронштадтского футштока. От этого нуля идут ходы нивелирования, пункты которых имеют отметки в Балтийской системе высот. Затем от этих пунктов с известными отметками прокладывают новые нивелирные ходы и так далее, пока не получится довольно густая сеть, каждая точка которой имеет известную отметку. Эта сеть называется государственной сетью нивелирования; она покрывает всю территорию страны.

Отметки всех пунктов нивелирных сетей собраны в списки – «Каталоги высот».

Эти списки непрерывно пополняются, издаются новые каталоги по новым нивелирным ходам. Для нахождения отметки любой точки местности в Балтийской системе высот нужно измерить ее превышение относительно какого – либо пункта, отметка которого известна и есть в каталоге. Иногда отметки точек определяют в условной системе высот, если поблизости нет пунктов государственной нивелирной сети. Вследствие того, что измерение превышений выполняют различными приборами и различными способами, различают:

- геометрическое нивелирование

- тригонометрическое нивелирование

- барометрическое нивелирование

- гидростатическое нивелирование и некоторые другие

Геометрическое нивелирование или нивелирование горизонтальным лучом выполняют специальным геодезическим прибором – нивелиром; отличительная особенность нивелира состоит в том, что визирная линия трубы во время работы приводится в горизонтальное положение.

Различают два вида геометрического нивелирования: нивелирование из середины и нивелирование вперед.

При нивелировании из середины нивелир устанавливают посередине между точками А и В, а на точках А и В ставят рейки с делениями. При движении от точки А к точке В рейка в точке А называется задней, рейка в точке В – передней. Сначала наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет а, затем наводят трубу на переднюю рейку и берут отсчет b. Превышение точки В относительно точки А получаю по формуле:

h=a-b

Если а>b, превышение положительное, если а<b – отрицательное. Отметка точки В вычисляется по формуле:

Hb = Ha + h

Высота визирного луча над уровнем моря называется горизонтом прибора и обозначается Hг :

Нг = HA + a = Ha + b

При нивелировании вперед нивелир устанавливают над точкой А так, чтобы окуляр трубы был на одной отвесной линии с точкой. На точку В ставят рейку. Измеряют высоту нивелира i над точкой А и берут отсчет b по рейке. Превышение h подсчитывают по формуле

h = i – b

Отметку точки В можно вычислить через превышение по приведенной вы­ше формуле или через горизонт прибора:

На = Нг - b

Если точки А и В находятся на большом расстоянии одна от другой и пре­вышение между ними нельзя измерить с одной установки нивелира, то на ли­нии АВ намечают промежуточные точки 1,2, 3 и т.д. и измеряют превышение по частям

На первом участке А-1 берут отсчеты по задней рейке – а1 и по передней – b1. Затем переносят нивелир в середину второго участка, а рейку с точки А переносят в точку 2; берут отсчеты по рейкам: по задней - а2 и по передней - Ь2. Эти действия повторяют до конца линии АВ. Точки, позволяющие связать горизонты прибора на соседних установках нивелира, называются связующи­ми; на этих точках отсчеты берут два раза - сначала по передней рейке, а за­тем по задней.

Превышение па каждой установке нивелира, называемой станцией, вычис­ляют по формуле h = a - b, а превышение между точками А и В будет равно:

hAB = Σh = Σa - Σb.

Отметке точки В получится но формуле

Нa = На + Σh.

При последовательном нивелировании получается нивелирный ход.

Задание:

Определить, превышение между точками А и В местности. Точки на мест­ности и отметку точки А указывает преподаватель. Превышения между точ­ками и отметку точки В найти двумя способами.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6 УСЛОВНЫЕ ЗНАКИ ДЛЯ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ ПЛАНОВ

Цель работы: изучить условные знаки, ознакомиться с оформлением топо­графических материалов, научиться читать карту и план.

Подобия и принадлежности: комплект учебных карт и планов в масштабе 1:25000 и 1:50000, условные топографические знаки.

Топографические материалы - карты и планы - содержат большой объем информации о природных условиях и особенностях социально- экономического развития уровень страны. Карты и планы служат топографи­ческой основой, необходимой инженеру-строителю при решении задач, свя­занных с промышленным и гражданским домостроением.

Содержание карт и планов представляет собой графические символы - условные знаки, внешне напоминающие форму соответствующих элементов ситуации. Наглядность условных знаков раскрывает характер, смысловое содержание изображаемых предметов, дает возможность читать топографиче­ские материалы. Читать карту, план - значит понимать их содержание, изо­браженное условными знаками, уметь описать его своими словами.

Условные знаки подразделяют на площадные, линейные, внемасштабные, пояснительные и специальные.

Площадные условные знаки применяют для наполнения площадей объектов, размеры которых выражаются в масштабе карты пли плана и ограничивается контурами, т.е. внешними очертаниями (сельскохозяйственные и природные угодья: пашни, леса, кустарники, сады и т.д.), Контуры объектов показывают точечным пунктиром, а внутреннее содержание отражают условными знаками.

Линейные условные знаки применяю для изображения объектов линейного вида, длина которых выражается в масштабе (дорожная сеть, линии связи и электропередач, реки). Ширина таких объемов не может выражаться.

Внемасштабные условные знаки применяют для изображения местных предметов, которые нельзя выразить а масштабе карты (размеры их меньше точности масштаба), но они имеют значения ориентиров: мосты, отдельно стоящие деревья, колодцы и водные источники, километровые столбы, геодезические пункты, К внемасштабным относят условные знаки, определяющие местоположение объектов, отображающие их характер и назначение, но по ним нельзя судить об их размерах.

Специальные условные знаки представляют собой цифровые буквенные надписи, характеризующие элементы ситуации: габариты и грузоподъемность мостов, скорость и направление течения водотоков, основную породу деревь­ев лесных угодий, густоту леса и средние размеры деревьев, ширину шоссей­ных дорог. Иx проставляют на основных площадных, линейных и внемасштабных знаков.

Специальные условные знаки устанавливаются соответствующими отрас­левыми организациями и применяются для составления специализированных карт и планов.

На рисунках приведены некоторые специальные условные знаки, применяе­мые при составлении строительной проектно-технической документации.

Внутреннее оформление листа топографической карты и плана любого масштаба завершается внешним, зарамочным. Элементами зарамочного оформления являются пояснительные надписи, цифровой и графический ма­териал, указывающий, а частности, какому участку земной поверхности соответствует данный лист.

Внутренне содержание листов топографической карты ограничивается рамкой, называемой внутренней. Линии внутренней рамки являются отрезками географических меридианов. Линии внутренней рамки являются отрезками географических меридианов и параллелей. Углы рамки оцифрованы географическими координатами. За внутренней расположена минутная рамка, деления которой разбиты точками на десятисекундные интервалы.

Между внутренней и минутной рамками даны ординаты и абсциссы линий координатной сетки. Расстояния между смежными линиями сетки для карт масштабов 1:50000, 1:25000 и 1:10000 – 1км, для карты более мелких масштабов – равно целому числу километров.

Числа 5501, 5502 … у выходов линий координатной сетки означают, что ординаты соответствующих километровых линий равны 5501, 5502км. Цифра 5 является номером зоны в системе координат Гаусса-Крюгера, в которой находится данный лист. 5829, 5830, … означают, что горизонтальные линии координатной сетки отстроят от экватора на 5829, 5830 км …

Оцифровку линий координатной сетки используют для приближенного определения положения объектов и точек на карте. Для этого указывают сокращенные координаты (две последние цифры) юго-западного угла квадрата, образованного координатными линиями, в котором находятся объект, точка.

Под южной стороной рамки карты приводят численный и линейный масштабы, еще ниже – высоту сечения рельефа. Слева под рамкой располагают диаграмму взаимного расположения географического, магнитного и осевого меридианов с данными о склонении магнитной стрелки и сближении меридианов, справа под рамкой – диаграмма заложений для углов наклона.

По сравнению с картами зарамочное оформление топографических планов значительно проще и содержит меньше информации. Подписи координатных линий приводят в местной системе координат.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7 ТАХЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКА

Вычисление отметок станций.

!. Вычисление отметок станции

Известные отметки Н_в и Н_с округленные до сотых долей метра, записыва­ют в графу «Отметки станций» на первой и последней строчках ведо­мости. Вычисляют средние значения превышений по сторонам хода h_ср. Затем определяют сумму Σh_cp, вычисляют теоретическое значение суммы превыше­ний Σh_т = H_c - H_b, находят невязку хода f_h, и ее допустимое значение f_{h доп}. В графе «Поправки в превышения» в превышения вводятся поправки пропор­ционально длинам сторон хода.

Отметки станций вычисляются по известной отметке Н_в и по исправленным превышениям и записываются в последнюю графу. Контролем пра­вильности вычислений является получение известной отметки станции С.

1. Вычисление места нуля вертикального круга и углов наклона.

Графы 1,2,3 и 4 одинаковы для всех вариантов.

Из отсчетов по вертикальному кругу при KЛ и КП на предыдущую и после­дующую станции дважды вычисляют место нуля МО. Для теодолита 2Т30:

МО

= (КЛ + КПУ2. В графе 5 записывают значениям места нуля для направлений на D и III, затем из двух значений места нуля выводят среднее арифметическое и используют его для вычисления углов наклона на реечные точки.

Углы наклона v вычисляют с контролем по формуле

v = КЛ – МО

и записывают с учетом знака в графу 6.

3. Вычисление горизонтальных проложений и превышений

Вычисление горизонтальных проложений d от станции до реечных точек

производят по формуле

d = D’ cos²v

Значение горизонтальных расстояний между вершинами теодолитно-­высотного хода записывают в графу 7.

Превышения h’ по сторонам теодолитно-высотного хода, длины которых измерены стальной землемерной лентой. используют формулу h’= d*tg v, если использовали нитяной дальномер. то h’ = 0.5 * D * sin2v. Вычисленные h' запи­сывают в графу 8.

В графу 10 записывают превышение h точек относительно станции, вычис­ленные по формуле

h = h' + I - l

гае i - высота инструмента на станина l - высота наводки

Результаты измерений. выполненных на станциях В, I, II и III, обработаны и приведены в Выписке из тахеометричекого журнала. Графы 1,2, 3 и 4 этой таблицы общие для всех студентов, а отметки станций и реечных точек в графах 6,7 каждый студент находит самостоятельно.