Контроль нивелирования

Чтобы избежать грубых погрешностей в нивелировании, которые могут привести к тяжелым последствиям при строительстве, необходимо осуществлять контроль отсчетов и превышений. Отсчеты контролируют повторением их: обычно на нивелирной станции делают два отсчета по каждой рейке. Если расхождение между ними оказывается более 5 мм, то отсчеты повторяют. Наиболее надежным контролем отсчитывания является применение двусторонних реек: расхождение между разностями отсчетов по обеим сторонам рейки должно равняться разности нулей этих сторон.

Если работа глухим нивелиром ведется с односторонними рейками, то отсчеты на каждой станции повторяют после изменения высоты прибора не менее чем на 100 мм.

Превышения на нивелирной станции контролируются путем сравнения их значений, вычисленных из двух пар отсчетов по задней и передней рейкам. Величина допустимого расхождения зависит от класса нивелирования. Например, при нивелировании IV класса расхождение не должно быть больше 5 мм.

Определение превышений контролируется также путем двукратной прокладки нивелирного хода. В этом случае сравнивают не только значения превышений между связующими точками, полученные в одном и другом ходе, но и суммы этих превышений. Расхождения в значениях превышений между парой смежных точек допускают при техническом нивелировании до 6 мм. Величины допустимых расхождений между суммами превышений по каждому ходу определяются в зависимости от класса нивелирования.

Механический способ состоит в измерении площадей по плану (карте) при помощи специальных приборов – планиметров.

Конструкция планиметра впервые была предложена в 1856 г. одновременно швейцарцем Амслером и нашим соотечественником механиком А.Н. Зарубиным. Из многочисленных конструкций планиметров в настоящее время наибольшее распространение получили полярные планиметры типа ИП-2К (конструкции МИИЗ) и его модернизированная модель.

Устройство полярного планиметра.

Полярный планиметр ПП-М состоит из двух рычагов – полюсного и обводного 4. В нижней части груза 2, закрепленного на одном из концов полюсного рычага, имеется игла – полюс планиметра. На втором конце полюсного рычага находится штифт с шарообразной головкой, вставляемой в гнездо 5 каретки 6 обводного рычага. На конце обводного рычага имеется линза 3, на которой нанесена окружность с обводной точкой в центре. Каретка 6 имеет счетный механизм, который состоит из счетного колеса 8 и счетчика 7 целых оборотов счетного колеса. Для отсчетов по счетному колесу имеется специальное устройство – верньер 9. При обводе контура участка обводной точкой линзы 3 ободок счетного колеса и ролик 11 катятся или скользят по бумаге; вместе с обводной точкой они образуют три опорные точки планиметра.

Тысячная часть окружности счетного колеса называется делением планиметра. Окружность счетного колеса разделена на 100 частей, т.е. каждая часть содержит 10 делений планиметра. Каждый десятый штрих счетного колеса оцифрован.

Отсчет по планиметру состоит из четырех цифр: первая, ближайшая к указателю 14 младшая цифра счетчика оборотов (тысячи делений планиметра), вторая и третья цифры – сотни и десятки делений, предшествующие нулевому штриху верньера; четвертая цифра – номер штриха верньера, совпадающего с ближайшим штрихом счетного колеса (единицы делений).

В настоящее время, с развитием электронных геодезических приборов и применением компьютеров широкое распространение получил аналитический способ измерения площадей.

Площадь земельного участка вычисляют аналитическим способом по плоским прямоугольным координатам межевых знаков, установленным в поворотных точках его границы, полученным в результате соответствующих полевых измерений и вычислительных работ.

При наличии прямоугольных координат X и Y вершин n-угольника его площадь можно вычислить по формулам аналитической геометрии; выведем одну из таких формул.

Пусть в треугольнике ABC координаты вершин равны X1 , Y1 (A), X2, Y2 (B) и X3, Y3 (C) - рис.

Из вершин треугольника опустим перпендикуляры на оси координат и обозначим их длину, как показано на рис.Площадь треугольника P будет равна сумме площадей двух трапеций I(aABc) и II(bBCc) за вычетом площади трапеции III(aACc)

P=PI+PII-PIII.

Выразим площадь каждой трапеции через ее основания и высоту:

PI=0.5(X1+X2)*(Y1-Y2);

PI=0.5(X2+X3)*(Y3-Y2);

PI=0.5(X3+X1)*(Y1-Y3);

Чтобы избавиться от множителя 0.5, будем вычислять удвоенную площадь треугольника. Выполним умножение, приведем подобные члены, вынесем общие множители за скобки и получим:

2*P=X1*(Y2-Y3)+X2*(Y3-Y1)+X3*(Y1-Y2)

или в общем виде:

В этой формуле индекс "i" показывает номер вершины треугольника; индекс "i" означает, что нужно брать следующую или предыдущую вершину (при обходе фигуры по часовой стрелке).

Если при группировке членов выносить за скобки Y1, то получится формула:

Вычисления по обоим формулам дают одинаковый результат, поэтому на практике можно пользоваться любой из них.Все способы применяют для определения как малых, так и больших площадей при составлении проектов землеустройства и при учете земель.

Иногда способы определения площадей применяют комбинированно. Например, часть линейных величин для вычисления площадей определяют по плану, а часть – по результатам измерений на местности. Нередко основную площадь участка, заключенную в теодолитный полигон, определяют аналитическим способом (по координатам вершин полигона), а площадь, выходящую за пределы полигона и заключенную между линиями полигона и живого урочища (серединой ручья, берега реки), – графическим или механическим способом.

Наиболее точный – аналитический способ, так как на точность определения площади при этом способе влияют только погрешности измерений на местности, в то время как при графическом и механическом способах помимо погрешностей измерений на местности влияют погрешности составления плана, определения площадей по плану и деформации бумаги. Однако аналитический способ требует измерений линий и углов по границам участков, больших вычислительных действий, зависящих от числа углов. Вместе с этим его целесообразно применять, если площадь надо получить с повышенной точностью и, не дожидаясь составления плана.

При ведении кадастровых работ, вычисленную площадь земельного участка следует сопоставлять с площадью, указанной в документах, удостоверяющих права на землю, с целью установления абсолютного расхождения , которое сравнивают с допустимым расхождением Рдоп., м2.где Mt – нормированная среднеквадратическая погрешность положения межевого знака или ее значение, полученное при уравнивании межевой съемочной сети, Рдок. – площадь земельного участка по документам (квадратных метров).За окончательное значение площади объекта землеустройства принимают вычисленную площадь с указанием допустимого расхождения. Вычисленную площадь записывают в квадратных метрах, округляя до 1 м2, для земельных участках расположенных на землях населенных пунктов. Для объектов землеустройства, расположенных на землях других категорий, эту площадь можно записывать в гектарах, с округлением до 0,01 или 0,1 га.

Нивелированием называется совокупность геодезических измерений, выполняемых для определения превышений между точками физической поверхности Земли или их высот относительно принятой отсчетной поверхности. Существует несколько методов нивелирования: геометрическое, тригонометрическое, физическое, механическое, стереофотограмметрическое. При геометрическом нивелировании пользуются горизонтальным лучом визирования, который получают преимущественно с помощью приборов, называемых нивелирами. При тригонометрическом нивелировании - наклонным лучом визирования. На местности измеряют углы наклона и расстояния между нивелируемыми точками для вычисления превышений (разности высот) между ними. К физическим методам нивелирования относятся барометрическое, гидронивелирование, лазерное и аэронивелирование. Барометрическое нивелирование - определение высот точек местности или превышений путем измерения давления воздуха. Гидронивелирование основано на свойстве сообщающихся сосудов. Аэронивелирование производится с самолета с помощью приборов, позволяющих определять высоту самолета над земной поверхностью и изменение высоты в полете. Механическое нивелирование производится с помощью приборов, устанавливаемых на велосипедных рамах, автомобилях и дрезинах, при движении автоматически фиксирующих профиль местности, по которой продвигался прибор. При стереофотограмметрическом нивелировании фотографируют одну и ту же местность (с земли или с воздуха) с двух различных точек. По полученным снимкам определяют относительные высоты точек.

Различают два способа геометрического нивелирования: из середины и вперед. При нивелировании из середины для определения превышения одного пункта над другим устанавливают нивелир на одинаковых расстояниях между ними и приводят визирную ось его в горизонтальное положение. В пунктах ставят вертикально нивелирные рейки с нанесенными на них сантиметровыми делениями, счет которых идет от их нижних концов вверх. Визируя последовательно горизонтальным лучом на рейки, берут отсчеты по задней и передней рейкам. Превышение между пунктами определяют как разность отсчетов по задней и по передней рейкам; превышение может быть или положительным или отрицательным. Если высота одного из пунктов известна, то высота другого пункта может быть определена через превышение между ними, как сумма превышения и известной высоты.

При нивелировании вперед нивелир устанавливают над пунктом, измеряют его высоту и снимают отсчет по рейке, установленной над другим пунктом. В данном случае превышение равно разности между высотой нивелира и отсчетом по передней рейке.

Предельное расстояние от нивелира до реек при нивелировании 100 – 150 м. Следовательно, с одной станции, если позволяют условия местности, можно нивелировать точки, расстояния между которыми не превышают 200–300 м. Расстояния большей протяженности нивелируют с нескольких станций, связанных между собой общими точками. Точки, общие для двух смежных станций, называют связующими, их высоты, как правило, вычисляют последовательно по направлению нивелирования через превышения. Остальные нивелируемые точки называются промежуточными, ими, обычно, являются характерные точки местности. Их высоту вычисляют через горизонт прибора, т.е. горизонт прибора минус отсчет на промежуточную точку. Горизонтом прибора называется высота визирной оси зрительной трубы нивелира над уровнем моря или над условным уровнем.

Способы нивелирования

По способам выполнения и применяемым приборам различают: геометрическое, тригонометрическое, гидростатическое и барометрическое нивелирования.Во избежание ошибок в знаке превышения точку, отметка которой известна, считают задней, а точку, отметку которой определяют, — передней, т. е. превышение — это всегда разность отсчетов назад и вперед. Иногда отсчет по рейке называют «взглядом», поэтому превышение равно «взгляду назад» минус «взгляд вперед».

Место установки нивелира называется станцией. С одной станции можно брать отсчеты по рейкам, установленным во многих точках. При этом превышение между точками не зависит от высоты нивелира над землей. Если поставить нивелир выше, оба отсчета аи Ь будут больше на одну и ту же величину, но разности между ними будут одинаковы.

Для вычисления отметки искомой точки можно применять способ вычисления через горизонт прибора (ГП). Этот способ удобен, когда с одной станции производят нивелирование нескольких точек. Очевидно, что если к отметке точки А прибавить отсчет по рейке на точке А, то получится отметка визирной оси нивелира. Эта отметка и называется горизонтом прибора. Если теперь из горизонта прибора вычесть отсчеты на всех точках, взятые на этой станции, получатся отметки этих точек.

Если для определения превышения между точками А и В достаточно один раз установить нивелир, то такой случай называется простым нивелированием.

Такую схему нивелирования называют нивелирным ходом. Несколько ходов с общими начальными или конечными точками образуют нивелирную сеть.

В зависимости от требуемой точности определения отметок нивелирование делят на 1 ...4-й классы и техническое.

Ходы нивелирования 1-го класса прокладывают вдоль железных и шоссейных дорог в различных направлениях. По данным нивелирования, повторяющегося по тем же точкам через несколько лет, изучают движение земной коры и решают другие научные задачи.

Ходы нивелирования 2-го класса, прокладываемые вдоль дорог и больших рек, образуют полигоны периметром 500...600 км, которые опираются на пункты нивелирования 1-го класса. Нивелированием 1-го и 2-го классов на территории страны распространяют отметки относительно исходной уровенной поверхности.

Ходы нивелирования 3-го класса прокладывают между пунктами нивелирования 1-го и 2-го классов.

Нивелирование 4-го класса и тех. ническое применяют для сгущения нивелирной сети более ВЫСОКИХ классов. Эти сети являются высот, ным обоснованием для топографа ческих съемок при составлении карг и планов, строительно-монтажных, мелиоративных и других работах.

Ходы нивелирования более низ. ких классов всегда опираются на пункты ходов более высоких классов. От. метки пунктов ходов более высоких классов принимают за исходные. Ре. зультаты нивелирования использу. ют в различных отраслях народного хозяйства: строительстве, мелиорации, горном деле и т.д.

Для решения на участке местности различных задач производят нивелирование поверхности по квадратам. Для этого участок делят на квадраты со сторонами 10, 20, 50 или 100 м. Если рельеф участка слабо выражен (плоский), то нивелируемые точки располагают на участке равномерно, а длины сторон квадратов увеличивают. При ясно выраженном рельефе (изрезанном, с водоразделами, тальвегами и т.д.) в местах изменения профиля их частоту увеличивают.

Схема нивелирования вершин квадрата зависит от размеров участка, сложности форм рельефа, необходимости дополнительно к отметкам вершин квадратов получить еще точки с отметками.

Нивелирный ход по квадратам прокладывают по программе технического нивелирования или 4-го класса. Все связующие точки хода закрепляют устойчивыми кольями или специальными башмаками. Рейку ставят на торец кола или башмак. Отсчеты по рейкам записывают в журнал нивелирования либо на схему квадратов, причем числовые значения отсчетов подписывают возле вершин тех квадратов, на которых они получены. Границы работы на станции отделяют пунктирной линией. При обработке результатов измерений сначала вычисляют превышения и отметки связующих точек хода. Отметки вершин квадратов вычисляют через горизонт прибора.

При положительном угле наклона (+у) превышения будут иметь знак «плюс», при отрицательном (-у) — «минус».

Барометрическое нивелирование основано на свойстве разности воздушного давления в различных по высоте над уровенной поверхностью точках. Нивелирование выполняют барометрами-анероидами или микробарометрами.

Наиболее простой случай барометрического нивелирования, когда точки, между которыми определяется превышение, соединяются замкнутым маршрутом; продолжительность маршрута не более 2...3 ч. Для измерений используют один анероид. На исходной точке маршрута измеряют температуру воздуха /в, температу, ру анероида /а, его высоту над точкой и считывают по нему пока, зания давления. Затем переходят на вторую и последующие точки и производят аналогичные измерения. Наблюдения заканчивают на исходной точке. Полагая, что давление воздуха и температура в начальной точке изменялись пропорционально времени, по ба. рометрическим таблицам находят высоты точек. Расстояние между точками может быть любым и ограничивается только разно, стью времени между первым и последним наблюдениями на ис. ходной точке.

. Классификация нивелиров.

Нивелиры классифицируются по точности и по конструкции. По точности нивелиры выпускают:

- высокоточные – нивелир Н-05 имеет погрешность не более 0.5мм на 1км хода;

- точные – нивелиры Н-3, Н-3Л, Н-3К, Н-3КЛ – дают погрешность не более 3мм на 1км хода;

-технические – нивелиры Н-5, Н-10, Н-10КЛ – не более 10мм на 1км хода.

По конструкции нивелиры всех типов выпускаются в двух исполнениях: с цилиндрическим уровнем и с компенсатором. Если нивелир с компенсатором, к названию прибора добавляется буква «К», например, Н-3К.

Часть моделей нивелиров выпускается с лимбом для измерения горизонтальных углов; в этом случае к названию прибора добавляется буква «Л», например, Н-3КЛ.

Выпускались нивелиры 2,3 и 4-ого поколений. Цифра, стоящая перед обозначением марки прибора, указывает номер улучшенной модификации базовой модели, например, 4Н-5Л. Нивелиры 2, 3, 4 поколений имеют зрительную трубу прямого изображения.Все перечисленные выше нивелиры относятся к оптическим приборам. В настоящее время выпускаются и находят широкое применение лазерные и цифровые (электронные) нивелиры. Тем не менее, наиболее широко используется на строительной площадке нивелир базовой модели Н-3.

Нивелиры и их устройство

Заводской шифр нивелиров, выпускаемых в России, состоит из заглавной буквы, обозначающей название геодезического прибора, в данном случае, нивелир – Н и последующих за буквой цифр, указывающих точность нивелира (среднюю квадратическую погрешность определения превышения в мм на 1 км двойного хода). Если в названии нивелира имеется буква К, то такой нивелир не имеет цилиндрического уровня, его визирная ось устанавливается в рабочее (горизонтальное) положение автоматически при помощи компенсатора. Буква Л в названии нивелира указывает на наличие в данной модификации лимба (горизонтального круга).

По точности нивелиры подразделяются на: высокоточные (Н – 05, Н – 2), которые служат для выполнения нивелирования I и II классов точности; точные (Н – 3, 2Н – 3Л; НС – 4, Н – 3К) – для нивелирования III и IV классов точности; технические (Н – 10, 2Н – 10КЛ) для технического нивелирования.

В зависимости от конструкции различают нивелиры: с цилиндрическим уровнем при трубе для приведения визирной оси в горизонтальное положение (Н – 3) и с самоустанавливающейся в горизонтальное положение линией визирования (H – 3K; H – 10 КЛ).

Устройство нивелиров. Нивелиры (рис. 8.3) состоят из двух частей: нижняя часть представляет собой подставку (трегер) 1 с тремя подъемными винтами 2, позволяющими устанавливать прибор в горизонтальное положение по круглому установочному уровню 3. Верхняя часть состоит из зрительной трубы 4 и скрепленного с ней контактного цилиндрического уровня 5. Зрительная труба имеет визирную сетку. Контактный цилиндрический уровень имеет цену деления в зависимости от точности нивелира (высокоточные – 10´´; точные – 15÷23´´ и технические – 45´´).

Для грубого наведения на рейку используют целик и мушку зрительной трубы, а точное наведение осуществляется наводящим винтом 6. Нивелир крепится к штативу становым винтом.

Предварительная установка нивелира в рабочее положение осуществляется подъемными винтами подставки. Точное приведение в нуль-пункт пузырька цилиндрического уровня осуществляется элевационным винтом 7 по изображению его концов, которые с помощью оптической системы передаются в поле зрения зрительной трубы в виде контакта.Нивелиры с самоустанавливающейся линией визирования имеют компенсаторы, которые после приведения пузырька круглого уровня на середину устанавливают визирную ось в горизонтальное положение с точностью не более 1,5´´при наклоне зрительной трубы до ± 15´. Колебание компенсатора гасится воздушным демпфером. Нивелиры с компенсаторами позволяют повысить производительность труда при выполнении нивелирования.В нивелирный комплект входят двусторонние нивелирные рейки (рис. 8.4). На их поверхность нанесены сантиметровые деления, с одной стороны окрашенные в черный и белый цвета, а с другой – в красный и белый. Концы рейки оковываются полоской металла. Нижний конец рейки называется пяткой. Пятка черной стороны рейки совмещается с нулем шкалы, а красная (контрольная) – начинается с произвольной цифры. По конструкции рейки бывают цельные и складные, а по длине – трех- и четырехметровые. Подписи делений (цифры) соответствуют дециметрам и возрастают снизу вверх. Цифры этих подписей прямые (см. рис. 8.4) или перевернутые в зависимости от вида изображения в зрительных трубах (прямое или обратное).Чтобы точно фиксировать рейки по высоте, выбранные точки закрепляют костылями, башмаками или деревянными (металлическими) колышками, на которые затем устанавливают рейки.

Последовательность выполнения поверки и юстировки нивелиров с компенсаторами

Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира. Обе эти поверки выполняют так же, как и для нивелиров с уровнем.

Исследование диапазона действия компенсатора, т. е. угла наклона нивелира, в пределах которого работает маятник компенсатора. Его определяют при помощи рейки или коллиматора для продольных ±αk и боковых ±βk наклонов нивелира. Предварительно поверяют и юстируют круглый уровень. При помощи экзаменатора наклоняют нивелир в продольном и поперечном направлениях в обе стороны от нуль-пункта уровня до момента зависания маятника компенсатора, определяемого резким изменением отсчетов по рейке или коллиматору — сетка нитей при наклоне нивелира начинает перемещаться. Значения αk и βk определяют по показаниям шкалы винта экзаменатора.

Визирная ось зрительной трубы должна быть горизонтальной при наклонах нивелира в пределах работы компенсатора. Для нивелиров, у которых высота прибора равна расстоянию от колышка до середины окуляра, поверку выполняют так же, как и для нивелиров с уровнем (поверка главного условия).

Для нивелиров с перископической трубой поверку выполняют следующим методом. Нивелир устанавливают точно посередине между рейками Р1 и Р2. Даже при наличии угла i в этом случае получаем превышение свободное от влияния ошибки х

h = a0 - b0 = a1 - b1,

Затем нивелир устанавливают за передней рейкой Р2 в точке С на расстоянии D1 наименьшего визирования, т. е. D1 ≈ 2-3 м. Делают отсчет b'2 по рейке, который практически будет мало отличаться от отсчета b2 при горизонтальном положении визирной оси, т. е. можно считать b2 ≈ b'2. По рейке Р1 предвычисленный отсчет

b2 = b2 + h

Если действительный отсчет а'2 будет равен значению а2 или |а'2 - а2| ≤ δ, где δ — допуск, установленный нормативными документами (обычно δ = 4-5 мм), то условие выполнено. В противном случае выполняют юстировку путем перемещения сетки нитей ее вертикальными исправительными винтами так, чтобы по рейке Р1 был отсчет а2. Для контроля поверку повторяют при новых горизонтах прибора.

1. Назначение и требования точности

Ходы технического нивелирования предназначены для создания обоснования топографических съемок масштаба 1:5000 - 1:500, привязки опознаков, а также для производства различных инженерных работ. Так, техническое нивелирование применяется при окончательном трассировании железных дорог, приложении ходов по существующим железным дорогам, создании съемочных полигонов для транспортных узлов, при трассировании воздушных линий для передачи электроэнергии и т. д.

По классификации геодезических сетей СССР невязки в ходах и полигонах технического нивелирования не должны превышать

где L - длина хода в километрах.

Отсюда предельная ошибка определения превышения на станции не должна быть больше +10, 20 и 30 мм при расстояниях от нивелира до рейки 25, 75 и 150 м соответственно.

Однако методами технического нивелирования могут определяться превышения и с меньшей точностью: так, на изысканиях трасс автодорог требуется производить высотные измерения с ошибками не более +100 мм на 1 км и т.д. Часто меньшей, чем 50 мм на 1 км, точности требуют работы на строительных площадках (при оценке объемов работ, предварительной передаче отметок в котлован и т.д.). Однако методика измерений и инструменты применяются такие, какие приняты для технического нивелирования.

Планиметр – один из старейших инструментов

Планиметр – это прибор, использующийся для определения площадей замкнутых контуров любой формы на картах, планах и любых других графических изображениях. Механические планиметры известны довольно давно, и представляют собой систему шарнирно соединенных рычагов. Известное положение ролика относительно звеньев механизма позволяет при обходе штифтом измеряемого контура соотносить контур с прямоугольником с известной длиной сторон и площадью, равной площади измеряемого контура.

Современные планиметры

Стремительное развитие технологий привело к тому, что сейчас на рынке измерительного оборудования на смену механическим планиметрам пришли электронные планиметры, имеющие целый ряд неоспоримых преимуществ. Результаты измерений электронных планиметров отображаются на небольшом жидкокристаллическом экране, а необходимый режим работы и операции с измерениями устанавливаются с помощью функциональной клавиатуры.

Разновидности планиметров

Электронные планиметры могут быть полярного или роликового типа. Роликовые планиметры, как ясно из названия, оснащены роликами, обеспечивающими значительное горизонтальное перемещение на плоскости. Планиметры полярного типа имеют плечо, при помощи которого осуществляется движение в пределах измеряемой площади.

Сегодня планиметры способны вычислять площади в любых единицах измерений – квадратных сантиметрах или дюймах, имеют цифровую клавиатуру, при помощи которой можно вводить пользовательский масштаб. Измеренные значения отображаются на жидкокристаллическом дисплее. Точность измерений может достигать 0,1%, а диапазон измеряемых поверхностей может исчисляться метрами, и даже десятком метров.

Точность определения площади планиметром

Средняя квадратическая погрешность mp определения площади P зависит от средней квадратической погрешности цены деления планиметра c и средней квадратической погрешности числа делений . Она не может быть меньше 0.7 деления планиметра, а относительная средняя погрешность не может быть меньше 1:1000.

Общая средняя квадратическая погрешность:

при см2 на плане;

при см2 на плане,

где c — цена деления планиметра; n — количество обводов; M — знаменатель численного масштаба; P — площадь, га.

Погрешность площадей, определенных планиметром, очень велика для очень узких вытянутых полос.Основное геометрическое условие планиметра — направление рифельных штрихов на ободке счетного ролика должно быть параллельно оси обводного рычага.

Теодолитной съемкой называют горизонтальную съемку, выполняемую с помощью теодолита и мерных приборов (лент, рулеток) или дальномера.

Теодолитную съемку выполняют для составления крупномасштабных контурных планов внутриквартальной застройки городов, населенных пунктов в сельской местности, внутризаводских территорий, железнодорожных станций, подъездных путей промышленных предприятий.

Съемочной основой теодолитной съемки служат, как правило, теодолитные ходы (замкнутые и разомкнутые). При необходимости сгущение съемочной сети может быть выполнено путем определения координат дополнительных точек засечками - полярной, линейной, угловой, опирающимися на пункты проложенных ранее теодолитных ходов.

Съемку ситуации выполняют путем измерений, связывающих положение характерных контурных точек объектов с пунктами съемочной основы. Наиболее распространены следующие способы съемки.

Способ прямоугольных координат обычно применяют при съемке объектов с четкими контурами. Так, при съемке здания из каждой характерной точки его контура на сторону теодолитного хода опускают перпендикуляр и измеряют расстояние по стороне хода до основания перпендикуляра (координата x) и длину перпендикуляра (координата y). Расстояния измеряют рулеткой или лентой. Для контроля выполняют обмер здания.

Способ угловой засечки применяют при съемке удаленных или недоступных объектов. Так, для определения положения центра водонапорной башни на пунктах съемочной сети 1 и 2 теодолитом измеряют горизонтальные углы b1 и b2. Наилучший угол g для засечки - 90°. Практически угол g должен быть в пределах от 30° до 150°.

Способ линейной засечки. Положение точки Mопределяют, измеряя расстояния до точек, положение которых известно. Способ удобен, когда расстояния не превышают длины применяемого мерного прибора.

Способ полярных координат. Для определения положения точки 1 измеряют горизонтальный угол b и расстояние d.

Результаты выполненных в ходе съемки измерений записывают в полевой журнал. Одновременно составляют абрис – схематический чертеж, на котором в произвольном масштабе показывают расположение пунктов съемочной сети и снимаемых объектов, характеристики снимаемых объектов и результаты измерений

Составление плана выполняют в следующем порядке.

Вычисляют координаты пунктов съемочной основы (вершин теодолитных ходов и точек, полученных засечками).

Разбивают на планшете сетку прямоугольных координат и оцифровывают ее.

Наносят на план пункты съемочной сети

Наносят на план съемочные пикеты и вычерчивают контуры.

Оформляют план в соответствии с руководством "Условные знаки".

20. Трассой называется ось линейного сооружения, обозначенная на местности или нанесенная на топографическую карту. Комплекс инженерно-геодезических работ по изысканию трассы называется трассированием. Проекция трассы на горизонтальную плоскость называется планом трассы, а вертикальный разрез по проектируемой линии называется продольным профилем трассы. План и продольный профиль — основные элементы трассы линейного сооружения. В плане трасса должна быть по возможности прямолинейной, так как любое отклонение от прямой ведет к ее удлинению и увеличению строительных и эксплуатационных затрат. В продольном профиле трасса представляет собой отрезки прямых линий различного уклона, иногда при необходимости соединяющиеся между собой круговыми вертикальными кривыми. Зачастую требования плана и продольного профиля трассы вступают в противоречия, которые разрешаются путем искривления трассы в плане, для обхода участков территории с большими уклонами, неблагоприятными геологическими и гидрогеологическими условиями и другими ситуационными препятствиями. Таким образом, в плане трасса состоит из прямолинейных участков различного направления, которые при необходимости сопрягаются между собой горизонтальными кривыми постоянного и переменного радиуса кривизны. Трассы линейных сооружений, которые наиболее требовательны к обеспечению допустимых уклонов (каналы, самотечные трубопроводы и т. д.) трассируются по высотным параметрам, а линейные сооружения, когда основная задача состоит в проложении наиболее короткой, экономически выгодной трассы и уклоны практически не играют существенной роли для проектирования (напорные трубопроводы, линии связи, ЛЭП и т. д.), трассируются по азимутальным параметрам. По смешанным высотно-азимутальным параметрам трассируются линейные сооружения, нормальная эксплуатация которых предъявляет высокие требования к допустимым уклонам и заданным сопряжениям в плане прямолинейных участков и закруглений, например, железные и автомобильные дороги, судоходные каналы. В процессе изыскания трасс решаются две основные задачи: — сбор необходимых топографических материалов для составления проекта линейного сооружения и других сооружений на трассе (шлюзы на судоходных каналах, станции на железных дорогах и т. д.); — выбор оптимального, технико-экономически обоснованного варианта трассы линейного сооружения. Камеральное трассирование вариантов линейных сооружении производится по картам масштабов 1:100 000 — 1:10 000, аэроснимкам при разработке предпроектной документации, т.е. ТЭО (ТЭР), и в стадии рабочего проекта. Далее проводится топографическая съемка вдоль намеченных вариантов трассы автомобильных и железных дорог, магистральных каналов, трубопроводов, а также мест индивидуального проектирования (переходы через естественные и искусственные препятствия, пересечения коммуникаций, площадки и др.). Полевое трассирование с проложением теодолитных и тахеометрических ходов по всей линии трассы проводят в случае отсутствия крупномасштабных топографических планов в стадии рабочего проекта и преимущественно в стадии разработки рабочей документации. Задача полевого трассирования — окончательное улучшение трассы с привязкой к местным условиям и закрепление ее на местности. Основные материалы для полевого трассирования — данные камерального трассирования по картам или стереомоделям местности. Исходные данные для переноса трассы на местность получают в период, предшествующий полевому. Этими данными могут быть полярные или прямоугольные координаты для выноса углов поворота или промежуточных-створных точек трассы от геодезических пунктов плановой основы, или элементы прямой угловой или линейной засечки, отдельные расстояния от контуров местности до точек на трассе. В поле работу начинают с отыскания необходимых геодезических или контурных точек, от которых производят построения углов, откладывают линии, производят вешение, найденные точки фиксируют вехами. Вершины углов поворотов и створные точки окончательно уложенной на местность трассы закрепляют: углы поворота деревянными или железобетонными столбами, промежуточные точки на прямолинейных участках трассы — кольями со сторожками. Далее проводится разбивка пикетажа, прокладка теодолитных и нивелирных ходов по трассе. Нивелирные ходы и плановая основа трассы требуют привязки к реперам государственной нивелирной сети и пунктам плановой геодезической основы. Это дает возможность получить отметки и координаты точек трассы в общегосударственной системе. Заключительным этапом и итогом инженерно-геодезических работ является подготовка и оформление отчета, являющегося одним из исходных материалов проектирования инженерного сооружения.

Нивелирование трассы осуществляется с целью определения отметок

всех характерных точек трассы, работы по нивелированию выполняются в та-

кой последовательности.

1) Составляется общая схема измерений, исходя из исходных пунктов

обоснования, прохождения трассы. В приведенном на рис. 8.24 примере ис-

ходной точкой нивелирования будет являться ближайшая к началу трассы точ-

ка теодолитного хода. Нивелирный ход должен быть замкнут на репере или на

точке обоснования.

2) Выбирается в качестве исходной ближайшая к началу трассы точка

теодолитного хода или репер, она будет задней точкой первой нивелирной

станции. Намечается в качестве передней точки любая характерная точка трас-

сы (допускается даже использовать специально забитый колышек, обозначив

его точкой Х₁, (максимально допустимое расстояние от нивелира до рейки в

техническом нивелировании составляет 150м, однако рекомендуется не брать

длину плеч более 100м); нивелир устанавливается, приблизительно, посередине

выбранных основных точек нивелирования на данной станции.

3) Производится отсчитывание по задней рейке по черной и красной сто-

ронам с обязательным контролем разности пяток и только если разность пяток

в пределах допуска рейка с задней точки снимается.

4) Последовательно устанавливается рейка на все промежуточные точки

и производится отсчитывание только по черной стороне рейки.

5) Работа на станции завершается на передней рейке по которой произво-

дится отсчитывание по черной и красной сторонам рейки с контролем разности

пяток.

6) Вычисляется превышение по черной и красной сторонам рейки (до-

пуск 5мм) и если разность полученных превышений в допуске нивелир перено-

сится на следующую станцию.

7) Аналогично измерения выполняются на других станциях..

8) Завершив нивелирование трассы, нивелирный ход замыкается на бли-

жайшем репере или точке планово-высотного обоснования.

9) Результаты измерений записываются в нивелирный журнал, форма ко-

торого приведена в табл. 8.3.

10) В состав полевых работ обязательно входит обработка нивелирного

журнала, которая выполняется в такой последовательности:

- уточняется схема нивелирования;

- вычисляются все средние превышения;

- выполняется постраничный контроль;

- вычисляется невязка в превышениях, которая равна

fH =Σhсред - (Hкон - Hнач)

- определяется ее соответствие допуску (fhдоп = 50 L ), если полученная не-

вязка превышает допуск, то еще раз тщательно проверяется журнал и только

после чего выполняются контрольные измерения;

- вычисляются поправки и исправленные превышения;

- вычисляются отметки связующих точек;

- вычисляются отметки горизонтов инструментов тех станций, которые

имеют промежуточные точки; на каждой такой станции отметка горизонта ин-

струмента вычисляется дважды - по задней и передней рейкам;

- вычисляются отметки промежуточных точек;

- еще раз проверяется журнал и выделяется (подчеркнуть и т.п.) отметки

основных точек трассы.

21.Нивелирование поверхности по квадратам. Производят для составления планов с горизонталями. В зависимости от сложности рельефа применяют два вида нивелирования поверхности:

- по поперечникам с магистрального хода на вытянутых участках;

- по квадратам на местности со спокойным рельефом для планов в масштабах 1:200 – 1:5000 с сечением рельефа (h=0,1-1м)

Стороны квадрата принимают от 20 до 100 м. работу начинают с построения на местности полигона, стороны которого совпадают с границами участка съемки. В вершине одной из сторон прямоугольника устанавливают теодолит и разбивают под углом 90 параллельно к исходной линии. На перпендикулярных линиях лентой или рулеткой откладывают стороны квадрата , закрепляют их колышками , теодолит переносят на конечную точку сетки квадрата, разбивают прямой угол и на построенном перпендикуляре откладывают стороны квадрата, закрепляют их. Для контроля измеряют расстояние между концами перпендикуляров, расхождение не должно превышать f_относ=1/2000, внутренние вершины находят на пересечении створов, на колышках записывают номера вершин.

Одновременно с разбивкой снимают ситуацию, привязывая её к вершинам квадратов, все записи заносят в схематический чертеж. Характерные точки рельефа не совпадающие с вершинами снимают от ближайших вершин квадрата.

Для нивелирования на одну из вершин квадратов передают отметку с ближайшего репера, станции намечают так, чтобы при их минимальном количестве можно было пронивелировать все точки замкнутого хода, данные записывают в журнал нивелирования под теми же номерами, что и на схематическом чертеже. По взятым отсчетам находят превышения, средние превышения, выполняя постраничный контроль, невязку замкнутого хода. Сумма превышений в замкнутом ходе должна быть равна 0(f_h= - в допуске f_h= мм для IV класса нивелирования , f_h= . Если невязка в допуске, то её разделяют поровну на каждую станцию с обратным знаком.