Омский государственный аграрный университет

Кафедра геодезии

Курсовая работа

«Составление плана по результатам топографических съмок»

Руководитель: ст. преподаватель Васяева Е. Н.

Омск – 2004 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение

2. Методы топографических съемок

2.1 Теодолит Т-30 и работа с ним

2.2 Горизонтирование теодолита

2.3 Мензуальная съемка

3. Нивелирование поверхности

3.1 Нивелир Н-3 и работа с ним

3.2 Нивелирование поверхности по квадратам

3.3 Составление плана участка, построение сетки квадратов

3.4 Вычислительная обработка

4. Тахеометрическая съемка

4.1 Порядок работы на станции

4.2 Обработка материалов тахеометрической съемки

5. Решение инженерных задач на плане

6. Сравнительный анализ методов топографической съемки

Вывод

Список литературы

Приложение

1. Введение

Геодезия – наука, изучающая форму и размеры поверхности всей Земли или отдельных ее частей путем измерений, вычислительной обработки результатов вычислений, построений карт, планов, профилей и методы их использования для решения различных задач.

В задачи геодезии входит изучение методов:

1) измерение линий и углов на поверхности земли, под землей (в шахтах, туннелях), над землей (при аэрофотосъемке, при использовании искусственных спутников Земли и ракетно-космической техники) с помощью специальных геодезических приборов;

2) вычислительной обработки результатов измерений с использованием электронно-вычислительной техники;

3) графических построений и оформления карт, планов и профилей;

4) использования результатов измерений и графических построений при решении задач промышленного, с/х, транспортного, культурного строительства, научных исследований и др.

Геодезия как инженерная наука в своем развитии опирается на метематику, физику, тесно связана с географией и геологией, геоморфологией и почвоведением, земледелием и геоботаникой, землеустроительным проектированием и экономикой сельского хозяйства, мелиорацией и дорожным делом, астрономией и геофизикой и др.

2. Методы топографических съемок.

Теодолитная съемка. Теодолитной она называется потому, что основным прибором, с помощью которого она выполняется, является теодолит, предназначенный для измерения горизонтальных углов и углов наклона.

Съемочной геодезической сетью при теодолитной съемке может быть сеть треугольников, сеть теодолитных полигонов, составляющих группу смежных многоугольников, или теодолитных ходов, представляющих систему ломаных линий. Концами этих линий должны быть точки (пункты более точной геодезической сети), положение которых уже определено и выражено координатами. При съемке небольших участков съемочная сеть может представлять один полигон или один ход. Ход, проложенный внутри полигона для съемки ситуации, называется диагональным.

Углы в теодолитных полигонах и ходах измеряют при помощи теодолитов с погрешностью не более 0,5'.

Линии измеряются мерной лентой в прямом и обратном направлениях с предельными относительными ошибками и .

Цель проложения теодолитных ходов – получение на местности ряд пунктов, имеющих координаты.

Пункты на местности закрепляют (временными или постоянными знаками).

2.1 Теодолит Т-30 и работа с ним.

Т-30 – теодолит технической точности, среднеквадратическая ошибка измерения угла 30''.

Порядок работы:

1) Сборка комплекта;

2) Центрирование с помощью отвеса;

3) Горизонтирование с помощью подъемных винтов и цилиндрического уровня;

4) Измерение углов.

2.2 Горизонтирование теодолита.

Необходимо установить цилиндрический уровень по направлению двух подъемных винтов и, вращая эти винты в противоположные стороны, выводим пузырек цилиндрического уровня в центр ампулы. Затем поворачиваем алидаду на 90˚ и вращаем третий подъемный винт. Действия повторяют.

Основные оси прибора:

вертикальная ось, проходит через центр лимба и алидады;

1. визирная ось, проходит через центр сетки нитей и объекта;

2. горизонтальная ось – ось вращения зрительной трубы;

3. ось цилиндрического уровня – это касательная к дуге цилиндрического уровня, проходящая через центр ампулы(0-пункт)

К узлам геодезических приборов предъявляются определенные геометрические требования (условия). Проверка этих условий в геодезии называется поверкой.

Если эти условия не выполнены, то производится юстировка (исправление).

Поверки:

1. Поверка цилиндрического уровня.

Ось цилиндрического уровня должна быть перпендикулярна оси вращения прибора (вертикальной оси).

Установить цилиндрический уровень по направлению двух подъемных винтов. Вращая эти винты в разные стороны, выводим уровень в центр ампулы, затем поворачиваем алидаду на 180˚. Если пузырек воздуха отклоняется от центра не более чем на 2 деления, то условие выполнено. Если больше 2 делений, выполняется юстировка.

На половину дуги отклонения пузырек перемещают с помощью подъемных винтов, а на оставшуюся часть дуги юстировочными винтами цилиндрического уровня с помощью шпильки.

2. Поверка визирной оси.

Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения трубы.

Если это условие не выполняется, то имеет место коллемационная ошибка Она вычисляется по формуле:

где:КЛ – отсчет по кругу лево

КП – отсчет по кругу право

Коллемационная ошибка не должна превышать удвоенной точности верньера (2' для Т-30).

Если С > 2', то производится юстировка. Вычисляется средний отсчет в минутах.

1) Наводящим винтом алидады горизонтального круга устанавливаем вычисленный отсчет. При этом центр сетки нитей уйдет с наблюдаемой точки;

2) Горизонтальными исправительными винтами сетки нитей возвращаем перекрестие сетки нитей на наблюдаемую точку. После юстировки вновь определяется С.

3) Поверка сетки нитей

Вертикальная нить сетки нитей должна быть отвесна, а горизонтальная перпендикулярна ей.

На расстоянии 10-15 м от прибора подвешивается отвес. Наводим вертикальную нить на нить отвеса. Если условие выполнено, вертикальная нить и нить отвеса должны совпасть.

Если не выполнено, то поворачивают вместе с сеткой окулярную часть, ослабив, а потом, завернув четыре винта диафрагмы сетки нитей, и поворачивают сетчатое кольцо до совпадения этих двух нитей.

2.3 Мензульная съемка.

От теодолитной мензульная съемка отличается главным образом тем, что при ее применении измерения на местности и составление плана производятся в поле одновременно. Если при теодолитной съемке горизонтальные углы измеряют и выражают в градусной (или градовой) мере, то при мензульной съемке измерение сопровождается графическим построением угла. Для построения угла лист бумаги прикрепляют к верхней поверхности мензульной доски, которую вместе с этим листом называют планшетом, и прочерчивают на ней стороны горизонтального угла, параллельные горизонтальным проложениям соответственных линий местности. Поэтому мензульную съемку называют углоначертательной.

При мензульной съемке абрис не составляют, расстояния (горизонтальные проложения), измеренные на местности, откладывают на планшете при помощи циркуля-измерителя и масштабной линейки; иногда их значения записывают в полевой журнал для вычисления превышений.

Мензульная доска – планшет выполняет роль горизонтального круга. Роль алидады выполняет линейка, накладываемая на планшет и являющаяся частью визирного прибора, называемого кипрегелем.

Центрируют мензулу иначе, чем теодолит. Над точкой местности (пунктом) при помощи отвеса центрируют положение этой точки на планшете, так чтобы точки оказались на одной отвесной линии. Для центрирования планшета применяют вилку. Индекс i вилки, совмещаемый с точкой на планшете, должен быть на одной линии с отвесом. При съемках в масштабе 1:5000 и мельче планшет центрируют на глаз, так как погрешность центрирования в большинстве случаев допускается примерно равной половине точности масштаба.

Ориентирование планшета, т. е. установку его так, чтобы линии на планшете были параллельны горизонтальным проложениям соответствующих линий местности, производят по точкам местности, положение которых на планшете известно.

Кипрегель, мензульная доска, подставка, тренога, вилка, буссоль, зонт и дальномерная рейка составляют мензульный комплект.

Поверки мензулы:

1) Нарезка у станового винта и у конца оси подставки должна быть одинаковой, в результате чего становой винт должен свободно привинчиваться к подставке. Винты, служащие для прикрепления доски к подставке, должны быть хорошо подогнаны к гнездам в доске. Поверка этих условий производится при сборке мензулы.

2) Вращение мензульной доски должно быть свободным и при работе наводящим винтом подставки – плавным. Для проверки вращают мензульную доску и наблюдают за ее движением. При испытании наводящего винта, вращая его, наблюдают в зрительную трубу кипрегеля за плавным перемещением изображения предметов в поле зрения трубы.

3) В собранном виде мензула должна быть устойчивой и при надавливании на планшет пружинить. Чтобы убедиться в этом, закрепив становой и закрепительный винты, наводят кипрегель на точку предмета, нажимают на доску снизу вверх, сверху вниз, с обоих боков и наблюдают при этом в трубу кипрегеля, возвращается ли изображение точки предмета в прежнее положение, когда действие силы прекращается.

Если мензула малоустойчива и недостаточно пружинит, следует устранить причины: если шатается голова треноги, подвинтить гайки (барашки ног); если шатаются наконечники ног треноги, укрепить их; если расшатаны гнезда в доске, закрепить их. Очень часто мензула бывает неустойчивой вследствие люфта оси подставки; в этом случае необходимо подвинтить нижнюю гайку оси подставки и, если это не поможет, обратиться в механическую мастерскую.

4) Верхняя поверхность мензульной доски должна быть плоскостью. Выверенную линейку прикладывают ребром в различных направлениях к верхней поверхности доски и смотрят, нет ли просветов между линейкой и доской.

5) Верхняя поверхность мензульной доски должна быть перпендикулярна к вертикальной оси подставки. Чтобы убедиться в этом, на мензульную доску, приведенную в горизонтальное положение, ставят выверенный уровень с ценой деления не более 60''. При вращении доски пузырек уровня не должен отклоняться от середины более чем на 2-3 деления. Такая точность нужна не столько для построения горизонтального угла на планшете, сколько для быстрого приведения пузырька уровня при вертикальном круге на середину перед отсчетом по лимбу.

Если это условие не выполняется вследствие механических недостатков прибора, то можно предварительно ориентировать планшет, после чего привести его плоскость в вертикальное положение и проверить ориентировку; тогда невыполнение указанного уровня не будет влиять на точность работы.

К вилке предъявляется следующее условие: при горизонтальном положении планшета индекс вилки i должен находиться по одной отвесной линии с острием отвеса. Установив острие отвеса над какой-либо точкой местности (над точкой кола), замечают карандашом точку на планшете против индекса вилки i. Затем перекладывают вилку на 180˚ и, приложив индекс i к точке на планшете, смотрят: если острие отвеса окажется над той же точкой местности, то условие выполнено, в противном случае надо переместить шнур отвеса. При отклонении острия отвеса меньше чем на 1 см шнур отвеса можно не перемещать.

К буссоли предъявляются следующие требования:

1) Магнитная стрелка должна быть хорошо намагничена, шпиль должен быть хорошо отточен, камень – отшлифован. Для проверки по кольцу буссоли против конца установившейся стрелки производят отсчет. Затем подносят к стрелке железный предмет и, дав стрелке успокоится, после того как предмет будет убран, производят второй отсчет. Если отсчеты совпадают, а стрелка устанавливается после непродолжительных колебаний, то условие выполнено. В противном случае производят намагничивание при помощи двух магнитов. Разными полюсами магниты водят по стрелке одновременно от середины к краям по несколько раз с обеих сторон.

2) Магнитная стрелка должна быть уравновешена. Приведя вертикальную ось прибора в отвесное положение, смотрят на концы стрелки. Если они находятся на одной и той же высоте относительно плоскости кольца буссоли, то условие выполнено; в противном случае на приподнятый конец стрелки надо прикрепить кусочек воска, сургуч и др.

3) Ось вращения магнитной стрелки должна проходить через центр кольца буссоли, т.е. магнитная стрелка не должна иметь эксцентриситета. Исключается влияние эксцентриситета выводом среднего значения из отсчетов по обоим концам стрелки.

4) Магнитная ось стрелки должна совпадать с геометрической. Если эти оси не совпадают, то отсчеты по концам стрелки будут отличаться от магнитного азимута и румба на величину угла, образованного осями. Обнаружить несовпадение осей можно после сравнивания показаний испытываемой буссоли с показаниями выверенной буссоли.

5) Рабочие ребра буссоли должны быть параллельны нулевому диаметру кольца буссоли. Поверка производится измерением при помощи измерителя расстояний между нулевыми штрихами и рабочими ребрами.

Поверки кипрегеля:

1. Скошенный край линейки кипрегеля должен представлять прямую линию, а нижняя поверхность ее должна быть плоскостью.

2. Вертикальный круг кипрегеля должен быть прочно соединен со зрительной трубой, а уровень при вертикальном круге – с алидадой.

Чтобы при работе с кипрегелем осуществлялся принцип измерения и графического построения горизонтальных углов на планшете, проверяют выполнение ряда геометрических условий (производят поверки), аналогичных к тем, которые были предъявлены к теодолиту.

1) Ось цилиндрического уровня на линейке кипрегеля должна быть параллельна нижней плоскости линейки. Для проверки условия линейку кипрегеля ставят на планшет по направлению двух подъемных винтов, приводят ими пузырек уровня на середину (в нуль-пункт) и карандашом отмечают положение линейки на планшете. Переставляют кипрегель на 180˚. Если пузырек уровня отойдет от середины, то действуя подъемными винтами, смещают пузырек уровня на половину дуги отклонения, а затем, действуя исправительными винтами уровня, приводят пузырек на середину. Условие считается выполненным, если после перестановки кипрегеля на 180˚ пузырек отклоняется от середины не более чем на два деления.

2) Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси кипрегеля. Это условие проверяют точно так же, как вторую поверку теодолита, лишь вместо отсчетов по лимбу прочерчивают линии на планшете вдоль линейки кипрегеля после наведения на точку предмета при обоих положениях вертикального круга. Условие будет выполнено, если прочерченные линии совпадают или взаимно параллельны.

3) Горизонтальная ось кипрегеля должна быть параллельна нижней плоскости линейки. Это условие проверяют двумя способами так же, как у теодолита.

4) Вертикальная нить сетки должна быть перпендикулярной к горизонтальной оси кипрегеля. Эта поверка производится двумя способами точно так же, как поверка теодолита.

5) Коллимационная плоскость зрительной трубы должна проходить через скошенный край линейки или быть ему параллельной. Для проверки наводят трубу на удаленный, но хорошо видимый невооруженным глазом предмет и у концов скошенного края линейки ставят отвесно две иглы. Плоскость, проходящая через иглы, должна проходить через наблюдаемый в трубу предмет. Если этого не оказывается, то повертывают планшет так, чтобы эта плоскость проходила через наблюдаемый предмет. Теперь, предварительно ослабив винты, прикрепляющие колонку к линейке кипрегеля, повертывают колонку около вертикальной оси так, чтобы визирная ось трубы проходила через наблюдаемый предмет.

3. Нивелирование поверхности.

Для отображения рельефа на топографических картах, планах и профилях необходимо знать высоты точек местности. С этой целью производят нивелирование (вертикальную съемку), под которым подразумевают полевые измерительные действия, в результате которых определяют превышения одних точек местности над другими. Затем по известным высотам исходных точек определяют высоты остальных точек относительно принятой уровенной поверхности.

В зависимости от метода и применяемых приборов различают следующие виды нивелирования:

1) геометрическое, выполняемое с помощью нивелира, который обеспечивает горизонтальный луч визирования, и двух нивелирных реек. Можно выполнять двумя методами: «из середины» и «через ГП»

2) тригонометрическое, выполняемое наклонным визирным лучом;

3) барометрическое, выполняемое с помощью барометров, действие которых основано на известной зависимости между атмосферным давлением и высотой над уровнем моря;

4) гидростатическое, основанное на свойстве свободной поверхности жидкости в сообщающихся сосудах всегда находиться на одинаковом уровне независимо от высоты точек, на которых установлены эти сосуды;

5) стереофотограмметрическое, выполняемое с помощью измерений на стереоскопических парах аэрофотоснимков;

6) аэрорадионивелирование, осуществляемое с помощью радиовысотомеров, устанавливаемых на самолетах;

7) механическое, производимое с помощью приборов, автоматически вычерчивающих профиль проходимого пути;

8) GPS (глобальная система позиционирования).

Из перечисленных видов нивелирования наиболее точным и распространенным является геометрическое нивелирование.

3.1 Нивелир Н-3 и работа с ним.

Нивелиры бывают высокоточные (Н-0,5), точные (Н-3) и технические (Н-10).

Н-0,5 (3, 10) – средняя квадратическая ошибка определения превышения в мм на 1 км двойного хода.

Отсчет берется в момент, когда концы пузырьков контактного уровня сомкнутся, по средней нити. Отсчет – 4-значное число в мм:

1, 2 цифры – количество дм

3 цифра – количество см

4 цифра – количество мм.

Поверки нивелирования:

1. Поверка круглого уровня. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира. Круглый уровень устанавливается между двумя подъемными винтами и вращением этих винтов в противоположные стороны устанавливаем уровень между ними. Третьим подъемным винтом (не поворачивая зрительной трубы) выводим уровень в центр. Затеи поворачиваем нивелир на 180˚. Если пузырек ушел за вторую окружность, производится юстировка: на половину отклонения исправляем подъемными винтами, на вторую половину исправительными винтами уровня.

2. Поверка сетки нитей. Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира. На расстоянии 4-5 м от нивелира устанавливаем нивелирную рейку и наводим на нее нивелир таким образом, чтобы рейка была установлена у левого края горизонтальной нити, берем отсчет; а затем у правого края горизонтальной нити берем отсчет. Допустимая разница в отсчетах 1 мм. Юстировка осуществляется поворотом окуляра относительно корпуса трубы.

3. Поверка главного условия нивелира. Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси прибора.

h = З – П

h = i1 – (V1 – x) = i1 – V1 + x

h = V2 – x – i2

,

где:

x – погрешность

V – отсчет

i – высота инструмента

Допустимое значение x ≤ 4 мм. Если x > 4 мм, производим юстировку:

1) эливационным винтом по рейке устанавливаем отсчет свободный от погрешности x на 2 станции

2) исправительными винтами цилиндрического уровня выводим пузырек в 0-пункт и поверку повторяем.

3.2 Нивелирование поверхности по квадратам.

Нивелирование небольших участков равнинной местности производят с целью получения топографических планов крупных масштабов. Для получения плана необходимо выполнить следующий комплекс полевых и камеральных работ: выполнить предварительный осмотр (рекогнасцировку) местности, построить на местности сеть квадратов, определить плановое положение вершин квадратов и характерных точек, произвести съемки ситуации, выполнить геометрическое нивелирование участка, привязать его к реперу, произвести обработку результатов, построить план.

3.3 Составление плана участка, построение сети квадратов.

На местности при


29-04-2015, 00:33