Атрошко — Курс инженерной геодезии


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
100
Сближение меридианов и магнитное склонен
ие обычно приводя
тся на
полях листа карты для данной местности или определяются на
жайших
мете
станциях.


6.9

Нивелирование трассы и поперечников.

Журнал нивелиров
Нивелирование трассы
производят вслед за разбивкой пикетажа,
обычно в два нивелира по двухсторонним рейкам.
Первым
прибором нив
лируют все т
очки по трассе: пикеты, плюсовые точки, реперы, главные то
ки кривой.
Вторым
инструментом нивелируют для контр
ля только реперы,
связующие пикеты, а также поперечники и геологические выр
ботки на
трассе. Километровые пикеты и реперы обязательно нивелируют
, как
зующие точки,
обоими нивелирами. Связующими называют точки
общие
для двух стоянок нивелира. Все остальные точки на трассе называют
меж
точными.
Нивелирование трассы производят путем проложения вдоль трассы н
велирного хода состоящего из
неско
льких станций (
рисунок 6
.13).
Нивелирование по ходу обычно ведут
методом
из середины
,
устанавливая равенство плеч «на глаз». При этом в зависимости от увелич
ния зрительной трубы связующие
точки можно брать через 100
или через
200
м. В первом случае и
ми будут служить все пикеты, а во втором
их (через пикет). Превышения между связующими и пикетными точками
определяют по черной и красной сторонам реек, а при работе с односторо
ними ре
ками
при двух горизонтах нивелира.
на
копителя информации, стационарной ЭВМ и графоп
строителя.
Использование электронных тахеометров связано с изменением трад
ционных методик и технологий геодезических работ. Так, по сравнению с
существующей технологией выполнения традиционных топографических
съемок электронная тахеометрия имеет ряд неоспоримых пр
имуществ
В случае использования электронных
тахеометров
можно
уществить
топографические съемки путем реализации технологий электронно
блочной
тахеометрии.
Общая их сущность заключается в том, что весь объект, по
лежащий съемке, разделяют на отдельные участки
блоки. В пред
лах блока
съемку выполняют с одной установки
электронного тахеометра. При этом
съемочное обоснование предварительно не создается, оно формируется в
процессе съемочных работ.
Электронно
блочная тахеометрия
может быть реализована в нескол
ких вариантах: последовательно расположенными станциями (последо
тельная тахеометрия), свободными станциями (кусочная тахе
метрия) и их
комбинацией. В любом случае связь между блоками обеспечивается нал
чием связующих точек.
Тахеометрия свободными станциями основана на использовании для
определения положения станций пространственных угловых, линейных и
комбинированных засечек. Для осуществления этой технологии съемки д
таточно иметь разреженную, произвольно расположенную
геодезич
скую
основу. Привязка

свободной
станции
производится к минимальному числу
исходных пу
нктов, ее координаты можно определить способами обра
ных
линейно
угловых засечек (рис
нок 5.2).
Положение съемочной станции
можно получить путем измерения ра
яния
на один из исходных пунктов и у
ла
между двумя исходными пун
тами.
То
гда
·
cosα


sinα
где

;
arcsin
(S ∙
sinβ
) /
];
– 2
bS
∙ cos[(180



γ)].
При использовании общепринятых
схем засечек отметим, что для определ
ния положения съемо
чной станции,
кроме плановых координат исходных пунктов, необходимо знать и их в
соты.

Определение
меток станций электронным тахеометром осуществляется
тригонометрическим нивелированием, для этого необходимо со станции изм
рить угол наклона и расстояние
на точку, отметка которой известна (рисунок 5.3).
ст
исх


i;
где

∙ sin
∙ tγυ;

Рис
унок 5.2

Схема обратной
линейно
угловой засе
,
)
стеме исчисления или сигналы в двоично
десятичных кодах, циклических и
др., а также коды с избыточностью (корректирующие коды), позволяющие
обнаруживать и исправлять ошибки. Кодовый м
тод является абсолютным
,
при котором каждому направлению однозначно соответствует определе
ный кодированный выходной сигнал.
Для считывания информации с код
вых дисков обычно используют фотоэлектрический способ, при котором
диск просвечивают световым пучком, поступающим на фотоприемное
ройство, и в результате на выходе получают комбинации электрических
сигналов, соответству
щих определенным значениям направлений. Затем
электрические сигналы поступают в логические схемы, и в итоге измеряе-
мая величина в цифровом виде воспроизв
од
ится на табло.
инкрементальном методе
используют
штриховой растр
(систему радиальных штрихов), который через одинаковые интервалы (до
100 штрихов на 1
мм) наносят на внешний край лимба или алидады. Штри-
хи и равные им по толщине интервалы создают последо
вательность элеме
тов «да
нет», к
торые называют
инкрементами
.
Считывание выполняют также оптическим методом, числу пр
шедших
инкрементов соответствует число световых импульсов, пост
пивших на
светоприемник. Для учета направления вращения круга использую
т два ф
топриемника, воспринимающих импульсные сигналы, сдвинутые по фазе на
90°, что достигается соответствующим размещением фотоприемников отн
сительно растра или использованием двух одинаковых растров, сдвинутых
относительно друг друга на 1/4 инкреме
.
Инкрементальный метод является относительным, которым измеряют
углы, а кодовым, который является абсолютным,

направления. Для пов
шения точности применяют системы, содержащие несколько расположе
ных определенным образом относительно круга пар фотодиодо
в, сигналы
от которых сдвинуты по фазе, совместная обработка сигналов дает в
сокое
угловое разрешение.
Микропроцессоры
электронных тахеометрах
используют для управл
ния, контроля и вычислений. На табло по команде с пульта управления пр
цессора могут выдаваться наклонные расстояния, горизонтальные проложе-
ниния, горизонтальные и вертикальные углы, превышения и др. В эле
тронных тахеометрах
последних моделей имеются микроЭВМ с памятью и
устройством ввода и вывода данных, с регистрацией информации в запоми-
наю
щем устройстве и ее выводом на внешний накопитель.
Имеется возможность в соответствии с заложенными программами в
полевых условиях решать различные геодезические задачи, результаты м
гут выдаваться на табло, записываться в память или могут быть переданы на
подключенный к прибору внешний накопитель информ
Внешний полевой накопитель («электронный полевой журнал») хранит
полученную в поле информацию для последующей обработки в камерал
ном вычислительном центре. Следовательно, современные электронные та-
хеометры позволяют создавать комплексную систему автом
тизированного
картографирования, состоящую из электронного тахеометра, полевого
или специальной системой, которая расщепляет лучистый поток на спе
тральные составляющие и направляет их на различные приемники. Разраб
тываемые в США
гиперспектральные радиометры
способны осущ
ствлять
регистрацию излучений в 200 и более рабочих каналах.
В настоящее время используются два принципиально различных типа
сканера: оптико
механический и оптико
электронный.
Обязательным условием получения метрически корректных ск
ерных
снимков является использование спутниковых измерений и и
формации
датчиков положения плоскости изображения (абсолютных углов ее накл
на) в каждый момент времени не реже 100 раз в секунду; при
ципы работы
таких датчиков не отличаются от используемых и
нерциальными приборами.
Совместная обработка этих данных позволяет воссоздать точную траект
рию движения спутника, а их синхронизация со временем получения каж-
дой строки изображения

получить элементы ее внешнего ориентирования
и воссоздать геометрически точное изображение, отнесенное к горизо
тальной плоскости.
СОВРЕМЕННЫЕ
ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗМЕР
НИЙ
5.1
Электронная тахеометрия
Электронный тахеометр
объединяет теодолит,
светодальномер
и ми
ЭВМ,
позволяет выполнять угловые и линейные измерения и осущест
лять совместную обработку результатов этих измерений (рисунок 5.1). Ве-
дущие производители электронных тахеометри-
ческих систем:
«
Spectra Precision
(Шв
ция/Германия),
Leica
»
(Швейцария),
Sokkia
»,
Topcon
,
Nikon
,
Pentax
»
(Япония),
«
Trimble
»
(США),
УОМЗ
»
(Ро
сия).
Электронные тахеометры
(ЭТ) делят на ЭТ с
визуальным отсчетом углов
ЭТ с электронным
отсчетом (Total station

универсальные ста
ции).
В первом случае снимаемые визуально отсче-
ты п
о шкаловому микрометру или оптическому
микрометру вводят в процессор ручным н
бором
на клавиатуре, а во втором углы в цифровом виде
выводятся на табло. Линейные величины выв
дятся на табло во всех случ
ях.
Автоматическое считывание углов выполн
ется путем
их перевода в электрические сигналы при помощи
аналого
цифровых преобразователей
(АЦП). При
меняют в основном два вида
АЦП

кодовый
и инкрементальный
(цифровой, дигитал
ный).
При
кодовом методе
лимб является кодовым диском с сист
мой
кодовых дорожек, обе
спечивающих создание сигналов 0 и 1 в дв
ичной си-
Рисунок 5.1
Электро
ный
тахеометр
Lei
1/3 от высоты съемки.
С точки зрения использования радиолокационных снимков важны три
обстоятельства, определяющие специфику их обработки:

наличие спекл
шумов
(мелкой пятнистости изображения), вы
званных сл
чайной интерференцией сигналов, отраженных от разных участков поверхн
сти;

масштаб снимка
неоднороден: он мельче на переднем плане полосы
обзора (когда угол визирования мал) и крупнее на дальнем плане, при ув
личении угла.

смещение точек
сни
мка под влиянием рельефа местности обратно т
му, что имеет место в центральной проекции.
Геометрические свойства радиолокационного изображения зависят от
изменения высоты полета, угловых перемещений спутника по курсу и тан-
гажу, рефракции, рельефа местности
и др.; их влияние можно о
лабить или
устранить оптическими или цифровыми преобразованиями.
Преимущества радиолокационной съемки связаны с собственным изл
чением и регистрацией отраженного сигнала, и, следовательно, с всепого
ностью и независимостью от освещенности объектов.
Важнейшей особенностью
сканирующих систем
является преобр
зование исходящего от объектов местности электромагнитного и
лучения в
электрические сигналы. При этом регистрируется как отраженное солне
ное излучение в видимой части спектра, так и собственное тепловое излуч
ние объектов с длиной волны от единиц до деся
ков мкм (т.е. в диапазоне,
наиболее информативном для выявления месторождений нефти, газа, те
мальных вод, источников загрязнения о
ружающей среды и др.).
Результатом сканирован
ия является изображение, сформированное из
последовательно регистрируемых строк (
сканов
), перпендикулярных
на
правлению полета спутника, или составляющих эти строки оптически о
но
родных элементов (пикселей). Каждая очередная строка формир
ется за
счет перемещения носителя, а их совокупность создает кадр.
Важными характеристиками сканера являются
угол сканирования,
опр
деляющий длину строки (ширину полосы съемки), и
мгновенный угол зр
ния,
соответствующий одному элементу строки и определяющий мгновен-
ное поле
зрения. Угол
сканирования изменяется от ±2
5° у детальных ска-
неров и до ±50° у обзорных; мгновенный угол зрения обычно составляет н
сколько
миллирадиан (1 миллирадиан « 0
,2
В общем случае сканирующая система состоит из сканера, датчиков и
входящих в ни
х детекторов.
Датчик
собирает отраженную от Земли со
нечную энергию, преобразует ее в электрический сигнал и пре
ставляет его
в виде кода, удобного для передачи по каналам связи.
Дете
тор

это часть
датчика, осуществляющее регистрацию электромагнитного из
луч
ния.
Одним из основных узлов съемочной системы является
радиометр
(фотометр, видеоспектрометр
), с помощью которого измеряется и
тен
сивность излучения, зарегистрированного в пределах каждого пи
селя.
Конструкция многозонального сканера, предназначенного для получения
снимков в нескольких спектральных зонах, дополняется светофильтрами
пар
метрами орбиты космического аппарата.
В зависимости от физического принципа формирования изображения
съемочные системы
делятся на фотографические, радиолокационные, ск
нирующие и иные устройства различного типа.
Фотографическое
изображение в большинстве случаев строится в
центральной проекции и фиксируется на фотопленке, которая по
сле эксп
нирования возвращается на Землю для фотохимической обработки в ст
ац
онарных условиях. Для съемки используются кадровые, щелевые или п
ан
рамные фотокамеры, характеризующиеся повышенной автом
тизацией,
возможностью использования нескольких объективо
в и др.
Кадровые
съемочные камеры формируют изображение одномоментно

момент срабатывания затвора), из единого центра и по законам центрального
проектирования. Принцип формирования изображения основан на проектир
вании точек местности через узкую щель, р
асположенную по ш
рине пленки.

Одна из конструкций
щелевой
камеры предполагает получение изобра-
жения через неподвижную щель при синхронном перемещении пленки и
самой фотокамеры относительно неподвижного объекта. Вторая конструк-
ция основана на применении
шторно
щелевого затвора и проектировании
изображение местности через подвижную щель; при этом в течение эксп
нирования камера и пленка остаются неподвижными, а протяжка пленки
осуществляется по достижению щелью края рабочей зоны кадра.
Панорамные
фотокамер
ы имеют различные конструкции, в одной из
которых изображение формируется путем проектирования через ж
стко
связанную с подвижным объективом щель на цилиндрическую повер
ность,
перпендикулярную к направлению полета.
К очевидным достоинствам фотографических
съемочных систем отн
сят высокие метрические и изобразительные свойства изображений, есте-
ст
венную для человека форму представления видеоинформ
ции, возмож-
ность использования простых и хорошо отработанных способов и технич
ских средств последующей фотограмметрической обработки м
териалов и
т.д.
Принципиально важным недостатком фотографических систем я
ляется
неоперативность, связанная с необходимостью доставки сни
ков на Землю.
Для получения
радиолокационного
снимка выполняется обл
чение
поверхности с последующей регистрацией следующих параметров отра-
женных радиоволн:

времени прохождения сигнала
до объекта и обратно, определяющего
наклонное расстояние от излучателя до объекта;

интенсивности принятого сигнала
, или радиояркости объектов;

направления на
объекты
в системе координат локатора.
Из
за малого изменения дальностей до объектов, расположенных вбл
зи трассы полета, применение находят только радиолокационные системы
бокового обзора, в которых сканирующие сигналы уклоняются от вертикали
на 20
60°, а
ближняя граница съемки устанавливается на расстоянии около
ления, изобразительными, геометрическими и иными свойств
ми.
Изобразительные свойства
характеризуют способность снимков вос-
производить мелкие детали, цвета и т
новые градации;
радиометрические
свойства
характеризуют точность рег
ст
рации яркостей объектов;
геоме
ские св
ойства
снимков зависят
от способа
их формирования (кадровые, сканерные, п
но
рамные и др.) и определяют возможности
выполнения по ним измерительных дейс
вий.
Полученные в результате дистанцио
ного зондирования снимки д
шифрируют и
подвергают фотограмметриче
ской обра-
ботке. Задачей
дешифрирования
ляется распознавание изображенных на
снимке объектов местности с учетом как
дешифровочных признаков, так и специфи-
ки отображения объектов в зарегистрированном диапазоне волн. В резул
тате д
шифрирования должен быть получен ответ на вопрос «
что за объект
изображен на снимке и каковы его свойства
Задачей фотограмметрической обработки является преобразование из
ражения в заданную проекцию одним из известных методов, что позволяет
ответить на вопрос
«где расположен о
бъект, какова его фо
ма и размеры
».
Технология фотограмметрических преобразований во мн
гом определяется
метрическими характеристиками изображений и формой их пре
ставлений.
Методы дистанционного зондирования базируются на использовании
спутниковых систем,
которые включают достаточно сложную и
фра
структуру, обеспечивающую функционирование спутников на орбите, пр
ем информации от спутников, ее первичную обработку, хранение и распр
странение. Первыми системами природо
ресурсного направления были си-
темы перв
ого поколения
Ресурс
»
(1970
е годы, СССР),
Lan
sat
»
(1972 г.,
США) и
SPOT
»
(1986 г., Франция).
В настоящее время на космических орбитах находятся десятки космиче-
ских систем различного назначения, различающиеся точностными и иными
характеристиками формир
уемых изображений, используемыми физическ
ми принципами, назначением и др., которые в значительной степени опр
деляют специфику их дальнейшей обработки.
Космический снимок, являющийся результатом дистанционного зонди-
рования исследуемой поверхности, представляет собой изображение объе
та, построенное путем его проектирования из одной или нескол
ких точек
пространства на ту или иную поверхность по заданному зак
ну.
Задача обработки изображений сводится к установлению связи между
координатами отдельных точе
к в системах местности и изображения. Те
нология установления такой связи определяется техническими характер
стиками съемочной аппаратуры, способом формирования изображения и
Рисунок 4.17
Снимок ДЗЗ
лительной техники, космические аппараты, оптические и электронные съе-
мочные системы, а также достижения в об
ласти накопления, хранения и о
работки цифровой информации привели к революционным технологич
ским преобразованиям в области традиционной аэро
фотосъемки.

Это нашло свое отражение в появлении и широком распространении
обобщающего термина
remote
sensing
который можно перевести как
танционное восприятие
(распознавание, считывание), или
дистанционное
зондирование,
относя его преимущественно к космическим съемкам, обла-
дающим, в сравнении с аэрофотосъемкой, огромными преимущес
вами.
Дистанционным зондированием
называют получение информации о
пространственном положении и свойствах объектов и явлений без неп
средственного контакта с ними, путем регистрации исходящего от них эле
тромагнитного излучения. Это излучение характеризуются и
тенсивностью,
спектральн
ым составом, поляризацией и иными биогеофизическими пар
метрами, которые, в свою очередь, зависят от свойств, состояния, простра
ственного размещения объекта и др.

Это позволяет не только изучать объекты косвенно (что и составляет
сущность методов дистан
ционного зондирования), но и использовать пол
ченные результаты в различных приложениях, тем более, что излучение, р
гистрируемое в различных спектральных диапазонах, содержит взаимод
полняющую информацию.
Таким образом, физической основой дистанционного зондирования я
ляется прием и регистрация электромагнитных волн, содержащих наиболее
полную информацию об объектах.

Регистрировать можно как собственное излучение объектов, так и о
раженное ими излучение других источников, в качестве которых м
жет
быть Со
лнце или сама съемочная аппаратура. Во втором случае используе
ся когерентное излучение (радары, сонары, лазеры), что позволяет рег
ст
рировать не только интенсивность отраженного сигнала, но и его поляр
цию, фазу, доплеровское смещение и др. Работа как излучающей, так и
ре
гистрирующей аппаратуры не зависит от времени дня, но требует знач
тельных затрат энергии.
Важнейшая особенность дистанционного зондирования состоит в том,
что между регистрирующей аппаратурой и объектом (местностью) всегда
находится сл
ой атмосферы, которая, в общем, не является прозрачной. П
этому съемка выполняется только в о
дельных
окнах прозрачности
спектра
электромагнитных волн
соответствующих видимому (0,4
0,76 мкм), а также
ближнему (
0,76
3,0 мкм), среднему (3
5 мкм) и дальнему (
8–
14 мкм) и
фракрасным диап
зонам.
Результаты дистанционного зондир
вания представляются в виде сни
ков (р
сунок 4.17), построенных путем регистр
ции яркостей объектов в
том или ином спектральном диапазоне и различающихся формой предста
снимков, как это имеет место
при использовании аналоговых аэрок
мер
.
Современная
технология обработки материалов
аэрофот
топографической съемки предполагает получение цифровых топографиче-
ских или специальных карт (планов) соответствующего соде
жания:
Цифровая карта (план)

это карт
а (план) в цифровой форме, обеспеч
ив
ющей возможность ее хранения, манипулирования и отображения
.
Цифровая модель местности (ЦММ)
совокупность информации о п
ложении, характеристиках объектов местности, связях между ними, а также
топографической поверхно
сти, представленные в форме, доступной для о
работки на ЭВМ.
Таким образом, цифровая карта (план)

это аналоговая карта (план) в
форме базы данных или файла, которые становятся картой только при вы-
воде на экран или при создании твердой копии. При этом ма
тематическая
основа цифровой карты, проекция, разграфка, точность и др. остаются т
кими же, как и для соответствующей ей аналоговой карты. В то же время
определение ЦММ не содержит привязки ни к к
кому
либо масштабу, ни к
системе координат, ни к разграфке,
ни к то
ности.
Основой для получения цифровых карт (планов) является цифровая м
дель местности (ЦММ), в составе которой можно выделить
цифровую мо-
дель ситуации
(объектов контуров) и
цифровую модель рельефа
которые
можно определить следующим образом.
Цифровая модель ситуации (ЦМС)
совокупность информации о пл
новом положении, характеристиках объектов и связях между ними.
Цифровая модель рельефа (ЦМР)
информация о рельефе местности,
представленная совокупностью точек с известными координатами и выс
тами
, связей между ними и способа определения высот новых точек по их
известным плановым координатам.
В составе ЦММ выделяется две составляющих:
позиционная
(
метрика
), формируемая в процессе векторизации и опре-
деляющая описание положения объекта, его формы и размеров с по
мощью
набора примитивов (точек, линий, дуг и др.);
непозиционная
(
семантика
), создаваемая с помощью классификат
ра и
определяющая содержание объекта, его свойства и отношения с другими
объектами.
Для решения задач цифровой фотограмметрии на со
временном этапе
развития применяются полнофункциональные цифровые фотограмметрич
ские системы, ориентированные на решение всего комплекса задач по с
данию топографических и специальных карт и планов, эксплуат
руются во
многих специализированных топографо
геодезических и изыскательских
организациях.
4.8. Д
истанционное зондирование Земли
Появившиеся в середине прошлого столетия мощные средства вычи
топографо
геодезическом производстве применяются только фотограмме
рические сканеры
планшетного или барабанного т
па.
Фотограмметрические сканеры
(рисунок 4.16) характеризу-
ются высоким геометрическим разрешением и высокой геометр
ческой
точностью, определяемой величи-
ной ошибки сканирования и п
вторяем
стью (изменением оши
ки в десяти с
канированиях). С их
помощью можно сканировать
черно
белые (полутоновые) или
цве
ные снимки.
Некоторые фотограмметриче-
ские сканеры предусматривают во
можность сканирования аэронегат
вов непосредственно с аэр
фильмов,
как это и практикуется в фотогра
метрич
еском производс
ве.
Важнейшим этапом технол
гии формирования цифрового
изображения является
эталониро-
вание сканера
,
особенно в случае,
если он не является фотограмметрическим. Сущность эталонирования з
ключается в сканировании контрольной сетки с нанесенными на нее гор
зонтальными и вертикальными штрихами, расстояния между которыми и
вестны с то
ностью 1
2 мкм.
На полученном изображении измеряют растровые координаты кр
стов
контрольной сетки в системе, преобразуют их в линейную меру с учетом
заданного гео
метрического разрешения и сравнивают получе
ные значения
с точными координатами, отсчитанными по контрольной сетке. По найден-
ным разностям координат соответствующих точек строят
поле искажений,
характеризующее все виды геометрических погрешностей, вносимых
нером в той или иной точке поля сканиров
ния.
В последующем полученные этим сканером изображения могут быть
исправлены в соответствии с параметрами поля искажений. Как свидетель-
ствуют публикации, таким способом искажения фотограмметрического ска-
нера м
ожно уменьшить до 1 мкм.
Цифровые съемочные системы (сенсоры)
представ
ляют
собой кадровые аэрокамеры или линейные сканеры, ориентированные на
получение снимков местности. К особенностям таких камер относится то,
что каждый пиксель формируемого изображения занимает строго
опред
ленное положение, а их последовательность определяет положение коорди-
натных осей измерительной системы, что исключает необходимость «впеча-
тывания» координатных меток и внутреннего ориентирования полученных
Рисунок 4.16
Фотограмметрич
ский
сканер
4 ("Геосистема", Украина)
изображений с помощью элементов упорядоченного массива цифровых сигн
лов, интерпретирующих яркости соответствующих им элементов исходного
объекта или изображения.
При визуализации этот массив преобразуется в дв
мерную матрицу, соответствующую плоскости исходного и
зображения, а эл
менты массива

в квадратные ячейки одинакового размера, являющиеся
наименьшими адресуемыми элементами. Каждый такой элемент, называемый
пикселем
, соответствует определенному участку исходного объекта (изображ
ния) и характеризуется цветом, яркостью и иными параметрами
.
Пиксель ци
рового изображения является оптически однородным, и внутри его отдельные
элеме
ты изображения не выделяются. Экспериментально установлено, что для
произведения на цифровом снимке компактного объекта его размер должен
быть не менее четырех п
икселей.
В фотограмметрии под цифровым изображением понимают его растр
вую
форму,
в которой м
ассив цифровых
сигналов
формируется н
средственно в процессе съемки с помощью цифровой камеры, либо путем
сканирования соответствующего аналогового и
зображения
(аэронегатива,
реже

диапоз
тива).
Растровое изображение строится из составляющих его пикселей, размещ
емых построчно слева направо и сверху вниз, а доступ к какому
либо из них
осуществляется по номеру соответствующего столбца и строки. Эти величины
и исп
ользуются в качестве координат пикселя в системе с началом в левом
верхнем углу и осями, совмещенными с его внешними гран
цами.
Растровые координаты пикселя относятся к его центру, хотя с п
мощью
математического аппарата (например, при переносе со смежного
снимка)
они могут быть найдены с точностью до доли пикселя. В этих случаях для
доступа к пикселю используется целая часть его ра
тровых координат.
При фотограмметрической обработке цифрового изображения необхо-
димо знать физические координаты избранной точки в линейной форме (в
мм или мкм). Расчет таких координат выполняется по растровым координа-
там и известному размеру пикселя.
Цифровые изображения получают двумя способами, один из которых
предполагает сканирование полученных в процессе аэрофотосъемки
аэр
онегативов, а второй
-
непосредственно в процессе съемки, с использ
ванием цифровых съемочных систем (сенсоров). В обоих случаях цифровое
бражение формируется с помощью
приборов с зарядовой связью
(ПЗС) в
форме ПЗС
матрицы или ПЗС
линейки с примерно оди
наковыми техниче-
скими возможностями.
При использовании ПЗС
матрицы кадр изображения
формируется по схеме, аналогичной фотокамере, в фокальной плоскости
которой вместо фотопленки располаг
ется ПЗС
матрица. Применение ПЗС
линейки предполагает сканирование местности или изображения парал-
лельн
ми маршрутами.
Сканирование фотоснимков
выполняется с помощ
ью оптико
электронных приборов

сканеров различных конструкций, из которых в
лу таких приборов
относ
тся «Матра» (Франция),
Aviolyt
(Швейцария) Ст
реоанаграф (Россия

Украина), АФП
2000 (Россия) (рисунок 4.15
) и др.
Аналоговые
приборы основаны на использовании достижений оптики
и точной механики. В основе их конструкции лежит построение геоме
ческой засечки оптическими, механ
ческими или оптико
механическими
средств
ми.
Для измерения модели местности в
аналитических и аналоговых приб
рах
оптико
механического и механическ
го типа используют способ мнимой
марки; в оптических универсальных
приб
орах иногда применяют способ
действительной ма
ки.
Дополнительные устройства и
приспособления, входящие в состав
некоторых универсальных приборов,
обеспечивают регистрацию результа-
тов измерений, графическое отобра-
жение элементов создаваемой карты
или плана
на основе (координатогр
фы или графопостроители), изготовление о
тофотоснимков и др.
4.7
Методы цифровой фот
грамметрии
Изображения
могут быть представлены, в зависимости от способа их
получения, в аналоговой или цифровой форме.
Аналоговая форма
изобр
ажения предполагает его получение к
ким
либо
образом на физическом носителе

на бумаге, фотобумаге, фот
пленке и др. и используется с незапамятных времен. Во многих случаях т
кая форма является основной, особенно там, где важна юридическая знач
мость изоб
ражения либо если оно необходимо для использования в нест
ционарных у
ловиях.


изображения возникла в связи с потребностью его
представления в памяти электронных вычислительных машин, и в настоящее
время является одной из основны
Для представления изображения в цифровой
форме может использоваться две модели данных:
торная и
растровая.
Векторная
модель
данных применяется для отображения дискретных
объектов цифровой карты, плана, составительского оригинала и др. с пом
щью наб
ра примитивов и их комбинаций

точек, соединяющих их линий,
граней, ребер и др. Все точки векторной модели задаются в координатной
теме местности.
Растровая
модель
данных применяется для представления непре
рывных
Рисунок 4.15

АФП
чей. Геоме
рическая модель создается в результате пересечения соотве
ственных лучей в пр
странстве модели. Группу оптических пр
боров пре
ставляют мультиплексы, дво
ные прое
торы и др.
Механические универсальные приборы
имеют только по две проектир
ющие каме
ы. В них оптические лучи заменены двумя механич
ескими
стержнями или линейками, вращающимися вокруг карданных центров. Ра
сматриваемую группу приборов представляют стереопроектор Романовск
го (СПР, СПР
2, СПР
3), стереограф Дробышева (СД
1М, СД
2, СД
(рисунок 4.14
), УСД, СЦ
1, СЦ
2), стерео-
метро
граф, топокарт (Герм
ния) и др.
Оптико
механические универсальные
приборы
имеют также по две камеры. В
них связка проектирующих лучей
строится
оп
тическими средствами, а геометрическая
дель

при помощи двух стержней. Эту
группу приборов представляет стер
еопл
ниграф
(Германия) и некоторые другие
приборы.
Элементами конструкции аналоговых
универсальных стереофотограмметриче-
ских приборов являются следующие те
нологические сист
мы.
Измерительная система
стереоприбора предназначена для опред
ления
пространственных координат точек модели. Она включает н
правляющие,
которые определяют пространственную систему координат, и каретки, пе-
ремещающиеся вдоль направля
щих.
Проектирующая система
используется
для построения фотограмме
рической модели путем восстановления
связок проектирующих лучей (в о
тических приборах) или соответственных проектирующих стержней (в
ханических и оптико
механических приб
рах).
Трансформирующая система
применяется
для учета смещений точек
вследствие влияния углов наклона снимков.
аблюдат
ельная система
предназначена для стереоскопического набл
ю-
дения пары снимков, наведения на точки измерительной марки и решения н
которых дру
гих задач

освещения снимков, звуковой сигнализ
ции и т. п.
Стереофотограмметрические приб
ры, в зависимости от спо
соба установл
ния связи между этими тремя точками, делятся на аналитические и
налог
вые.
Аналитические
приборы пре
ставляют собой сочетание измер
тель-
ных приборов на базе высокото
ного стереокомпаратора и ЭВМ. П
ступ
ющие в ЭВМ данные использ
уются для ре
шения уравнений связи между
координатами точек снимков и местности, управления каретками и
мер
тельной системы и координатографа. Результаты обработки пре
ставляются
в виде плана, ортофотоплана, каталога координат и высот точек и др.
К чи
Рисунок 4.14

Стереограф СД
взаимного расположения объектов местности в силу их назначения, при-
родных условий, хозяйственного испол
зования и т. д.
4.6
Ст
ереофотограмметрические приб
Стереокомпаратор
является
наиболее высокоточным стереофотогра
метрическим прибором, предназначенным для определения положения с
ответственных точек на смежных снимках, которое характеризуется коо
динат
ми ее изображения.
Стереокомпаратор
Стеко 1818
»
производства фирмы «Карл Цейсс Й
на»
(рисунок 4.13) получил в нашей стране наибольшее распространение. Прибор
предназначен
для измерения
координат и параллаксов точек
по снимкам формата 18×18 см.
Коэффициент увеличения
наблюдательной системы 8
.
Визирование осуществляется с
помощью марок, расположе
ных в фокальной плоскости
окуляров. Марки имеют форму
баллончиков с точкой в н
ней ч
сти; для наведения на
точки используют точку или
нижний конец баллончика.
Наблюдение стереомодели
и ее измерение выполняется с помощью бин
кулярного микроскопа 7. Наве-
дение на точки снимков выполняют вращением штурвалов абсцисс
(2),
динат
), продольного параллакса
(6) и кол
ца поперечного параллакса
(5). Значения координат отсчитывают по круг
вым шкалам абсцисс (1) и о
динат (4) с точностью 0,02 мм, а

по кр
говым шкалам продольных (8)
и поперечных (9) параллаксов с точностью 5 мкм.
Универсальными
называют стереофотограмметрические приб
ры, предназначенные для построения геометрической модели по снимкам
местности и измерения пространственного положения любой точки этой
модели для целей фотограмметрического сгущения полевого обосно
вания,
съемки контуров и рельефа, создания и обновления топографических и сп
циальных карт, получения ортофотоснимков и др.
При построении геоме
рической модели местности по каждому снимку стереопары восстанавл
ваются направления проектирующих л
чей, прохо
дящих через изображения
точек на снимке, центр проекции и точки мод
Оптические универсальные приборы
имеют две и более проектирующие
ры, с помощью которых восстанавливаю
ся связки проектирующих л
Рисунок 4.13
Стереокомпаратор
Стеко 1818
ственных и иных задач.
При
топографическом дешифрировании
выявляют и показывают
условными знаками элементы местности, необходимые для создания топ
графической карты в заданном масштабе: населенные пункты и отдельные
постройки; закрепленные
на местности опорные геодезические пункты;
гидр
графическую и дорожную сети, линии связи с характеризующими их
дан
ными и относящимися к ним сооружениями; естественный и культурный
растительный покров и грунты; рельеф местности и др.
При
специальном дешифр
ировании,
выполняемом в интересах зем
леустроительной, архитектурно
градостроительной, лесной или иной служ-
бы, выявляют в первую очередь инт
ересующие их объекты местности

ад-
министративно
территориальные или хозяйственные гран
цы, породы леса
и др. с хара
ктеризующими их данными. При этом другие элементы местн
сти

пути сообщения, элементы гидрографии, леса, болота и т. п.

деши
рируют с обобщением и сокращением их характеристик в части, не име
щей непосредственного отношения к соответс
вующей службе.
В з
ависимости от техники исполнения
дешифрирование
делят на камеральное, полевое, комбинированное и аэровизуал
ное.
Камеральное дешифрирование
осн
вано на использовании изобра
зительных свойств фотоснимков и изучении различных вспомогательных
материалов. В р
яде случаев, таких, как военное дело, изучение н
бесных тел
и др.
,
оно является единственно во
можным.
Полевое дешифрирование,
выполняемое непосредственно на мес
ности,
носит сезонный характер. Оно основано на сличении фотоизображения с
натурой, чем и обес
печивается требуемая полнота, точность и достове
ность результатов на момент деши
рирования.
Комбинированное дешифрирование
сочетает достоинства и недо
татки
полевого и камерального дешифрирования. Как правило, в зи
ний период
выполняют камераль
ное дешифри
рование, а в летний

по
левую проверку и
уточнение полученных зимой р
езультатов.
Аэровизуальное дешифрирование
производят непосредственно с борта
летательного аппарата (самолета, вертолета) и применяют для ускорения
процесса дешифрирования больших однородных массивов с малым числом
контуров

лесов, болот и др.
Дешифрированию объектов местности способствуют изобразительные
свойства фотоснимков, складывающиеся из прямых и косвенных дешифр
вочных признаков.
Прямые дешифровочные признаки присущи практически вс
ем об
ектам
местности, изображающимся на снимках данного масштаба. Они характер
зуют объект непосредственно и включают форму, размер, тон, цвет, тень,
стру
туру и др.
Косвенные дешифровочные признаки возникают из закономерностей
Для улучшения ч
итаемости фотоплана на нем часто показывают соо
ветствующими условными знаками некоторые объекты (населенные пунк-
ты, основные дороги и др.), наносят координатную сетку и проводят гор
зонтали. Такой документ, сочетающий в себе преимущества фотоплана и
топог
рафической карты, называют
фотока
той
.
4.5
Дешифрирование
Все элементы местности при одинаковой их освещенности обладают
различными оптическими характеристиками, благодаря чему их изображ
ния на аэр
фотоснимках различаются по фототону, структуре рисунк
а и пр.
Кроме того, на снимках в известной степени сохраняется подобие и соо
ношение
размеров объектов, неизме
ность их
взаимного расположения и т. п.
Фотоизображение местности, таким обра-
зом, обладает ценными изобр
зительными
свойствами, выделяющими данный объ-
ект ср
ди других.
Распознавание по фотоизображ
нию
объектов местности, необходимых для с
ставления плана или других целей, и в
явление их содержания с об
значением в
условных знаках качественных и количе-
ственных характеристик называется
шифр
ровани
(рисунок 4.12).
Возможность распознавания изобр
жения объекта определяется наличием
граничных линий со смежными объект
ми, тоновой и цветовой ко
нтраст которых
лежит в пределах зрительного воспри
тия. Увеличение такого контраста является обязательным ус
ловием аэроф
тографиров
ния.
В общем комплексе работ по созданию топографической основы де-
шифрирование занимает важное место и является весьма ответстве
ным и
трудоемким процессом. От точности определения по фотоизображению п
ложения объектов местности, достоверности и полноты их характеристик в
значительной степени зависит и качество изготавливаемого пл
на.
В зависимости от назначения
дешифрирование подраздел
ют на
топографическое
специальное
причем ко второму относят распо-
знавание объектов по их фотоиз
ображениям в интересах сельского хозя
ства, геологии, гидрологии и т. п.
Универсальность материалов аэрофотосъемки позволяет в каждом сл
чае дешифрирования выявлять те особенности и детали местности, которые
требуются для решения соответствующих научных, и
нженерных, хозяй-
Рисунок 4.12

Дешифриров
ние
путей сообщения:

двухколейная железная дорога;

железно
дорожный переезд;

железнодорожная п
форма
на фотобумаге. Трансформированный ф
отоснимок
получается в результате
химической обработки экспонированной фотобумаги. Этот способ до н
давнего времени был о
новным.
Оптико
графический
способ
трансформирования предполагает прим
нение специальных малоформатных приборов

проекторов. П
лученное с
их помощью трансформированное изображение проектируют на лист бум
ги, обводят карандашом и оформляют принятыми условными знаками. В
настоящее время способ находит ограниченное применение при обновлении
топографических или иных карт.
Дифференциальный
пособ
трансформирования
основан на пр
еобраз
вании отдельных фрагментов исходного изображения с учетом высот их
центров над средней плоскостью снимка и элементов внешнего ориентир
вания. Способ реал
зуется на приборах универсального типа либо на ЭВМ,
а результатом обработки является ортофотосн
имок (ортофот
план).
Термин
«дифференциальное трансформирование»
(иногда
«щел
вое
трансформирование
») в фотограмметрии применяется в случаях, когда о
тофотоснимок создается с помощью прибора универсального типа. Для его
получения выполняется сканирование
одного из снимков стереопары вдоль
оси
с постоянным изменением высоты проектирования в соответствии с
профилем местности и проектирование изображения на фотографический
слой через щель ромбической или трап
циевидной формы.
В настоящее время широко испол
ьзуется
цифровое трансформиро-
вание
, или
ортотрансформирование
снимков, базирующееся на использ
вании персональных ЭВМ и заключающееся в трансформир
вании каждого
пикселя исходного цифрового изображения в соответствии с его высотой,
определяемой по цифровой
модели рельефа, и связи координат точек аэр
снимка и местности.
Полученные в результате трансформированные снимки используют для
монтажа
фотоплана.
Фотопланом
называют фотографическое изобра-
жение местности, удовлетворяющее по точности требованиям, предъявля
мым к плану.
В зависимости от целевого назначения
фотопланы делят на топографич
ские, составляемые в общегосударственной разграфке с соблюдением треб
ваний действующих инструкций и наставлений по топографической съемке, и
специальные, изготавливаемые, к
ак правило, в произвольной разграфке и с
соблюдением ведомственных требований по точности и офор
лению
.
Существенным преимуществом фотоплана по сравнению с топографи-
ческим планом является высокая информационная емкость и н
глядность. В
то же время фотограф
ическое изображение контуров отличается от усло
ного их изображения на карте. Его оформление зачастую ограничивается
подписью номенклатуры и выходов кил
метровой сетки, что до некоторой
степени затрудняет измерение по нему коорд
нат точек
.
Фотомеханический способ
трансформирования
основан на использов
специальных

приборов

фототрансфораторов

(рисунок 4.11).
Эти
прибо
ры реализуют первую систему эле
ментов трансформирования и пре
назначены для трансформирования плановых и перспективных снимков с
преобразованными связками прое
ктирующих лучей по опо
ным точкам или
установочным да
ным.
Рисунок 4.11

Автоматизированные фототрансформаторы ФТА и «Пеленг» :
1 –
осветитель;

кассета;
3 –
пульт управления;

счетчики коррекционных механи
мов;
5 –
экран;

подвижная щель; 7

ектив
Кассета рассчитана на установку в снимкодержатель как отдельного
аэроснимка, так и целого аэрофильма длиной до 60 м. Закрепление фотом
териала на экране выполняется с помощью магнитных грузиков, а его
равнивание
в плос
ость

вакуумным прис
сом.
Оба прибора снабжены вычислительными устройствами для автомат
ческого выполнения оптических и геометрических условий; значение д
центрации вводится автоматически или вручную. Оба прибора оснащены
щелевой установкой, позволяющей выполнять аффинное преобразование
изображения путем его поперечного сдвига и продольного сжатия (раст
жения). Ширина щели, через которую выполняется проектирование фра
мента снимка, регулируется в зависимости от параметров а
рофотосъемки.
Соответствующими р
абочими движениями основные части фототранс-
форматора приводят в положение, при котором проекция снимка (негатива)
на экран соответствует горизонтальному снимку, и фикс
руют изображение
масштабную
(1:10000 и крупнее).
В зависимости от целей
и поставленных задач аэрофот
съемка
выполняется
границах
топографических
планшетов, админ
стративно
территориальной единицы или объекта съемки.
некоторых
случаях
при выполнении площадной аэрофотосъемки пр
кладываются дополнительные аэросъемочные маршруты, пересекающие
основные. Такие маршруты размещаются, как правило, в начале и конце о
новных маршрутов и называются
касными.
4.4
Понятие о трансфо
миров
ании
Трансформированием
называется преобразование центральной проек-
ции, которую представляет собой аэронегатив (аэроснимок), полученный
при наклонном положении главного оптического луча, в другую централ
ную проекцию, с
оответствующую его отвесному по
ложен
,
с одновр
менным приведением его к заданному масшт
бу.
Трансформирование выполняют путем «обратного проектирования»
изображения с наклонной картинной плоскости на предметную пло
кость,
соответствующую ортогональной проекции.
В процессе трансформиров
полностью исключаются все виды перспективных искажений аэр
снимка, вызванных влиянием угла наклона, и разн
масштабность смежных
снимков, которая является следствием изменения высоты фотографиров
ния. Названные искажения подчиняются о
ределенным законам, п
отому их
учет не вызывает з
труднений.
Смещения точек снимка, вызванные влиянием рельефа местности, соо
ветствуют изменениям его форм, поэтому их учет является одной из наиб
лее
трудных задач фотограмметрии, строгое решение которой связано с разлож
нием из
ображения на отдельные точки (зоны) и раздельным их трансформ
рованием по известным высотам.
Для учета влияния рельефа местности при-
меняют несколько методов или технологических приемов, различающихся
размерами таких зон и обеспеч
вающих устранение искажени
й с требуемой
точностью.
Рассматриваемые
преобраз
вания требуют наличия данных, по
зволяющих прямо или косвенно найти элементы внешнего ориентирования
снимков. Поэтому

методы трансформирования делятся

на
две основных, принципиально и технически различных
группы

трансфор-
мирование по опорным точкам
элементам ориентиров
ния
.
Для трансформирования аналоговых аэроснимков применяют н
сколько
способов, различающихся используемыми техническими средствами: ана-
литический, фотомеханич
ский, оптико
графический,
дифференциальный и
др. Часть этих способов устарела и не используе
ся.
Аналитический способ
трансформирования основан на использов
нии
зависимостей между координатами соответственных точек аэроснимка и
местн
сти.
универсальный способ.
Универсальный способ
обработки снимков основан на применении м
тодов
и приборов, позволяющих по результатам обработки пары снимков определять
одновременно плановые координаты и высоты точек. Все процессы такой ф
тограмметрической обработки выполняются на одном пр
боре.
Создание топографического плана (карт
ы) фототопографическим м
тодом
связано с дешифрированием снимков и обеспечением их опорными точками.
Дешифрирование снимков

процесс распознавания изобр
женных
на снимках объектов и определения их характеристик.
Опорными точками
в фотограмметрии называют
опознанные на
снимках контурные точки, необходимые для преобразования изображ
ния
(снимка) с целью представления конечных результатов в требуемой прое
ции и координатной системе. Координаты опорных точек определяют в р
зультате полевых геодезических или камеральных фотограмметрических
работ. Во втором случае речь идет о построении по снимкам одного или н
скольких маршрутов сети фототриангуляции, опирающейся на сравнител
но редкую сеть точек с известными геод
зическими координатами. Число и
расположение опо
рных точек на сни
ках зависит от метода последующей
обработки этих снимков.
4.3
Основы аэрофотосъемки
Одним из важнейших применений фотографии является
воздушное ф
тографирование
, т. е. получение цифровых или аналоговых снимков зе
ной поверхности с летат
ельных аппаратов
самолетов, вертолетов, искус-
ственных спутников Земли и др.
Аэрофотосъемкой
называют совокупность работ по получению
изображений местности с целью последующего их использования для с
здания планов и карт. Термин «аэрофотосъемка» объединяе
т ряд взаимосв
занных процессов, в которые в общем случае входят:
летно
съемочные работы,
включающие разработку технических усл
вий аэрофотосъемки и ее выполнение;
полевые фотолабораторные работы,
выполняемые при использ
вании
аналоговых аэрокамер и включающие фотографическую обработку эксп
нированных аэрофильмов, изготовление по ним отпечатков и иной перви
ной продукции;
полевые фотограмметрические работы,
включающие регистрацию ма-
териалов аэрофотосъемки и оценку их качества; при использовании цифр
вых аэр
окамер и систем они дополняются формированием синт
зированных
(композитных) панхроматических и цветных изображений из снимков
меньшего формата.
Результатом перечисленных работ являются аэронегативы, аэр
снимки
(при аналоговой съемке) или цифровые изображения (в случае использов
ных фотоснимков исследуемой территории, полученных с п
мощью фот
теодолитов (рисунок 4.4) с концов некотор
базиса. Обрабо
ку фотосни
ков выпо
няют стереофотограмметрическим методом, с пом
щью сп
ец
альных приборов.
Этот метод съемки иногда называют фот
теодолитной, или наземной ст
реофотогра
метрической съемкой. В современных услов
ях фототеодолитная
съемка п
рименяется, в о
новном, для архитектурных обм
ров, определения
объемов земляных работ, при съемке карьеров, горных выр
боток, изучении
дефо
мации инженерных сооружений и т.п.
Аэрофототопографическая съе
м-
предусматривает фотограф
рование
местности аэрофо
тоаппаратом (рисунок
4.5), установленном на воздушном носит
ле (самолете, вертолете, космическом аппа-
рате и т.п.), и последующую обработку п
лученных результатов. В зависимости от
меняемых методов обработки результа-
тов аэрофотосъемки различают два метода
аэрофототопографической съемки: комб
нированный и стереотоп
графич
ский.
Комбинированный метод
аэрофотот
пографической съемки основан на использовании свойств
диночного
снимка и предполагает получение плановой (контурной) части карты в к
мераль
ных условиях, а высотной части

в полевых. При этом камеральные
работы включают операции по сгущению съемочного обоснования и изг
товлению фотопланов, а пол
вые

съемку рельефа на фотоплане приемами
мензульной съемки. Ввиду значительной трудое
кости и большого о
бъема
полевых работ комбинированный метод в настоящее время свою актуаль-
ность пот
рял.
Стереотопографический метод
решает задачу составления карты на
основе свойств пары снимков и в современных условиях является основным
методом картографирования. Применение стереотопограф
ческого метода
предполагает составление плановой (кон
турной) и в
сотной частей карты в
камеральных условиях.
В стереотопографич
ском методе, в зависимости от
применяемых методов и приборов, различают два способа обработки сни
ков: диффер
енцированный и ун
версальный.
Дифференцированный способ
решает задачу обработки снимков на не-
скольких приборах, одна часть которых (фототрансформатор) прим
няется
для изготовления контурного фотоплана, а друг
ая часть (стере
метр)

для
рисовки рельефа (гор
изонталей). Дифференцированный способ обработки
материалов аэрофотосъемки широко применялся до 60
х гг. прошлого ст
летия, пока на смену ему не пришел более точный и производительный
Рисунок 4.5

Аэрофотоаппа
рат
фотограмметрии для обработки снимков Земли, планет и иных небесных
тел, полученных непосредственно из космоса (с борта космического аппа-
рата) или с помощью спускаемых аппаратов.
Появившиеся в конце XX в. технические средства и методы по
лучения, о
работки и хранения цифровых изображений придали фотограмметрии новый
импульс и обусловили возникновение и развитие
цифровой фотогра
метрии,
основанной на применении электронных вычислительных машин, теории м
шинного зрения и др.
4.2
Основные
виды и методы фототопографических съемок
Фототопография
, как составная часть фотограмметрии, решает з
дачи
определения координат точек местности, составления топограф
ческих карт
и цифровых моделей местности по результатам фотограмметрической обр
ботки е
е изображений.
Фототопографической съемкой
называют комплекс процессов, вы-
полняемых для создания топографических или специальных карт и планов
по материалам фотосъемки. В этот комплекс входя
т фотографирование
местности, полевые геодезические работы по опре
делению координат опо
ных точек
и камеральные фотограмметрические работы, результатом кот
рых является топографический или специальный план (карта) местности.
Фототопографическую съемку, в зависимости от применяемых техниче-
ских средств и методов, делят на
воздушную (аэрофототопограф
ческую) и
наземную
(рис
нок 4.3).
Наземная фототопографическая
съемка
основана на использ
вании назе
Рисунок 4.3
Фотограмметрические методы, применяемые
для создания планов и карт
Рисунок 4.4

Фототеодоли
координат точек
А, В
и др. стереоскопической модели и ортогональное их
проектирование на пло
кость карты (точки
A
,
Легко видеть, что построение пространственной модели местнос
ти во
можно лишь при совместной обработке пары перекрывающихся между с
бой снимков. Наличие перекрытий между снимками позволяет создавать
высокоточные фототриангуляционные сети, состоящие из снимков одного
или нескольких ма
шрутов.
Преобразование координат
точек сети в систему местности выполняется по
включенным в нее опорным точкам, положение которых в системе координат
местности определяют по результатам полевых геодезических изм
рений.
Таким
образом, применение фотограмметрического и стереофотогра
метри
ческого методов связано с получением аэроснимков с помощью лет
тельных аппаратов и последующей их камеральной обработкой.
Фотографирование исследуемых объектов и последующая кам
ральная
обработка их изображений вместо самих объектов предопределяют осно
преимущества фотограмметрических и стереофот
грамметрических
методов исследований
перед другими. Это, прежде всего, высокая произв
дительность метода; объективность, достоверность и до
кументированность
данных; высокая точность; возможность безопасного по
лучения информ
ции о любых (в том числе быстро движущихся) объектах и т. п.
Эти пр
имущества фотограмметрии обеспечили применение ее методов в самых
разнообразных отраслях науки и техники: геодезии и картографии (для с
дания планов и карт);
строительстве
(для контрольных измерений и иссл
ования деформации с
оружений);
архитектуре (для съемки исторических
памятников); астрономии и космонавтике (для определения положения ко
мических об
ектов и картографирования пла
нет); военно
инженерном деле
(для определения координат цели, траектории и иных параметров полета
снаряда и пр.) и т. д.
Фотограмметрическая обработка фотоснимков
позволяет выявить м
сторождения
полезных ископаемых
и их границы, определить интенси
ность движения городского транспорта, параметры дея
тельности вулканов,
характеристики объектов микр
мира и т.п.
Становление и развитие фотограмметрии тесно связано с точным при-
боростроением и авиацией, космонавтикой и физикой, химией и электрони-
кой, математикой, геодезией и картографией. Их достижениями оп
ределяе
ся и современное состояние фотограмметрии, в которой можно выделить
несколько направлений:

аэрофототопографию,
изучающую методы и технические средства
создания планов и карт по цифровым или аналоговым изображениям зе
ной поверхности, полученным с
летательного аппарата;

прикладную фотограмметрию,
изучающую вопросы применения ф
тограмметрии в интересах разл
ичных областей науки и техники

в стро
тельстве, архитектуре, медицине, геологии, военном деле и т.п.;

космическую фотограмметрию,
изучающую
вопросы применения
екта на светочувствительном слое в плоскости
.
Если установить негатив
в то
положение, которое он занимал в м
мент фотографирования, и, воспользовавшись принципом обратимости ф
тографического процесса, осветить его, то световые лучи
,
,
пройдут через об
ектив
и те же точки объекта
ABCD
.
Поставив на пути световых луч
ей экран
, в сечении его лучами свет
вого пучка получим изображения
тех же точек
ABCD
объекта в
масштабе, зависящем от соотношения удалений экрана
от об
ектива
этого объекта. Изменяя угол, под которым световой пучок пересекает экран
, м
ожно выполнять преобразование (трансформирование) из
бражения.
Методы построения и преобразования изображений объектов, основа
ные на использовании
войств одиночного аэроснимка, называются фот
грамметрическ
ми.
Так как оценка положения точек по высоте при такой обработке нево
можна,
область
применения
методов фотограмметрии
ограничивается преобразованием изображений объектов, расположенных в
одной плоск
сти.
Полное описание формы, размеров и пространственного положения
объектов местности возможно лиш
ь на основе
методов стереоф
о-
тограмметрии
(от греческого слова steρeos

пространственный), ис-
пол
зующей свойства пары снимков.
Пусть из двух точек пространства
сунок 4.2) получена пара п
ере
крывающихся
снимков
.
Точки местности
изоб
зились на л
вом снимке
в виде точек
, а
на правом

в виде точек
. Если сни
ки
установить в то положение, которые они
занимали во время съемки, то связки лучей, с
ществовавшие в момент фотографирования, ока-
жутся во
становленны
ми, и в пересечении соо
ветственных лучей
,
, пр
хо
дящих через соответственные точки зоны п
ре
крытия сни
ков, возникает пространственная
(стереоскопическая) модель, подобная сфот
фированному объекту местн
сти.
Масштаб стереоскопиче
ской модели опр
деляется расстоянием
между вершинами
связок, и, изменяя его, можно привести постр
енную модель к заданному масштабу. Вращ
ние модели вокруг координатных осей позв
ляет привести ее в требуемое положение отн
сительно системы координат местн
сти.
Теперь для получения плана (карты) достаточно выполнить измерение
Рисунок 4.2

Пара сни
ков,
карта и модель местн
сти
= 1/4
;
= 1/4
(
),
где

площади трап
г) если рабочие отметки (
) двух вершин по диагонали квадрата
имеют
одинаковые знаки, а две другие (

противоположные, то объем
на
сыпи и выемки вычисляют по формулам
= 1/4
;
= 1/3
),
где


площадь шестиугольника
,
– (
);


площади треугольников.
Во всех
формулах при вычислении объемов земляных работ надо учи-
тывать знаки рабочих отметок, тогда объем насыпи будет иметь знак
«плюс», а объем выемки

знак «минус».
Вычисленные по отдельным ква
ратам об
емы насыпей и выемок суммируют, определяя этим общий бала
нс
земляных работ.
Картограмму земляных работ оформляют согласно прим
ру, приведенному в учебно
методическом пособии для выполнения расче
графических работ. При этом площади насыпей показывают желтым
цветом, площади выемок

коричневым цветом, а линию н
улевых работ

синим цв
том.
На местности земляные работы выполняют по рабочим отметкам, кот
рые выписывают на кольях, устанавливаемых в вершинах квадр
тов.

4 ОСНОВЫ ФОТОГРАММЕТРИИ

И
ФОТОТОПОГРАФИЧЕСКИЕ М
ЕТОДЫ СЪЕМКИ
4.1
Понятие о фотогра
мметрии
Фотограмметрия
(термин
photogrammetrie
является производным от гр
ческих слов
photos

свет,
gramma

запись и
metreo

измерение; дослов
но

измерение светозаписи)

научная дисциплина, изучающая способы опреде-
ления формы, размеров и пространстве
нного положения объектов в зада
ной
координатной системе по их фотографическим и иным изображен
ям.
Фотограмметрия выделилась из геодезии в начале прошлого столетия
благодаря применению новых начал измерител
ной техники, базирующихся на способности об
ива строить изображения объектов, возможн
сти р
гистрации этих изображений фотохимич
скими методами и измерения их с помощью опти-
ческих, механических, а позднее

и электронных
приборов и инструме
тов.
При фотографировании объекта местности
часть световых
лучей, отр
женных его точками
В, С,
(рисунок
), улавливается объективом ф
токамеры, проходит через его узловую точку
дает негативные изображения
а,
, с
d
точек об
Рисунок
4.1
Одино
ный
снимок и план об
екта
Получив по формулам (3.1) или (3.2) проектные отметки
,
выпис
вают
их на картограмму земляных работ над отметками земли. Вычитая из пр
ектных отметок высоты земли, получают рабочие отметки, которые записы-
вают на картограмме слева от проектных. Если рабочие о
метки конечных
точек стороны квадрата имеют противоположные знаки, то между ними
определяют точки нулевых работ, расстояние д
о кот
рых


= |
| ∙
/ (|
| + |
|)




(3.3)

где


расстояние до то
ки нулевых работ;

| и


соответственно рабочие отметки на вершинах стороны квадр
та,


взятые по абсолютной велич
не;



длина стороны квадрата.
Отложив от вершины с рабочей отметкой (
) расстояние
,
получают
точку нулевых работ. Затем аналогично опред
ляют точки нулевых работ по
другим сторонам квадрата.
единяя полученные точки, пр
водят линию нулевых работ, к
орая отделяет насыпь от вые
ки.
Далее вычисляют и з
вают на картограмме в каждом
квадрате объемы насыпей и вы-
емок. При этом используют
(рисунок 3.7) следующие фор-
мулы:
а) если рабочие отметки
a,b
,
,
)
всех четырех вершин
квадрата имеют одинаковые
наки то объем гру
нта
= 1/4
),
где

площадь квадрата
;
б) если рабочие отметки (
,
) трех вершин квадрата имеют
одинаковые знаки, а о
метка

четвертой вершины противоположный знак, то объемы выемки и насыпи
вычи
ляют по формула


= 1/4
(


1/3

= 1/3

,
где

площадь квадрата;


площадь треугольника
у вершины с рабочей о
меткой
.
в) если рабочие отметки двух соседних вершин квадрата имеют одина-
ковые знаки, а две другие рабочие отметки

противоположные знаки то
объем насыпи и выемки находят по формулам

Рисунок 3.7
Вычисление объемов
земляных работ:
квадраты с рабочими отметками:

четырьмя о
д-
ного знака;

тремя одного знака и одной проти-
воположного;

двумя смежными одн
го знака и
двумя другими противоположного;

чередующ
мися положительными и отриц
тельными.
Проект
вертикальной
планировки
является составной частью гене-
рального плана стр
оительства. Его составляют с целью
преобразования
естественных форм рельефа и создания необходимых условий для эксплуа-
тации существующих и проектируемых сооружений. Основой для проект
рования вертикальной планировки являются
топографические
планы
, составле
нные по результатам нивелирования поверхности по
квадратам. Обычно вначале составляют общий проект вертикальной план
ровки и оформляют его в виде картограммы земляных работ, а затем разра-
батывают детальный проект, выражая пр
ектный рельеф горизонталями и
тметками характе
ных точек.
Картограмму земляных работ
составляют на основе сетки квадр
тов, у
каждой вершины которых выписывают высоты земли, полученные по ре-
зультатам нивелирования площадки или интерполированием по горизонт
лям на плане.
Проектные (красные) отметки
вычисляют исходя из условий
решения проектного рельефа на площадке.

Если требуется произвести планировку земли под горизонтальную пл
щадку под условие
баланса земляных работ, т. е.
чтобы объемы н
сыпей и
выемок были примерно равны между собо
й, то проектную отметку горизо
тальной плоскости вычисляют как среднее из всех сре
них отметок земли в
каждом квадрате. Для этого вначале вычисляют среднюю о
метку для всех
квадратов.
Вторым способом вычисления проектной отметки горизонтальной пл
щадки я
вляется о
ределение ее по формуле

= (
+ 2
+ 3
+ 4
) / 4
,
где


число квадратов;


сумма
отметок
вершин
вход
-

щих
один ква
рат;
,
,

соответственно суммы отм
ток


вершин общих
для двух,
трех

четырех квадр
тов.
При проектировании наклонной площадки
обычно задают продольный (
) и поперечный
) уклоны и отметку начальной исходной то
ки
(рисунок 3.6).
Проектную отметку любой
точки, расположенной на расстоянии
от
исходной точки, можно определить по форм







(3.2)

Рисунок 3.6
Определ
проектной отме
полосы отво
да железнодорожных путей, съемки
карьеров и водосборных
площа
дей небольших водотоков
.
При этом способе прокладывают по хара
терным линиям местности магистральный разомкн
тый теодолитный ход с
раз
бивкой на нем поперечников. Затем выполняют нивелирование всех х
рактерных точек поперечников и магистр
ли. Полученные по результатам
нивелирования высоты точек поперечников используют для построения на
плане горизо
талей.
Для составления топографического плана наносят на чертежной бумаге
магистральный ход и перпендикулярно ему поперечники. Высоты хара
терных точек округляют до сант
метров
,
и по ним с помощью прозрачной
бумаги выполняют интерполирование горизонталей. План оформляют в с
ответствие
с условными топографическими знак
ми.

Рассмотрим некоторые
случаи
применения
нивелирования поверхности по магистралям с
поперечниками.
Пусть, например, на рисунке
3.4
показана пл
щадка карьера строительных мат
риалов. Тогда вне ее прокладывают маг
страль
АВ
) и через 10
разбивают поперечники с
пикетами и плюсовыми точками
, которые з
крепляют колышками или небольшими столб
ми.
Затем выполняют нивелирование точек м
гистрали и поперечников, по
результ
там к
от
рого
оставляют план и профили по поперечни-
кам.
Если во время разработки карьера периодически нивелировать попере
ники и наносить на их профили новые профил
ные линии, то можно ка
ждый раз подсчитывать
объем вынутого из карьера грунта.
ъемку не-
боль
ших водосборных площадей производят п
тем проложения по дну тальв
га магистрального
хода (
) с поперечниками до границ водосбо
ной площ
ди (рисунок 3.5).
На магистральном
ходе и поперечниках разбивают пикеты и изм
ряют с помощью теодолита углы поворота. Про-
изводят нивелиров
ние магистрали и поперечн
ков. По
результатам измерений составляют т
оп
графический план бассе
на.
3.3 Геодезические работы при вертикальной планировке.

Составление картограммы земляных работ
трассы
Рисунок 3.5

Съемка
водосборной площади
Рисунок 3.4
Нивелиров
ние
по магистр
лям
между полученными высотами до ± 3 мм. На рисунке 3.2 вычисленные вы-
соты подчеркнуты у соответст
вующих вершин.
Если длины сторон квадратов небол
шие, то их нивелирование можно
выполнять с нескольких станций с общими связующими точками. Схема та-
ког
о нивелирования показана на рисунке 3.3.
Каждая ста
ция 1, 2, 3
имеет
связь с соседней через 2
3 связующие точ
ки, показанные на рисунке черны-
ми точками
. Направления на промежуточные вершины квадратов изобр
жены пунктирными линиями. При нивелировании запись
отсчетов по ре
кам в этом случае
ведут в обычном журна
ле.
Вычисление разности горизонтов нивелира по отсчетам на связу
щих
точках, уравнивание этих разностей (при образовании замкн
утого или разо-
мкнутого хода), вычисление значений горизонтов нивелиров и п
о ним в
сот
вершин квадратов производят аналогично тому, как это выполнялось при
нивелировании из середины каждого
ква
рата.
При
составлении плана нивелирова-
ния поверхности
вначале на листе че
тежной бумаги в заданном масштабе
строят сетку квадратов,
используя для
этого дирекционный угол начальной ли-
нии и длины сторон квадратов. Затем по
данным абриса съемки наносят ситуацию
и предметы местности. Около каждой
вершины квадрата выписывают их выс
ты, округляя до с
тых долей метра. Далее
при помощи прозрачн
ой бумаги (кальки
или во
ковки) по всем сторонам квадр
тов и по одной из диагоналей в каждом
квадрате с наибольшим постоянным
уклоном выполняют интерполирование
горизонталей, находя точки пересечения
горизонталями сторон квадратов. Соединяя точки с одноименными высот
ми плавными кривыми линиями, проводят горизонтали
, которые
оформл
ют светло
коричневым цветом толщиной 0,2 мм. Гори
зонтали кратные 0 и
5 м
проводят толще в 2 раза с указанием их выс
ты.
План вычерчивают в условных топогр
фических знаках и офо
рмляют в
соответствие с приведенным в методических указаниях
для выполнения л
бора
торных работ
примером.


3.2 Нивелирование поверхности по магистралям с поперечн
ками

Нивелирование поверхности по магистралям с поперечниками прим
няют при ярко выр
аженном рельефе местности и используют для съемки
Рисунок 3.3
Нивелирование
через связующие точки
ность горизонтов нивелира на двух станциях.
Например, у об
ей ст
роны

1-
го и 2
го квад
ратов средняя разность составит (+920 + 922)/2 = +921
мм,
которую записывают в середине у смежной стороны (
.
ри
сунок 3.2).
Затем переходят с нивелиром в центр третьего квадрата и аналогично
находят разности горизонтов нивелира между третьим и вторым
адратами
и т. д
. Последовательность нивелирования квадратов показана на рисунке
3.1 порядковыми номерами. После нивелирования всех указанных квадр
тов подсчитывают сумму средних разностей по вне
нему кольцу квадратов
14).
Это будет невязка по замкнутому
ходу. Она должна быть меньше
величины
± 6
мм ∙
,
где

число средних разностей.
Если невязка не более допустимой величины, то ее распределяют с о
ратным знаком поровну на все разности
,
и полученные поправки з
писывают
над средн
ими разностями. Затем по данным привязки к близлежащему реп
ру определяют высоту одной из вершин квадратов. Прибавляя к этой высоте
отсчет по рейке на данной точке, получают горизонт нивелира на ста
ции, с
которой был взят отсчет по рейке. На р
сунке 3.2 высота точки 1А из данных
привязки равна 40,705 м. Тогда горизонт нивелира в первом квадрате будет
равен 40,705 + 1,152 = 41,857 м. Он записан под номером
станции.
После-
довательно прибавляя к предыдущим горизонтам нивелира исправленные
поправками средние разности (уравненные разности)
,
получ
ют горизонты
нивелира на всех станциях внешнего контура квадратов. Например, горизонт
нивели
ра во втором квадрате будет
41,857 + 0,920 = 42,777 м
и т. д
.
В конце вычислений необходимо точно получить горизонт нивелира
первом квадрате, что является контролем правильности вычислений. Для
этого к горизонту нивелира в 14
квадрате прибавляют последнюю ра
ность.
Далее определяют невязку для внутре
него хода, проходящего от
6-
через 16
ю и 15
ю к 13
й станции (
.
рис
ун
ок 3.1). Для этого от суммы
средних разностей по внутреннему ходу вычитают разность горизонтов ни-
велира 13
и 6
квадра
тов. Если эта невязка допустима
,
то ее
,
аналоги
но замкнутому ходу
,
распределяют по внутреннему ходу и вычисляют
уравненные горизонты
нивелира в 16
м и 15
м квадратах.
При этом
вычис-
ления горизонтов нивелира начинают с 6
го квадрата, а заканчивают ко
трольным получением горизонта нивелира в 13
м квадр
те.

Затем определяют высоты вершин квадратов как разность горизонта н
велира и отсче
тов по рейке
,
взятых с данной станции. Например, высота
вершины 1Б равна 41,857

1,306 = 40,551 м. Высоту этой же вершины для
контроля можно получить через горизонт нивелира второго квадрата, а
именно: 42,777

2,226 = 40,551 м. При этом допускается расх
ождение
троля разбивки производят измерение последней линии 1Д

6Д, длина
торой должна отличаться от теоретической
не более чем
на
1:1000 от пер
метра полигона.
При соблюдении указанного допуска закрепляют вершины
квадратов по линии 1Д

6Д. Вершины квадратов, которые находятся внутри
полигона (2Б, 2В, 3Б и т. д.), находят и закрепляют на пересечении створов,
полняя промеры с вехи на веху. Например, с 2А на 2Д, с 3Д на 3А и т. д
.
Одновременно с разбивкой сетки квадратов ведут
съемку контуров
туации и предметов местности, привязывая их к вершинам квадратов. При
наличии резких изменений уклонов на сторонах ква
дратов допо
нительно
закрепляют плюсовые точки, измеряя до них расстояния от ближайших
вершин. Все данные съемки заносят в абрис, в котором также показывают
стрелками диагонали квадратов с неизменным уклоном м
стности.
Для определения высот вершин квадрат
ов производят их нивелиров
ние, которое выполняют или из середины каждого квадрата
,
или с нескол
ких станций с общими связующ
ми точками.
При
нивелировании из середины каждого квадрата
устанавливают н
велир примерно в центре первого квадрата и берут отсч
еты по черной ст
роне рейки, установлен-
ной на всех его вершинах.
Потом аналогично нив
лируют второй квадрат.
Запись отсчетов ведут на
схематическом чертеже
(рисунок 3.2). Для ко
троля нивелирования во
втором квадрате вычис-
ляют разности отсчетов
по рейке
точках у ст
роны
,
смежной для обоих
ква
ратов.

Это будут
разности
горизонтов нивелира на станциях в соседних квадр
тах. Расхождения между
двумя значениями
разностей допускается не более ± 6
Например,
на ри-
сунке 3.2 у точки 1Б разность равна
2226
– 1
306 =
+920
мм, а у точки 2Б

соответственно 1074

152 = +922
мм. Если разности отсчетов на двух ве
шинах смежной стороны квадратов в допуске, то вычисляют среднюю ра
Рисунок 3.2

Фрагмент журнала
нивелирования поверхности по квадратам
холе съемки. К недостаткам мензульной съемки следует отнести громоз
кость мензульного ко
мплекта и зависимость работ от условий погоды.


НИВЕЛИРОВАНИЕ П
ВЕРХНОСТИ
3.1 Нивелирование поверхности по квадратам
Нивелирование поверхности
производят для получения топографич
ского плана местности в крупных масштабах, а также для выполнени
я ве
тикальной планировки площадок. В зависимости от характера рельефа
местности нивелирование поверхности может быть выполнено или путем
нивелирования вершин построенной на местности сетки квадратов, или пр
ложением теодолитных и нивелирных магистральных
ходов с поперечник
ми.
Обычно нивелирование поверхности по квадратам применяют для ра
нинной местности, а нивелирование по магистралям с поперечниками и
пользуют при пересеченной местности с зн
чительными углами наклона.
Наиболее распространенным способ
ом
нивелирования поверхности явл
ется

-
м. В этом способе на участке мес
ности
,
намеченном под строительство, разб
вают
сетку квадратов
. Длины сторон
квадр
тов обычно берут от 20 до 200 м с
таким расчетом, чт
обы они на плане б
ли равны 2
6 см.
Вершины квадратов
закрепляют точкой и ст
рожком. На
сторожке подписывают номер вершины
квадрата, состоящий из обозначения
двух линий, пересечение которых обр
зует точку, например
1А, 2А
, …
,
1Б, 2Б
и т. д. (рис
нок 3.1).
Сетку квадратов строят на местн
сти при помощи теодолита и мер
ной
ленты. Вначале разбивают наружный
полигон 1А, 1Д, 6Б, 6А
,
для чего в о
ной из вершин полигона, например 1А,
устанавливают теодолит. Выбирают и закрепляют вехой исходное напра
ление (наприм
ер,


1Д)
,
и от него под у
лом 90
строят направлени


6А, по которому устанавливают веху. По полученным направлениям ме
ной лентой или рулеткой откладыв
ют стороны квадратов заданной длины
и закрепляют их колышками.
Затем теодолит переносят в точку
6А, откл
дывают от линии 6А

1А прямой угол и устанавливают веху по направл
нию 6А

,
вдоль которого отмеряют длины сторон квадратов. Для ко
Рисунок 3.1

Сетка квадратов
точек можно определять засечками, полярным способом, прокладкой ме
зульных х
одов и решением задачи Потенота, которая дает возможность
определить положение четвертой (переходной) точ
ки по трем данным.
Она
имеет много решений. Наиболее простым из них является сп
соб Болотова.
Для
решения задачи по способу Болотова ус
танавливают
мензулу в переходной
точке
и прикрепляют к планшету лист кальки (прозрачной бумаги). Наметив
на кальке прои
звольную точку
m
,
ви
зируют через нее на точки
А, В
местности
и прочерчивают направления
mA, mB, mC
(рисунок 2.1
2,
ткрепив прозра
ную бумагу,
передвига
ее по планшету, так чтобы
прочерченные линии о
новременно проходили ч
рез соответствующие то
a,b
планшета. Д
стигнув этого, перекалы-
вают точку
на планшет.
Это и будет положе
ние и
комой
точки,
над которой
стоит мензула (рисунок
2.1
2,
). Приложив скошенный край линейки кипрегеля к полученной точке
и к одной из да
нных точек
,
ориентируют мензулу по линии и проверяют
ориентирование по другим точкам. Измеряя превышения или углы наклона
на точки
А, В, С
,
определяют высоту станции. Расстояния при вычислении
превышений можно определить по масштабу с планшета. Съемку ситуации
и рельефа местности с переходных точек ведут так же, как и с точек съе-
мочной или опо
ной сети.
В результате полевых работ, выполненных при мензульной съемке, п
лучают план местности в к
рандаше. Иногда во время полевых работ
ведут
кальки контуров и высот, на которые переносят с планшета снятую ситуа-
цию и отметки точек. Эти кальки помогают разрешить вопросы, возника
щие в отдельных местах при оформлении плана.
План мензульной съемки оформляют с обязательным соблюдением
условных топографических знаков для заданного масштаба. На
плане по
писывают высоты всех опорных, съемочных и реечных точек, а также выс
ты утолщенных горизонталей. Горизонтали не проводят через изображение
водоемов, рек, каналов, железных и автомобильных дорог и других иску
ственных сооружений. Достоинством мензульной съемки является возмо
ность составления топографического плана на местности
одновременно с
производством измерений, что позволяет обнаружить и исправить ошибки в
Рисунок 2.1
Решение задачи Потенота
по способу Бол
това
Пусть мензула установлена в точке
местности
,
и с этой точки необх
димо снять контур
BCDE
(рисунок
2.11
). Для этого в характерной точке
контура устанавливают рейку и
,
визируя кипр
гелем через точку
планш
та на точку
местности, определяют по кривой гор
зонтальных пролож
ний ра
стояние до точки
и откладывают его циркулем вдоль скошенного
края линейки кипрегеля.
В результате получают на планшете точку
, соо
ветствующую точке
мес
ности.
Затем
,
визируя кипрегелем на точки
C, D, E
местности
,
определяют п
лож
ние этих точек на планшете. Соединив
эти точки
,
получают контур
bcde
на
планшете, подобны
й контуру
BCDE
местности. Аналогично сним
ют и др
гие точки вокруг ста
Если

точки контуров являются
рактерными и в отношении рельефа
местности, то на них кроме расстояния,
измеряют еще и пр
вышения по кривой
превышений кипрегеля
автомата.
Для
ого н
чальную кривую кипрегеля при
круге лево наводят на нуль рейки, уста-
новленной на высоте прибора, приводят
пузырек уровня алидады ве
тикального круга в нульпункт и делают отсчет
по номограмме превышений с меньшим коэффициентом. Зная отметку
станции и п
рибавив к ней измеренное превышение (с учетом знака прев
шения)
,
получают отметки (высоты) реечных точек. Эти
отметки выпис
вают на планшете
возле соответствующих нако
лов точек.

После получения отметок характерных точек рельефа местности вокруг
станции,
здесь же в полевых условиях, не сходя со станции, проводят гор
зонтали, используя при этом графический способ интерполирования с п
мощью кальки (во
ковки).
Интерполируют обычно линии с равномерными скатами местности, к
торые соединяют по характерным точкам рельефа.
Все номера реечных т
чек, расстояния до них, превышения и их высоты записывают в журнал
мензульной съемки.
Расстояния от станции до реечных точек не должны превышать в зав
симости от масштаба съемки тех же величин, как и при тахеометрической
съемке. Например, для
масштаба 1:100
0 эти расстояния соста
ляют 80
100 м,
а расстояния между пик
тами до
лжны быть не более 30 м.
Иногда с точек съемочной сети не удается снять все точки ситуации и
рельефа местности, поэтому для установки мензулы определяю
т дополни-
тельные
точки,
которые называют переходными.
Положение переходных
Рисунок 2.11
Съемка ситу
ции
Рисунок 2.10
Схема построения
мензульного хода
Высоты точек геометриче
ской сети определяют по формуле





посл
пред
ур
,





(2.6)
где
посл
пред

высоты последу
щей и предыдущей точ
.
Высоту исходной точки определ
ют из привязки к реперу сети высо
ной основы.
Другим графическим способом с
здания съемочн
ого обоснования при
мензульной съемке является пролож
ние мензульных ходов. Схема постр
ния таких ходов аналогична пролож
нию теодолитно
высотных ходов при
тахеометрической съемке и показана
на ри
сунке 2.10.
Однако горизонтал
ные углы в мензульных ходах н
е изм
ряют, а прочерчивают на планшете в
виде направлений,
вдоль которых о
кладывают расстояния
измеренные к
прегелем
автоматом по кривой гор
зонтальных проложений.
Превышения
в мензульных
ходах
также измеряют
кипрегелем
автоматом, используя соо
ветствую
щи
е кривые превышений.
Расстояния и превышения определяют дважды в прямом и обратном напра
лениях. Для контроля мензульные ходы прокладывают между исходными
пунктами аналитической сети или в виде замкнутых полиго
нов. При этом
нейная невязка не должна превы
шать 0,8
мм на плане. Высоты точек ме
зульных ходов вычисляют по уравненным превышениям, используя формулу
2.6) вычисления высот точек геометрич
ской сети.

.5 Подготовка планшета. Съемка ситуации и рельефа местн
сти.

Офо
рмление плана ме
нзул
ной съемки
Мензульная съемка выполняется на листах плотной чертежной бумаги,
которую наклеивают на планшет перед выходом на полевые работы.
Для
уменьшения деформации бумаги ее иногда наклеивают на лист фанеры или
алюминия
,
и эту жесткую основу приби
вают к планшету латунными гвозд
ми. Затем на планшет наносят опорные пункты аналитической сети (трианг
ляции, полигонометрии, точки теодолитных ходов), а при их отсутствии на
планшете строят геометрическую сеть или прокладывают мензул
ные ходы.
После создания съемочного обоснования приступают к съемке с
туации
и рельефа местности, которую выпо
няют обычно с точек опорной и съ
ной се
тей
полярным способом.
= 182,00
+0,54
н.т.
56'
+1,27
+0,21
1,30
1,33
2,57
' +
1,54
2,00
2,05
+0,57
0,51
В журнал (таблица 2.1) записывают также высоту прибора и высоту ве-
шек или реек, на которые производилось визирование. Затем по фо
мулам
(2.1) и (2.2) вычисляют превышения по каждой стороне сети в прямом
и о
ратном направлениях. Расхождения между прямым и обратным превыш
ниями не должны быть более 4
см на 100 м расстояния. Например, в табл
це 2.1 для стороны
I –
прямое превышение
,57
м, а обратное пр
вышение

0,51
м. Для расстояния
= 182 м
допустимое расхождение
составит 7 см
, а получилось расхожд
ние (0,
57

0,51) = 0,06

Если расхождение допустимо, то вычисляют среднее превышение, к
торое бер
ут со знаком прямого превышения
таблице 2.1
ср
= +0,54
м).
Средние превышения вып
исывают на схему сети и уравнивают методом
сравнения невязок. Для этого в треугольниках полученной геометр
ческой
сети подсчитывают невязки в превышениях
:




ср.



(2.3)
Полученную невязку сравнивают с допустимой невязкой:



= 0,04
/
,





.4)
где Σ

периметр
треугольника в сотнях метров;



число сторон.
Если невязки допустимы, то их распределяют по
следующему пр
вилу:
при различных знаках невязок в двух смежных треугольниках максималь-
ную поправку вводят в среднее превышение по общей стор
не, а если знаки
невязок одинаковы, в среднее превышение по общей стороне вводят мин
мальную поправку. Знаки поправок должны быть против
положными знаку
невязки. С учетом поправок вычисляют уравненные превышени


уравн
ср
+



(2.5)
�� &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;через точку
I
при круге лево визируют и прочерчивают н
правление на все
видимые точки геометрической сети (на рисунке 2.8 это точки
III
–V
После этого переходят на точку
базиса
,
центрируют и горизонт
руют
планшет и ориентируют его по линии
– I
. Визируют кипрегелем через
точку
планшета на все соседние точки геометрической сети и прочерч
вают соответствующие направления. Пересече
ния направл
ний на точках
III
– V
обводят карандашом и переходят на одну из определяемых точек,
например на точку
III
. Установив мензулу в этой точке, ориентируют ее по
– I
и проверяют правильность опред
ления точки
по линии

I.
С точки
III
визируют и прочерчивают направления на точки
. Ка
дую точку геометрической сети получают пересечением не менее трех
направлений, при этом сторона полученного треугольника погрешности не
должна превышать 0,4
мм. Точку пересечения направлений накалывают,
обводят окружностью диаметром 1
,5
мм и подписыв
ют ее номер.
Определение высот точек
геометрической сети.
Для
нахождения
высот точек геоме
рической сети определяют пре-
вышение методом тригономе
ри
ческого нивелирования в пр
мом и обратном направлени
ях
по сторонам обр
зующим тр
угольники.
Пр
евышения
опр
деляют по формуле (рис
нок 2.9)


' +

,




(2.1)



где

'–
превышение над горизонтальным л
учом;

i

высота прибора
;




высота наведения
,







tg

(2.2)



вертикальный угол на верх вешки или рейки;


расстояние между точками геометрической сети, которое изм
ряют
на планшете по масштабу плану.
ревышени
определяют о
дновременно с построением точек геометр
ческой сети. Для этого на каждой станции берут отсчеты при круге лево и
круге право по вертикальному кругу (КЛ и КП), по которым вычисляют м
сто нуля и вертикальные углы на все видимые точки ге
метрической сети.
Результаты измерений заносят в
журнал,
форма которого приведена в та
лице 2.1 (для кипрегеля КА
2).
Таблица 2.1

Образец журнала определения превышений точек геометрической
сети
Рис
унок 2.9
Тригонометрическое
нивел
рование
участка на ровном открытом месте и дважды измеряют ме
рной лентой или
руле
кой.
Длину базиса берут такой, чтобы на плане он изображался отрезком не
менее 5 см. Вокруг базиса намечают равномерно по всему участку точки
геометриической сети, которые закрепляют колышками и уст
навливают на
них вешки. Обычно точ
ки геометрической сети выбирают на возвышенных
местах с учетом взаимной видимости и хорошего о
зора местности. Затем
на планшете намечают точку базиса
I
(рисунок 2.8) с таким расчетом, чтобы
снимаемый участок изобразился в це
нт
ральной части планшета.

Устанавливают мензулу на точке
I
в рабочее положение (центрируют
ее, горизонтируют и ориентируют по буссоли) и
,
приложив ск
шенный край
линейки кипрегеля к начальной точке
I,
визируют и прочерчивают напра
ление
на конечную точ
ку базиса
. Вдоль полученного направления откл
дывают длину базиса в масштабе съемки и пол
чают точку
базиса. Затем
Рисунок 2.8
Построение геометрической сети
сти
,
где ее устанавливают и ориентируют по линии
. Пр
ложив скошенный
край линейки кипрегеля к точке
планшета
,
визируют
через нее на точку
местности и прочерчивают направление
'. Пересечение прочерченных на
планшете направлений дает искомую точку
, соответствующую точке
местн
сти.
Обратная засечка.
Она
применяется в том
случае
,
когда одна из исхо
ных точек мест
ности
недоступна для установки мензулы, например
точка
(рисунок 2.7).
В этом случае устанавл
вают
мензулу в доступной точке
, ори
ентируют
ее по линии
планшета и визируют
через точку
планшета на точку
местности, прочерчива
ли
нию
'.
Затем пер
еходят в определяемую точку
.
Устанавливают над ней мензулу, центрируют ее
по приближенно намеченной точке
на линии
и ориентируют по линии
, в
изируя через точку
планшета на точку
местности
по скошенному краю линейки кипрегеля.
Короткой
черточ
кой
проводят
линию
назад до пересечения с лин
ей


очка
пересечения линий
' и будет
соответствовать точке
местности. Точность определения точек засечками зависит от угла засечки.
Лучшей считается засечка под углом 90
(прямо
й угол). Засе
ки под углами
менее 30
и более 150
не допускаю
ся.

2.4 Плановое и высотное обоснование мензульной съемки.

Геометрическая сеть
Производство мензульной съемки, как и любой другой съемки
мес
ности,
выполняется в
два этапа
.
На первом этапе на местности созд
ется съемочная
сеть (съемочное обоснование), а на втором этапе с точек съемочной сети пр
изводится непосредственно съемка ситуации и рельефа местн
сти.
Рассмотрим
первый
этап
мензульной съемки. В зависимости от
размера т
ерритории и условий местности съемочное обоснование может с
здаваться аналитическим или графическим способами. К
аналитическим
способам
относят прокладку теодолитных ходов и сетей микротриангул
ции. Аналитический способ используют при съемке больших террит
орий.
Если съемке подлежит небольшой участок местности, то съемочная сеть
может быть создана
графическим способом
с помощью построения геоме
рической сети или проложения мензул
ных ходов.

Геометрическая сеть

сеть опорных точек, полученных на планшете
при помощи засечек. Она может строиться на основе пунктов аналитич
ской сети или на основе измеренного базиса. При построении геометрич
ской сети на основе базиса его выбирают обычно в середине снимаемого
Рисунок 2.7
Обратная
засе
ция направляется в блок памяти для длительного хранения и и
пользуется
для управления полетом и оборудованием. Кроме того, в его составе имее
ся двухсистемный (
GPS
и ГЛОНАСС) спутниковый приемник и вычисли-
тельный блок инерциальной системы
POS
.
Блок памяти
представляет собой герметичный с
ъемный блок повышен-
ной прочности, устанавливаемый на устройство управления и жестко с ним
связанный. Он предназначен для концентрации получе
ной во время полета
информации, и в нем может разместиться информация объемом от 540
(ММ40) до 900 (ММ50) Гб и боле
е. Данные в
хранятся в специальном
формате, блоками с синхронно получе
ными строками, чередующимися от
разных датчиков.
Программное обеспечение
ADS
представлено несколькими сегме
тами,
используемыми на этапе предполетной подготовки и планирования аэроф
тосъемки, управления полетом (
FCMS
) и послеполетной обработки (
GPro
для камеры
ADS
40 и ХР
о для
ADS
80). Аппаратура
ADS
общей массой

193
197 кг (в зависимости от массы измерительного блока
IMU
) может эк
плуатироваться на высотах до 7,6 км при температуре от
20 до +55
°С и
вла
ности менее 95
4.3.2
Виды аэрофотосъемки
Аэрофотосъемку
можно классифицировать по нескольким крит
риям

по величине угла наклона, масштабу, способу прокладки аэросъемочных
маршрутов и др.

зависимости от величины угла наклона
между
главной оптической осью съе
мочной камеры и отвесной прямой
аэрофото-
съемку подразделяют на
плановую
(угол < 3°) и
перспекти
ную
(угол > 3°).
Для целей картографирования применяется только плановая аэрофотосъе
ка, хотя современные технологии фотограмметрической обработки аэр
снимков такого огр
ничения не накладывают.
зависимости от поставленной задачи
и ра
меров
фотографируемого участка местности различают:

одинарную аэрофотосъемку
,
когда объект фотографирования разм
щен на
одном
двух снимках;

маршрутную аэрофотосъемку
,
когда выполняется фотографир
вание
узкой полосы местности (реки, дороги, береговые линии и др.);

площадную
многомаршрутную аэрофотосъемку
,
когда снима
мый участок по своим размерам не может быть изображен на снимках одн
маршрута, и для его фотографирования необходимо несколько пара
лельных маршрутов на определенном расстоянии один от другого.
зависимости от масштаба фотографиров
аэрофотосъемку подразделяют на
мелкомасштабную
(масштаб аэр
снимка 1:50000 и мельче),
среднемасштабную
(1:10000
1:50000) и
крупн
свойствами, а
их обработка связана с использованием своеобразной матем
тической модели и специального программного обеспечения. Кроме того,
получение таких изображений требует согласования навигационных пар
метров полета (скорости, высоты полета, пространственного разр
ешения
снимков и пр.) с масштабом аэр
снимка, а также применения оборудования
высокой точн
сти.
В настоящее время имеется ряд камер авиационного базирования с ли-
нейными датчиками изображения:
ADS
(
Leica
GeoSystems
),
JAS
150 (
Jena
Optronik
), 3
DAS
-l
и 3
OC
-l (
Werhli
and
Assoc
ates
, Геосистема),
HRSC
-A
,
AX,
AXW
(DLR
) и др., из которых наибол
шей известностью пользуется семейство камер
ADS
(
Airborne
Dig
tal
System
Система
ADS
включает головную часть
(рисунок 4.10), устройство управления, блок
памяти, и
нтерфейс оператора и программное
обеспеч
ние.
Головная часть
защищена кожухом, з
крывающим его компоненты, основными из
кото
рых являются объектив с теле
центрич
ской оптикой, фокальная плоскость с линейка-
ми ПЗС, система охлаждения, инерциальный
измер
тельный блок
IMU
и др.
Объектив
с постоянным относительным о
верстием и полем зрения 64°
характеризуется разрешением порядка 130 линий/мм и телецентр
ческими
свойствами, благодаря которым световые лучи пересекаются с фокальной
плоск
стью под прямыми углами.
кальная плоскость
содержит три группы линеек ПЗС, устано
ленных
так, что попадающие на них световые лучи создают изображения полос
местности по направлениям «назад», «в надир» и «вперед». Установленное
перед фокальной плоскостью трихроичное устройство выполняет расще
ление светового потока на три (красный, синий, зеленый) или четыре (кра
ный, синий, зеленый и инфракрасный) составляющих. При этом панхром
тические каналы представлены парами ПЗС
линеек, установленными пе
пендикулярно направлению полета и сдвин
утыми одна относительно др
гой на половину пикселя (3,25 мкм) для увеличения детальности создава
мого изображ
ния.
Для фиксации углов отклонения фокальной плоскости от горизон
тального положения используется жестко связанный с ней измерител
ный
блок
IMU
ерциальной системы
POS
AV
.
Устройство управления
представляет собой компьютер, работа
щий в
операционной среде
Microsoft
Windows
и связанный с другими компонен-
тами
ADS
с помощью оптических кабелей; поступающая по ним информа-
Рисунок 4.10
Головная
часть сенсора SH51/
Наличие указанных данных во многом
определяет технологию каме-
ральной обработки материалов аэрофотосъе
ки, с
щественно влияет на
оперативность, точность фотограмметрических построений и объемы пол
вых работ по их геодезическому обеспеч
нию.
Аэрофотосъемочные работы выполняются на оборудован
ных летных
средствах специализированными подразделениями гражданской авиации
или непосредственно топографо
геодезическими (землеустроительными,
лесоустроительными и др.) предприяти
ми.
При аэрофотосъемке можно полагать, что объект находится в бесконе
нос
ти, т. е. изображение объекта (местности)
строится в главной фокальной плоскости. В этой
плоскости и помещают светочувствительный
материал (фотопленку, датчик), на которой п
лучается изображение фотографиру
мой мес
ности. Это позволяет применять для опреде
ния масштаба гор
зонтального аэроснимка пр
стую зависимость, вытекающую из подобия
треугольников
SAB
(рис
нок 4.8)
/AB
f/H
l/L.



(4.1)
Здесь
AB

расстояния между
точками на местности и их изображениями на
снимке;
f

фокусное рассто
ние объектива съемочной камеры;

высота фотографиров
ния.
4.3.1
Сканирующие съемоч
ные системы
Концепция съемки с помощью сканирующих систем была предложена до
тором Отто Хофманом еще в 1970
е годы и использовалась немецки
м аэроко
мическим центром
DLR
(
Deutsches
Zentrum
fur
Luft
-
and
Raumfahrt
) при разр
ботке цифровых
съе
мочных систем
космического базирования.
В соответствии с ней
линейный сканер
оснащается тремя ПЗС
линейками, устано
ленными так, что одна из них формирует
стр
ку шириной в один пиксел, содержащую изо
ра
жение соответствующей полосы местности
по напра
лению «впе
ред», другая

«в надир»,
а тре
тья

«назад» (рис
нок 4.9).
Совокупность строк, создаваемых о
ной ПЗС
линейкой по мере перемещения носителя, формирует
изобр
жение
полосы местности произвольной длины, называемое ковром; три линейки
ПЗС формируют три полосы (ковра).
Полученные с помощью линейного сканера изображения местности о
ладают весьма специфическими геометрическими и фотометрическими
Рисунок 4.8
Масштаб
рофотоснимка
Рисунок 4.9
Схема линейного
сканир
вания
ния цифровых камер и съемочных систем), а также зафиксированные в п
лете показания специальных пр
боров.
Аэронегативы
(аэроснимки)
цифровые или аналоговые
изображения местности, покрывающие без разрывов заданный участок зе
ной поверх
ности

используются для послед
ющего преобразования и с
здания по ним карт
и планов (рисунок 4.6).
Для обеспечения посл
дующих работ смежные аэронегативы (аэр
снимки) должны иметь перекрытия ра
четной
величины. Метрические и фотометрические
(яркостные) характер
стики аэронегативов в
значительной степени зависят от выполнения
техн
ческих условий аэрофотосъемки и выбора
параметров примен
емых фот
графических ма-
териалов и оптич
ских систем. Точность и ка-
чество аэронегат
вов, в свою очередь, опред
ляет качест
во созд
ваемых по ним карт и планов, сроки фотогра
метрич
ской обработки, организацию работ и т.
п. Для получения полноценных
аэронегативов и их эффективного испол
зования необходимо согласование
параметров летно
съемочных р
бот с о
ганизацией всего топогр
афо
геодезического произво
ства.
В соответствии с законами центрального проектирования, по которым
строится изображение местности, точки аэронегатива (аэроснимка) получа-
ют смещения, в
личины которых определяются углом наклона оптической
оси аэрофотоаппарата и колебанием рельефа местности. Устранение этих
смещений осущ
ствля
ется в процессе их фо
тограмметрической обработки,
и в ча
стности

фотографического или цифрового преобразования, называ-
емого
трансформированием.
В связи с этим использование аэр
снимков
для решения каких
либо задач, связанных с и
мерениями по ним,
без
предварительного трансформирова-
ограничивается влиянием ук
занных
щений.
Использование при аэрофотосъемке
специального оборудования
(рисунок
4.7)
обеспечивающего стабил
зацию съемо
чной камеры в полете, ко
пенсацию сдвига изображения, определ
ние угловых и линейных элементов вне
него ориентирования снимков и др., сущ
ственно упрощает последующую кам
ральную обработку сни
ков и повышают
ее точность.
Рисунок 4.7
Комплект оборуд
вания для аэрофотосъе
Рисунок 4.6

Аэроснимок
где М

знаменатель масштаба
.
Тогда ошибка центрирования
центр
= 0,5 ∙ 50
см = 25
. С такой оши
кой точку на планшете можно отцентрировать на глаз.
Горизонтирование планшета
производится при помощи уровня на ли-
нейке кипрегеля и трех подъемных винтов на подставке. Для горизонтир
вания мензулы устанавливают кипрегель по направлению двух подъемных
винтов и, действуя ими, приводят пузырек уровня в нульпункт. Затем пер
ставляют кипрегель на 90
(по направлению третьего подъемного винта) и
,
действуя этим
винтом
,
также приводят пузырек уровня в нульпункт. Эти
действия повторяют несколько раз, пока при перестановке кипрегеля пуз
рек уровня не будет оставаться в нул
пункте.
Ориентирование планшета
может производиться при помощи ориен-
тир
буссоли или по линии
местности, нанесенной на планшет.
Для ориентирования планшета с помощью ориентир
буссоли ее уста-
навливают параллельно одной из рамок планшета. Затем открепляют закр
пительный винт подставки и вращают планшет вокруг вертикал
ной оси до
тех пор, пока магни
тная стрелк
а ориентир
буссоли не установит
ся против
нулевых делений шкалы буссоли. После этого вдоль нижнего ребра коробки
буссоли прочерчивают направление на листе бумаги «север

юг» и закре
ляют закрепительный винт подставки ме
зулы.
Для ориентирования
мензулы по линии на планшете надо прил
жить к
ней скошенный край линейки кипрегеля и поворачивать планшет вокруг
своей оси до тех пор, пока веха, установленная в точке (
) местности
,
не
окажется в коллимационной плоскости кипр
геля. В этом положении линия
на планшете будет совмещена со створом линии
местности. Ориент
рование тем точнее, чем
длиннее линия

на планшете. Так
при длине линии
см ошибка в ориентировании будет не б
лее 5'.

Прямая и обратная мензульные засечки.
Они
применяются для опр
деления планового положения точек съемочной сети и отдельных точек
местности. Для решения этих задач на план-
шете должно быть нанесено п
ложение двух
данных точек местности, по которым можно
определить на планшете положение любой
третьей точки.
Прямая зас
ечка.
Пусть на план
шете даны
точки
,
соответствующие точкам
местности (рисунок 2.6).
Требуется н
нести на
планшет точку
. Для этого
устанав
ливают
мензулу в точке
, центриру
ют
, горизон
тируют
и ориенти
руют
планшет по линии
. Затем в
зируют кип
регелем через точку
планшета на точку
местности и проче
чивают направление
'.
После этого переходят с мензулой в точку
местн
Рисунок 2.6
Прямая засе
Мензула
представляет собо
й чертежный столик и состоит из мензул
ной доски или планшета и подставки
,
соединяющей планшет со штативом.
Подставки бывают деревянные и металлические. На подставке располож
ны закрепительный и наводящий винты, при помощи
которых планшет м
жет вращаться в
округ вертикальной оси. Для приведения планшета в гори-
зонтальное положение используют три подъемных винта при подставке
мензулы и цилиндрический уровень на л
нейке кипрегеля. Для надежной и
правильной работы мензулы необх
димо выполнение следующих условий,
которые проверяют во время проведения поверок ме
зулы.
Поверки
мензулы
:
Мензула должна быть устойчива.
Установив мензулу и закрепив
планшет, наводят трубу кипрегеля на удаленную точку местности и д
лают
рукой легкие нажимы в разных частях планшета. Ес
ли мензула пружинит, и
центр сетки нитей кипрегеля вновь совпадает с точкой, то мензула доста-
точно устойчива.
2
Верхняя поверхность планшета должна быть плоскостью.
Если в
веренная линейка, прикладываемая ребром на планшет в разных направле-
ниях, не дает просветов, то условие считается выполненным. Обычно для
этой поверки используют скошенный край линейки кипр
геля.
3
Верхняя плоскость планшета должна быть перпендикулярна к оси
вращения мензулы.
Пользуясь выверенным уровнем при линейке кипр
геля
,
приводят
ланшет с помощью подъемных винтов
в горизонтальное полож
ние. Затем вращают планшет вокруг горизонтальной оси и наблюдают за
пузырьком уровня. Он не должен о
клоняться от нуль
пункта более чем на
два деления.
Если в процессе поверок обнаруживается невы
полнение хотя бы одн
го из
перечисленных условий, то неисправности мензулы устраняют в масте
ской.
В качестве принадлежностей
к мензуле придается центрировачная ви
ка и ориентир

буссоль.
Установочная вилка (рисунок 2.2
,
) служит для
центрирования менз
улы, то есть для
установки точки
планшета над
точ-
кой (
) местности. Ориентир
буссоль
(рисунок 2.2
,
) служит для ориенти-
рования планшета относительно с
верного направления магнитного м
ридиана. Мензульная буссоль дол
на удовлетворять условиям, предъ-
являе
мым к обычной бусс

Рисунок 2.2
Принадлежности менз
метрического
хода,
что приводит к уменьшению числа станций на снима
мой территории.
В этом случае для связи двух соседних станций тахеоме
рического хода используются общие


и, которые
необходимо снять с
обеих
станций электронным тахеометром. Определив
координаты и высоты этих связующих точек с пе
вой стоянки тахеометра
можно через них определить координаты и высоты точек второй стоянки
тахеометра в единой для двух стоянок сис
теме координат и высот.
Таким
образом,
опорная съемочная сеть может быть создана без специального
проложения
еодолитно
тахеометрического хода в процессе выполнения
тахеометрич
ской съемки.
Мощным средством автоматизации тахеометрической съемки явл
ется
применение современных программных комплексов для обработки ре-
зультатов
измерений.
Такие комплексы позволяют решать все необход
мые задачи для получения топографического плана съемки в электронном
виде, что сделает возможным создание безбумажной техно
логии
в геодезии.
Наиболее распространенным программным комплексом для изысканий и
проектиров
ния инженерных сооружений является «
CREDO
DIALOGUE
»
результате применения, которого можно получить цифровую модель мес
ности. Подробно системы этого комплекса были рассмотрены в разделе
«Теодолитная съемка».
2 МЕНЗУЛ
НАЯ СЪЕМКА
2.1 Мензула, ее устро
ство, поверки и принадлежности
Мензульная съемка
представляет собой
графический способ съемки
для
получения топографического плана местности
. Горизонтальные углы
при мензульной
съемке не измеряют, а строят
на плане графич
ски, поэтому
эту съемку часто называют углоначертательной. Произв
дится мензульная
съемка при помощи мензулы и кипрегеля (рисунок 2.1).
1 –
линейка основная;
2 –
шарнир; 3
линейка д
полнит
ельная;
4 –
уровень;
5 –
уровень трубы;
6 –
зерк
ало уровня;
7 –
фокусирующее устро
ство;
8 –
буссоль; 9

планшет;
10 –
диск; 11

наводящее
устройство мензулы;
12 –
закрепительное устро
ство ме
зулы
Рисунок 2.1

Кипрегель КН

Транспортир совмещают нулевым диаметром с линией, по которой
производилось ориентирование лимба, и намечают по горизонтальным у
лам направления на реечные точки. Отложив от станции по этим направл
ниям соответствующие горизонтальные расстояния,
получают положение
реечных точек и около каждой из них вып
сывают ее номер (в числителе) и
высоту (в знаменателе). Далее, руководствуясь абрисом (кроки), наносят с
туацию местности. По высотам станций и реечных точек производят п
строение горизонталей, ис
пользуя для этого граф
ческое интерполирование
с помощью
прозрачной
палетки по тем лин
ям, которые в абрисе показаны
стрелками.
Полученные горизонтали обводят тонкими линиями светло
коричневого
цвета. Высоты горизонталей подписывают в разрыве так, чтобы в
ерх цифры
был обращен к вершине ската. Горизонтали
,
кратные увеличенной в пять
раз высоте сечения рельефа
,
следует утолстить в 2,5 раза. На плане офор
ляют направление осевого меридиана и под нижней рамкой плана указыв
ют численный масштаб плана и высоту сечения рельефа. Составленный
план сверяют с местностью и после корректуры окончательно оформляют
его в у
ловных топографических знаках.
1.7 Автоматизация тахеометрической съемки
С появлением электронных тахеометров стало возможным автоматиз
ровать про
цесс измерений и вычислений при выполнении тахе
метрической
съемки. Для этого
ектронный тахеометр
устанавливают на станции т
хеометрического хода, а на реечные точки (пикеты) устанавливают посл
довательно вешку со светоотражателем вместо рейки.
При наведении эле
тронным тахеометром на отражатель в автоматическом режиме
определ
ются горизонтальные и
вертикальные углы, расстояния на заднюю и пере
нюю точки хода и пикеты.

С помощью микроЭВМ тахеометра выполняется обработка резул
татов
измерений, в результате которой получают приращения координат и пр
вышения на смежные точки тахеометрического хода и снятые реечные то
ки. Результаты измерений могут быть введены в специальное запомина
щее устройство тахеометра (накопитель информации) или переписаны на
флэш
рту.
В дальнейшем
из запоминающего устройства или флэш
карты инфо
мация поступает в ЭВМ, которая по специальной программе производит
уравнивание тахеометрического хода и вычисление координат и высот
станций и пикетов. По полученным данным с помощью графо
по
строителя,
соединенного
ЭВМ, осуществляется графическое построение топограф
ческого пл
на тахеометрической съемки.

Другим способом совершенствования и автоматизации тахеометрич
ской съемки является
применение методики, при которой отпадает нео
ходим
ость во взаимной видимости между смежными точками тахе
Кроме журнала измерений на каждой станции составляют абрис съемки
(рисунок 1.7.)
(кроки)
,
на котором показывают расп
ложение и номера
станций и реечных точек, указывают направления скатов и схематич
ски
показывают отдельные формы рельефа горизонталями, а также указ
вают
все снятые контур
а ситуации.
Пример выполнения абриса показан на ри-
сунке 1.7.
Журнал и абрис являются основными документами для соста
вл
ния плана тахеометрической съе
ки.


1.6 Составление плана тахе
метрической съемки

План
тахеометрической съемки строят по коор
динатам вершин теод
литно
тахеометрического хода или по горизонтальным проложениям и д
рекционным углам его сторон.
Поскольку п
строение хода по координатам
было рассмотрено при составлении плана теодолитной съемки, то
рассмо
рим
способ построения плана по
дирекционным углам и горизонтал
ным прол
жениям сторон.
В качестве примера рассмотрим
строение точек замкн
того хода
(рисунок 1.8).
Для этого на листе чертежной
бумаги выбир
ют положение начальной стан-
ции тахеометрического хода с таким расч
том,
чтоб
ы другие станции и реечные точки разм
стились в пределах листа чертежной бумаги.
Через точку
I
проводят вертикальную линию
,
пара
лельную краю листа бумаги и принимают
ее за направление осевого мер
диана (напра
ление севера). Затем с помощью транспортира
роят дирек
ционный угол линии
I –
и на
полученном направлении откладывают в ма
бе горизонтальное проложение стороны
I –
. Получают положение точки
на плане. Затем через точку
проводят
,
параллельную ос
вому меридиану (северу)
,
и от нее откладывают
дирекционный угол линии

III
, прочерчивают направление, на котором в
масштабе плана отклад
вают горизонтальное проложение расстояния до
станции
. Построением дирекционного угла линии
– I
контролируют
правильность положения станций тах
еометрического хода. Для этого
откла-
дывают на плане рассто
ние между точками
, полученная при этом н
вязка в несовпадении ста
ции
I
не должна превышать велич
= 1/300
,
где

периметр (сумма длин сторон) тахе
метрического хода.
Если невяз
ка допустима, то ее распределяют графически методом пара
лельных линий, рассмотренном при составлении планов теодолитной съемки
.
часть
I
пособия).
Затем производят накладку реечных точек с помощью и
мерителя, масштабной линейки и транспор
тира полярным
способом.
Рисунок 1.8
Построение
точек х
трубы на заднюю или переднюю точку хода. Лимб закрепляют и приступ
ют к съемке реечных точек вокруг да
ной станции.
Съемка выполняется следующим образом. При круге лево вращением
алидады наводят зрительную трубу теодолита на каждую пике
ную точку и
берут отсчеты по дальномеру,
горизонтальному и
вертикальному кругам.
При снятии отсчетов по вертикальному кругу средний штрих сетки нитей
теодолита
тахеометра наводят обычно на выс
ту прибора. Если контурная
реечная точка не характерна для съемки рельефа и изм
ренные расстояния
не требуется приводить к
горизонту, то отсчет по вертикальному кругу не
снимают и угол наклона не измеряют. После съемки всех реечных точек с
дан
ной станции зрительную трубу снова наводят на заднюю или переднюю
точку хода, чтобы убедиться в неподвижности лимба, при этом отсчет по
горизонтальному кругу должен оставаться 0
00' в пределах двойной точно-
сти отсчетного уст
ройства теодолита
тахеометра.
По окончании работы на данной станции переходят с тахеометром на
следующую станцию и производят работу в том же порядке.
В равнинных ме
стах превышения на реечные точки можно опред
лять
горизонтальным лучом, пользуясь тахеометром как нивелиром.
Если тахеометрическую съемку выполняют одновременно с пр
кладкой
тахеометрического хода, то при визировании на заднюю и п
реднюю, точки
хода со ст
анции отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам
расстояния по дальномеру измеряют дважды, при круге право
(КП) и
круге
ле
во (КЛ).
Все данные измерений при тахеометрической съемке заносят в жу
нал
тахеометрической съемки. Форма журнала приведена
в соответствующих
заданиях.
Порядок обработки журнала следующий. По отсчетам по верт
кальному кругу вычисляют углы наклона на каждую реечную точку по
форм
ле (для теодолита 2Т30)
= КЛ

.
Затем по формулам (1.2
)–(
1.4)
,
используя тахеометрические т
абли
или калькулятор
,
вычисляют горизонтальные проложения (
) и превышение
')
над горизонтальным лучом. Учитывая, что высота визирования по рейке
равна высоте прибора ( то есть
), то пр
вышение
. Записывают его
в соответствующую г
рафу с учет
ом знака пр
вышения. В
ысоты реечных точек
вычисляют
по форм





ст
+
h



.19)
где
ст

высота станции;


h

превышение
с данной
стан
ции на рее
ную
точку.
Рисунок 1.7
Абрис съемки
со ста
Образцы вычислений координат и высот теодолитного и тахеометрич
ского ходов и соответствующие ведомости приведены подробно в метод
ческих указаниях для выполнения лабораторных и расчетно
графических
работ.
1.5 Производство тахеометрической съемки. Журнал и абрис
Съемка ситуации и рельефа местности
может выполняться или после
создания съемочной сети
,
или одновременно с прокладкой тахеометрич
ского хода.
На каждой станции производят осмотр местности
,
подлежащей съе
,
и намечают реечные или пикетные характерные точки ситуации и рельефа
местности.
Характерные
точки ситуации выбирают так же
,
как и при теод
ной съемке,
.
на границах земельных угодий,
ках поворота дорог,
линий электропередач, связи, углах зданий и
со
оружений и других объектах
местности.
Чтобы снять рельеф местности вокруг станции
,
назначают

высо
ные точки
. Их определяют во всех характерных точках и линиях рель
фа, т
.
.
на вершинах и подошвах холмов, дне и бровке котловин, водора
деле хребтов, во
досливе лощин и перевале седловин, ур
зах воды водоемов
и других характерных точках рельефа. При этом между соседними высо
ными точками должны образовываться равноме
ные скаты местности для
правильного интерполирования по ним гор
зонталей. Например,
на рис
унке
1.6 характерные
точки рельефа показаны номер
ми 1
18.
Чтобы обеспечить то
ность съемки
,
расстояния
между соседними реечными
точками (пикетами) не дол
ны пре
вышать 15 м
для ма
штаба 1:500 и 60
80 м для
масштаба
1:5000, а
рассто
ния от теодолита
хеометра до реечной точки б
рут не более 100 м
для масшт
ба 1:500 и 300 м
для масштаба 1:5000.
Некоторые реечные точки могут быть о
новременно характерными и для ситуации местн
сти
,
и для рельефа. Характе
ные реечные точки колышками не закре
ляют.
Если съемка местности производится после проложения теодоли
тахеометрического хода, то работу на станции выполняют в следующем п
рядке. Устанавливают теодолит
тахеометр над точкой хода в рабочее поло-
жение, измеряют высоту прибора с помощью рейки или рулетки и запис
вают ее в
журнал тахеометрической съемки
. Затем при круге лево орие
тируют лимб тахеометра на заднюю или переднюю точку хода, т. е.
уст
навливают на лимбе отсчет 0
00' и вращением лимба наводят визирную ось
Рисунок 1.6
Выбор характерных точек рельефа
так как в замкнутом ходе теоретическая сумма превышений должна ра
няться нулю.
Невязки, вычисляемые по формулам (1.13) и (1.14) не должны прев
шать допустимой ве
личины



= 0,04
d
/
,




(1.15)

где

длина тахеометрического хода, выраженная в сотнях метров;


число сторон хода.
Если невязка допустима, то ее распределяют путем введени
я попр
вок в
средние превышения:




– (
/
)

(1.16)
где

значение поправки в
превышение;


длина
стороны.
То есть поправку в превышения берут со знаком
,
обратным невязке и
пропорционал
ьно длинам сторон. Контроль: суммы поправок должны ра
няться невязке с обратным знаком.
С учетом поправок находят исп
равленные превышения

испр
ср
.



(1.17)

Контроль: сумма исправленных превышений в замкнутом ходе должна
рав
няться нулю, а в разомкнутом

разности высот кон
чной и начальной
точек хода.
ысоты станций тахеометрического хода определяют по формул

посл
пред
испр

(1.18)
где
посл
пред

соответственно высоты последующей
и предыдущей ста
-


ций хода.
В конце вычислений по формуле (1.18) для замкн
утого хода должны
получить высоту начальной точки, а для разомкнутого хода

высоту коне
ной точки хода.
Для вычисления плановых координат (
) станций тахеометрическ
го хода выполняют уравнивание углов и приращений координат.
Для этого
используют те ж
е формулы, как и в теодолитном ходе. При этом относ
тельная невязка хода при измерении линий нитяным дальноме
ром не дол
на быть больше 1/500
, а при измерении линий мерной лентой

не более
1/2000 для благоприятной местности и 1/1000

для неблагоприятной (па
ш-
ня, высокая трава и т. д.).

полным приемом при круге лево (КЛ) и при круге право (КП) гор
зонтальные углы между направлениями на смежные станции;

при КЛ и КП вертикальные углы.
Все результаты измерений записывают в журнал тахеометрической
съемки. При обработке журнала вычисляют по отсчетам по вертикал
ному
кругу значение места нуля (
) вертикального круга и углы наклона (
) в
зависимости от модели теодолита
тахеометра.
Например,
для теодолитов
2Т30 и 2Т30П формулы для вычислений будут следу
щие:

= (КЛ+ КП)/2


= КЛ

= М0

.


Затем, по тахеометрическим таблицам или на калькуляторе опред
ляют
величину горизонтальных проложений (
)
и превышений
над горизонтал
ным лучом (
, используя для этого формулы (1.2
) – (
1.4). После этого по
формуле (1.1) вычисляют превышения (
) между станциями тахеометриче-
ского хода.
Для каждой стороны хода проверяют разность
между превышени
ми в
прямом и обратном направлениях. Эти прямые и обратные превышения
должны быть с противоположными знаками, а по абсолютной величине
разности прямых и обратных превышений
не должны превышать 4 см
на
100 м
расстояния. Аналогично прямые и обратные горизонтальные прол
жения не должны отличаться межд
у собой более чем на 1:300 от
длины
стор
ны.
На основании обработанного журнала тахеометрической съемки соста
ляют ведомость вычисления высот тахеометрического хода, в котором вы-
полняют уравнивание превышений.
Для этого
с учетом пр
мых и обратных
превышений находят средние превышения по каждой стороне тахеометри-
ческого хода, которые берут со знаком прямого превышения.
Затем вычи
ляют невязку в превышениях для тахеометрического хода. Если ход раз
мкнутый (см
.
рисунок 1.5
,
) невязку определяют по форм


ср
– (

),



(1.13)
где


невязка в превышениях;

ср

сумма средних превышений по в
сему ходу;

соответственно высоты конечной и начальной точек хода.
Для замкнутого хода



ср
,





(1.14)

кая полоса местности. Например, при изысканиях для строительства желе
ных и автомобильных дорог, каналов, различных трубопроводов и других
соор
жений, имеющих вытянутую форму.
Если съемке подлежит сравнительно небольшой участок местности, то
по его границе прокладывают замкнутый тахеометрический ход, а затем
внутри него

диагональный ход, обеспечивающий сплошную съемку
участка. На рисунке 1.5 приведены схемы замкнутого и разомкнутого те
долитно
тахеометрических ходов, причем разомкнутый ход проложен ме
ду исхо
ными пунктами гос
ударственной геодезической сети (



Точки поворота этих ходов служат станциями для съемки окр
жающей
ситуации и рельефа местности. Прокладка ходов состоит в выборе и закре
лении точек хода, измерении углов поворота и длин сторон и в определении
превышений ме
жду точками хода.
Точки поворота тахеометрических ходов выбирают с учетом их взаи
ной видимости и обзора для съемки окружающей местности. Длины тахе
метрических ходов, число сторон и
их длина в ходе не должны превышать,
в зависимости от масштаба съемки, величин
,
указанных в табл
це 1.2.

Таблица 1.2

Характеристика тахеометрического хода
Показатель
Масштабы съемки
1:5000
1:2000
1:1000
1:500
Предельная длина хода
Максимальное число
сторон в ходе
Предельная длина стороны
Закрепление вершин тахеометрических ходов выполняют време
ными
знаками
(колышками, столбами, металлическими штырями и т. д.).
Последовател
ность работ на
станции при проложении теодолитно
тахеометрических ходов сл
едующая. Измеряют:

высоту прибора;

по нитяному дальномеру расстояние между станциями хода;
Рисунок 1.5
Теодолитно
тахеометри
ческие ходы:

замкнутый;
разомкнутый
h
1
1
1
1
1
3
также плоских и пространственных координат наблюдаемых точек. Пред
смотрена также возможность определения коорд
нат точек по результатам
засечек, вычисления неприступных расстояний и определение высоты нед
ступной точки.
ля обеспечения разбивочных работ служат программы вычисления у
лов и расстояний для выноса точки с заданными координатами. При реш
нии задач может учитываться влияние кривизны Земли и ре
ракция.
Применение электронных тахеометров при выполнении тахеометри
ской съемки значительно повышает производительность труда, и
ключает
ошибки наблюдателя при снятии отсчетов и записи результ
тов измерений,
сокращает время на обработку и вычисление полевых наблюдений. Поэтому
электронные тахеометры в последнее время нах
одят самое широкое прим
нение в геодез
ических работах, несмотря на
довольно высокую сто
мость по сравнению с круговыми и номограммными т
хеометрами.
1.4 Построение и уравнивание съемочной сети

при тахеометрической съемке
В соответствие с
принципом перехода от общего к частному
тахеоме
рическая съемка выполняется в
два этапа
. На


этапе, на участке
местности
,
подлежащей съемке
,
создается
опорная

съемочная сеть, а


втором
этапе с точек этой съемочной сети (съемочного обоснов
ания) в
полняют непосредственно съемку характерных точек ситуации и рельефа
местности. Иногда эти два этапа выполняют одн
временно.
На первом этапе для создания съемочного обоснования тахеометр
ческой съемки на местности прокладывают опорные планово
высот
ные
ы. В
зависимости от способов измерения расстояний и превышений
различают следующие виды ходов: теодолитно
нивелирный, теодолитно
высотный и теодолитно
тахеометрический.
Теодолитно
нивелирный
прокладывают для создания съемочной сети
при крупно
сштабно
съемке (для масштабов 1:500 и 1:1000). Ра
стояние
в таких ходах измеряют мерной лентой, а превышения

нивелиром мет
дом геометрического нивелирования.
теодолитно
высотных
ходах
расстояния измеряют мерной ле
той, а
превышения способом тригонометрического нивелирования. В
теодоли
т-
тахеометричесикх
ходах
расстояния измеряют нитяным дальномером
теодолита, а превышения

тригонометрическим нивелированием. Прим
няют теодолитно
высотные и
теодолитно
тахеометрические ходы
для с
ставления планов
масшт
абов 1:1000; 1:2000 и 1:5000.
По своей конфигурации все тахеометрические ходы бывают зам
нутые
и разомкнутые.
Разомкнутые тахеометрические ходы проклад
ывают обычно
при маршрутной съемке, когда
снимается,
по какому
либо направлению у
ноль на высоту прибора.
Работу с номограммой выполняют, как и с нит
ным дальномером. То есть основную кривую наводят на ноль рейки (или на
какое
либо другое ее деление). Затем вдоль вертикальной нити с точн
стью до 0,1 считают число сантиметровых делений
:

меж
ду основной
кривой и кривой расстояний и

меж

основной
кривой
криво

вышений.
После
перемножения этих значений на соответствующие
фициенты
получают искомые вел
чины
.
Точность определения расстояний и превышений номограммным т
хеометром такая же, как и круговым тахеометром. Для повышения автома-
тизации полевых измерений при тахеометрической съемке применяют эле
тронные тахе
метры.

лектронный тахеометр
содержит угломе
ную часть, созданную на базе кодового
теодолита,
светодальномер
встроенную микроЭВМ (рис
нок
1.4).
С помощью угломерной
части
определяютс
горизонтальные и вертикальные углы, при этом, в
отличие от обычных оптических теодол
тов, код
вый электронный теодолит имеет на горизонтал
ных и вертикал
ных кругах высокоточные датчики
углов, от которых отсчеты по кругам п
редаются на
индикацию и регистрацию
. Светодальномер тахе
метра позв
ляет измерять расстояния до отражате-
ля, установленного на штативе или на переносимой
с точки на точку вешке.
МикроЭВМ тахеометра да-
ет возмо
ность решения целого ряда стандартных
геодезических задач, для чего
эле
тронн
ый
тахе
метр снабжен набором
необходимых
прикладных
программ
. Полученная в
ходе
измерений информация может передаваться на
цифровое табло тахеометра, а
также регистрироваться во внутренней памяти прибора и на флэш
картах для
последующего ввода в компьютер
с целью дальнейшей обр
ботки.
Электронный тахеометр имеет две панели управления, расположе
ные с
обеих сторон прибора. На панели управления расположены клавиатура,
служащая для управления процессом измерений и ввода информации вру
ную и дисплей.
Програ
ммное обеспечение электронных тахеометров позволяет р
шать
достаточно широкий круг геодезических задач. Для этого предусмотрен
ввод и сохранение данных о станции (стоянке тахеометра). В эти данные
входят номер точки, ее координаты и отметка над уровнем моря, высота
прибора, дата, время, сведения о погоде, имя оператора и другие сведения.
По результатам измерений выполняется вычисление горизонтальных,
вертикальных и дирекционных углов, горизонтальных проложений, прев
шений, высот точек, где установлены отр
ажатели, приращ
ний координат, а
Рисунок 1.4
Тахе
метр
Trimble5600
следует производить в полуденное время с 9 до 16 часов, когда земная р
фракция принимает более у
тойчивое значение.
1.3

Приборы для тахеометрической съемки
Для производства тахеометрической съемки обычно применяют тахе
метры и тахеометрические рейки.
Тахеометры
могут быть круговые и т
хеометры
автоматы.
тахеометр представляет собой оптический
теодолит,
снабженный вертикальным кругом, нитяным дальномером и буссолью. Т
кие теодолиты иногда называют теодолиты
тахеометры. Таким
образом,
технические теодолиты моделей Т30, 2Т30, 2Т30П и точные теодолиты
2Т5К, 3Т
5КП я
ляются теодолитами
тахеометрами.
В качестве
тахеометрических реек
при небольших расстояниях можно
использовать обычные нивелирные рейки с шашечными дел
ниями. А при
расстояниях от тахеометра до точки свыше
100 м
испол
зуют специальные
тахеометрические рейки, которые имеют более крупные деления и
разли
ную раскраску, облегчающую снятие отсчетов по дальномерным нитям.
на деления на этих рейках выбирается такой, чтобы коэффициент дальном
ра тахеометра, к которому прид
ются
рейки,
был равен 100.
Для ускорения работ при тахеометрической съемке
прим
еняют

-
-
ы, которые с помощью различных технических
устройств дают возможность определять превышения и горизонтальные
проложения линий автоматически без вычислений.
Тахеометры
автоматы могут быть номограм
ные и электрон
ные.
Ном
граммный
тахеометр
представляет собой оптический теодолит, снабжен-
ный дополнительным вертикальным кругом, на к
тором нанесены кривые (н
мограммы) расстояний и
превышений, рассчитанные по формулам (1.3) и
(1.4).
Они перед
ются в поле зрения трубы (
обычно
только при круге лево)
,
и непосредственно по ним с
дальномерной рейки определяют горизонтал
ные
расстояния и превышения.
На рисунке 1.3 показано
поле зрения ном
граммного тахеомет
ра
DALHTA
010
. Его номограмма имеет следующие кривые:
основную (нулев
ую, начальную), обозначенную на рисунке буквой
, две
кривых горизонтальных расстояний с
коэффициен
тами 100 и 20
0
и шесть
кривых превышений, из которых в поле зрения видны максимум две,
например, +10 и +20, как на рисунке.
При измерении превышений или вертикальных углов на визирную цель
наводят основную кривую. В процессе
съемки удобно использ
вать рейку с
выдвижной
пяткой (раздвижную
рейку), позволяющую устанавливать ее
Рисунок 1.3
Поле
зрения номограммного
тахеоме

Окончательно с учетом формулы (1.1) превышение



= 0,5

sin
i – V


(1.5)
Если расстояние (
) измерено нитяным дальномером, то



D

(1.6)

где

коэффициент нитяного дальномера (
= 100)
;


число сантиметровых делений между дальномерными штрих
ми;


постоянная нитяного дальномера
.
Подставив

формулу (1.6) в (1.5), получим



= 0,5(
)
sin




(1.7)


Если при измерении углов наклона
средний штрих сетки нитей тахе
метра наводят на высоту
прибора,
то есть
,
формулы (1.1), (1.5) и (1.7)
примут более простой вид:


' =

(1.8
)




= 0,5
D
sin

(1.9)


= 0,5
(
)
sin

(1.10)
Вычисления по ф
ормулам (1.3) и (1.4) можно выполнять с помощью
специальных тахеометрических таблиц, в которых по аргументам (
и (υ)
определяются горизонтальное проложение (
) и величина превышения над
го
ризонтальным лучом (
').
При расстояниях
более 300 м в полученн
ые формулы вводят п
правку
за кривизну Земли и рефракци
ю, которую вычисляют по форм

= 0,42
/
R

(1.11)
где


горизонтальное проложение;



радиус Земли (
≈ 6400
км).
С учетом этой поправки полная формула вычисления превышения сп
собом тригонометрич
еского нивелирования примет вид

' +



(1.12)
Если расстояние до определяемой точки менее 300 м, то поправка за
кривизну Земли и рефракцию будет
0
01 м
,
и ее не учитывают.
Точность тригонометрического нивелирования зависит в основном от
точности измерения угла наклона и величины расстояния от тахе
метра до
точки.
В среднем при ошибке измерения угла наклона
= 1' погрешность
определения превышения будет составлять 4 см на каждые 100 м рассто
ния, то есть на 200 м
= 8
.
При расстояниях свыше 1
–2
км на ошибку в
определении превыш
начинают
оказывать значительное влияние непостоянство земной рефра
ции и условия видимости. Поэтому тригонометрическое нивелирование
В переводе с греческого языка тахеометрия означает „быстрое измере-
ние“. Быстрота тахеометрической съемки достигается тем, что при одном
только визировании на точку местности с исходного пункта сразу опред
ляют расстояние до этой точки, направление на нее и превышение, что по
воляет
определить положение точки относительно исходного пункта в
плане и по высоте.
Выполняют тахеометрическую съемку с помощью геодезических пр
боров
,
называемых
тахеометрами
. При этом расстояния до точек опред
ляют по дальномеру тахеометра, направление лини

по гор
зонтальным
углам, а превышения

способом тригонометрического н
велирования. Для
определения планового положения точки используется полярный способ
съемки,
при котором положение точки 1 опред
лятся с помощью измерения
горизонтального угла (β) и
полярного расстояния
)
(рис
нок 1.1).
Высотное положение точки определяется п
тем измерения тахеометром превышения спос
бом тригонометрического нивелиров
ния.
Сущность тригонометрического нивелиров
ния показана на рисунке 1.2. Для определения
превыш
ения
) в точке
устанавливают тахеометр, а в точке
1 –
ейку.
Измеряют с помощью рулетки или
рейки высоту прибора (
). Затем
наводят зрительную трубу тахе
метра на рейку и определяют по
вертикальному кругу угол наклона
(υ) линии визирования.
С помощью
альномера тахеометра измеряют
наклонное расстояние (
) или г
ризонтальное прол
жение (
).
Из рисунка 1.2 превышение (
) можно определить по форм







' +

,

(1.1)

где

превышение над горизо
тальным лучом визирования;


высота наведения на рейке (высота визирования).
Из прямоугольного треугольника
OMN
, видно, что


' =


1.2)
,
учитывая, что




cos



(1.3)
получим


h'

cos

sin
/
cos
= 0
,5
sin


(1.4)
Рисунок 1.2
Тригонометрич
ское
нивелиров
= 0,1
мм ∙
,
где М

знаменатель масштаба.
Например,
для
масштаба плана 1:500
0,1 мм ∙ 500 = 50 мм = 5 см, а
если требуются общие сведения о местности, то используют мелкие мас-
штабы, например 1:10000 (
= 0,1 мм ∙ 10000 = 1 м).



выбирают в зависимости
от ма
штаба съемки и характера рельефа местности. Для
планов
стандартных
масштабов в
соту сечения рель
ефа можно определить по формуле



= 0
2 мм ∙ М
,
где М

знаменатель численного масштаба.
Например, д
ля масштаба 1:5000 высота сечения рельефа будет иметь
величину
0,2 мм ∙ 5000 = 1000 мм = 1 м.
Однако если рельеф местности будет равнинный, то высоту сечения ре-
льефа мож
но принять для данного масштаба
= 0,5 м, и наоборот, если х
рактер местности будет горный, то высоту сечения рельефа для масштаба
1:5000 принимают
равной 5 м.
В таблице 1.1 указаны осно
ные сведения о
выборе стандартной высоты сечения рельефа.
блица 1.1

Выбор высоты сечения рельефа
в зависимости от харак
тера


местности и масштаба плана и карты
Характер
местности
Углы
наклона
Высота сечения рельефа, м
1:500
1:1000
1:2000
1:5000
1:10000
1:25000
Равнинная
Пересеченная
Горная
о 4
4–

0,1
0,25
0,5
1,0
0,25
0,5
1,0
1,0
2,0
0,5
1,0
2,0
0,5
1,0
2,0
5,0
1,0
2,0
2,5
5,0
2,5
5,0
10,0
Производство любой съемки выполняют по принципу перехода от о
щего к частному, то есть сначала на местности с повышенной точностью
определя
ют плановое и высотное положения
ряда отдельных т
чек, которые
образуют опорную с
ъемочную сеть, а затем с точек этой опорной сети сн
мают все характерные точки ситуации и рельефа м
стности.
Теодолитная (горизонтальная) съемка местности была рассмотрена в
первой части пособия. Остальные виды съемок являются топографическ
ми, при которых снимают и ситуацию,
и рельеф местности. Рассмотрим
каждый из указанных видов топографических съемок более подро
но.

1.2 Сущность тахеометрической съемки.

Тахеометрические
формулы
Тахеометрическая съемка является основным видом съемки
для пол
чения топографического плана местности в крупных масштабах
(1:500

1:5000). Применяют ее для съемки небольших незастроенных участков
местности, а также при изысканиях и проектировании дорог и искусстве
ных с
оружений.
1
ТАХЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКА
1.1 Общие сведения о топографических съемках местности
Съемкой
местности называют совокупность геодезических измер
ний,
выполняемых с целью составления плана участка местности. Съемки быва-
ют
, при которых получают пол
жение контуров и
предметов местности без рельефа. Если при съемке получают рельеф мес
ност
и, то такие съемки называют
.
Съемки,
в резул
тате которых получают ситуацию местности и рельеф называют

-
При выполнении съемок местности различают следующие э
ы:
подготовительный, полевой
и камеральный.
Во время
подготовительного
этапа изучают имеющийся топографич
ский материал на данную местность, составляют проект выполн
ния работ,
производят рекогносцировку участка и закрепляют точки съемо
ной сети.
В процессе
полевого
этапа при помощ
и геодезических приборов выпо
няют измерения углов, расстояний и превышений, необходимых для опр
деления взаимного положения точек местности в плане и по высоте.
Камеральный
этап работ состоит из вычислительной и графической ча-
стей, в процессе выполнения
которых определяют координаты и высоты т
чек
и составляют планы и профили
местности.
По названию основных приборов, которыми выполняются полевые и
мерения, различают следующие

к:

теодолитна
,
которую производят с помощью теодолита
и мерной
ленты или рулетки;

тахеометрическая
, которую выполняют геодезическими приб
рами
называемыми тахеометрами;

мензульная
, основными приборами для выполнения которой я
ляются
мензула и кипрегель;

нивелирование
поверхности, которое
выполняют при помощи нивели-
ра и рулетки;

фототопографические
, которые делятся на
аэрофотосъемку (съемку
аэрофотоаппаратом с самолета), космическую фотосъемку (выполн
ется с
искусственных спутников Земли) и фототеодолитную съемку (наземную,
выполняемую теодолитом им
еющим фотоаппарат вместо зрительной тр
бы);

специальные
, к которым относят современные методы съемки с пом
щью трехмерных лазерных сканеров, а также съемки спутниковыми прие
никами.
Основными параметрами любой съемки являются масштаб и высота се-
чения р
ельефа. М

съемки выбирают в зависимости от к
нечной
цели выполняемых работ. Если необходимы подробные сведения о
местн
сти, то для съемки выбирают крупные масштабы, так как точность масшт
бов


РЕДИСЛОВИЕ
Учебно
методическое пособие «Курс инженерной геодезии (часть
составлена в соответствии с типовыми и рабочими программами по дисци-
плине
«Инженерная геодезия» для студентов строительных
и транспортных
специальностей БелГУТа.
Данное пособие является продолжением учебно
методического п
собия
«Ку
рс инженерной геодезии (часть
)» и методически оно
опирается на о
новные сведения и геодезические приборы, изложенные в первой части.
Данное пособие разделено на два раздела. В первом разделе рассмотре-
ны основные топографические съемки местности:
тахеоме
трическая, ме
зульная и нивелирование поверхности, а также изложены сведения по фот
грамметрии и фототопографии, приведены современные специальные виды
съемок с помощью приборов спутниковых технол
гий и методов лазерного
сканир
вания.
Второй раздел пособи
я посвящен инженерно
геодезическим работам
при изысканиях, строительстве и эксплуатации разл
ичных видов сооруж
ний: железных и автомобильных дорог, линий
водоснабжения и водоотв
дения, промышленных и гражданских зданий
. Рассмотрены также геодез
ческие рабо
ты при реконструкции, эксплуатации и экспертизе зданий, с
оружений и строительных конструкций.
Во втором разделе пособия первоначально рассмотрены геодезические св
дения
,
общие для всех специальностей, а затем на основе этого указаны ос
бенности инженерно
геодезических работ для отдельных специальностей
культетов С, ПГС и УПП БелГУТа, что является весьма важным при подг
товке будущих инженеров.
Авторы выражают благодарность рецензенту заведующему к
федрой
«Строительство и эксплуатация дорог» кандидату т
ехнич
ских наук

П.В.
Ковтуну и ассистенту И.П.
Драловой за помощь в подготовке и
оформл
нии учебно
методического пособия
.

УДК 528.48 (075.8)
ББК 26.12

К93
А в т о р ы: ка
нд. техн. наук, доцент
Е. К. Атрошко
(предисл., гл. 1
3, 6,
11), ст. преп.
В. Б. Марендич
(гл. 7
10), ассист.
А. А. Тк
гл. 4, 5), а
сист.
Н. С. Сырова
(гл. 12).
Р е ц е н з е н т

заведующий кафедрой «СЭД»
канд. техн. наук, доц
ент

П. В.
тун
УО «БелГУТ»
.

Курс
инженерной геодезии
: учеб.
метод. пособие для студе
тов
К93 строительных и транспортных специальностей БелГУТа. В 2 ч. Ч.
/
Е. К. Атрошко [и др.]; М
во образования Респ. Беларусь, Белорус. гос.
т трансп.

Гомель
: БелГУТ, 2011.

187 с.

ISBN
978
468
862
6 (ч.
)
В первой части пособия (Гомель
2010) были изложены основные све
дения
по геодезии, топографические карты и планы, теория погрешностей изм
рений,
устро
ство и работа геодези
ческих приборов.
Во второй части рассмотрены способы выполнения съемочных работ, а
также вопросы, связанные с выполнением геодезических работ при строител
стве и эксплуатации промышленных зданий и инженерных соор
жений.
Предназначено для студентов
I
курса
строительных
и транспортных
спец
ностей БелГУТа.


УДК 528.48 (075.8)
ББК 26.12
ISBN
978
468
6 (ч.
)
ISBN
978
468
-8

©
Оформление. УО «БелГУТ», 2011
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛ
РУСЬ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВА
НИЯ
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПО
ТА»
Кафедра «Изыскания и проектирование дорог»


КУРС
ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОДЕЗИИ
Учебно
методическое пособие для студентов
строительных и транспортных специальностей
БелГУТа
Ч а с т ь

Одобрено методической комиссией факультета ПГС

Гомель 2011
и вдоль скошенного края линейки кипрегеля прочерчивают линию. У кон-
цов этой линии устанавливают вертикально две иглы и визируют через них.
Если наблюдаемая точка окажется в створе игл, то условие поверки выпо
нено
. Несоблюдение этого условия не будет влиять на точность построения
углов, если визирование и прочерчивание направлений производить при о
ном п
ложении круга (обычно при круге лево). Ошибка будет действовать
только на ориентирование планшета.
7
Место нуля
вертикального круга кипрегеля КА
2 должно быть бли
ким к 90
, а кипрегеля КН

близким к 0
. Определяют место нуля верти-
кального круга из наблюдений, измеряя вертикальные углы на несколько
точек при КЛ и КП по формулам:
а) для кипрегеля КА

М0 = (КЛ
+ КП

180
) / 2; υ = М0

КЛ;


υ = (КП

180

М0;

б) для кипрегеля КН

= (КП

КЛ) / 2
;
υ = КП

;

υ = КЛ + М0
.
Колебание места нуля на реечные точки не должно превышать двойной
точности отсчета.
Если место нуля у кипрегеля КА
2 будет от
клоняться от
, а у кипрегеля КН

от 0
более чем на ±2', то вращением трубы устана
ливают отсчет на верти
кальном круге
, равный М0
. Пузырек уровня при
алидаде вертикального круга при этом должен быть в нульпункте. Затем
микрометренным винтом алидады вертикального круга устанавливают о
счет
,
равные 90
00'

для кипрегеля КА
2 или 0
00'

для кипрегеля КН. В
от момент пузырек уровня при
алидаде вертикального круга сойдет с
нульпункта
,
и тогда исправительными винтами этого
уровня
вновь прив
дят его в нульпункт. Поверку повт
ряют.
Примечание

Во время выполнения поверки места нуля и во время полевых р
бот при
снятии отсчетов по вертикальному кругу и кривым расстояний и превыше-
ний необходимо не забывать всегда микрометренным винтом приводить пузырек
уровня при алидаде вертикального круга в нул
пункт.
.3 Установка мензулы на станции.


Прямая
и обратная мензульные
засечки


Установка мензулы
на станции состоит из
трех действий
:
цен-
трирования, горизонтирования, ориентирования.

Центрирование планшета
при съемке в масштабах 1:2000, 1:1000 и
1:500 производится с помощью
центрировочной вилки,
а при масштабах
1:5000 и мельче центрирование выполняют на глаз, так как допустимая
ошибка центрирования не должна превышать половины точности ма
сштаба,
то есть

= 0,1
мм ∙ М = 0,1
мм ∙ 5000 = 500
мм = 50
,

1
Скошенный край линейки кипрегеля должен
быть прямой линией, а ее
нижняя поверхность

плоскостью.
Проводят вдоль линейки кипрегеля
тонкую линию, затем поворачивают кипрегель на 180
,
прикладывают ли-
нейку к этой линии и повторно прочерчивают линию вдоль скошенного
края линейки. Если обе линии совпадут, то условие выполнено. Поверка
нижней плоскости производится установкой кипрегеля на планшет. Линей-
ка должна плотно прилегать к нему. В случае невыполнения этих условий
кипрегель отдают в ремонт.
2
Ось цилиндрического уровня на линейке кипрегеля должна быть п
раллельна нижней плоскости линейки
(аналог
первой поверки теодолита).
Ставят кипрегель по направлению двух
подъемных винтов и пр
иводят ими
пузырек уровня в нульпункт. Отмечают положение линейки черточками у
ее концов и переставляют кипрегель на 180
. Если пуз
рек уровня сойдет с
нульпункта, то исправительными винтами уровня перемещают его к сер
дине на половин
у дуги отклонения. Поверку повтор
ют.
3
Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси
вращения трубы
( аналог второй поверки теодолита). Наводят зр
тельную
трубу кипрегеля на хорошо видимую точку и прочерчивают вдоль скоше
ного края линейки кипрегеля линию. Затем переводят трубу через зенит,
поворачивают кипрегель на 180
и совмещают скошенный край линейки с
прочерченной линией, при этом сетка нитей кипрегеля должна быть навед
на на точку. Если изображение точки смещается в сторону, то коллимаци-
онная погрешность трубы равна п
ловине этого смещения. Для исправления
поверки боковыми
исправительными винтами сетки нитей перемещают п
рекрестие сетки нитей на половину см
щения и поверку повторяют.
4
Ось вращения зрительной трубы должна быть парал
лельна ни
ней
плоскости линейки
(аналог третьей поверки теодолита). Устанавливают
мен
зулу в 20
30 м
от высокого здания, горизонтируют планшет и наводят
трубу кипрегеля при круге лево на высокорасположенную точку здания. За-
тем опустив трубу, отмечают на сте
не проекцию этой точки на уровне в
соты прибора. Переводят трубу через зенит и проделывают те же действия.
При этом перекрестие сетки нитей должно проектироваться в ранее отм
ченную точку. Это условие обычно гарантир
уется заводом
изготовителем.
5
Вертикал
ьный штрих сетки нитей должен быть перпендикул
рен к
оси вращения трубы
аналог
четвертой поверки
теодолита). Наводят пер
крестие сетки нитей трубы кипрегеля на точку и
,
медленно вращая трубу
.
следят за изображением точки в поле зрения трубы. Если при этом
верт
кальный штрих сетки нитей не будет сходить с изображения точки, то усл
вие выполнено. В противном случае нужно повернуть сеточное кольцо и
поверку повторить.
6
Коллимационная плоскость трубы должна проходить через скоше
ный линейки кипрегеля или быт
ь ему параллельной
. Наводят трубу на точку


.
Для определения горизонтального проложения и превышения нав
дят
основную кривую на нуль рейки, установленный на высоте прибора, прив
дят пузырек уровня при алидаде вертикального круга в нульпункт микр
метренным винтом, отсчитывают по рейке число сантиме
ров от осн
овной
кривой до кривой горизонтальных проложений и пр
вышений и умножают
этот отсчет на соответствующий коэффициент кривой.
Например, для ки-
прегеля КА
2 на рисунке 2.4 горизонтальное проложение и превышение с
вят:



= 18,3
∙ 100 = 1830
см = 18,3
;

= 24,5
∙ (−10) = −2
см = −2,45
;

= 12,5
см ∙ (−20) =
240
см =
2,45
.
При вычислениях более высокую точность дают
отсчеты по кривым с
меньшим коэффициентом.
Аналогично для кипрегеля КН на рисунке 2.5
горизонтальное проложение и превышение бу
дут
:



d
= 18,9
см ∙ (100) = 1890
см = 18, 9
;


= 9,4
см ∙ (200) = 1880
см = 18,8
;

= 9,5
см ∙ (
10) = 950
см = 0,95
.

Поверки кипрегеля
Чтобы убедиться в правильности работы
кипрегеля
,
выполняют проверку соответствия его геометрических осе
й. Эти
действия называют поверкой кипрегеля. Кипрегель должен у
довлетворять
следующим условиям:
Рисунок 2.4
Поле зрения кипрегеля КА

шкала вертикального круга; 2

рейка;
3, 5

номограммы превышений; 4

ном
грамма горизонтальных проложений; 6

основная кр
вая
Рисунок 2.5
Поле зрения кипрегеля КН
1, 2

номограммы
горизонтальных проло-
жений; 3

рейка; 4

вертикальный штрих;
5, 6

номограммы превышений; 7

осно
ная кр
вая; 8
шкала вертикального круга
.2 Устройство и поверки к
прегеля

Кипрегель
служит для визирования на точки местности, прочерч
вания
направлений, измерения вертикальных углов, расстояний и превыш
ний.

На рисунке 2.3 показано устройство кипрег
ля КА


1 –
наводящее устройство трубы;


2 –
окуляр;



3 –
фокусирующее устрой
ство;

4 –
уровень при трубе;


5 –
уровень при алидаде

верт
кального круга;

6 –
винт уровня при алид

вертикального
га;

7 –
цилиндрический ур
вень;

8 –
основная лине
ка;

9 –
дополнительная лине
ка;

10 –
мензульная доска
Основными частями кипрегеля
являются зрительная труба с вертикаль-
ным кругом, колонка и металлическая линейка с уровнем.
Труб
а кипрегеля
ожет вращаться вокруг своей оси
и снабжена закрепительным и навод
щим винтами. При алидаде вертикального круга имеется уровень и микр
метренный винт для установки этого уровня в нул
пункт.
В настоящее время для производства мензульной съемки
обычно и
пользуют
кипрегели
автоматы
, которые позволяют непосре
ственно
по рейке отсчитывать горизонтальные проложения и превышения. К ним
относятся кипрегели КА
2 (кипрегель
автомат) и КН (кипрегель ном
граммный). В этих кипрегелях на стеклянном вертикал
ьном круге кроме
градусных делений нанесены специальные кривые (номограммы) рассто
ний и превышений, рассчитанные по формулам, как и при тахеометрич
ской съемке:

D
cos

d
tg

или

= 0,5
D
sin
,
где

горизонтальное проложение;


угол наклона (вертикальный угол);


наклонное расстояние;


превышение над горизо
тальным лучом.
На рисунках 2.4 и 2.5 показано поле зрения
кипрегелей
автоматов
и КН соответственно. У кипрегелей КА
2 имеется основная кр
вая, кривая
горизонтал
ьных проложений с коэффициентом
=
100
и шесть кривых
превышений с коэффициентами
+10, +20, +100 (п
ложительные) и
10,

20,
100 (от
рицательные). У кипрегеля КН им
ется основная
кривая, две кривых горизонтальных проложений с коэ
фициентами
100
и 200, а также шесть кривых превышений с коэ
фициентами
= ±10,
±20, ±100.
Рисунок 2.3
Кипрегель КА

10.1 Восстановление тра
сы…………………………………………

10.2 Разбивка земляного полотна……………………………………
………..


10.3 Разбивка сопряжений уклонов продольного профиля………

10.4 Геодезические работы при устройстве верхнего строения до
роги

10.5 Геодезические работы при строительстве мо
стов……………
………...
11 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ И ЭКС
ПЛУАТА

ЦИИ СООРУЖ
ЕНИЙ………………………………………………………
11.1 Геодезические работы при э
ксплуатации железных д
орог…
11.2 Геодезические работы при эксплуатации и техническом контр
ле
автомобильных д
орог……………………………
11.3 Геодезические работы при проектировании, строительстве и

эксплуатации систем водопровода и канализ
ации…………...
..............
11.4 Геодезические работы при реконструкции, эксплуатации и



экспертизе технического состояния зданий и сооруж
11.5 Геодезические работы при обмерах и реставрации архите
турных

объе
ктов………………………………………………
…………………..
12 ОРГАНИЗАЦИЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ В СТРОИТЕЛЬ
СТВЕ
.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСН
ОСТИ……………………………
………………….
12.1
Организация геодезических р
абот……………………………
12.2 Техника безопасности при выполнении геодезических р
бот
……….
СПИСОК ЛИТЕРАТ
РЫ………………
















ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛ
ВИЕ…………………………………………………………
1 ТАХЕОМЕТРИЧ
ЕСКАЯ СЪЕМКА………………………
1.1
Общие сведения о топографических съемках местн
ости………
……….
1.2
Сущность тахеометрической съемки. Тахеометрические фо
мулы
1.3
Приборы для тахеометрической съемки…………………
1.4
Построение и уравнивание съемочной сети при тахеометрич
ской
съемке
………………………………………………………………………
1.5
Производство тахеометрической съемки. Журнал и абрис……
……….
1.6 Сост
авление плана тахеометрической съемки…………………
……….
1.7 Автоматизация тахеометрической съе
мки……………………
МЕНЗУЛЬНАЯ СЪЕМКА…………………….……………….……
………….
2.1
Мензула, ее устройство, поверки и принадлежности…………
2.2
Устройство и поверки кипрег
еля………………………
2.3
Установка мензулы на станции. Прямая и обратная мензульные засе
ки
…..
2.4
Плановое и высотное обоснование мензульной съемки. Геометрич
-
кая
сеть
……………………………………………………………………..
2.5 Подготовка планшета. Съемка ситуации и рельефа местности.
Оформление плана мензульной съе
мки…………………………
……….
НИВЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ……………..
……………...
................
3.1
Нивелирование поверхности по квадр
атам…………………..
………….
3.2
Нивелирование поверхности по магис
ралям с поперечниками
………..
3.3
Геодезические работы при вертикальной планировке. Состав
ление
картограммы земляных р
абот……………………………
……………….
4 ОСНОВЫ ФОТОГРАММЕТРИИ И ФОТОТОПОГРАФИЧЕСКИЕ

МЕТОДЫ СЪЕМКИ…………………………………………
4.1 Понятие о фотограмме
трии………
……………………………………….
4.2 Основные виды и
методы фототопографических съ
емок……..
..............
4.3 Основы аэрофотосъемки…………………………………………
……….
4.3.1 Сканирующие съемочные сист
емы………………………
4.3.2 Виды аэрофотосъе
мки………………………………………
4.4 Понятие о трансформирова
……………………………………………
4.5
Дешифри
рование…………………………………….
…………………….
4.6
Стереофотограмметрические приб
оры………
………………………….
4.7
Методы цифровой фотограмме
трии……………………………
4.8
Дистанционное зондирование Зе
ли………
…………………………….
5 СОВРЕМЕННЫЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ…
…………
5.1 Электронная
тахеоме
трия…………………………………………
………..
5.2 Технология наземного
лазерного
сканиров
ания…………………
………..
5.3 Спутниковые радионавигационные системы…………………
…………..
4
4
5
8
Геодезический инструмент следует ставить так, чтобы он не мог упасть.
Прислонять теодолит или нивелир на штативе к стене воспрещается. Геоде-
зические инструменты следует оберегать от резких ударов и сотрясений.
Попавшие под дождь инструменты следует выс
ушить, протереть объектив,
окуляр и только после этого уложить в уп
ковочный футляр. Ленту мерных
приборов необходимо очистить от грязи и протереть насухо сразу после
окончания работ.
Хранить геод
зические инструменты следует в сухом,
отапливаемом помещении, вд
ли от источников тепла.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Инженерная геодезия (с основами геоинформатики)
: учеб. для студ. вузов
.-
транспорта / С. И. Матвеев [и др.]
; под общ
. ред. проф. С. И. Матвеева.
М. :
ГОУ «УМЦ ЖД», 2007.
554 с.
2 Инженерная геодезия
: учеб. для студ. негеод. вузов / Д.
Ш. Михелев [и др.];
под ред. проф. Д. Ш. Михелева.

М.
АСА
ЕМА, 2004.
456 с.
3
Инженерная геодезия / А.
Визгин [и др.].

: Высшая школа, 1985.

351 с.
4 Электронные геодезические приборы и работа с ними
: учеб.
метод. пособие
для вузов / Е. К. Атрошко [и др.].
Гомель
: БелГУТ, 2008.
36 с.
5 Практикум по инженерной геодезии / Е. К. Атрошко [и др.].
Гомель

БелГУТ, 2005.
55 с.
ра
ботающие на строительной площадке должны быть осведомлены о вре
ном воздействии луча лазера на сетчатку гл
за.
Подъем на здание геодезистов с приборами допускается только по лес
ничным маршам, имеющим ограждение. Лестницы должны быть в испра
ном сост
оянии и надежно закреплены. Следует избегать передвижения с
приборами по лестницам, ступеньки которых не очищены от грязи, снега и
льда. Запрещается передвигаться по конструкциям, перемычкам, перегоро
кам и стенам.
Геодезический контроль монтажа
внутри
многоэта
ного
здания должен производиться с мест, защищенных козырьками. При работе
на высоте геодезисты обязаны пользоваться страховочным поясом, закре
ленным на колонне или монтажной петле бетонной ко
струкции.

Нельзя оставлять геодезические приборы без присмотра на мо
тажном
горизонте во время перерыва в работе. Геодезические приборы переносят
только в упаковочных чехлах, а штативы в сложенном виде. В том случае
если надо перейти с одного места производства работ на другое
,
теодолит
необходимо снять с
о шт
тива и переносить в руке.

При разбивке монолитных фундаментов и исполнительной съемке оп
лубки и закладных деталей фундаментов не разрешается ходить по армат
ре, переходить с опалубки на опалубку по распоркам. При нео
ходимости
следует устраивать переходные мостики или настилы. Запрещается вести
разб
вочные работы
на опалубке в дождливое время, а также
производить
геодезические работы в опасных зонах: вблизи погрузочно
разгрузочных
работ, подачи материалов и конструкций подъемными мех
низмами.
Высот
у подвески проводов линий электропередачи определяют анали-
тическим путем, не касаясь проводов рейками, рулетками, вешк
ми. Рейки,
вешки и другие предметы, применяемые для проведения измерений, не ра
решается подносить ближе чем на 2 м к электропроводам, в
том числе
тактным на железных дорогах и трамвайных лин
ях.
При передаче точек разбивочной сети на последующие этажи здания
методом вертикального проецирования соответствующие отверстия в пере-
крытиях должны быть ограждены с расчетом, чтобы исключить пад
ение ч
рез них различных предметов.
Междуэтажные перекрытия зданий, не имеющие наружных стен сл
ед
ющего этажа, должны быть ограждены перилами высотой не м
нее 1 м. П
реходы по установленным монтажным конструкциям, не имеющим о
дения, запрещаются. Переход по подкрановым балкам разрешается при
наличии надежно укрепленного и туго натянутого вдоль колонн на высоте
1–
2 метра стального каната, за который цепляется карабин предохранитель-
ного пояса.
Проходы, над которыми ведется монтаж, должны быть закрыты. Не
льзя
проводить измерительные работы под грузом, подаваемым к месту монт
жа.
правильное ведение работ, но и в том, чтобы предупредить возможное п
явление недопустимых отклонений от проекта.
12.2 Техника безопасности при выполнении геодезических р
бот
При выполнении
геодезических работ на строительной площадке след
ет руководствоваться правилами охраны
труда,
изложенными в СНиП и в
дом
ственных инструкциях по охране труда.


Все виды геодезических работ должны выполняться при строгом с
блюдении правил техники безопасности, разработанных применительно к
конкретным условиям. Дл
я ознакомления всех работающих с этими прав
лами проводят
инструктаж
. К работе на высоте допускаются лица, пр
шедшие медицинское освидетельствование в порядке, определенном Ми
здра
вом Республики Беларусь.
При выполнении геодезических
работ на строительной
площадке
пре
де всего соблюдаются общие правила техники безопасности в строитель-
ст
ве. При выполнении геодезических работ, сопутствующих строительным,
выполняют все правила техники безопасности, устано
ленные для данного
вида строительных работ, а также специфические.
Опасность получения травмы определяется в зависимости от условий
рабочего места лица, производящего геодезические работы. При работе на
проезжей части дороги с интенсивным движением транспорта и работе на
стройплощадке с большим числом работающих механизмов назначают
наблюдателя.
При выполнении измерений, связанных с земляными работами (р
тье
глубокого котлована), необходимо следить за крутизной откосов и правиль-
ным креплением стенок, избегать подкопов.
Запрещается производить ге
дезические
работы
с установкой прибора:
-
рядом с экскаватором во время его работы или под стрелой;
-
на краю котлована с крутыми откосами, а также на краю неглуб
кого
котлована, в месте выемки грунта экскаватором, во избежание о
вала;
-
под нависшим грунтом (козы
рьком) или непосредственно на нем.

зимнее время
при прогреве грунта или бетона электрическим
током геодезические измерения следует производить вне таких участков,
предупреждая возможность поражения электрическим током из
за касания
стальной рулеткой арматуры, находящейся под напряжением. В случае
не
обходимости проведения геодезических работ в местах, где проходят не-
изол
рованные токоведущие линии, их необходимо отключить.
При работе на строительной площадке с
использованием лазерных пр
боров
необходимо
следить за тем, чтобы лазерный луч не выходил за ее
делы и располагался
,
по возможности
,
выше головы или ниже пояса р
тающих. Корпус лазерного прибора и блока питания необх
одимо зазе
лять. Соединительные кабели приборов не должны иметь повреждений. В
се
оп
ределение объемов земляных работ и проведе
ние контрольных измер
-
ведение оперативного геодезического плана строительной пл
щадки.
Геодезическая служба строительно
монтажных организаций несет о
ветственность
за правильность выполнения всех разбивочных работ.
этому наиболее ответственные работы по геодезическому обеспеч
нию
строительства выполняют работники геодезической службы. К этим раб
там относятся: разбивка осей сооружений, создание внутренней разбиво
ной сети, передача осей и отметок на монтажные горизо
ты, производство
исполнительны
х съемок и ведение геодезической д
кументации.
Несложные детальные разбивочные работы, связанные с геометриче-
ским обеспечением отдельных строительно
монтажных операций с собл
дением требованием СНиПа, должны выполнять линейные работники (пр
рабы, мастера
Сюда относятся: приемка по акту от геодезистов
управл
ния,
закрепленных в натуре осей сооружений, трасс и т. д.
;
устройство о
носок, их ремонт или восстановление
;
выборочная проверка геометриче-
ских размеров и форм строительных конструкций, контроль;
уст
ановка и
предварительная проверка опалубки
по вынесенным осям и отметкам;
бивка
анкеров от осей нан
есенных на опалубку; нивелировка
для проверки
горизонтальности строительных элементов; установка
закладных металл
ческих частей в фундаменте
колонн в плане, по высоте и вертикали; в
верка
строительных конструкций непосредственно в процессе монтажа.
Производители работ и мастера не имеют права приступать к строитель-
монтажным работам до выполнения геодезических разбивок, оформле
ных соответствующим актом. Акт разбивки является разрешением на прои
водство строительно
монтажных работ. Запрещается производить работы
,
препятствующие геодезическому контролю ранее выполненных р
абот.
В общем журнале работ приводятся указания геодезиста по устр
нению
нарушений
геометрических параметров монтажа конструкций сооружений.
Строительная организация обязана их выполнить.

Геодезические работы
рекомендуется выполнять с использованием высок
производительных приборов (электронн
оптических, лазерных и т. д.), к
торые
дол
жны быть своевременно поверены, отъюстированы и компариров
ны.
Для строительства особо сложных и уникальных объектов и зданий
ше 9
этажей надлежит разрабатывать проекты производства геодезич
ских работ (ППГР), в которых должны приводиться обоснования
выбора
методов геодезических построений, устанавливаться послед
вательность их
выпо
нения, места контрольных измерений.
При проведении геодезического контроля за производством строитель-
монтажных работ задача состоит не только в том, чтобы установить не-
Основной задачей геодезической службы в строительно
монтажных о
ганизациях является производство комплекса геодезических работ, обеспе-
чивающих точное соответствие проекту возводимых
сооружений, а также
осуществление геодезического контроля в процессе стро
тельства.
В настоящее время качество строительства и долговечность зданий и
сооружений во многом зависит от совершенства форм организации геодези-
ческой службы и методов производств
а геодезических работ в строитель-
ст
ве.
В зависимости от объема строительно
монтажных р
бот, выполня
мых организацией,
структура геодезической службы
может
быть следующей.
Строительно
монтажное объедин
ние (трест, ДСК)
имеют в своем составе геодезическую сл
ужбу, во
главляемую главным ге
дезистом. В свою очередь, каждое строительное управление, входящее в с
став объ
динения (треста, ДСК), в зав
симости от объема и сложности в
полняемых работ, имеет геодезич
скую службу, состоящую от 1 до 3 чел
век.
Геодезиче
ская служба строительной организации осуществляет
:
-
приемку от заказчика геодезической документации на объекты стро
тельства, закрепленные в натуре опорные сети, главные оси зданий, трасс
нерных коммуникаций и строительной сетке;
-
приемку (совместно
с производственно
техническим отделом) генпла-
нов, рабочих и разбивочных чертежей объектов, проверку ге
метрических
размеров, координат и высотных отметок в рабочих чер
тежах;
-
согласование проектов производства работ (ППР) и проектов прои
водства геодези
ческих работ (ППГР) для объектов, по которым эти чертежи
выпо
нены проектными организациями;
-
производство основных геодезических работ в дополнение опорной
геодезической сети и строительной сетки для строительной площадки, в
полне
ных заказчиком;
-
еспечение сохранности, восстановление геодезических пунктов и
знаков в период строительства, а также их замену, если они попали в зону
застро
ки;
-
производство геодезических разбивочных работ и расчет необходимой
точности геодезических измерений, выполня
емых на всех стадиях измер
-
инструментальный контроль за правильностью производства стро
тельно
монтажных работ в соответствии с проектом, строительными но
мами и правилами;
-
организация и производство геодезических наблюдений за деформ
циями зданий и сооружений в процессе строительства (если это предусмо
рено проектом);
-
исполнительные съемки
законченных строительных объектов или их
отдельных частей, а также участие в приемке актов на скрытые работы,
tg
/2

tg
/2
,
где

расстояния до касательных к о
ружности, которые определяют по
нитяному дальномеру теодолита, по рейке, установленной в то
ках
.
Более совершенным способом для выпо
нения обмеров арх
итектурных
сооружений является
фотограмметрический метод,
который выпо
няется
с помощью фототеодолитной съемки и последующей обработки фотосни
ков объекта на специальных стереофотограмметрических приборах. Фот
теодолитные снимки архитектурных и исторически
х памятников явл
ются
наглядным метрическим документом для изучения, реконструкции и р
таврации данных об
ектов.

12 ОРГАНИЗАЦИЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ

В СТРОИТЕЛЬСТВЕ. ТЕХНИКА БЕЗОПАСН
СТИ
12.1
Организация геодезических
работ

Геодезические работы в строительстве
представляют собой ко
плекс
измерений, обеспечивающих правильное и точное размещение сооружений
и соответствие их конструктивных и планировочных элементов геометрич
ским параметрам проекта и требованиям нормати
ных документов.

состав геодезических работ
, связанных с их выполн
нием
непосредс
венно на строительной площадке, входят:
-
создание геодезической разбивочной основы для строительства, вкл
чающей построение
разбивочной сети строительной площадки и вынос в
натуру осно
вных или главных разбивочных осей сооружений, магистрал
ных и вн
площадочных линейных сооружений;
-
разбивка внутриплощадочных линейных сооружений, временных зд
ний (сооружений)
-
создание внутренней разбивочной сети сооружений на исходном и
монтажном горизонтах и разбивочной сети для монтажа технологич
ского
оборудования, а также производство детальных разбивочных р
абот;
-
геодезический контроль точности выполнения строительно
монтажных
работ;
-
выполнение геодезических съемок и составление
исполнительной д
кументации, фиксирующей имеющиеся отклонения от проекта;
-
геодезические наблюдения за деформациями оснований, конс
рукций
сооружений и их частей, если это предусмотрено проектной д
кументацией,
установлено авторским надзором или органами госуда
венного надзора.
Указанные выше геодезические работы являются неотъемлемой ч
стью
технологии строительно
монтажных работ и осуществляются по единому
графику, увязанному со сроками выполнения процесса строительного пр
изводства. Эти работы производятся геодезическими по
разделениями,
вход
щими в состав строительных организаций.

ctγβ
ctγβ
2



ctγβ

ctγβ

B


–––––––––––––––––––––––––––
,


ctγβ
ctγβ
2
где
,
,
,

координаты исходных точек
.
Для определения высоты
точки
) используют способ тригономе
рического нивелирования.
При
этом возможны два варианта и
мерений. В первом варианте
можно непосредственно измерить
расстояние
от прибора до про-
екции точки 1
1' (рисунок 11.7).
Тогда с помощью теодолита и
мер
ют вертикальные углы υ
на верх и низ со
оружения. В
сота объе
та
tγυ
+ |
|
В этой формуле второе слагаемое
tγυ
необходимо брать по абсолютной
величине, так как угол υ
на низ сооружения будет с отрицател
ным знаком.
Во втором ва
рианте расстояние до определяемой точки непосредстве
но измерить нельзя (
см.
рисунок 11.6). В этом случае для определения в
соты точки
сооружения измеряют базис
S.
С концов б
зиса при двух
пол
жениях вертикального круга измеряют теодолитом горизонтальные (β
,
) и вертикал
ные (υ
, υ
) углы. Из треугольника
по теореме синусов
можно определить рассто
ния
:
∙ sinβ
/ sin(β
+ β
);
∙ sinβ
/ sin(β
+ β

Тогда превышения
точки
над штрихом сетки нитей п
ри гор
зонтальном положении визирной оси зрительной
трубы (когда на верт
кальном круге установлен
отсчет равный месту нуля) будут рав
ны:
tγυ
;
tγυ
.
Высоту точки
сооружения
,
где

высоты теодолитов
на точках
.
Расхождения между двумя значениями выс
ты сооружения допу
кается не более 5 см.
При обмерах сооружений
,
имеющих форму
ок
ружностей (купола церквей, колонны, башни и
гие объекты)
,
возникает задача определения рад
усов с
чений.
Из рису
нка 11.8 видно, что
Рисунок 11.7
Определение выс
Рисунок 11.8
Определение
радиуса сечения
нием простейших измерительных средств. Данн
ый метод при
меняется для
обмеров небольших строений, интерьеров зданий и арх
тектурных деталей,
доступных для непосредственного измерения. В процессе обмеров архите
тур
ных сооружений выполняют
следующие работы:
-
измеряют общие габариты объек
та;
-
опреде
ляют размеры деталей (дверных и оконных проемов и т. д.);
-
устанавливают
пространственное положение объекта (ориентация в
пространстве);

-
выявляют
архитектурные связи между различными формами
ния.
Обмеры являются составной частью работ по изучени
ю и исслед
ванию
памятников архитектуры. От качества выполнения обмеров во многом зав
сит качество проекта реставрации памятника архитектуры. По результатам
натурных измерений составляют обмерочные чертежи.

При использовании для выполнения обмеров
косвенных геодезич
ских
измерений
используются такие геодезические приборы
,
как теодолиты, н
велиры, электронные тахеометры и т. д.
При производстве обмеров в целях разработки проектов реставрации
необходимо выполнить привязку опорных точек архитектурного объек
та к
пунктам государственной геодезической сети, особенно при обмерах креп
стей, монастырей, усадеб. Способы создания план
высотной основы
аналогичны тем, которые используются и при топографической съемке
ме
стности. К ним относятся проложение замкнутых теодолитных и нив
ных
ходов вокруг памятника архитектуры, а также способы микротриа
гу
ляции и геодезических з
сечек.
В процессе проложения теодолитных и нивелирных ходов проводят и
мерения для определения координат и высот отдельных точек, необход
мых
для выполнения детальных о
меров фасадов и интерьеров зданий.
К таким точкам относят
углы зданий,
дверные и оконные проемы и другие
ха
рактерные точки объектов. Напр
мер, при определении координат
трудно
доступных точек можно и
пользовать способ прямой угло
вой
засечки (р
сунок 11.6). Для этого в
точках
теодолитного хода с и
вестными коо
динатами с помощью
теодолита измеряют горизонтальные
углы β
и β
. Т
гда координаты определяемой точки
можно
оп
ределить по фо
мулам


ctγβ

ctγβ





–––––––––––––––––––––––––––

Рисунок 11.6
Косвенные
геодезические измерения
В результате перегрузки конструкций, неправильного армирования, н
равномерной осад
ки фундаментов и температурных воздействий в теле зд
ний могут возникать
трещины
. Для проверки стабилизации трещин их
периодически измеряют индикатором часового типа.
В качестве
актуальных технических проблем при реконструкции
относятся повышение этажности существующих зданий, расшир
ние улиц и
проездов, приспособление действующих объектов к требованиям более с
вершенных новых схем производства. Одним из путей решения этих пр
блем является
передвижка зданий
, позволяющая сохранить истори-
ческие и архитектурные памятники, сэкономить денежные средства и стр
ительные материалы. Для передвижки соор
жения по обе стороны его ра
бивают с помощью теодолита оси рельсовых путей. Высотное полож
ние
рельсовых путей контролируется н
велированием с допуском ±3 мм. На
рельсах раскладываются металлические катки, на которых и передвигают
здание. При движении здания производят его повторное нивелирование.
Поперечный сдвиг здания контролируется боковым нивелированием с п
мощью теодолита. Продольное движение здания контролируют р
улеткой
или светодальном
ром.
При приемке и экспертизе технического состояния зданий и сооруж
ний геодезическими методами измерений проверяют
площади и в
соту
внутре
них помещений, ширину и высоту оконных и дверных проемов,
расстояния между балконами и их
размеры, а также опред
еляют подьем
кровли. По отвесу или теодолитом проверяют вертикал
ность внутренних и
наружных стен, а также линий пересечения стен, оконных и дверных пр
мов. В отдельных случаях откапывают фунд
мент для проверки глубины
его заложения
. Для проверки уклона труб через смотровые колодцы выпо
няют нив
лирование канализации. Проверяют также планировку площадок
перед зданиями и в других местах для выявления того, насколько они обе
печивают сток атм
сферных осадков.
Таким
образом
, геодезичес
кие работы позволяют организовать мер
приятия по определению параметров эксплуатационной пригодности зда-
ний, а также осуществить контроль при ремонте, реконструкции и эк
пертизе технического состояния данных сооружений.
11.5 Геодезические работы при обмерах и реставрации

архитектурных объектов
При
реконструкции и реставрации исторических сооружений и а
хитектурных памятников
возникает необходимость в выполнении

обмерных работ.
Такие работы можно выполнить непосредственны-
ми или косвенными геодезическими измерениями и методами фотогра
метрической съе
ки.
Метод непосредственных обмеров
основан на измерении объектов с
помощью рулеток, отвесов, уро
вней, водяного нивелира, т. е.
с использов
татам
нивелирования можно определить
как продольный, так и поперечный
вертикальные прогибы нивелируемой плиты, используя для вычисления
формулу (11.4).
Вторым важным элементом деформации конструкций является
гори-
зонтальный прогиб (выпучивание) стеновых панелей и внутренних несущих
стен,
а также их отклонение от вертикали. Эти деформации могут возни-
кать вследствие перегрузки стен, неравномерности осадки фундаментов и
погрешн
ости монтажа конструкций. Для определения таких деформаций
используют метод бокового нивелирования с пом
щью теодолита. Теодолит
устанавливают на штативе на одном из ко
цов стены в точке, смещенной от
оси стены, и измеряют расстояние от стены до центра виз
ирной оси зри-
тельной трубы. Затем это расстояние откладывают на втором конце стены и
наводят на ней трубу теодолита. После этого последовательно устанавли-
вают рейку перпендикулярно стене в точках по трем сечениям, соотве
ст
вующим низу, середине и верху сте
ны. По полученным отсчетам в одн
именных точках сечений определяют горизонтальный прогиб стеновой п
нели
по анал
гии с вертикальным прогибом по формуле (11.4).
Для определения величины отклонения панели стены от вертикал
ного
положения по результатам бокового нивелирования вычисляют разность о
счетов по рейке в нижней и верхней точках данного сечения панели и сра
нивают полу
ченные результаты с допустимыми знач
ниями.
Деформации конструкций могут возникать также от
неравномерн
сти
оседания фундаментов коло
нн каркасных зданий.
Для определения величи-
ны неравномерности осадок фундаменты колонн периодически нивелируют
по циклам, в среднем через каждые 6 месяцев.
В каждом цикле вычисляют
высоты осадочных марок фундаментов и величины осадок каждой марки
между циклами. По этим данным определяют неравномерность оседания
фундаме
тов колонн для каждого межосевого интервала (
), которые не
должны превышать допустимой величины
,
равной 0,002
.
Для бескаркасных зданий вместо неравномерности оседания колонн
оп
ределяют про
гиб несущих стеновых панелей путем нивелирования марок
,
заложенных на концах и в середине данной линии цок
ля. По результатам
нивелирования вычисляют по формуле (11.4) абсолютную величину проги-
ба, а затем и относительный прогиб. Допуст
мая величина относи
тельного
гиба для крупнопанельных зданий не должна превышать 0,0005
, где
d

длина участка стены.
Деформации каркасных зданий могут возникать при отклонении колонн
от вертикали. Для определения вертикальности колонн используют теод
лит, устанавливаемый в перпендикулярных плоскостях параллельно пр
дольной и поперечной осям зданий. Величину отклонения от вертикали
оп
ределяют так
же, как и наклон стены
,
по формуле (
11.4).
В результате технического прогресса и совершенствования техники
производства возможно введение нов
ого оборудования и замена старого,
что нередко требует расширения и реконструкции производственных пл
щадей. В связи с этим возникает необходимость выполнения
геодезических
измерений с целью изучения деформаций всего с
оружения, отдельных
его
частей и обор
удования,
а также для геодезического обслуживания допо
нительного строительства, реконструкции здания и монтажа оборудов
ния.
Для определения
деформаций

сразу после окончания строитель-
ства высотных и уникальных зданий и сооружений производят
геодезиче-
кие наблюдения за их осадкой.
С этой целью в тело сооружения заклад
вают осадочные марки,
а вблизи

его глубинные грунтовые реперы. Прои
водя периодическ
и нивелирование осадочных марок
от исходных грунто-
вых р
перов определяют величину и правильность осадк
и всего сооружения
и его частей. Для анализа проведенных наблюдений и вынесения рекомен-
даций в отношении деформации сооружения выполняется графическая и
математическая обработка, которая позволяет получить величины осадок
марок и прогнозировать ее прот
ие на будущий период.
Каждое здание характеризуется определенными эксплуатационными
свойствами, прочностью и устойчивостью конструкций, теплозащ
той и
звукоизоляцией. Однако в процессе эксплуатации эти свойства постепенно
теряются.

Поэтому целью технической эксплуатации зд
ния является
поддержание в них заданных проектом параметров в течение установленн
го срока слу
бы.

При
технической эксплуатации
выполняют
основные мероприятия
по
контролю за несущими конструкциями зданий и сооружений, который ос
ществляют по результатам геодезических измерений. Среди факторов
,
зывающих износ и разрушение зданий
,
весьма существенными являются
вертикальные прогибы ригелей и панелей перекрытий. Измерение этих д
формаций осуществляется с помощью нивелира м
тодом геометри
ческого
нивелирования. Для каждого ригеля выполняется нивелировка по оси пр
лета в трех точках, из которых две точки берут на опорах, а третью

в сере-
дине. Нивелирную рейку приставл
ют нулем вверх к нижней части ригеля.
Чем выше находится точка, тем отсче
т по рейке будет большим. По резул
татам нивелирования опр
еделяют вертик
альный прогиб ригеля




) / 2

.



(11.4)
Если эти значения разделить на длину пролета ригеля, то получим вели-
чину относительного вертикального прогиба, которая не должна превышать
допустимого значения 1:300. Например, при длине ригеля 6 м
вертикал
ный
прогиб не должен быть более 20
Плиты перекрытия нивелируют аналогично ригелям тол
ько в дев
ти
точках: вдоль рабочего пролета по три точки в каждом сечении. По резуль-
Принцип действия
трубокабелеискателей заключается в обнаружении
переменного магнитного поля
,
создаваемого вокруг отыскиваемых мета
лических трубопроводов. Все применяемые приборы поиска состоят из двух
раздельных блоков: передающего и приемного. П
редающий блок состоит
из генератора звуковой частоты и источника электропитания, а приемный
блок включает антенну, усилитель и воспроизв
дящее устройство (телефон
с наушниками или микроампе
метр).
Положение
трубопровода
при помощи прибора поиска может бы
ть
оп
ределено контактным и бесконтактным способами. Контактный способ
яв
ляется более точным. В этом способе генератор подключается непосре
ст
венно к трубопроводу. После включения приемного устройства начинают
поиск. Для определения направления трассы антен
ну разворачивают в гор
зонтальной плоскости до получения минимального сигнала, тогда
напра
ление оси антенны укажет направление трассы. Для определения глубины
залегания коммуникации ось антенны располагают под углом 45
к повер
ности земли и перемещают ее
перпендикулярно к направлению трассы до
минимальной слышимости сигнала. Расстояние от этой точки до оси и будет
равно глубине залегания тр
бопровода.
Бесконтактный способ применяют, когда подключение генератора к
трубопроводу невозможно.
В этом случае ге
нератор заземляют в двух то
ках, создавая тем самым вокруг коммуникации электромагнитное поле. Для
поиска трубопровода используют отражение величины этого поля. Методи-
ка поиска аналогична контактному способу
Точность электромагнитного метода поиска подзем
ных коммун
каций
зависит от разрешающей способности прибора, установки антенны и вли
ния внешних помех. В среднем погрешность определения подземной ко
никации в плане составляет
сантиметров, где

глубина залегания
коммуникации в метрах. Например, при глубине з
легания трубопровода в
1 м
погрешность планового положения составит 7
см. Погрешность опред
ления положения трубопровода по высоте обычно в 2 раза больше
, чем в
плане, т. е.
для данного примера она с
ставит 14
см.
После обработки полевых материалов результаты съемки подземных
трубопроводов отображаются на топографическом плане с подробной их
инженерной характеристикой. Дополнительно к плану составляют продол
ные профили отдельных видов подземных коммун
каций.
11.4 Геодезические работы при реконструкции, эксплуатации

и экспертизе технического состояния зданий и сооружений

После введения зданий и сооружений в эксплуатацию с течением вр
мени возникают деформации всего сооружения или его отдельных частей,
вызванные природными и техногенными причинами.
Эти д
формации
должны систематически изучаться и приниматься меры по устранению их
влияния и пред
преждению недопустимых последствий.

вых визирок, а правильность укладки труб устанавливают с помощью тру
ных визирок и отвесов (рисунок 11.5).
Укладку труб самотечной канализации необходимо проверять с пом
щью нивелира.
Более эффективным средством упра
ления точностью прокладки труб
пров
дов являются лазерные нивелиры, обесп
чивающие непрерывное слеж
ние за раб
той земл
ройных машин
.
После укладк
и трубопровода перед
засыпкой траншей землей производят
горизонтальную и вертикальную съе
, на основании которой составляют
исполнительные чертежи (план и пр
филь). Такую съемку уложенных инже-
нерных сетей называют исполнител
ной. На план наносят здания,
к которым
осуществлена привязка трассы труб
проводов, данные привязки колодцев к
твердым контурам, красные линии застройки, диаметры труб, их протяжен-
ность, уклоны и другие да
ные.
Для
построения исполнительного профиля
выполняют нивелиров
ние трубопровод
а по его верху. Отметку лотка
трубы определяют методом
гор
зонта нивелира по формулам
ГН =
Рп
;
лотка
= ГН

b
– (
),
где
Рп

отметка репера;


отсчет по рейке на репере;


отсчет по рейке на верх трубы;


диаметр трубы;


толщина стенки трубы.
На профиле указывают уклоны трубопроводов, расстояния между к
лодцами, диаметр и материал труб, а также сооружения
,
пересекаемые тра
сой трубопровода.
Для
съемки существующих подземных коммуникаций
применяют
трубоискатели
, принцип действия
которых основан на законе электрома
нитной индукции.
Поиск подземных трубопроводов этим прибором преду-
сматривает выявление их местоположения в период эксплуатации, когда
коммуникации скрыты и на поверхности земли существуют лишь смотр
вые к
ол
одцы.

Рисунок 11.5

Укладка труб
с помощью визирок
Постоянная

ви
зирка
Ходовая
ви
зирка
носят ось трубопровода, которая проектируется на дно открытой траншеи
при п
мощи отвесов.
Для укладки труб по заданному уклону к доскам обносок прибивают
постоянную визирку. Высоты постоянных визирок над проектной
линией
должны быть равны между собой и установлены с помощью нивелира от
реперов трассы. Проектную глубину траншеи проверяют при помощи ход
Рисунок 11.4
Фрагмент разбиво
чного плана сетей
тигается укладкой их по определенному уклону. Уклон трубопровода меж-
ду лотками смежных к
олодцев

i
h/d
,


(11.3)
где

расстояние между соседними колодцами;


превышение между лотками соседних колодцев;

угол наклона трубопровода к горизонту.
При проектировании величины уклона трубопровода следует иметь
ду, что при малых уклонах
транспортирующая способность жидк
сти не
будет обеспечивать очищение канализационных сетей от неорганических
примесей (песка, шлака и т. д.).
При больших уклонах будет повышаться
скорость движения потока, при которой происходи
т быстрая порча труб.
Кроме этого большие уклоны вызывают значительное заглубление труб, что
приводит к большому объему земляных работ. Поэтому уклоны канализ
ционных коллекторов в зависимости от диаметров труб и степени их запол-
нения колеблются в пределах
от 0,007 до 0,0005, то есть от 7
до 0,5
‰.
Чем меньше заданный уклон, тем требуется большая точность геодез
ческих разбивочных работ. При уклонах 0,003 точность укладки трубопр
вода обеспечивается ходами технического нивелирования или визирками.
При меньших значениях уклонов необходимо применять нивелирование
класса или гидростатическое нивелирование.
Для перенесения трассы водопровода и канализации в натуру составл
ется
разбивочный чертеж
, в котором показывают привязочные углы и л
а также углы
и линии по оси трассы. Разбивка поворотных точек тра
сы и смотровых колодцев подземных коммуникаций может производиться
от местных предметов, от красных линий застройки или от опорных теод
литных ходов. От местных контуров выполняют разбивку внутрикварталь-
ных трубопроводов. Данные привязок определяют с планов графически.
Для привязки используются четкие контуры (обычно углы зданий). Число
засечек на каждую поворо
ную точку должно быть не менее трех.
При отсутствии контуров местности по трассе или вблизи не
е прокла-
дывают теодолитный ход и вычисляют координаты его вершин. Координ
ты поворотных точек трассы снимают графически с плана. Затем путем
решения обратной геодезической задачи вычисляют значение углов и л
ний, необходимых для разбивки трассы трубопровода. Аналогично перен
сят трассы трубопроводов и от красных линий з
стройки. При перенесении
трассы в
натуру вершины ее обозначают кольями или столбами и закрепл
ют их створными знаками или параллельными выносками. Фрагмент сво
ного плана инженерных сетей п
казан на рисунке 11.4.

Перед выполнением земляных работ ось трассы провешивают и ч
рез
5–
20 м забивают колья. По обе стороны от оси отбивают грани траншеи и
обозначают их колышками. Над колодцами и точками перелома уклонов
проектной линии строят обнос
ки. На обноску при помощи теодолита пере-
определ
ют уклон водотока по правилам производства гидрометрических
работ.
Для получения профиля трасс водопровода и канализации выполн
яют
нивелирование. Его
обычно производят с помощью нивелира методом из
середины, по результатам которого составляют профили в масштабе 1:500

1:5000. Стандартная профильная сетка для подземных сетей канализации и
водопровода
должна содержать графы „Рассто
ния“, „Отметки земли“,
„Отметки лотка“. Схема построения участка профиля трассы подземной ка-
нализации показана на рисунке 11.3.

Рисунок 11.3

Профиль участка водопровода
При проектировании систем водопровода и канализации наиболее жес
кие требования предъявляются к
высотной
укладке самотечной канализ
ции.
Самотечное движение жидкости в канализационных коллекторах д
нагрузки и после снятия ее, по результатам которого о
ределяется упругий
прогиб моста
и сверяется с расчетным.
По результатам технического контроля указывают
степень соотве
ствия
автомобил
ьной дороги проекту и приводят оценку
качества выполненных
работ.

11.3 Геодезические работы при проектировании, строительстве

и эксплуатации систем водопровода и канализаци
Система водоснабжения представляет соб
ой комплекс сооружений,
жащих для
обеспечения потребителей водой, а система канализации
пре
ставляет комплекс сооружений служащих для отвода загрязненных
сточных вод за пределы населенного пункта или пре
приятия.
Система водоснабжения
должна обеспечить
получение воды из при-
родных источников, ее очистку и транспортировку к месту потребления.
Для выполнения этих работ в систему водоснабжения должны входить в
доприемное и водоподъемное устройства
, сооружения для очистки воды,
водопроводные сети, резервуары
для регулирования и запаса воды. При и
пользов
нии артезианских вод можно обойтись без очистных сооружений и
резерву
ров.
систему канализации
входят приемники внутри зданий, канализаци-
онная
сеть
внутри
здания,
уличная
сеть
анализации,
трубопроводы
кол
торы
обслуживающие данный район, главный коллектор, очистные соор
жения
и выпуск в водоем. В случае необходимости в зависимости от рельефа местности
системы канализации могут включать насосные станции и напорные трубопр
воды для перекачки сточных вод до
самотечных коллект
ров.
Системы водоснабжения обычно бывают напорными, а сети канализ

самотечными, но иногда, по условиям рельефа
,
необходима перека
ка сто
ных вод из одного коллектора в другой.
Геодезические работы
проводятся на всех этапах
стро
ительства
и эк
плуатации систем водоснабжения и канализации. При

изысканиях
ких систем основной задачей является получение
топограф
ческого плана
местности и профиля трассы
трубопровода.
Для получения топографич
ского плана вдоль оси трассы трубопровода
выпо
няют тахеометрическую
съемку полосы местности в масштабе 1:1000

1:2000, а для размещения
на
сосных и компрессорных станций и очис
ных сооружений

1:500

1:1000. Если же
на участки местности, отведенные под строительство, им
ются т
пографические пл
аны прошлых лет съемки, то необходимо произв
сти их корректуру. Съемку мест п
рехода трасс через железные и автом
бильные дороги, реки и другие препятствия выполняют в масштабах 1:200

1:1000. При организации водозабора из рек и переходе трассы через реки
опред
ляют отметки урезов воды, производят промеры живых сечений,
В полосе отвода при обследовании воздушных линий связи и электр
передач

определяют

высоту

подвески

проводов способом

тригономе
рического нивелирования теодолитом, их принадлежность, количество пр
водов, характер опор, напряжение электролинии и
положение их относи-
тельно дороги. При прохождении реконструируемой дороги через населен-
ные пункты изучают систему подземных коммуникаций (электрокабели,
водопровод, к
нализация, газопровод и т. д.)

Систематическому осмотру подвергаются искусственные соо
руж
ния.
Для этого производят геодезическую съемку мостов для проверки плана и
профиля мостового полотна, положения опор моста в плане и по выс
оте. На
мостах длиннее 50 м
выполняют гидрометрические раб
ты (определяют
скорость течения реки и ее уклон, горизонты высоких и меженных вод).
Нив
лируют дно труб для определения ее уклона.
Для проверки качества работ по устройству дороги, дорожных соор
жений и для выяснения степени соответствия дороги проектным данным
полняют
технический контроль
работ
в процессе
стро
тельства и при
приемке ее в эксплуатацию.

Технический контроль сопровождается следующими геодезическими
измерениями. При контроле
земляного полотна
проверяют пр
вильность положения его в плане, для чего измеряют
углы поворота и ра
стояния между ни
ми.
Допускается расхождение в сумме у
лов на величину
1,5
, где

число углов поворота, а относительная невязка в длине л
нии не более 1:1000 ее длины. Проверяют также
ширину земляного полотна
.
Допускается сужение земляного полотна
между осью и бровкой не более
чем на 10
см. Нивелируют все пикеты и переломные точки
проектной ли-
нии, точки на вертикальных кривых, точки на обеих бровках полотна, по
дну кюветов и канав. Допускается отклонение от проектных отметок не б
лее 5
см, при этом
в кюветах и канавах должен сохраняться уклон, обесп
чивающий сток воды.
При контроле
земляного корыта
измеряют его ширину с допуском о
клонения от проекта 5
см, продольный уклон дна определяют нивелиров
нием, допускается отклонение в отметках не более 5
м, а откл
нение по
глубине допускается не более 5
%.
При контроле
дорожной одежды
проверяют ширину с допуском

5–
10 см; толщину покрытия с допуском отклонения до 20
%; отметки по оси
с допуском 0,005.
Крутизну откосов и размеры кюветов проверяют
шабл
нами и промерами рулеткой. Увеличение крутизны допускается не более

%, а уширение дна кюветов, нагорных канав допускае
ся до 5
см.
При приемке
мостов
проверяют правильность расположения осей и
отметок опор, пролетных строений, проезжей ча
сти и подмостовых габар
тов на судоходных реках. Производится нивелирование во время пробной
продольные и поперечные уклоны
дороги.
Поперечные уклоны канав и к
ветов проверяют шаблонами, а крутизну откосов

лекалами. Большое вн
мание обращают на обеспечение водоотвода с проезжей части и обочин.
Для этого следят за правильным содержанием кюветов, нагорных канав,
выполняя их пр
очистку и срезку дна. Для проверки уклонов канав исполь-
зуют нивелир, а в промеж
точных точках

визирки.
При
реконструкции эксплуатируемых дорог
геодезические работы
занимают значительное место во время изысканий и в процессе ее пер
ройства. При трасси
ровании реконструируемой дороги выполняют
улучш
ние плана и смягчение профиля существующей дороги, прокладывая
на о
дельных участках новую трассу. Для этого спрямляют и устраняют и
вил
стость трассы, увеличивают радиусы кривых с введением переходных
вых
, делают более удобным пересечение с железными дорогами и вод
ками, а также улучшают проход через населенные пункты или обходят их.
Для определения положения оси трассы на прямых участках дороги в
нескольких местах измеряют ширину земляного полотна и,
пределив сре
ние точки
его,
выставляют в них вехи, которые с помощью теодолита в
равн
вают в одну прямую линию.
На кривых участках дороги для определения радиуса кривой теодол
том измеряют угол поворота и рулеткой длину касательной (тангенс кр
вой) и зате
м опре
деляют радиус кривой
:

T
/
tγφ
/2,



(11.1)
где Т

длина касательной (тангенс);



угол поворота трассы.
Проконтролировать величину радиуса кривой можно путем изм
рения
на местности биссектрисы кривой (Б) и определения
радиуса по формуле

Б / (1/
cosφ
/2


(11
.2)
При рекогносцировочных изысканиях уклоны дорог определяют
экл
метром или теодолитом.
Очертание дорожного полотна и дорожной одежды
определяют в ре-
зультате съемки поперечников, количество и размеры которых дол
ны
быть достаточными для проектирования реконструкции дорожной одежды,
земляного полотна, пешеходных и
велосипедных дорожек, в
доотводных и
снегозащитных сооружений
,
расположенных в пределах полосы отвода.
Ширина поперечнико
в должна быть не менее 20 м
в каждую сторону от оси
трассы, а в населенных пунктах

до линии з
стройки.
При
построении плана поперечников
показывают опоры возду
ных
линий электропередачи и связи, строения, изгороди, декоративное озелен
ние, а также подземные коммуникации. План поперечников связывают с
отметками продольного профиля и вычерчивают обычно в масштабе 1:100
на о
дельных лист
ах.
тей, пересечений линий электропередач и связи, а также продольные пр
фили всех путей и поперечные профили.
Съемку плана и профиля железнодорожных путей станций и сортир
вочных горок с помощью электронного т
ахеометра ведут полярным спос
бом с точки стояния тахеометра. На каждую снимаемую точку железнод
рожного пути устанавливают вешку со светоотражателем и производят и
мерения и регистрацию расстояния до этой точки, горизонтального и верти-
кального углов на нее. По этим измерениям определяется плановое и в
сот
ное положения
данной точки относительно стоянки тахеометра. С двух
со
седних стоянок тахеометра обязательно должны быть сняты не менее трех
общих (связующих) точек для получения результатов съемки в единой
теме координат и высот.
По материалам съемки составляют план и профили всех путей, к
торые
используют для
реконструкции станции и ее переустройства, а также для
создания технического паспорта станции.
Кроме получения планов и профилей, железных дорог,
при их эксплу
тации в неустойчивых местах земляного полотна производят съемку мес
ности и геологические исследования в целях разработки мероприятий по
лечению больных мест

земляного полотна, а также ведут наблюдения за
оползн
выми местами и их просадкой
.

У мостов промерами глубин по створам снимают дно реки в целях си-
тематического наблюдения за состоянием грунта у мостовых опор и опре-
деления горизонта высоких вод.
После выполнения капитального, среднего и текущего ремонтов желе
ных дорог производят и
сполнительную съемку плана и профиля пути, в р
зультате которой выявляют все отступления от проекта в ц
лях приведения
пути в проектное положение.
11.2
Геодезические работы, выполняемые при эксплуатации

и техническом контроле автомобильных до
рог
В процессе
эксплуатации автомобильная дорога под воздействием при-
родных факторов и транспортных средств постепенно изнашивается, а о
дельные ее части могут разрушаться. Для содержания дороги в исправном
состоянии необходимо проводить постоянные наблю
дения за состоянием
дорожного полотна и всех его устройств и при необх
димости производить
текущий или капитальный ремонт дороги.
При содержании и текущем ремонте дорог и искусственных сооруже-
ний применяют нивелирование и геодезические измерения с использ
ован
ем р
леток, шаблонов и визирок.
Для определения износа дорожного покрытия, а также уклонов д
рожного полотна и обочин
выполняют их
нивелирование,
по р
зультатам которого определяют отметки измеряемых точек и вычисляют
план.
Точность съемки этим способом л
бой точки кривой составляет 5 мм,
что позволяет легко привести сдв
нутые кривые к проектным данным.
Съемку и нивелирование станций и сортировочных горок
произв
дят на
основе полигонометрических или теодолитных ходов, котор
ые проклады-
вают обычно вдоль оси главного пути. При отсутствии электронного тахе
метра съемку путевых устройств ведут обычно способом прямоугольных
координат, причем за начало координат принимают пересечение оси гла
ного п
ти с осью пассажирского здания. За ось
принимают ось главного
пути или ось междупутья между двумя главными путями, которую назыв
ют
ба
зисом.
Расстояние по оси
измеряют по поперечникам перпендикулярно баз
су. Замеры по поперечникам ведут с помощью тесьмяной рулетки нара
ст
ющим итогом
от базиса. На поперечниках фиксируют оси всех перес
мых путей, платформы, здания, бровки, кюветы, канавы, кавальеры и др
гие объекты.
В абрисе съемки должно быть показано положение всех путей, их ном
ра, специализация и расстояние между путями, положен
ие путевых
ройств, остряков стрелочных переводов, марки крестовин, ко
трольные
столбики, вершины углов поворота на криволинейных учас
ках, а также все
устройства на территории станции (пассажирские зд
ния, депо, мастерские,
платформы, эстакады, прожекто
рные мачты, линии осветительной, тел
фонной, высоковольтной сетей и громкогов
рители
).
Нивелирование на станции производится по головке рельсов по разм
ченным точкам на главных путях и поперечниках.
По
результатам съемки
составляют план станции в масштабе
1:1000 и продольные пр
фили путей.
В настоящее время перед железнодорожной отраслью ставится зад
ча глобальной инвентаризации всего хозяйства железных дорог и железн
дорожных станций и создание автоматизированных баз данных,
основу
которых будут составля
ть цифровые и электронные планы станций и пер
гонов в пределах полосы отвода железных дорог.
Для этих целей широкое
применение находят современные средства изм
рений в виде электронных
тахеометров,
GPS
, лазерных сканеров и м
тодов аэрокосмической съемки.
Они позволяют получать необходимую и
формацию о местности наиболее
точно и оперативно.
В цифровой форме на планах станций или в отдельных ведомостях
должны быть приведены координаты центров стрелочных переводов, углов
пассажирского здания, локомотивного и
вагонного депо, зданий и сооруж
ний, прожекторных мачт, габариты расстояний от осей бл
жайших путей до
наружных граней сооружений, находящихся между путями, а также элемен-
ты железнодорожных кривых. В базу данных дистанций пути и службы
движения станции до
лжны поступать ведомости стрелочных переводов, п
нити до шейки рельса. По измеренным стрелам прогиб
а строят график, на
котором определяют начало и конец переходных и круговых кривых, а та
же вычисляют величины сдвижек точек кривой для рихтовки. По этим же
данным определяют величину радиуса и угла повор
та.
При съемке
способом И.В.Гоникберга кривую разб
ивают по н
ружно
рельсовой нити через 20 м
(рисунок 11.2).
Для выполнения съемки используют теодолит, тонкую вешку и нив
лирную рейку. Вешкой фиксируют наблюдаемые точки и точки уст
новки
теодолита над головкой рельса. Рейку используют для измерения перпенди-
куляров
,
, …
,
методом бокового нивелирования с помощью теодол
та, которым по вертикальному штриху сетки нитей снимают отсчет по ре
ке.
Точки установки теодолита (
,
,
) для измерения углов (β
, β
…,
и перпендикуляров (
) выбирают через
100 м по рельсовой нити. Углы и
ме
ряют одним полным приемом при круге лево и круге право, а перпенди-
ку
ляры (
) дважды: при установке теодолита в начале и в конце хорд. Ра
дение между двумя значениями перпендикуляров (стрел) допускается
не более 3 мм. Пр
и съемке ведут журнал и а
рис.
Рисунок 11
.2 –
Съемка кривой способом Гоникберга
При съемке кривых с помощью электронного тахеометра используют
вешку со светоотражателем, которую устанавливают через 10
20 м
по рел
совой нити кривой или н
а стыках рельсов. С
помощью электронного тахео-
метра измеряют расстояние, горизонтальный и вертикальный углы на ка
дую точку,
определяемую кривой, а затем по этим измерениям с помощью
программного обеспечения тахеометра и графопостроителя наносятся на
дут геодезические наблюдения
по окончании строительства мос
та, в м
мент его испытаний и в период эксплуат
ции.

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ РЕКОНС
ТРУКЦИИ

И ЭКСПЛУАТАЦИИ СООР
ЖЕНИЙ
11.1 Геодезические работы при эксплуатации ж
лезных дорог
На железных дорогах для обеспечения безопасности движения п
оездов
правилами технической эксплуатации предусматривается постоянный
кон-
троль за состоянием пути, путевых устройств и сооруж
Контроль
может осуществляться при помощи путеизмерительных приборов, а также
путем проведения специальных геодезических изм
ний.
План и профиль
пути подвергаются периодической инструмен-
тальной проверке.
Продольные профили сортировочных горок, п
лугорок,
подгорочных путей и вытяжек на сортировочных,
участковых и крупных
грузовых станциях проверяются не реже одного раза в два ил
и три года, а на
остальном протяжении профиль пути проверяют не реже одного раза в д
сять лет. Особое внимание обращается на содержание в плане и профиле
таких ответственных сооружений пути, как стрелочные переводы, участки
пу
ти на кривых и пути на мостах и в тоннелях.
Нивелирование
пути производят обычно по головке рельса по з
крепленному пикетажу, плюсовым точкам или стыкам рельсов. В результа-
те нивелирования составляют продольные профили, на которых вычисляют
уклоны между соседними точками.
Нивелирован
ием проверяются также
ук
лоны кюветов, резервов, нагорных канав и других водоотводных соор
же
ний. В необходимых местах нивелируют попере
ники.
Правильное положение пути в плане обеспечивает плавность хода пое
дов и наименьшее воздействие подвижного соста
ва на путь. Поэтому п
ер
одически проверяют
кривые участки
пути
,
и по результатам проверки пр
изводят их выправку (рихтовку). Съемку планового пол
жения кривой в
полняют обычно тремя сп
собами:

способом измерения стрел прогиба при хорде дл
ной 10
20 м
;

способом И. В. Гони
берга с помощью теодолита;

съемка кривой с пом
щью электронного тахеометра.
При съемке первым способом
кривую размечают по наружному
рельсу через 5
10 метров и изм
ряют стрелы прогиба рельсовой
колеи от хорд
(
,
,
,
)
по сх
ме, изображенной на рисунке 11.1.

При измерениях стрел прогиба
вдоль хорд натягивают тонкую
проволоку или леску и у середины
хорд измеряют рулеткой с миллиметровыми делениями стрелы
,
..
.,
от
Рисунок 11.1
Схема съемки
по способу измерения стрел
ность измерения базисов и точность теод
литов для построения углов β и γ
рассчитывают в соответствии с допускаемы
ми погрешностями в определ
нии общей дл
ны моста и расстояний между центрами опор.
Для разбивки на пунктах
C
устанавливают теодолиты. На определя
мой точке размещают визирную марку с оптическим центриром. По ук
занию
наблюдателей ее перемещают, добива
ясь совмещения оси визирной марки с
коллимационной плоскостью те
долитов, задающих разбивочный угол.
Положение визирной марки, находящейся на пересечении визирных л
чей двух теодолитов, проектируют с помощью опти
ческого центрира на
землю и закрепляют. Затем определяют положение точки при втором пол
жении вертикального круга теодолита. Из двух положений точки находят
среднее. Контролем правильности в
полнения разбивочных работ является
измерение расстояний между вынесенными центрами нескол
ких опор.
В проц
ессе строительства
центр опор приходится восстана
ливать н
сколько раз: для возве-
дения фундамен
тов,
установки
опалубки при бетон
ровании
опор, перед установкой пролетных
строений. Поэтому
для опор
,
положенных в воде
,
направления
засечек с пунктов разбив
очной с
ти з
крепляют на противополож-
ном берегу специальными знак
ми (рису
нок 10
.15).
Для обеспече-
ния контроля строительства в в
сотном положении на опорах з
кладывают рабочие репера. Их размещают
как можно ближе к м
сту работы, в том числе и на строящихся
опорах. Для
этого по опорам, как только они поднимутся выше уровня воды, проклад
вают нивелирные хода. Высоты временных реперов периодически контр
лируют от постоянных, расп
ложенных на берегу.
При монтаже пролетных строений геодезические работы при их у
ста-
новке и сборке состоят
:

-
детальной разбивки продольной оси моста и периодической пр
верки соосности сборки главных ферм или балок с допускаемым отклоне-
нием от проекта 5 мм;
-
высотной установки основных узлов в проектное положение со сре
й квадратической ошибкой определения высоты 2
3 мм;
-
периодических контрольных наблюдений во время сборки и устано
ки
пролетного строения за плановыми деформациями време
ных опор.
По окончании строительства опоры производят исполнительную съе
ку. Исполн
ительная съемка выполняется также и после монтажа, по резуль-
татам которой составляют план и профиль пролетного строения, продол
ный профиль пути.
За осадками опор и прогибами ферм под нагрузкой ве-
Рисунок 10.15
Схема закрепл
положения опор

.5 Геодезические работы при строительстве мостов
Современные мостовые
переходы представляют собой сложные инж
нерные сооружения. Для выполнения разбивочных работ и дал
нейшего
геодезического сопровождения строят специальную геодезическую разб
вочную сеть, обеспечивающую выполнение работ на всех стадиях стро
тельства мостово
го перехода. Кроме того, правильно расположенная и
на
дежно закрепленная разбивочная основа может использоваться и для
на
блюдения за деформациями моста в процессе его строительства и экспл
тации.
Разбивочную сеть создают в условной системе координат, в к
торой за
ось абсцисс принимают ось мостового перехода. За условное начало коо
динат принимают такую точку, закрепляющую ось, которая имеет меньшее
пикетажное значение. Это делают исходя из условия положительности к
ординат всех пунктов. Пункты
разбивочной
основы закрепляют в
геолог
чески устойчивых местах,
не затопляемых паводковыми в
дами.
При построении разбивочных
сетей довольно часто применяют
триангул
цию. Форма ее может
быть различна, но наиболее часто
используют простой или сдвое
ный
геодезический
четырехугольник
(рисунок 10.13).
Оптимальной схемой разбивочной сети следует считать фигуру
,
огр
ниченную двумя прямоугольниками,
включающую ось моста
и созда
щую два базиса для разбивки опор засе
ками (
). Длины сторон к
леблются
от 0,2 до 2,
0 км. Угловые измерения пр
изводят со средней ква
ратической п
грешностью 1
–2''.
Для разбивки опор мостового пере
хода
прежде всего
выносят в н
туру положение
их центров. Сначала, пользуясь координ
тами пунктов опорной геодезической сети
и центров опор, вычисляют углы β
, β
…,
, γ
, … (
рису
нок 10
14) и по ним опред
ляют положение центров опор способом
засечек с двух пунктов триангуляции. То
Рисунок 10.13
Разбивочная сеть моста:

геодезический четырехугольник;

сдвоенный геодезический четырехуголь
Рисунок 10.14
Схема разбивки
опор моста
зафиксировать положение его центра. При разбивке различают два осно
ных случая:
-
соединение параллельных путей
(
рисунок
.11)
.
В этом случае от
бли
жайшего элемента пути находят п
ложение
ЦСП1 с точностью до 10 см,
а затем по известной величине ме
путного расстояния вычисляют и
от
кладывают рулеткой рассто
ние
l
до ЦСП2 с точностью до 1 см
-
примыкание
непараллельных п
тей
(
рисунок
.12)
.
Для разбивки
примыкания прокладываемого
пути
к существующему
находят
точ
ку
пересечения осей путей и и
ме
ряют угол примыкания β. Стрелочный перевод отклоняет путь на пост
ян
ный угол α
,
и для того чтобы соеди
нить пути
BK,
надо разместить
центр стрелочного перевода не в вершине угла примыкания
, а в некот
рой
точ
.
Расстояние
дем из решения треугольника
. Нам известны все три угла: α;
180

β; β

α и сторона
АС
+
q
T.
То
гда
x
b
q
T) sin (β

/
sin β
;
y =
b + q +
T) sin α
/
sin β
,
где у
гол α и величина
определяю
ся по марке стрелочного перевода;
угол β измеряется на местности; прямая вставка
q
задается; тангенс Т берут
из таблиц для разбивки кривых по углу поворота β

α и прин
тому радиусу
Величину тангенса Т можно также вычислить по
муле
Т =
tg

)/2)
.
Отложив по оси пути от точки примыкания
отрезок
x
, находим точку

центр стрелочного перев
да. Для определения на местности положения
вершины угла поворота
откладываем вдоль примыкающей линии ра
яние
. Эту же т
очку можно получить, если в центре стрелочного пер
вода
отложить угол крестовины α и вдоль стороны
полученного угла о
жить рассто
ние
b
q
T.
В том случае
,
если место установки стрелочного перевода задано ра
бивка примыкания производится в обратно
м порядке. Теодолит устанавл
вают в точку
и откладывают угол α. Таким образом находят точку пересе-
чения
,
в которой измеряют угол β

α и производят вставку переводной
кривой.

Рисунок 10.11
Соединение путей
Рисунок 10.12
Примыкание путей
Покрытие на автомобильных дорогах
устраивается в пригото
ленном
для этого земляном корыте и состоит из песчаной или грави
ной подушки,
бетонного или каменного несущего слоя и
верхнего асфальтового слоя.
сле того как песчаная подушка уложена в земляное корыто и уплотнена, при
помощи теодолита производят разбивку оси дороги и кромки проезжей ч
ти, особое внимание уделяя тщательности разбивки криволинейных учас
ков дороги. Одно
временно с плановой разбивкой с помощью нивелира в
носят проектные отметки верха покр
тия или несущего слоя.
Поперечники разбивают на всех пикетах, переломах продольного пр
филя через 20 м на прямолинейных участках и через 10 м

на закругл
ниях.
Верхнее
строение железных дорог
состоит из балластной призмы,
шпал, рельсов, стрелочных переводов. При

разбивке элементов
верхнего строения пути приходится неоднократно восстанавливать ось п
ти. Поэтому
желательно по обочине полотна или на междупутье разбить п
аллельную ось и закрепить ее.
ри укладке или окончательной рихтовке
железнодорожных путей ось каждого пути разб
вается строго по теодолиту.
На закруглениях полотна восстанавливают детальную разбивку кривых,
размечая ось трассы через каждые 20 или 10 м, ес
ли радиус кривой менее
500 м. Наиболее целесообразно эту ра
бивку проводить
способом хорд.
Этот
способ удобен в стесненных условиях насыпей и выемок и обеспечивает
высокую точность разбивки. При помощи нивелира выносят в натуру пр
ектные отметки
головки ре
льсов с точн
стью до
1–
2 мм.
Примыкания,
как и любые соединения железнодорожных путей, ос
ще
ствляются при помощи стрелочных переводов, которые, как правило,
раивают на прямых участках пути.
Пересечение осей
двух
соединяющихся путей
на
зывается
центром
стр
ного перевода
(ЦСП) (рисунок 10.10).
Угол α между рабочими
гранями крестов
ны
называется
углом крест
вины
. Стр
лочные пере-
воды класс
фицируют по марке кр
стовины и обозначают
дробью 1/
.
= 2
tg
/2 ≈
tg
Расстояния
до центра стрелочного пе
ревода и
до конца крест
вины,
а также другие размеры, стандартны для каждого типа стрелочного перев
да. Поэтому, если известно положение центра стрелочного перевода на оси
пути, относительно его можно разбить в
се части пер
евода. То есть
для того
чтобы вы
полнить разбивку стрелочного перевода на местности
,
необходимо
Рисунок 10.10

Схема стрелочного перев
вают для смягчения переломов продольного профиля дороги и достиж
ния
плавности и безопасности движ
ния транспорта.
Сопряжение линий при переломе профиля произ
водят
вертикальн
ми
кривыми
рисунок
.9). Вертикальные кривые

это выпуклые или вогн
тые круговые кривые больших р
диусов.
Вертикальные кривые разбива-
ют по тем же элементам, что и гор
зон
тальные круговые кривые
,
т.е
.
по
радиусу
криво
й, вертикальному
углу поворота α, длине кривой К,
тангенсу Т, биссектрисе Б и прям
угольным координатам
(для
детал
ной разбивки).
Угол α, выраженный в радиа-
нах, принимают ввиду его малой
величины равным разности абс
лютных зн
ний
лонов
,
:


= ∆
.
Отсюда
следует
:
tg
i
(
i
)/2

= 2

/2
.
Детальную разбивку вертикальных кривых выполняют по способу пр
моугольных координат, задаваясь значениями абсцисс
и вычисляя соо
ветствующие ординаты
по при
ближенной формуле
/ 2


Абсциссу
определяют как расстояние по пикетажу от начала кривой
до определяемой точки. Ординату
практически с допустимой погрешн
стью считают направленной вертикально и вводят к
ак поправку в проек
ную отметку определяемой точки со знаком минус в случае выпуклой кр
вой и со знаком плюс

в случае вогнутой.
Для разбивки вертикальных кривых имеются специальные таблицы [3]
.
Пользуясь выбранными из таблиц величинами Т и Б, разбиваю
т три гла
ные
точки кривой НК, СК и КК, а затем, пользуясь величинами
, разб
вают
кривую детально.
10.4 Геодезические работы

при устройстве верхнего строения дороги
После возведения земляного полотна перед устройством автод
рожног
покрытия или верхнего строения пути еще раз производят разбивку поп
речников.
Рисунок 10.9
Вертикальная кр
вая
местности проекции бровок
,
необходимо от осевой точки
О'
отло-
жить расстояние



О'А'
О'А
= (
/2)
/
cos

Разбивка поперечников в выемке.

При разбивке поперечников в выемке
на поверхности земли фиксируют ос
вую точку трассы
О'
(
ри
нок 10
.7).
От осевой точки трассы откладывают
отрезки
О'А'
=
О'А'
=
/2
,
где
D

ширина кювета поверху, и о
резки





О'С
О'С'
/2
D


где

глубина выемки
.

На
косогорах
расстояние
и до границы выемки будет мен
шим в
сторону понижения ската и бол
шим в нагорную ст
рону.
Наклонные расстояния от оси
до бровок выемки могут быть опре-
делены
(рисунок 10
.8) по следу
щим формулам:
О''С =
/2
+D
sin
/
sin
(
);
О''С
/2 +
D
sin
/ sin
(
– v
).

По мере разработки грунта механизмами повторяют разбивку осевых
чек
и указывают оставшуюся глубину выемки. Когда выемка в ос-
новном

закончена

и осталось добрать до проектной от
метки 10
20 см, для
чистовой
отд
елки намечают
точки,
торые определяют положение кюв
тов
, корыта и об
чин (или
сливной
ризмы) и при помощи нивелира эти
точки устанавливают на уровень проектных отметок. Проектные отметки
характерных точек попере
ного профиля земляного полотна вычисляю
т от
проектной отметки бровки по проектным уклонам и ширине отдельных ч
тей дороги.
Проектные отметки земляного полотна выносятся в натуру с погрешн
стью не более 1 см.
10.3

Разбивка сопряжений у
лонов продольного профиля
При строительстве железных и автомобильных дорог предусматривае
ся вставка вертикальных кривых.
Кривые в вертикальной плоскости
разб
-
Рисунок 10.7
Разбивка
поперечника в выем
Рисунок 10.8
Разбивка поперечника
на косогоре в выемке
+20, +40, +60, +80
м. Сами же поперечники разбивают вправо и вле
во от
этих точек, перпендикулярно к оси тра
сы.
На закруглениях трассы поперечник разбивают через 10
м в завис
мости от радиуса кривой. На этих участках поперечники должны распол
гаться по направлению к центру кривой, то есть перпендику
лярно
касатель-
й к кривой в точке разбивки поперечника. При разбивке поперечн
ков на
кривой их располагают через равные отрезки. Для задания направления п
перечника в осевой точке кривой измеряют угол между хордами, соед
ин
ющими эту точку с двумя соседними. Затем делят
угол пополам и строят
на местности его биссектрису. Направление биссектрисы и будет совпадать
с направлением радиуса кривой, вдоль которого от осевой точки и разбива-
ют попере
ник.
Одновременно с разбивкой поперечников выносят в натуру проек
ные
отметки с
оответствующие отметке бровке дорожного полотна в законче
ном виде. Рассмотрим
особенности разбивки поперечников в насыпи и в
вы
емке.
Разбивка поперечников в насыпи
.
При разбивке поперечников в н
сыпи
(рисунок 10
.5) на ровных (без попере
ных уклонов)
астках местности з
крепляют положение проекции осевой
точки
', проекции осевой точки
',
,
точек подошвы насыпи
,
и прое
ции точек кюветов
,
E
F
. Для этого
от оси трассы
' рулеткой откладывают
отрезки

ширина насыпи по ве
ху)
бров
' и отрезки
x
m
до подошвы точек
,
. Здесь
h
высота насыпи, 1:
m

крутизна (уклон) о
коса. Суммарные рассто
ния от оси до подошвы насыпи одинак
вы:


О'К
+
.

На косогорных участках разбивка насыпи несколько усложн
ется.
Вследствие поперечного наклона местности на угол
(
сунок 10
.6) ра
яние от оси
' до подошвы насыпи
будут различны. Положение т
чек
может быть найдено,
ес
ли отложить по наклонной
мес
но
сти
от
резки
О'К
О'К
. Если
означить угол откоса через β, то
по те
реме
сину
сов б
дем иметь

О'К
=
(
)
sin
/
sin
;
О'К
)
sin
/
sin
(
+ v
).
Чтобы
получить
аклонной
Рисунок 10.5

Разбивка
поперечника в насыпи
Рисунок 10.6
Разбивка поперечника
в насыпи на косогоре
линейной засечкой радиусами
S
.
Вновь откладывают о
резок
, но уже
от точки 2
,
и вдоль направления второй хорды. Из то
чек 2 и 3' на пересече-
нии дуг радиусов
получают
положение то
ки 3 и т. д.
Величина отрезка
, называемого промежуточным перемещением, п
стоянна для всех точек кривой и опред
ляется по формуле
/
Способ продолженных хорд удобен тем, что вс
е сопутствующие ему
измерения выполняются в непосредственной близости от кривой. Это п
воляет использовать его в стесненных условиях, там, где другие способы
применить невозможно. Кроме того выполнение разбивки не требует сп
циальных инстру
ментов

ее пр
оизводят при пом
щи рулеток.
Недостатком этого способа состоит в быстром накоплении погрешн
стей разбивки, по мере увеличения числа разбиваемых точек.
После во
становления пикетажа и детальной разбивки кривых трассу закрепл
ют. Так
как ось трассы дороги является геодезической основой для разбивки всех
сооружений ее закрепление должно быть надежным. Знаки закрепления
ус
танавливают вне зоны земляных работ так, чтобы они сохранялись на все
время строительс
ва.
Одновременно с закреплением трассы для удобства
обслуживания стр
ительных работ сгущают сеть рабочих реперов с таким расчетом, чтобы на
4-
5 пикетов трассы приходился один репер. Кроме того, необходимо у
ст
навливать по одному реперу у каждого малого и по два у средних
бол
ших мостов, на станционной пл
ощадке и у всех насыпей и выемок с раб
чими отметками более 5
м.
В качестве реперов можно использовать различные местные пре
меты,
устойчивые по высоте и установленные ниже глубины промерзания. Реперы
искусственного сооружения
должны
быть пронумерованы
и зарегистрир
ваны в ведомости реперов с указанием их отметок, описания вида и мест
положения.

10.2 Разбивка земляного полотна
Для выполнения земляных работ
кроме восстановления пикетажа и де-
тальной разбивки кривых
производят детальную разбивку земл
яного поло
на или, как говорят, разбивку строительных поперечников. Эта разбивка с
стоит в обозначении на местности в плане и по высоте всех характерных т
чек поперечного профиля земляного полотна: оси, бровок, подошвы нас
пей, кюветов и т. д.
На прямолинейных уч
стках трассы поперечники разбивают через 20

м и на всех переломах продольного профиля. Для этого при помощи те
долита и рулетки разбивают плюсовые точки между пикетами, например
Способ прямоугольных координат является наиболее распространен-
ным способом детальной разбивки кривых. Преимущество этого способа
состоит в том, что каждая точка строится независимо

предыд
щих,
что
исключает накопление погрешностей. Но быстрое возрастание от точки к
точке длин ординат делает невозможным использование
этого
способа
стесненных условиях, туннелях,
лесистой местности, по нас
пи.

В этих случаях применяют
соб
углов и хорд
.
Кривую в этом
способе разбивают через заданный
инте
вал
S
по хорде.
При разбивке данным способом
длина хорды
не должна прев
шать
длину мерного прибора (обычно
принимают
= 20
м). Затем вычи
ляют центральный угол φ, опира
ю-
щийся на хорду (рисунок
10.3):

sinφ
/2 =
/ 2
.

(
Далее, установив теодолит в
на
чале кривой, наводят зрительную
трубу по направлению
тангенса на
вершину угла поворота и отклад
вают значение первого разбивочного угла φ/2. Вдоль полученного напра
ления откладывают длину хорды
, получая первую точку на кр
вой. Далее
теодолитом откладывают угол φ и получают положение точки 2 линейно
углово
й засечкой, откладывая
каждый раз от предыдущей точки
кривой длину хорды
.
Следует
отметить, что в этом способе п
грешности построения посл
ед
ющих точек содержат погре
шн
сти предыд
щих.
Способ

родолженных

хорд.
Задавшись
интервалом
деталь-
ной раз
бивки кривой радиуса
,
вычисляют угол по формуле
10.3) и, пол
зуясь вы
ражениями
.1) и (
10.2), разбивают точку 1
кривой способом прямоуголь
ных
координат (
ри
сунок 10
.4).

Затем по продолжению пе
вой
хорды откладывают отрезок
и закре
ляют полученную точку 2'.
Удерживая задний конец рулетки в точке 1, о
ределяют положение точки 2
Рисунок 10.3
Способ углов и хорд
Рисунок 10.4
Способ продолженных хорд

При восстановлении трассы может быть проведена некоторая ее корре
тировка и улучшение расположения на местности
для уменьш
ния объема
земляных работ и улучшения эксплуатационных характер
стик. Так, могут
быть спрямлены некоторые участки, найден более удачный переход или о
ход мест, не устойчивых в геологическом отношении, несколько и
менены
радиусы кривых и уклоны п
родольного пр
филя и т. д.
Все изменения, внесенные в проект при восстановлении трассы, пере-
даются в проектную организацию для согласования.
Затем пр
ступают к
разбивке пикетажа. На закруглениях трассы выполняют детал
ную разбивку
переходных и круговых кр
ивых. При радиусе более 500
м кривую разбив
ют
через 20
м, при радиусе менее 500

через 10
м, при радиусе менее 100

через 5
Наиболее часто применяют
следующие
способы детальной
разбивки
кривых
: способ прям
угольных координат, способ углов
и хор
д, способ продо
женных хорд.

Способ прямоугольных коорди-
нат
.
В этом способе положение т
чек на кривой через заданный и
тервал дуги
определяется прям
угольными к
ординатами
,
;
,
и т. д. (
рисунок 10
.2).
Линию
тангенса принимают за ось абсцисс
с началом в точке НК или КК (ра
бивку ведут симметрично от начала
и конца кривой к ве
шине угла)
Координаты точек 1, 2 и т. д.
кривой вычисляют, как это видно из р
сун
ка 10
.2
,
по формулам


sin φ



10.1)



(1

cos
).


0.2)
При заданном радиусе
дуге
k
будет соответствовать центральный угол


φ =
k
/
.
По данным фор
мулам состав
лены таблицы (таблица
5 [3]), в ко
торых по
аргументам
и φ вычислены значения координат
. Для совместной д
тальной разбивки переходных и круговых кривых данные берут из [3]. По-
следовательность разбивки следующая: вдоль тангенсов откладывают по
на
правлению к вершине угла поворота длин
ы кривых
, соответствующие и
тервалу разбивки, отмеряя назад значения
k – x
. В найденных точках восста-
навливают перпендикуляры и откл
дывают ординаты
, тем самым определяя
точки кр
вой
.
Рисунок 10.2
пособ
прямоугольных коорд
нат
-
восстановление и закрепление осей с
оружений;
-
установку временных реперов и определение проектных отметок с
оружений;
-
детальную разбивку контуров и элементов сооружений;
-
рабочие разбивки и надзор в процессе строительства, контроль
за р
ботой машин, св
занных с геодезическими измерениями;
-
контрольные промеры в процессе строительства;
-
промежуточные и окончательные замеры объемов выполненных работ,
со
ставление сдаточных ведомостей и актов;
-
ведение исполнительной документации;
-
геодезический контроль
за сооружением с целью выявления осадок, сме-
щений и других деформаций в процессе и после окончания строительс
ва.
Восстановление трассы начинают с отыскания на местности вершин у
лов поворота трассы. Те вершины, на которых не сох
ранились знаки з
пления, находят промерами от постоянных местных предметов согласно
аб
рисам их привязки или прямой засечкой по проектным углам из двух с
них вершин трассы. В том случае
,
если знаки не сохранились на н
скольких расположенных рядом угла
х поворота и их невозможно восстано-
вить от м
стных предметов, то вновь выполняют трассирование этого
участка, пр
держиваясь углов поворота и расстояний, вз
тых с проекта.
Восстановленные на
местности вершины углов
поворота трассы закрепл
ют деревянным
и сто
бами,
устанавливаемыми по два
на продолжении тангенсов
или под углами 90
к ним
(рисунок 10.1). На кривых
закрепляются выносными
столб
ми начало, середина,
конец кривой и точки с
пряжения круговой и пер
ной кривых.
В равнинных ра
нах вершина угла пов
рота может быть закреплена с внешней стороны двумя столбами на биссек-
трисе угла.
Одновременно с восстановлением вершин измеряют углы пов
рота трассы и сравнивают полученные значения с проектными. При обна-
ружении значительных расхождений направление
трассы на местности не
изменяют, а исправляют значение проектного угла поворота и пересчитывают
по исправленному углу все элементы кр
вой.
Рисунок 10.1
Закрепление углов поворота трассы
5.4 Применение комплексных систем для съемки железных д
………...
5.5 Понятие о геоинформационной систем
е………………………
…………..
6 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ПРИ ИЗЫСКА
НИЯХ

И ПРОЕКТИРОВАНИИ ДОРОГ……………………………
6.1 Общие сведения……………………………
……………………………….
6.2 Инженерно
геодезические изыскания для линейных соору
жени
6.3 Проложение трассы на местности. Измерение углов поворота
и линии
трассы……………………………………………………
……………….....
6.4 Разбивка пикетажа, плюсовых точек и поперечников. Съемка
доро
ной
полосы. Пикетажный жу
рнал………………………
6.5 Круговые кривые, их элементы и главные точки. Разбив
главных
точек круговых кривых…………………………………
6.6 Переходные и суммарные кривые………………………………
6.7 Расчет пикетажных значений главных точек круговой кривой
.
Вынос пикетов с тангенса на кривую…………………………
……….….
6.8 Привязка трассы к пунктам опорной геодезической сети……
6.9
Нивелирование трассы и поперечников. Журнал нивелирования
…….
6.10 Высотная привязка трассы к реперам государственной ниве
лирной
сети. Нивелирование через реки и овраги……………
…………………..
6.11
Обработка журнала нивелирования
и составление профиля
тра
сы…
.
6.12 Составление плана трассы.
Ведомость углов поворота, пря
мых
и кривых……………………………………………………
6.13 Гидрометрические работы……………………………………..
................
7 СПОСОБЫ И ТЕХНОЛОГИЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАЗБИВОЧНЫХ


РАБОТ…………………………………………………………
………………...
7.1 Общие принципы геодезических разбивочных р
абот…………
……….
7.2 Элементы разбивочных р
абот…………………………………...
..............
7.3 Способы разбивочных работ……………………………………
8 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ
ЗДАНИЙ

И СООРУЖ
………………………………………………………………
8.1 Геодезическая разбивочная основа для строительс
тва………...
..............
8.2 Разбивка и закрепление основных осей зданий и сооруж
8.3 Геодезические работы при устройстве котлов
анов……………
………..
4 Геодезические работы при сооружении фундаментов…………
……….
8.5 Геодезические работы при возведении надземной части соо
ружений

8.5.1 Построение разбивочной основы на исходном горизо


8.5.2 Передача осей и отметок на монта
жный гор
изонт………


8.5.3 Геодезические работы при возведении надземной части
сборных


зданий……………………………………………

8.6 Исполнительные съемки…………………………………………
ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ
НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ОСАДКАМИ И ДЕФОРМ
ЯМИ

СООРУЖЕНИЙ………………………………………
9.1 Общие св
ния…………………………………………………
9.2 Наблюдения за осадками сооружений…………………………
9.3 Измерение горизонтальных смещ
ений…………………………
………...
9.4 Наблюдения за креном сооружения……………………………
10 ГЕ
ОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ Д
РОГ...
..............

84
84
85
87
88
90
91
93
94
97
Рисунок
8.28
Способ
координат
Способ координат.
При
этом способе вокруг сооружения
на рассто
,
равном одной
двум его высота
м, закладывают не менее трех опорных
пунктов
,
и определяют в условной системе их коорд
наты (рисунок
8.28).
С этих пунктов через определенные пром
жутки времени прямой засечкой
определяют коорди
наты оси

сооружения

его

нижнем

верхнем сече
ни
ях.
Вычисляют по формулам прямой угловой з
сечки координаты оси соор
жения для нижнего
и верхнего
сечений. При засечках
для опред
ления направления на ось сооружения произв
дят отсчеты по левой и правой наружным гр
ням, а за окончательное значение прин
имают
среднее ари
фме
тическое.
По разностям координат в двух циклах
на
блюдений находят соста
ляющие крена Δ
по осям координат и определяют линейную
Δ и угл
вую α величины крена.
Точность определения линейного эл
мента
крена при систематических набл
юдениях характеризуется величиной сре
ней квадратической погре
ности порядка 6
10 мм при высоте сооружения
100 м и использовании те
долита Т2.

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ Д
ОРОГ


10.1 Восстановление трассы


Между проектированием и строительством дороги проходит опред
ленный, иногда значительный промежуток времени, за который точки з
крепления трассы на местности, выполненные при полевом трассировании,
утрачиваются. Поэтому перед началом строительных работ трассу восст
навливают, принимая за основную окончательно выбранную и закреплен-
ную при полевом трассировании. При этом руков
дствуются документами
рабочего проекта: планом и профилем трассы, ведомостью прямых и кр
вых, схемой закрепления трассы. Эта задача реш
ется в подготовительный
период стро
тельства.
Трасса дороги, вынесенная на местность и надежно закрепленная
на ней
типовыми знаками, является геодезической основой для разби
ки осей всех
сооружений, разбивочных и контрольны
х геодезических работ в процессе
строительс
ва.
Геодезические работы при сооружении транспортных объектов
должны обеспечивать разбивку и контроль в процессе строительства в соо
ветствии с рабочими чертежами и требованиями соответствующих ин-
ст
рукций и вкл
ючать в себя:
новным
способом определения осадок сооружений является высокоточ-
ное геометрическое нивелирование.
С этой целью вокруг сооружения, вне зоны возможных деформаций гру
тов,
создается сеть из 3
4 глубинных реперов. Для промышленных и гражданских с
оружений опорные реперы закладываются не ближе 80 м от зд
Определение величины осадок состоит в измерении превышений между
опорными реперами и осадочными марками через определенные промежутки
времени (цикла). По измеренным и уравненным превышениям вычисляют
отметки осадочных марок в данном цикле. Разности в
сот одной и той же
осадочной марки в смежных
циклах наблюдений х
рактеризуют величину
осадки марки и соответствующей части сооружения. По результатам набл
ю-
дений составляют график х
да осадок.
Места установки осадочных ма-
рок для типовых промышленных и
гра
данских зданий выбирают по
периметру сооруже
ния в среднем
через 10
и по обе стороны осадо
ных швов здания. Образец размеще-
ния осадочных м
рок и реперов
прив
ден на рисунке 8.20.
При наблюдениях
за осадками
строящихся зданий циклы совм
щают с завершением этапов стро
тельства, например этажа. Таким
образом, циклы оказываются св
занными с этапами увеличения
на
грузки на основание. После завершения строительства сроки наблюдений
устанавливают с учетом величины и ск
рости осадок, обычно
2–
3 раза в год
до полной стабил
зации осадок.
Методика нивелирован
ия осадочных марок
имеет ряд особенн
стей:
длина визирного луча не должна превышать 10
20 м, равенство плеч в
держивается с большой точностью, нивелирование выполняется в каждом
цикле по одинаковой схеме и постоянно закрепленным ос
дочным маркам.
Для определения осадок в труднодоступных точках сооружений применяют
тригонометрическое нивелирование
с использованием высокоточных те
долитов, обеспечивающих точность измерения вертикальных углов с оши
кой не б
лее 1''.
Для систематических наблюдений за осадками
крупных промышле
ных
зданий и гидротехнических сооружений применяют
гидростатическое ни-
велирование.
Определение осадок для большинства сооружений обычно в
полняют с погрешностью 1
2 мм,
что обеспечивается измерением превы-
шений по программе нивелирования
класса.
9.3 Измерение горизонтальных смещений
Рисунок 8.20
Схема нивелирования
осадочных марок
технической документации. В особых случаях перечень исполнительной док
ментации по требованию контролирующих
организаций может уто
няться.
По результатам исполнительных съемок законченных сооружений
(промышленное предприятие, жилой комплекс и т. д.) составляют
исполн
тельный генеральный план
. Различают
оперативный, дежурный и око
чательный
генеральные планы. Строительство крупных объектов, как
вило, продолжается несколько лет. В этих условиях возникает необход
мость
регулярно снабжать геодезическими данными производителей работ. Для
этого ведется дежурный генеральный план
, д
ля того чтобы иметь информ
цию об
объемах строительных работ, выполняемых на определенную д
.
После завершения строительства составляют окончательный исполн
тельный генеральный план. На нем наносят все построенные сооружения,
которые сдают в эксплуатацию. План составляют на основ
нии материалов
исполнительных съемок, выполненных по мере возв
дения объектов.
Комплект окончательного исполнительного генерального плана с
стоит
из сводного генерального плана в масштабах 1:1000

1:2000, испо
нительных
планов дорог, линий электропередач, по
дземных коммуник
ций и т. д.

9

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ОСАДКАМИ



И ДЕФОРМАЦИЯМИ СООРУЖЕНИЙ
9.1 Общие сведения
Под влиянием силы тяжести сооружения, изменения влажности основ
ния и температуры происходит перемещение частиц грунта, на к
торые
здание опирается.
Вследствие этого получаются перемещения конструкций
фундаментов и надземной части здания.
Кроме того, деформацию зданий
могут также вызвать ветровые нагрузки, солне
ная радиация, вибрация при
работе оборудования, сейсмические воздей
ст
вия и другие явления.
Перемещения сооружения и его конструкций могут быть горизонтал
ные и вертикальные. Вертикальные перемещения называют
осадкой
, а г
ризонтальные

сдвигом
(смещением). Пространственное смещение соор
жений вызывает его деформацию в ви
де прогибов, п
рекосов, образования
трещин и крена. Если эти явления не будут сво
временно обнаружены и
устранены, то может возникнуть опасность разрушения сооружения.
Поэтому в период строительства и эксплуатации зданий и сооруж
ний
проводится целый комп
лекс натурных геодезических наблюдений, позв
ляющих следить и определять элементы деформаций всего сооружения и
его отдельных конструкций.
Рассмотрим основные геодезические методы
наблюдений за осадками и смещениями сооружений и их конструкций.
.2 Набл
юдения за осадками сооружений
Для
проведения наблюдений за осадками в конструкции сооружений за-
кладывают осадочные марки и периодически определяют их отметки.
позволяет ее ширина). Для безопасного проведения работ нивелир можно
устанавливать на полу.
В этом случае измерения выполняют по рейке с г
ризонтально прикрепленным к ней бруском, укладываемым на головку
рельса.
Тригонометрическое нивелирование применяют в том сл
чае, когда
невозможно установить рейку на голо
ку рельса.

После выполнения всех измерений и необходимых вычислений соста
ют схему
исполнительной съемки (рисунок 8.19).
На съемк
е приведены
следующие данные: (22500)

ширина колеи подкранового пути по паспор
ным данным; 22490

тический размер ширины колеи; +9

отклонение
головки рел
са по высоте.

Рисунок 8.19

Исполнительная съемка подкранового пути
Перечень исполнительной документации на строительном объекте устана
ливается в соответствии с требованиями стандартов и другой нормати
Отклонение отметок
подкрановых рельсов в мм
Очень часто приходится выполнять исполнительную съемку подкран
вых
путей. Нормальная эксплуатация мостовых кранов существенно зависит от
соблюдения технических требований, предъявляемых к геометрии подкр
новых путей.
Вот некоторые из них
:
обе нитки рельсов должны быть парал-
лельны, прямолинейны, лежать в одной
горизонтальной плоскости, нах
диться на расстоянии друг от друга, соответствующем длине пролета мост
вого кр
на.
Сравнительно высокое расположение подкр
новых путей над уровнем
пола определяет особенности выполнения исполни-
тельной съемки. В зав
симости от условий прои
водства работ возможны различные варианты вы-
полнения исполнительной съемки. Рассмотрим
один из вариантов съемки планового положения
подкранового пути (рис
нок 8.18)
.
На полу создают съемочное обоснование в виде
прямоугольника. Для этого от оси колонн отклад
вают расстояние
в начале и в конце подкр
нового
пути. Затем от полученного створа с помощью те
долита и рулетки строят прямоугольник, у которого
длина равна длине подкранового пути, а шир
на:
– 2
,
где

расстояние, равное длине пролета мост
вого крана.
Затем, устанавливая последовательно теодолит на стороны базиса, о
стоящие на расстоянии
от оси колонн, определяют
способом бокового н
велирования
смещение рельсов
. А по разности смещений в одноименных
точ
ках вычисляют
фактическую ширину колеи подкранового п
ти.

Для определения высотного положения рельсов применяют геометри-
ческое или тригонометрическое нивелирование. При геометрическом нив
лировании нивелир устанавл
вают на кране или на подкрановой балке (если
Рисунок 8.
Съе
подкранового п
ние по сравнению с проектной, минус

занижение). Цифры без знаков указы-
вают на в
личину ра
сстояния от оси фундамента до его края.
При плановой исполнительной съе
ке колонн отклонения осей колонн
определяют методом бокового нивелирования, сущность которого заключа-
ется в следующем (рисунок 8.17).
От р
сок закрепления продольной
разб
воч
ной
оси А
А откладывают перпендикулярно
оси равные отрезки длиной
и пол
чают
,
параллельную продольной оси
сооружения. В одной из точек этой линии
устанавливают теодолит, приводят его в
рабочее пол
жение и наводят визирную
ось на точку, лежащую н
а этой же линии.
При съемке рейку или рулетку устана
ливают горизонтально в нижнем и вер
нем сечениях колонн, а в
поле зрения
трубы берут отсчеты
b
верт
кал
ной нити
.
Из рисунка 8.17 видно, что
отклонение
центра колонны от разбиво
ной оси А
А в нижнем с
ечени
и по
оси 1
-1
Δ =


0,5
,
где

отсчет по рейке на оси 1
1 в нижнем сеч


толщина колонны.
Отклонение в верхнем сечении определяют аналогично по отсчету
.

Для контроля правильности выполнения съемки измеряют рассто
между колоннами и сравнивают их с аналогичными расстояниями, пол
ченными по результатам съемки. После выполнения измерений соста
ляют
схему исполнительной съемки, на которой показывают оси сооружения, к
лонны и их отклонения в верхнем и нижнем сечен
ях от
осей.

Рисунок 8.17
Определение
отклонения колонн
Рисунок 8.13

Выверка положения фундаме
Установив теодолит в створе поперечной оси, таким же образом опр
деляют положение др
гой пары разбивочных рисок.
Правильность установки фундамента по высоте
определяют нивели-
ованием. При этом рейку
устанавливают сначала на
репер 2, а потом на
опо
ную поверхность каждого
фундамента (в фундаментах
стаканного типа т
кой п
верхностью является дно).
Вычисленные в результате
нивелирования отметки
сравнивают с проектными
и, таким образом определ
ют величину о
клонения
фундамента по в
соте.

На рисунке 8.14
приведен
пример
оформления исполнительной
съемки фундаментов стаканного типа под монтаж колонн.
Численными
значениями обозначены расстояния от осей до стенки стаканов в

их ниж-
нем сечении (в миллиметрах).
Отклонения по высоте показывают
ед
ющим образом: +10

завышение;

занижение в миллиметрах от пр
ектного положения дна стакана. Между осями указано проектное ра
сто
ние.
При устройстве фундаментов на свайном основании и
сполн
тельная
съемка выполняется таким же способом. Сначала

с помощью те
долита
выносят
оси на
оголовки свай
по цифровым и
буквенным осям, а

затем

определяют

величину
смещения
центра
сваи
от
фактич
ского
положения.
Полученные данные отражают
на исполнительной съемке (р
сунок 8.15).
Стрелками показано направление смещения оголовка сваи от проектн
го положения. Цифры над стрелками указ
вают величину смещения
от
проектного положения
в миллиме
рах.
На рисунке 8.16 показан пример оформления исп
олнительной съемки мон
литных фундаментов. Цифры со знаком плюс или минус показывают величину
отклонения отметок верха фундамента от проектных отметок (плюс

завыше-
Рисунок 8.14
Исполнительная съемка
6000
200
6000
205
210
200
215
210
205
215
210
215
205
210
210
205
210
215
210
210
215
210
205
205
215
205
240
250
240
210
245
255
240
250
240
230
265
250
240
265
260
270
246
255
255
245
250
245
245
255
+ 10
+ 12
+ 5
6000
дующем этапе, а чертежи съемок предъявляют государственной комиссии
при при
емке сооружения в эксплуатацию.
Исходной геодезической основой для текущей исполнительной съемки
служат пункты разбивочной сети, знаки закрепления осей, а также устан
вочные риски на конструкциях. Высотной основой служат реперы, наход
щиеся на строительно
й площадке
,
и отметки, зафиксированные на стро
тельных конструкциях. Геодезическим обоснованием съемки для составл
ния исполнительного генерального плана служат пункты и реперы разб
вочных и государственных сетей.
Количество и наименование конструкций и их элементов, подл
жащих
съемке, а также выбор методов и расчет необходимой точности измерений
определяются
существующими нормативными требовани
ми на отклонения
при строительно
монтажных работах.
Методы измерений
при исполнительной съемке те же, что и при
выполнении разбивочных и съемочных работ. Например, для опр
деления
положения строительных конструкций в плане применяют способы прям
угольных координат, линейных и створных засечек и т. д., по высоте

метрическое нивелирование. Отклонение конструкци
й от вертикали опр
деляют с помощью отвесов, теодолитов, приборов вертикального визиров
ния. Способы съемки исполнительного генерального плана зависят от ма
штаба его составления и вида снима
мого объекта. В большинстве случаев
применяют теодолитную (гор
из
онтальную) или тахеометрическую съемки.
Исполнительная геодезическая документация
создается главным о
разом в виде исполнительных чертежей (схем). На этих чертежах указыва-
ются все проектные размеры конструкций и расстояния между осями, пр
ектные высоты, фактические размеры конструкций, факт
ческие отметки,
направления и величины отклонений элементов конс
рукций от проектного
положения.
При выполнении геодезической съемки планового, высотного и верти-
кального положения конструкций точность измерения для ко
кретного вида
работ должна быть такой же, как и при геодезическом контроле.
Исполнительную съемку начинают с переноса осей на фундаменты.
Ус
тановив теодолит над створной точкой 1 продольной оси (рисунок 8.13)
или
над выноской на обноске, направляют зрите
льную трубу на соотве
ству
щую точку на другой стороне котлована. При располож
нии фунд
ментов на створах осей трубу наводят последовательно на фундаменты, и на
них отмечают створ осей (риски 4). При располож
нии фундаментов вне
створа осей горизонтально прикладывают стальную линейку (рулетку) 3.
Пятку линейки с отсчетом 0 прислоняют к фундаменту перпендикулярно
створу. Горизонтальным перемещением линейки в биссектор сетки нитей
трубы теодолита вводят отсчет. Вели
чина отсчета по линейке равна проек
ной прив
язке фунд
мента к оси.
имного положения монтируемых элементов в плане осуществляется шабл
нами, металлическими или лазерными рулетками и теодолитами.
При геодезическом обеспечении монтажа технологического оборудов
ия применяют различные способы и приборы.
Отличительной особенностью геодезических работ на этом этапе явл
ется применение нестандартных приборов, разрабатываемых специально
для решения конкретной задачи и обеспечения высокой точн
сти монтажа
технологического оборудования.
8.6 Исп
олнительные съемки
Исполнительной съемкой
называется комплекс геодезических р
бот,
выполняемый на строящихся или законченных строительных объектах с ц
лью выявления всех отклонений от проекта,
определения
фактического п
ложения в плане и по высоте конструкций надземной и подземной частей
сооружения и линий коммуникаций.
Выполнение каждого вида строительных и монтажных работ заверш
ется текущей геодезической исполнительной съемкой выверенных и око
чательно закрепленных конструкций и их элементов. Геодезич
еская испо
нительная съемка уложенных подземных коммуникаций выполняется до з
сыпки траншей грунтом.
Различают
два вида
исполнительных съемок:
текущие
исполнительные съемки, необходимые для составления исполни-
тельных чертежей по циклам и технологич
ским элементам строительства
,
и съемки
для составления ис
полнител
ного генерального плана
.
Исполнительные съемки первого вида производятся по мере заве
шения
определенного этапа строительства, например, после отрывки котлована,
устройства фундаментов, монтажа ко
лонн и т. д. Результаты этих съемок
имеют своей целью корректировку дальнейших работ для обеспечения ка-
чественного выполнения дальнейших этапов строител
ства.
Исполнительной съемке подлежат части сооружений и констру
тивные
элементы, от точности положения
которых зависит качество выполнения
работ на последующих этапах, а также прочность и устойчивость сооруже-
ния в целом. Эти требования и определяют поэтапный способ выполнения
исполнительных съ
мок.
Окончательная исполнительная съемка выполняется для всего
екта
в целом и используется при решении задач, связанных с его эк
плуатацией,
реконструкцией и расширением. При окончательной съе
ке используются
материалы текущих съемок, а также съемок подземных и надземных ко
муникаций, транспортных сетей, элементо
в благоустройства и вертикаль-
ной планиро
ки.
По результатам исполнительной съемки проектная организация (авто
ский надзор) выдает разрешение на выполнение строительных работ на сле-
После разметки осей
нивелируют плоскости консолей каждого ряда, сл
жащие основанием подкрановых балок. По результатам нивелиро
вания вычи
яют отметки всех опорных поверхностей консолей колонн. Определяют
высшую отметку и принимают ее за исходную. Под эту отметку и выравн
вают в одной
горизонтальной
плоскости подошву подкрановых балок.
После монтажа балок
, а затем и после ук
ладки подкрановых путей в
веряют их
положение в плане контролем расстояний
между осями путей
по высоте. Проведение планово
высотной съемки и составление исполни-
тельных чертежей проводят повторно после обкатки путей мостовым кра-
ном. При эксплуатации мост
овых кранов ведут постоя
ный геодезический
контроль за плановым и высотным положением подкрановых путей. В с
став геодезических работ по определению фактического положения подкр
нового пути входят: измерение расстояния между рельсами, определение
непрямолинейности, нивелир
вание подкрановых путей.
В настоящее время разработаны различные автоматические сист
мы для
съемки подкрановых путей.
Основу этих систем составляют лазерные пр
боры и фотоэлектрические регистрирующие устройства. Как правило, авт
матические системы устанавливают на мостовом кране, и результаты изме-
рений фиксируют при движении крана.
Установка технологического оборудования в проектное положение пр
изводится относительно монтажных и технологических осей. Вынос этих
осей в натуру производят
от разбивочных осей перенесенных внутрь стро
щегося сооружения. При монтаже сложного оборудования создают спец
альную планово
высотную сеть.
Перед монтажом под установку технологического оборудования на
фундаменты выносят его проектные оси. Анкерные болты, закладные дета-
ли устанавливают со строгим соблюдением проектных размеров и высот.
Перед началом монтажа оборудования на его грани, плоскости наносятся
установочные риски, фиксирующие геометрические оси, в
соты и центры
симметрии. В соответствии с требуе
мой точностью монтажа контроль вз
Рис
унок 8.12
Разбивка осей подкрановых б
лок
138
�� &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;монтируемых элементов.
Для этого нивелируют все опо
ные плоскости, не
менее чем в двух точках под каждую панель. Отметку монтажного горизо
та принимают равной отметке самой высокой точки при условии, что эта
отметка не превышает проектную более чем на 20 м
Основными элементами каркасных зданий являются колонны, р
геля и
плиты перекрытия. Геодезическую разбивку и выверку производят в осно
ном для монтажа колонн. Все остальные конструкции монтируются практ
чески без участия геодез
ста.
До начала монтажа
каркасных зданий производят
разметку сборных элемен-
тов.
Для этого на них наносят устан
вочные риски. Низ колонн приводят в
проек
ное положение, совмещая устан
вочную риску монтируемой колонны с
ориент
ровочной (осевой) риской, ра
меченной на лежащих ниже э
лементах
(фундаментах, оп
рах) (рисунок 8.11
Выверку по вертикали
осущест
ляют двумя теодолитами по двум
взаимно перпендикулярным плоск
стям. При выверке колонны в вер
нем с
чении возможно ее смещение в
нижнем сечении. Поэтому после в
верки верха необхо
димо поправить
положение низа колонны.
По окончании монтажа колонн, до установки последующих эл
ментов,
проводят
исполнительную съемку
.
Установка ригелей в проектное плановое положение осуществляе
ся по
рискам, нанесенным на опорные плоскости консолей к
олонн, и рискам на
гранях ригелей. При этом должно соблюдаться условие равенства пл
щадок
опирания ригелей на консоли колонн.
Плановое положение подкрановых балок и рельсов определяется после
окончательного закрепления основных несущих конструкций здания
.
Пр
вильное положение подкрановых балок по осям в плане обеспечивается
на
несением установочных рисок на опорные поверхности и контролем ра
стояния между осями. До их укладки в конце пролетов на полу цеха разби-
вают оси
и тщательно замеряют рас
стояние
между осями. Затем
с помощью теодолита оси выносят на поверхнос
ть консолей колонн (рис
нок 8.12

Рисунок 8.11

Установка колонны
искажается также и форма самого изделия. При этом возможны перекосы,
трапециевидность, их выпуклость, пропе
лерность и т. д.
Все эти факторы оказывают существенное влияние на точность уста-
новки конст
кций в проектное положение. Поэтому при поступлении кон-
струкций на монтажную площадку их геометрические параме
ры (размеры,
перекос и пропеллерность граней, расположение закла
ных деталей и т. д.)
подвергаются выб
рочному контролю.

На рисунке 8.10
казана в качестве
примера схема измерения плоских жел
зобетонных элементов (наружных и вну
ренних стен, панелей пер
крытий). Целе-
сообразность такой схемы объясняется
тем, что размеры 1
1, 2
2 и 3
3 характер
зуют высоту элемента и параллельность
граней, об
разу
ющих горизонтальный шов,
размеры 4
4, 5
5 и 6

ширину элемента
и п
раллельность других граней, обр
аз
ющих вертикальный шов, размеры 1
3-
3'

толщину элемента. Три измерения
высоты и ширины дают возмо
ность
ус
тановить овальность элемента. Размер

7-
7 и 8
8 характеризуют длину диагон
лей. Разность диагоналей определяет
наличие перекосов, в
дущих к образованию клинови
ных швов.
Все полученные отклонения сравнивают с допусками и делают закл
чение о пригодности этой конструкции к монтажу. Контролю обычно по
лежат наиболее ответственные конструкции.
Геодезические работы при возведении надземных частей сборных зда-
ний заключаются в разметке ориентировочных рисок для установки (мо
тажа) конструктивных элементов и выносе высотных отметок мо
тажного
гори
зонта.
На перекрытии, до начала монтажа сборных элементов, от пер
данных основных осей здания наносят риски, указывающие положение ко
структивных элементов, как по наружным, так и по внутренним стенам
(продольным и поперечным).
При
детальной разбивке устан
овочных рисок
размеры откладывают от основных осей здания нарастающим итогом с об
зательными контрольными промерами всех расстояний. Установка ко
ст
рукций в проектное положение включает следующие операции:
-
приведение конструкции в проектное положение;
-
закрепление конструкции в проектном положении;
-
геодезический контроль установленных в проектное положение ко
ст
рукций.
Одновременно с детальной разбивкой с помощью нивелирования опр
деляют
отметку монтажного горизонта
, то есть расчетную отметку низа
Рисунок 8.10
Схема выполнения
контрольных измерений
горизонта. Применение приборов вертикального проецирования ускоряет
процесс переноса осей на этажи и позволяет выпо
нять разбивочные работы
одновременно с монтажными.
Вопрос о выборе способа проецирования (сквозной или шаговый) реш
ется в каждом конкретном случае.
Высотным разбивочным обоснованием
на каждом мо
тажном горизонте служат
рабочие реперы
, отметки которых получают от
исходных реперов высотной разбивочной основы. Число рабочих реперов
на монтажном горизонте зависит от количества секций или захваток, но
должно быть не мен
ее двух. Рабочими реперами могут служить закладные
детали в конструкциях данного этажа или откраски на строительных ко
ст
рукциях.
Отметки на монтажный горизонт передаются
способом геометрическо-
го нивелирования
с помощью двух
лиров и стальной компарированной руле
ки.
На исходном и монтажном горизонтах
уста
навливают нивелиры (р
сунок 8.9
) или
можно переносить один нивелир.
На реп
рах, между которыми передаются отметки,
устанавливают рейки.
Берут отсч
ты
b
по рейкам и отсчеты
и

по подв
шен
ной рулетке.
Разность отсчетов

даст нам
превышение верхнего горизо
та нивелира над нижним горизонтом. И
ко
мую отметку вычисляем по фо
мул
исх
+ (
a

) +
.
Точность передачи отметки таким сп
особом будет зависеть от ошибок
при сн
тии
отсчетов по рейкам и рулетке, учета температуры рулетки и
компариро
ва
ния.
Передача отметки на монтажный гор
зонт может быть также выполнена
путем фиксации отметки на строительных конструкциях исходного гор
зонта и вертикального промера по строительным кон
струкциям до соотве
ству
щей откраски на монтажном горизонте. Для удобства пользования на
монтажном горизонте обычно фиксируют отметку, кратную целым ме
рам
или полуметрам, например: +12,000 или +
12,500.
8.5.3 Геодезические работы при возведении надземной части

сборных зданий
Перед началом монтажных работ необходимо провести
контроль ге
метрических параметров сборных конструкций
, так как в процессе изг
товления железобетонных элементов, при их транспортиро
ке и хранении
на строительной площадке
не только изменяются их л
нейные размеры, но
Рисунок 8.9
Передача о
метки
на монтажный гор
зонт
Аналогичным образом определяют положение оси в перпендикулярном
на
правл
нии. В пересечении получаем точку на монтажном горизонте как
проекцию с
оответствующей точки исходного горизонта.
Метод передачи осей наклонным лучом обладает рядом недостатков.
При проецировании точек разбивочных осей на монтажные гор
изонты этим
способом на точность передачи влияют ошибки наклона оси вращения ин-
струмента
, визирования, фиксации точки на монтажном горизонте, устано
ки
инструмента в створ, коллимационная ошибка. Это все в сумме может дать
ошибку в положе
нии оси на этаже, достигающую 5
10 мм. Поэтому при во
ведении зданий повышенной этажности и в стесненных условиях применяют
метод вертикального проецирования
(рисунок 8.8). При испол
зовании этого
метода возможны два варианта передачи осей: сквозной, при котором точки с
исходного горизонта проецируются последовательно на все монтажные гор
зонты и шаговый, когда проецирование ведется с исходного на первы
й мон-
тажный горизонт, с первого на второй и т. д. В обоих случаях методика в
полнения работ одинакова. При этом способе передачи осей применяют пр
боры верт
кального проецирования (ПВП). К ним относятся оптический
двухсторонний центрир ОДЦ, прибор оптического вертикального проецир
вания ПОВП, прибор вертикального проецирования
PZL
, л
зерный зенит
центрир и др. Проецирование называется зенитным, если о
ределяемая точка
расположена выше заданной, и надирным

если ниже з
данной.
Опорные точки располагают на линии, параллельной оси констру
ции,
непосредственно на перекрытии исходного горизонта либо за пределами
сооружения на выносных площадках. Места расположения этих точек вы-
бираются таким образом, чтобы их можно было использовать в течение все-
го периода строительства.
Для переноса осей на следующие горизонты над опорной точкой уст
навливается прибор, и опорная точка проецируется по вертикали на
спец
альную палетку, закрепленную над отверстием в перекрытии монтажного
Рисунок
8.7
Способ наклонного
проецирования осей спос
бом
Рисунок 8.8
Способ вертикального
проецирования осей
оружения так, чтобы разбивка установочных осей могла выполняться неп
средственными линейными измерениями вдоль сторон разбивочной оси или
методом п
строения створов.

Построение
разбивочной основы
начинают с переноса основных осей
сооружения со створных знаков на цокольную часть. Для этого устанавл
вают теодолит над одним из знаков. Трубу тео
долита наводят
на другой
знак. Вращая трубу теодолита в вертикальной плоскости, по центру сетки
итей на цокольной части отмечают
краской или маркером разбивочную
ось. Правильность перенесения осей контролируется промерами стальной
рулеткой. Кроме этого на
цокольную часть выносят
проектную чистого п
ла первого этажа.
Одновременно с переносом и закреплением осей
на цокольной части
полняют
построение
разбивочной основы на исходном горизонте. Распо-
ложение точек и их количество определяются возможностью их дальней-
шей передачи на монтажный горизонт. Если перенос осей предполагается
выполнять методом вертикального проецирования, то места закрепления
точек выбирают так, чтобы можно было устроить отверстия во всех пере-
крытиях.
При передаче осей методом наклонного проецирования разбивочная
основа создается таким образом, чтобы точки пересечения осей размещ
лись как мо
жно ближе к внешнему краю здания.
8.5.2 Передача осей и отметок на монтажный горизонт
Монтажным горизонтом
называется
условная плоскость, прох
дящая
через опорные площадки возведенных несущих конструкций о
ределенного
этажа или яруса надземной части со
оружения,
на которой ведутся монта
ные работы.
Для выполнения детальной разбивки осей на монтажном гор
зонте точки разбивочной основы, определяющие положение осей, переносят
с исходного горизонта на монтажный.
В зависимости от типа сооружения, его этажн
ости, конструктивных
особенностей


стесненности строительной площадки
перенос т
чек
опорной
сети на монтажный горизонт
может осуществляться накло
ным проецированием (рисунок 8.7
) с помощью теодолит
а или вертикал
ным (рисунок 8.8
) с помощью приборов в
ертикального пр
ецирования.

Способ наклонного проецирования
обычно применяют при возвед
нии
сооружений
малой и средней этажности и при наличии больших свободных
территорий в пределах строительной площадки. При этом способе теодолит
центрируют над ств
орны
м знаком 1
(см. рисунок 8.7
). Наводят трубу на точ-
ку на исходном горизонте 2 и затем, поднимая ее в вертикальной плоскости,
по вертикальному штриху сетки нитей фиксируют направление оси на пере-
крытии монтажного горизонта 3. То же самое делают при втором по
ложении
вертикального круга и из двух п
ложений оси отмечают среднее.

осей, и по заданному направлению откладывают проектные расстояния до
центров свай.
После забивки свай разбивка
состоит в нанесении продол
ных и поперечных осей сооружения на оголовки свай. Оси переносят при
пом
щи теодолита с закрепленных ство
ных точек на сваи, предварительно
срубленные до проектной отметки.
После эт
го выполняют планово
высотную съемку свайного поля с последующим составлением исполн
тельной схемы.
Арматуру каркасов и оп
лубку
ростверка
размечают в плане
от осей, вынесенных на
оголовки свай. Правильность установки опалубки
проверяют, измеряя расстояния от осевых рисок на оголовках свай до вну
ренней грани опалу
ки.
При устройстве фундаментов из монолитного железобетона в гот
вом
котловане предварительно устанавливают опалубку
. Контур опалубки уст
навливают от осей сооружения, которые вынесены на обноску. Для этого
используют, в зависимости от размеров фундамента, теодолит ил
и натян
тую по осям на обноске стальную проволоку и отвесы. Внутренняя часть
опалубки по своему положени
ю и размерам должна соответствовать проек-
ту. Ошибка в плане не должна превышать 5
10 мм. Вертикальность щитов
опалубки

проверяют

по отвесу

уровнем. Отклонение от вертикали

более
5 мм на 1 м высоты опалубки не допускается.
Работа по установке опалубки завершается ее выверкой с помощью те
долита и выноса отметки верха заливки бетона на внутренней стороне опа-
лубки. При устройстве фундаментов стаканного типа опалубку стакана
ус
танавливают таким образом, чтобы после бетонирования дно стакана бы-
ло н
же проектной отметки на 2
3 см.
После окончания работ по устройству фундаментов проводят исполни-
тельную съемку их положения в плане и по
высоте.
8.5 Геодезические работы

при возведении надземной части сооруж
ний
8.5.1 Построение разбивоч
ной основы на исходном горизонте
Геодезические работы при возведении надземной части сооружений с
стоят из построения опорной разбивочной сети на исходном горизонте, п
редаче разбивочных осей и отметок на вышележащие горизонты и деталь-
ной разбивки мест положения конструкций на монта
ном горизонте.
Исходным горизонтом
обычно называют плоскость, проходящую ч
рез опорные площадки последних по высоте несущих конструкций подзе
ной части здания, перекрытие подвала, бетонная подготовка или блоки
фундамента. Построение разбивочной основы может осущест
ляться на
блоках фундамента, бетонной подготовке или перекрытии подземной части.
Плановая разбивочная основа
на исходном горизонте созд
ется обычно в виде правильных фигур, повторяющих общую ко
фигурацию
сооружения. Стороны плановой основы располагают параллельно осям с
В глубоких котлованах на дне строят обноску на высоте 0,8
1,5 м над
основанием котлована и на нее створными засечками передают основные
оси со знаков закрепления так же, как это делают на поверхн
сти земли.
8.4 Геодезические работы при сооружении фундаментов
Исх
одными данными для выполнения геодезических работ по устрой-
ст
ву фундаментов являются: схемы осей зданий с расстояниями между ни-
ми и привязкой к конструкциям фунда
ментов, планы и разрезы фундаме
тов, отметки опорных поверхностей оснований и фунд
ментов.
Точность устройства фундаментов характеризуется величинами смеще-
ния осей элементов относительно монтажных осей и смещением опорных
поверхностей от проектных по в
те.
Состав геодезических
работ определяется типом сооружаемого фунда-
мента. Если фундаменты сбо
ные ленточные, то
перед монт
жом на фунд
ментных блоках
наносят установочные риски для
совмещения оси блока с раз
вочной осью (рисунок 8.6
).
На
дно котлована
выносят оси под
уст
новку угловых и маячных
фундаментных блоков. Для этого
по меткам на обноске натягивают
стальную проволоку (1) и при-
крепляют к ней отвесы (2).
чала устанавливают угловые и маячные блоки (3,
4), добиваясь со
падения
установочных рисок блоков (7) с отвесами. Натянув затем вдоль граней ул
женных блоков шнур (5), укладывают по нему пром
жуточные блоки (6).
После окончания монтажа ряда блоков производят нивелирования
для
определения отклонения верхних поверхностей блоков от проектного поло-
жения по высоте. В случае необходимости производят их выравнивание
для выполнения следующих работ.
При длине сооружения более 50
м детальная разбивка осей под фунда-
менты и их установка производятся с помощью теодолита или электронного
тахеометра, устан
овленных и ориентированных по двум взаимно перпенди-
кулярным осям и измерением расстояний компарир
ванной металлической
или лазерной рулеткой. В этом случае уклад
ваемые блоки ориентируют по
теодолиту, перемещая их относительно створа визирной оси трубы, по
ка
ус
тановочные риски блока не совп
дут с вертикальной нитью сетки.
При устройстве монолитных фундаментов на свайном основании ра
бивка свайного поля производится от точек пересечения осей, вын
сенных
теодолитом. Теодолит поочередно центрируют над точками
пе
ресечения
Рисунок 8.6

Передача разбиво
ных
осей с обноски
сотных отметок на дно котлована, исполнительные съемки открытого ко
лов
на.
Перед началом разработки котлована площадку, предназначенную для
проведения земляных работ, нивелируют. При нивелировании обычно и
пользуют точки пе
ресечения осей (см. рисунок 8.3
), которые о
бразуют сетку
прямоугольников. От вынесенных на обноску осей сооружения
разби-
вают контур котлована
в соответствии с данными разбивочного
чертежа, определяющими форму и размеры котлована. Для этого по выне-
сенным на обноску рискам осей натягивают монта
жную п
роволоку (см. р
сунок 8.4
),
и их проекции закрепляют кольями. Разбивку ведут
способом
промеров.
Если котлован разрабатывают с откосами, то при разбивке нео
ходимо наметить очертание верхней бровки откоса.
Ширина котлована п
верху будет зависеть от его глуб
ины, отметок дневной поверхности и коэ
фициента отк

Для разбивки траншей
под ленточные фундаменты
от основных осей
вправо и влево откладывают величины, указанные на рабочих чертежах, к
торые составляют ширину подошвы фундамента с запасом по ширине дл
установки опалубки.
Разбивка котлована
под столбчатые фундаменты
ведется по осно
ным
и вспомогательным осям, в створе которых намечают центры фунд
ментов.
Контроль
за ходом
выемки грунта
и доведением глубины ко
лована
до проектной отметки
осуществляет
ся с помощью нивелира или визирок.
Если котлован имеет значительные размеры, то эффективным контролем
глубины
является тригонометрическое нивелирование. В этом случае оно
имеет ряд преимуществ перед геометрическим нивел
рованием (экономия
времени, удобство
,
простота измерения, определение отметок нескольких
точек с одной станции). Для контроля разр
ботки грунта можно применять
и лазерные приборы. Устанавливая луч лазера параллельно проектной о
метки и отмеряя необходимые величины, можно выполнять контроль
пл
нировки
.
Выемку грунта в котл
ванах заканчивают с недобором грунта на

5–
10 см до проектной отметки.
Остающийся
слой выбирается либо
вру
ную, либо планировочными машинами, чтобы не нарушить материковый
грунт основ
ния.
После

исполнительной съемки кот
лована
и устано
ления
соответствия его проекту на дно котлована переносят оси. Пер
несение осей
сооружения на дно котлована производится способом створных засечек с
точек закрепления осей, расположенных вне зоны земляных работ. При сп
собе створных засечек
теодолит устанавливают над точкой закрепления оси
сооружения. Визируют на противоположную точку оси и, наклонив трубу, з
крепляют створ в котловане двумя точками. Таким
образом,
переносят все
оси сооружения и на дне
котлована по этим точкам натягивают стр
уны. При
необходимости створ сдвигают на наружные грани конструкций фундаме
та.
наименование объекта строительства
)

Комиссия в составе: ответственного представителя строительно
монтажной организации, передающей работы
_________________________________________________________________
фамилия,
инициалы, должность
)
ответственного представителя строительно
монтажной организации, при-
нимающей работы
_________________________________________________________________
фамилия, инициалы, должность
)
рассмотрела представленную техническую документацию на
выпо
ненные
геодезические работы (схемы геодезической разбивочной осн
вы для стр
ительства, внутренней разбивочной сети здания, сооружения, схемы испо
нительных съемок, каталоги координат, отметок, ведомости и т. д.) при
строительс
ве_____________________
_____________________________
наименование объекта
)
__________________________________________________________________________________

Предъявленные к приемке знаки разбивочной сети, их координаты, о
метки, места установки и способы закрепления соответствуют представле
ной на них технической документации, и работы выполнены с соблюдением
заданной точности построений и измерений.
На основании изложенного комиссия считает, что ответственный пре
ставитель строительно
монтажной орган
изации _________________
______

наименование организации
)
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
сдал, а представитель строительно
монтажной организ
ции_____
________
_
_________________________________________________________________
наименование организации
)
принял указанные выше работы по ______________
_____________________

наименование объекта, отдельных частей зданий и соор
жений
)
Прилож
ния:_______________________
_______________________________

чертежи, схемы, ведомости и т. п.
)
Представитель строительн
монтажной организации, передающей р
аботы

_________________________________________________________________

подписи производителя работ, работника геодезической службы
)
Представитель строительно
монтажной организации, принимающей раб
,
_________________________________________________________________
подписи производителя работ, работника геодезической службы
)

8.3 Геодезические работы при устройстве котлованов
При устройстве котлована вып
олняются следующие основные
геодези-
ческие работы:
разбивка и закрепление в натуре контуров котлована, пре
варительное нивелирование дневной поверхности в пределах контура ко
лована, контроль за отрывкой котлована, передача разбивочных осей и в
После устройства обноски на нее с помощью теодолита переносят оси
здания. Для этого теодолит устанавливают на одной из вершин прямоугол
ника, наприм
ер в точку А/1 (
см.
рисунок 8.3
). Теодолит центрируют, прив
дят в горизонтальное положение. Совмещают нуль алидады с нулем лимба
и наводят зрительную трубу на точку А/8. По
сле этого, перемещая трубу в
вертикальной плоскости, проектируют ось на обноску. Открепив закреп
тельный винт алидады, откладывают угол 180
и намечают на обноске вт
рую точку, фиксирующую пол
жение оси А
А. Для контроля делают то же
самое при другом полож
нии вертикального круга. Если намеченные точки
на обноске при двух положениях вертикального круга не совпадают, то за
окончательный результат принимают среднее. Затем трубу наводят на точку
В/1 и н
чают точно также ось 1
1. Переставив инструмент в точку В/8
анал
гичным образом, наносят оси В
В и 8
8. После выноса осей измеряют
расстояние между осевыми метками на обноске (в том случае
,
если о
носка
установлена параллельно осям сооружения) и сравнивают
их с проектными.

Для строительства здания за пределами контура котлована закре
ляют
не менее двух внешних рабочих реперов, а для многосекционных зданий

не менее одного рабочего репера на две секции. В качестве рабочих реперов
можно использовать знаки
внешней разбивочной сети здания. Рабочий р
пер должен находиться в удобном для пользования месте.
Детальная разбивка осей оформляется исполнительным чертежом ра
бивки основных осей и соста
вляется акт приемки
передачи
пониже прив
денной форме.




АКТ
приемки
передачи результатов геодезических работ
при строительстве зданий, соор
жений
«____» __________20___г. __________________
___
Объект ________________________
__________________________________
Рисунок 8.4
Створная обно
Рисунок 8.5
Инвентарная обно
1-
4-
4, 8
8, А
А, Б
Б, В
В. Оси закрепляют по обе стороны от габаритов
сооружения не менее чем двумя знаками. Знаки, которыми точки закрепле-
ны, дол
ны быть тем надежнее, чем сложнее и крупнее сооружение.

Для выполнения в дальнейшем детальной разбивки параллельно конт
ру сооружения устраивают
строительную обноску
. Расстояние от оси рас-
считывают таким образом, чтобы обноска не попала в зону обрушения при
устройстве котлована.
Обноска может быть сплошной, разреженной или
створной.
Сплошная
обнос
ка устанавливается параллельно осям, окай
ляя все сооружение.
Этот
вид обноски обычно применяют при устр
ойстве
сборных и монолитных фундаментов с большим объемом опалубочных р
бот, при сложной конфигурации опалубки, при значительном количестве
устанавливаемых закладных деталей, анкерных болтов.
Сплошная обноска
применяется редко из
за большой величины и сложности устройства,
а та
же из
за создания помех для нормальной работы механизмов на строител
ной площадке.
Створная
и разреженная
обно
явля
тся более
рационал
ыми, так как
устанавливают только в местах закрепления осей
(рисунок
8.4).
Обноск
представляет собой доску
толщиной 40
50 мм
, закрепле
ную
горизонтально на столбах
диаметром 15
20 см
, установленных на рассто
нии от 3 до 6 м
друг от друга, на
вы
соте 500
700 мм от земли.

Стороны обноски должны быть п
раллельны соответствующим осям
сооружения. Поверхность обноски должна быть горизонтальной. Такие же
требования предъявляются и к

обноске
(рисунок 8.5
).
Инвентарная обноск
а изготавливается из стальных труб в виде стоек (1), за-
биваемых в грунт на расстоянии 2
4 м друг от друга. К верхней части
стоек
крепятся на хомутах (2) трубчатые перекл
дины.
Другая конструкция и
нвентарной обноски (рисунок 8.5
,
) состоит из
стальных стоек (1) и струбцины (2), в гнездо которой укладывается и за-
пляется перекладина из обрезной доски. Необходимо, чтобы о
носка
была неподвижна и сохраняла одно и то же положение во всех своих
частях,
как в плане, так и по высоте.
Рисунок 8.3
Закрепл
ние
осей сооруже
ния
Способ вертикального проектирования.
При этом способе возможны
следующие варианты. Наиболее просто определить величину крена п
стр
ением вертикали с помощью механического отвеса (рисунок 8.25). В этом
случае нить отвеса совмещают с осью сооружения в его верхнем сеч
нижнем сеч
нии по линейке с миллиметровыми делениями измеряют о
клонение
точки отвеса от оси сооружения в его нижнем сечении. Угл
вая
велич
на крена
=
arctg
(
/
).
Точность
измерения крена в этом случае
невелика и за
висит от откло
нения отвеса от
вертикали под влиянием движения во
духа.
В сложных условиях, особенно для с
оружений большой высоты, для определ
ния величины крена с более высокой точн
стью применяют приборы вертикального в
зирования (ПВП).
Для этого над
осью с
оруж
ния в нижнем сечении устанавливают
прибор, а в верхнем сечении определяют в
личину смещения.
В том случае
,
если прибор нельзя установить внутри с
оружения
,
по
ступают следующим образом (рисунок 8.26). По направлению
одной из осей откладывают неб
ольшой отрезок
,
и над полученной точкой
устанавливают
прибор ве
тикального визирования. В верхнем
сечении устанавл
вают горизонтально рейку и
берут по ней отсчет
.
Откло
нение определяют
следующим обр
зом:
Δ = (
– (
).
При опред
лении величины крена с помощью
теодолита инструмент последовательно устана
ливают на каждой из осей
(рисунок 8.27).
Точку
проектируют при двух положени
ях ве
тикального круга на миллиметровую линей-
ку, располагаемую поочередно в направле-
ниях створов перпендикулярно оси визир
вания.

По полученным отклонениям Δ
ределяют
линейную Δ и угловую α вели-
чину кр
на:
= √
+ Δ
, α
arctg
(
/
Рисунок 8.25

Определение
крена
Рисунок 8.26
Определ
ние
крена с пом
щью ПВП
Рисунок 8.27
Определение
крена с помощью теодолита
на
блюд
аемых точек по направлениям осей
вычисляют
,
как разность
со
ответствующих координат между циклами набл
дений.
Абсолютную величину смещения получают как диагональ прямоугол
ника

со сторон
ми
и
:
_______




Δ = √Δ
+ Δ
.
В том случае
,
если на наблюдаемых точках
установить теодолит невозможно, применяют
способ направлений. При этом способе углы и
меряют только на опорных точках
, а коо
динаты пунктов 1
3 определяют как в угловых
сечках
(рисунок 8.24). Треугольник, получе
ный в резул
тате засечек, может быть решен по
двум измеренным углам и одной стороне.
9.4 Наблюдени
за креном сооружения
Креном
называется отклонение сооружения от проектного положения в
вертикальной плоскост
и. Крен

это вид деформации свойственный в ос-
новном сооружениям башенного типа.
Причиной крена могут быть нера
номерная осадка сооружения в целом, изгиб и наклон верхней части его из
за одностороннего температурного нагр
ва, ветрового воздействия и т. д.
Наблюдения
за кренами высотных сооружений могут быть систе-
матическими и разовыми. Целью
разовых
наблюдений является определ
ние только линейной составляющей крена на момент набл
дения, которая
используется для оценки состояния сооружения и с
ставления зак
лючения о
возможности его эксплуатации.
Разовые наблюдения проводят по свобо
ной схеме с наиболее удобных на момент измерения точек. Установку в
зирных марок на оси соо
ружения при этом не производят.
Целью система-
тических наблюдений является определение величины крена и его измен
ния во времени.
При организ
ции систематических наблюдений крена точки
установки инструмента
,
закрепляют на местности долговр
менно центрами
различной конструкции и фиксируют, по крайней мере, двумя визирными
марками ось сооружения
для н
блюдения за ней с каждой точки установки
инструмента.
В геометрическом плане сущность измерения крена сводится к опреде-
лению взаимного положения двух точек
сооружения, которые по
ус
ловиям проектного решения должны лежать на одной отве
ной лин
Крен характеризуется двумя величин
ми: углом γ между вертикальным
направлением и наклонным (фактическим)
и горизонтал
ной проекцией
наклонной линии сооружения
на горизонтальную пло
кость.
Для определения величины крена применяют следующие
Рисунок 8.24
Способ
направлений
Во втором полуприеме теодолит устанавливают над опорным зн
ком
,
визируют на марку над точкой
и берут отсчеты
'',
,
'' по измер
тел
ным линейкам на деформационных марках. По полученным отсч
етам
вы
числяют средние знач
ния:
= 0,5(
'');

d
= 0,5(
' +
'');

= 0,5(
' +
'').
Аналогичные измерения выполняют и в следующих циклах. Результаты
измерений заносят в ведомость вычисления горизонтальных смещений, в
которой
указывают
номер цикла, время его проведения, отсчеты по линейке
на каждой марке и величину смещения. Горизонтальные смещения Δ д
формационных марок вычисляют как разность измерений в нулевом и п
следующем циклах.
Эта же задача может быть р
шена с
помощью измерения
малых углов.
В этом способе теодолитом с опо
ных точек
измеряют малые
пара
лактические
углы α
, α
, α
и α
', α
', α
между линией створа и напра
лением на
точки 1, 2, 3, расстояния
,
L
L
(рисунок 8.22). Отклонение каждой
марки опреде
ляют по фо

tγα
/
.
Способ створных наблюдений д
вольно прост, дает достаточно точные
результаты, но имеет ряд недоста
ков:
-
горизонтальные смещения определяют только по оси
,
перпендикуля
ной к створу
;
-
получен
ные данные могут не обладать высокой степенью наде
ности,
так как расположение точек
вблизи от с
оружения не дает полной
уверенности в том, что они были неподвижны за
время набл
дений.
Метод триангуляции.
В этом методе в отл
чие
от предыдущего опорн
ые точки
закладывают в
устойчивом грунте на значительном удалении от и
следуемого сооружения.
а самом сооружении,
на
при
мер
дамбе
,
закладывают точки наблюдения
, II
III
и периодически (циклами) определяют их коорди-
наты методом триангуляции. Для это
го с высокой
точностью определяют длину базиса
и измеряют
все углы во всех треугол
никах (рисунок 8.23).
В результате обработки данных, полученных в каждом из циклов, опр
деляют координаты точек наблюдения
,
,
,
,
,
.
Смещения
Рисунок 8.22
Измерение
малых углов
Рисунок 8.23
Метод
триангуляции
Инженерные сооружения в процессе их возведения и даже в период
эксплуатации под воздействием различных сил претерпевают горизонтал
ные смещения. Геодезические методы дают возможность довольно точно
обнаружить эти смещения и определить их числовые характер
стики.
Геодезические работы по измерени
горизонтальных смещений
оружений выполняют в такой последовательности:
-
разработка программы наблюдений, г
де указывается метод наблюд
ний и
соответствующие
ему приборы;
-
размещение опорных и контрольных пунктов наблюдений;
-
организация наблюдений и обработка полученных результатов.
Наиболее существенной частью этих работ является выбор и закре
ление
опорных пунктов наблюдений. Они должны располагаться вн
е зоны возмо
ных смещений на устойчивых грунтах. Опорные знаки должны быть снабжены
центрировочным устройством для установки геодезического и
струмента.
Наблюдения за смещениями конструкций
осуществляют циклами.
Нулевой цикл выполняют до появления горизон
тальных нагрузок на ко
ст
рукции. Последующие циклы совмещают по времени с ожидаемым поя
ле
нием горизонтальных смещений, а после ввода соор
жения в эксплуат
цию

не реже двух раз в год до полной стабилизации сооружения.
Для
опред
ления горизонтальных смещений наиболее ш
роко используют сл
дующие методы наблюд
ний.
Створный метод
.
Этот метод чаще всего применяют для определения
формации сооружений прямолинейной формы, когда достаточно знать смещение
по одному направлению. Он заключается в измерении смещения контрольного
знака со створа опорной линии, обычно совпадающей с осью сооружения или п
раллельной ей. На опорной линии, вне
зоны подвижек грунтов, закладывают
опорные знаки
и периодически
(циклами) о
ределяют отклонения
,
,
деформационных
марок 1, 2 и 3
закрепленных на сооружении, от ств
(
рисунок 8.21). Для по
шения
точности измерений линию створа размещают на небольшом удалении от
сооружения (0,3
0,6 м).
Для определения величины откл
нений деформационных марок от
створа над опор
ным знаком
уста
навливают теодолит. Его
приводят в р
бочее положение, наводят пересечение сетки нитей на визирную марку,
положенную над опорным знаком
, и последовательно, как при бок
вом нивелировании, берут отсчеты
,
',
d
' по измерительной лин
ейке.
Эти измерения будут составлять первый пол
прием.
Рисунок 8.21
Створный м
тод
Здания, строительные
конструкции
Допустимая средняя квадратическая погрешность
ные
измер
Угловые
измер
Прев
шения на
ста
ции,
Отметки на
тажном
горизонте о
носительно
ходного, мм
Передача
точек, осей
по вертик
ли,

Металлические ко
ст
рукции с фрезерова
ны
ми контактными п
вер
ностями; сборные
жел
зобетонные ко
стру
ции, монтируемые
мет
дом самофи
ксации в
уз
лах; сооружения высо-
той св. 100 до 120 м или
с прол
тами св. 30 до 36
1/15000
Числовые значения п
грешностей следует
на
значать в зависим
сти от высоты монта
ного гори
зонта
Здания св. 15 этажей, с
оружения высотой св. 60
до 100 м или про
ле
тами
св. 18 до 30 м
1/10000
Здания св. 5 до 15 эт
жей, сооружения выс
той св. 15 до 60 м или
пролетами св. 6 до 18 м
1/5000
2,5
Здания до 5 этажей, с
оружения высотой до 15 м
или пролетами до 6 м
1/3000
Конструкции из де
рева,
инженерные сети, дор
ги, подъез
ные пути
1/2000
Земляные сооружения, в
том числе вертикал
ная
план
ровка
1/1000

Примечания
1 При наличии двух и более характеристик величины средних квадратических погре
ностей назначаются по той характеристике, которой соответствует более высокая то
ность.
2 Точность геодезических построений для строительства объектов с повышенной ге
метрической точностью следует определять с учетом особых требований к допускам
,
дусматриваемым проектн
ой документацией.
Створные точки закрепляют за пределами разработки котлована,
вне
призмы обрушения, в местах
.
свободных от складирования строительных
материалов и т. д.
,
руководствуясь стройгенпланом. При монтаже надзе
ной части здания со створных т
очек основные оси передаются на его этажи.
Поэтому при выборе мест размещения створных точек учитывают и эта
ность здания: чем оно выше, тем дальше от него должны отстоять
створные
точки. На рисунке 8.3
такими точками будут точки расположенные по осям
ными с центрами пунктов
на пересечении концов отрезков
,
по
лучаем положение опред
ляемой точки.
На поло
жение точки
окажут влияние погрешности откладывания ра
стояний
. Точность положения точки на местности способом линей-
х засечек определяют по формуле



____



sin
/1
22
dd
mm
+γ=
Способ створной засечки
Способ створной засечки очень часто пр
меняют для выноса в натуру разбивочных осей зданий и сооружений, мон-
тажных осей конструкций, технологического
оборудования.
Положение
проектной точки
в способе створной засечки
определятся пересечением двух створов
,
задавае-
мых между исходными точками (рисунок
7.11).
Наилучшая засечка получается, когда створы пе-
ресекаются под прямым у
лом.
Створы желательно стро
ить двумя теодол
тами. В створном способе важное значение имеет
центрировка теодолитов, особенно в направлени-
,
перпендикулярных к заданному ств
ру.
Основными погрешностями при построении
створов являются погрешности положения исходных точек, погрешност
центрирования теодолита и визирных целей, погрешность визиров
ния.
8 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ
ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
При возведении
современных объектов промышленного и гражда
ского
строительства требуется особо точное соблюдение
проектной схемы гео-
метрически и технологически связанных между собою с
оружений. Для
этого на строительной площадке создается специальная разбивочная основа,
обеспечивающая возможность взаимной увязки всех элементов проекта и
получения исходных данных для
выноса пр
екта в натуру.
Основой для определения положения точек и
линий сооружения могут
служить
геодезические опорные пункты, строительная сетка, красная линия
застройки, предметы местности.
Для выполнения разбивочных работ необходимо иметь следующие
основ-
ные технические документы:
разбивочный чертеж с указанием на нем эл
ментов привязки к опорной сети или постоянным предметам местности; раб
чие чертежи, на которых в крупных масштабах показаны планы и разрезы,
профили всех частей сооружения с размерами
и высотами деталей; план орг
низации рельефа; планы и профили дорог, подземных коммун
каций.
Рисунок 7.11

Способ
створной засе
мой
угол к направлению
. По перпендикуляру откладывают проектное ра
стояние
и закрепляют полученную точку. Для контроля положение точки
можно получить
,
выполнив ра
бивку от другого пункта разбивочной основы.
На погрешность
положения проектной точки будут влиять погре
ности
откладывания расстояний
, а также погрешность построения
прямого угла
. Следовательно, точность построения то
ки этим способом
ределяется
величиной
средней
квадратической
погр
ешн
сти


=
22222
ρ++
mymm
yx
.

пособ прямой угловой засечки
Очень часто условия строительной
площадки осложняют выполнение линей-
ных измерений, и если при
этом опред
ел
емая точка находится на значительном
удалении от пунктов разб
вочной основы,
то целесообразно положение точки пол
чать с помощью построения двух углов
засечки
и β
(рисунок 7.9).

Определяется положение искомой
точки
при помощи двух выч
исленных
горизонтальных углов β
и β
,
получа
мых при решении обратной геодезической
задачи.
Проектное положение точки
находят
,
откладывая на исходных пун
тах
углы β
и β
. Точка
будет располагаться на пересечении двух створов
.
Точност
ь построения проектной точки
в способе прямой угловой з
чки можно определить по формуле


/ (
sinγ
1
2
,

где


точность построения угла т
еодол
том;




угол засечки;

расстояния от пунктов опорной с
ти до проектной точки.
Способ линейной засечки.
Данный способ для выноса точек сооруже-
ния в натуру применяют в том случае, когда они
расположены от пунктов строительной сетки или
геодезической опорной сети на расстоянии, не
вышающем длину мерного прибора. Искомая
точка
на местности получ
ется пересечением
двух дуг, проведенных радиусами
(рис
нок 7.10).
Наиболее удобно выпо
нять разбивку
при помощи двух рулеток
. От точки
по рулетке
откладывают расстояние
, а от точки
по вт
рой р
летке

расстояние
. Перемещая обе рулетки при нулях совмеще
Рисунок 7.9

Способ прямой
угловой засечки
Рисунок 7.10
Способ
линейной засечки
Главнейшими из этих способов и наиболее часто применяемыми являются
способы полярных и прямоугольных координат, угловой и линейной зас
чек, створных з
сечек.
Способ полярных координат.
Является одним из основных спос
бов
выноса в натуру точек главных и основных осей сооружения. Этот способ
широко применяется при разбивке зданий, сооружений и конструкций с
пунктов полигонометрических или теодолитных ходов при малом рассто
нии от этих пунктов до выносимых в натуру точек.
При
этом способе поло-
жение точки сооружения на местности получают
построением двух разб
вочных элементов: з
данного проектного угла β от стороны
разб
вочной
сети и расстояния
(рисунок 7.7). Знач
ния полярного угла β и расстояния
получаем из
решения обратной геодезической задачи по к
ординатам пун
ктов геодезической разбивочной
основы и проектной точки сооруж
ния.

Для построения проектной точки
устанавл
иваем теодолит в то
ке
разбивочной сети. Затем наводим зрительную трубу теодолита на точку
устанавливаем отсчет по лимбу 0
00'. Вращаем алидаду
до тех пор, пока о
счет по лимбу не станет равным проектному углу β
,
и по полученному
на
правлению, задава
емому визирной осью трубы те
долита, откладываем
мерным прибором проектное расстояние
.
ность построения проектной
точки будет зависеть от точности построе
ния теодолитом угла β и точности
отложения проектного расстояния
. Таким
образом,
средняя квадра
тич
ская погрешность разбивки этим спосо
бом
()
22
mdmm
+ρ=
где


погрешность построения проек
ного угла теодолитом;



погрешность построения линии мерным прибором;



переводной коэффициент и
з гр
дусной меры в ради
нную
.
Способ прямоугольных координат
Этот способ
наиболее целесоо
разно использовать в том случае, когда на строительной площадке имеется
строительная сетка.
А если это городское
строительство
, –
наличие закре
ленных на
местности красных линий з
стройки.
Разбивку проектной точки
выполн
ют по вычисленным значениям ее коорди-
нат
y
от ближайшего пункта строител
ной сетки или красной линии (рисунок 7.8).
Устанавливают теодолит в рабочее пол
жение в точке
, визируют на точку
и в
полученном створе отклад
ывают проектное
расстояние
. В полученной точке
устанавливают теодолит и строят пр
Рисунок 7.7
соб
полярных коо
рдинат
Рисунок 7.8

Способ
прямоугольных коорд
нат
(рисунок 7.5
).
Из
меряют высоту инструмента
,
затем
наклоняют зр
тельную трубу
нивелира подъемными винтами до тех пор, пока отсче
т по
рейке
на точках
не ста
нет
равны
м высоте инструмента.
При этом полож
нии зрительной трубы рейки попеременно устанавливают на промежуто
ных точках между
таким образом, чтобы отсчеты по ним были те же,
что и на
. Уровень, проходящий через пятки реек, обозначит на мес
ности линию с заданным укл
ном.

Аналогичные построения можно выполнить и с помощью теодол
та.



При
разбивке
плоскости заданного уклона (такая задача возникает при
вертикаль
ной план
ировке площадок) поступают следующим образом. Вна-
чале выносятся проектные отметки в точках
A, B, C, D
(рис
нок 7.6). После
этого устанавливают нивелир в одной из вершин, например
,
таким обра-
зом чтобы два его подъемных винта были параллельны стороне
. Вращ
нием этих винтов добиваются, чтобы отсчет по рейке, установленной в то
, был равен высоте прибора. Затем выполняют визирование на точку
,
и, вращая подъемный винт 1, наклоняют прибор до получения отсчета, ра
ного высоте пр
бора.

Теперь плоскость, образованная вращением визирной оси нивелира, б
дет
параллельна заданной плоскости
A, B, C, D
. Перемещая рейку в пред
лах
площадки, устанавливают ее по высоте до получения отсчета
,
равного в
соте прибора, получая систему точек
,
леж
щих
на проектной отметке.
7.3 Способы разбивочных работ
Разбивка сооружений является обратным по отношению к съемке де
ствием и сводится к построению на местности характерных точек сооруже-
ния.
Положение точек определяют теми
же способами, которые примен
яют
при выполнении съемочных работ. Однако при разбивке сооружений эти
спос
бы имеют отличие. Если в первом случае, то есть при съемках, эти
способы
применяют
для непосредствен
ных измер
ний, то при разбивках их
используют
при постро
ниях на местности.
бор способа выполнения разбивочных работ определяют исходя из
условий местности, типа сооружения, его размеров, требуемой точности.
Рисунок 7.5
Построение линии заданн
го

уклона прямолинейного отрез
Рисунок 7.6
Построение плоскости

заданного уклона
дят его в рабочее положение. Уст
новив на репер с отметкой
(то
рейку
, берут по ней отсчет
.
Вычисляют г
ризонт нивелира
:
ГН =
+
Для
контроля желательно аналогичным образом определить значение
горизонта нивелира (ГН) от другого исходного репера.
Чтобы вынести пр
ектную отметку
,
необходимо знать величину отсчета
по рейке на опреде-
ляемой точке (
= ГН

ект
.


Вычислив проектный отсчет, рейку поднимают или опускают до тех
пор, пока средний штрих сетки нивелира не совпадет с отсчетом
, в этот
момент пятка рейки будет совпадать с проектной отметкой. Этот уровень
фиксируют в
натуре и закрепляют специальным знаком (заб
вая колышек,
проведя черту на строительной ко
струкции и т. д.).

Построение линии
и плоскости заданного уклона.
При вы
полн
вертикальной планировки, строительстве линейных сооружений
(дороги,
инженерные
сети, трубопроводы и т. д.) всегда возникает зад
ча построения
линий и площадей с заданными уклонами.
Для постро
ния в натуре линии
заданного уклона используют нивел
ры, т
еодолиты или лазерны
прибор
.
Построение заключается в закреплении на местности нескольких точек (м
нимум двух) линии
,
определяющих
положение с заданным уклоном.
Может
быть,
несколько случаев решения этой задачи, но в каждом из них
расстояние
между точками и
вестно или его надо измерить.

Чтобы построить линию
ABCD

(рисунок 7.4)
заданными проек
ными
уклонами
(
,
,
)
нужно
определить превышения между то
ками
A,B,C,D

;
;

=
i
.
Затем визируют нивелиром на рейку, установленную в точке
, сним
ют отсчет
и вычисляют проектные отсч
ты в точках
B,C,D
:

;

;
c – h
.


В точках
,
D
забивают
колышки до тех пор, пока на
рейках, уст
новленных на них
,
не получат отсчеты
,
,
d.
Для строения линии задан-
ного уклона
прямолинейного
отрезка, прежде всего, выносят
на мес
тности и закрепляют
проектные отметки точек ко
цов отрезка
D
.
Затем н
велир устанавливается в точке
так, чтобы один из его подъ
емных винтов располагался по направлению
Рисунок 7.4

Построение линии
с заданными укл
нами
Если точность отложения рас
ояния

выше

чем 1:2000

(на
100 м
ошибка 5 см), а угол наклона
не более
, то разницу между
не уч
тывают
,
и на местности откладывают расстояние,
взятое с проекта.
Для п
строения расстояния с точностью более
высокой,
чем 1:2000, вводят п
правки
за наклон, за компарирование измерительного прибора и за разность
температур при выполнении компарирования и при выполнении работы.
Длина откладываемой л
D
где


число уложений мерного прибора;



номина
льная длина мерного прибора;



остаток, меньший длины мерного прибора;


поправка за компарирование мерного прибора;



поправка за наклон линии;



поправка за разность температур измерения и компарирования.
Пример
. Вычи
слить длину отрезка, который следует отложить на мес
ности, чтобы получить проектный отрезок
= 50,000 м, если поправка в
длину
метровой стальной рулетки за компарирование Δ
= +9,0 мм,
температура компарирования
= 20
, температура воздуха при по
строении
от
резка
= 4
, наклон линии υ = 2
30'.
Поправки в длину линии составят:
-
поправка за компарирование
+9,00
50,00
/
20,00 =
+ 0,022 м;
-
поправка за наклон линии
= 2
sin
(υ/2) = 2
50,00
sin
30'/2)
=
0,0
-
поправка за разность температур измерения и компарирования

где

коэффициент линейного ра
ширения стали;

= 12∙10
(4

20)∙50
,00 =
0, 010 м;

= 50
, 00

022 + 0,010 + 0,039 = 50,027 м
.
Вынос в натуру проектной о
метки.
Этот вид разбивочных работ
яв
ляется наиболее распростране
ным в практике инженера
строителя.
Пр
ектные отметки выносят в нат
ру, как правило, способом геометр
ческого нивелирования. Нивелир
ус
танавливают примерно посередине
между реп
ром и местом перенесе-
ния отметки
(рисунок 7.3)
и прив
Рисунок 7.3
Вынос в натуру
проектно
й отметки
реп
ния на местности стороны
, расп
ложенной под у
лом β к стороне
.
Работа ведется в следующе
м п
рядке.
Теодолит устанавливают над
вершиной
разбиваемого угла β
(рисунок
.1), приводят его в рабочее по-
ложение, наводят зрительную тр
убу на точку
и берут отсчет
по горизо
тальному кругу.
Открепив ал
идаду,
устанавливают
по горизонтальному
кругу от
счет, равный,
+ β
,
и по н
правлению визирной оси фиксир
ем
точку
.
Для исключения влияния коллимационной ошибки зрительную трубу
переводят через зенит, и построение повторяют при втором положении ве
тикального круга, отмечая

местности
вторую то
ку
.


Полученный отре
зок
лят пополам
и закрепляют среднюю точку
строенный таким образом угол
считают равным проек
ному.
Если проектный угол необходимо вынести с точностью
,
прев
шающей
точность отсчетного устройства теодолита,
поступают сле
дующим обр
зом. П
остроенный в натуре угол
измеряют несколькими приемами в
висимости от требуемой средней квадратической погрешности от
лож
ния
угла и вычисляют его точное
значение β'. Сравнивая величину
β' с проек
ной β, находят п
правку
:
Δβ =

.
Зная расстояние
, определяют
линейную поправку
' = Δ
,
= (Δβ''
) /
''.
Затем величину угла исправляют линейной величиной в сторону
уменьшения или ув
личения.
Вынос в натуру проектного расстояния.
Для
построения линии
ектной
длины необходимо от исходной точки отложить в заданном
на
правлении расстояние, горизонтальное проложение которого равно
ектному значению (в
се расстояния в проекте задаются именно гор
тальным проложением).
Если поверхность, на которой откладывают
стояние, горизонтальна или
может быть принята (в преде-
лах зада
ной точности) за г
ризонтальную, то при перен
сении линии в натуру польз
ются непосредственно взятым
с проекта расстоянием (рис
нок
.2). В том случае
,
если
поверхность наклонена
,
необходимо в
ести п
правку за наклон линии,
то есть отложить расстояние, которое вычисл
ют по фо
муле
/
cosυ
,
где

горизонтальное рас
сто
яние
, взятое с прое
та;



угол наклона линии.




Рисунок 7.2
Вынос проектного рассто
бот по определению на местности положения будущего сооружения в
не и по в
соте.

Геометрической основой проекта сооружения при выносе его в н
туру
являются
разбивочные оси
, относительно которых на рабочих
чертежах
указывают расположение отдельных конструкций сооружения и их разме-
ры. Обычно выделяют следующие
ви
разбивочных осей:
-
главные,
или оси симметрии сооружения (для линейных сооруж

это их продольные оси);
-
основные
, или габаритные
оси
, о
пределяющие форму и размеры с
оружения;
-
промежуточные
, или детальные оси, определяющие положение о
дельных элементов зданий и сооружений.
Перенос проекта в натуру
обычно выполняется в
несколько
пов
, от пунктов геодезической разбивочной основы соответствующей
точ
ности. Геодезическая основа создается предварительно в виде сетей тр
ан
гуляции, полигонометрии, строительной сетки или других геодезических
постро
На
первом
этапе
производятся основные разбивочные работы. По да
ным привязки от пунктов
геодезической разбивочной основы находят на
местности положение главных или основных разбивочных осей. На
втором
этапе выполняют детальную разбивку осей.
Детальная разбивка производится значительно точнее, чем разбивка
главных осей, так как она определяет
взаимное положение элементов с
оружения. На заключительном,
третьем
этапе
, выполняют разбивку техн
логических осей оборудования, и осуществляется геодезический ко
троль
за монтажом оборудования.
На этом этапе работы ведутся с
наибол
шей
точностью (в некоторых случаях до десятых долей милл
метра).

.2 Элементы разбивочных работ
Разбивочные геодезические работы сводятся к закреплению на местн
сти точек
,
определяющих проектную геометрию сооружения. Для этого в
полняется
целый ряд геодезических построений, которые называют элеме
тами разбивочных работ. Основными из них являются: построение проек
ого угла, отложение проектного расстояние, вынос в натуру проектных
отме
ток и уклонов.
Построение проектного гор
зонтального угла.
Для построения
ного го
ризонтального угла β
должно быть известно положение на
местности вершины угла
и одной из
его сторон
. Задача заключается в
определении направления и закрепл

Рисунок 7.1

Построение
проектного угла
Рисунок 1.26

Определение уклона р

0,204 / 500 = 0,00040,
=
0,211 / 500 = 0
,00042,
i
0,00041
рого створов. Расстояние между ств
рами определяют по плану и, зная вр
мя прохождения поплавка от пе
вого до второго
створов, вычисляют ск
рость движения поплавка. Среднее из 3
4 значений на разном уд
лении от
берега приним
ают за скорость т
чения реки (
ри
сунок 6.25).

Определение расхода воды в реке
.
Расходом воды в реке называется к
личество воды, проходящее через поп
речное (живое) сечение реки в одну
секунду. Расход воды
где

средний расход воды в реке
,
/с;



средняя скорость теч
ния реки
,
м/с;


средняя площадь поперечного (живого) сечения реки, опред
ляемая
как произведение средней глубины реки на ее
ширину.

Например, на рису
ке 6
.23 средняя глубина реки, вычисляемая как среднее
арифметическое из глубин реки,
равна
2,57

м,
ширина
реки

.
огда


ср
= 2,57
м · 170
м = 437,6
. Расход
воды
реке

= 1,2 м/с · 437,6 м
525
/с.

Нивелирование реки
.
Реку
нивелируют для получения ее продольного уклона.
Вдоль реки, на 200
-
400м вверх и вниз по течению,
от оси трассы разбивают пике-
таж и дважды его нивелируют. З
тем на оси трассы и на концах х
да у края воды одновременно за-
бивают колышки до уровня то
цов с поверхностью воды и одно-
временным нивелированием при-
вязывают урезы воды к соотве
ствующим пик
там хода.
По
данным нивелирования
вычи
ляют отметки поверхности воды в
ках привязки. Уклон реки в
числяют как частное от деления
разности отметок ур
зов воды на
расстояния между этими
точками
для двух участков реки вверх и вниз по течению от оси трассы, а затем п
лучают среднее значение (
рис
нок 6.26).

7

СПОСОБЫ И ТЕХНОЛОГИЯ

ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ
РАЗБИВОЧНЫХ РАБОТ
.1 Общие принципы геодез
ческих разбивочных
работ
Геодезическими разбивочными работами
(сокращенно

разби
кой)

или перенесением проек
та в натуру называется
комплекс геодезических р
р. Сож
№ 3
ПК4
ПК3
ПК2
ПК1
ПК1
ПК2
ПК3
ПК4
№ 4
49,81
50,02
50,23
№ 2
вехи с лодки промеряют через установленные интервалы глубину реки
,
писывают отсчеты на схем
тический чертеж (
рисунок 6
.23). Одновременно
нивелируют урез воды в реке на линии створа и горизонт высоких вод,
торый определяют по местным признакам или из опроса жит
лей.
Далее вычисляют отметку уреза воды, вычитая из которой измеренные
глубины
,
получают отметки дна реки. После выполнения работы составл
ют профиль поперечного сечения реки (на миллиметровой бума
ге) в ма
шта
бах: горизонтальном

1:1000
вертикальном

1:100
сунок 6.24).
Рисунок 6.23

Оформление чертежа промеров глубин
Рисунок 6.24

Профиль живого сечения реки
Определение скорости течения реки
. Скорость течения воды в реке м
жет быть определена при помощи вертушки или поплавков. При пользов
нии поплавками на берегу вдоль р
ки измеряют базис в 50
100
м длиной,
концах которого устанавливают при помощи четырех вех два перпенд
кулярных базису створа. Выше по т
чен
ию от первого створа в реку забр
сывают поплавок и фиксируют время
пересечения им первого, а затем вт
ПК7
ПК8
ПК9
ГВВ = 52,80
ГМВ = 50,02
0,22
1,31
1,93
2,72
3,17
3,50
3,92
4,81
3,41
2,97

3,83

3,12

3,18

3,17

3,02

1,67

ПК7
ПК8
ПК9
ГВВ = 52,80
ГМВ = 50,02
0,22
1,31
1,93
2,72
3,17
3,50
3,92
4,81
3,41
2,97

3,83

3,12

3,18

3,17

3,02

1,67

Рисунок 6.25
Определение скор
сти
течения р
Второй створ
Поплавок
50 м
50 м
Первый створ
Контроль: Σφ
пр
лев
= α
кон
нач.
Т =
К +

П +
К =
;

ВУП

Д =
.


Внизу таблицы “Ведомость углов поворота, прямых и кривых” прои
водят контроль всех вычислений по формулам, приведенным под табл
цей:

1)
разность правых и левых углов поворота должна равняться ра
ности
конечного и начального дирекционных углов линий трассы
:

лев
= α
кон

нач
;
2) сумма всех кривых плюс сумма всех домеров должна равняться удв
енной
умме тангенсов с допуском 0,01
0,02
м за счет ошибок округл
ния:

К +
Д = 2
;
3)
сумма прямых участков трассы (
П) плюс сумма кривых уч
стков
К) должна равняться общей длине трассы (
):
П +
К =
;
4) сумма расстояний между вершинами
углов поворота (ΣВУП) м
нус
сумма домеров должна быть равна общей длине трассы
:





ВУП

L
.
Ведомость углов поворота, прямых и кривых наносится на свободном
месте листа плана трассы.

6.1
3
Гидрометрические раб
Гидрометрические работы производят для определения некоторых ха-
рактеристик рек и других водных препятствий, которые пер
секают трассу.
К характеристикам реки относят: поперечный профиль (профиль жив
го сечения) реки по оси тра
ссы; скорость течения воды в реке; у
лон реки и
расход воды в районе мостового перехода. Эти данные н
обходимы для
проектирования, строительства и эксплуатации искусс
венных сооружений
через реку, таких как мосты, тоннели, трубы, да
бы и т. д.
азличают
ледующие
виды гидрометрич
ских работ:
а) съемка поперечного сечени
я реки промерами глубин через 5
м;

б) определение скорости течения реки при помощи гидрометрич
ской
вертушки или поплавков;
в) определение уклона реки в районе мостового п
рехода;
г) расчет
расхода воды в реке.
Съемка поперечного сечения реки
. Створ оси трассы через реку закре
ляют на берегах колышками, на которых записывают их пикетажное значе-
ние. При ширине реки более 20
м рекомендуется перебросить трехмилл
метровый трос, размеч
енный через 5
м. Затем при п
мощи наметки или
Рисунок 6.22

План трассы

плану трассы прилагают “
Ведомость углов поворота, прямых и кр
вых”
(
таб
6
.3).
Запо
лнение граф “Ведомости” в с 1
по 11
производится выписыв
нием соответствующих данных из угломерного и пикетажного журналов.
Из таблицы 1.3 следует, что трасса начинается на ПК0, имеет два угла пов
рота и заканчивается на ПК20. В графе 14 вычисляют дирекционные углы
по формуле α
посл
= α
пред
± φ, где знак (+) берут

для
правых

углов п
вор
та, а знак
(–

для левых углов поворота.
Данные в графе
12 представляют соб
ой длины прямых участков тра
сы
(П), вычисляемые как разность пикетажного положения начала следующей
кривой и конца предыд
щей.
Для вычисления начального прямолинейного участка трассы берут ра
ность пикетажа начала первой кривой и начала трассы. Длина последней
прямой получается как разность пикетажа конца трассы и ко
ца последней
кривой. Для вычисления расстояний между вершинами углов поворота
(ВУП) в графе 13 надо брать разности пикетажа первого угла поворота и
начала трассы, каждого следующего угла пов
орота и предыдущего, конца
трассы и последнего угла поворота. Начиная с отрезка, следующего за пе
вым углом поворота
,
нужно к полученным разностям прибавлять домер
предыдущей
кривой, поскольку на мес
ности он отложен, а в счет пикетажа
не вошел.
Таблица 6

Ведомость углов поворотов, прямых и кривых
Углы
Кривые
Прямые
Точка
тра
Местопол
жение
Углы поворота
лев.
ВУП
Н.Т.
ВУП № 1
ВУП № 2
ПК0
ПК4+20,00
ПК14+35,0
ПК20










т о г о
лев
ΣВУП
ПК1
+ 6,68
ВУП ПК1 + 29,12
КК ПК1 + 68,14
ПК2
Б = 6,61
К ПК3 + 51,84
ВУП ПК3 + 10,12
ПК4
ПК4 + 70,13
Б = 4171
кетов и плюсовых точек по следующему правилу: проектная отметка посл
дующей точки равна проектной отметке предыдущей плюс произведение
уклона линии на горизонт
альное расстояние м
жду точками.
7
ычисляют рабочие отметки как разность между проектными отме
ками и отметками земли. Рабочие отметки насыпей выписывают на профиле
над проектной линией, а рабочие отметки выемок

под проек
ной линией.

8
налитиче
ски ра
считывают положение точек нулевых работ (точки
пересечения л
нии земли с проектной линией):

a d
/(
где


расстояние от точки нулевых работ до точки с рабочей отме
кой
;

a

рабочие отметки ближа
ших пикетов или плюсовых точек, меж
-



ду которыми находится то
а нулевых работ;


горизонтальное рассто
ние между рабочими отметками
Профиль вычерчивают и офор
ляют в соответствии с образцом (см
.
ри
нок 6
.20). Проектные данные на
нем показывают красным цветом, то
ки нулевых работ и расстояния до них

синим, все остальное оформление
лают черным цв
том.
Поперечные профили составляют на
миллиметровой бумаге в масштабах:
гор
зонтальный
– 1
:1000, верти
кальный

1:100
рис
нок 6.21).
ризонтальные расстояния до т
чек перегиба профиля на поперечнике
откладывают вправо и влево от ос
вой точки трассы, на которой произв
дилась разбивка поперечника. Высоты точек поперечника откладывают по
вертикали от приня
того условного г
ризонта в соответствующем ма
штабе.
6.12
Составление плана трассы. Ведомость углов п
ворота,



прямых и кри
вых

План трассы

это проекция
трассы на горизонтальную плоскость. С
ставляют

план трассы
в масштабах 1:5000 или 1:10000 по координ
там вер
-
шин углов поворота, а при небольшой длине трассы

по дирекционным у
лам (румбам) и длинам линий. Трассу наносят
красным цветом
. На
плане трассы
указывают положение пикетных и километровых точек, гла
ных точек круговых и переходных кривых. В условных знаках наносят с
туацию полосы местности. Пример оформления плана трассы показан на
рису
.22.
Рисунок 6.21

Поперечный пр
филь

Продольный профиль составляют в такой последовательности:
1
а миллиметровой бумаге вычерчивают сетку профиля. Заполняют
графы «Пикеты» и «Километры». Каждый десятый пикет подп
сывают
полным номером, а осталь
ные

только последней цифрой 1
,
…,


2
Заполняют

графы

«Расстояния», «Отметки земли»


«Ординаты». В
графах «Расстояния» и «Ординаты» проводят вертикальные линии на
пикетах
плюсовых точках и в графе «Расстояния» отмечают расстояния между
сме
ными ординатами, контролируя их сумму.
В графу «Отметки земли» выпис
вают высоты точек из журнала нивелирования с округлен
ем до 1
см.

3
асписывают вертикальный масштаб от линии условного горизонта
(верхняя линия сетки профиля) и по отметкам земли делают наколку пр
филя. Расстояние между линией профиля и линией условного гор
зонта
должно быть не менее 6 см
.
4
о данным пикетажного журнала заполняют графу «Ситуация», где у
оси трассы, нанесенной в виде прямой линии, указывают ситуацию доро
ной п
лосы.


5
графе «План линии» показывают прямые и кривые участки тра
сы и
их числовые характеристики. При угле поворота трассы вправо условное
обозначение кр
вой показывают в виде дуги 5 мм вверх от осевой линии, а
при левом повороте

вниз. Внутри д
уг записывают основные элементы
кривых: φ,
, Т, К. Начало и конец кривой отмечают перпенд
кулярами от
осевой линии до линии пикетов. На перпендикулярах записывают рассто
ния от начала и конца кривой до ближайших пикетов. Для прямолинейных
участков показыв
ают их длины и дирекционные углы или азимуты. Длины
прямых участков трассы получают как разность пикетажных
значений
на
чала последующей кривой и конца предыдущей кривой и записывают над
осевой линией. Дирекцио
ные углы вычисляют по правилу: дирекционный
ол последующей прямой равен дирекционному углу предыдущей плюс
правый угол поворота или минус левый. Их значения записывают под пр
мой лин
.
6
соответствии с заданными техническими условиями при достиж
нии минимального объема выемок и насыпей, баланса
земляных работ п
тем последовательных проб наносят проектную (красную) линию. Проек
ные отметки точек перелома проектной линии определяют граф
чески. По
ним с точностью до 0,0001 вычисляют уклоны (частное от деления превы-
шений на горизонтальные длины линий) и выписывают в с
ответствующую
графу сетки профиля. После этого вычисляют проектные отметки всех п
После обработки журнала нивелирования приступают к составлению
профилей трассы. Профили дорог составляют в масштабах: горизонтал
ном

1: 10000, вертикальном

1: 200. При составлении профилей следует
рук
водствоваться установленными образцами, на которых показана принятая
сетка профиля для записи необходимых для проектирования данных (рис
нок 6
.20).
Масштабы: горизонтальный 1:10000

вертикальный 1:200
Рисунок 6.20

Продольный профиль трассы
Грунты
Ситуация
Ординаты
Проектные
отметки
Уклоны
Фактические
отметки
Расстояния
Пикеты
План
линии
Километры
Пашня
Пашня
74,57
74,02
76,27
76,87
77,22
76,00
73,14
72,14
71,16
69,32
66,26
70,92
71,82
71,57
73,03
73,31
66,26
52,59
47,41
7,70
92,30
347,41
707,70
22 52'
32 53'
= 22 52'
= 600
= 40
= 144,89
= 72,59
3,9
10,5
300
400
500
75,02
75,41
75,80
76,20
75,84
75,15
74,10
73,05
72,00
72,00
р. Сож
С у г л и н о к
П е с о к
гмв
гвв
Ст. РП № 40 влево от ПК0 на 60 м
РП № 1 влево от ПК9 на 20 м
РП № 1 влево от ПК11 на 20 м
1,00
1,00
0,84
2,53
0,84
2,68
1,08
5,74
0,18
0,47
0,67
1,38
0,09
0,44
1,03
1,31
0,85
ср
= [

1285 + (

1283)]/2 = −
1284 мм
.
Средние превышения записывают в графы 8 или 9 в зависимост
и от зн
ка. Если среднее превышение оканчивается на 0,5 мм, то результат округл
ют до 1 мм к ближайшей четной цифре.
Например:
= 1984,5 = 1984 мм;
= 2113,5 = 2114 мм.
На каждой странице журнала выполняют постраничный контроль, пр
веряя равенство
:

(ΣЗ
ΣП)/2 = Σ(
ср
+ Σ(
ср
= Σ
ср
.
Например, в таблице 6
.1


(ΣЗ

ΣП)/2 = −2676; Σ
ср
= −2676.
За счет ошибок округлений допускаются расхождения в равенстве п
странич
ного контроля в пределах 1
2 мм.
Если нивелирование трассы привязано к реперам, то вычисляют н
вязку
в превышениях по формуле
– (
кон
нач
где
нач
кон

отметки начального и конечного реперов
;


невязка (должна
быть меньше ±50
мм√
Например
,
если
= 2 км, то
= ±50
= ±70
мм.
Невязку распределяют с противоположным знаком поровну, на сре
ние
превышения хода, округляя до 1
мм, при этом сумма поправок должна ра
няться невязке с обратным знаком. Поправки в превышениях зап
сывают в
журнал нивелирования (над средними превышениями). Далее по высотам
(отметкам) реперов трассы и уравненным превышениям (средние превыш
ния с учетом поправок) вычисляют высоты всех св
зующих точек трассы по
правилу: высота последующей точки
посл
на высоте предыдущей
пред
плюс ура
ненное уравнение
между ними:

посл
пред
+
.
Высоты плюсовых (промежуточных) точек и точек на поперечниках
вычисляют ч
ерез горизонт нивелира. Горизонт нивелира ГН равен высоте
точки

плюс отсчет по черной стороне рейки на этой точке, н
пример, на
второй станции (см
.
таблицу
.1) горизонт нивелира


ГН =
пк0
+ З

ГН = 58,385 + 1,134 = 59,519 м
.
Высоты промежуточных точек +20 и +60 получены как горизонт ниве-
лира на второй станции минус отсчет по рейке на этих точках:

+20
= 59,519 − 0,944 = 58,575

+60
= 59,519 − 0,712 = 58,807
м.

Аналогично через горизонт нивелира вычисляют выс
оты точек попе-
речни
ка на пикете 3 (см
.
таблицу 6
.2).
Каждый раз отсчеты рекомендуется брать по трем горизонтальным н
тям.
сли ширина реки более 300 м
и взять отсчеты непосредственно по ре
ке из
за больших расстояний нельзя, то применяют специальные щитки, п
редвигаемые ре
чником вдоль реек по указанию наблюдателя до совмещ
ния с проекцией нити. Отсчет по щитку
марке делает помощник наблюда-
теля или ре
еч
ник.
Зимой нивелирование через широкие реки может быть произв
дено по
льду. Нивелир и рейки при этом устанавливают на специально вморожен-
ные в лед колья. Нивелирование по льду нужно выполнять в возмо
но
кратчайший срок, так как лед нельзя считать неподви
ным.
На прямых участках реки разность отметок уровня воды у противоп
ложных берегов бывает невелика (до ±30
см), что можно и
пользовать для
приближенной передачи отметок через широкие в
доемы
.
Широкие и глубокие овраги нивелируют в два приема: сначала
опред
ляют превышение между точками, устано
ленными на его берегах, по пр
вилам перед
чи высот через реки, а затем нивелируют
ов
раг между точками на его бер
гах.
Нивелирование склонов и дна оврага
можно произвести при помощи нивелира
(см.
рисунок 6
18)
.
Характерной особенностью
будут небольшие расстояния между
связу
щими
точками,
что
заставляет выб
рать
станции на 10

м стороне
трассы
.
Нив
лирование
крутых склонов оврага мо
но
произвести
также
ватерпасовкой при помощи
двух реек, одна из которых
долж
на быть сна
жена цилиндрическим уровнем, а другая

кру
лым. Сущность этого способа нивелирования
понятна из рисунка
6.18.
При
нивелировании
болоченных учас
ков для установки нивелира и
забив
ются колья д
о т
вердого грунта (
рисунок 6
.19).
В этом
случае наиболее точные результаты дает применение самоустанавл
вающихся нивелиров с компенсат
ром.


6.11 Обработка журнала нивел
рования

и составление профиля тра
В журнале нивелирования (см
.
таблицу 6.1) для каждой станции в
ычис-
ляют среднее значение превышения как среднее арифметическое из превы-
шений, полученных по черным и красным сторонам реек. Например, для
первой станции
Рисунок 6.18
Нивелирование
крутого склона
Рисунок 6.19
Нивелирование
заболоченных учас
ков
рки вставляют стальной штифт
, и на него навешив
подвесную рейку.
Нуль
рейки совмещен с центром ее отверс
тия. Согласно рисунку 6
.16 пр
выш
ние точки
над маркой

в этом случае будет
= −З − П = − (З + П)
,
где З и П

отсчеты по рейкам.

При о
тсутствии подвесной рейки проекцию среднего горизонтальн
го
штриха сетки нитей зрительной трубы нивелира отмечают каранд
шом на
стене под маркой
,
и расстояние от центра марки до проекции нити измер
ют рулеткой. Схему привязки к марке или реперу зарисовыв
аю
т в журнале
нивелир
вания.

Нивелирование через реки и овраги.
Нивелирование через реки ш
риной до 100
м производят по общим прав
лам. При ширине реки от 100 до
300
м на обоих берегах реки, примерно на одной высоте над горизонтом в
ды, забив
ают два колышка
(см
.
ри
сунок 6
.17) и около них выбирают
ста
I
так, чтобы
≈ 10
м и
.
Установив тщательно выверенный
нивелир в точке
I
, делают отсчеты сн
чала по обеим сторонам рейки на точке
, а затем по обеим сторон
ам рейки в
точке
. После этого, не меняя фокус
ровки трубы, перевозят
лир через
реку и устанавливают его в точке
. Д
лают отсчеты по рейке на точке
, а з
тем, изменив
фокусировку трубы,

по
рейке на точке
. В
числив два раза
превышение точки
д точкой
, за
окончательный р
зультат
принимают
среднее. Для получения наилучших р
зультатов набл
дения следует произв
дить в период спокойных изобр
жений.
Рисунок 6.16
Привязка к стенной марке
Рисунок 6.17

Нивелирование
через реку
Пр +
Ле
+
Ле
+50

54,191
56,296
56,861
На крутых косогорах нивелирование поперечника с
одной станции в
полнить невозможно, поэтому поперечник нивелируют с нескольких стан-
ций. В этих случаях высоты точек на последующие станции нивел
рования
передают через связующие точки, лежащие на трассе (см
.
рис
нок
.15
,


а)

Рисунок 6
.15
Схема нивелирования поперечников
Вычисление высот точек на поперечниках выполняют через горизонт
нивелира. По высотам точек на поперечниках составляют поперечные пр
фили трассы.
6.10
Высотная при
вязка трассы к реперам

государственной нивелирной сети
.

Ни
велирование через реки и овраги
В целях передачи абсолютных отметок на точки трассы, получения д
полнительного контроля и повышения точности нивелирования трассы ч
рез 5
км выполняют привязку к близлежащим реперам и маркам гос
дарственного нивелирования.
Привязку трассы
производят путем проложения нивелирного хода, с
стоящего из одной или нескольких станций от близлежащего репера до то
ки на трассе. Одна рейка при этом устанавливается на репер, а вторая

на
колышек, костыль или башмак, забитый в землю на ра
стоянии 100
200 м
от репера в направлении трассы. Нивелирование на станции выполняют м
тодом из середины, так
,
как и при нивелир
вании трассы. При отвязке
от
стенных марок имеются некоторые ос
бенности.
Стенные марки обычно расположены выше горизонта прибора. П
этому
при привязке к ним желательно иметь специальную подвесную рейку. Ма
ка и подвесная рейка имеют отверстия одинакового диаме
ра. В отверстие
На криволинейных участках трассы нивелируют как промежуточные
точки начало, середину и конец кривой, а также все пикеты и пл
совые
точки, вынесенные с та
генса на кривую.
Нивелирование трассы через пикет возможно только при равнинной
ме
стности. Расстояния
от нивелира до связующих точек
при
этом будут
около 100 м. Нивелир в этом случае устанавливают в стороне от оси трассы
не м
нее чем на 10 м. Пикеты через один служат связующими точками, а
все о
тальные нивелируют как промежуточные точки.
Нивелирование поперечников.
Попер
ечники

это прямые л
,
перпендикулярные к направлению трассы. Разбивают их обычно с п
ом
ощью
эккера или теодолита на 20
м влево и вправо от оси трассы. Если позв
ляют условия местности, то нивелирование поп
речников производят с
ближайших к ним станций продольного нивелирования трассы. В проти
ном случае поперечники нивелируют с отдельных ста
ций, причем отсчеты
по рейке берут на всех точках поперечника, только по черной стороне ре
ки. Отсчеты записывают на отдельных страницах в конце журнала нивел
вания. Образец записи показан в табл
це 6
.2
.
Станции

нивелирования


поперечниках

выбирают

так, чтобы

были
видны

отсчеты


все характерные точки

поперечника (правые и
ле
вые от
его оси), а также на одну или две точки, лежащие на трассе (обычно
зад-
или передний пикеты или плюсовые точки (рисунок 6.15,
).
Таблица 6.2

Журнал нивелирования поперечников
мер
стан-
Наблюда
мые точки
Отсчеты по рейке
Превыш
Средние пр
вышения
Гор
зонт
нивел
Абс
лютные
(усло
ные) в
соты
за
ней
пере
д-
ней
промеж
ной
+
+
ПК 3
Пр +
Пр +

2730

57,081
55,900
54,910
54,351
Рисунок 6.14
Прим
енение иксовой точки
Рассмотрим случай, когда, согласно проекту генерального плана и да
ным разбивочного чертежа, нео
ходимо произвести
вынос в натуру здания
прямоуго
льной формы
с ра
мерами
осях 36×90 м. На рисунке 8.2
указаны
все разбивочные размеры с привя
ками к геодезической основе.
В дан-
ном примере
это стороны строител
ной сетки с закрепленными на мес
ности вершинами № 25, 26, 37 и 38
(аналогично будет выполнять
ся в
нос в нат
ру сооружения с привязкой
от красной линии или от сущес
ющих зданий и сооруж
ний).
Сначала выносят более длинную
сторону.
Для этого от ближайших
пунктов геодезической основы (в
нашем примере это точки №
25 и 26)
пе
реносят в натуру контур
здания
по
спос
бу прямоугольных координат.
Для этого разбивают вспомог
тельные точки
N
в створе линии
между пунктами №
25 и 26. Над то
ками
N
устанавливают теодолит
и строят углы в 90
при двух полож
ниях вертикального круга. От и
ст
румента в направлении
откладывают последовательно рассто
ния 30 и 36 м
и закрепляют точки
,
,
,
металлическими штырями или
кольями. После закрепления в
несенных точек устанавливают на каждой из
них теодолит и проверяют взаимную перпендикуля
ность осей.
Кроме того, проверяют соответствие расстояний между осями их пр
ектным значениям, проверяются диагонали здания. Следует иметь в
виду,
что взаимная перпендикулярность основных осей является одним из гла
нейших требований, предъявляемых к их разбивке.
Расхо
ждения между п
лученн
ми и заданными размерами не должны превышать 1:2000
1:3000.
Допустимые средние квадратические погрешности измерений при пр
изводстве разбивочных работ в процессе строительства принимают в соо
ветствии с таблицей 8.2.
При рытье котлована под строящееся здание вынесенные точки
,
,
,
(см. рисунок 8.2) будут уничтожены. Для сохранения основных осей на
весь период строительства каждую из них закрепляют ство
ными точками
(2) (рисунок 8.3). Если в створе осей находятся кап
тальные строе
ния (1) то
на их стенах оси маркируют яркой несмыва
мой краской.
Таблица 8.2

Допустимая средняя квадратическая погрешность измерений
Рисунок 8.2

Схема разбивки
основных осей здания
Таблица 8.1

Средние квадратические погрешности измерений при ра
бивке

сетей строител
ной площадки
Объекты строительства
Допустимая средняя квадратическая
погрешность
гловые
з-
мерения
инейные
измерения
ревышения на
1 км хода, мм
Здания на участке площадью более 1 км
отдельно стоящие
здания с площадью з
стройки
более 100
000 м
1/25 000
Здания на участке площадью менее 1 км
отдельно стоящие здания (сооружения) с
площ
дью застройки от 10
000 до 100
000 м
1/10 000
Отдельно стоящие здания (сооружения) с
площадью застройки менее 10
000 м
; д
роги, инженерные сети в пределах з
стр
иваемых террит
рий

1/5 000
Дороги, инженерные сети вне застраива
мых территорий; земляные сооруже
ния, в
том числе вертикальная планировка
1/2 000
8.2

Разбивка и закрепление основных осей
зданий и сооружений
Весь процесс разбивки сооружения определяется общим геодезич
ским
правилом перехода от общего к частному. Разбивка главных и о
новных
осей определяет положение всего сооружения на местности, то есть его
размеры и ориентирование относительно сторон света и сущ
ствующих
контуров местности. Следующая затем детальная разбивка определяет вза-
имное положение отдельных элеме
тов и конструкций сооружения.
Основным документом, по кот
рому выполняются работы
по выносу
проекта в натуру, является
разб
вочный чертеж
. Его составляют в ма
шта
бах 1:500

1:2000, а иногда и крупнее
,
в зависимости от сложности с
оружения. На разбивочном черт
же показывают контуры выносимых зда-
ний и сооружений, их размеры и ра
положен
ие осей, пункты разб
вочной
основы, разбивочные элеме
ты.
Геодезические работы следует выполнять после предусмотренной пр
ектной докуме
тацией расчистки территории, освобождения ее от строений
,
подлежащих сносу, и, как правил
о, после вертикальной план
.
Выбор способа разбивки
зав
сит
от вида сооружения, условий его во
ведения, схемы построения ра
бивочной основы, требуемой точн
сти в
полнения разбивочных работ и т. д.

Главные или основные оси с
оружения выносят с точек закрепл
ния
осей внешней разбивочной сети при помощи теодолита. Эту работу выпол-
няют при
двух положениях вертикального круга теодолита.
ментации
требованиям строительных норм
и правил
. Поэтому для выпо
нения работ по геодезическому обеспечению строительства на объектах
необходимо иметь разбивочную осно
ву.
Геодезичес
кая основа стройплощадки
строится из сети плановых и в
сотных пунктов и служит для вын
са в натуру всех объектов строительства
в пл
не и по высоте на основе проекта.
В соответствии с техническим кодексом установивше
ся практики ТКП 45
1.03
2006 «Геоде
зические работы в строительстве.
Правила проведения»
предлагаются
схемы плановой
разбивочной сети
строитель-
ной пло
щадки в виде
стро
тельной сетки, красных л
ний, це
тральной системы
(рисунок 8.1
).
Такое
обоснование позво-
ляет осуществить разбивку ос-
новных
осей сооружения. П
лученную систему пунктов
на
зывают внешней разбиво
ной основой. Схема плановой
бивочной основы стро
тельной площадки вы
бирается
в зав
симости от размеров
стро
площадки, характера с
оруж
ния, требуемой точности
работ.
Кроме того
,
на пр
актике
стр
мятся к тому, чтобы точки
бивочной основы были о
но
временно высотными пунк-
та
ми, отметки которых получают способом геометрического нивел
рования.
Основные требования, которые предъявляются к разбивочной основе
дующие:
-
пункты разбивочно
й основы выбираются таким образом, чтобы они
были удобны для установки геодезических приборов и по возможности с
хранялись до конца строительства;
-
она должна иметь заданную степень точности, которая устанавливае
ся с учетом вида и характера с
оружения.
Для геодезических работ в строительстве техническим кодексом уста-
новлены
средние квадратические погрешности измерений при со
дании
разбивочной сети строи
тельной площадки (таблица 8.1).


Рисунок 8.1

Схемы разбивочной сети:

строительная сетка;

красн
ая л

центральная система
До начала выполнения геодезических работ необходимо изучить черт
жи строящегося объекта и проверить взаимную увязку размеров, координат
и отметок в чертежах, используемых при разбивочных работах, а при нео
ходимости составить дополнительные разбивочные чертежи (схемы).
Нед
стающие для геодезических построений на строительной площадке ра
меры
и отметки должны определяться аналитически. Графическое опред
ление
размеров и отметок допускается как исключение при строительстве време
ных зданий и с
оружений.

К началу производства разбивочных работ соответствующие участки
должны быть освобождены
от строений, подлежащих сносу
. Для з
кладки
реперов и знаков, закрепляющих
оси зданий и сооружений, должны быть
подготовлены свободные места. Для измерения линий, углов должны быть
расчищены полосы шир
ной не менее 1 м.
8.1

Геодезическая разбивочная основа для стро
тельства
состав геодезических работ
, связанных с их выпо
лнением непосре
ственно на строительной площадке
,
дят:
-
создание геодезической разбивочной основы для строительства, вкл
чающее построение разбивочной сети строительной площадки и вынос в
натуру основных или главных разбивочных осей зданий и сооружений, м
гистральных и внеплощадочных линейных сооружений, а также для монт
жа технологического оборуд
вания;
-
разбивка внутриплощадочных линейных сооружений или их частей,
временных зданий (сооружений);
-
создание внутренней разбивочной сети здания (сооружения) на исхо
ном и монтажном горизонтах и разбивочной сети для монтажа технологич
ского оборудования, а также производство детальных разбивочных р
абот;

-
геодезический контроль точности геометрических параметров зданий (с
оружений)
и исполнительные съемки законченных объектов или их отдельных
частей с составлением исполнительной геодезической документ
ции;
-
геодезические измерения деформаций оснований, конструкций зд
ний
(сооружений) и их частей, если это предусмотрено проектной док
ментацией,
установ
лено авторским надзором или органами государственного надз
ра.
Указанные выше геод
зические работы являются необходимой частью
технологии строительно
монтажных работ и осуществляются по единому
графику, увязанному со сроками выполнения процесса строительн
ого пр
изводства. Для крупных и сложных объектов и зданий выше 9
этажей ра
рабатываются проекты производства геодезических р
абот.
Геодезические работы в строительстве выполняются в объеме и с то
ностью, к
торые обеспечивают при размещении и возведении объектов
строительства соответствие геометрических пар
аметров проектной док
Расхождение между двумя значениями превышений допускается не
более 5 мм. Если оно допустимо, то затем рейку последовательно устана
ливают на плюсовых точках, где берут отсчеты только по черной стороне
рейки и зап
сывают в графу 5 журн
ала.

Таблица 6.1

Журнал нив
лирования трассы
Номер
стан-
Наблюда
мые
Отсчеты
по
рейке
Превыше-
Средние
вышения
Горизонт
лира
Абс
лютные
сло
ные) о
метки
за
ней
пере
ней
промеж
ная
-
-
1
Рп №1
ПК 0



1283

+2
59,667
58,385
2
ПК 0
+20
+60
ПК 1


2034


712


898

+2
59,519
58,385
58,575
58,807
57,488
3
ПК 1
+30
+35
+80
ПК 2


975


2248

1110


493

+2
57,970
57,488
57,155
55,722
56,860
56,997
18231
23633
Контроль: (ΣЗ
ΣП)/2 = (18281
23633)/2 =
2676
; Σ
ср
2676.
3
случае, если разность превышений будет более 5
мм, то прои
водят
повторное нивелирование на данной ста
ции.
На местности с большими уклонами земной поверхности часто прих
дится в качестве связующих точек использовать плюсовы
е точки или сп
циально устанавливаемые
иксовые точки
. Это может быть в том случае, ес-
ли с одной

станции невозможно

пронивелировать

две соседние точки

(
рисунок 6.14,
огда между точками пикетажа выбирается одна (см
. рисунок 6
.14
,
или больше иксовых точек так, чтобы при помощи их можно было бы пр
извести нивелирование. Иксовые точки служат лишь для передачи отметок,
поэтому
расстояния от них до пикетов не измеряются и на профиль эти то
ки не нан
сятся.
Для
этого вычисляют ра
стояние К от НКК до ПК4:
К = ПК4
ПК3 + 41,45 = 400
– 341,45
м = 58,55
.
По
таблицам 5 [3], интерп
лируя, находят

значение (К

)
и ординаты
(
).
При К = 58,55 м
по
лучим



) = 0,20
м;
= 4,27 м
.
От пикета 4 отмеряют рулет-
кой по тангенсу в сторону НКК
расстояние (К
) = 0,20 м и из
полученной точки по перпендик
ляру к тангенсу откладывают р
леткой ординату
= 4,27 м и заб
вают колышек, который и будет
определять положе
ние П
К4 на
кривой (см ри
сунок 6
.9).
Аналогично выносят остальные пикеты и плюсовые точки, леж
щие на
тангенсах.

Привязка трассы к пун
там опорной геодезической сети
Привязка трассы к пунктам опорной геодезической сети пр
изводится
для определения о
бщегосударственных координат точек и дирекционных
углов линий трассы. Расстояние по трассе между привязанными точками
определяетс
я техническими условиями и може
т быть от 1 до 20
км. Резул
таты привязки дают возможность определить плановое положение трассы
на поверхности Земли и иметь данные для надежного контроля полевых и
мерений. Рассмотрим некоторые
более распространенные способы
ки.
1 Привязка трассы к близкол
жащим пунктам опорной с
.
Пусть
на местности имеется два пункта опо
ной геодезичес
кой сети
(
рис
нок
.10).
В этом случае для привязки то
ки 1 трассы от пункта
опорной сети
необходимо измерить примычный угол
и рассто
ние
.
По известному дирекционному у
лу α
вычисляют дирекционный угол
ли
1:
1 =
+ β
.

Затем по формулам прямой геодезической задачи получают коорд
наты
точки 1 тра
сы:
Рисунок 6.9
Вынос пикета
с тангенса на кр
вую
Рисунок 6.10
Привязка тра
сы
Рад
иусы круговой кривой и длины переходных кривых устанавливаю
ся техническими условиями. Угол α измеряется теодолитом. Эти вел
чины
являются исходными. Для всех остальных элементов суммарных кривых с
ставлены таблицы, при помощи которых производят их разбивк
у на местн
сти. Порядок разбивки аналогичен разбивке круговых кривых.

6.7

Расчет пикетажных значений главных точек круговой кр
вой.

Вын
ос пикетов с та
генса на кривую

Для разбивки трассы необходимо знать не только пикетажное знач
ние
вершины угла поворота, но и пикетажное положение главных т
чек кривой:
начала кривой (НКК), середины кривой (СКК) и конца кривой (ККК). Для
этого используют следующие соотн
шения:



НКК = ВУП


Контроль:

СКК = НКК + К/2

ККК = НКК + Т

;

ККК = НКК+ К

СКК = ВУП

Д/2
.
Расхождение между двумя вычисленными значениями СКК и ККК д
пускается ±1
см. Все вычисления по определению положения гла
ных точек
вой заносят в пикетажный журнал.
Пример.
Определить пикетажное значение главных точек кривой, если ве
шина
угла поворота (ВУП) находится в точке ПК4 + 28,
30, а элементы кр
вой равны:
α = 24
30';
R
= 400
м; Т = 86,85
м; К = 171,04
м; Б = 9,32
м; Д = 2,65
.
Вычисление пикетажа

Контроль

ВУП………………ПК4 + 28,30 ВУП…………….ПК4 + 28,30


Т………………

86,85 + Т……………. 86,65
----------------------------------------

--------------------------------------
НКК………………ПК3 + 41,45 Σ……………..ПК5 + 15,15
+ К………………ПК1 + 71,04

-
Д …………….. 2,65
----------------------------------------

-------------------------------------
ККК………………ПК5 + 12,49 ККК……………ПК5 + 12,50
НКК……………….ПК3 + 41,45 ВУП……………
.ПК4 + 28,30
+ К/2………………. 85,42
-
Д/2…………….. 1,32
----------------------------------------

-------------------------------------
СКК……………….ПК4 + 26,97 СКК……………..ПК4 + 26,98
На вершинах поворота трассы все пикетные и плюсовые точки, лежа-
щие
на тангенсах, выносят на кривую (рисунок 6.9).
Для этого испол
зуют
способ прямоугольных координат, сущность которого рассмотрим на примере.
Пример.
Вынести на круговою кривую с
= 400 м
пикет 4, лежащий на та
генсе.
Для дорог Ι категории (с большими скоростями д
вижения) длина перехо
ных кривых бол
шая.
На рисунке 6.8 показана суммарная кривая, состоящая из круговой кр
вой радиуса
и двух пер
ходных кривых.
Рисунок 6.8

Основные элементы суммарной кривой
Элементами переходных кр
вых являются:



длина переходной кривой;




сдв
жка круговой кривой


добавочный тангенс
.
Величины
p
определяют по формулам
:






/24




/2
,

или выбирают из таблиц по заданному радиусу (
) и длине переходной кри-
вой (
) в нижней части страницы таблицы 1 [3].
Элементы суммарной кривой определяют по формулам
.5) (см рису
нок 6
.8)
:




= Т +
= (
tg
/2 +
;




с
= К +
= π
/180
+
;




= (
p
) /
cos
α/2

;



= 2Т

.



/
cosφ
/2

;

= 2



По вышеприведенным формулам составлены таблицы, в которых по и
вестным φ и
находят элементы Т, К, Б и Д (например, Власов Д.И., Логи-
нов В.Н.
Таблицы для разбивки кривых на желе
ных дорогах
[3].
Так, например для φ = 24
30';
= 400 м; Т = 86,85 м; К = 171,04 м; Б =

9,32
м; Д = 2,65 м
.
На местности начало и конец кривой получают
,
откладывая велич
ны
тангенса от вершины угла поворота (ВУП) по линиям трассы, а середину
кривой (СКК)

от
ложением величины Б по биссектрисе угла (β/2)
:

β/2 = (180º

φº)/2
.

Этот угол откладывают при помощи теодолита. Точка О на местн
сти не
определяется и не обозначается (рисунок
.6).
Для облегчения разби
ки
длинных кривых их целесообразно разделить на несколько равных частей
,
называемых к
ратными кривыми
.
Чтобы определить элементы круговых кривых для больших углов пов
рота при любой величине радиуса, например
= 600 м, можно опр
делить
из таблицы 1 [3] элементы для радиуса
= 100 м и найденные значения
ум
ножить на отношение радиусов 600:
100 = 6, так как велич
ны Т, К, Б, Д
пропорциональны радиусу кривой. Это видно из фо
мул (1.3).

6.6
Переходные и суммарные кривые

Для устранения внезапного изменения центробежной силы
,
действу
щей на поезд или автомобиль при переходе его
с прямой части пути на кр
говую кривую или
наоборот, применяются
переходные кривые
,
радиус к
торых изменяется от бесконечн
сти
до величины радиуса круговой кривой. Пер
ходные кривые вставляют также между сме
ными круговыми крив
ми разных радиусов. В
качес
тве переходной кривой на дорогах прим
няю
ся
кло
тоиды
(рисунок 6
.7)
.
Уравнение клотоиды
(радиальной сп
рали)
имеет вид
С /
l
,
где ρ

переменный радиус криви
;



остоянная

величина,
называемая
параметром переходной

вой;


l

длина

переходной
кривой

ее
начала до любой заданной то
.

Величина переходных кривых на дорогах принимается стандартной
длины
,
кратной 20 м
в зависимости от радиуса кривой и категории д
роги.
Рисунок 6.7
Клотоида
и важных элементах ситуации. На планах и продольных профилях пикеты
наносят камерально, их отметки определяют интерп
лированием между
ближайшими плюсовыми точ
ками. Если пикеты необходимы для стро
тельства, то их разбивают на местности при восстановлении тра
сы.

6.5

Круговые кривые, их элементы и главные то

Разбивка главных точек круг
вых кривых
В плане ось трассы
представляет со
бой сочетание прямых и кривых
участков. В каждой вершине поворота трассы две смежные линии ее сопр
гаются кривой. Кривые могут иметь форму круговой или суммарной кр
вой. Суммарная кривая состоит из двух переходных кривых и круг
вой
кривой.
Рассмотрим кру
говую кривую (рису-
нок 6
.6).
Круговая кривая

это дуга
ок
ружности, вписанная в угол, образован-
ный двумя смежными лини
ми трассы.
Круговая кривая имеет три главные точки
и шесть элеме
тов.


круговой
кривой являются
начало
уговой кривой
(НКК),
конец
круговой кривой (ККК) и
середина
круговой кривой (СКК).

На плане и на местности эти точки могут быть получены, если известны
дующие

элементы
кривой:


угол поворота тра
сы (φ);

радиус круговой кривой (

расстояние от вершины угла поворота (ВУП) до начала или конца

кривой, которое называется тангенс (Т);


длина кривой, расстояние от ее начала до ее конца (К);

расстояние от вершины угла поворота до середины кривой, кот
рое
называется биссектриса кривой (Б);



домер
,
показывающий, на

сколько

путь

начала до конца кривой

по касательной больше
,
чем по кривой (Д).

Угол поворота трассы (φ) измеряют при трассировании, а величину р
диуса крив
ой (
) выбирают в соответствии с техническими услови
ми.
Остальные элементы круговой кривой могут быть определены из пр
моугольного треугольника


НКК

ВУП) на рисунке 6
.6 по сл
дующим
формулам:


Т =
tg
/2


К = π
/ 180
;
Рисунок 6.6
Основные элементы
круговой кривой

.3)
При разбивке пикетажа на наклонных участках местности землеме
ной
ленте нужно придавать горизонтальное положение.
Одновременно с ра
бивкой пикетажа на
косогорных участках разбивают
поперечники
длиной
50 м в об
стороны от оси трассы. Поперечники
разбивают под прямым
углом к оси трассы с помощью теодолита или

экера

в местах, где попере
ные уклоны

круче 1:10. Точки

на поперечниках
закре
пляют
так же
,
как и
пикеты, а на сторожках подписывают расстояния от оси трассы с пометкой
«право» или «лево» относительно расположения точки от оси тра
сы.


Съемку трассы местности
при разбивке пикетажа производят спос
обом
прямоугольных координат (перпендик
ляров) в обе ст
ороны от оси трассы
на 20
50 м
. Снимают контуры угодий, пересекающие трассу д
роги, линии
связи, электр
передач и т. п.
При разбивке пикетажа обычно на миллиметровой бумаге в масштабе
1:2000 веде
тся
пикетажный журнал
(рисунок 6
.5).
Рисунок 6.5

Пример оформления пикетажного журнала
В пикетажном журнале наносят выпрямленную линию оси трассы с пике
ными и плюсовыми точками, вдоль которой показывают поперечники, а
рис
съемки ситуации, привязку к реперам, элементы кривых и другие да
ные.
Разбивка пикетажа через 100
м затрудняет использование дальном
ров,
поэтому в некоторых случаях применяют
безпикетажный способ полевого
трассирования
, при котором на местности ра
збивают не каждый стометр
вый пикет, а только точки
,
расположенные на хара
терных формах рельефа
На вершинах поворотов трассы теодолитом способом приемов измер
ют углы. По измеренным правым по ходу углам
(β) (рисунок 6
.3),

вычис-
ляют
углы поворота
трассы (φ) по форм
лам
=
180º



(6.1)



= β

180º

(6.2)


Углом поворота трассы (φ)
называется угол
между продо
жением предыдущего и посл
ед
ющим направлением трассы. При
этом, если значение измере
ного
угла β меньше 180º, то угол пов
рота трассы будет правый, а если
больше 180º,

то
левый (
.
ри
нок 6
.3).
Одновременно с измерением углов по буссоли определяют магни
ные
азимуты предыдущего и последующего направлений трассы для контроля
измеренного угла между ними.


6.4 Разбивка пикетажа, плюсовых точек и п
перечников.


Съемка дорожной полосы. Пик
тажный журнал
Перед измерением длин
линий тра
ссы проводят
вешение прямолиней-
ных участков трассы
между вершинами углов поворота. Вешение выпол-
ют теодолитом способом “на себя,
с установкой створных вех через ка
дые 200
250 м в зависимости от рельефа м
стности.
Одновременно с измерением длин линий в прямом направлении через
каждые 100 м
по оси трассы закрепляют
пикеты
. Пикеты обозн
чают двумя
колышками, один из которых забивают вровень с землей и называют
точ-
кой,
а второй длиной около 40
см забивают в землю наполовину его дли-
ны и называют

м. Сторожок забивают на расстоянии приме
но в 20
см от точки по направлению хода. На точку ставится рейка
при н
вел
ровании
трассы, а на сторожке подписывают номер пикета. Сторожок
забивают
для того, чтобы было возможно отыскать п
.


Кроме пикетов по оси трассы об
значают еще характерные точки, а
именно: перегибы поверхности земли, урезы воды,
пересечения трассы л
ниями
связи, ЛЭП,
с другими дорогами,
начало и конец кривол
нейных
участков и т. д. В этих точках, называе-
мых
плюсовыми (промежуточными
), на
сторожках пишут номер предыдущего
пикета и расстояние от него до плюс
вой точки. Например, точка ПК 1+35
(рис
нок 6
.4).
Рисунок 6
.3
Определение углов поворота
по трассе
Рисунок 6
.4
Плюсовая то

и линии трассы
Трассой
дороги называют ее продольную осевую линию. В процессе
изысканий и проектирования дороги
трасса предварительно наносится на
плане или кар
те. Вынесение положения трассы с карты на местность назы-
вают
разбивкой
трассы (рисунок 6
.1)
.
При разбивке трассы выполн
ют
следующие
геодезические работы
:
-
закрепление вершин углов поворота трассы;
-
вешение прямолинейных участков трассы между вершинами
уг
лов
поворотов;

-
измерение длин линий и углов поворота трассы;

-
разбивка круговых и переходных кривых;

-
разбивка пикет
жа, плюсовых точек и точек поперечников;

-
съемка полосы местности вдоль тра

-
нивелирование трассы;

-
привязка трассы к пунктам опорной геод
зической сети;

-
гидрометрические работы для изысканий мостовых п
реходов.
Рисунок 6
.1 –
Схематический чертеж трассы дор
Направление трассы на местности выб
ирают
или назначают по привя
кам к местным предм
там,
магнитному аз
муту линии, измеренному на
карте или по привязкам к пунктам геодезической
опорной с
ти.

Выбранные на местности вершины углов п
ворота трассы закрепляют деревянными столба
ми
(рисунок 6.2). На кривых закрепляются столбами
начало, середина, конец кривой и точки сопряж
ния круговой и переходной кривой.

Линии
трассы измеряют рулетками или
дальномерами в прямом и обратном направ
лени-
с предельной относительной погрешностью
1000
1:2000.
На участках
трассы с наклоном более 2º в
непосредственно измеренные длины вводят п
правки за наклон со знаком плюс.

Рисунок 6.2
Закрепление
вершин углов поворота
проектируемой линии сооружения. План трассы состоит из прямых учас
ков разного направления, которые сопрягаются между собой горизонтал
ными кривыми различных радиусов. Для трассы линий электропередач, св
зи, канализации и водопровода кривые не проектируют. Продольный пр
филь трассы состоит из линий различных уклонов, с
единяющихся между
собой вертикальными кривыми.
В зависимости от назначения трасса должна удовлетворять основным
техническим условиям на ее проектирование. В частности
,
трасса для же-
лезных и автомобильных дорог должна обеспечивать плавность и безопа
ность движения с расчетными скоростями. Поэтому на дорожных трассах
устанавливают
максимально допустимые уклоны и м
нимально возможные
радиусы кривых
На самотечных каналах и трубопроводах необходимо с
блюдать
проектные уклоны
. Чтобы обеспечить допустимый уклон
,
прих
дится отступать от прямолинейности трассы, что пр
водит к увеличению ее
длины. На трасах магистральных железных дорог
I
категорий до
пуст
мый (руководящий) уклон
не должен быть более 0,012 (12
‰), а на желе
ных дорогах местного значения

0,020 (20
‰). На автомобильных дорогах
допустимые уклоны могут быть от 0,040 до 0,090.
Минимально допустимые радиусы
круговых кривых на железных и а
томобильных дорогах
должны быть от 60 до 400 м
в зависимости от катег
рии дороги, а радиусы вертикальных кривых колеблются в более широком
апазоне

от 200 до 10000 м
в зависимости от направления кривой (вогн
тая или выпуклая) и вида сооружения.
В зависимости от стадии проектирования
изыскания линейных с
оружений
подразделяются на рекогносцировочные, предварительные и
окончательные.
При
рекогносцировочных и предварител
ных
изысканиях на картах
намечают и анализируют приемлемые напра
ления трассы, по ка
ждому из которых составляют продольный профиль и
схематические планы маршрутов.
Геодезические работы при этих изыска-
ниях состоят в съемке полосы местности вдоль всех конкурирующих вар
антов трассы, съемке районов мостовых переходов, привязке трассы к пунк-
ам опорной геодезической с
ти.

Путем технико
экономического сравнения полученных материалов вы-
бирают наиболее выгодный вариант трассы и выполняют подготовку док
ментов для разработки технического проекта этого варианта трассы и с
оружений на ней.
Окончательные
изыскания производят по наивыгоднейшему вари-
анту трассы. Объем и точность получаемых при окончательных из
сканиях
геодезических материалов
должны полностью обеспечивать проектирова-
ние линейного сооружения со всеми дополнительными инженерными объ-
ктами на нем.
6.3 Проложение трассы на местности. Измерение углов повор
шей точностью и детальностью выполнения работ и являются начальным
этапом геодезического обслуживания строител
ства.
дновременно с проектированием сооружения выполняется геодезич
ская подготовка проекта
,
необходимая для точного размещения осей зданий
на строительной площадке. Для этого вычисляют координаты п
ресечения
главных и основных осей сооружения в принятой системе
координат
оп
ределяют
углы и расстояния
,
необходимые для определения положения
со
оружения относительно существующих строений.
Затем
геодезическими
методами проект переносится в натуру, то есть выполн
ется так называемая
разбивка сооружения. В процессе строительства геодезическое обслужива-
ние выполняют в целях сохранения проектных
размеров сооружения и его
планового и высотного положения на местн
сти.
После завершения строительства выполняется
исполнительная
съемка
, по результатам которой составляются ис
полнительные черт
жи,
на которых указываются отклонения размеров и элементов сооруж
ния от
проектных данных. Во время эксплуатации сооружения также в
полняются
разнообразные геодезические работы, связанные с выявлен
ем деформаций
сооружения, а также с разр
аботкой мероприятий по усилению и рекон-
ст
рукции объекта.
Таким образом,
все этапы изысканий, проектирования, строител
ства
и эксплуатации сооружений сопровождаются различными по своему с
ставу и точности геодезическими работами,
что позволяет повысить каче-
ство возводимого объекта строительства и выполнить его геодезическое о
служ
вание.
6.2 Инженерно
геодезические изыскания

для линейных
сооружений
Линейными
называют такие сооружения, которые
имеют большую
протяженность при сравнительно малой ширине. К таким сооружениям о
носят железные и автомобильные дороги, линии электропередач, связи, в
допровода, канализации, теплотрассы, газопроводы и другие виды труб
проводов, каналы и плотины.
Обычно осевую линию линейного сооружения называют
тра
сой,
выбор ее направления и положения на карте или на местности

трасс
и-
рованием.
Трассирование является одним из важнейших элементов пр
ектирования сооружения. От качества трассирования будут в зн
чительной
степени зависеть стоимость и эксплуатационные каче
ства с
оружения.
Трассирование по карте называют камеральным, а трассирование на
местности

полевым.
Основными элементами трассы являются ее план и профиль.
Планом
трассы
называют ее проекцию на горизонтальную плоскость, а
продол
ным
профилем
называют уменьшенное изображение вертикального разреза по
хранения в данной ГИС;
-
преобразованы в форматы да
нных, используемые другими ГИС;
-
распечатаны на принтере или выведены на плоттер (графопостро
тель) для п
лучения так называемой твердой копии;
-
выведен
ы на фотопленку (на негативную

для дальнейшей печати ф
ографий, или позитивную

для изготовления слайдов).

6 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ,


ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ПРИ ИЗЫСКАНИЯ


И ПРОЕКТИРОВ
НИИ ДОРОГ
6.1 Общие сведения
Строительство любого сооружения выполняется после составления пр
екта, основанного на инженерных расчетах и требующего знания в
просов
технического и экономического характера.
При проектировании объекта необходимо иметь данные о местных
ус
ловиях строительства и эксплуатации будущего сооружения. Эти данные
получают по результатам выполнения различных инженерных из
сканий:
техни
экономических, геодезических, геологических
, гидрологиче
ских
,
почве
ных и др
.
При инженерно
геодезических изысканиях производится топографич
ская съемка той территории, на которой будет строит
ся сооружение, а так-
же
выполняются другие работы, например, трассирование, гидрометриче-
ские работы, необходимые для проектирования мостов, привязка геологиче-
ских выработок и точек геофизической разведки. Таким образом,
топогр
геодезические изыскания служат основой для проектирования ин-
женерных сооружений.
Важнейшим документом проекта является
генеральный план,
который представляет собой топографический план местности с размеще
ными на нем проектируемыми сооружениями и коммуник
циями.
При проектировании крупных сооружений обы
чно выделяют


и. На
первой
стадии составляют проектное задание и технический
проект, определяющий экономическую целесообразность и техническую
возможность строительства, а также его сметную стоимость. Соответс
ющие этой стадии про
ектирования геодезические изыскания сводятся к
изучению района строительства по топографическим картам, планам и пр
филям.
На
второй
стадии проектирования составляется рабочий проект, при
котором разрабатывается документация, содержащая детали элементов с
оружения и методику выполнения геодезических работ на строител
ной
площадке. На этой стадии геодезические изыскания характеризуются боль-
�� &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;чать две его стороны:
-
техническое обеспечение, т.е. комплекс применяемых аппаратных средств
Hardware
, что в буквальном переводе означает «твердые изд
лия»);
-
прог
раммное обеспечение (
Software
, буквально,

«мягкие изд
лия»).
Техническое обеспечение различных по своим возможностям ГИС имеет
определенные отличия. Ниже перечислены аппаратные средства, составля
ю-
щие некоторый типовой комплекс:
-
персональный компьютер или рабочая станция (более мощный компь
тер);
-
внешние запоминающие устройства
накопители на гибких, жестких и оп-
тических дисках; последние должны иметь самое широкое применение, поскол
ку велики объемы хранимой в ГИС информации;
-
устройства ввода информа
ции (сканер и дигитайзер);
-
устройства вывода информации (принтер и плоттер);
-
средства телекоммуникаций
для работы в сети.
Графическая информация, хранящаяся в графических базах данных,
структурирована по объектам. Большинство ГИС оперируют с объектами
следующих типов:
-
точки (точечные объекты);
-
линии и полилинии;
-
области (регионы, полигоны);
-
текст (текстовые объекты).
Тематическая информация в ГИС хранится в базах
данных.
База да
ных

это поименованная совокупность данных, имеющих определенную с
тру
туру и находящихся под управлением специального комплекса программ
СУБД. Для эффективного манипулирования данными в базах должны быть
проработаны вопросы их структуры, алгоритмов обработки (ввод, размещ
ние, обновление, удаление, поиск, выдача) и языко
в общения с базами да
ных. Для решения перечисленных вопросов были предложены разные вари-
анты, что и привело к созданию ра
личных баз данных и управляющих ими
СУБД.
Результатом выполненной в ГИС обработки информации могут быть:
-
картографические изображен
ия; при этом возможно наглядное выд
ление (цветом, толщиной линий, штриховкой и т.п.) тех объектов или явл
ний, для характеристики которых производился расчет и ан
лиз;
-
графики и диаграммы; используются чаще всего при статистической
обработке данных;
-
аблицы.
Перечисленные результаты работы могут быть представлены разными
способами:
-
выведены на экран монитора;
-
записаны в виде файлов на внешние запоминающие устройства (жес
кие, гибкие и опт
ические диски, магнитные ленты

стримеры и т.п.) для
В любой ГИС осуществляются:
-
ввод и вывод информации;
-
управление графическими и тематическими базами данных, обеспеч
вающее связь между этими базами для правильной и синхронной раб
ты с
объектами. Под управлением понимается создание баз определенной струк-
туры и заполнение их, поиск информации в базах, сортировка, редактиров
ние и пополнение информации, выдача информации по запросам и ряд др
гих операций;
-
визуализация информации, т.е. наглядное представление (отображ
ние) на экране монитора информации, хранящейся в цифровой форме в гр
фических и тематических базах; при этом информация
может быть выдана
на эк
ран
,
как в виде картографического изображения, так и в виде таблиц,
графиков, диаграмм и т.п., отображающих результаты выполненного анал
за и
формации;
-
работа с картографическим изображением: перемещение его в прои
вольном направл
ении; масштабирование; настройка элементов офор
ления
изображения (цвет, тип линий и т.п.); управление окнами на экране; реда
тирование изображения и т.д.;
-
совместный анализ графической и тематической информации
,
позв
ляющий выявлять связи и закономерности между объектами и явл
ниями,
динамику развития тех или иных процессов.
Созданием ГИС занимаются многие зарубежные и отечественные фи
мы, и к настоящему времени разработано большое количество различных
ГИС. В литературе по ГИС принято деление этих систем
на два класса (или
два уровня).
К ГИС первого уровня относят наиболее мо
ные системы,
ориентированные на использование рабочих станций, работу в сетях и с
ог
ромными объемами информации, поддерживающие много форматов о
мена данными, имеющие большой набор функций для анализа простран-
ственных и всевозможных иных данных и большое количество приложений
для и
пользования ГИС в различных областях де
тельности.
ГИС второго
уровня предназначены для работы на персональных компьютерах. Они
держ
вают небольшое число обменных форматов, имеют ограниченный набор
фун
ций анализа данных и ограничения на объемы обрабатываемой инфо
рм
Из ГИС первого уровня наибольшее распространение имеют ГИС
MGE
фирмы
INTERGRAPH»
и ГИС
ARC/INFO
фирмы
ESRI»
. Названные фи
мы выпускают
варианты своих ГИС, ориентированные на использование
как на мощных компьютерах, так и на менее мощных.
Из характерных
представ
телей ГИС второго уровня можно назвать такие, как
Map
nfo
фирмы
Mapinfo Corporation
(США),
Панорама
Нева
(Россия),
ЕДО
ДИАЛОГ
(Беларусь) и др.
При описании того или иного программного продукта принято разли-
-
проекционные преобразования;
-
геометрический анали
з данных;
-
оверлейные операции;
-
функционально
моделирующие операции.
Операции преобразования форматов и представлений присутствуют в
каждой ГИС и необходимы как средства обмена данными с другими авт
матизированными системами.
Тип формата определяется ис
пользу
мым
программным обеспечением и технологиями сбора данных. Прео
разование
форматов осуществляется с помощью программ
конверторов.
Графические данные могут иметь растровое или векторное представле-
ния, имеющие существенное различие. Векторное представление имеет
большие аналитические возможности, чем растровое. Операция преобраз
вания растрового изображения в векторное (векторизация) является одной
из основных при обработке графических данных в ГИС. В состав любой
ГИС входит специальная программа
вектор
изации

графический реда
тор.
Существуют и специальные программы
векторизаторы.
Для определения положения объектов в пространстве существует множ
ст
во систем координат. Для изображения поверхности земли на плоскости
меняют различные математические мод
ели

картографические прое
ции.
Группа математических процедур ГИС, осуществляющих переход от
одной системы координат к другой, от пространственной системы коорд
нат к картографической проекции или переход от одной картографич
ской
проекции к другой, носит название
проекционных прео
разований
.
Особенностью цифровых карт в ГИС является возможность их орган
зации в виде множества слоев (покрытий или карт
подложек). Су
ность
оверлейных операций состоит в наложении разноименных слоев с образ
ванием производн
ых объектов и наследованием атриб
утов.
Программные средства ГИС позволяют выполнять ряд операций ге
метрического анализа. Для векторных моделей такими операциями являю
ся опр
еделение расстояний,
длин кривых, площадей фигур, трансформир
вание точек объекта
и др.
В ГИС используются ра
зличные аналитические операции:
это расчет и постро
ние буферных зон, анализ сетей, генерализация, цифровое моделир
вание и др.
Развитие автоматизированных методов обработки пространственной
информации привело к появлению ново
го
направления в модел
ровании

цифрового моделирования. Основными элементами цифрового моделир
вания являются
ЦМР, ЦММ, цифровая модель объекта (ЦМО).
Цифровые
модели широко используются в ГИС, САПР и АСУ.
Работа с информацией в ГИС осуществляется комплексо
м программ
под управлением той или иной операционной системы. Обычно ГИС сост
ит из двух основных частей

графического редактора и системы управле-
ния базами данных (СУБД).
В качестве базовых моделей данных в ГИС, как и в других автоматиз
рованных системах, применяют инфологические (объектные), иерархич
ские, реляционные и сетевые модели. Особенностью ГИС явл
ется наличие
большого объема пространственно
временной и графической информации.
Местоположение объектов ГИС определяется классом координатных (поз
ционных) данных. Для определения параметров врем
ни и организации
описательной информации используется класс атриб
тивных данных.
Источниками данных
в Г
ИС являются:
-
существующие топографо
геодезические и картографические матери
лы;
-
материалы дистанционного зондирования;
-
данные наземных измерений;
-
атрибутивные данные из предметной области.
Класс координатных данных
отражает метрическую информацию Г
ИС,
представленную совокупностью геометрических элементов: т
чек, линий,
контуров и площадей. Основной формой представления координатных дан-
ных являются цифровые модели. Для визуализации коорд
натных данных
используются графические модели.
Класс атрибутивн
ых данных
представляет собой совокупность време
ных и описательных данных объектов ГИС. Атрибутивные данные чаще
всего представляют в табличной форме.
Качество данных в ГИС определяется следующими характеристик
ми:
-
позиционной точностью;
-
точностью атри
бутов;
-
логической непротиворечивостью;
-
полнотой;
-
происхождением.
Графические модели координатных данных в ГИС
. Основу графич
ской среды и визуализации данных в ГИС составляют векторные и растр
вые модели. Особенностью организации графических данных в
ГИС явл
ется поддержка оверлейных структур. Их отличие от систем CAD состоит в
том, что слои в ГИС могут быть как векторными, так и растровыми. Век-
торные слои в ГИС являются объектными, т.е. они несут информацию об
объекте, а не об отдельных элементах объекта, как в САПР.
Векторные модели могут быть топологическими (если они поддержи-
вают топологию графики)
или нетопологическими.
ГИС могут одновременно поддерживать как растровую, так и векто
ную формы представления графики. Такие ГИС называют гибри
ными.
Современные ГИС позволяют выполнять пространственное моделир
вание объектов и явлений.
При моделировании в ГИС выделяют следующие
виды опер
ций
с да
ными
:
-
преобразовани
форматов и представлений данных;
ектных и измерительных данных, а также их обработку по методике,
единой для всех области применения дан-
ной
системы изм
рения.
Программный модуль
LEICA TMS
PROFILE
предназначен для автоматическ
го измерения профилей.
Программный модуль
LEICA TMS
SETOUT
используется для выноса проек
ных данных.
Преимущества использования таких
систем очевидно:
-
повышение безопасности путем обе
печения высокой точности мест
положения
и геометрии рельсов, а также своевреме
ного обнаружения во
можных источников
аварийных ситу
-
повышен
ие скорости и увеличение ч
стоты
прохождения пое
дов
-
уме
ньшение затрат по реконстру
-
уменьшение времени простоя и оста-
новки железнодорожного движ
ния
-
многофункциональность применения
системы.
5.5
Понятие о геоинформационной системе
Геоинформационная система (ГИС)

автоматизированная информац
онная система, предназначенная для обра
ботки пространственно
временных
данных, основой интеграции которых служит ге
информация.
ГИС можно представить в виде
тре
уровневой структуры
,
включа
щей системный уровень:
-
сбора и первичной обработки инфо
мации;
-
моделирования, хранения и обновл
ния информации;
-
представления.
В технологиях ГИС используются три типа экспертных си
тем (ЭС):
-
на уровне сбора информации

система автоматизированного расп
знавания образов при обработке фотоснимков или сканировании картогр
фических изобр
жений;
-
на уровне
делирования

ЭС автоматизированного редактирования кар-
тограф
ческих данных. Для управления и принятия решений применяются ЭС
анализа атрибутивных данных, данных о запросах пользов
телей и др.;
-
на уровне представления данных

ЭС генерализации картографиче-
ских изображений.
Рисунок 5.18

Определение
метрии пути
Результаты измерений регистрируются на жестких картах памяти и о
рабатываются на персональных компьютерах с по
мощью специального пр
граммного обеспечения.
5.4
Применение
комплексных систем
для съе
мки железных дорог
Для обеспечения в области съемки железных дорог были разработаны
специальные комплексные системы. Данные технологии являются совмес
ными ра
работками швейцарских фирм Leica Geosystems и Amβeργ
Meastechnik. В них заложено использование высокотехнологичного измери-
тельного оборудования и мощного пакета программного обеспеч
ния.
Система

LEICA

TMS
(рисунок 5.17
)
используется

для

геодезиче
ского
обе
спечения и контроля процессов эксплуатации железнодорожного п
ти.
Система состоит из двух главных компонентов: электронных тахеоме
ров
LEICA TPS1100plus
(или лазерных сканеров
LEICA HDS4500
)
граммного обеспечения
LEICA TMS Office
,
Рисунок 5.17
Система
LEICA TMS
формаци
ю о необходимом времени наблюдений оператор получает от прие
ника, когда получен достаточный объем информации. Чтобы избежать неодн
значности при обработке результатов наблюдений, практикуют возврат прие
ника на ранее определенный пункт или меняют местами анте
ны.
Кинематика
При кинематическом режиме измерений передвижной
приемник, который иногда называют
роверным
(
rover

скиталец), устана
ливают в определенных пунктах на короткое время. Такой метод н
зывают
«стой и иди» (
stop
and
). Кинематический режим измерений начинают с
инициализации, т.е. с начальных измерений, при которых выполняется ра
решение неоднозначности.
Для инициализации оба приемника устанавливают в нескольких ме
рах
друг от друга; время измерений составляет примерно 15 мин. Если рове
ный
приемник устанавливают вдалеке от опорного, то время ин
циализации
увеличивается и может достигать 1 ч.
После завершения инициализации роверный приемник переключ
ют в
режим кинематики и перемещают к следующему определяемому пункту.
При перемещении роверн
ый приемник должен оставаться в рабочем реж
ме и обеспечивать прием сигналов от не менее четырех о
них и тех же
спутников. На крытой местности, особенно под мостами, могут возникать
срывы непрерывных измерений, о чем приемник информирует наблюдателя
звуков
ым сигналом и записью на дисплее. В таком случае необходимо ве
нуться на один из ранее определенных пунктов или перейти в режим стати-
ки и повторить инициализацию приемников. При установке роверного пр
емника на определяемом пункте оператор записывает его н
азвание (или н
мер), определяет высоту приемника над пун
том и вводит эти данные в
приемник.
Кинематика «в полете».
Кинематика «в полете» (
fly

OTF

это
разновидность кинематического режима наблюдений без инициализации
приемников. Он используетс
я в тех случаях, когда есть увере
ность, что
время непрерывного приема достаточного числа спутников составляет не
менее 20 мин. За это время накапливается достаточное количество инфо
мации для успешного разрешения неоднозначн
сти.
Кинематика в реальном вре
мени.
При необходимости выполнить обрабо
ку результатов наблюдений на роверном приемнике одновременно с измер
ен
ями используют режим «кинематика в реальном времени» (
Real
Time
Kin
ma
t-
ics

RTK
). С этой целью на опорном приемнике устанавливают радиом
дем,
оторый обеспечивает дополнительную цифровую радиосвязь с роверн
ми
приемниками, снабженными также приемными радиомодемами. На опо
ном
приемнике вычисляют необходимые поправки в результаты и
мерений и пер
дают на роверные приемники. На роверных приемниках осуществляется обра-
ботка результатов фазовых измерений с учетом прин
тых поправок. Время п
лучения приращ
ний координат занимает несколько секунд.
«Космос
1414» и «Кос
мос
1415») были запущены в 1982 г.
Далее сеть
спутников наращива
лась с темпом 1
2 запуска в год. В 1988
1991 гг. нач
лась эксплуатация системы. С 1995 г. она используется
для гражданского
применения. Параметры системы ГЛОНАСС приведены
в таб
лице 5.1.
Таблица 5.1
. –
Пара
метры СРНС
Тип системы
ГЛОНАСС
GPS
Число ИСЗ в системе
Число орбит
3 (через 120°)
6 (через 60°)
Число ИСЗ
на орбите
8 (через 45°)
4 (через 90°)
Тип орбиты
Круговая
Круговая
Высота орбиты
19 100 км
20 145 км
Наклонение орбиты
64,8°
Период обращения
11 ч 15 мин 44 с
11 ч 57 мин 58,3 с
Система координат
WGS
В системе ГЛОНАСС излучаемые спутни
ками частоты также модул
рованы дальномерными кодами и навигационным сообщением. Но в отл
чие от GPS коды всех спутников одинаковы, а разделение сигналов разли
ных спутников

частотное.
Для производства измерений датчик устанавливают на штативе или на
полутораметровой штанге, применяемой для выполнения кратковр
менных
измерений. Управление приемником выполняется с помощью клавиатуры и
дисплея контроллера.
Режимы наблюдений спутниковыми приемниками
подразделяю
ся
на абсолютные и относительные. При
абсолютн
ых
наблюдениях, и
пользуя
кодовые измерения, определяют координаты пунктов, а при
относител
ных

приращения координат (иногда их называют вектором б
зы между пунктами).
В геодезической практике часто используются
относительные
измерения
как наиболее точные. Существуют несколько режимов отн
сительных наблюдений, которые, в свою очередь, подразделяются на две
группы:
статические
кинематические
. При любом режиме относител
ных измерений один из приемников находится на пункте с известными к
ординатами, а друг
ие

на определяемых пунктах.
Статика
.
Статический режим наблюдений как наиболее точный явл
ется основным методом при создании сетей, однако он требует на
больших
временных затрат. Время измерения одного пункта коле
лется от 40 мин до
нескольких часов (в з
ависимости от требуемой точности измерений, числа и
расположения наблюдаемых спутников, состояния ионосферы и т.п.).
Быстрая статика.
то разновидность статического режима измер
ний,
при котором время наблюден
ий может быть сокращено до 10
15 мин.
приема информации от наземного сектора управления). Кроме того, имею
ся бортовой вычислительный проце
ссор,
солнечные батареи, аккум
ляторы, системы
ориентации и коррекции о
рбиты.
Наземный сектор управления выполн
ет определение параметров орбит и ошибок
часов спутников, закладку навигационной
информации на спу
ники и контроль фун
ционирования техническ
их средств систе-
мы. В состав сектора входят главная ко
трольная станция, станции слежения,
управля
щие станции (рис
нок 5.15
Сектор пользователей представляет собой
множество технических средств, находящихся
на поверхности Земли, в воздухе или околозе
ном космическом пространстве и выполня
щих прием информации со спутников для и
мерения пара
метров, которые связывают п
ложение аппаратуры пользователя с распол
жением спутников (рисунок 5.16).
В результ
те обработки измеренных параметров п
лучают координ
аты приемника
пользоват
ля, а при необходимости, и скорость его движения.
Рисунок 5.16

Полевые геодезические приемники
Leica
System
1200
Спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС
разработана в
е годы на основе опыта эксплуатации предшествующей допплеровской
СРНС
«Цикада».

Первые

спутники
системы
ГЛОНАСС
(«Космос
1413»,
Рисунок 5.15
Оборудов
ние
Leica
для базовых
GPS
ций ATHENA Pρoγρam

Рисун
ок 6.13

Порядок нивелирования по трассе
Условия местности (крутые склоны и др.) часто заставляют знач
тельно
уменьшать расстояния между связующими точками, что является нежела-
тельным,
так как увеличение числа станций в ходе ведет к увеличению
ема ра
боты и к большему накоплении погрешностей в суммарном прев
шении.


Рассмотрим сначала нивелирование трассы методом из середины при
расстояниях в 50
м от нивелира
до связующих точек (см
.
рисунок 6
.13).





П) = ΣЗ


пк2
рп1
+ Σ
.

Если отсутствует второй нивелир, то трассу нивелируют по разбитому
пи
кетажу два раза: в прямом и обратном направлениях. Высотная привязка
трассы
к реперам производится нивелирными ходами от реперов до точек
трассы. В качестве связующих точек, если позволяют условия местности,
надо выбирать соседние пикеты и нивелировать с одной станции все пр
межуточные точки м
жду ними.
При нивелировании трассы
рекомендуется следующий
порядок р
боты на станции:
1
а связующие точки реечники ставят рейки на верх колышка, забит
го вровень с
землей; сообразуясь с рельефом местности, нивелир устана
ливают между связующими точками так, чтобы при горизонтальном пол
ении визирного луча можно было взять отсчеты по задней и передней рей-
кам, при этом надо стремиться к тому, чтобы расстояния от нивел
ира до р
ек были примерно равны.
2
осле приведения вертикальной оси нивелира в отвесное положение
наводят трубу на черную
сторону задней рейки, берут по среднему горизон-
тальному штриху сетки нитей отсчет и записывают его в графу 3 журнала
нивелирования (таблица
.1)
.
Например, отсчет на заднюю рейку по черной стороне на первой ста
ции З
= 343. Затем наводят трубу нивелира н
а черную сторону передней
рейки, берут отсчет (П
= 1628) и записывают его в графу 4 жу
нала. Перед
каждым отсчетом для нивелиров Н
3, Н
10Л элевационным винтом прив
дят пузырек цилиндрического уровня в нуль
пункт. Далее берут отсчеты
сначала по красной ст
ороне передней ре
ки (П
= 6415), а затем по красной
стороне задней рейки (З
= 5132) и дважды вычисляют превышение как
разность отсчетов З

П по черным
красным
сторонам
реек.

Напр
мер:
= З

= 343

1285 = − 1285 мм
= З

к
5132

6415 = −1283


= α
+




(6.
9)


= α
+ β
.

Дирекционный угол α

можно оп
ред
лить

из равенства


(

ctγβ
+ (
ctγβ
+ (

)



tγα
=



(

)ctγβ
+ (

)ctγβ
+ (
)

По тангенсу находим величину румба, а название его

по знакам при-
ращений координат. Дирекционные углы остальных линий вычисляем по
форму
лам (6.6
). Координату
точ
ки 1 трассы получим по форм

tγα

tγα
+ (
– Y
)

=





tγα

tγα
Координату
точки 1 трассы можно по-
лучить с контролем по форм
лам



tγα
;

(6.12)


X
.

(6.1
3)
Для полного контроля полевых и вычи
лительных работ на местности
можно изм
рить угол на четвертую точку опорной геод
зической сети. Привязка будет более наде
ной, если углы β
и β
не будут меньше 30
более 150
.
При отсутствии около трассы
пунктов опорной геодезической сети дире
ционные углы линий трассы можно опред
лять по изм
ренным с помощью теодолита и
ориентир
буссоли магнитным азимутам ст
рон тра
сы, используя при этом следующую формулу связи:

α =
+ δ



где


дире
ционный угол;




нитный азимут;



склон
ние магнитной стрелки
;



сближ
ние меридианов.

Рисунок 6.12
Способ

обратной угловой засечки
10)
11)


+




sinα
.

Если точка 1
трассы не видна и
з пункта
или находится на большом
расстоянии, то для привязки трассы прокладывают от пункта
до точки 1
теодолитный ход
,
состоящий из нескольких линий, в
котором измеряют у
лы хода и длины сторон. Для каждой стороны теодолитного хода вычисл
ют приращени
я координат по формулам



;



sinα
.
Прибавив к координатам точки
мы приращений координат по
привязочному ходу
,
получают координа
точки 1 трассы.
2 Привязка трассы к двум опорным пунктам (способ прямой
угл
вой
засечки)
.
Пусть на точках
опорной геод
зической сети измерены
углы β
и β
(
рисунок 6
.11)
,
при этом к
ор
динаты пунктов
известны.
Тогда
координаты точки 1 трассы можно вычис-
лить из прямой угловой з
сечки, через к
тангенсы измеренных углов β
и β
по сл
дующим форм
лам:

(

ctγβ
– (
)
+


;

ctγβ
ctγβ






)
ctγβ
+ (



+


ctγβ
ctγβ

Определение координат точки 1 будет более надежным, если угол за-
сечки φ будет не менее 30
и не б
олее 150
.
3 Привязка трассы к трем опорным точкам геодезической сети
(способ обратной угловой засечки)
.
Если на местности из точки 1 тра
видно не менее трех опорных пунк
тов геодезической сети
,
(
рис
нок
.12), то на точке 1 трассы достаточно измерить углы β
, β
и β
, чтобы в
числить координаты точки 1 и дирекционный угол α
линии трассы. Дан-
ный способ привязки называется обратной угловой засе
кой.

огласно рисунку
.12 можно написать формулы для вычисления д
рекционных углов
:
+
;
Рисунок 6.11
Способ прямой
угловой засечки


В настоящее время в геодезии, где требуется знание положения объе
тов в пространстве, широко применяются
спутниковые радионавигаци-
онные системы (СРНС)
. К ним относятся глобальная сист
ма NAVSTAR
GPS (Navigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning System

США) и ГЛОНАСС (ГЛОбальная
НАв
игационная Спутниковая Си-
тема

Россия). Странами Европы
ведутся разработки по со
зданию
еще одной п
добной си
темы
Galileo.
Спутниковая система NAVSTAR
GPS
(или кратко

GPS). Сейчас она
являе
ся наиболее распространенной и
широко используемой. Система сост
ит из трех сегментов (рисунок 5.13)

это космический сегмент, наземный
сегмент
управления и сегмент польз
ват
лей
.
Космический сегмент включ
ет 24 искусственных спу
тника Земли
(ИСЗ)
, обращающихся вокруг Земли по шести орбитам, близким к круг
вым, на
высоте около 20183 км, чему соответствует период обращения, ра
ный
половине звездны
х суток (11 ч 57 мин 58,3 с). Наклонение ор
бит

55°. При этом
в любом месте Земли, если нет заслоняющих препятствий, обеспечена одновр
менная видимость на в
соте более 15° от 4 до 11 спутников (рисунок 5.14
).


Подсистема космических аппаратов ГЛОНАСС Подсистема космических аппаратов
GPS
Рисунок 5.14

Космический сегмент систем

ГЛОНАСС и GPS
На каждом спутнике установлены: водородный стандарт частоты и вр
мени, генерирующий опорную частоту 10,23 МГц с суточно
й нестабильн
стью 10

и формирующий несущие частоты радиоизлучения
,
радиопередатчик (для посылки сигналов потребителям) и приемник (для
Рисунок 5.13
Сегменты СРНС
Сегмент потребителей
Сегмент управл
Рисунок 5.6

Схемы последовательной электронно
блочной

тахе
метрии
Другой особенностью электронно
блочной тахеометрии является то
, что
в ходовой линии (за ходовую линию принимается линия, пр
ложенная
между опорными геодезическими пунктами и всеми станциями) для каждой
стороны известны приращения координат, а горизонтальные углы

толь
ко
на станциях стояния инструмента (рисунок 5
.7).
Отличием данного метода является то, что необязательна видимость
ме
жду смежными съемочными станциями, на которых устанавливается элек-
тронный тахеометр. Связь между соседними блоками осуществляе
ся только
наличием двух связующих точек на
каждой из смежных сторон бл
ков.
етодика выполнения съемки пикетов при электронно
блочной тахе
метрии возможна по следующим схемам (рисунок 5.8).
Рисунок 5.8

Схемы съемки пикетов при электронно
блочной тахеометрии:

по радиусу;

по спир
али;

лучевой;

зигзагом
При наборе съемочных пикетов по таким схемам легко осуществл
ется
контроль их расположения, который зависит от расположения самого пик
та на съемочной линии. При корректировке съемки легко восст
навливается
положение любого
пикета по его номеру.
Последними разработками в области электронной тахеометрии являю
ся комплексы, в которых электронный тахеометр и спутниковый (
GNSS)
приемник объединены в одну систему, например
SmartStation
компании
Рисунок 5.7
Схема хода
б)
ты (телевышки, дымовые трубы, шпили зданий, громоотводы и т.п.), коо
динаты и
высоты,
верха которых или их характерных элементов извес
ны.

Как уже отмечалось, наиболее рациональными геодезическими постро
ен
ями при реализации электронно
блочной тахеометрии являются

геод
ез
и-
ческие засечки.
Наиболее оптимальным видом засечки будет комб
ин
рованная, т. к. при этом выполняется минимум измер
ний (см. рисунок 5.2).

При последовательном осуществлении ряда комбинированных засечек
формируется последовательная электронно
блочная тахеометрия, одной из
особенностей которой является создание съемочного обоснования совмес
но со
съемкой пикетов. Она может быть представлена с полной (а) или
коорд
натной
(б) привязкой, в виде замкнутых (в) или висячих (г) ходов (р
сунок 5.6).

горизонтальное
проложение,
которое
можно определить
согласно р
сунку 5.4 по формуле

sinβ
/
sin




Рисунок
5.4
Схема опред
ления
Рисунок 5.3
Схема определения
отметки съемочной станции
горизонтального пр
ложения
косвенным способом

Тахеометрия свободными станциями представлена на рису
ке 5.5.
Рисунок 5.5

Пример построения схемы св
ободной т
ахеометрии

Здесь последовательность выпо
нения съемки и зоны расположения
станций
, С
, С
... не регламентируются ничем, кроме как видим
стью на
пункты геодезической основы
А, В
. В процессе съемки для ко
троля ряд

точек
, К
.. определяют дважды от разных съемочных станций (бл
ков). Контроль также может быть осуществлен путем выполнения избыто
ных измерений. Особенностью данного способа является и то, что съемку
можно производить с высоких устойчивых средств пер
движения или н
а за
строенных территориях с крыш высотных зданий с хорошим круговым о
зором местности, что обеспечивает большой р
диус съемки.

В качестве пунктов исходного геодезического обоснования, используе-
мых для определения
координат и
высот станций
кусочно
блочной
тахе
метрии,
могут
служить маячковые пикеты. Ими являются местные предме-

сшивка по характерным точкам
(не требует на полевом этапе испол
зования марок вообще);

автоматическая подгонка
(программный способ сшивки, когда ит
рационный

алгоритм
смещает один

скан

относительно

другого и находит

оптимальное положение по минимальному расстоянию ме
жду точками этих
нов);

геопривязка
(позволяет привязать каждый скан или все измерения в
заданную систему координат).
Для построения крупномасштабных планов оптимальным является
первый способ. Хотя, в отличие от сшивки по
характерным точкам, он тре-
бует дополнительной работы в поле (развешивания
и последующего соб
рания
марок);
сшивка по специальным плоским маркам
отражателям дает
большую точность сшивки, а также уменьшает время камеральных работ.
Сшивка методом автоматичес
кой подгонки или по характерным
точкам м
ло подходи
т для высокоточных измерений из
за влияния вероятностного
расположения исходных точек сканирования, не позволяющая точно пр
контролировать результаты сшивки, но это единственные методы сшивки,
которым
можн
о воспользоваться в случаях съемки объектов, размещение
светоотражающих марок на которых не представляется возможным или св
зано с большими трудностями. Например, при съемке воздушного газопр
вода, свода крыши и т.д.
Перед передачей в CAD
программы сшитые
облака точек необходимо
обработать. Эти работы можно производить в программном обеспечении,
например
Cyclone
, которое позволяет оперативно обрабатывать сотни ми
лионов точек благодаря системе управления
уровнем д
тализации
(
Level of
Detail
) отображаемой г
ра
фической информации.
Существует программный инструментарий, позволяющий выделить
слой точек, лежащих в определенном сечении облака точек и на заданном
расстоянии от него. По результатам отфильтрованного облака точек, лежа-
щего в таком слое, можно получить векторные изображения объектов, спр
ецировав оставшиеся точки в плоскость сечения и соединив соседние точки
отрезк
ми прямых.
Полученное векторное изображение объектов дорабатывается до пол
чения планов с отображением конструкций, расстановкой размеров
и нан
сением иной технической информации в условных обозначениях, принятых
в технической инвентариз
ции в CAD
программах.
Высокая оперативность сбора пространственных данных об объектах
съемки делает наземное лазерное сканирование весьма перспективным м
дом получения информации при организации мониторинга сложных ин-
женерных сооруж

5.3
Спутниковые радионавигационные сист

выявление дефектов и различных конструкций посредством сра
нения
с проектной м
оде
лью;

определение и оценка значений
деформации посредством сравнения с
ранее произведенными измерени
ми;

получение топографических пл
нов методом виртуальной съе
ки.

Наиболее сложным и трудоемким
этапом работы в применении НЛС
является обработка съе
мочных данных,
т. е. объединение отдельных сканов
(сшивка) в единое геометрическое
пространство для получения описания
объекта съемки (рисунок 5.12) Сшивка
(или регистрация) представляет собой уравнивание данных сканирования с
разных станций, в единую сист
ему координат.
Существует несколько
методов сши
ки:


сшивка по специальным плоским маркам
отражателям
(расклеива-
ются на объекте и сканируются отдельно во время полев
го этапа);

сшивка по маркам
сферам
(аналоги
но плоским марка
м);
Рисунок 5.11
Облако точек
лазерного сканир
вания (скан)
Рисунок 5.12
Объединение (сшивка) сканов в единое облако точек
Принцип работы сканера аналогичен принципу работы безотражател
ного электронного тахеометра, но знач
тельно превосходит его п
о эффе
тивности,
и основан на измерении расстояния
до об
екта с помощью безо
ражательного лазе
ного дальномера и задании двух углов
на
правления л
зерного луча, что в коне
ном итоге дает возможность вычислить
стра
ственные координаты точки отра-
же
ния. За
самое короткое время объект
съе
ки представляется в виде набора из с
тен тысяч или ми
лионов точек.
С целью обеспечения наиболее выс
кой
точности сканирования необходимо
выполнить прогрев лазе
рного сканера в те-
чение времени
установленного производ
телем,
который п
зволит вывести сканер на
максимально стабильный режим работы, и
ввести параметры атмосферы (темпер
туру
и давление).
Съемка с применением НЛС полностью
автоматизирована, поэтому участие опер
тора сводится только к указанию
области съемки и заданию ее параметров. Процесс сканирования никаких
сложностей не представляет и зависит только от используемого програм
ного обеспечения. Но в любом случае на экране портативного компьютера
нужно выделить тем или иным способом область сканирования на предв
рите
льно получаемом с помощью фото
-
или видеокамеры, входящей в с
став НЛС, изображении, указать параметры сканирования и запустить пр
цесс съемки.
Плотность точек на поверхности снимаемого объекта определяется сле-
дующими параметрами сканирования: задаваемым
количеством измеряе-
мых точек и расстоянием до объе
та.
В результате съемки лазерным сканером получается несколько о
лаков
точек. Для того чтобы измерить сложный инженерный объект полностью,
его нужно отсканировать со всех сторон. Основной формой пре
став
ления
результатов наземного лазерного сканирования является массив (облако)
точек (рисунок 5.11) лазерных отражений
от объектов, н
ходящихся в поле
зрения сканера, со следующими характеристиками:
пространственными к
ординатами (
X, Y, Z
), интенсивностью и р
ьным цветом. По облаку точек
в дальнейшем
можно решать различные
за
дачи
:


получение трехмерной модели объекта;

получение чертежей, в том числе
черт
жей сечений;
Рисунок 5.10
Лазерный ск
нер
Leica
C10»
Leica
»
(рисунок 5.9).
Преимущество
м данной системы явл
яется то, что при
съемке нет необходимости в наличии опорного обосн
вания, прокладки
длинных ходов и выполнении обратных засечек.
SmartStation
устанавлив
ется там, где удобно, GNSS
приемник опред
лит местоположение и можно
начинать съем
ку тахеометром. Полная совместимость с GPS предоставляет
новые возможности при выполн
нии съемок. Съемка легче, быстрее и с
меньшим количеством перест
новок
.
Рисунок 5.9

Система SmaρtStation
Электронная тахеометрия позволяет решать следующие зад
чи:
1)
сгущение геодезической сети методом полигон
метрии;
2)
измерение сторон в трилатерации;
3)
создание планово
высотного обоснования;
4)
привязка снимков;
5)
топографическая крупномасштабная съемка местн
сти;
6)
геодезические работы
при
инженерно
геодезических изыскан
;

7)
геодезическое обеспечение монтажных работ при строительстве зда-
ний и и
женерных сооружений;

8)
геодезические работы на строител
ных площадках и многие др
гие
задачи геодезии, земельного и городского кадас
ра и
т. п.
5.2 Технология наземного лазерного сканирования
В последнее время технология назе
ного лазерного сканирования все
шире и
пользуется для решения задач инженерной геодезии в различных
областях строител
ства и промышленности. Растущая поп
лярность лаз
ного сканирования обусло
лена целым рядом преимуществ, которые дает
новая технология по сравнению с др
гими методами измерений. Среди пр
ществ хочется выделить главные: повыш
ние скорости работ и умень-
шение трудоз
атрат.
Технология наземного лазерного
нирования стала возможна, благ
даря появлени
ю новых геодезических приборов

наземных лазерных ска-
неров (НЛС) (рис
нок 5.10).
фотограмметрии для обработки снимков Земли, планет и иных небесных
тел, полученных непосредственно из космоса (с борта космического аппа-
рата) или с помощью спускаемых аппаратов.
Появившиеся в конце XX в. технические средства и методы по
лучения, о
работки и хранения цифровых изображений придали фотограмметрии новый
импульс и обусловили возникновение и развитие
цифровой фотогра
метрии,
основанной на применении электронных вычислительных машин, теории м
шинного зрения и др.
4.2
Основные
виды и методы фототопографических съемок
Фототопография
, как составная часть фотограмметрии, решает з
дачи
определения координат точек местности, составления топограф
ческих карт
и цифровых моделей местности по результатам фотограмметрической обр
ботки е
е изображений.
Фототопографической съемкой
называют комплекс процессов, вы-
полняемых для создания топографических или специальных карт и планов
по материалам фотосъемки. В этот комплекс входя
т фотографирование
местности, полевые геодезические работы по опре
делению координат опо
ных точек
и камеральные фотограмметрические работы, результатом кот
рых является топографический или специальный план (карта) местности.
Фототопографическую съемку, в зависимости от применяемых техниче-
ских средств и методов, делят на
воздушную (аэрофототопограф
ческую) и
наземную
(рис
нок 4.3).
Наземная фототопографическая
съемка
основана на использ
вании назе
Рисунок 4.3
Фотограмметрические методы, применяемые
для создания планов и карт
Рисунок 4.4

Фототеодоли

Приложенные файлы

  • pdf 8898772
    Размер файла: 3 MB Загрузок: 4

Добавить комментарий