учебная практика по геодезии


УО «Могилевский государственный профессиональный агролесотехнический колледж имени К. П. Орловского
Учебная практика по учебной дисциплине
«Геодезия»

(Отчет)
Специальность 2 – 75-01- 01 «лесное хозяйство»
Квалификация: «Техник лесного хозяйства»
Отчет выполнили:
Бригада №1
Лабушкин В. Г.
Корчагин Е. С.
Овсяников А.А.
Проверил преподаватель:
Новикова Л. П._________
Буйничи 2012г.
Подготовка к полевой геодезической практике
Назначение практики
Программа практики и выбор места
Организация работы
Методические советы
Правила обращения с геодезическими приборами

НАЗНАЧЕНИЕ IIPАКТИКИ
Нулевая практика по топографии ставит своей целью выработать у учащихся навыки в производстве топографических работ и овладеть простейшими видами съемок, научить пользоваться картами и аэроснимками в полевых условиях.
На практике учащиеся должен научиться:
а)правильно обращаться с топографическими инструментами и умелоприменять их при измерениях;
б)самостоятельно выполнять измерения на местности, вести журнальныезаписи, составлять абрис, кроки, пикетажную книжку;
в)по данным измерений наносить контуры и рисовать рельеф в полевых икамеральных условиях;
г)выполнять камеральные расчетно-графические работы (составлять иоформлять топографические планы, профили).
Навыки в производстве съемок необходимы учащемуся.
ПРОГРАММА ПРАКТИКИ И ВЫБОР МЕСТА Согласно программе курса «Геодезии», учащиеся в период летней: полевой практики должны выполнить следующие основные виды работ
Содержание работы:
1. Буссольная съемка . Введение журнала и абриса.
2. Прокладка диагонального хода и съемка ситуации.
3. Обработка материалов буссольной съемки составление планшета №1 по румбам и длинам линии. Вычисление площадей планшета.
4.Теодолитная съемка полигон в натуре введения журнала и абриса.
5. Прокладка диагонального хода и съемка ситуации.
6. Обработка материалов теодолитной съемка. Составление планшетов №2 по координатам. Вычисление площадей по плану.
7. Геометрическое нивелирование трассы дороги. Ведение журнала и пикетажной книжки.
8. Обработка журнала нивелирования составление продольного профиля, проектирования по профилю.
9. Сдача инструментов. Оформление отчета. Сдача отчета
артой и аэрофотоснимком на местности.
Для успешного проведения.полевой практики: нужна постоянная база. Местность, на которой проходит полевая практика, должна содержать положительные и отрицательные формы: рельефа и разнообразную ситуацию (лес, болото, реку, луг, кустарник, культурную растительность, дороги, населенные пункты и т. д.), На район проведения практики необходимо иметь топогеодезическую основу: крупномасштабную топографическую карту, аэроснимки и опорную планово-высотную сеть в виде пунктов триангуляции, полигонометрий и нивелирования.
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ
Летняя полевая практика по геодезии длится 12 дней и предусматривает большой объем работ, поэтому очень важна ее четкая организация: и методика проведения.
Продолжительность рабочего дня составляет 67 часов. Начало рабочего дня
устанавливается в записи мости от утвержденного распорядка. Участки, для бригад распределяются на местности так, чтобы по их материалам можно было составить общий план района практики.
Для прохождения, учебной практики учащиеся распределяются на бригады, по 4 человека. Ряд заданий выполняется звеньями (2—3 человека) и
индивидуально.
Успех работы бригады зависит от соблюдения высокой трудовой дисциплины всеми ее членами. За невыход на работу без уважительной причины учащийся отстраняется от практики; при уважительной Шейнине он обязан этот вид работы выполнить в, другой бригаде или, по указанию руководителя, самостоятельно.
Учащиеся должны бережно и аккуратно обращаться с инструментами и пособиями. Передача инструментов другим бригадам, минуя, лаборанта, категорически запрещается.
Ремонт испорченных учащимися инструментов и приобретение утерянных принадлежностей производится за счет виновных.
МЕТОДИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ.
Прежде чем приступить к работе,надо по учебнику изучить теоретическую часть, а затем: внимательно прочитать в пособии правила ее практического выполнения.
При проведении: работы необходимо придерживаться последовательности, указанной в данном пособии. '
Все работы: нужно выполнять с контролем. Каждую последующую работу начинать только после проверки предыдущей.
Измерения, наблюдения и вычисления надо производить с требуемой точностью. Так, линии на местности измеряются с точностью до сотых долей метра (1см), отсчеты по нивелирной рейке при нивелировании читаются с точностью до тысячных долей метра (1мм).
Графические работы следует оформлять в, соответствии с правилами
топографического черчения.
6.Основным документом при проведении почти всех видов работ являетсяполевой журнал. В нем записываются: показания измерений, наблюдений,
вычерчиваются схемы полигонов, составляются абрисы, кроки, ведутся полевые вычисления. На основании данных полевых журналов производятся последующие (камеральные) работы по составлению планов участка, графиков,
При переноске инструментов в рабочем положении штатив держать, по возможности, вертикально; становой винт на половину оборота отпустить; все остальные зажимные винты инструмента и: стрелки буссоли (арретир) закрепить. Накладные детали инструментов (буссоли в теодолите и мензуле, отвес и пр.) в момент переноски снимать и переносить отдельно в руках.
Ни в коем случае не оставлять инструмент без присмотра и не допускать к нему посторонних; на время перерыва в поле и при переходе на другую станцию на теодолит и на планшет одевать чехлы; на станции чехол с планшета снимать и аккуратно складывать так, чтобы внутренняя его часть не загрязнялась.
В случае дождя планшет закрыть чехлом, кипрегель убрать в ящик и прикрыть зонтиком или навесом.
Использовать футляры, чехлы, штативы, рейки и другие принадлежности не по назначению запрещается.
При работе с мерной стальной лентой оберегать ее от поломок. Разматывать (раскручивать) ленту вдвоем:: один берет за конец ленты: и двигается вперед, второй раскручивает ленту. При появлении спиралевидных завитков осторожно ликвидировать их в районе самого завитка, а не натяжением, за концы. Если работа, ведется на дороге или вблизи нее, следищза тем, чтобы по ленте не проехала машина, телега.и т. д. Переносить ленту на значительное расстояние в развернутом виде запрещается.
По окончании дневных работ для транспортировки к базе инструменты уложить в, футляры и. закрепить все закрепительные винты. Ленту свернуть на кольцо. При переездах и переносках топографические инструменты предохранять от резких, толчков и ударов.
Ежедневно после окончания работы в поле чистить инструменты снаружи. Пыль с металлических частей удалять мягкой салфеткой, линзы протирать кисточкой. Рабочую часть реек, а также ленты прочищать сухой ветошью. Инструменты, чистить поочередно по графику, составленному бригадиром.
По окончании полевых работ все инструменты просмотреть, вычистить и смазать.
КАМЕРАЛЬНЫЕ РАБОТЫ. ВЫЧЕРЧИВАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ПЛАНА
Камеральные работы состоят из вычислений и графических построений. Многие камеральные работы учащиеся выполняют параллельно с полевыми. Полевые материалы (журналы, абрисы, кроки, пикетажные книжки и др.) сдаются в карандаше. Планы, профили и графики вычерчиваются тушью. Простейшие виды работ (движение по азимуту, глазомерная съемка и др.), выполненные в поле индивидуально, каждый учащийся вычерчивает и сдает персонально. При камеральной обработке работ, выполненных в составе бригады (планы мензульной и буссольной съемок, техническое нивелирование и др.)» особое внимание уделяется качеству графического исполнения. План вычерчивается строго по условным, знакам, в тех же цветах, которые применяются при издании карт. Последовательность выполнения графических работ при составлении плана такова: профилей и т. д. От ведения журнала во многом зависит качество конечных результатов. Поэтому к ведению журнала предъявляются следующие требования:
а)перед началом работы заполнить титульный лист, пронумеровать все листы ина последней странице указать их число за подписью руководителя практики;
б)записи и полевые вычисления вести четко и только простым карандашом;
в)ошибочные отсчеты, прочитанные по шкалам: инструментов, не исправлять, азачеркнуть весь прием и отсчет повторить вновь с пометкой «нов», чтоозначает «повторное»;
г)неправильно выполненные полевые вычисления зачеркивать аккуратно полинейке одной чертой так, чтобы зачеркнутое хорошо читалось. Верные данныеписать выше (ниже) зачеркнутых.
ПРАВИЛА ОБРАЩЕНИЯ С ТОПОГРАФИЧЕСКИМИ
ИНСТРУМЕНТАМИТопографические инструменты являются сложными дорогостоящимиприборами, и малейшая: небрежность в обращении с ними выводит- их из строя.Перед выходом в, поле руководитель практики проверяет у каждого учащегосязнание основных правил: ухода и обращения с топографическимиинструментами.
Необходимо помнить, что только бережное обращение с топографическими
инструментами и приборами обеспечивает получение требуемой точности измерений и сохранение их в исправном состоянии на длительный срок. Учащийся полностью отвечает за исправность инструментов, находящихся в его пользовании.
Основные правила ухода и: обращения с топографическими, инструментами сводятся к следующему:
1.Чтобы: вынуть инструмент из футляра, необходимо открепить зажимные
винты инструмента, затем отвинтить зажимные винты, удерживающие инструмент в гнездах ящика. Брать руками: теодолит только за треножник с подъемными винтами, кипрегель — за колонку.
При укладке инструмента в ящик открепить все зажимные винты, инструмент осторожно уложить в соответствующие гнезда, завинтить накладки и зажимы, скрепляющие инструмент с футляром: и закрепить зажимные винты инструмента.
Отдельные принадлежности в ящике (ключи, отвертки, масленка, шпильки, отвес, бленда) укладывать так, чтобы они не могли вывалиться из своих гнезд.
При производстве поверок и: во время работы не прилагать большого усилия для движения какой-либо часта, инструмента. Прежде чем вращать нужную часть инструмента, открепить соответствующий зажимной: винт.
Зажимные винты затягивать плотно, но без лишнего физического усилия:. Микрометренными наводящими винтами пользоваться примерно в. середине их рабочей части.
6.При проведении работ не касаться отрегулированных микрометренныхвинтов руками деревья и т. д.), либо кружком у нижнего конца вертикальной линии знака (пожарные колонки, знаки береговой речной сигнализации и т. д.);
Для вычерчивания условных знаков луга, выгона, сада и прочих на план предварительно наносят дополнительную разграфку (сетку) или применяют специальные готовые трафареты,
Все кружки на плане (условные знаки леса, поросли, садов, кустов и др.) вычерчиваются кронциркулем.
Вычерчивание внешней рамки и зарамочные оформление производятся но образцу, приведенному в прил. 5.
10.Чертеж чистится при помощи простой мягкой резинки.
Содержание работы
1. Буссольная съемка . Введение журнала и абриса.
2. Прокладка диагонального хода и съемка ситуации.
3. Обработка материалов буссольной съемки составление планшета №1 по румбам и длинам линии. Вычисление площадей планшета.
4.Теодолитная съемка полигон в натуре введения журнала и абриса.
5. Прокладка диагонального хода и съемка ситуации.
6. Обработка материалов теодолитной съемка. Составление планшетов №2 по координатам. Вычисление площадей по плану.
7. Геометрическое нивелирование трассы дороги. Ведение журнала и пикетажной книжки.
8. Обработка журнала нивелирования составление продольного профиля, проектирования по профилю.
9. Сдача инструментов. Оформление отчета. Сдача отчета.

Глава 1. Буссольная съемка.
57151163955Прокладка буссольного хода. Съемку любого контура внутри квартала (рис. 52) начинают с одной из точек съемочного обоснования, например В. На ней измеряют магнитные азимуты на соседние точки (А, С, 1) и вычисляют по ним привычные углы βι и β2. Землемерной лентой в прямом и обратном направлениях измеряют длину стороны В—1, а затем сторон 1—2, 2—3 и др. Относительные максимальные расхождения между результатами прямого и обратного измерений не должны превышать 1/500. Буссоль переносят в точку 1, а на точкахВ, 2 и 4 ставят вехи. В точке 1 измеряют азимут направления на точкуВи угол между направлениями на вехи 4 и 2. Далее последовательно измеряют внутренние углы полигона на точках 2, 3 и 4. При наличии углов наклона местности более 4° их измеряют эклиметром, а при работе буссолью БГ-2 — с помощью вертикального круга. Правильность ν угловых измерений контролируют по сходимости прямого и обратного азимутов, а также по величине угловой невязки в полигоне. Отклонение обратного азимута от прямого допускается на величину не более ±30' (сверх 180°).
Угловая невязка fβв полигоне представляет собой отклонение практической суммы Σβπρуглов от ее теоретического значения ΣβT, т. е. fβ = Σβπρ—ΣβT. Практическую сумму углов замкнутого буссольного хода получают из результатов измерения внутренних углов, а теоретическую подсчитывают по известной геометрической формуле ΣβT = 180°(n—2), в которой n —число углов многоугольника. Допустимая угловая невязка — не более ± 10'√n.
1. Съемка подробностей местности. Ведется совместно с приложением буссольного хода способами, изложенными в § 17. При промере длины сторон хода съемку ведут способом прямоугольных координат. Для определения ординат снимаемых объектов применяют 30- или 50-метровые рулетки. При работе буссолями БС-2 и БШ-1 чаще всего применяют способ прямой засечки нескольких точек контура с одного базиса, представляющего собой сторону буссольного хода. Буссоль БГ-2 с нитяным дальномером выгодно применять для съемки объектов полярным способом.
При буссольной съемке ведут полевые документы — журнал и абрис. В журнале записывают данные, полученные при приложении буссольных ходов: номера точек стояния, азимуты (румбы) и горизонтальные углы, длину линий хода и углы наклона к горизонту. На абрисах схематически изображают контуры снимаемых объектов и записывают результаты линейных и угловых измерений.
2. Составление плана по материалам буссольной съемки
План снятого участка местности составляют непосредственно на лесоустроительном планшете или на листе кальки с последующей перекопировкой ситуации на планшет. Построение углов и линий на планшете ведут от соответствующих точек съемочного обоснования, нанесенных на планшет по координатам. Прежде чем наносить на планшет линии буссольных ходов и направлений, определенных от магнитной стрелки, магнитные азимуты переводят в дирекционные углы, используя установленную формулой (4) зависимость между ними.
Если план составляют на кальке (рис. 53), предварительно проводят ряд параллельных линий, принимаемых за направление магнитного меридиана. Положение точки 1 на кальке (рис. 53, а) подбирают так, чтобы весь план расположился в пределах данного листа. Ее намечают на одной из вертикальных линий, например, в точке 0. От этого меридиана транспортиром откладывают угол, равный румбу первой линии, а от точки 0— отрезок, равный длине линии 1—2 в масштабе плана. Так получают на плане точку 2, от нее строят следующую сторону хода, получая точку 3, и т. д.
6350897255Вследствие ошибок полевых измерений и камеральных построений конечная точка 1' может не совпадать с начальной точкой (см. рис. 53, б). Это — линейная невязка fL, допустимая, если ее длина не превышает (1/30O)L, где L— периметр хода. Допустимую невязку устраняют смещением всех точек по линиям, параллельным направлению невязки 1'—1. Величины смещения (поправок) определяют графическим способом. Для этого на вспомогательной прямой I — I (рис. 53, в) в произвольном масштабе откладывают линии 1—2, 2—3, ..., n — 1. От крайней справа точки 1 строят перпендикуляр к линии 1—1 длиной 1—1';точку 1' соединяют с крайней левой точкой 1. В точках 2, 3, ..., nпроводят перпендикуляры к линии I—I до пересечения с наклонной 1—1'. Длина этих перпендикуляров является поправкой в соответствующие точки. После введения поправок на плане вычерчивают сплошной линией буссольный ход.
Пользуясь абрисами, от точек и линий хода на план наносят ситуацию теми же способами, какими вели съемку контуров. Составленный в карандаше план проверяют в поле инструментально и глазомерным сличением плана с местностью. Пропущенные контуры доснимают. Проверенный в поле план вычерчивают тушью в точном соответствии с принятыми условными знаками.
57152034540Геодезическая буссоль БС-2. Отличается от буссоли БС-2 тем, что имеет сменные алидадную линейку с диоптрами и зрительную трубу с вертикальным кругом. В равнинной местности, особенно при съемке близко расположенных объектов (не далее 200 м), на них наводят диоптры. При работе в холмистой и горной местности диоптры заменяют оптической зрительной трубой, скрепленной с вертикальным кругом (рис. 48). Этот круг разбит на градусные деления и оцифрован от 0 до 50° в обе стороны от начального (нулевого) диаметpa, занимающего горизонтальное положение в тот момент, когда визирная ось трубы также горизонтальна. На сетке нитей трубы имеются дальномерные штрихи (см. § 23). Буссолью БГ-2 можно измерять не только магнитные азимуты (румбы) и горизонтальные углы, но также вертикальные углы и расстояния.
Для измерения угла ABC(рис. 47, б) буссоль устанавливают в точкеВна легком штативе и приводят в горизонтальное положение (по уровню или при помощи магнитной стрелки, добиваясь, чтобы оба ее конца оказались в плоскости буссольного кольца). Это действие называют нивелированием прибора. Затем буссоль вращают по горизонту до тех пор, пока нулевой диаметр кольца не совпадет с направлением магнитной стрелки. Таким способом буссоль ориентируют.
У ориентированной буссоли диаметр 0—180° лимба лежит в плоскости магнитного меридиана, при этом деление 0° направлено на юг от центра коробки. Теперь, оставляя неподвижной коробку буссоли, поворачивают алидаду так, чтобы через диоптры был виден объект А. Точно совместив с объектом вертикальную плоскость, проходящую через прорезь глазного и нить предметного диоптров (в буссоли БГ-2 —вертикальный штрих сетки нитей), т. е. выполнив визирование на объект, берут на лимбе под глазным диоптром отсчет а. Он представляет собой магнитный азимут А'мнаправления BA.Таким же образом визируют на объект С и определяют на лимбе отсчет с, являющийся магнитным азимутом А"мнаправления ВС. Разность азимутов и является измеряемым углом β. Угол ABCможно измерить буссолью без ориентирования ее лимба; важно лишь, чтобы в процессе измерений он оставался неподвижным. Тогда при любом положении нулевого деления лимба угол β представляет собой разность отсчетов а ис.
Глава 2: Теодолитная съемка.
Поверка и юстировка теодолита
Угломерный прибор дает правильные показания, если его оси и плоскости (рис. 62) занимают положение, соответствующее геометрическим и оптико-механическим условиям измерения углов; периодически соблюдение этих условий проверяют. Поверка прибора сопровождается его регулировкой (юстировкой). Юстировку выполняют при помощи исправительных и регулировочных винтов. Перед началом работы проверяют также действие частей, не имеющих таких винтов, чтобы убедиться в их исправности или необходимости ремонта в мастерской. Как правило, юстировка прибора не сразу дает необходимые результаты. Ее приходится повторять несколько раз и можно считать законченной лишь после того, как повторная поверка покажет, что условие выполняется в допустимых пределах.
635027305а. Ось цилиндрического уровня uu1 (см. рис. 62) при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна основной оси zz1 прибора. Уровень ставят параллельно двум подъемным винтам и,
действуя ими, выводят пузырек в нольпункт. Поворачивают алидаду на 180° и замечают положение пузырька. Если до поворота алидады ось уровня и1и2(рис.63) была поставлена горизонтально, а основная ось zz1занимала наклонное положение, то ось уровня отклонялась от перпендикуляра тпк основной оси на угол β. После поворота алидады ось zz1занимает прежнее положение, а ось и'2и'1отклоняется от перпендикуляра тпна тот же угол β, но в противоположную сторону. Величина отклонения оси уровня от горизонтальной плоскости на угол 2β фиксируется числом делений, на которое отошел отнольпункта пузырек уровня. Действуя исправительным винтом уровня, пузырек возвращают кнольпункту на половику отклонения, т. е. ставят ось уровня и'2и1 параллельно линии тп. Затем подъемными винтами возвращают пузырек в нольпункт, совмещая тем самым ось zz1с отвесной линией NN1.
б. Вертикальная нить сетки должна быть отвесной. В 20—25 м от теодолита вешают тяжелый отвес и наводят на его шнур вертикальную нить сетки. Если она полностью совпадет со шнуром, условие выполнено. Если же между шнуром и нитью образуется угол, его устраняют поворотом сеточного кольца, ослабив предварительно все четыре установочных винта УС сетки (см. рис. 62).
в. Визирная ось υυ1(см. рис. 62) зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси Uxее вращения. Угол с (рис.64), на который отклоняется визирная ось от перпендикуляра рр1к оси вращения трубы, называют коллимационной ошибкой.
Для выявления ее при положении вертикального круга справа от трубы (рис. 64, а) наводят центр сетки нитей на ясно видимую и значительно удаленную точку местности M, расположенную примерно на одном уровне с осью вращения трубы, и снимают отсчет с неподвижного горизонтального круга. Назовем его отсчетом КП1. После этого трубу поворачивают в вертикальной плоскости на 180° (переводят через зенит) и при положении вертикального круга слева от трубы (рис. 64, б) вновь тщательно совмещают центр сетки нитей с точкой M, повторно снимают отсчет с горизонтального круга, называя его отсчетом KЛ1. При отсутствии коллимацион ной ошибки отсчет, KЛ1равен отсчету ΚΠ1±180°, так как они читаются на диаметрально противоположных частях лимба в точках ρ и р1;при наличии ошибки это равенство нарушается. Дуга на лимбе (рис. 64, в) между точками отсчетов КЛ1и КП1±180° равняется двойной коллимационной ошибке (2с). Поэтому

Коллимационную ошибку у теодолитов с односторонней системой отсчета (теодолиты типа ТЗ0 и Т5) выявляют так, чтобы исключить влияние эксцентриситета алидады. Для этого наблюдения проводят в два приема. Выполнив первый прием так, как описано выше, и получив отсчеты KП1и КЛ1, поворачивают (переставляют) горизонтальный круг примерно на 180° и наблюдают точку Mвторой раз. Получают новые отсчеты КП2и KЛ2. Величина коллимационной ошибки в этом случае

Коллимационная ошибка считается допустимой, если она не превышает двойной точности отсчета. Если же ошибка больше, изменяют положение визирной оси в трубе путем смещения сетки нитей. Для этого сначала вычисляют отсчет КЛ', свободный от коллимационной ошибки. Как видно из рис. 64, в,

Вычисленный отсчет ставят на горизонтальном круге, действуя наводящим винтом алидады. При этом перекрестие, сетки нитей смещается с точки M. Тогда сетку передвигают так, чтобы оно вновь совпало с изображением точки M. Для этого в теодолите ТЗО ослабляют оба вертикальных винта сетки (ВИС на рис. 62) и, отвинчивая один из горизонтальных винтов (ГИС) и завинчивая другой, передвигают диафрагму с сеткой по горизонту. Добившись нужного результата, закрепляют вертикальные винты сетки и повторяют поверку. В теодолитах других типов могут применяться иные способы устранения коллимационной ошибки, описанные в руководствах по их эксплуатации.
Заметим, что полностью устранить коллимационную ошибку не всегда удается. Она исключается при измерении угла, которое ведется дважды: при положении вертикального круга справа от трубы и слева. Среднее арифметическое из полученных при этом отсчетов КП и КЛ будет свободно от коллимационной ошибки, т. к.

2844165853440г. Ось tt1вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна основной оси zz1прибора (см. рис. 62). Теодолит устанавливают в 20—30 м от стены высокого здания и тщательно нивелируют, наводят зрительную трубу при КП на хорошо заметную и высоко расположенную на стене точку M(рис. 65). При закрепленных винтах горизонтального круга и его алидады наклоняют трубу так, чтобы ее визирная ось стала примерно горизонтальной. Затем на стене отмечают проекцию центра сетки нитей, допустим точку т1. Те же действия повторяют при КЛ, получая на стене точку т2. Если условие выполняется, перекрестие сетки нитей в обоих случаях проектируется в точку т0. Для устранения наклона оси вращения зрительной трубы надо поднять или опустить один из ее концов, что делают в мастерской. Обычно такое исправление не выполняют, поскольку среднее значение угла, измеренного при КП и КЛ, свободно от влияния этой погрешности. Но если теодолит используют для контроля за соблюдением вертикальности инженерных сооружений при строительстве, то с помощью накладного уровня тщательно приводят в горизонтальное положение ось вращения трубы.
Измерение горизонтальных углов
Приведение теодолита в рабочее положение. На вершине измеряемого угла теодолит центрируют и нивелируют. Эти действия выполняют одновременно, последовательными приближениями. Передвижением и заглублением ножек штатива его головку ставят примерно горизонтально и так, чтобы центр отверстия в ней находился над вершиной угла. Теодолит перемещают по головке штатива и устанавливают острие отвеса над центром знака. После этого нивелируют прибор, действуя сначала двумя подъемными винтами, а затем, повернув алидаду на 90°, только третьим. После нивелирования уточняют центрировку и до отказа завинчивают становой винт. Если при этом середина пузырька уровня отошла от нульпункта, нивелировку подправляют, а затем проверяют точность ее выполнения. Поворачивая алидаду по азимуту, следят за изменением положения пузырька уровня. Если он отклоняется от середины ампулы не более чем на одно деление, нивелирование выполнено правильно.
Если необходимо вместе с измерением горизонтальных углов определять магнитные азимуты их сторон, лимб ориентируют при помощи ориентир-буссоли. Ее привинчивают к колонке прибора и освобождают стрелку. Затем, совместив нули лимба и алидады, алидаду скрепляют с кругом и поворачивают его до тех пор, пока нулевые риски на коробке буссоли не встанут точно против концов магнитной стрелки. Дальнейшую работу при ориентированном лимбе выполняют только винтами алидады.
Измерение угла способом приемов. Для измерения отдельного угла (см. рис. 47, б) в его вершинеВустанавливают теодолит, на точках А (правой) и С (левой)— вехи. (В теодолитном ходе точкуАназывают задней, а точку С — передней.) Открепив алидаду, наводят трубу на вехуА, тщательно совмещают перекрестие сетки нитей с продольной осью вехи, закрепляют алидаду и снимают с круга отсчет. Аналогично наводят трубу на вехуСи снова снимают отсчет. Разность отсчетов дает величину измеряемого угла. Если отсчет на заднюю точку меньше отсчета на переднюю, при вычислении угла к первому добавляют 360°. Это первый полуприем измерения угла. При его выполнении горизонтальный круг остается неподвижным.
Второй полу-прием требуется, чтобы ослабить влияние инструментальных ошибок и внешних условий на результаты измерения и повысить их точность, проверить работу. Трубу переводят через зенит, а горизонтальный круг переставляют (поворачивают) примерно на 90° и вновь закрепляют. (При использовании теодолитов с односторонним отсчетом перестановка круга между полуприемами делается на 1—2°.) Наводят трубу сначала на вехуС(переднюю, левую), а затем А (заднюю, правую). В первом и втором полу-приемах алидаду вращают только по ходу часовой стрелки или только против хода часовой стрелки.
5715327025Отсчеты записывают в журнал (табл. 6) в последовательности, помеченной в скобках. Для повышения точности конечного результата угол измеряют несколькими приемами. При переходе от одного приема к другому круг переставляют на угол σ = 180°/n (n— число приемов). В этом случае круг между полу-приемами не переставляют. Угол измерен правильно, если расхождение между полу-приемами не превышает 2t, а между приемами—1,5t(t— точность отсчета по горизонтальному кругу).
127003917955. Измерение углов способом круговых приемов. Этот способ применяют в случае, когда из одной вершины исходит несколько направлений. Пусть, например, требуется измерить углы в точке 4 (рис. 66) между направлениями на точки 1, 2 и 3. При положении вертикального круга слева от трубы (KЛ) наводят перекрестие сетки нитей на точку, принятую за начальную, например 1. На горизонтальном круге устанавливают отсчет, близкий к 0°, например 0°03', и записывают его в журнал (табл. 7). Затем последовательно наводят трубу, вращая алидаду по ходу часовой стрелки, на точки 2, 3 и снова 1. После каждого наведения читают и записывают отсчет. Это первый полуприем, в котором последний отсчет не должен отличаться от первого (незамыкание горизонта) более чем на t. Bo втором полуприеме трубу, переведенную через зенит, наводят на точку 1, а затем, вращая алидаду против хода часовой стрелки, — последовательно на точки 3, 2, 1.
15240-1960245Для получения более точных результатов углы измеряют несколькими приемами.
Правильность измерений в приеме контролируют, определяя двойную коллимационную ошибку 2c = КЛ — (KП ± 180°). Она должна иметь постоянный знак и не превышать по абсолютной величине 1—2'. Измерения в приеме обрабатывают в следующем порядке. Вычисляют и записывают среднее из отсчетов KП и КЛ для каждой точки. В первой и последней строках этой графы окажутся два числа, полученные в результате обработки отсчетов на точку 1. Из этих чисел получают среднее, записывают его над первой строкой данной графы и выделяют. Этот отсчет называют общим нулем и в таком виде записывают в графу «направление». Из каждого среднего отсчета для остальных точек визирования вычитают выделенное число и полученные разности также записывают в графу «направление». Таким образом от общей стороны 4—1 вычисляют все углы. Их называют направлениями. Если направления измеряли несколькими приемами, расхождение в их величинах, приведенных к общему нулю, должно быть не более 1'. Пользуясь двумя направлениями, легко вычислить составляемый ими угол. Например, между направлениями 4—3 и 4—2 лежит угол (188°59,5'—72°16,0') = 116о43,5', а между направлениями 4—1 и 4—3 — угол (360°— 188°59,5') = 171о00,5'.
Проложение теодолитных ходов
Точность и виды ходов. Их проектирование. Требования к точности проложения теодолитных ходов установлены инструкциями [8, 9], обязательными для всех предприятий, организаций и учреждений, выполняющих топографо-геодезические и картографические работы. В соответствии с ними предельные погрешности (ms) положения пунктов плановой съемочной сети относительно пунктов государственной геодезической сети и геодезических сетей сгущения не должны превышать: 0,2 мм в масштабе плана 1 :5 000 и крупнее при съемке открытой местности и застроенной территории; 0,3 мм в том же масштабе при съемке местности, закрытой древесной и кустарниковой растительностью; 0,14 мм в масштабах карт 1 : 10 000 и 1 :25 000.
Предельная невязка в уравненном ходе (fs) в соответствии с теорией ошибок допускается равной 2 ms(для планов в масштабах 1:500—1:1000—3ms).
С учетом этих допусков предельные длины ходов [Sпред.] и предельные относительные погрешности измерения сторон ходов (1/N) вычисляют, пользуясь формулой, рекомендованной в [14]:

где M— знаменатель численного масштаба плана (карты).
Если, например, предельное расстояние между исходными геодезическими пунктами в районе съемки составляет 6 км, то, решая уравнение (30) относительно N, находят, что стороны в теодолитных ходах должны измеряться с предельными погрешностями 1 : 3 000 и 1 : 2 000 при съемке в масштабе 1 :5 000 на открытой и залесенной местности соответственно, 1 : 2 000 при съемке в масштабе 1 : 10 000. При более коротких расстояниях между исходными пунктами возможно проложение ходов с точностью измерения расстояний не хуже 1 : 1 000. В соответствии с этими расчетами определяют приборы и методику измерения расстояний.
Определяя по формуле (30) предельную длину теодолитных ходов в зависимости от принятой предельной погрешности измерения расстояний (1:3 000, 1:2 000 или 1 : 1 000), находят, что при съемке в масштабе 1 : 5 000 они допустимы в 6, 4 и 2 км соответственно.
При съемке же в масштабах 1 : 10 000 и 1 :25 000 предельные длины ходов установлены в 8 и 20 км соответственно при предельной погрешности измерения расстояний в 1 : 2 000.
Длины сторон в теодолитных ходах не должны быть больше 350 м и меньше 20 м при съемке в масштабе 1 : 5 000 и крупнее, больше 1 000 м и меньше 100 м при 1 : 10 000 и 1 : 25 000.
5715451485На лесных съемках прокладывают теодолитные ходы с предельными относительными погрешностями измерения расстояний в 1:2 000 и 1 : 1 000. Первые обычно применяют для съемки границ объекта лесоустройства, внутрихозяйственных границ и планшетных рамок, вторые — основных ходовых линий.
В зависимости от формы различают замкнутые и разомкнутые ходы, от способа привязки — опирающиеся на геодезические пункты и свободные (рис. 67). Между вершинами основных ходов можно прокладывать диагональные ходы. Прокладка ходов 3-го порядка, т. е. опирающихся на вершины диагональных ходов, не разрешается. Длина висячих ходов в залесенной местности не должна превышать 500 м при съемке в масштабе 1 : 5 000 и 1000 м —при 1: 10 000.
Пункты съемочного обоснования размещают на снимаемом участке равномерно — не менее одного (вместе с исходными) на каждые 1—2 дм2 плана. Такая плотность точек съемочного обоснования обеспечивает необходимую точность проложения между ними съемочных ходов и нанесение на план предметов и контуров местности с четкими очертаниями при средней ошибке не более 0,5 мм (в горных районах 0,7 мм).
Проект проложения ходов составляют на топографической карте наиболее крупного масштаба, а при ее отсутствии — на фотосхеме или глазомерном чертеже местности. На них намечают положение вершин и линий ходов и геодезические пункты, к которым ходы будут привязаны.
Рекогносцировка. Изучение района работ и уточнение технического проекта осуществляют непосредственно на местности. На лесоустроительных работах рекогносцировку ходов обычно совмещают с прорубкой новых или расчисткой старых границ, квартальных и визирных линий и установкой столбов; в других случаях съемки ее выполняют самостоятельно. Маршрут обхода (объезда) участка выбирают так, чтобы можно было ознакомиться со всеми намеченными в проекте трассами ходов, установить сохранность и состояние геодезических пунктов, изучить в деталях характер и особенности расположения объектов, подлежащих съемке.
Трассы ходов внутри лесного массива уточняют после прорубки квартальных и визирных линий. При необходимости их дополнительно расчищают для открытия видимости и обеспечения удобства измерения расстояний. Положение вершин ходов уточняют в процессе установки лесоустроительных и других знаков, которыми их закрепляют. Вершины хода должны быть удобными для установки теодолита и съемки окружающей местности, чтобы с них были видны соседние точки.
Результаты рекогносцировки фиксируют на карте (схеме) и в записной книжке, где показывают уточненное положение вершин ходов с их номерами; примерную величину и способы измерения углов; приближенную длину сторон ходов с пометкой участков, расположенных на склонах крутизной более 1,5°; стороны, подлежащие измерению косвенным способом, и базисы, разбиваемые для измерения этих сторон; способы съемки ситуации.
Основные части теодолита
Важнейшие части теодолита — зрительная труба, угломерные круги, отсчетные приспособления и уровни с компенсаторами наклона.
6350516255Зрительная труба. Служит для визирования на объекты и их рассматривания. Она же является дальномерным устройством. Во многих геодезических приборах используют трубы астрономические с обратным (перевернутым) изображением. Современные теодолиты стали изготовлять также с трубой прямого изображения. Труба геодезического прибора (рис. 55) является телескопической системой, состоящей из телеобъектива, сетки нитей и окуляра.
Телеобъектив имеет сложный объектив и фокусирующую линзу. Последняя — это двояковогнутая рассеивающая линза, расположенная в специальной трубочке.
При помощи устройства, называемого кремальерой, эта линза перемещается в корпусе трубы, удаляясь от объектива или приближаясь к нему. Перемещение необходимо для получения резкого контрастного изображения предмета в плоскости сетки нитей. С помощью телеобъектива осуществляется внутренняя фокусировка зрительной трубы.
Сетка нитей представляет собой стеклянную пластинку с нанесенными на нее двумя взаимно перпендикулярными штрихами; на сетках технических теодолитов имеются еще дальномерные штрихи для измерения расстояний по рейке (рис. 56). Вертикальный элемент сетки чаще всего имеет вид биссектора. Стеклянная пластинка с сеткой укреплена в диафрагме и вместе с ней может перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Воображаемую прямую, соединяющую центр (перекрестие) сетки нитей с оптическим центром объектива, называют визирной осью трубы, а ее продолжение до наблюдаемого объекта— линией визирования, или наведения. Навести трубу на предмет — значит совместить перекрестие сетки нитей с избранной точкой предмета.
Окуляр (см. рис. 55) предназначен для рассматривания уменьшенного, обратного и действительного изображения, построенного объективом. Выполняя роль лупы, он строит увеличенное, прямое и мнимое изображение, которое и видит глаз наблюдателя.
Перед наблюдениями трубу наводят на светлую поверхность и, вращая окулярное кольцо (см. рис. 55), добиваются четкой видимости сетки нитей. (Это действие, во время которого несколько перемещается окулярная трубочка в корпусе трубы, называют установкой трубы по глазу.) Затем ее наводят на первый наблюдаемый объект и, вращая кремальеру, фокусируют трубу, т. е. добиваются четкой видимости объекта. При наблюдении разноудаленных предметов каждый раз изменяют фокусировку. Установив трубу по глазу и предмету, проверяют, нет ли параллакса сетки нитей. Для этого перемещают глаз перед окуляром и наблюдают, не движется ли перекрестие сетки нитей по изображению объекта. Такое движение устраняют уточнением фокусировки.
Качество зрительной трубы характеризуется ее увеличением, полем зрения и точностью визирования. Увеличение υ — это отношение угла а, под которым изображение предмета видно в трубу, к углу β, под которым он виден невооруженным глазом (см. рис. 55, б).
635062230Поле зрения — это часть пространства, видимая в трубу. Трубы теодолитов, применяемых на лесных съемках, имеют увеличение 20—25х, а поле зрения 1—2°. Точность визирования зрительной трубой тем выше, чем больше увеличение. Опытом установлено, что средняя квадратическая погрешность визирования трубой в υ раз меньше, чем невооруженным глазом, и составляет для технических теодолитов не более 2—3'', а при «помещении» точки визирования в биссектор сетки нитей — еще меньше.
Угломерные горизонтальные и вертикальные круги. Рабочими мерами для угловых измерений в теодолитах служат стеклянные диски, края (лимбы) которых разделены радиальными штрихами на равные доли окружности. Промежуток между двумя соседними штрихами называют делением, а величину соответствующего ему центрального угла — ценой деления лимба. Каждый градусный штрих подписан. Подписи на горизонтальных кругах возрастают по ходу часовой стрелки.
Отсчетные приспособления. По стеклянным кругам технических и некоторых точных теодолитов отсчеты выполняют при помощи отсчетных микроскопов — штриховых и шкаловых.
Отсчетный микроскоп расположен рядом со зрительной трубой. Лучи света, пройдя лимб (рис.57, а), передают изображение его делений через систему призм и линз на плоскость ABмикроскопа. Сюда же передается изображение штриха (в штриховом микроскопе) или шкалы (в шкаловом), нанесенных на поверхность одной из деталей оптической системы, занимающей в ней неизменное положение. Полученное на плоскости ABизображение штриха или шкалы вместе с частью горизонтального (Г) и вертикального (В) лимбов наблюдатель рассматривает через окуляр микроскопа (рис. 57, б, в). Отсчетные шкалы советских теодолитов обычно имеют 60 делений, а их видимая длина равняется изображению интервала в 1° на лимбе. Таким образом, шкалы имеют цену деления в 1'.
-260350463550Сделать отсчет по кругу — это определить положение вертикальной черты (штриха) на изображении шкалы с точностью в 0,1 цены ее деления, что выполняется на глаз. С помощью штрихового микроскопа (он установлен в теодолите ТЗ0) находят положение отсчетного штриха на изображении шкалы лимба (см. рис. 57, б), с помощью шкалового, например теодолита 2Т5К, — положение градусного деления лимба на изображении шкалы микроскопа (см. рис. 57, в).
Уровни и компенсаторы наклона. Приведение осей, плоскостей и отдельных частей геодезического прибора в вертикальное или горизонтальное положение выполняют при помощи уровней.
-22860487045Основная часть уровня — стеклянная запаянная ампула, наполненная жидкостью так, чтобы внутри оставалось небольшое свободное пространство — пузырек. Последний всегда стремится занять в ампуле наивысшее положение. В зависимости от формы ампулы уровни бывают цилиндрические и круглые.
В цилиндрическом уровне (рис. 58, а) трубка ампулы расположена горизонтально внутри оправы с окном над средней частью. Оправа смонтирована на подставке или непосредственно на кожухе алидады так, что одна сторона удерживается шарниром, а другая — исправительным винтом. Такое крепление позволяет изменять наклон уровня относительно подставки.Внутренняя поверхность ампулы отшлифована по дуге окружности, а на верхнюю ее поверхность нанесена шкала штрихов с интервалом через 2 мм. Она служит для измерения перемещений пузырька при наклоне уровня. Угол между радиусами, проведенными через два соседних штриха, называют ценой деления уровня. Теодолиты имеют уровни с ценой деления 15—60". Средний штрих шкалы называют нульпунктом, а касательную к внутренней ее поверхности, проходящую через нульпункт, — осью уровня. Последняя занимает горизонтальное положение тогда, когда пузырек располагается симметрично относительно нульпункта, т. е. приведен на середину. Наиболее точно приводится в нульпункт пузырек контактного уровня (рис. 58, б), на ампуле которого нет делений; для наблюдения за пузырьком над ней установлены призмы, передающие изображения половинок концов пузырька в поле зрения глаза наблюдателя. При наклоне о.си уровня их изображения скользят в противоположные стороны. Действуя соответствующим винтом, наблюдатель соединяет (приводит в контакт) обе половинки. В этот момент ось уровня занимает горизонтальное положение.
В круглом уровне (рис. 58, в, г) ампула расположена вертикально. На ее верхней сферической поверхности нанесены концентрические окружности, отстоящие одна от другой на 2 мм. Центр окружностей — нуль-пункт уровня. Ось уровня, представляющая собой нормаль к внутренней поверхности ампулы в нульпункте, занимает отвесное положение, когда центр пузырька совмещен с нульпунктом. Наклон ампулы относительно плоскости прибора, на которой укреплен уровень, можно регулировать исправительными винтами. Круглые уровни менее точные, чем цилиндрические. Их используют для предварительного приведения частей геодезических приборов в горизонтальное положение.
5715651510В настоящее время широкое применение находят геодезические приборы, в которых уровень заменяется автоматическим устройством — компенсатором наклона той или иной оси прибора, например вертикальной оси теодолита или визирной оси трубы нивелира. Компенсатор исключает ручную установку уровня в нольпункт, поэтому повышается производительность и точность наблюдений.
В геодезических приборах применяются компенсаторы различных типов. Чаще всего это оптико-механические устройства в виде зеркал, линз и призм, свободно подвешенных в приборе на пути прохождения светового пучка от наблюдаемого объекта к глазу наблюдателя. Принцип действия компенсатора теодолита Т5К (2Т5К), обеспечивающего снятие отсчета с вертикального круга, показан на рис. 59. На пути светового луча, проходящего через стеклянный лимб и направляемого к плоскости ABотсчетного микроскопа, расположены две линзы Л1и Л2и два зеркала 31и 32. Когда вертикальная ось ZZ1 (рис. 59, а) занимает отвесное положение, а визирная ось трубы υυ1направлена на точку местности M, то против линзы Л1окажется штрих nлимба. Он будет виден наблюдателю как отсчет п' на плоскости AB. Если ось zz1случайно отклонится от отвесного положения на угол γ (рис. 59, б), то на этот же угол будут наклонены все элементы оптической отсчетной системы, кроме зеркала 32, которое удерживается в приборе на гибкой подвеске Π и под действием своей массы остается в прежнем положении. Вновь направим трубу на точку M. И в этом случае, как это видно из схемы хода лучей, штрих nвновь спроециру-ется в точку n'. Таким образом при наклоне прибора, но неизменном положении зрительной трубы отсчет по вертикальному кругу остается одним и тем же. Однако величина наклона не должна быть слишком большой. В частности, для теодолита типа Т5К угол компенсации не должен превышать +4'. Предварительно вертикальную ось вращения теодолита устанавливают в отвесное положение с помощью уровня на кожухе горизонтального круга.
8191530480
Теодолиты, применяемые на лесных съемках
6350486410Теодолит ТЗ0. Прибор предназначен для измерения горизонтальных и вертикальных углов со средней квад-ратической погрешностью ±30" (одним приемом), расстояний с погрешностью 1:300—1:400 (нитяным дальномером) и 1 : 1000 (дальномерной насадкой). Им можно измерять магнитные азимуты и превышения (горизонтальным лучом). В комплект теодолита могут входить ориентир-буссоль, уровень на трубу и дальномерная насадка. Конструкция ТЗО (рис. 60), как и любого другого оптического теодолита, позволяет после наведения трубы на объект, не сходя с места, отсчитывать углы по обоим кругам и наблюдать за установкой уровня. Это обеспечивает высокую производительность труда и устойчивость прибора на любом, в том числе и слабом, грунте.
Зрительная труба с увеличением 20х фокусируется вращением барабана, расположенного на одной из колонок. Она снабжена оптическим визиром для приближенного наведения ее на объект. Трубу используют и для центрирования теодолита в качестве оптического центрира. Для этого ее устанавливают объективом вниз так, чтобы отсчет по вертикальному кругу был равен 270+2°. Высота штатива при этом должна быть не менее 1,2 м. Круги разделены через 10'. Отсчеты по ним берут с точностью до 1' через штриховой микроскоп, расположенный рядом с трубой. Освещают круги зеркалом, прикрепленным к колонке. Перед отсчитыванием наблюдатель устанавливает окуляр микроскопа по глазу вращением окулярного кольца.
Теодолит не имеет уровня при алидаде вертикального круга. Отсчеты с этого круга снимают после тщательного приведения на середину пузырька уровня при алидаде горизонтального круга. Для фиксирования и точной наводки горизонтального круга, его алидады и трубы имеется три пары винтов: каждую пару составляют закрепительный и наводящий винты. Подставка от теодолита не отделяется. Ее нижняя часть служит поддоном металлического футляра.
В настоящее время наша промышленность изготовляет модернизированную модель этого теодолита под шифром 2Т30П с трубой прямого изображения. Теодолит имеет шкаловый микроскоп с ценой деления шкалы 5', соответствующей 1° лимба. Вследствие этого точность отсчета повышена до 0,5', а средняя квадра-тическая погрешность измерения горизонтального угла одним приемом снижена до ±20".
Теодолит Т5, Предназначен для выполнения тех же измерений, что и теодолит ТЗО. Горизонтальные и вертикальные углы измеряются со средней квадратической погрешностью ±5" (одним приемом).
В настоящее время теодолиты этого типа выпускаются под шифрами. 2Т5КП (со зрительной трубой прямого изображения) и 2Т5К. (рис. 61). У них вместо уровня при алидаде вертикального круга работает компенсатор наклона. Центрирование прибора выполняется оптическимцентриром. Зрительная труба с увеличением 27,5х фокусируется вращением муфты, расположенной вблизи окуляра. Круги разделены через 1°. Отсчет выполняют по шкаловому микроскопу с точностью 0,1' (см. рис. 57, в). Шкала для отсчета по вертикальному кругу в моделях 2Т5 и последующих имеет двойную оцифровку, что позволяет определять не только величину, но и знак угла наклона. В этих же моделях на горизонтальном круге укреплен круг-искатель с ценой деления 10°, позволяющий быстро ориентировать прибор.
Теодолит имеет две пары закрепительно-наводящих устройств — трубы и алидады горизонтального круга. Каждая пара расположена на одной оси. Закрепительное устройство куркового типа. Прибор можно использовать с дальномерными насадками ДНР-5 и ДН-8, а также со светодальномерами СМ-5 и ЗСМ-2, которые закрепляются на теодолите вместо съемной ручки-мостика.
Обработка материалов теодолитной съемки. Составление планшета №2 по координатам. Вычисление площадей планшета.
Глава 3: НИВЕЛИРОВАНИЕ ЛЕСОВОЗНОЙ ДОРОГИ.
Назначение и содержание работ. Закрепление трассы
Цель геодезических работ, которые выполняют при изысканиях линейных сооружений (лесохозяйственных и лесовозных дорог, осушительных каналов, лесных полос и др.), —обеспечение строительного проектирования данными о топографии местности в полосе расположения трассы. Для этого по материалам топографической съемки составляют планы и профили местности. Предварительно проводят камеральное трассирование, определяя наиболее целесообразное размещение вариантов дороги и выбирая лучший из них, исходя из экономических показателей. Камеральное трассирование ведут по топографическим картам масштабов 1 : 10 000—1 : 50 000, а при их отсутствии — по карте масштаба 1 : 100 000, аэрофотоснимкам или материалам предварительной съемки узких (до 300 м) полос местности — наиболее приемлемых вариантов трассы. Выбранный вариант выносят на местность (см. гл. 13). По оси трассы ведут горизонтальную и вертикальную съемку способами проложения теодолитного и нивелирного ходов. С использованием материалов теодолитной съемки составляют план трассы, а по материалам продольного нивелирования — ее профиль.
До начала съемочных работ трассу закрепляют и провешивают. В начале ее и в углах поворота в землю забивают прочные колья, а в их торцы — гвозди. Чтобы колья легко можно было отыскать при строительстве, рядом с ними ставят столбы. Если начало трассы не привязано к геодезическому пункту или постоянному местному предмету, его закрепляют двумя парами столбов, располагая их так, чтобы прямые, соединяющие пары, пересекались над закрепленной точкой. Около угла поворота ставят обычно один столб.
Его размещают вне зоны будущих земляных работ, на биссектрисе внешнего угла, составленного смежными направлениями трассы. Длина столбов должна быть не менее 2 м, из них 1,2—1,5 м — в земле. На угловом столбе краской пишут номер и пикетажное значение вершины угла (ВУ), направление поворота (вправо или влево), величину угла, радиус кривой, год изысканий и организацию-исполнителя. На абрисе указывают с точностью до 1 см расстояние от кола до столба и от столба до двух-трех местных предметов. Трассу обозначают вехами, устанавливаемыми через 1— 1,5 км. Каждое направление перед измерением длины линий провешивают через 100—150 м. В лесу ставят короткие вехи с зачищенными верхними концами.
До начала нивелирования вдоль трассы вне зоны земляных работ устанавливают временные и постоянные реперы. Временные размещают через каждые 3— 5 км, в горах через 1—2 км. Обычно это деревянные столбы, забиваемые в стены зданий костыли, прочные пни, выступы сооружений, неподвижные камни и выступы скал (см. рис. 36). В особых случаях через каждые 15—20 км выставляют постоянные грунтовые и стенные реперы.
Горизонтальная съемка трассы и разбивка пикетажа
239649022015455715868045Проложение теодолитного хода. При определении планового положения трассы по ее оси прокладывают теодолитный ход, измеряя углы между смежными участками трассы, а также их длину. Горизонтальные углы β (рис. 83) измеряют теодолитом с точностью до ±0,5'. Правильность их измерения грубо контролируют по разности магнитных азимутов (румбов) направлений, определяемых при измерении углов. Расстояния измеряют землемерными лентами или дальномерами двойного изображения в одном направлении. Правильность измерений контролируют при разбивке пикетажа. Участки с наклоном 3° и более приводят к,горизонту. По результатам измерения горизонтальных углов вычисляют углы поворота трассы (Θ). Углом поворота называют угол, составленный продолжением предыдущего направления трассы и последующим ее направлением. Если измеряют правые по ходу горизонтальные углы β, то углы поворота вычисляют по формулам

Дирекционный угол а начальной линии трассы определяют из геодезических измерений. Дирекционные углы последующих сторон, как это видно на рис. 83, вычисляют по формулам

Пикеты и плюсовыеточки. При повторном измерении линий трассу разбивают на пикеты — отрезки длиной 100 м по горизонтальному проложению (рис. 84, а). Концы 100-метровых отрезков, называемых также пикетами, нумеруют порядковыми числами 0, 1, 2 и т. д. Нулевой пикет (ПКО) ставят в начале трассы, в конце первой сотни метров — ПК1, второй —ПК2 и т. д. При такой системе обозначения номер пикета указывает на его удаление (в сотнях метров) от начала трассы. Перегибы линий рельефа закрепляют на трассе плюсовыми точками. Такую точку обозначают номером предыдущего пикета с добавлением расстояния (в целых метрах) от этого пикета до нее, например ПК0 + 60, ПК1+63 и т. д. Каждую пикетную и плюсовую точку закрепляют колом, забиваемым почти вровень с землей (рис. 84, б). Впереди него (по ходу пикетажа) ставят другой кол — сторожок (рис. 84, в) и на его затесе пишут номер точки. Точку окапывают канавкой. Откладывают пикеты землемерной лентой. В длину наклонных участков добавляют поправки, вычисляемые по (25).
Поперечники. На участках с косогорами, лощинами и т. п., когда требуются данные о рельефе не только та оси трассы, но и на некоторой полосе вдоль нее, разбивают поперечники — линии, перпендикулярные оси трассы. Их длина в обе стороны от оси — не менее 50 м. На каждой из сторон поперечника сторожками отмечают 3—4 характерные точки рельефа, расположенные на разном расстоянии от трассы. Поперечники нумеруют по порядку, начиная с нулевого; всем точкам, расположенным справа по ходу, присваивают нечетные номера, слева — четные или пишут буквы Π и Л. На нулевом поперечнике точки нумеруют от 0 до 9, на первом — от 10 до 19, втором — от 20 до 29 и т. д. Положение точек в виде расстояний от оси трассы (в метрах) указывают на абрисе.
Съемка ситуации. Выполняется в процессе разбивки пикетажа в полосе 50—150 м в обе стороны от оси трассы. Для съемки применяют в основном способы перпендикуляров и линейных засечек. Удаленные объекты снимают глазомерно. Результаты съемки и разбивки пикетажа фиксируют в пикетажном журнале: трассу вычерчивают условно прямой линией; расстояние по оси трассы откладывают обычно в масштабах 1:2 000—1:5 000; в направлениях, перпендикулярных линии трассы, масштаб выдерживают приблизительно и при необходимости укрупняют; снятые объекты вычерчивают общепринятыми условными знаками и сопровождают пояснительными надписями, указывая углы поворота — их положение, величину и направление (румб).
Кривые. Для обеспечения высокой скорости, плавности и безопасности движения транспорта дорожные трассы в местах поворота строят в виде кривых. Простейшая кривая — дуга окружности. Ее вписывают в угол поворота и рассчитывают в зависимости от величины этого угла, вычисленного при проложении теодолитного хода, и радиуса кривой, установленного исходя из технических требований и топографических условий местности. На лесовозных дорогах, например, радиус кривых должен быть не менее 400 м на магистралях и 150 м на ветках и усах (лишь в стесненных условиях разрешается соответственно 50 и 30 м). Для разбивки пикетажа на кривой сначала вычисляют линейные размеры ее элементов (рис. 85):
5715117602019488152176145175895049530Необходимость вычисления домера вызвана тем, что линейные измерения ведут по тангенсам (на них же первоначально ставят и пикеты), а длину трассы исчисляют по кривой. Ее элементы можно вычислить на микрокалькуляторе по (48). Обычно же их рассчитывают по таблицам для разбивки круговых и переходных кривых, например [4] и др. Вход в таблицу — угол поворота и радиус кривой. Например, по θ = 48°10' и R = 200 м из таблицы выписывают: T = 89,39; K = = 168,13; D=10,65; Б=19,07 м. Найденные величины записывают в пикетажном журнале рядом с изображением соответствующего угла поворота.
6286580010Расчет пикетажного значения начала и конца кривой. Исходной величиной для расчета служит пикетажное значение вершины угла поворота, установленное при разбивке пикетажа на прямом участке трассы. Вычитая из него длину тангенса, получают пикетажное значение начала кривой, добавив к этому числу длину кривой — пикетажное значение ее конца. Контролируют вычисления, ведя расчет по касательным к окружности. Если к пикетажному значению начала кривой добавить длину двух тангенсов или к значению вершины угла — тангенс, тогда результат больше пикетажного значения конца кривой на величину домера. Вычитая из него домер, вновь получают пикетажное значение конца кривой. Расхождение между первым и вторым результатом не должно превышать 1 см, что возможно за счет округлений, допускаемых при вычислении элементов кривой. Расчет записывают в пикетажном журнале.
Определение положения главных точек кривой на трассе. Эту работу выполняют по предварительно составленному разбивочному чертежу (рис. 86).
1781810146685Пример. Чтобы найти начало кривой (HK), приходящейся на ПКО + 78,61, в соответствии с разбивочным чертежом откладывают по оси трассы от ПК1 в сторону ПК.0 21,39 м. Конец этого отрезка закрепляют колом со сторожком, на котором записывают: HK (ПКО + 78,61). Прежде чем откладывать от ПК2 точку, обозначающую конец кривой, находят положение самого ПК2. Для этого сначала от вершины угла откладывают по новому направлению трассы величину домера (в данном случае 10,66 м) и принимают, что пикетажное значение конца этого отрезка равно пикетажному значению ВУ (для нашего примера ПК1+68 м). Вполне очевидно, что ПК2 должен находиться в 32 м от конца домера. Отложив эти 32 м, закрепляют ПК2 и ведут дальнейшую разбивку пикетажа по трассе. Конец кривой (KK) должен находиться на удалении 46,74 м от ПК2. Итак, пикет, включающий вершину угла поворота, длиннее других на величину домера. Но после переноса этого пикета на кривую он становится равным 100 м.
При определении положения середины кривой сначала теодолитом, установленным в вершине угла поворота, откладывают от направления на начало трассы угол, равный 0,5 (180° — Θ) и на линии визирования выставляют веху, например в точке ε'. Отложив по этому направлению величину биссектрисы (в нашем примере 19,07 м), находят середину кривой.
Вынос пикета с тангенса на кривую. Оказавшиеся на тангенсах пикеты переносят на кривую способом прямоугольных координат (рис. 87).
За начало координат принимают начало HK или конец KK кривой. Ось Y направляют в центр О окружности. Тогда ось X совпадает с касательной к окружности. Снести пикет ПК на кривую — значит отложить на ней такое расстояние К, на которое пикет удален от начала (конца) кривой. Допустим, нам удалось это выполнить, получив на кривой ПК'. Соединим его с центром О окружности и рассчитаем величину угла φ по соотношению φ/k = 360°/2nR. Из этого соотношения (p = k\80°/πR. Пользуясь углом φ, находим x=R sin φ, R — y=Rcosφ, откуда y = R(1—cosφ) = 2Rsin(φ/2). Таким образом, координаты точки ПК'

Числовое значение величин x и у по аргументам R и k также определяют с помощью таблиц для разбивки кривых.
Пример. На рис. 86 для выноса на кривую ПК1 по аргументам R=200 м и k=21,39 м в таблице находят: x=21,35 м, у= = 1,14 м. Составляют разность k — х=21,39—21,35=0,04 м, которую называют кривой без абсциссы. (В некоторых таблицах указывают не х, a k — х.) Отложив ее от ПК1 по линии тангенса в сторону HK, получают основание ординаты, из которого строят ее величину (1,14 м). На конце ординаты забивают кол и ставят около него сторожок с надписью ПК1, предварительно снятый с прежнего места. Аналогично по R = 200 м и k = 46,74 м рассчитывают положение ПК2 на кривой. Его сдвигают на величину k — x в сторону конца кривой и на величину у влево от оси трассы.
Полевые работы при нивелировании
Ведение нивелирного журнала. Результаты измерений при нивелировании записывают в журнал установленной формы [6]. Там же вычисляют превышения между точками и их отметки. На каждой странице журнала отмечают начало и конец наблюдений, условия погоды, видимость и температуру воздуха. Запись наблюдений в каждом ходе (секции) начинают на новой странице с указанием названия или номера начального и конечного реперов либо пикетов.
Высотная привязка трассы. Начало и конец трассы привязывают к ближайшим реперам государственной нивелирной сети, прокладывая привязочные ходы. Трассу длиной более 10 км разбивают на секции и каждую из них привязывают к реперам. Привязочный ход ведут по кратчайшему удобному направлению. Нивелирование выполняют способом из середины. На всех точках, исключая реперы, рейки ставят на башмаки, костыли или прочные колья. Работу начинают и заканчивают на реперах. С грунтового репера (см. рис. 35, а) предварительно снимают слой земли. Рейку ставят на головку грунтового или полочку стенного репера. Привязку к стенной марке выполняют по подвесной реечке или обычной линейке с миллиметровыми делениями, совмещая нуль реечки (линейки) с центром марки (см. рис. 35,б). Если марка находится выше визирного луча, отсчету по реечке приписывают знак минус. Во избежание грубого промаха в журнале зарисовывают схему привязки и пишут на ней отсчеты, взятые по черным сторонам реек.
Проложение хода и работа на станции. В привязоч-ных и основных ходах (рис. 88) нивелир устанавливают между связующими точками, причем не обязательно в их створе, но так, чтобы неравенство плеч было менее 10 м. Связующими называют точки, по которым ведут передачу высоты от начала к концу хода (секции). Отсчеты с реек берут по обеим сторонам с двух смежных станций. На рис. 88 такими точками являются ПК0, ПК2, ПКЗ, x1, ПК4. Между связующими точками основных ходов обычно располагаются промежуточные, которые в передаче высоты не участвуют. Рейки, устанавливаемые на них, отсчитывают только по черной стороне. На рис. 88 такими точками являются плюсовые (ПК0 + 60, ПК0 + 78,6 и др.), ПК1 и на поперечнике.
В ходах технического нивелирования нормальное расстояние между нивелиром и связующей точкой 120 м; в благоприятных условиях допускается 200 м.
5080248285На каждой станции прочно ставят штатив. Его головка должна быть примерно горизонтальна. Привинченный к ней нивелир горизонтируют по круглому уровню и закрепляют становым винтом. Вращением диоптрийного кольца окуляра добиваются отчетливого изображения сетки нитей, а вращением головки кремальеры — резкого изображения задней рейки.
Придерживаются следующего порядка ведения наблюдений и записей. Наводят трубу на черную сторону задней рейки и совмещают (у нивелира с уровнем) эле-вационным винтом изображения половинок конца пузырька цилиндрического уровня, после чего читают и записывают в журнал отсчет. Далее трубу нивелира наводят на черную сторону передней рейки, уточняют фокусировку, приводят в контакт уровень, читают отсчет по черной стороне, а затем — по красной; трубу вновь наводят на заднюю рейку и читают отсчет по ее красной стороне.
Из отсчетов по черной и красной сторонам реек составляют разности и сравнивают их между собой. Разность между ними не должна отличаться от разности высот нулей пары реек, полученной при их поверке, более чем на ±5 мм. Если это требование не выполнено, наблюдения повторяют, предварительно выяснив и устранив причины грубого промаха. Ими могут быть плохое крепление ножек штатива в грунте, слабое скрепление нивелира со штативом, наклон или оседание рейки (если она не поставлена на кол), отсчет при наклонной линии визирования (нивелировщик забыл привести уровень в контакт).
В случае, если разность высот нулей пары реек допустима, дважды вычисляют измеренное превышение между связующими точками, составив сначала разность 1iЧ отсчетов по черным сторонам задней и передней реек, а затем разность hK отсчетов по их красным сторонам. Первая отличается от второй на ±100 мм, отклоняясь от этой величины точно на разность высот нулей пары реек, полученную на данной станции. Из измеренных превышений находят среднее, равное (hЧ+hκ± 100)/2. После этого рейки устанавливают на плюсовых точках и берут отсчеты по черной стороне. При нивелировании поперечника порядок работы несколько иной: сначала рейки устанавливают на точках поперечника и берут отсчеты по черным сторонам, затем заднюю рейку ставят на заднем пикете, переднюю на переднем и измеряют превышения в указанной выше последовательности.
После перемещения нивелира на следующую станцию передняя связующая точка предыдущей станции становится задней связующей точкой последующей станции. На ней остается прежняя рейка. На переднюю связующую точку переносят рейку с задней связующей точки предыдущей станции. Нарушение порядка чередования реек недопустимо, поскольку это ведет к промахам в определении знаков превышений. Наблюдения на последующей станции ведут в том же порядке, что и на предыдущей.
Выполняя постраничный контроль, отдельно суммируют отсчеты по черным и красным сторонам реек на задних связующих точках, получая Σ3, и на передних — ΣΠ. Разность Σ3—ΣΠ должна быть идентична сумме превышений, вычисленных из отсчетов по черным и красным сторонам реек, а полусумма отсчетов, т. е. 0,5 (Σ3—ΣΠ), должна быть равна сумме средних превышений ΣhСР. Результаты вычислений записывают внизу каждой страницы.
571566675Перерыв в работе (на ночь, на обед) устраивают после надежного закрепления связующей точки. Обычно работу заканчивают на репере или заменяющей его точке (прочном пне, большом камне, выступе сооружения и т. п.); при отсутствии последней в замаскированную яму вбивают кол длиной 40—50 см.
При нивелировании крутых склонов (см. правую часть рис. 88) иногда невозможно определить превышение между
соседними точками трассы с одной станции, так как линия визирования проходит выше одной рейки и ниже другой. Тогда в качестве связующей выбирают в удобном месте склона дополнительную точку (называемую иксовой), закрепляют ее колом, но положение в плане не определяют. В этом месте хода сначала, например на станции III, передают отметку с задней точки трассы на иксовую, а затем на станции IV — с иксовой на переднюю точку.
Нивелирование через реку шириной от 100 до 300 м выполняют дважды с обоих берегов (рис. 89, а). Со станции I, расположенной в 10—20 м от связующей точки А, берут отсчеты по двум сторонам сначала по рейке, стоящей на этой точке, затем на точке В. Перевозят нивелир на другой берег и со станции II, удаленной от точки В тоже на 10—20 м, не меняя фокусировку трубы, снимают отсчет с рейки, стоящей на точке А, потом, изменив фокусировку, — на точке В. Из двух превышений вычисляют среднее, значительно ослабляя тем самым влияние ошибок из-за неравенства плеч, так как знаки этих ошибок, как и знаки прямого и обратного превышений, противоположны. При ширине реки более 300 м наблюдения ведут по той же схеме, но отсчеты по рейкам берут через горизонтальные прорези специально устроенных ярко окрашенных щитков (рис. 89, б). По сигналам нивелировщика реечник передвигает щиток вдоль рейки, останавливая движение, когда изображение прорези совмещается с горизонтальной нитью сетки. В этом случае допускается расхождение между прямым и обратным превышениями 10 мм на каждые 100 м ширины реки.
На предварительных изысканиях переходов через реки со спокойным течением можно передавать отметки упрощенным способом — по урезу воды. На обоих берегах на перпендикулярах к направлению течения роют ямы и отводят в них воду из реки по канавкам. В ямах в один и тот же момент забивают колья вровень с уровнем воды. Переданную на один из кольев отметку считают отметкой и другого кола.
При нивелировании через проходимое болото необходимо тщательно соблюдать меры, обеспечивающие устойчивость штатива и реек. Для этого их ставят на колья, прочно забитые в грунт. Наблюдают рейки два нивелировщика: один — заднюю, другой — переднюю. Нивелирование через непроходимые болота и реки большой ширины ведут обычно зимой по заранее вмороженным в лед кольям под рейки и ножки штатива.
Обработка результатов съемки трассы
В камеральных условиях увязывают превышения, вычисляют отметки, составляют план и профиль трассы.
Увязка превышений. Предусматривает устранение несоответствия между суммой полученных превышений Σhпр, и ее теоретическим значением ΣhT в ходе. В замкнутом ходе ΣhT равна нулю, в разомкнутом — разности отметок конечного Нк и начального Нн реперов. Невязки в замкнутом и разомкнутом ходах вычисляют по формулам

Если невязка не превышает допустимую, в средние превышения вводят одинаковые поправки ωh (с округлением до целых миллиметров) со знаком, обратным знаку невязки. В нивелирном журнале их указывают над средними превышениями, а ниже — исправленные превышения.
Вычисление отметок. Высоту связующих точек вычисляют по (37) последовательным алгебраическим суммированием исправленного превышения с отметкой задней связующей точки. Правильность вычислений на каждой странице журнала контролируют по соблюдению равенства

в котором HП и H1 — отметки связующих точек, записанных на данной странице соответственно последней и первой в графе «Отметки»; Σhиспр(стр) — сумма исправленных превышений на данной странице.
Высоту промежуточных точек рассчитывают, определив высоту связующих через горизонт прибора, который находят по (39) дважды — по отметкам задней и передней связующих точек и отсчетам по черным сторонам реек, стоявших на этих точках. В журнал записывают среднее из двух определений. Отметку любой промежуточной точки, отнивелированной с данной станции, находят как разность между горизонтом прибора и отсчетом по рейке, стоявшей на ней.
План и профиль трассы. План составляют в масштабах 1:10 000—1:5000. Вершины углов поворота наносят на план по их координатам. На предварительных изысканиях трассу можно наносить по измеренным румбам и расстояниям. На плане показывают ситуацию в снятой полосе местности, положение главных точек кривых и поперечников с надписями их пикетажных обозначений. Профиль трассы составляют на миллиметровой бумаге в том же горизонтальном масштабе, что и план. Его вертикальный масштаб в 5—10 раз крупнее горизонтального. Обычно придерживаются следующего порядка работы: разграфка сетки профиля, заполнение сетки по данным нивелирного и пикетажного журналов, построение профильной линии, построение поперечных профилей. Примеры оформления плана и профиля трассы приведены в [6].
Проектирование по профилю
При проектировании линейных сооружений (дорог, каналов и др.) на профиль наносят проектную линию и используют его для вычисления проектных и рабочих отметок, а также данных о положении точек нулевых работ.
Рассмотрим методику вычислительных и графических работ по проектированию лесных дорог. Требования к проектной линии зависят от назначения и характера дороги. В частности, уклоны должны быть максимально пологими: не более 40 0/00 на лесовозных дорогах и 60 0/00 на лесохозяйственных. Расстояние между вершинами переломов проектной линии (шаг проектирования) должно обеспечивать размещение вертикальных кривых, необходимых для обеспечения плавности движения и видимости пути. Земляные работы должны быть минимальными при соблюдении баланса, т. е. равенства объема насыпей и выемок.
Проектные отметки вычисляют по уклону проектной линии, а уклон — по высотам отдельных фиксированных точек этой линии: местам примыкания к другим дорогам, рассчитанным или заданным высотам мостовых переходов и др. С использованием отметок таких точек уклон проектной линии вычисляют по формуле

где НПК, НПН — проектныеотметки конца и начала линии; S — длина горизонтального проложения линии.
Отметки всех других точек данной проектной линии получают по формуле

где i — уклон, вычисленный по (50); НППРЕД , НППОСЛЕД _ проектная отметка предыдущей и последующей точек; Sj — длина горизонтального проложения линии, соединяющей эти точки.

5715287020Расхождение вычисленной проектной отметки ПК5+46 с заданной составляет 0,05 м, что считается допустимым.
Рабочая отметка (h)—разность между проектной НП отметкой и отметкой земли H (рис. 90), т. е.
h = HП - H. (52)
Точка нулевых работ (H0)—точка пересечения проектной линии с профилем земли. Она расположена в месте перехода насыпи в выемку или выемки в насыпь, т. е. между рабочими отметками, имеющими противоположные знаки. При проектировании рассчитывают удаление x и у точки нулевых работ от ближайших к ней пикетов и плюсовых точек трассы, а также ее высоту H0 (см. рис. 90). Треугольники с основаниями h1 и h2 (рабочие отметки), сторонами ВС и ВПСП и общей вершиной О подобны. Следовательно,
х/(S-x)=h1/h2,
откуда
x = Sh1/(h1+h2);
аналогично
Отметку точки нулевых работ находят по (51), в которую вместо 5 подставляют x или у.
Результаты расчетов оформляют графически на профиле трассы в порядке, рассмотренном в [6].
Глава 4: ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ
Методы нивелирования.
Сущность и способы геометрического нивелирования
Высоту точек местности определяют измерением превышений h между ними (рис. 76). Зная высоту НА начальной точки А над уровнем моря или какой-либо другой уровенной поверхностью MN, высоту Нв определяемой точки В находят по формуле

Действия по определению превышений называют нивелированием. Наиболее точный метод — геометрическое нивелирование. Его выполняют нивелиром— геометрическим прибором с горизонтальным лучом визирования.
Существуют и другие методы нивелирования: тригонометрическое (наклонным лучом геодезического прибора), барометрическое (по результатам измерения атмосферного давления барометром); аэронивелирование (по показаниям физических приборов, устанавливаемых на летательных аппаратах) и др.
Геометрическое нивелирование ведут способом из середины (рис. 76, а). На начальной (задней) и определяемой (передней) точках ставят отвесно рейки с делениями, значения которых возрастают снизу вверх. Между рейками ставят нивелир I. Его визирную ось приводят в горизонтальное положение и направляют последовательно по линиям Ia и Ib. В трубу нивелира отсчитывают по рейкам отрезки Аа=3 и Bb = П, тогда

т. е. превышение равно отсчету по задней рейке минус отсчет по передней рейке. Отметку точки В вычисляют также через высоту линии визирования, которую называют горизонтомприбора ГП.

В отдельных случаях применяют способ нивелирования вперед (рис. 76, б). На передней точке ставят рейку, на задней — нивелир. Приводят его визирную ось в горизонтальное положение и измеряют высоту прибора i=Aa. Глядя в трубу, читают по рейке отсчет Bb = П, тогда
571526035
т. е. превышение равно высоте прибора минус отсчет по передней рейке (взгляд вперед).
Если в нивелирном ходе последовательно измерить превышения между точками А и В, В и С, С и D, ..., К и L, то превышение между начальной А и конечной L точками хода равно сумме всех превышений, т. е. hAL=hAB + hBC + .. . + hKL.
Нивелиры и нивелирные рейки
Классификация нивелиров. Нивелиры подразделяют на высокоточные, точные и технические. В каждую из этих групп входят нивелиры с цилиндрическими уровнями (для краткости в дальнейшем условимся называть их нивелирами с уровнями) и с компенсаторами.
Визирную ось зрительной трубы нивелира с уровнем приводят в горизонтальное положение вручную. У нивелира с компенсатором она устанавливается автоматически под действием маятникового или оптического устройства компенсации углов наклона линии визирования. Точные и технические нивелиры бывают с горизонтальными кругами (лимбами) и без них.
53340755650Точность и конструктивные особенности нивелиров указывают в их названиях (шифрах). Нивелиры с уровнями имеют шифры: высокоточные Н-0,5; точные Н-3; технические H-10 (H — первая буква названия прибора; число показывает точность прибора — среднюю квадратическую погрешность превышения в миллиметрах, возникающую при двукратном измерении 1 км нивелирного хода). При обозначении нивелиров с компенсаторами после цифры добавляют букву К, а с лимбами— Л. Например, технический нивелир с компенсатором и лимбом Н-10КЛ, а с уровнем и лимбом Н40Л.
На съемках и строительных работах в лесном хозяйстве применяют точные и технические нивелиры.
Нивелир Н-3 имеет зрительную трубу, наглухо скрепленную с цилиндрическим уровнем, и подставку (рис. 77, а). Зрительная труба 30-кратного увеличения дает обратное изображение. Ее наводят на рейку сначала приближенно, визируя по мушке при отпущенном закрепительном винте, затем — точно с помощью наводящего винта, глядя в трубу. Приближенно горизон-тируют (нивелируют) прибор по круглому уровню, действуя подъемными винтами. Точно приводят луч визирования в горизонтальное положение при помощи цилиндрического контактного уровня, действуя элевационным винтом. Наблюдатель берет отсчет с рейки, видимой в поле зрения трубы (рис. 78) рядом с изображением уровня, в тот момент, когда половинки концов пузырька пришли в контакт (см. § 33).
5715275272523107656229355715356235Нивелир Н-ЗК (рис. 77, б) имеет компенсатор, помещенный в зрительной трубе между объективом и сеткой нитей (рис. 79). Компенсатор состоит из двух прямоугольных призм: одна подвешена на двух парах тонких скрещивающихся стальных нитей, другая наглухо скреплена с корпусом трубы. При наклоне зрительной трубы на небольшой угол (до ±15') подвижная призма наклоняется в противоположную сторону на угол, рассчитанный так, чтобы направить горизонтальный луч, идущий от рейки на высоте центра объектива, точно на перекрестие сетки нитей. Компенсатор начинает работать после приближенного горизон-тирования нивелира по круглому уровню.
Разновидность данного типа приборов — нивелир Н-ЗКЛ имеет горизонтальный круг. Такой нивелир используют для съемки равнинных участков местности полярным способом. Цена деления лимба—1°. Отсчет берут по неподвижному штриху с погрешностью 0,1°.
Нивелир H-10 в настоящее время выпускается под шифрами H-10Л и 2Н-10Л (рис. 80, а). Помимо зрительной трубы, цилиндрического уровня и элевацион-ного винта имеет горизонтальный круг, по которому углы отсчитывают с погрешностью в 0,1°. Для гори-зонтирования нивелира Н-10Л служит шаровая пята, 2Н-10Л— подъемные винты.
Нивелир Н-10КЛ (рис. 80, б) с компенсатором, встроенным в трубу, имеет следующие особенности: зрительная труба дает прямое изображение; горизонтальный круг можно переставлять при помощи специального винта, что облегчает ориентирование лимба; для управления прибором имеется лишь одна рукоятка фокусировки зрительной трубы и перемещения подвижной линзы компенсатора.
139065553085Нивелирные рейки. Это деревянные бруски с обитыми железными пластинами концами (пятками). На рейки нанесены деления в виде шашек черного цвета на одной стороне, красного на другой. Счет делений ведут от нижней пятки. На черной стороне с ней совпадает нуль, на красной — отсчет 4 687 или 4 787 мм. Две рейки с разностью 100 мм в оцифровке пяток красных сторон составляют один комплект. Для точного нивелирования используют рейки РН-3, при техническом нивелировании —PH-10 или РН-3.
Рейка РН-3 (рис. 81, а) имеет цену деления 1 см. Каждый ее дециметр оцифрован прямыми или перевернутыми цифрами. Изготовляют складные (длиной 3 и 4 м) и цельные (длиной 1,5 и 3 м) рейки. В шифр рейки включают ее характеристики. Например, PH-ЗП-3000С: PH — рейка нивелирная, 3 — для точных работ, Π — для нивелиров прямого изображения, 3000 — 3-метровая, С — складная.
Рейка СН-10 — 4-метровая, складная, шкала с прямой или перевернутой оцифровкой, цена деления черной стороны 2 и красной 5 см.
Во время работы рейки ставят на прочно забиваемые в грунт колья. Если не требуется закреплять на местности точки установки реек, при нивелировании их ставят на переносные металлические башмаки или костыли (рис. 81, б, в).
Поверка нивелира и реек
-69850188595В нивелирах проверяют и при необходимости исправляют установку круглого уровня и сетки нитей, а также соблюдение основного условия геометрического нивелирования. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси нивелира (проверяют и исправляют так же, как и цилиндрический уровень теодолита). Вертикальная нить сетки должна быть отвесной (выполняют так же, как и соответствующую поверку теодолита).
Основное условие геометрического нивелирования состоит в том, что визирная ось зрительной трубы должна быть горизонтальна, а в нивелирах с цилиндрическими уровнями, кроме того, и параллельна оси уровня. Для проверки этого условия на ровном участке местности откладывают отрезок 40 м и разбивают его на 3 части так, как показано на рис. 82. На кольях и точках A и B ставят рейки, а над точками 1 и 2 последовательно устанавливают нивелир. Приведя визирную ось трубы нивелира в горизонтальное положение, читают отсчеты по черным сторонам рейки (а1, b1 и а2, b2).
Так как на станции 1 нивелир находится точно в середине отрезка AB, то при любом отклонении луча визирования от горизонтальной плоскости получают истинное значение превышения:

Это же превышениеможно получить по отсчетам а0 и b0 со станции 2; если визирный луч горизонтален,

Но поскольку он можетотклоняться от горизонтального положения на угол i, то отсчеты а0 и b0 в общем случае отличаются от получаемых фактически на некоторые величины 2х и x соответственно, т. е.

Подставив значения слагаемых (44) в (43), получим

Из равенств правых частей (42) и (45) находим

Если х≥4 мм, основное условие геометрического нивелирования нарушено.
Для исправления отклонений от основного условия вычисляют по (44) отсчеты а0 и b0 по рейкам А и В. В нивелире с уровнем ставят на отсчет а0 рейки А среднюю горизонтальную нить сетки, вращая элеваци-онный винт. При этом нарушается контакт уровня, который восстанавливают исправительными винтами. В нивелире с компенсатором на отсчет а0 перемещают среднюю горизонтальную нить сетки, действуя ее исправительными винтами. Исправление окончено, если на рейке В читается отсчет b0.
При поверке реек посредством контрольной линейки устанавливают, правильно ли разбиты на них деления. Метр рейки не должен отличаться от контрольной меры более чем на ±1,5 мм, дециметр — на ±0,5 мм. Рейки с большими погрешностями делений бракуют.
Для каждой рейки находят разность высот нулей реек. Рейку ставят последовательно на 4—6 кольев разной высоты, забитых в 20—25 м от нивелира, и каждый раз отсчитывают черную и красную стороны, составляют их разности и вычисляют среднюю из них; по ним определяют разность высот нулей пары реек, которые обычно бывают около 100 мм. На рейке, входящей в пару, пишут номер (1 или 2).
Погрешности и точность нивелирования
Глазомерная оценка долей сантиметра по рейке, неточность показаний уровня (компенсатора), ограниченная разрешающая способность, трубы, ошибки делений рейки — все это может внести в отсчет погрешность 2—3 мм, если расстояние (плечо) между нивелиром и рейкой составляет 100—120 м. Чтобы .избежать грубой погрешности отсчета, нивелир тщательно юстируют, отсчет по рейке снимают в момент контакта половинок концов пузырька уровня, относят ее от нивелира не далее "150 м.
Стремясь направить луч визирования горизонтально, его отклоняют от уровенной поверхности, проходящей через трубку нивелира, на отрезок К (см. рис. 3). Следовательно, в отсчет вносится погрешность, вызываемая кривизной Земли. Правда, она несколько уменьшается потому, что лучи света в атмосфере несколько искривляются (рефракция), как бы огибая Землю. Однако при величине плеча 100 м и более эта ошибка все же становится заметной. Если рейки ставить на одинаковом расстоянии от нивелира А, например в точках B и D), то погрешности из-за кривизны Земли и рефракции, равные по абсолютной величине, но разные по знаку, компенсируются и не влияют на результаты нивелирования. В связи с этим лучше применять нивелирование из середины с допустимым неравенством плеч 5—10 м, а нивелирование вперед— в исключительных случаях и при длине плеча не более 100 м.
Рейка должна стоять вертикально; оседание ее устраняют установкой на колья или башмаки. Если на рейке отсутствует уровень и отсчет более 1 000 мм, ее покачивают в створе линии визирования и за правильный отсчет принимают самый малый из наблюдаемых.
Значительные ошибки в нивелировании могут быть вызваны внешними условиями. Поэтому не рекомендуется вести работу при сильном ветре и значительных колебаниях изображения реек восходящими потоками воздуха. Высота визирного луча над грунтом или растительностью должна быть не меньше 0,2 м. Нивелир от солнечных лучей защищают зонтом.
Устранить полностью влияние неблагоприятных условий на результаты нивелирования практически невозможно, но погрешности не должны быть грубыми. Для нивелировок разной точности рассчитаны нормы предельных допустимых погрешностей. Если они превышены, измерения переделывают. Так, для технического нивелирования установлены следующие допуски; расхождения в превышениях, определенных по черным и красным сторонам реек, не должны превышать 5 мм; невязки в нивелирных ходах должны быть не более ±50√L мм или ±10√n мм (L — длина хода, км; n— число станций в ходе).
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Материалы XXVII съезд КПСС. – М.: Политиздат, 1986. – 353 с.
Сборник декретов и документов о становлении лесной промышлености. 1917 – 1921 гг. – М.: Лесная промышленость, 1978. – 348 с.
Ассур В. Л., Филатов А. М. Практикум по геодезии. – М.: Недра, 1985. – 360 с.
Ганьшин В. Н. , Хренов Л. С. Таблицы для разбивки круговых и переходных кривых.–5-е изд., перераб. и доп.–М.: Недра, 1985.-430 с
Дмитриев И. Д., Мурахтанов Е. С, Сухих В. И. Лесная аэрофотосъемка и авиация.-М.: Лесная промышленость, 1981.-344 с.
Дубов С. Д. Поляков А. Н. Практикум по лесной съемке.-М.: лесная промышленость, 1984.-141 с.
Инструкция по проведению лесоустройства в едином государственном лесном фонде СССР. Часть I. Организация лесоустройства и полевые работы.-М.: Гослесхоз СССР,1986.-133 с.
Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:10000 и 1:25000. Полевые работы.-М.: Недра,1978.-79 с.
Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500. ГКИНП-02-033-82 (издание официальное).- М.: Недра, 1985, - 152тс.
Лобанов А. Н. Фотограмметрия.-М.: Недра, 1984.-522 с.
Маслов А. В., Гладилина Е. Ф., Костык В. А. Геодезия.-М.: Недра,1986.-416 с.
Мурахтанов Е. С., Моисеев Н. А., Мороз П. И., Столяров Д. П. Лесоустройство.-М.: Лесная промышленость, 1983.-344 с.
Спиридонов А. И., Кулагин Ю. Н., Крюков Е. С. Справочник-каталог геодезических приборов.-М.: Недра, 1984.-781 с.
Справочное руководство по инженерно-геодезическим работам/Под ред. В. Д. Большакова и Г. П. Левчука.-М.: Недра,1980.-781 с.

Приложенные файлы

  • docx 9388688
    Размер файла: 1 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий