Краткий перечень программных вопросов

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ И УКАЗАНИЯ ПО ИХ ВЫПОЛНЕНИЮ

Учебный план для строительных специальностей предусматривает выполнение студентами-заочниками двух контрольных работ. Каждую работу следует выполнять только после проработки соответствующего учебного материала по литературе.

Цель настоящих методических указаний – помочь студентам-заочникам самостоятельно выполнить контрольные работы, предусмотренные учебной программой по инженерной геодезии.

КРАТКИЙ ПЕРЕЧЕНЬ ПРОГРАММНЫХ ВОПРОСОВ

1. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

Вводные сведения

1. Определение геодезии как науки, ее задачи.

2. Инженерная геодезия как научная дисциплина: ее задачи и назначение при строительстве различных сооружений. Значение геодезической подготовки для инженера-строителя. Связь геодезии с другими научными дисциплинами.

Сведения о фигуре Земли и применяющихся системах координат

1. Основные понятия и сведения о фигуре и размерах Земли.

2. Математические формы Земли: уровенная поверхность, геоид, земной эллипсоид, эллипсоид Красовского, его параметры.

3. Метод проекций в геодезии.

4. Учет влияния кривизны Земли на определение горизонтальных и вертикальных расстояний.

5.Определение положения точек земной поверхности и применяющиеся для этого системы координат. Геодезическая система координат – широта,долгота, высота.

6.Система прямоугольных координат. Понятие о прямоугольной системе координат Гаусса-Крюгера. Условная прямоугольная система координат.

7. Абсолютная и относительная высоты. Система счета высот (от нуля Крондштатского футштока).

Ориентирование

1. Углы ориентирования: азимуты, дирекционные углы, румбы; связь между ними. Сближение меридианов.

2. Прямая и обратная геодезические задачи.

3. Связь дирекционных углов двух линий с горизонтальным углом между ними.

4. Истинные и магнитные азимуты; зависимость и связь между ними.

1.4. Топографические планы и карты

1. Понятие о плане, карте, профиле.

2. Масштабы (численный, линейный и поперечный). Точность масштабов.

3. Номенклатура планов и карт.

4.Географическая и километровая сетка топографических карт, координатная сетка на планах.

5. Рельеф земной поверхности и его изображение на топографических планах и картах.

6. Основные формы рельефа. Изображение рельефа горизонталями. Высота сечения, заложение и уклон. Масштабы заложения.

7. Интерполирование горизонталей. Свойства горизонталей.

8. Задачи, решаемые по топографическому плану:

определение координат точек, расстояний, дирекционных углов, истинных и магнитных азимутов, крутизны ската, построение профиля.

9.Способы определения площадей на планах и картах – графический, аналитический, механический.

Точность геодезических измерений. Понятие о математической обработке материалов измерений

1. Классификация погрешностей.

2. Грубые и систематические погрешности, их характеристика, предупреждение, ослабление влияния и исключение.

3.Равноточные измерения, случайные погрешности и их свойства.

4.Критерии оценки точности измерений. Предельные, абсолютные и относительные погрешности.

5.Истинное значение измеренной величины. Формула Гаусса для вычисления средней квадратической погрешности.

6.Арифметическая середина. Векроятнейшая погрешность. Формула Бесселя.

7.Средняя квадратическая погрешность арифметической середины.

8.Неравноточные измерения, понятие о весе результатов измерений.

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Вводные сведения

1. Виды измерений, геодезические приборы, их подразделение по назначению.

2. Влияние внешних условий на геодезические измерения, на выбор методики измерений.

3. Общие сведения об охране труда и технике безопасности на геодезических работах.

4. Требования к охране окружающей среды.

Угловые измерения

1. Принцип измерения горизонтального угла

2. Схема устройства теодолита.

3. Детальное устройство теодолита: зрительная труба, горизонтальный и вертикальный круги, отсчетные приспособления: штриховой и шкаловой микроскопы.

4. Типы теодолитов, их подразделения по назначению, точности, основным конструктивным данным.

5. Подготовка теодолита к работе.

6. Поверки теодолита.

7. Способы измерения горизонтальных углов. Точность измерений.

8. Измерение вертикальных углов. Определение места нуля, вычисление углов наклона.

9. Измерение магнитных азимутов.

Линейные измерения

1. Общие сведения о назначении, методах, точности линейных измерений и применяющихся типах мерных приборов.

2. Подготовка линии к измерению. Закрепление, вешение линии.

3. Приборы для непосредственного измерения расстояний, ленты, рулетки. Компарирование мерных лент и рулеток.

4. Процесс измерения, введение поправок за компарирование, температуру и наклон линии местности..

5. Точность линейных измерений, производимых с помощью лент и рулеток, основные источники ошибок.

6. Оптические дальномеры. Нитяной дальномер, его устройство. Измерение расстояний дальномером.

7. Определение коэффициента нитяного дальномера.

8. Дальномеры двойного изображения, конструктивные особенности, точность.

9. Понятие об измерениях подвесными мерными приборами и электронно-оптическим способом.

10. Определение неприступных расстояний.

Нивелирование

1. Задачи нивелирования.

2. Виды нивелирования (геометрическое, тригонометрическое, гидростатическое, барометрическое, физическое, автоматическое), область применения и точность.

3. Геометрическое нивелирование, способы “вперед” и “из середины”.

4. Последовательное (сложное) нивелирование. Закрепление точек нивелирования, нивелирные риски, их типы.

5. Нивелир. Назначение, основные конструктивные типы, классификация.

6. Устройство глухих (уровенных) нивелиров.

7. Поверки глухих нивелиров.

8. Особенности нивелиров с компенсаторами и их поверки.

9. Установка нивелира в рабочее положение.

10. Нивелирные рейки.

11.Производство нивелирования 1У класса и технического, порядок работы на станции, контроль, точность, допуски, связующие и промежуточные точки, точки “Х”.

12.Обработка результатов нивелирования: вычисление превышений, постраничный контроль

13. Нивелирный ход, назначение, точность.

14. Вычислительная обработка замкнутого нивелирного хода (увязка

превышений, точность, допуски, вычисление отметок связующих и промежуточных точек, горизонта инструмента ).

15. Вычислительная обработка разомкнутого нивелирного хода.

Тригонометрическое нивелирование, основные вычислительные формулы.

Топографические съемки

1. Виды съемок и их классификация. Область применения.

2. Понятие о выборе масштаба съемки и высоты сечения рельефа.

3. Горизонтальная съемка, ее сущность. Состав и порядок производства полевых работ. Способы съемки ситуации, абрис. Приборы, точность. Вычислительная обработка и составление плана горизонтальной съемки.

4. Особенность производства съемок застроенных территорий.

5. Тахеометрическая съемка. Ее сущность. Приборы, точность. Производство тахеометрической съемки; порядок работы на станции, ведение полевых журналов и абриса. Вычислительная обработка полевых материалов, вычисление МО, углов наклона, превышений, горизонтальных проложений, отметок. Составление плана тахеометрической съемки.

6. Нивелирование поверхности. Способы нивелирования поверхности. Состав, последовательность полевых работ. Вычислительная обработка полевых материалов и составление плана.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

Работа состоит из трех заданий, выполняемых в тетради для выполнения контрольной работы № 1.

Задание 1. Решение задач на топографических картах

Исходные данные к работе

1) учебная топографическая карта масштаба 1:25000 ( прил. 1 )

2) две точки на карте, указанные преподавателем либо взятые самостоятельно следующим образом: с нижнего левого угла отложить по оси Х количество сантиметров, равное количеству букв в фамилии студента, по оси У – соответственно количеству букв в полном имени студента.

Например: Тарасенко Александр . Тарасенко – 9; Александр – 9. Откладывает по оси Х 9 см вверх, по оси У – 9 см вправо. В результате получаем точку для решения задач. Это первая точка. Второй будет для всех одна и та же - триангуляционный пункт г.Дубровино, расположенный в центре карты. Перед началом работы карту ( прил. 1 ) распрямить, положить на ровную поверхность. Дополнительные построения выполнять мягким карандашом, легкими линиями. Все измерения вести аккуратно, не нанося ущерба карте.

Решить следующие задачи

1) определить прямоугольные координаты Х и У точки 1;

Циркулем измеряют по перпендикуляру расстояние от данного объекта до нижней километровой линии и по масштабу определяют его действительную величину. Затем эту величину в метрах приписывают справа к подписи километровой линии, а при длине отрезка более километра вначале суммируют километры, а затем также приписывают число метров справа. Это будет координата объекта Х (абсцисса).

Таким же приемом определяют и координату Y (ординату), только расстояние от объекта измеряют до левой стороны квадрата, При отсутствии циркуля расстояния измеряют линейкой или полоской бумаги. Пример определения координат объекта А показан на рис. 1:

Х= 5 877100м ; У = 3 302 700м.

Здесь же дан пример определения координат объекта В, расположенного у рамки листа карты в неполном квадрате:

Х= 5 874 850м; Y = 3 298 800м.

Рисунок 1- Определение прямоугольных координат объектов по карте

2) указать зону, в которой находится точка 1, и пересчитать У из условного начала в зональную систему (приняв У₀ = 0 в зоне);

3) определить географические координаты φ и λ точки 1;

Географические координаты — угловые величины: широта φ и долгота λ, определяющие положение объектов на земной поверхности и на карте (рис.).

Широта(параллель, горизонтальная линия на карте) — угол φ между отвесной линией в данной точке и плоскостью экватора. Широты изменяются от 0 до 90°; в северном полушарии они называются северными, в южном — южными.

Долгота (меридиан, вертикальная линия на карте) — двухгранный угол λ между плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана данной точки земной поверхности. За начальный меридиан принят меридиан, проходящий через центр Гринвичской обсерватории (район Лондона). Начальный меридиан называют Гринвичским. Долготы изменяются от 0 до 180°. Долготы, отсчитываемые на восток от Гринвичского меридиана, называются восточными, а долготы, отсчитываемые на запад, — западными.

Рисунок - Географические координаты: φ—широта точки А;

λ—долгота точки А.

На топографических картах линии параллелей и меридианов служат внутренними рамками листов; их широты и долготы подписываются на углах каждого листа. На листах карт на западное полушарие в северо западном углу рамки помещается надпись «К западу от Гринвича». На листах карт масштаба 1 : 50 000, 1 : 100 000 и 1 : 200 000 показываются пересечения средних параллелей и меридианов и дается их оцифровка в градусах и минутах. По этим данным восстанавливают подписи широт и долгот сторон рамок листов, срезанных при склейке карты. Кроме того, вдоль сторон рамок внутри листа сделаны небольшие (по 2—3 мм) штрихи через одну минуту, по которым можно прочертить параллели и меридианы на карте, склеенной из многих листов.

На картах масштаба 1 : 25 000, 1 : 50 000 и 1 : 200 000 стороны рамок разделены на отрезки, равные в градусной мере одной минуте. Минутные отрезки оттенены через один и разделены точками (за исключением карты масштаба 1 : 200 000) на части по 10".

На листах карты масштаба 1 : 500 000 параллели проведены через 30', а меридианы—через 20'; на картах масштаба 1 : 1 000 000 параллели проведены через 1°, меридианы — через 40'. Внутри каждого листа карты на линиях параллелей и меридианов подписаны их широты и долготы, которые позволяют определять географические координаты на большой склейке карт.

Определение географических координат объекта по карте производится по ближайшим к нему параллелям и меридианам, широта и долгота которых известна. На картах масштаба 1 : 25 000...1 : 200 000 для этого приходится, как правило, предварительно провести южнее объекта параллель и западнее — меридиан, соединив линиями соответствующие штрихи, имеющиеся вдоль рамки листа карты. Широту параллели и долготу меридиана рассчитывают и подписывают на карте (в градусах и минутах). Затем оценивают в угловой мере (в секундах или долях минуты) отрезки от объекта до параллели и меридиана (Ami и Ami на рис. ), сопоставив их линейные размеры с минутными (секундными) промежутками на сторонах рамки. Величину отрезка Ат\ прибавляют к широте параллели, а отрезка Ami — к долготе меридиана и получают искомые географические координаты объекта — широту и долготу.

Рисунок - Пример определения географических координат объекта А, его координаты: северная широта 54°35'40", восточная долгота 37°41 '30".

4) определить отметку (высоту) точки 1;

Вычисление уклона линии.

Решение данной задачи можно выполнить двумя способами: по масштабу (графику) заложений и по приближенной формуле.

При первом способе в раствор циркуля-измерителя берется расстояние между двумя смежными горизонталями по линии наибольшей крутизны, т. е. по кратчайшему расстоянию между ними и, приложив иглы циркуля к графику заложений, определить угол наклона (рис.3). График заложений (рис.2) помещается под южной стороной рамки листа топографической карты. В случае очень близкого расположения горизонталей друг к другу, когда затруднительно взять расстояние между ними, крутизну склона определяют между утолщенными горизонталями, пользуясь при этом графиком заложений между утолщенными горизонталями (правый график заложений).

Например:

Пусть требуется определить крутизну ската вдоль отрезка ef. Взяв отрезок в раствор циркуля-измерителя, перемещаем нижнюю ножку циркуля вдоль основания основного (левого) масштаба заложений до тех пор, пока верхняя точка не окажется на кривой. В данном примере крутизна ската равна 2,5˚

Приближенная формула для определения величина угла ν, характеризующего крутизну склона, следующая: i = tg = h/d ; где h – превышение (высота сечения рельефа); d– заложение в метрах на местности. Эту формулу можно использовать для определения среднего угла наклона для двух точек, лежащих на одном склоне (рис.1).

8) определить дирекционный угол линии 1 – 2 и обратный 2 – 1;

Исходные данные

1) схема теодолитного хода ( прил. 3 );

2) журнал измерения углов и длины сторон ( прил. 2 );

3) абрис ( прил.4 );

4) начальный дирекционный угол линии 1 – 2.

2. Основные вычислительные формулы и порядок камеральной

обработки полевых материалов горизонтальной съемки

Вычисление координат производят в ведомости ( прил. 5 ) в следующем порядке:

1) в графу 1 записывают номера точек хода, а в графу 2 – величины соответствующих горизонтальных углов, выписанные из угломерного журнала ( прил.2 );

2) вычисляют практическую сумму измеренных углов по формуле:

Σ β _пр. = β₁ +β₂+β₃+β₄, (1)

где β_{1, 2, 3, 4} - горизонтальные углы;

3) определяют теоретическую сумму углов по формуле:

Σ β _теор. = 180⁰ (п – 2) (2)

где п – число измеренных углов;

4) вычисляют угловую фактическую невязку по формуле:

f _{β пр.} = Σ _βпр. – Σ _{β теор. ;} (3)

5) устанавливают предельную допустимую угловую невязку:

f _{β доп.} = t , (4)

где t – точность измерения углов, равная в данном случае 30 ^' ;

6) если f _{β доп.} > f _{β пр,} вычисляют поправки в углы по формуле:

δ _β = -f (5)

где п – количество углов; δ_β - вычисляют с округлением до 0,1

7) контроль вычисления поправок:

Σ δ _β = - f _{β пр.}, (6)

причем, если поправки во все углы не получаются одинаковые, то большие (на 0,1) вводят в углы, образованные короткими сторонами.

Поправки записывают красными чернилами над измеренными углами в графу 2;

8) вычисляют исправленные углы по формуле:

β испр. = β изм. ± δ _β, (7)

где β изм. – соответствующий точке угол, а исправленный угол – алгебраическая сумма угла и поправки.

Исправленные углы записывают в графу 3.

Контроль вычисления исправленных углов:

Σ β испр. = Σ β теор. (8)

9) вычисляют дирекционные углы по формуле:

α _2-3 = α _1-2 + 180 ⁰ – β _{2 испр;}

α _3-4 = α _2-3 + 180 ⁰ – β _{3 испр};

α _4-1 = α _3-4 + 180 ⁰ – β _{4 испр.} (9)

Пример: α _1-2 = 19 ⁰ 34 ′, 9

α _{2 –3} = α _1-2 + 180 ⁰ - β ₂ = 19 ⁰ 34 ′ ,9 + 180⁰ - 99 ⁰ 04 ′,3 = 100 ⁰ 30′, 6 ,

α _{1 –2} - начальный дирекционный угол, как уже говорилось, может быть задан преподавателем или определен самостоятельно, по шифру (шифр – номер зачетной книжки студента) следующим образом: количество градусов равно двум последним цифрам шифра студента, количество минут равно количеству букв фамилии студента. Например: студент Тарасенко Александр, шифр 99-144. Значит: α _1-2 = 44⁰ 09 ′;

10) для контроля вычисления дирекционных углов следует найти дирекционный угол α _{1 –2} по дирекционному углу α _{4 – 1} последней стороны и исправленному при вершине 1:

α _конеч = α _4-1 + 180 ⁰ – β _{1 испр} (10)

Это вычисленное значение должно совпадать с заданным дирекционным углом α _1-2. Значения дирекционных углов записать в графу 4.

Если при вычислении уменьшаемое окажется меньше вычитаемого, к уменьшаемому прибавляют 360⁰. Если дирекционный угол получится больше 360 ⁰ , из него вычитают 360 ⁰;

11) вычисляют румбы . Контролем вычисления румбов является вычисление второй раз по тем же значениям. Румбы записывают в графу 5;

12) в графу 6 выписывают средние длины сторон (горизонтальные проложения из угломерного журнала) прил.2;

13) вычисляют приращения координат по формулам:

Δ Х = ℓ cos α

Δ У = ℓ sin α (11)

или через румбы

∆ Х = ± ℓ cos r

Δ У = ± ℓ sin r (12)

Для вычисления Δ Х и Δ У можно пользоваться специальными таблицами (Таблицы приращений координат, - М.: Геодиздат, 1962) или микрокалькулятором « Электроника». Вычисленные приращения записывают в графы 7 и 8. Приращения могут быть положительными или отрицательными в зависимости от названия румба или значения дирекционного угла (рис.1).

Рисунок 1. Знаки приращений прямоугольных координат

Пример. Дирекционный угол α _{1 –2} = 19 ⁰ 34 ,^′ 9 , румб= СВ: 19 ⁰ 34^′ , 9 ;

ℓ _1-2 = 167,58 м; Δ Х = + 167,58 × cos 19 ⁰34^′ , 9= + 157,89;

Δ У = + 167,58 × sin 19 ⁰ 34′ ,9= + 56, 16

14) вычисляют невязки в приращениях координат замкнутого теодолитного хода:

f х = Σ Δ х _пр – Σ Δ х _теор;

f у = Σ Δ у _пр – Σ Δ у _{теор ;} (13)

f х = Σ Δ х _пр;

f у = Σ Δ у _пр; (14)

так как в замкнутом ходе Σ Δ х _теор = 0; Σ Δ у _теор = 0.

где Σ Δ х _пр. – сумма приращения в графе (7);

Σ Δ у _пр. – сумма приращения в графе (8);

15) вычисляют абсолютную линейную невязку по формуле:

f абс = ± √ f х ² + f у ² ; (15)

16) определяют относительную невязку по формуле:

f отн = (16)

где р – периметр, сумма всех сторон хода.

Критерием правильности вычисления приращений координат служит:

f отн ≤ (17)

Примеры в задании подобраны так, чтобы невязка получалась допустимой. Тогда распределяют невязки прямо пропорционально длинам сторон, вычисляют поправки по формулам:

δ х _i = - ℓ _{i ;}

δ у i = - ℓ _{i ;} (18)

где i – соответствующая сторона хода.

Так как невязки f х и f у малы, для удобства вычисления величин Р и ℓ следует выражать в сотнях метров с точностью до 0,1. Поправку с округлением до целых сантиметров вписывают красным цветом непосредственно в графы 7 и 8 над приращениями со знаком, обратным невязке;

17) контроль вычисления поправок:

∑ δ _х = - f х ;

Σ δ _у = - f у ; (19)

Сумма поправок должна быть равна с обратным знаком невязке по соответствующим приращениям;

18) вычисляют исправленные приращения по формуле:

Δ Х испр. = Δ Х выч. ± δ х _i ;

Δ У испр = Δ У выч. ± δ у _i , (20)

где i - соответствующие приращения, т.е. исправленные приращения находят как алгебраическую сумму вычисленного приращения, и поправки записывают в графы 9, 10;

19) контроль вычисления приращений:

Σ Δ Х испр = 0

Σ Δ У испр = 0 (21)

20) вычисляют координаты точек по формулам:

Х i = Х _{i - 1} + Δ Х _{( i – 1 ) – i испр;}

У i = У _{i - 1 +} Δ У _{( i - 1 ) – i испр} (22)

Точку 1 принимают за начало координат. Координаты Х и У могут быть заданы преподавателем. Координаты вершин хода получают последовательно алгебраическим сложением координат предыдущих вершин хода с соответствующими исправленными приращениями, т.е. приращения подставляют в формулу с учетом знака.

Например: Х₁=0; У₁ = 0

Х ₂= Х₁ +Δ Х _{1 –2 испр}; У₂=У₁ + Δ У_{1-2 испр};

Х₃= Х₂ + Δ Х _{2-3 испр}; У₃= У₂ + Δ У_{2-3 испр};

Х₄= Х₃ + Δ Х _{3-4 испр}; У₄ = У₃ + Δ У _{3-4 испр}; (23)

21) контролем служит получение заданной координаты точки 1 с помощью вычисления ее через координату точки 4 и исправленное приращение 4 – 1 :

Х ₁ = Х ₄ + Δ Х _{4-1 испр;} У₁ = У₄ + Δ У _{4 – 1 испр.}

Значение координат записывают в графы 11 и 12. Ведомость аккуратно переписывают по форме прил.5 и используют при построении плана, а затем вместе с планом предъявляют к сдаче в контрольной работе.

Составление плана, как уже указывалось, выполняют в масштабе 1:1000 на основании ведомости координат и абриса, сначала в карандаше, а затем убирают дополнительные построения и план вычерчивают тушью, в условных знаках. Работу выполняют в такой последовательности:

1) строят координатную сетку в виде квадратов со сторонами 10 см на листе чертежной бумаги 60х60 см. Способы построения сетки квадратов подробно описаны в учебнике. Можно применить линейку Дробышева, можно строить другим способом. Сетку вычерчивают остро отточенным карандашом. Построение координатной сетки нужно проконтролировать циркулем-измерителем, сравнивая диагонали квадратов, расхождение не должно быть больше 0,2 мм, иначе сетку строят заново.

Координатную сетку оцифровывают так, чтобы теодолитный ход размещался примерно в середине листа. 10 см в масштабе соответствует

100 м на местности и подписи сетки должны быть кратными 100 м. Так, для координат, приведенных в примере (прил.5), сетку следует оцифровать, как показано на рис.2;

Рисунок 2. Оцифровка координатной сетки

2) построение теодолитного хода выполняют по координатам вершин,

взятым из ведомости вычисления координат, графы 11, 12.

Нанесение точек производят с помощью циркуля- измерителя и масштабной линейки следующим образом:

Предположим, требуется нанести точку с координатами Х ₁ = + 184,52 и

У₁ = + 281,21.

Сначала выясним, в каком из квадратов сетки должна находиться точка: по оси Х точка должна лежать между линиями сетки +100 и +200, а по оси У – между линиями сетки +200 и +300. По линии Х от абсциссы 100 вверх откладывают расстояние 84,52 и проводят линию, параллельную абсциссе 100. Вдоль этой линии откладывают вправо расстояние

+281,21–200=81,21(м) (рис.3).

Рисунок 3. Построение точки по координатам

Полученную точку накалывают иглой измерителя и обводят окружностью диаметром 2 мм. Рядом с точкой, слева, записывают номер точки, справа – ее отметку, которая будет вычислена в следующем задании. Нанесение точек хода необходимо проконтролировать. Для этого измеряют расстояние между нанесенными вершинами и сличают с записанным в ведомости вычисления координат (графа 6), различие не должно быть больше 0,2 мм в масштабе составляемого плана;

3) нанесение на план ситуации производят в масштабе 1:1000 по абрису (прил.4). Сначала рекомендуется нанесение ситуации, снятой способом ординат по линии 2 –3. Одна ордината направлена вдоль линии 2 – 3, другая – от линии 2 – 3 до точки ситуации. Здание школы следует наносить по обмерам. Вдоль линии 1 – 2 идет улучшенная грунтовая дорога шириной 6 м, начало которой снято способом полярных координат. Это значит транспортиром отложить угол 74⁰21^′ от линии 1-4 по ходу часовой стрелки и по этому направлению отложить расстояние 90,25м (в масштабе 1:1000 это составляет 90,2 мм). Аналогично получают электрический столб, снятый полярным способом от линии 1-2. По линии 3-4 теплофикационные колодцы и углы забора сняты способом ординат с началом отсчета ординат в точке 3. Улицу Строителей с асфальтным покрытием шириной 10м наносят по 4 - м точкам. Ситуацию вычерчивают согласно абрису в условных знаках (данные в прил.6);

4) оформление горизонтального плана выполняют согласно прил.7. Ситуацию вычерчивают в условных знаках черной тушью. На плане только точки пересечения линий координатной сетки вычерчивают зеленым цветом, в виде крестов 6 х 6 мм. Линии теодолитного хода на готовом чертеже не вычерчивают, остаются вычерченными только точки. Затем выполняют рамочное и зарамочное оформление, подписывают согласно прил. 7.

Ведомость вычисления координат и горизонтальный план участка прилагается к контрольной работе.

Задание 3. Составление топографического плана участка методом

Тахеометрической съемки

В задании требуется:

1) вычислить отметки точек теодолитного хода, которые являются высотным обоснованием тахеометрической съемки, выполненной в поле на этом участке;

2) произвести обработку тахеометрического журнала и вычислить отметки реечных точек;

3) составить и вычертить план тахеометрической съемки участка с рисовкой рельефа горизонталями.

В задании даны полевые материалы тахеометрической съемки. Причем съемка произведена с точек 1 и 2 того же теодолитного хода. Цель тахеометрической съемки – получить топографический план участка. Сущность ее сводится к определению точек местности с помощью измерения полярного, горизонтального угла от линии теодолитного хода, дальномерного расстояния и угла наклона. По точкам теодолитного хода проложен нивелирный ход (прил.8), который послужил высотной основой съемки.

Тахеометрической съемкой доснимали реку, мост, снимали рельеф на горизонтальной съемке. Отдельные реечные точки взяты на точках ситуации, снятой прежде, и служат контролем съемки.

Исходные данные

1) журнал и схема нивелирования точек замкнутого теодолитного хода с привязкой к реперу, расположенному в устое моста (прил.8, 9 );

2) журнал тахеометрической съемки участка (прил. 10 );

3) абрис тахеометрической съемки (прил. 11 );

4) ведомость координат, вычисленных в предыдущем задании (прил. 5 ).

1. Основные вычислительные формулы и порядок выполнения

задания

Вычисление отметок точек теодолитного хода сводится к вычислительной обработке замкнутого нивелирного хода в такой последовательности:

1) готовят нивелирный журнал по форме прил.9 и выписывают из указанного приложения неизменными графы 1-5: номера станций, нивелирных точек, отчеты по рейкам (задние, передние, промежуточные), так как полевые измерения будут для всех одинаковыми;

2) вычисляют превышение на каждой станции по формулам:

h ₁ = а _ч – b _ч ;

h ₂ = а _кр – b _кр (24)

где а и b – соответственно отчеты по задней и передней, черной и красной сторонам рейки. Записывают в графу 6 журнала нивелирования.

Так, для станции 1 будем иметь превышения:

h₁ = 1425 – 0781 = +0644;

h₂ = 6108 – 5466 = +0642

Расхождения между h₁ и h₂ не должны превышать ±5мм.

Причем h₁ – h₂ ≤5мм, выполнено в поле;

3) определяют средние превышения на каждой станции по формуле:

h _ср = , (25)

и записывают в графу 7 журнала нивелирования.

4) контролируют правильность вычисления превышений, выполнив так называемый постраничный контроль по формуле:

= Σ h ср. (26)

где а и b - сумма всех отчетов по третьей и четвертой колонке сверху донизу, на одной странице; Σ h _ср и Σ h _выч - алгебраические суммы превышений по колонке 6 и 7 на одной странице. Контроль будет сходиться, если нет механических ошибок в вычислении превышений. В противном случае требуется пересчитать все сначала, с п.2.

Числовые значения сумм записывают внизу, под каждой колонкой на каждой странице;

5) вычисляют невязку по формуле:

f h _пр =Σ h _пр - Σ h _теор, (27)

где Σh _пр - сумма средних превышений в ходе; Σh _теор – теоретическая сумма превышений, вычисляемая по формуле:

Σ h _теор = Н к – Н н (28)

где Нк,Нн – соответственно конечная и начальная отметки нивелирного хода.

Так как в данном случае ход замкнутый, то Нк=Нн, следовательно, Σh_теор =0, и невязку вычисляют по упрощенной формуле:

f h _пр = Σ h _ср ; (29)

6) вычисляют допустимую невязку по формуле:

f _{h доп} =± 50 мм √L; (30 )

где L – длина хода, км;

7) если f _{h пр} ≤ f _{h доп}, определяют поправки в превышениях по формуле:

Δh = - (31)

Поправки красным цветом выписывают над средними превышениями в графе 7;

8) контроль вычисления поправок:

Σ Δ h = - f h _пр , (32 )

сумма поправок должна быть равна невязке с обратным знаком;

9) находят исправленные превышения по формуле:

h испр = h ср + Δh, (33 )

исправленное превышение – это алгебраическая сумма среднего превышения и поправки, записывают в графе 8:

10) вычисляют отметки связующих точек по формуле:

Н _п = Н _{п +1} + h _испр (34)

Начальную отметку Н _{реп 1} берут по шифру: количество метров равно двум последним цифрам шифра, количество сантиметров равно количеству метров, миллиметры равны 0.

Пример. Начальная отметка Н реп ₁ = 49,254 м задана преподавателем, ее записывают в графу 10 самой первой.

Определяют отметку точки 1, применив формулу (34):

Н ₁ = 49,254 м + 0,640 м = 49,394 м

Не следует забывать, что отсчеты и превышения вычисляют в миллиметрах, а отметки – в метрах. Отметку точки записывают напротив ее номера в графу 10. Эту отметку повторно записывают в той же графе, но уже первой – на станции 2. По ней вычисляют отметку следующей точки и так далее. В конце вычислений приходят к исходной отметке репера 1, это является контролем вычислений отметок связующих точек;

11) отметки промежуточных точек определяют через горизонт инструмента по формуле:

Н пром = ГИ – с, (35)

где ГИ – горизонт инструмента.

с – отсчет по черной стороне рейки на промежуточную точку, берут из

графы 5.

Горизонт инструмента вычисляют по формуле:

ГИ = Н + a _чер , (36)

где Н – отметка связующей точки, записанная первой на станции; а _чер – отсчет на ту же точку по черной стороне рейки, взятой в графе 3 (задние отсчеты).

Отметки горизонта инструмента записывают в графу 9. На станции будет одно значение горизонта инструмента. Отметки промежуточных точек записывают в графу 10 напротив номера точки.

Контролем вычисления отметок промежуточных точек будет вычисление в две руки, повторно. Все вычисления записывают аккуратно, чернилами.

Журнал тахеометрической съемки обрабатывают в такой последовательности:

1) графят журнал по форме (прил. 10) и выписывают из данного приложения значения граф 1-4;

2) вычисляют место нуля по формуле (для теодолита Т30)

МО = (37)

(к отчетам, меньшим 90⁰ , добавляется 360⁰),

где КП и КЛ - отсчеты по вертикальному кругу при положении вертикального круга соответственно справа и слева. На станции 1 взяты отсчеты для вычисления МО при наведении на точку 2; на станции 2 также взяты отсчеты по вертикальному кругу на точку 1.

Среднее значение МО выписывают в верхнюю строку тахеометрического журнала;

МО ₁ =

МО ₁₁ =

План тахеометрической съемки составляют в масштабе 1:1000 с сечением рельефа горизонталями через 0,5 м, для чего используют журнал тахеометрической съемки (прил.10), абрис (прил.11) и ведомость вычисления координат (прил. 5 ).

Последовательность выполнения работы:

1) на листе чертежной бумаги размером 60х60 см разбивают координатную сетку, оцифровывают и накалывают точки по координатам точно так же, как описано в предыдущем задании «Горизонтальная съемка»;

2) наносят на план реечные точки с помощью циркуля-измерителя, масштабной линейки и транспортира. Данные для нанесения берут из тахеометрического журнала (прил. 10 ).

На станции 1 лимб был ориентирован по направлению станции 4 (отсчет по горизонтальному кругу равен 0⁰00). С помощью транспортира вправо (по ходу часовой стрелки) от направления 1-4 откладывают горизонтальные углы (отсчеты по горизонтальному кругу, измеренные на реечные точки 1,2,3....38)

(абрис, прил.11). Получив на плане направление на реечные точки, от станции 1 по ним откладывают в масштабе 1:1000 соответствующие горизонтальные проложения из тахеометрического журнала.

При съемке со станции 2 лимб ориентирован по направлению станции 1.

Горизонтальный угол нужно строить от направления 2-1 так же, как и на станции 1. Нанесенные реечные точки обозначают слабым наколом иглы циркуля и обводят кружочком диаметра 1,0 мм. Слева – номер точки, справа – подписывают отметку. Точку уреза воды обводят кружочком диаметра 1,5 мм, указав отметку и подписав ее