Тема 3.1. Приборы геометрического нивелирования
Студент должен
уметь:
- проводить поверки нивелиров и нивелирных реек;
знать:
- сущность геометрического нивелирования;
- нивелиры и нивелирные рейки, их поверку, погрешности и точность измерений.
Сущность и способы геометрического нивелирования. Классификация нивелиров.
Нивелиры и нивелирные рейки. Поверки нивелиров и реек. Погрешности и точность нивелирования.
Литература
Основная
(1), с.143 - 152; (2), с. 123- 130.
Дополнительная
(8), с. 214 - 244; (9), с. 202 -226.
Методические указания
Изучая вопросы данной темы, особое внимание обратите на сущность геометрического нивелирования. Добейтесь чёткого понимания процесса измерения превышений между точками местности и определения их высот (отметок). Это позволит Вам разобраться в вопросах следующей темы.
Познакомьтесь с устройством и работой нивелира по учебнику, а при возможности и в натуре.
Задачи для самоконтроля
1. Определите превышение между точками, если при геометрическом нивелировании отсчёт по задней рейке 1456 мм, отсчёт по передней рейке 2378 мм. Нарисуйте схему этой задачи.
2. Определите высоту передней точки, если отметка задней точки 132687 мм. Превышение между точками возьмите из 1-й задачи.
3. Решите задачу 2 через горизонт инструмента. Отсчёты по рейкам возьмите в 1-й задаче.
Тема 3.2. Нивелирование трассы
Студент должен
уметь:
- подготовить нивелир к работе;
- производить и обрабатывать измерения;
- вычерчивать продольный и поперечный профили, проектировать по ним;
знать:
- назначение и содержание геодезических работ, выполняемых при изысканиях линейных сооружений;
- полевые и камеральные работы при нивелировании;
- проектирование по профилю.
Назначение и содержание геодезических работ, выполняемых при изысканиях линейных сооружений. Закрепление трассы. Горизонтальная съёмка трассы и разбивка пикетажа.
Полевые работы при нивелировании. Камеральная обработка результатов горизонтальной и вертикальной съёмок трассы. Проектирование по профилю.
Литература
Основная
(1), с.152 - 166; (2), с. 130 - 144.
Дополнительная
(8), с. 244 - 290; (9), с. 226 - 259.
Методические указания
Изучение этой темы позволит уяснить и технологию данной съёмки. При рассмотрении порядка ведения журнала технического нивелирования и его обработки используйте «Руководство по топографическим съёмкам в масштабах 165000, 1:2000, 1:1000, 1:500». Высотные сети М., 1976. (стр. 105-108, 123-127), или упрощённый вариант, показанный в контрольной работе № 2.
Задачи для самоконтроля
1. Рассчитайте элементы кривой. Угол поворота 46º 36´ , радиус кривой 400 м.
2. Определите пикетажное значение начала и конца кривой по данным из 1-й задачи. Пикетажное значение вершины угла поворота ПКЗ + 42,00.
3. Нарисуйте разбивочный чертёж по данным задач 1и 2.
Определите координаты для переноса ПК – 2 на кривую.
Раздел 4. ТАХЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЁМКА
Тема 4.1. Тахеометрическая съёмка. Глобальные навигационные спутниковые системы.
Студент должен
уметь:
-испытывать и поверять тахеометры;
- обрабатывать материалы тахеометрической съёмки;
- составлять топографический план;
- работать с простыми спутниковыми приборами типа GARMIN;
знать:
- сущность тахеометрической съёмки;
- общие сведения о глобальных навигационных сетях GPS и ГЛОНАСС.
Сущность тахеометрической съёмки. Приборы, применяемые при тахеометрической съёмке, их поверка. Особенности съёмки электронным тахеометром в блоке с теодолитом и прибором спутникового геопозиционирования.
Съёмочная сеть при тахеометрической съёмке. Съёмка ситуации и рельефа.
Камеральная обработка полевых измерений. Увязка ходов. Составление плана тахеометрической съёмки.
Литература
Основная
(2), с. 160-168.
Дополнительная
(7), с. 105-112; с. 119-134; (6), с. 457-462; с 547-551;.
Методические указания
Тахеометрическая съёмка – основной вид съёмки для создания планов незастроенных и мало застроенных участков, а также полос местности вдоль линий будущих дорог, и других коммуникаций и для значительных по площади территорий, когда необходимо получить цифровую модель местности.
Ситуацию и рельеф снимают одновременно. Использование электронных тахометров позволяет: создавать и сгущать геодезическую сеть; создавать планово-высотное обоснование и выполнять привязку снимков; выполнять крупномасштабную топографическую съёмку; и др. По учебнику познакомится с отечественными и зарубежными электронными тахеометрами. Ответьте на вопросы учебника на с. 172 (2) .
Во время лабораторно-экзаменационной сессии Вам будет предоставлена возможность выполнить лабораторные и практические работы, связанные с применением приборов, а также повторить и закрепить важнейшие расчёты.
Программой предусмотрено выполнение следующих лабораторных работ.
Лабораторная работа №1.
1.1. Изучение устройства и поверок буссоли.
1.2. Измерение и построение ими направлений и углов.
1.3. Измерение расстояний землемерной лентой и рулеткой.
1.4. Составление плана участка местности по материалам буссольной съёмки.
Лабораторная работа №2.
Изучение устройства и поверок теодолита. Правила обращения с ним.
Измерение горизонтальных углов.
Измерение азимута и вертикальных углов.
Погрешности измерения углов и способы их снижения.
Использование теодолита как дальномера. Измерение расстояний нитяным дальномером.
Обработка результатов измерения углов и сторон теодолитного хода.
Вычисление координат точек съёмочного обоснования.
Составление плана участка местности по материалам теодолитной съёмки.
Лабораторная работа №3.
Изучение устройства и поверок нивелира.
Измерение превышений.
Обработка журнала нивелирования трассы.
Составление и вычерчивание продольного профиля.
Проектирование по профилю.
Лабораторная работа №4
Изучение работы простых спутниковых приборов типа GARMIN.
Получение схемы объекта по материалам тахеометрической съёмки.
Измерение вертикальных углов.
Обработка результатов тригонометрического нивелирования.
Составление плана участка местности по материалам тахеометрической
съёмки.
Примерные практические занятия.
1. Вычерчивание шрифтов и надписей на лесных планах и схемах.
2. Вычерчивание условных знаков, применяемых в лесоустройстве.
3. Решение задач по определению на карте расстояний, координат и направлений, изучению рельефа.
4. Решение задач по обработке измерений.
5. Измерение линий и приведение их к горизонту.
6. Определение площадей графическим способом.
7. Определение площадей механическим способом.
8. Составление фрагмента лесоустроительного планшета.
9. Измерение расстояний по аэрофотоснимку и определение прямоугольных координат сфотографированных объектов.
10. Ознакомление с графической частью проектов лесного хозяйства.
11. Проектирование лесосеки заданной площади и подготовка данных для вынесения её в натуру.
12. Определение по карте форм, характерных линий и точек рельефа, абсолютных и относительных высот (отметок) точек, крутизны и формы скатов и уклонов линий местности.
13.Определение координат с помощью спутникового прибора GARMIN.
14.Обработка материалов съёмки в программах типа AutoCad.
Контрольная работа № 1.
Задача № 1. Вычисление расстояний.
Последовательность выполнения задачи:
1.1. Вычислить расстояние.
1.2. Определение среднеарифметического значения двух измерений.
1.3. Вычислить абсолютную и относительную погрешности измерения по
данным, приведённым в таблице 1 (см. пример 1).
Таблица 1.
| № вари-анта | Длина ленты, м | Число шпилек в комплекте | Число передач | Число шпилек у заднего мерщика, шт. | Остаток (домер), м | |
| в прямом направлении | в обратном направлении | |||||
| 3,26 | 2,92 | |||||
| 7,43 | 7,66 | |||||
| 2,96 | 3,18 | |||||
| 4,38 | 4,11 | |||||
| 5,26 | 5,54 | |||||
| 6,47 | 6,26 | |||||
| 8,32 | 8,63 | |||||
| 11,02 | 10,81 | |||||
| 7,56 | 7,79 | |||||
| 3,43 | 3,12 |
Задача № 2. Вычисление горизонтальных проложений.
Работа с масштабом.
Последовательность выполнения задачи:
2.1.По результатам измерения наклонной линии землемерной лентой и угла наклона эклиметром вычислить горизонтальное проложение этой линии. Исходные данные в таблице 2 (см. пример 2).
Таблица 2.
| № варианта | Масштаб | Длина, м | Угол наклона, град |
| 1:2000 | 156,3 | 5,5 | |
| 1:2500 | 183,4 | 6,5 | |
| 1:4000 | 263,2 | 9,5 | |
| 1:5000 | 327,5 | 11,5 | |
| 1:3000 | 254,6 | 12,5 | |
| 1:6000 | 346,7 | 10,5 | |
| 1:4500 | 287,1 | 7,5 | |
| 1:5500 | 375,8 | 14,5 | |
| 1:6500 | 289,9 | 12,5 | |
| 1:1500 | 112,3 | 8,5 |
2.2. Начертите графики линейного и поперечного масштабов с основанием в 2 см и подпишите их для масштаба М. (см. пример 2). Исходные данные таблицы 2 .
2.3. Отложите на графиках горизонтальное проложение в метрах, полученное в п. 2.1. (см. рис.1 и 2).
2.4. Определите величину и точность масштаба.
Задача № 3. Ориентирование линий.
Таблица 3.
| Вариант | Румбы | |||
| СВ:30º 33´ СВ:71º 07´ СВ:42º 55´ СВ:13º 58´ СВ:84º 21´ СВ:25º 22´ СВ:56º 05´ СВ:67º 43´ СВ:28º 39´ СВ:39º 43´ | ЮВ:79º 23´ ЮВ:28º 58´ ЮВ:65º 11´ ЮВ:43º 02´ ЮВ:83º 09´ ЮВ:57º 37´ ЮВ:39º 36´ ЮВ:19º 51´ ЮВ:83º 04´ ЮВ:49º 38´ | ЮЗ:29º 54´ ЮЗ:87º 24´ ЮЗ:65º 05´ ЮЗ:79º 44´ ЮЗ:26º 37´ ЮЗ:42º 09´ ЮЗ:66º 25´ ЮЗ:70º 09´ ЮЗ:52º 18´ ЮЗ:83º 08´ | СЗ:14º 09´ СЗ:72º 14´ СЗ:10º 49´ СЗ:68º 34´ СЗ:59º 59´ СЗ:25º 44´ СЗ:49º 41´ СЗ:45º 28´ СЗ:62º 22´ СЗ:49º 32´ |
3.1. Начертите отдельные схемы, поясняющие зависимость между румбом и азимутом одного направления.
3.2. Переведите румбы в азимуты (см. рис. 2 и пример 3).
Исходные данные в таблице 3.
Задача № 4. Составление плана буссольной съёмки по румбам.
Последовательность выполнения задачи:
4.1. Начертите в тетради журнал буссольной съёмки (таблица 4) см. пример 4.
Таблица 4.
Журнал буссольной съёмки
| № точек | Средний магнитный румб | Средний географический румб | Длина линии | Угол линии | Горизонтальное проложение |
4.2. Перепишите в него исходные данные своего варианта из таблицы 5.
Таблица 5.
| № точек | Магнитный румб средний | Магнитное склонение | Длина линии | Угол наклона | № точек | Магнитный румб средний | Магнитное склонение | Длина линии | Угол наклона |
| Вариант 0 М 1:500 | Вариант 1 М 1:500 | ||||||||
| 1-2 | СВ:30º | +6º 20´ | 31,9 | 0º | 1-2 | СВ:50º | +3º 15´ | 32,3 | 0º |
| 2-3 | СВ:55º | 30,1 | 0º | 2-3 | ЮВ:48º | 38,4 | 0º | ||
| 3-4 | ЮВ:88º | 55,3 | 14º | 3-4 | ЮВ:83º | 43,3 | 0º | ||
| 4-5 | ЮВ:04º | 34,9 | 15º | 4-5 | ЮЗ:04º | 34,9 | 15º | ||
| 5-6 | ЮЗ:83º | 43,3 | 0º | 5-6 | ЮЗ:88º | 55,3 | 14º | ||
| 6-7 | ЮЗ:48º | 38,4 | 0º | 6-7 | СЗ:55º | 30,1 | 0º | ||
| 7-1 | СЗ:50º | 32,3 | 0º | 7-1 | СЗ:30º | 31,9 | 0º |
| Вариант 2 М 1:1000 | Вариант 3 М 1:1000 | ||||||||
| 1-2 | СВ:35º | +8º 25´ | 63,8 | 0º | 1-2 | СВ:45º | +4º 30´ | 64,5 | 0º |
| 2-3 | СВ:60º | 60,2 | 0º | 2-3 | ЮВ:53º | 76,8 | 0º | ||
| 3-4 | ЮВ:83º | 108,5 | 8º | 3-4 | ЮВ:88º | 86,6 | 0º | ||
| 4-5 | ЮЗ:01º | 68,2 | 9º | 4-5 | ЮВ:01º | 68,2 | 9º | ||
| 5-6 | ЮЗ:88º | 86,6 | 0º | 5-6 | ЮЗ:83º | 108,5 | 8º | ||
| 6-7 | ЮЗ:53º | 76,8 | 0º | 6-7 | СЗ:60º | 60,2 | 0º | ||
| 7-1 | СЗ:45º | 64,5 | 0º | 7-1 | СЗ:35º | 63,8 | 0º | ||
| Вариант 4 М 1:2000 | Вариант 5 М 1:2000 | ||||||||
| 1-2 | СВ:40º | +5º 40´ | 127,6 | 0º | 1-2 | СВ:40º | +2º 10´ | 129,0 | 0º |
| 2-3 | СВ:65º | 120,4 | 0º | 2-3 | ЮВ:58º | 153,6 | 0º | ||
| 3-4 | ЮВ:78º | 216,4 | 7º | 3-4 | СВ:87º | 173,2 | 0º | ||
| 4-5 | ЮЗ:06º | 135,5 | 6º | 4-5 | ЮВ:06º | 135,5 | 6º | ||
| 5-6 | СЗ:87º | 173,2 | 0º | 5-6 | ЮЗ:78º | 216,4 | 7º | ||
| 6-7 | ЮЗ:58º | 153,6 | 0º | 6-7 | СЗ:65º | 120,4 | 0º | ||
| 7-1 | СЗ:40º | 129,0 | 0º | 7-1 | СЗ:40º | 127,6 | 0º | ||
| Вариант 6 М 1:2500 | Вариант 7 М 1:2500 | ||||||||
| 1-2 | СВ:45º | +1º 50´ | 159,5 | 0º | 1-2 | СВ:35º | +3º 15´ | 161,3 | 0º |
| 2-3 | СВ:70º | 150,5 | 0º | 2-3 | ЮВ:63º | 192,0 | 0º | ||
| 3-4 | ЮВ:73º | 270,5 | 7º | 3-4 | СВ:82º | 216,5 | 0º | ||
| 4-5 | ЮЗ:11º | 170,2 | 8º | 4-5 | ЮВ:11º | 170,2 | 8º | ||
| 5-6 | СЗ:82º | 216,5 | 0º | 5-6 | ЮЗ:73º | 270,5 | 7º | ||
| 6-7 | ЮЗ:63º | 192,0 | 0º | 6-7 | СЗ:70º | 150,5 | 0º | ||
| 7-1 | СЗ:35º | 161,3 | 0º | 7-1 | СЗ:45º | 159.5 | 0º | ||
| Вариант 8 М 1:5000 | Вариант 9 М 1:5000 | ||||||||
| 1-2 | СВ:50º | +6º 40´ | 319,0 | 0º | 1-2 | СВ:30º | +7º 35´ | 322,5 | 0º |
| 2-3 | СВ:75º | 301,0 | 0º | 2-3 | ЮВ:68º | 384,0 | 0º | ||
| 3-4 | ЮВ:68º | 542,3 | 8º | 3-4 | СВ:77º | 433,0 | 0º | ||
| 4-5 | ЮЗ:16º | 338,9 | 6º | 4-5 | ЮВ:16º | 338,9 | 6º | ||
| 5-6 | СЗ:77º | 433,0 | 0º | 5-6 | ЮЗ:68º | 542,3 | 8º | ||
| 6-7 | ЮЗ:68º | 384,0 | 0º | 6-7 | СЗ:75º | 301,0 | 0º | ||
| 7-1 | СЗ:30º | 322,5 | 0º | 7-1 | СЗ:50º | 319,0 | 0º |
4.3. Используя магнитные румбы и длины линий, в произвольном масштабе начертите в тетради абрис буссольной съёмки и оформите его (см. рис. 3).
4.4. Определите горизонтальные проложения для линий с углом наклона.
4.5. Переведите магнитные румбы в географические (истинные), используя магнитное склонение.
4.6. Составьте план участка по географическим румбам на бумаге формата А 4 (297×210 мм) (см. рис. 4).
4.7. Оформите план в карандаше штриховой линией.
4.8. Используя полученную на чертеже линейную невязку, высчитайте абсолютную и относительную (допустимую) невязки. Сравните полученные невязки (абсолютная невязка должна быть меньше или равна относительной (допустимой) невязке). В противном случае нужно искать ошибку.
4.9. Распределите линейную невязку с помощью графика прямой пропорциональной зависимости (см. рис. 4).
4.10. Полученный увязанный буссольный ход на чертеже показать сплошной линией.
Задача № 5. Определение площади геометрическим способом.
Последовательность выполнения задачи (см. пример 5).
5.1. Перекопируйте увязанный план буссольной съёмки на отдельный лист формата А 4.
5.2. План буссольной съёмки разбейте на треугольники близкие к равносторонним.
5.3. С помощью поперечного масштаба измерьте длины двух каких-либо сторон (оснований) и двух высот, опущенных на них (a1 и h1; a2 и h2). По ним дважды рассчитайте площадь и найдите её среднюю величину.
5.4. Пользуясь двойным определением площади, вычислите фактическую (абсолютную) погрешность измерения
Δ S ф = S1 – S2;
а по формуле
| Δ S д | = | 0,04 | М | √Sср. |
найдите её допустимую величину.
где: М – знаменатель масштаба;
S ср. - средняя площадь в гектарах;
5.5. Определите фактические и допустимые погрешности.
5.6. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу 6.
Таблица 6.
| N фигуры | а, м | h, м | S = 0,5 аh, м2 | Sср=(S1+S2)/2 | Sср, га |
Задача №6. Составьте план лесонасаждений (учебный фрагмент).
На чертёжную бумагу формата А4 скопируйте карандашом план лесонасаждений (см. рис.6), предварительно продумав размещение необходимых подписей и условных обозначений (см. рис.6). Начертите таблицу условных обозначений.
Список преобладающих пород, подбор цветов и тонов красок возьмите из примера 6.
Контрольная работа № 2
Задача № 1. Составление плана по прямоугольным координатам.
Последовательность выполнение задачи:
См. пример 7.
1.1. Перепишите исходные данные из таблицы 8 в журнал теодолитной съёмки (таблица 8).
1.2. Определите средние величины внутренних углов по данным отсчётам. Расчёты запишите в тетради, ответы – в бланк журнала.
1.3. Определите средние величины длин сторон.
1.4. Перепишите величины углов из обработанного Вами журнала теодолитной съёмки в графу 2 «Ведомости вычисления координат» (см. таблицу 14 и пример 6).
1.5. Пользуясь исходным дирекционным углом, заданным в таблице 7 и исправленными углами, вычислите дирекционные углы всех сторон хода и запишите в «Ведомость вычисления координат» в графу 5.
1.6. Определите горизонтальные проложения для основного хода по данным журнала теодолитной съёмки и запишите их в графу 8 «Ведомости вычисления координат».
1.7. Запишите исходные координаты точки 1 из таблицы 7 в графу 15 и 16 «Ведомости вычисления координат».
1.8. Выполните в тетради расчёты и запишите результаты в соответствующие графы «Ведомости вычисления координат»
1.9. Начертите на чертёжной бумаге формата А4 (297х210 мм) координатную сетку размером 16х16 см со стороной квадрата 4 см.
1.10. Составьте план теодолитной съёмки в масштабе 1:5000 по вычисленным Вами прямоугольным координатам, используя координатную сетку
(см. рис. 7 стр.47).
Таблица 7.
| Вариант | Координаты точки l, м | Дирекционный угол стороны 1-2 | |
| x | y | ||
| 2190,00 | 1532,00 | 234º 28´ | |
| 1869,35 | 2356,84 | 174º 36´ | |
| 2968,55 | 1618,22 | 92º15´ | |
| 1540,00 | 1225,00 | 133º12´ | |
| 1281,17 | 5972,32 | 182º 15´ | |
| 4216,66 | 5682,22 | 199º05´ | |
| 3181,81 | 1286,36 | 288º26´ | |
| 4925,72 | 1519,33 | 206º14´ | |
| 3484,96 | 4280,86 | 188º 28´ | |
| 1416,40 | 1975,71 | 81º 52´ |
Задача № 2.
Вопрос соответствует номеру варианта.
1. Электронные тахеометры назначение, классификация.
2. Использование спутниковых технологий в инженерной геодезии.
3. Какие новейшие приборы позволяют автоматизировать полевые геодезические работы.
4. Сущность определения местоположения объёкта спутниковыми приёмниками.
5. Сущность тахеометрической съёмки.
6. Создание съёмочного обоснования тахеометрической съёмки и съёмка подробности местности.
7. Вычисления и графические построения, выполняемые при оставлении плана по материалам тахеометрической съёмки.
8. Особенности съёмки электронным тахеометром в блоке с теодолитом и прибором спутникового геопозиционирования.
9. Общие сведения о глобальных навигационных системах GPS и ГЛОНАСС.
10. Общие сведения о применение космических навигационных систем второго поколения (GPS и ГЛОНАСС)
Задача № 3. Проектирование участка заданной площади.
Определите на плане теодолитной съёмки участок 5 га в третьем углу теодолитного плана. Для этого снимите копию плана теодолитной съёмки на тетрадный лист.
Решение задачи запишите в тетради. Данные для выноса проекта на местность запишите на плане. Длина основания на стороне 2-3 равна 320 м (см. пример 8).