Лабораторна робота № 9

Тема:Побудова плану за результатами бусольного знімання

Мета: Навчитись основам бусольного геодезичного знімання на основі набутих раніше знань щодо орієнтування ліній та читання топографічних карт

Перелік питань на практичне вивчення:

1. Призначення бусолі та її устрій

2. Вимірювання за допомогою бусолі азимутів ліній та кутів між ними

3. Побудова плану бусольної зйомки за розданим варіантом

Теоретичні та методичні відомості:

Бусоль - це вдосконалений компас, призначений для безпосереднього вимірювання па місцевості магнітних азимутів і румбів.

По вигляду (рис 1) бусоль нагадує компас, але відрізняється складнішою конструкцією і більшою точністю вимірювань. Складається бусоль з мідної або пластмасової коробки 6, покритою зверху склом; магнітної стрілки 3, яка за допомогою вправленого в центрі тяжіння її твердого каменя-агата 1 вільно обертається на сталевій голці або шпилі 7, встановленому в центрі коробки, переміщуючись муфточкою 4 для рівноваги стрілки; арретива 8; важеля з гвинтом 5, що дозволяє підняти стрілку і притиснути до скла бусолі, а при роботі – звільнити; бусольного кільця 2, на якому нанесені градусні або напівградусні поділки, підписані через 10°.

Рис. 1. Бусоль.

Магнітна стрілка, що є основною частиною бусолі, є штучним магнітом у вигляді подовженої ромбічної або плоскопаралельної форми сталевої пластинки, яка, знаходячись у вільно підвішеному стані, встановлюється під дією земного магнетизму в площині магнітного меридіана Кінець стрілки, звернений до півночі, називається північним (робиться він завжди темним – воронованим), протилежний – південним.

Рис. 2. Азимутальне кільце бусолі. Румбічне кільце бусолі.

Залежно від оцифровки ділень бусольні кільця бувають азимутні і румбічні. На азимутному кільці, яке представлене на рис 2, градусні ділення підписані від 0 до 360° проти ходу годинникової стрілки. Діаметр, позначений цифрами 0 і 180°, називається нульовим діаметром. На румбічному кільці (рис 2) ділення підписані від 0 до 90° в обидві сторони від діаметру, позначеного 0 – 0° (нульовий діаметр).

Описана вище бусоль є, як правило, складовою частиною або приналежністю складніших геодезичних приладів і не використовується при зйомках як самостійний прилад.

Проте іноді зйомки проводяться тільки бусоллю і стрічкою. У таких випадках краще використовувати бусолі з діоптрами - буслі, обладнані спеціальним візирним пристроєм у вигляді лінійки з діоптрами, що кріпиться до коробки так, щоб візирна площина, що проходить через скарбницею (щілина) і наочний (волосок) діоптри, поєднувалася з нульовим діаметром кільця (рис. 3).

Рис. 3 а. Бусоль з діоптрами.

Рис. 3 б, Бусоль БГ-1. Бусоль КВ-20.

Для зручності користування і підвищення точності вимірювань деякі бусолі влаштовані так, що їх можна встановлювати на штатив.

Вимірювання азимутів. Вимірювання азимутів бусоллю з азимутним кільцем проводиться в наступному порядку:

встановлюють бусоль над початковою точкою лінії, що орієнтується;

по рівню або на око приводять бусоль в горизонтальне положення;

орієнтують бусоль, суміщаючи нульовий діаметр (0 – 180°) з напрямом даній лінії (рис. 4), в кінці якої встановлена віха. При цьому нульове ділення кільця повинне бути звернене до віхи, а ділення 180° – до ока спостерігача;

відпустивши аретив, звільняють магнітну стрілку бусолі;

після того, як стрілка заспокоїться, роблять відлік на бусольному кільці по північному кільцю стрілки з точністю до чверті градуса.

Рис. 4. Вимірювання азимутів бусоллю.

Вимірювання румбів. Робота виконується бусоллю з румбічним кільцем, аналогічно описаному вище вимірюванню азимута. Градусна величина румба відлічується по обох кінцях магнітної стрілки і за остаточне значення; румба приймають середнє арифметичне з двох відліків. Першу букву назви румба (З або П) визначають по кінцю стрілки, ближче розташованому до лінії, що орієнтується; для визначення другої букви необхідно стати особою на північ і прослідкувати, як розташована дана лінія щодо магнітної стрілки: якщо справа, то буде буква С (схід), якщо зліва - 3 (захід).

Для контролю правильності зробленого відліку і для виключення впливу ексцентриситету береться другий відлік – по південному кінцю стрілки. Оскільки помилка від ексцентриситету не може перевищувати 1°, то по південному кінцю стрілки відлік слід брати тільки в хвилинах, після чого беруть середнє арифметичне з хвилин першого і другого відліків і, підсумовуючи його з градусами першого відліку, набувають остаточного значення магнітного азимута лінії, що орієнтується.

Польова бусоль (рис. 5) більша за ;мірами і встановлюється на штативі. Головними деталями польової бусолі є: ліітна стрілка; зовнішнє азимутальне кільце; внутрішнє румбічне кільце; шй та предметний діоптри, які можуть обертатися навколо вертикальної осі юлі незалежно від кілець з градусними поділками. В нижній частині діоптрів ноніуси, які дають змогу підвищувати точність відліків зовнішнього імутального кільця. Діоптри разом з ноніусами є одночасно візуальним та діковим пристроєм бусолі. Магнітна стрілка оздоблена твердим каменем атом), яким вона спирається на вертикальний шпиль.

Бусольне знімання ділянки місцевості.Ув'язування полігона графічним способом Знімальні роботи починають із закріплення на місцевості вершин зімкнутого бусольного ходу (полігона) кілками або дерев'яними стовпами. Бусоллю вимірюють прямі та зворотні магнітні азимути або румби, а мірною стрічкою -довжини всіх сторін полігона. Виконують також знімання ситуації.

Для вимірювання напрямів бусоль центрують за допомогою виска над кожною вершиною полігона. Бусоль встановлюють горизонтально. Для контролю обов'язково вимірюють прямі та зворотні азимути чи румби. Румби мають бути однакової величини в градусах, але протилежних назв (наприклад, прямий румб - ПнС, зворотний - ПдЗ), а азимути повинні відрізнятися на 180°.

У градусних значеннях прямих та зворотних азимутів чи румбів можна допускати розбіжності до 20'. Якщо ж розходження більші, треба з'ясуват и їх причину повторними спостереженнями. На покази магнітної стрілки можуть впливати сторонні предмети та інші чинники.

Рис. 5. Загальний вигляд польової бусолі.

Коли в тій чи іншій точці неможливо надійно виміряти азимут або румб, (имірюють горизонтальний кут між напрямками, що виходять з точки, сористуючись зовнішнім (азимутальним) кільцем бусолі та діоптрами, що ювертаються незалежно від кільця. Для цього достатньо, встановивши кільце іерухомо, спрямувати діоптри на задню віху і відлічити, а потім - на переднюю віху і знову відлічити; різниця першого та другого відліків і буде значенням горизонтального кута у заданій вершині полігона. Враховуючи, що азимути румби) вимірюють з точністю 15-20', лінії полігона слід вибирати не коротшими ніж 10 м, але не довшими за 200 м, оскільки на довгих лініях буде шачне спотворення в положенні на плані кінцевих точок таких ліній.

У результаті виконання бусольного знімання виконавець складає схему,на якійпоказує станції, їхні номери, назви румбів ліній ходу та їхні величини.

Після складання схеми викреслюють план знімання у заданому масштабі. Досвід показує, що найкраще план будувати за румбами, користуючись гранспортиром, лінійками, трикутниками, а лінії відкладати в масштабі за допомогою поперечного масштабу та циркуля-вимірника.

Нехай бусольний хід складається з чотирьох станцій. Результати знімання записано на схемі та в польовому журналі. Приймають лівий край аркуша за напрям магнітного меридіана. Першу точку полігона наносять в довільному місці, але так, щоб план розмістився на вибраному аркуші паперу. Через точку 1 прокреслюють напрям магнітного меридіана (лінію, паралельну до лівого краю аркуша). За допомогою транспортира у точці 1 від північного кінця магнітного меридіана відкладають кут, що дорівнює румбу лінії 1-2.Прокреслюють напрям лінії 1-2.Довжину лінії 1-2відкладають у заданому масштабі за допомогою поперечного масштабу та циркуля-вимірника. Отримують точку 2'. Далі через точку 2' прокреслюють магнітний меридіан (не враховуючи зближення меридіанів і приймаючи, що всі меридіани - паралельні). Будують румб лінії 2-3. Прокреслюють напрям 2-3' і відкладають у масштабі довжину лінії 2-3. Отримують точку 3'. Аналогічно продовжуючи побудови, одержують положення точок 4' та 1'(рис. 6).

Якби знімальні польові роботи і всі кресленнявиконувались безпомилково, то кінець останньої лінії мав би точно збігтися з початковою точкою 1. Оскільки виникають похибки під час вимірювань в полі та викреслювання плану, то кінець останньої лінії, зазвичай, не збігається з початковою точкою, наприклад, розміщений у точці Г. Отже, зімкнений на місцевості хід на плані не зімкнувся. Лінія між точками 1' та 1 називається нев'язкою (рис. 7).Напрям нсв'язки показано стрілкою від точки Г до точки 1. Якщо нев'язка їх викликана накопиченням невеликих випадкових помилок, то її довжина – абсолютна величина, яку визначають графічно (за масштабом плану), не новішії перевищувати 1/300 від усього периметра ходу. Тобто:

Рис. 6. Побудова плану бусольного знімання.

Рис. 7. Розподіл лінійної нев’язки.

Таку нев'язку можна розподілити пропорційно до довжин ліній. Розподіл нев'язки виконують графічно (рис. 3). На прямій лінії у масштабі, в 2 - 4 рази меншому порівняно з масштабом плану, відкладають від точки 1 всі лінії. Н результаті отримують на прямій точки 2', 3', 4', 5’.Потім через ці точки будують до прямої перпендикуляри. На перпендикулярі від точки /' підкладають таку нев'язку fs, такою, яка виміряна на плані. З'єднують точки / з вершиною перпендикуляра, що побудований в точці /', нахиленою лінією. Ця лінія відсікає від прямої 1-І'відрізки перпендикулярів, на які потрібно змістити JKH 2', З', 4'.Залишається визначити напрями, за якими необхідно переміщати точки. Зрозуміло, що оскільки точка 1 нанесена довільно, то її положення є помилковим. Тому точку 1' будемо переміщати вздовж стрілки аж до збігання її з точкою 1. Очевидно, що й інші точки слід переміщати в цьому напрямку. Дня цього через точки 2', 3', 4'проводять лінії, паралельні до нев’язки, і на них відкладають відрізки 2'-2", З'-3", 4'-4".Ці відрізки можна вирахувати аналітично, знаючи довжини ліній та fs. Однак їх достатньо визначити графічно. Нові положення точок 2, 3, 4є виправленими. Ці точки з’єднано суцільними лініями, які утворюють зімкнутий (ув'язаний) полігон.

Практичні завдання:

За даними бусольного знімання побудувати план окружної межі лісової ділянки з внутрішньою ситуацією у масштабі 1:1000.

Вихідні дані згідно варіантів для виконання лабораторної роботи знаходяться в табл. 1.