Прокладка теодолитного хода по трехштативной системе.

Ответ

Ходом называется способ последовательного определения координат точки местности (вершин ломаной линии) полярным способом.

Ходы подразделяются на:

- разомкнутые;

- замкнутые;

- висячие.

Применение того или иного углоизмерительного прибора и способа измерения расстояний зависит от требований, предъявляемых к точности результата работ. Ход, прокладываемый теодолитами, обычно называют теодолитным ходом, а ход, прокладываемый буссолью, — буссольным. При применении буссольного хода вычисление координат производится с помощью номограммы инструментального хода НИХ или счислителя СТМ.

Координаты точек хода вычисляются решением прямой геодезической задачи.

Разомкнутый ход опирается своими концами на два исходных пункта М и N с известными координатами X_M, Y_M и X_N, Y_M, один из которых (пункт М) принимается за начальный, а другой (пункт N) — за конечный. На каждом из этих пунктов должно быть одно или два ориентирных направления с известными дирекционными углами _н и _к.

В случае отсутствия ориентирных направлений на местности исходные дирекционные углы для прокладки хода могут быть определены гироскопическим или астрономическим способом.

Наличие двух исходных пунктов и ориентирных направлений в начале и в конце разомкнутого хода полностью обеспечивает контроль полевых угловых и линейных измерений, поэтому он является основным и наиболее надежным видом хода.

В тех случаях, когда по условиям обстановки разомкнутый ход приложить невозможно, применяютзамкнутый ход. Замкнутый ход опирается своим началом и концом на один исходный пункт (на рисунке — пункт М), с которого имеется одно-два ориентирных направления с известными дирекционными углами _н и _к.

Висячий ход опирается на исходный пункт только одним своим концом. При висячем ходе исключается контроль конечных результатов топогеодезической привязки, поэтому число сторон в висячем ходе допускается не более трех. В целях исключения грубых ошибок ход должен заканчиваться на ближайшей контурной точке, а дирекционный угол конечной стороны висячего хода определяют с помощью магнитной стрелки буссоли.

В практике топогеодезической привязки на геодезической основе висячий ход применяется в исключительных случаях и только при незначительном удалении привязываемых точек от исходного пункта.

Правила прокладки ходов

Полевая работа при прокладке хода заключается:

- в выборе на местности дополнительных точек для обеспечения взаимной видимости между вершинами хода;

- в измерении углов между соседними сторонами хода;

- в измерении длин всех его сторон.

Особенности прокладки хода

Теодолитный ход

1. Местность для прокладки хода должна быть по возможности ровной, непересеченной. Следует выбирать наиболее благоприятную для передвижения и измерения углов и расстояний трассу (вдоль дорог, просек, опушек леса).

2. Следует стремиться к тому, чтобы общая длина хода и число сторон в нем были наименьшими. Максимальная длина хода допускается не свыше 10 км, а при работе с дальномером типа КТД-1 — 20 км. Длины сторон должны быть не менее 100 м, а при работе с КТД-1 — не менее 125 м.

3. Примычные углы должны измеряться по возможности от двух исходных ориентирных направлений.

4. При измерении углов поворота первое наведение делается на заднюю по ходу точку. Углы поворота записывают с округлением до 0,1′ при работе с теодолитом и до 0-01 при работе с буссолью.

2. Независимо от вида хода вычисляются влево лежащие по ходу углы.

6. Точки хода обозначаются колышками диаметром 3-4 см с отметкой для центрирования прибора. Колышки забиваются в землю так, чтобы над поверхностью земли оставался конец не более 2-3 см. Рядом с колышком ставится сторожок (кол с затесом) с надписью номера точки. Точкой хода является колышек, а не сторожок.

7. Прибор с точки разрешается снимать и переносить на следующую точку только после того, как будет установлено, что при измерении угла и расстояния не допущено ошибок.

8. Измерение угла между двумя направлениями выполняется способом измерения отдельного угла. При наличии более трех направлений применяется способ круговых приемов.

9. Длины сторон измеряются дважды одним прибором или двумя способами.

10. Углы наклона для приведения линий к горизонту измеряются при одном положении круга с округлением до 10′. При углах более 2⁰ измерения приводятся к горизонту.

11.В целях ускорения работ прокладка хода может осуществляться ориентированным прибором.

Буссольный ход

Для определения координат точек по карте (аэроснимку) применяют, как правило, разомкнутые буссольные ходы без использования и с использованием магнитной стрелки буссоли.

Прокладка и вычисление буссольного хода без использования магнитной стрелки буссоли аналогична прокладке и вычислению теодолитного хода.

При прокладке буссольного хода с использованием магнитной стрелки буссоли:

- длина буссольного хода должна быть не более 3 км;

- число сторон — не более 3-6;

- магнитные азимуты определяют с точностью 0-0,1;

- измерение сторон хода производят по двухметровой дальномерной рейке;

- вычисление хода производят обычно по номограмме НИХ, с помощью преобразователя координат ПК или по формулам 3.1.

В случае применения разомкнутого буссольного хода невязка в координатах конечной точки не должна превышать 50 м. Если невязка в координатах превышает указанный допуск, то ход прокладывается заново, по возможности других точек.

Сущность измерения углов по трехштативной схеме

Прибор (теодолит, буссоль) расставляется на начальной точке. На точке 1 устанавливается штатив с рейкой и измеряется угол _о. Затем прибор снимается со штатива на начальной точке, на его место крепится рейка, а сам прибор переносится и устанавливается на точке 1 вместо рейки. На точке 2 предварительно устанавливается также штатив с рейкой. При таком взаимном расположении прибора и реек измеряется угол ₁ по рейкам на начальной точке и в точке 2. В последующем штатив с рейкой переносится на точку 3, прибор закрепляется вместо рейки на точке 2, а на точке 1 в штативе укрепляется рейка для измерения угла ₂ и т.д.

При работе по трехштативной системе исключается ошибка центрирования штатива на точке, увеличивается точность измерения углов и уменьшается время на приведение прибора в рабочее положение на каждой точке.

Ход ориентированным прибором

Ход ориентированным прибором применяется для сокращения времени на выполнение полевых измерительных и вычислительных работ.

Значительные преимущества он имеет при работе с КТД-1 при прокладке хода в сочетании с засечками.

При работе ориентированным прибором горизонтальные углы в точках хода не измеряются, а сразу с лимба считываются дирекционные углы сторон (направлений).

Полевые работы при прокладке хода ориентированным прибором заключаются в следующем. На начальной точке М теодолит ориентируется по заданному начальному дирекционному углу _н, для чего на лимбе теодолита устанавливается отсчет, равный _н.

При этом отсчете зрительная труба поворотом лимба наводится в ориентирный пункт.

Закрепив в таком положении лимб, освобождают алидаду и наводят вертикальную нить сетки (биссектор) зрительной трубы на центральную марку дальномерной рейки или на веху, установленную на первой точке поворота хода. Отсчет по лимбу будет соответствовать дирекционному углу первой стороны хода.

Затем прибор переносят на первую точку и ориентируют по обратному дирекционному углу первой стороны хода ₁+180^о по направлению на начальный пункт М.

Освободив алидаду, визируют на марку (вешку), установленную на второй точке поворота, и считывают с лимба дирекционный угол второй стороны хода₂.

Таким образом определяются дирекционные углы всех сторон хода, включая и дирекционный угол конечного ориентирного направления. Длины сторон измеряются в установленном порядке.

Вычисление координат точек хода производится одновременно с проведением полевых работ и сводится к последовательному решению прямых геодезических задач.

Дирекционный угол первой стороны хода получается как сумма дирекционного угла начального ориентирного направления _н и примычного угла _о:

₁ = _н + _о. (3.2)

Дирекционные углы последующих сторон вычисляются по общему правилу: дирекционный угол последующей стороны _n равен обратному дирекционному углу предыдущей стороны _n-1 180⁰ плюс измеренный угол поворота, слева по ходу лежащий

_n = _n-1180⁰ + _n. (3.3)

Получив дирекционный угол, определяют острый угол ‘, прилегающий к оси X (если вычисление выполняется на ЭВМ, то дирекционный угол к углу в первой четверти не приводится).

По формулам прямой геодезической задачи последовательно вычисляются координаты всех поворотных точек хода, включая и конечную:

x_n = x_n-1 + x_n;

y_n = y_n-1 + y_n; (3.4)

x_n = d_ncos_n;

y_n = d_nsin _n,

где d_n — длина хода n-й стороны;

_n — дирекционный угол этой стороны.

При работе с теодолитом (КТД-1) приращение координат и координаты точек хода округляют до 0,1 м, а при работе с буссолью — до 1 м.

На конечной точке хода (опорном пункте) вычисляется угловая невязка хода и невязка в координатах.

Угловая невязка хода f_b получается как разность вычисленного b дирекционного угла конечного (примычного) ориентирного направления _{к выч} и заданного дирекционного угла того же направления _{к 3}:

f_b = _{к выч} — _{к з} . (3 .5)

Полученная угловая невязка хода сравнивается с допустимой.

Допустимая угловая невязка хода f_{b доп} не должна превышать следующих значений:

0,6′ — при измерении углов теодолитом Т10В;

0,8′ - при измерении углов теодолитами ТТ-3 и КТД-1;

0,01 - при измерении углов буссолью,

где n-число углов поворота, считая премычные.

Невязки в координатах f_x и f_y получаются как разность вычисленных и заданных координат конечной точки хода:

f_x = x_{к выч} - x_{к з} ;

f_y = y_{к выч} - y_{к з} . (3.6)

Допустимая относительная линейная невязка хода не должна превышать следующих значений:

- при измерении расстояний мерной лентой, ДДИ или КТД-1;

- при измерении расстояний ДДИ-3, теодолитом и буссолью по дальномерной рейке.

При недопустимой угловой или линейной невязке проверяют правильность выписки исходных дирекционных углов и координат, углов поворота и длин линий, а также правильность вычислений в бланке или журнале. Если при этом не будет обнаружено ошибок, то полевые работы выполняют заново.

При недопустимой угловой или линейной невязке проверяют правильность выписки исходных дирекционных углов и координат, углов поворота и длин линий, а также правильность вычислений в бланке или журнале. Если при этом не будет обнаружено ошибок, то полевые работы выполняют заново.

Пример 3.3

Вычислить координаты огневой позиции (ОП).

С карты определены:

- поправка буссоли DА_m =- 0-21.

- координаты начальной и конечной точек хода

НТ X_нт = 6020310; Y_нт =3458520;

КТ Xкт = 6020220; Y_кт =3459150.

Решение

1. Вычисляем дирекционные углы сторон хода:

a₁ = А_m1 — (±DA_m) = 14-10 – (-0-21) = 14-31;

a₂ = А_m2 — (±DA_m) = 17-50 – (-0-21) = 17-71;

a₃ = А_m3 — (±DA_m) = 9-10 – (-0-21) = 9-31;

a₄ = А_m4 — (±DA_m) = 24-04 – (-0-21) =24-25.

2. Определяем по номограмме инструментального хода НИХ, по преобразователю координат ПК или формулам 3.1 приращение координат DX и DY:

DX₁ = + 14м; DX₂ = -90м; DX₃ = + 59м; DX₄ = — 73м;

DY₁ = + 190м; DY₂ = + 308м; DY₃ = + 83м; DY₄ = + 50м.

3. Вычисляем последовательно координаты точек хода, в том числе ОП и КТ:

Сравнение вычисленных координат конечной точки X’_КТ , Y’_КТ c координатами X_КТ и Y_КТ показывает , что невязка по координатам составляет менее 50м. То есть привязка огневой позиции выполнена с допустимой точностью.

Примечание. Вычисление координат точек хода производится одновременно

с прокладкой хода.

Пример 3.4

Для обеспечения топогеодезической привязки трех дивизионов артиллерийской группы в позиционном районе координаты трех точек артиллерийской топогеодезической сети № 10, 11 и 12 определяют замкнутым ходом от пункта ГГС Никитино, на котором измерены два примычных угла ₁ и ₂ от двух ориентирных направлений.

Углы и расстояния измеряют квантовым топографическим дальномером КТД-1.

Вычисления выполняют на ЭКВМ

В графу 1 записывают наименование исходных пунктов и точек хода; в графу 2 – измеренные на пунктах (точках) слева по ходу лежащие углы; в графу 3 – вычисленные дирекционные углы сторон хода; в графу 4 – измеренные длины сторон хода; в графу 5 – координаты точек хода и приращения х и у для последующей точки хода, вычисленные путем решения прямой геодезической задачи по дирекционному углу и длине последующей стороны хода.

Как видно из примера 3.4, использование ЭКВМ значительно ускоряет вычислительный процесс и сокращает количество записей в вычислительном бланке.