Переходите к изучению п. 7.3

7.3. Высотные государственные геодезические сети и

методы их развития.

7.3.1. Высотной государственной геодезической сетью является ниве­лирная сеть. Она служит высотным обоснованием топографической съемок всех масштабов и решения научных задач (определение разности уровней морей, изучения вековых движений суши и т.д.).

Государственная нивелирная сеть СССР разделяется на 4 класса. Счет высот ведется от среднего уровня Балтийского моря. Нивелирная сеть I класса прокладывается по основным магистралям страны (от Бал­тийского моря до Тихого океана, от Северного ледовитого океана до Черного моря) с наивысшей точностью.

Средняя случайная ошибка на 1 км хода 0,5 мм. На нивелирных линиях 1 класса построены нивелирные сети 2 класса, образующие полигоны с периметром 500-600 км.

Нивелирные ходы 2 класса прокладываются с ошибкой 5ммÖ L, где L - периметр хода в кило­метрах.

Внутри полигонов 2 класса разбиваются нивелирные сети 3 класса, образующие полигоны периметром 150 - 200 км с ошибкой не более 10ммÖ L.

Нивелирование 4 класса является сгущением нивелирной сети 3 класса и производится с ошибкой 20ммÖ L.

Нивелирные сети всех классов закрепляются на местности грунто­выми и стенными реперами и марками (рис.3.5) с описанием их местоположе­ния, и высоты публикуются в специальных каталогах для использования различными учреждениями.

Рис. 3.5. Центр пункта триангуляции, полигонометрии, трилатерации

1-го и 2-го разрядов и полигонометрии 4-го класса

1 — асфальт или поверхность земли, очищенная от дерна,

2—слой цементного раствора 3 см;

3 — бетонные четырехгранные усеченные моноли­ты

ВОПРОС. Для чего предназначена государственная нивелирная сеть?

1. Для высотного обоснования топографических съемок (п. 7.32).

2. Для решения научных задач (п. 7.3.3).

3. Для высотного обоснования топографических съемок и решения научных задач (п. 7.3.4).

Ответ 7.3.2. Да, конечно, но не только для этого. Прочтите еще п.7.3.1 выберите более полный ответ.

Ответ 7.3.2. И это правильно, но так же не только для решения научных задач, существует более широкое предназначение. Прочтите еще раз п.7.3.1.

Ответ 7.8.4. Совершенно верно. Переходите к изучению п.8.1.

Глава 8. Плановое съемочное обоснование

8.1. Виды планового съемочного обоснования.

8.1.1. Для теодолитной, тахеометрической, мензульной, фототеодолит­ной съемок необходимо иметь основу съемки, т.е. рабочее иди съемочное обоснование. Плановым съемочным обоснованием являются теодолитные, теодолитно-нивелирные, теодолитно-тахеометрические и мензульные ходы.

Теодолитные ходы прокладываются, как основа в теодолитной съем­ке.

Теодолитно-нивелирные ходы являются съемочным обосно-ванием в тахеометрической и мензульной съемках.

Сьемочное обоснование развивается от пунктов государственных геодезических сетей и опорных геодезических сетей сгущения.

8.2. Полевые работы при прокладке теодолитных ходов.

8.2.1. Теодолитный ход представляет собой систему ломаных линий, в которых горизонтальные углы замерены теодолитом, а стороны мерной лентой.

Теодолитные ходы прокладывают между опорными геодезическими пунктами. Как частный случай, теодолитный ход может опираться только на один пункт геодезической основы, так называемой «висячий» ход.

Теодолитные ходы, в зависимости от условий местности и назначе­ния, могут быть замкнутыми в виде многоугольника (рис.3.6а), или разом­кнутыми - вытянутой формы (рис.3.6б).

Если участок в замкнутом теодолитном ходе велик и заснять под­робности полностью внутри его невозможно или трудно, то прокладывают диагональные ходы (рис. 3.6в).

Длины сторон теодолитных ходов не должны превышать 350 м и быть менее 30-40 м

Работы в поде начинаются с осмотра участка местности (рекогнос­цировки), для того чтобы правильно наметить, а затем закрепить на местности точки теодолитного хода.

Точки теодолитного хода закладываются в таких местах, чтобы хорошо просматривались соседние точки, стороны, составляющие теодолит­ный ход, по длине резко не отличались друг от друга и были удобны для измерения.

Закрепляются они временными знаками в виде деревянных кольев со сторожками.

а)

б)

в)

Рис.3.6. Схемы теодолитных ходов

а – замкнутые, б – разомкнутые, в - диагональные

ВОПРОС. Как выбираются точки (вершины) теодолитного хода на местнос­ти?

1. Чтобы с точек был большой обзор местности (п. 8.2.2).

2. Чтобы была взаимная видимость на соседние точки, рельеф между ними должен быть удобен для измерения длины стороны и по возможности стороны должны быть одинаковой длины (п. 8.2.3).

Ответ 8.2.2. Это верно, но не главное. Теодолитный ход является рабочим обоснованием, поэтому при выборе точек следует сосредоточить внимание на взаимном расположении их. Они должны быть заложены в удобных мес­тах не только для большого обзора местности, а, главное, чтобы удобны были условия измерений.

Ответ 8.2.3. Ответ полный и правильный. При измерении горизонтальных углов необходимо, чтобы была взаимная видимость между точками. Для более точного измерения длины стороны, рельеф между точками лучше выбирать ровнее.

8.2.4. После того, как на снимаемом участке закрепили теодолитный ход, приступают к измерениям горизонтальных углов в вершинах теодолит­ного хода и длин сторон.

Вначале инструмент приводят в рабочее положение, а затем измеряют горизонтальный угол между точками хода двумя полуприемами. Если к точке хода примыкает диагональный ход (например, в т.10), то еще измеряют угол b диагонали между основной точкой и точкой диагонального хода (рис.3.7).

Рис.3.7. Примыкание диагонального хода

Перед вторым измерением (полуприемом) необходимо зритель-ную трубу перевести через зенит, а на лимбе изменить отсчет на 90°.

Допускаются расхождения в измеренном угле между полуприемами двойной точности инструмента, применяемого при измерении.

При измерении углов в ходах как замкнутой, так и разомкнутой формах следует измерять левые или правые по ходу углы.

В теодолитном ходе замкнутой формы замеряют внутренние углы.

Если по направлению хода углы были замерены с правой стороны, то это будут «правые», а с левой – «левые» (рис.3.8).

Рис.3.8. Измеренные углы хода «левые»

Данные измерений записывают в специальном полевом журнале для измерения углов (см. 5.5.1).

При вычислении значения измеренного угла следует помнить, что отсчеты на лимбе горизонтального круга верньерного теодолита возрас­тают по ходу часовой стрелки, поэтому при измерении правых углов значение измеренного угла будет равно отсчету задней точки минус пе­редней (рис.3.9).

Рис.3.9. Измерение правых по ходу углов

При измерении левых углов, наоборот, измеренный угол равен отс­чету на переднюю точку минус отсчет на заднюю (рис.3.10).

Рис.3.10. Измерение левых по ходу углов

Если отсчет, из которого вычисляют меньше отсчета вычитаемого, то к первому прибавляют 360°.

ВОПРОС. См. рис.3.11. В точке 4 теодолитного хода замерен правый угол. Найдите его значение.

Рис. 3.11. Измерение горизонтальных углов

1. 183°03' (п. 8.2.5).

2. 176°57' (п. 8.2.6).

Ответ 8.2.5. Ответ неверный. В данном случае просто из большего отсчета вычислили меньший. Этот ответ был бы правильный, если бы замеряли ­левые углы, т.е. из отсчета на переднюю точку 5 вычислили отсчет на заднюю точку 3.

Отсчет 8.2.6. Ответ правильный. При вычислении правого угла к отсчету на заднюю точку 3 (18°09') надо добавить 360°, т.к. возрастание отсчетов на лимбе между 5 и 3 точками прошло через 0° или 360°. Затем из отсчета задней точки отнять отсчет передней.

Ðb = 378°09' - 201°I2' = 176°57'.

8.2.7. Для получения координат теодолитного хода в государственной системе координат необходимо привязать ход к пунктам триангуляции или полигонометрии. Съемка может выполняться без привязки к государ­ственной сети, т.е. в условной системе координат. В этом случае тео­долитный ход ориентируется по магнитному меридиану с помощью буссоли, а координаты первой точки теодолитного хода выбираются произвольно.

При привязке теодолитного хода 1, 2, ... (рис. 3.12) к геодезическому пункту В необходимо замерить примычные углы b и b¢.

Рис.3.12. Привязка теодолитного хода

Контролем правильности измеренного примычного угла b будет:

b + b¢. = 360°

При съемке в условной системе координат измеряется магнитный азимут Aм первой стороны теодолитного хода 1-2 (рис.3.13).

Напоминаем, что за магнитный азимут принимается горизонтальный угол по ходу часовой стрелки от севера магнитного меридиана до нап­равления данной линии.

Рис.3.13. Примыкание теодолитного хода в условной системе координат

Магнитный азимут определяют следующим образом. В точке 1 (рис.3.13) установлен теодолит с накладной ориентир-буссолью. Открепив го­ризонтальный круг вращают его до тех пор, пока магнитная стрелка буссоли займет положение на север. В таком положении закреп­ляют горизонтальный круг и снимают отсчет. Затем открепляют алидаду и визируют на точку В, где установлена вешка и снова снимают отсчет по горизонтальному кругу. Разность отсчетов дает значение магнитного азимута стороны 1-2. Это один из способов измерения магнитного азиму­та.

ВОПРОС. Что понимается под примычным углом?

1. Горизонтальный угол, замеренный между двумя сторонами (п. 8.2.8).

2. Угол, замеренный между опорной стороной и первой стороной теодолитного хода для передачи дирекционного угла (п. 8.2.9).

Ответ 8.2.8. Такой ответ не может удовлетворить, т.к. он не конкретен. Любой горизонтальный угол замеряется между двумя сторонами. Вопрос поставлен о понятии примычного угла, поэтому ответ должен раскрывать это понятие.

Ответ 8.2.9. Ответ правильный. Горизонтальный угол называется примычным по­тому, что дирекционный угол одной из сторон известен. С помощью примычного угла передается дирекционный угол на другую сторону.

ВОПРОС. Как производят определение магнитного азимута на местности?

1. По буссоли определяют направление магнитного меридиана, а затем наводят на определяемую сторону и берут отсчет /п. 8.2.10./

2. По принципу измерения горизонтального угла, одно из направлений которого будет направление магнитного меридиана, определяемое по северному концу стрелки буссоли, а другое направление – сторона теодолитного хода (п. 8.2.11).

Ответ 8.2.10. Ответ не конкретный. Если берут только один отсчет при визировании на сторону магнитный азимут которой определяют, то надо обязательно предварительно по горизонтальному кругу установить отсчет на
нуль и с этим нулевым отсчетом находить северное направление магнит­ного меридиана по буссоли. В таком изложении ответ будет правильный и полный.

Ответ 8.2.11. Ответ правильный. Измеряют горизонтальный угол между двумя направлениями. О направлениях сказано в ответе.

8.2.12. Измерение длин сторон теодолитного хода производят, как пра­вило, 20-ти или 30-ти метровой стальной лентой с точностью до 0,01м. Каждую сторону теодолитного хода замеряют дважды в прямом и обратном направлениях (подробно об измерении длин изложено в гл.6).

По полученным замерам определяют относительную невязку. Допус­тимая относительная невязка для благоприятной местности равна 1:2000, для средних условий 1:1500.

В случае, когда полученная относительная невязка стороны превы­шает допустимую измерение следует повторить еще раз более тщательно.

Одновременно, с измерением длины стороны измеряют угол наклона местности. Измерение выполняют с помощью простейшего прибора, служа­щего для измерения вертикальных углов - эклиметром.

Данные измерений длин сторон и углов наклона записывают в том же волевом журнале, где и горизонтальные углы только в специальных графах.

ВОПРОС. Как определяется относительная ошибка измеренной стороны?

1. По разности двух измерений, отнесенных к длине стороны (п. 8.2.I3).

2. По длине хода (п. 8.2.14).

Ответ 8.2.13.Правильно. Допустим, замерена сторона, в прямом направлении. Ее длина равна 83,59м, в обратном - 83,62м. Разница в измерении будет 0,03м. Находят относительную ошибку длины стороны: 0.03 / 83.60 = 1:2790. Сторона замерена с допустимой точностью.

Ответ 8.2.14. Не верно, т.к. говорится о точности измерения отдельно замеренной каждой стороны хода, а не в целом по всему ходу.

ВОПРОС. Для чего определяют относительную ошибку измерения стороны?

1. Для сравнения с допустимой относительной ошибкой, чтобы вы­держать необходимую точность измерения длин сторон (п. 8.2.15).

2. Чтобы предупредить появление грубых ошибок при измерении сто­рон (п. 8.2.16).

Ответ 8.2.15. Правильно. При измерении одной стороны дважды результаты, в силу случайных ошибок, будут разные. Чем больше длина стороны, тем большее расхождение будет в изме­рениях. Для того, чтобы не было накоплений ошибок в теодолитном ходе, т.к. точки последовательно связаны друг с другом, следует контроли­ровать измерение каждой стороны в отдельности. Такой контроль осу­ществляется сравнением относительной ошибки измерения с допустимой.

Ответ 8.2.16. Правильно и дополняет предыдущий ответ.

После завершения полевых работ в теодолитном ходе переходят к камеральной обработке.

8.3. Камеральная обработка теодолитных ходов.

8.3.1. По результатам съемки производят камеральную обработку. Ка­меральные работы сводятся к вычислению координат точек теодолитного хода по измеренным горизонтальным углам и длинам сторон и построению его на плане. Вычисление координат производят по координатам исходных пунктов

8.3.2. Вычисление координат точек теодолитного хода Х и У произ­водится в определенной последовательности, все данные заносятся в специальную ведомость вычисления прямоугольных координат.

Вычисление координат рассмотрим на примере замкнутого полигона, состоящего из 6 точек. Вычисление выполнено в условной системе коор­динат ( см. таблицу).

В первой графе ведомости выписываются №№ точек теодолитного хо­да.

Во второй графе против соответствующих точек, из полевого жур­нала, среднее значения измеренных горизонтальных углов.

Измеренные углы следует увязать, т.е. исключить погрешности, ко­торые были допущены в измерении путем введения поправки.

Увязку начинают с определения угловой невязки f_b. В замкнутом полигоне она равна:

fb = å b_п - å b_т,

где å b_п - сумма измеренных горизонтальных углов теодолит­ного хода.

å b_т - теоретическая сумма углов, вычисленная по фор­муле внутренних углов многоугольника: å b_т = 180 (n – 2),

где n - число вершин многоугольника.

Для теодолитного хода разомкнутой формы, проложенного между двумя твердыми пунктам:

fb = å b_и - å b_т,

где å b_т = a₀ - a_к + п*180°,

a₀ - исходный дирекционный угол (начальной опорной сторо­ны).

a_к - дирекционный угол конечной стороны

п - число вершин теодолитного хрда.

Полученные значения fb сравнивают с допустимой fb_доп ,

вычисленной по формуле:

fb_доп = 1,5 t Ö п,

где t - точность инструмента, которым производилось измере­ние горизонтальных углов

п - число измеренных углов.

Если вычисленная невязка меньше или равна допустимой, то ее следует ввести во все измеренные углы поровну с обратным зна­ком.

Если же она будет больше допустимой, то тщательно проверяются вычисления углов, включая полевой журнал. Если ошибки в вычислениях нет, то углы измеряют снова. Вычисления по определению невязок и са­ми невязки подписывают внизу графы 2.

В нашем примере fb = - 1¢,5, а fb_доп = 3¢,4.

При вычислении fb_доп принималось во внимание работа оптическим теодолитом 1¢ точности. Поправки записывают над измеренными угла­ми и вводят в углы, значения которых имеют десятые доли минут, чтобы округлить их до целых минут. Сумма поправок должна быть равной зна­чению fb.

В графе 8 переписывают измеренные горизонтальные углы с учетом введенной поправки.