Сущность тахеометрическои съемки

Тахеометрическая съемка является самым распростра­ненным видом наземных топографических съемок, применяемых при изысканиях объектов строительства. Высокая производи­тельность при тахеометрических съемках обеспечивается тем, что все измерения, необходимые для определения пространствен­ных координат снимаемых точек местности, выполняются ком­плексно, одним измерительным прибором – тахеометром, при одном наведении трубы. При этом, положение снимаемой точки местности в плане определяется измерением полярных коорди­нат: измеряется горизонтальный угол по лимбу прибора между направлениями на точку съемочного обоснования и снимаемую точку, и измеряется расстояние до точки нитяным дальномером. Высотное положение снимаемых точек определяется методом тригонометрического нивелирования (§31).

Применение номограммных тахеометров позволяет исключить вычисления по формулам расстояния до характерной точки местности и ее превышения, поскольку гори­зонтальные проложения d и превышения h считываются непо­средственно в ходе съемки.

Важным достоинством тахеометрической съемки также явля­ется то, что максимальное увеличение производительности труда в поле позволяет существенную долю объема работ по созданию топографических планов и цифровых моделей местности (ЦММ) перенести в камеральные условия, где естьвоз­можность широкого привлечения для этой цели средств авто­матизации и вычислительной техники. В связи с этим особенно эффективным становится использование для тахеометрических съемок электронных тахеометров, позволяющих фиксировать ре­зультаты измерений на магнитные носители, с последующим вводом получаемой информации в ЭВМ, ее автоматической об­работкой, подготовкой ЦММ и вычерчиванием топографических планов на графопостроителях.

Основным недостатком тахеометрической съемки является то, что при камеральной подготовке топографического плана практически исключается возможность сличения его с мест­ностью, в связи с чем могут быть пропущены некоторые детали местности и могут возникнуть искажения отдельных элементов рельефа в связи с возможными ошибками при считывании от­счетов, записях и при обработке результатов измерений. Од­нако, методы электронной тахеометрии во многом снимают эту проблему в связи с тем, что ошибки в считывании, записях и обработке данных исключаются.

Основными масштабами тахеометрических съемок при изы­сканиях объектов строительства являются: 1:500, 1:1000 и 1:2000. При этом масштаб съемки принимают в зависимости от ее назначения, стадии проектирования, а также от категории рельефа и ситуационных особенностей местности и, в частно­сти: масштаб 1:500 с высотой сечения рельефа 0,25-0,5м ­для составления планов при проектировании городских улиц и дорог, временных и гражданских сооружений, небольших карье­ров и резервов грунта и т. д.

Масштаб 1:1000 с высотой сечения рельефа 0,5-1,0м или масштаб 1:2000 с высотой сечения рельефа через 1,0­-2,0м – для составления топографических планов отдельных мест при проектировании системы поверхностного водоотвода, планировки территорий, проектирований транспортных развязок движения в разных уровнях, пересечений и примыканий в од­ном уровне, мостовых переходов, сложных мест (овраги, оползни, осыпи, карст и т. д.), месторождений дорожно-строительных материалов, а также для решения вопросов камерального трас­сирования.

Съемку производят с исходных точек – пунктов опорных и съемочных геодезических сетей. Съемочная сеть может быть создана в виде теодолитно-нивелирных, теодолитно-высотных, теодолитно-тахеометрических ходов. Все они отличаются друг от друга только способами измерений расстояний и превышений. В теодолитно-нивелирных ходах превышение измеряется нивелиром, расстояния – мерной лентой; в теодолитно-высотном ходе расстояния измеряются нитяным дальномером, а в теодолитно-тахеометрическом ходе в отличие от предыдущего съемочного обоснования превышения измеряют методом тригонометрического нивелирования.

Съемка теодолитом.Порядок работ на станции тахеометричес­кого хода при работе теодолитом следующий.

В первую очередь выполняют измерения, относящиеся к про­ложению съемочного хода. Теодолит устанавливают над точкой и приводят его в рабочее положение. На смежных точках хода уста­навливают дальномерные (обычно нивелирные) рейки. Одним полным приемом измеряют горизонтальный угол хода. При двух положениях вертикального круга теодолита измеряют верти­кальные углы на смежные точки хода. По дальномеру теодолита определяют расстояния до смежных точек. Измеряют высоту при­бора.

Далее приступают к съемке. Для этого в первую очередь при левом круге (КЛ) ориентируют лимб теодолита на предыдущую точку. С этой целью нуль алидады совмещают с нулем лимба и, закрепив алидаду, вращением лимба наводят зрительную трубу на ориентирную точку. Трубу наводят на съемочные пикеты толь­ко вращением алидады. На съемочные пикеты устанавливают даль­номерные рейки и измеряют на них при одном круге горизон­тальные и вертикальные углы, а по дальномеру – расстояния. Если съемочный пикет является только контурной точкой, то верти­кальный угол не измеряют.

Результаты измерений записывают в журнал тахеометричес­кой съемки.

Положение съемочных пикетов выбирают таким образом, что­бы по ним можно было изобразить на плане ситуацию и рельеф местности. Их берут на всех характерных точках и линиях рельефа: на вершинах и подошвах холмов, дне и бровках котловин и овра­гов, водоразделах и тальвегах, перегибах скатов и седловинах. При съемке ситуации определяют: границы угодий, гидрографию, до­роги, контуры зданий, колодцы, т. е. все то, что подлежит нане­сению на план в данном масштабе. Чем крупнее масштаб съемки, тем больше число съемочных пикетов и тем меньше расстояние между пикетами и от станции до пикетов. Так, если при съемке масштаба 1:5000 максимальное расстояние до твердых контуров ситуации ограничено 150м, а до нетвердых – 200м, то в масшта­бе 1:500 – 60 и 80м соответственно.

Рис. 72. Абрис тахеометрической съемки

В процессе съемки на каждой станции составляют абрис (рис. 72). На нем показывают: положение станции хода, направ­ление на предыдущую и последующую точки, расположение всех пикетов, рельеф и ситуацию местности. Съемочные пикеты отмечают теми же номерами 1... 12, что и в полевом жур­нале, ситуация местности изображается условными знаками, ре­льеф – горизонталями. Между точками на абрисе проводят стрел­ки, указывающие направление понижения местности.

По окончании работы на станции проверяют ориентирование лимба теодолита, для чего снова визируют на предыдущую точку хода. Если повторный отсчет отличается от начального более чем на 5', то съемку на данной станции переделывают. Для контроля на каждой станции определяют несколько пикетов, расположен­ных в полосе съемки со смежных станций.

Автоматизация тахеометрической съемки.С появлением элек­тронных тахеометров стала возможна частичная или полная авто­матизация тахеометрической съемки.

При съемке электронный тахеометр устанавливается на съе­мочных точках, а на пикетных точках – специальные вешки с отражателями, входящими в комплект тахеометра. При наведении на отражатели вешки в автоматическом режиме определяются го­ризонтальные и вертикальные углы, а также расстояние до смеж­ных съемочных и пикетных точек. С помощью микроЭВМ тахе­ометра производят обработку результатов измерений и в итоге получают приращения Δх и Δy координат и превышения h на смеж­ные съемочные и пикетные точки. При этом автоматически учи­тываются все поправки в измеряемые расстояния и за наклон вер­тикальной оси прибора в измеряемые углы. Результаты измерений могут быть введены в специальное запоминающее устройство (на­копитель информации) или переписаны на магнитную кассету. В дальнейшем из накопителя или с магнитной кассеты информа­ция поступает в ЭВМ, которая по специальной программе произ­водит окончательную обработку результатов измерений, включа­ющую в себя вычисление координат съемочных и пикетных то­чек, уравнивание съемочного хода и другие вычисления, необхо­димые для графического построения топографического плана или цифровой модели местности. Графическое построение топогра­фического плана осуществляется графопостроителем, соединен­ным с ЭВМ.

В простейшем случае составление плана по результатам тахео­метрической съемки начинают с построения координатной сетки и нанесения по координатам точек теодолитного хода. Правиль­ность нанесения точек хода контролируют по длинам его сторон: измеряют расстояния между вершинами – выраженные в масш­табе, они должны быть равны расстояниям между соответству­ющими точками на плане или отличаться не более чем на 0,2мм.

Вслед за этим наносят на план пикетные точки циркулем-из­мерителем, масштабной линейкой и транспортиром. Данные для нанесения берут из журнала тахеометрической съемки.

Все контуры и рельеф, изображаемые на плане, вычерчивают тушью в соответствии с условными знаками. Над северной рам­кой делают заглавную надпись, под южной рамкой подписывают числовой масштаб, высоту сечения рельефа, вычерчивают линей­ный масштаб и график заложений. Назад

НИВЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ

Для составления топографических планов участков местности со слабо выраженным рельефом требуется повышенная точность топографической съемки. В таких случаях для съемок применя­ется метод геометрического нивелирования. Методом геометри­ческого нивелирования выполняют съемку поверхности для со­ставления планов масштабов 1:500 ÷ 1:5000 с высотой сечения рельефа 0,1-0,5м с целью проектирования и строительства осушительных мероприятий на заболоченной и равнинной мест­ности, с целью вертикальной планировки местности (под за­стройку, рисовые чеки и др.) и подсчета объемов земляных ра­бот. Сечение рельефа через 0,10 и 0,25м допускается только при съемках спланированных (подготовленных) участков местности; участок должен быть очищен от камней, пней и других предме­тов, мешающих точному определению высот. В зависимости от назначения съемок и условий местности применяют различные способы нивелирования поверхности.

1. Способ магистралей с поперечниками применяют при съемках больших территорий вытянутой формы, что имеет место при изысканиях каналов, автомобильных и ле­совозных дорог, трубопроводов и т. д.

Планово-высотным обоснованием в этом способе является теодолитно-нивелирный ход, прокладываемый между точками А и В государственной геодезической сети или сетей сгущения(рис. 73).

Рис. 73. Способ магистралей Рис. 74. Способ параллельных линий

с поперечниками

Вершины углов поворота магистрального хода закрепляют постоянными или временными знаками. Перпендикулярно к ма­гистрали с помощью угломерного прибора и мерной ленты через определенные расстояния разбивают поперечника аа₁, bb₁, сс₁и т. д.

Ход по магистрали A-I-II-.. .-В нивелируется обычно по программе нивелирования IIIили IV класса в прямом и обрат­ном направлениях. В результате увязки нивелирного хода по магистрали получают высоты точек 1, 2, 3, ..., являющихся ос­нованиями поперечников. Нивелирование поперечников произво­дят по ходам, образованным соседними поперечниками. Так на рис.73 нивелируют полигоны l-а-а₀-2, 2-b–b₀–3и т. д.

Расстояния между поперечниками и точками в ходах по по­перечникам зависят от сложности рельефа и назначения состав­ляемого плана и обычно равны 50-100м. Нивелирование попе­речников выполняют в одном направлении по программе ниве­лирования технической точности. С точек магистрального хода и поперечников производят съемку контуров и местных пред­метов.

2. Способ параллельных линий применяют на сла­бовсхолмленной местности. Планово-высотным обоснованием в этом способе служит теодолитно-нивелирный ход, проклады­ваемый по границам участка или по его середине. Съемочные ходы прокладывают перпендикулярно сторонам основного хода в виде параллельных линий.

На рис. 74 обоснование выполнено в виде двух перпендику­лярных ходов в середине участка, параллельные съемочные ходы проходят через точки основных ходов.

3. Способ полигонов применяют на больших участках местности с выраженным рельефом. Планово-высотным обосно­ванием служат ходы, проложенные по границе участка и по характерным линиям рельефа местности. Для съемки ситуации рельефа на этих ходах разбивают поперечники.

4. Способ квадратов находит широкое применение на открытой местности со слабовыраженным рельефом. Точками планово-высотного обоснования служат вершины квадратов, за­крепленные кольями и обозначенные по определенной системе. На рис. 75 показано простое и чаще всего применяемое обозна­чение вершин цифрами и буквами. В таком обозначении вер­шина М имеет обозначение b3, вершина N – б5. Вершины квад­ратов могут быть обозначены и только цифрами.

При нивелировании больших площадей при построении квад­ратов идут от общего к частному. Сначала на местности при помощи угломерного прибора и мерной ленты размечают вер­шины больших квадратов со стороной 100-1000м. Затем каж­дый большой квадрат заполняют квадратами со стороной 20–­200 м и т. д. Размеры сторон квадратов зависят от масштаба съемки, высоты сечения рельефа, характера местности.

В этом способе должны быть получены высоты всех вершин квадратов и по ним построен топографический план местности.

Для нивелирования поверхности всеми способами целесооб­разно использовать точные и технические нивелиры с компенса­тором и горизонтальным кругом типа Н-3КЛ, H-I0КЛ. Наличие компенсаторов в нивелирах дает возможность повысить произ­водительность труда, в этом случае возможно использование нескольких реек. Наличие горизонтальных кругов у нивелиров дает возможность при разбивке квадратов и съемке пользо­ваться только одним прибором – нивелиром.

Рис. 75. Схема нивелирования по квадратам Назад