4. Построение плана теодолитной съёмки. Построение плана теодолитной съемки начинают с построения на чертежной бумаге координатной сетки со сторонами квадратов 10 см. Такую сетку удобно строить при помощи металлической линейки Ф. В. Дробышева ЛД-1 длиной 70,711 см, равной диагонали квадрата со стороной 50 см.
Вопрос 46
Съемка ситуации заключается в привязке контуров и предметов местности к сторонам и вершинам теодолитного хода.
Съемка ситуации может быть выполнена различными способами:
1. Способ прямоугольных координат (способ перпендикуляров). Этот способ применяется в основном при съемке вытянутых в длину контуров.
2. Способ полярных координат (полярный способ). Полярные углы измеряются с помощью теодолита. Стороны измеряются с помощью нитяного дальномера. При съемке особо важных контуров – с помощью ленты.
3. Способ линейных засечек. Треугольники стараются делать близкими к равносторонним. Линейная засечка применяется часто при съемке строений. В этом случае расстояния измеряются лентой или рулеткой.
4. Способ угловых засечек. Способ угловых засечек применяется в тех случаях, когда определить положение точки при помощи линейных измерений не удается.
5. Способ створов. При съемке ситуации составляется абрис (схематический чертеж, составленный в произвольном масштабе).
Вопрос 47
Привязка теодолитных ходов к опорным геодезическим пунктам имеет цель: получить возможность вести с заданной точностью предстоящие геодезические работы в системе координат и отметок исходных опорных пунктов; осуществлять контроль и выдерживать необходимую точность выполняемых геодезических работ. Для более полного и надежного контроля теодолитный ход, строительную сетку, красную линию, нивелирный ход привязывают не менее чем к двум опорным пунктам. Привязка теодолитного хода заключается в измерении двух примычных углов на опорных пунктах.
Теодолитные ходы обычно прокладывают между исходными (опорными) пунктами государственной геодезической сети или сетей сгущения. Координаты опорных пунктов (X и Y) определены в общегосударственной системе координат. Поэтому привязка теодолитного хода производится для определения координат точек хода и дирекционных углов его сторон в единой общегосударственной системе.
Плановая привязка теодолитного хода заключается в измерении горизонтальных углов и длин сторон от исходных пунктов к точкам теодолитного хода.
Вопрос 48
Тахеометрическая съемка – комбинированная съемка, в процессе которой одновременно определяют плановое и высотное положение точек, что позволяет сразу получать топографический план местности. Тахеометрия в буквальном переводе означает быстрое измерение.
Положение точек определяют относительно пунктов съемочного обоснования: плановое – полярным способом, высотное – тригонометрическим нивелированием. Длины полярных расстояний и густота пикетных (реечных) точек (максимальное расстояние между ними) регламентированы в инструкции по топографо-геодезическим работам.
При производстве тахеометрической съемки используют геодезический прибор тахеометр, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов, длин линий и превышений. Теодолит, имеющий вертикальный круг, устройство для измерения расстояний и буссоль для ориентирования лимба, относится к теодолитам-тахеометрам.
Теодолитами-тахеометрами является большинство теодолитов технической точности, например Т30.
Наиболее удобными для выполнения тахеометрической съемки являются тахеометры с номограммным определением превышений и горизонтальных проложений линий. В настоящее время широко используются электронные тахеометры.
49)Организациям, занимающимся получением карт труднодоступной или малоосвоенной местности, необходимо создавать и развивать геодезические сети как обоснование для дальнейших тахеометрических съемок. В этих целях применяются GPS-приемники геодезического класса. Использование таких приборов в режиме статики, позволяет получать координаты пунктов с миллиметровой точностью. Одно из главных достоинств приемников GPS — возможность производить измерения в любое время и в любую погоду.
Главным достоинством, которым обладает геодезический gps приемник перед своими традиционными геодезическими аналогами – оно не требует обеспечения взаимной видимости между пунктами сетей, благодаря чему можно производить огромный объем угловых и линейных измерений.
50)Государственная геодезическая сеть (ГГС) является главной геодезической основой топографических съемок всех масштабов и должна удовлетворять требованиям народного хозяйства и обороны страны при решении соответствующих научных и инженерно-технических задач. Плановая сеть создается методами триангуляции, полигонометрии, трилатерации и их сочетаниями; высотная сеть создается построением нивелирных ходов и сетей геометрического нивелирования. Геодезические сети сгущения (ГCС) являются планово-высотным обоснованием топографических съемок масштабов от 1:5000 до 1:500, а также служат основой для производства различных инженерно-геодезических работ. Они создаются методами триангуляции и полигонометрии.
52) При решении многих задач требуется знать превышения между точками и отметки этих точек. Существуют следующие методы определения превышений: Геометрическое нивелирование; Тригонометрическое;Барометрическое;Гидростатическое;Автоматическое и Стереофотограмметрический метод.
53) При решении многих задач требуется знать превышения между точками и отметки этих точек. Существуют следующие методы определения превышений: Геометрическое нивелирование; Тригонометрическое;Барометрическое;Гидростатическое;Автоматическое и Стереофотограмметрический метод.
54)Геометрическое нивелирование – определение высот точек земной поверхности относительно исходной точки с опомощью горизонтального луча.
Выполняют геометрическое нивелирование путём визирования горизонтальным лучом трубой нивелира и отсчитывания высоты визирного луча над земной поверхностью в некоторой её точке по отвесно поставленной в этой точке рейке с нанесёнными на ней делениями или штрихами.
Различают методы геометрического нивелирования из "середины" и "вперед". Нивелирование из середины – основной способ. Для измерения превышения точки B над точкой A нивелир устанавливают в середине между точками (как правило, на равных расстояниях) и приводят его визирную ось в горизонтальное положение. На точках А и В устанавливают нивелирные рейки. Берут отсчет a по задней рейке и отсчет b по передней рейке. Превышение вычисляют по формуле
h = a - b.
При нивелировании "вперед " нивелир устанавливают над точкой A и измеряют (обычно с помощью рейки) высоту прибора k. Превышение вычисляют по формуле h = k – b
55) Одним из ключевых моментов работы точного геодезического прибора, каковым является нивелир, является поверка. Эта процедура представляет собой совокупность контрольных измерений, обладающих определенными методиками и последовательностью действий и, возможно, требует использования дополнительного оборудования.
Как и другие типы измерительных приборов, нивелиры в процессе эксплуатации в силу разных причин могут утрачивать точность настроек. Основная цель их поверки – выявить отклонения в использовании устройства, которые могли бы повлиять на точность измерений, а, следовательно, и на результат выполняемой работы в целом. Серьезные погрешности могут существенно исказить действительность.
1) Процедура поверки оптического нивелира:
Прежде всего следует произвести внешний осмотр прибора, отрегулировать длину уровневого пузырька и установить в вертикальное положение ось вращения инструмента.2) Особенности поверки нивелира с компенсатором:
Помимо проверок вышеописанных условий, поверки нивелира с компенсатором имеют дополнительные пункты:
1.Исследуется интервал действия компенсатора: определяется допустимый угол отклонения устройства от горизонтального и вертикального расположения, в пределах которого маятниковая система компенсатора продолжает нормально функционировать. Эта поверка требует дополнительного оборудования, фиксирующего точку зависания маятника компенсатора.
2.Визирная ось трубы должна оставаться горизонтальной при продольных наклонах инструмента в допустимых для системы компенсатора пределах.
57. Отсчет по нивелирной работе.
Для технического нивелирования применяют деревянные трехметровые раскладные рейки. На обоих сторонах рейки наносят сантиметровые деления-
шашки, которые на одной стороне окрашивают черной краской, а на другой –красной. Сантиметровые деления группируют по пять, дециметровые деления подписывают.
Отсчет по нивелирной рейке берется следующим образом (рис. 6).
Рис. 6
Отсчёт берётся в миллиметрах и всегда выражается четырёхзначным числом: первые две цифры - номер дециметра, 3-я цифра - число полных сантиметровых делений от начала дециметра до средней нити, 4-я цифра - десятые доли следующего сантиметрового деления. На рис. 6 отсчёт по центральной нити 1058.
На черных сторонах началу шкал соответствуют нули, на красной отчет которого нет на черной- например 4787. Для нивелирования из середины используют комплект реек с разностью 100 мм (например 4787 и 4687). Рейки устанавливают на костыли или башмаки.
Поверки нивелира Н3
1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира ZZ||ii.
Подъёмными винтами приводят пузырёк круглого уровня в центр кружка на ампуле уровня и поворачивают верхнюю часть прибора на 180°. При отклонении пузырька от центра ампулы перемещают его к центру на половину отклонения с помощью исправительных винтов круглого уровня. Окончательно приводят пузырек уровня на середину подъемными винтами. Если уровень исправился, то поверку необходимо повторить.
2. Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира.
С помощью круглого уровня приводят ось вращения нивелира в отвесное положение. Среднюю нить наводят на ясно видимую точку и наводящим винтом плавно вращают трубу в горизонтальном направлении. Нить сетки не должна сходить с выбранной точки. Эту же поверку можно делать, наводя вертикальную нить сетки на нить отвеса. При несоблюдении условия необходимо снять защитный колпачок и развернуть сетку нитей, предварительно ослабив четыре винта в торце окулярной части трубы отверткой.
3. Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси трубы («главное условие нивелира») VV || UU.
Первая часть главного условия проверяется двойным нивелированием вперед. На местности забивают два колышка на расстоянии около 50 м один от другого. Нивелир устанавливают над точкой А так, чтобы окуляр трубы находился на одной вертикальной линии с точкой (рис.4). От колышка до центра окуляра измеряют высоту прибора i1. Затем рейку ставят в точку В, наводят на нее трубу нивелира, приводят пузырек уровня в нуль-пункт и берут отсчет по рейке b1. Затем нивелир и рейку меняют местами, измеряют высоту прибора i2, приводят пузырек уровня в нуль-пункт и берут отсчет по рейке b2(рис.7).
Рис. 7
Пусть главное условие нивелира не выполняется, и при положении пузырька уровня в нуль-пункте визирная линия не горизонтальна, а составляет с осью уровня некоторый угол i. Тогда вместо правильного отсчета b01получается ошибочный - b1. Ошибку отсчета обозначим x, и превышение точки В относительно точки А будет равно:
h = i1- (b1+ x).
При положении нивелира в точке В превышение точки А относительно точки В:
h' = i2- (b2+ x).
Но h = - h', поэтому
i1- (b1+ x) = - [i2- (b2+ x)].
Отсюда получаем:
x = 0.5*(i1+ i2) - 0.5*(b1+ b2).
Если x получается больше 4 мм по модулю, необходимо выполнить юстировку уровня, т.е. устранить угол i. Для этого элевационным винтом наклоняют трубу нивелира до тех пор, пока отсчет по рейке не будет равен правильному отсчету: b02= b2+ x, при этом пузырек уровня уйдет из нуль-пункта. Исправительными винтами уровня приводят пузырек в нуль-пункт и повторяют поверку заново.
При нивелировании строго из середины ошибка отсчета по рейке из-за невыполнения главного условия нивелира не влияет на величину измеряемого превышения (рис.8).
Рис. 8
58. Межевание земельных участков
Межевание земельного участка – это работы по определению, восстановлению, закреплению границ участка, его площади и прочих данных плюс дальнейшее юридическое оформление полученных показателей (если необходимо). Межеванием границ занимается геодезическая компания, которая имеет лицензию на проведение инженерно-геодезических работ.
Говоря кратко и простыми, межевание границ земельного участка проводится по следующей схеме: сотрудники геодезической компании приезжают на участок и с помощью специального прибора, который соединяется с Росреестром, определяют границы участка; Далее для того, чтобы наглядно видеть границы участка, вставляются колышки и их соединяют между собой, например, веревкой; После сотрудники геодезической компании составляют акт межевания границ земельного участка. Данный акт на месте необходимо подписать собственникам участка, соседям (если участок граничит с соседними) и инженером, которым проводил работы; После составляется межевой план, который в назначенный день необходимо забрать в офисе геодезической компании.
Случаи, при которых нужно обязательно провести межевание:
- При перераспределении земель (то есть создание участка путем нового распределения границ этого участка), а именно:
- при разделении земельного участка (то есть образование на существующем участке двух и более других);
- при объединении земельных участков (то есть создание одного нового участка путем объединения двух и более разных участков);
- При уточнении границ участка (то есть точное определение границ владений участка и их закрепление).
- При оформлении участка в собственность также нужно провести межевание.
59. Трассирование линий. Разбивка пикетажа
Трассирование – комплекс инженерно-геодезических изысканий по выбору трассы согласно техническим и экономическим условиям.
Различают камеральное и полевое трассирование.
Трассой называется ось проектируемого сооружения линейного типа обозначенное на местности или нанесенное на карту, фотоплан или в виде цифровой модели местности.
Основными элементами трассы являются план – ее проекция на горизонтальную плоскость и продольный профиль – вертикальный разрез по проектируемой линии сооружения. В плане трасса состоит из прямых участков разных направлений сопрягающихся между собой горизонтальными кривыми постоянного или переменного радиуса кривизны. В продольном профиле трасса состоит из линий разного уклона, соединяющиеся между собой вертикальными круговыми кривыми.
При построении продольного профиля трассы вертикальный масштаб для наглядности делают в 10 раз крупнее горизонтального. Для характеристики местности в направлениях перпендикулярных к трассе составляют поперечные профили в одинаковом горизонтальном и вертикальном масштабе.
К трассе предъявляют определенные требования, которые устанавливают в соответствии с техническими условиями на ее проектирование, например для дорожных трасс основные требования – это плавность и безопасность движения с расчетными скоростями, поэтому на них устанавливаются допустимые уклоны и минимально возможные радиусы кривых; на каналах и трубопроводах необходимо выдержать проектные уклоны при допустимых скоростях течения.
Степень искривления трассы определяется значениями углов поворота.
Углом поворота трассы называется угол j с вершиной, образованной продолжением направлений предыдущей стороны и направлением последующей стороны.
На трассах магистралей, железных дорог, трубопроводов и ЛЭП углы поворота j не должны превышать 15-20°. Это приводит к незначительному удлинению трассы.
Разбивка пикетажа – разбивка на круговой кривой трассы пикетов и назначение радиусов кривых.
Для точного обозначения на местности криволинейного участка трассы строят на кривой дополнительное число промежуточных точек с таким расчетом, чтобы промежутки между ними можно было бы считать прямыми. Для кривых радиусом менее 100 м этот промежуток принимают равным 5 м, при радиусах 100-500 м – 10 м, при радиусе более 500 м – 20 м.
Самым распространенным способом детальной разбивки кривых является способ прямоугольных координат x и y:
x1 = R sinj
y1 = 2R sin2j/2
x2 = R sin2j
y2 = 2R sin2j
Принимаем начало координат условной системы начало кривой НК, а за ось абсцисс tgT для построения точек 1 и 2, а за ось ординат – радиус. От начала кривой откладывают вдоль абсциссы отрезки x1 и x2, а по ординаты y1 и y2. Те же действия выполняют до конца кривой.
Поперечники на кривых строят перпендикулярно к трассе данной точки. Поперечники разбивают на пикетах и плюсовых точках. Длины поперечников должны быть несколько больших размеров проектируемых сооружений, их разбивают на 10-30 м в каждую сторону от трассы. Для составления продольного и поперечного профиля по пикетажу трассы и поперечникам, а также для определения отметок постоянных и временных реперов вдоль трассы производят техническое нивелирование. Нивелирование по трассе делают в два нивелира:
1) нивелируют все пикетные точки и плюсовые, а также геологические выработки и реперы;
2) нивелируют для контроля реперы связывающие пикеты и поперечники.
Километровые пикеты и реперы нивелируют как связующие точки обоими нивелирами. Нивелирные хода привязывают к реперам Государственной нивелирной сети (ГНС). Невязка в ходе между реперами нивелирной сети не должна быть более, а расхождение в случае превышений полученных по результатам нивелирования двумя нивелирами не должна превышать:
60. Нивелирование площадей
Нивелирование площадей выполняют следующими способами: по квадратам; параллельными линиями; способом полигонов.
Состав работ при нивелировании площади по квадратам следующий:
- рекогносцировка участка;
- построение на местности основных квадратов или прямоугольников с их проектным ориентированием;
- построение заполняющих квадратов;
- передача отметки на вершину одного из квадратов или отдельно на закрепленную точку;
- нивелирование вершин всех квадратов;
- обработка результатов измерений и построение рельефа;
- нанесение ситуации (при необходимости) и составление плана.
Стороны квадратов могут быть размерами от 5 до 100 м в зависимости от назначения съемки.
В зависимости от размеров снимаемой площади может быть выполнена непосредственная разбивка, а затем привязка сети квадратов, либо может быть выполнена разбивка с теодолитного хода. Во втором случае по снимаемому участку прокладывают магистральную линию, намечают на ней точки на расстояниях друг от друга, равных стороне квадрата, а затем строят серию параллельных линий с разбивкой углов квадратов (рис. 9. 12).
В процессе разбивки вершин квадратов ведут съемку ситуации линейными и створными промерами от вершин и сторон квадратов. На больших площадях, во избежание накопления погрешностей в построении квадратов, стороят теодолитный ход (квадрат или прямоугольник) с измерением сторон дважды с относительной погрешностью 1: 1000 - 1: 2000 и углов в 90о с погрешностью в 1, 0'-1, 5'. Затем на сторонах теодолитного хода строят сетку квадратов. Оцифровку вершин квадратов выполняют цифрами вдоль наибольшей оси и малыми буквами по короткой стороне. Таким образом, каждая вершина оцифровывается буквой и цифрой: в4, г7 и т. п.
Для привязки по высоте рядом с нивелируемой площадью устанавливают грунтовый репер и передают на него отметку с ближайшего исходного репера способом геометрического нивелирования.
Если длины сторон снимаемой площади не превышают 350 м, то нивелирование всех вершин квадратов можно выполнять с одной станции, расположив нивелир примерно посредине снимаемого участка. При больших размерах участка устанавливают две и более станции, при этом отметку с грунтового репера передают на один из связующих кольев в вершине квадрата, примыкающего к следующему нивелируемому фрагменту участка, либо устанавливают дополнительно грунтовый репер и передают на него отметку.
Технология нивелирования и определение отметок земли у вершин квадратов - через горизонт прибора. Сначала берут отсчет по рейке, установленной на репере (или связующей точке), а затем последовательно переходят от вершины к вершине и получают для них соответствующие отсчеты. Запись результатов измерений производят в журнале, либо непосредственно на схеме.
Рис. 1. Разбивка квадратов с магистральной линии
Рис. 2. Полевая схема и план нивелирования площади по квадратам
В таблице 1, составленной по данным измерений, приведены значения вычисленных высот через горизонт прибора. Эти же значения записаны и на схеме (плане), и по ним построен рельеф с сечением горизонталей через 0, 5 м.
Таблица 1
| д | 76, 64 | 76, 44 | 76, 38 | 76, 12 | 75, 93 | 75, 63 |
| г | 76, 42 | 76, 30 | 76, 21 | 76, 09 | 75, 73 | 75, 45 |
| в | 76, 12 | 75, 94 | 75, 84 | 75, 53 | 75, 27 | 74, 75 |
| б | 75, 59 | 75, 42 | 75, 34 | 75, 18 | 74, 95 | 74, 53 |
| а | 74, 53 | 74, 74 | 74, 84 | 74, 74 | 74, 68 | 74, 49 |
ГП = 76, 346 +1, 032 = 77, 348 м На1 = 77, 348 - 2, 851 = 74, 53 м Нв4 = 77, 378 - 1, 846 = 75, 53 и т. п.
Для более качественного изображения рельефа на местности ведут абрис с указанием направления интерполирования горизонталей. Для рельефа простой формы обычно достаточно интерполирования по сторонам квадратов, при более сложных поверхностях производят дополнительное интерполирование по диагоналям квадратов.
61. Вес измерения. Свойства средней квадратической ошибки единицы веса
Веса измерений. Измерения бывают равноточные и неравноточные. Например, один и тот же угол можно измерить точным или техническим теодолитом, и результаты таких измерений будут неравноточными. Или один и тот же угол можно измерить разным количеством приемов; результаты тоже будут неравноточными. Понятно, что средние квадратические ошибки неравноточных измерений будут неодинаковы. Из опыта известно, что измерение, выполненное с большей точностью (с меньшей ошибкой), заслуживает большего доверия.
Вес измерения - это условное число, характеризующее надежность измерения, степень его доверия; вес обозначается буквой p. Значение веса измерения получают по формуле:
p = C/m2 (1.45)
где C - в общем случае произвольное положительное число.
В теории ошибок введено понятие средняя квадратическая ошибка единицы веса, она обозначается µ 
Часто принимают вес результата, полученного из одного измерения, равным единице и относительно его вычисляют веса остальных неизвестных. Тогда согласно формулы рi = можно записать 1 = с/ µ2 и µ 
. Общее выражение веса примет вид рi = µ2/mi2... (23) Вес арифметической средины Р будет Р = с/ (m2/n) = с n/m2 ,... (24) но р = с/m2, тогда Р/р = [с/ (m2 /n)]/ (с/m2 ) = n, т.е. вес общей арифметической средины равен числу измерений, из которых она получена. Для оценки точности неравноточных измерений применяют т формулы: 1) для истинных ошибок ∆: µ 
... (25) 2) для вероятнейших ошибок δ: µ = 
... (26) 3) средняя квадратическая ошибка весового среднего: Мо = µ/ 
... (26) 4) вес функции измеренных величин при известной ее средней квадратической ошибке: РF = µ2/ mF2... (27) или mF = µ/ 
РF. Величину 1/р называют обратным весом. Можно сделать выводы: 1. Веса неравноточных (или разнородных) измерений устанавливают с целью совместной обработки их результатов. 2.Вес функции неравноточных измерений аргументов определяют для получения средней квадратической ошибки функции.
62. Средняя квадратическая погрешность функции измеренных величин.
Средняя квадратическая погрешность функции измеренных величин.
В практике геодезических измерений определяемые величины обычно являются функциями других, непосредственно измеряемых величин. Рассмотрим функцию u независимых переменных x, y, z, …
u = f (x,y,z…). (5.5)
Продифференцируем функцию (5.5) по всем переменным и заменим дифференциалы du, dx, dy, dz, …. погрешностями D u, D x,D y,D z, ….
Получили выражение случайной погрешности D u в зависимости от случайной комбинации погрешностей D x,D y,D z, …. Положим, что имеем n таких комбинаций, которым соответствует n выражений:
(i = 1, 2, …, n)
Возведем полученные выражения в квадрат, сложим и разделим на n:
,