Глазомерная съемка
Глазомерная съемка является одним из упрощенных способов топографической съемки, который используется для составления схематического плана местности. Съемка бывает глазомерная маршрутная, когда делается схема узкой полосы местности, и площадная, когда производится съемка значительного участка местности. Глазомерная съемка производится с помощью планшета, визирной линейки и компаса на глаз, с небольшой степенью точности и применением самых простых приборов.
Главное, что требуется от глазомерной съемки: быстрота, достигаемая применением простейших приемов для определения расстояний и углов, приспособленность к трудным условиям, ясность, осуществляемая умелым выделением объектов и особенностей местности и наглядность, получаемая удачным подбором условных обозначений.
Существует несколько способов глазомерной съемки местности.
Полярный способ и методы обхода.
Для производства глазомерной съемки применяется обычно папка-планшет с укрепленным на ней компасом (рис. 1) и визирная линейка (рис. 2). Папку-планшет можно заменить куском картона или фанеры размером 25 X 30 см, на котором крепится кнопками бумага. Компас прикрепляется к планшету так, чтобы его нулевой диаметр был параллелен одному из краев планшета. Для удобства съемки самодельный планшет целесообразно прикрепить к ровной, заостренной палке длиной 1,20—1,40 м (в зависимости от роста исполнителя), которая будет играть роль штатива. Необходимо построить на узкой полоске картона масштаб шагов и привязать эту полоску ниткой к планшету.
Масштаб шагов - это обычный линейный масштаб (рис. 3), приспособленный для откладывания на плане линий, измеряемых на местности шагами. Для его построения надо знать величину своего шага в различных условиях, так как длина шага зависит от условий местности: уклона пути, состояния грунта на пути и др.
На небольшом участке съемку ведут полярным способом с одной точки стояния (рис.4), которую выбирают в таком месте, откуда видна вся снимаемая местность.
Рис. 1. Папка-планшет Рис. 2. Визирная линейка Рис. 3. Масштаб шагов
Рис.4. Нанесение точек полярным способом
Порядок действий при этом способе следующий:
1. На планшете в точку стояния вкалывают булавку.
2. Затем ориентируют планшет, т. е. следят за тем, чтобы отсчет по компасу против северного конца магнитной стрелки был одним и тем же.
3. Визируют поочередно на все определяемые точки и прочерчивают направления на них.
4. Определяют на глаз расстояния до наблюдаемых точек.
5. Отложив по масштабу измеренные расстояния от точки стояния, получают на планшете определяемые точки.
Если участок местности имеет значительные размеры, то съемка ведется с нескольких точек стояния, по другому называемых переходных точек. Каждая последующая переходная точка определяется прочерчиванием направления с предыдущей точки и откладыванием расстояний в масштабе съемки. Удаленные предметы, видимые с точек стояния, можно наносить засечками (таким способом нанесен сарай). Рекомендуется вначале определить на планшете положение переходных точек, а уже затем вести с них съемку обычным полярным способом.
Методы обхода.
При глазомерной съемке, как и при всякой другой, работу ведут от общего к частному, т. е. небольшое число опорных точек — съемочное обоснование - определяют с большой точностью, а все остальные точки, подлежащие съемке, определяют уже относительно них с меньшей точностью.
Съемочное обоснование может быть построено или в виде геометрической сети — сети треугольников, в которых измерены углы и одна из сторон — базис, или в виде одного или нескольких замкнутых полигонов — многоугольников с измеренными сторонами и углами. Периметр полигонов состоит из ходовых линий, которые намечают по дорогам, просекам и т. п. (рис. 5).
Рис. 5. План глазомерной съемки (метод обхода)
При площадной съемке открытой и холмистой местности опорные геодезические точки целесообразнее всего разбить (построить) методом геометрической сети. Базис выбирают в середине участка и измеряют тщательно шагами в двух направлениях. Затем прямыми засечками определяют другие точки геометрической сети, которыми могут быть отдельно стоящие деревья, углы строений, резко обозначенные изломы контуров и т. д. Желательно, чтобы они составляли примерно равносторонние треугольники и с них открывался хороший кругозор. Нужно помнить, что точка, определенная только двумя засечками, не имеет контроля. На такой точке следует побывать с планшетом и проверить правильность угла при ней. Если сеть значительно вытянута, то необходимо измерить второй базис.
Для залесенной или застроенной местности, а также при маршрутной съемке рекомендуется метод ходовой линии, при котором ломаную линию наносят на планшет по длинам ее звеньев (сторон) и по углам. Став в начальной точке А (см. рис. 6), съемщик выбирает вдали заметный предмет, расположенный вблизи дороги или линии, удобной для промера ее шагами.
При этом направление АБ должно совпадать с намеченным маршрутом. Установив планшет, съемщик намечает на нем точку А так, чтобы весь снимаемый участок удобно расположился бы на листе бумаги (планшета). Затем он засекает точку Б, т. е. прочерчивает на нее направление. Выполнив эту работу, съемщик идет вдоль выбранного направления, считая шаги. Дойдя до точки Б, он откладывает по масштабу шагов измеренное расстояние, определяя таким образом положение точки Б на планшете.
Может случиться, что выбранная точка Б' окажется за границами участка, подлежащего съемке (см. рис. 5). Тогда исполнитель останавливается в такой точке Б линии АБ' с которой удобно продолжить маршрут (на рис. 6 выбрана точка, которая расположена на пересечении линии АБ с железной дорогой). Эта точка и считается затем за очередную точку хода, положение которой наносят на планшет. Затем таким же способом съемщик намечает и определяет следующую точку В и т. д. Дойдя таким образом до последней точки хода Д (для замкнутого полигона — многоугольника), он засекает с нее первую точку А и измеряет до нее расстояние. Отложив это расстояние на прочерченном направлении, получают точку А', которая на планшете не будет совпадать с начальной точкой А. Это расхождение обусловлено неизбежными ошибками, допущенными при измерении расстояний на местности, а также при построении их и углов на планшете. Если работа выполнена аккуратно, то полученная невязка — отрезок АА' не должна превышать 4 - 5 % периметра пройденного многоугольника.
Так, если съемка производится в масштабе 1: 25 000 и сумма длин сторон хода равна 12 км, то на планшете отрезок АА' может быть до 2 - 2,5 см.
После получения исправленного положения точек Б, В, Г... (начальная точка А своего положения не изменяет), первоначально нанесенные на планшет точки Б, В, Г,..., А стирают, и ходовая линия будет представлена уже замкнутым многоугольником.
Буссольная (компасная) съемка
Буссольная съемка является плановой углоизмерительной съемкой, в процессе которой измерения магнитных азимутов направлений производят буссолью, а линейные измерения выполняют с помощью мерной ленты. Буссольную съемку обычно применяют для создания планов небольших участков местности малой точности. Приемы буссольной съемки используют также для определения планового положения объектов ситуации в более точных методах съемок.
Для измерения магнитных азимутов служат буссоли, гониометры и компасы. Этими приборами выполняют работы, не требующие высокой точности. Основная часть приборов – магнитная стрелка, ось которой устанавливается по направлению магнитного меридиана. Стрелка вращается на острие шпиля, укрепленного в центре латунной или пластмассовой коробки, прикрытой сверху стеклянной крышкой. Чтобы острие шпиля не затупилось, в нерабочем положении стрелку при помощи арретирующего устройства прижимают к стеклу коробки. В приборах, измеряющих магнитный азимут, вместо магнитной стрелки может использоваться кольцо с градусными делениями, прикрепленное к магниту.
Буссоль - геодезический инструмент для измерения углов при съёмках на местности, специальный вид компаса. Имеет визирное приспособление. Шкала буссоли часто бывает направлена против часовой стрелки («обратная», или буссольная шкала), что облегчает прямое, без вычислений, взятие магнитных азимутов.
Буссоли бывают штативные, устанавливаемые при измерениях на штатив, ручные, которыми работают с руки, и настольные, накладываемые на карту или план для их ориентирования относительно сторон горизонта. Рассмотрим некоторые из них.
Штативная буссоль БС-2
Коробка (рис. 6) прикреплена к горизонтальному угломерному кругу. Между коробкой и кругом вращается алидадная линейка (алидада) с двумя вертикальными диоптрами. Глазной диоптр имеет узкую смотровую щель, предметный – вертикально натянутую в прорези нить. Край горизонтального круга (лимб) имеет деления. Буссольное кольцо и лимб горизонтального круга разбиты через 1º, а оцифрованы через 10º. Кольцо имеет румбическую оцифровку (от 0 до 90º в каждой четверти), а лимб – азимутальную (от 0 до 360º по ходу часовой стрелки). На конических поверхностях выступов алидады нанесены шкалы-верньеры, позволяющие отсчитывать лимб с точностью до 5'.
Для приведения буссоли в рабочее положение открепляют арретир и дают остановиться магнитной стрелке, затем совмещают с ее концами нулевой диаметр кольца румбов. Измерения удобно начинать с нулевого отсчета по лимбу, тогда процесс измерения сводится к визированию на местный предмет сквозь щель глазного диоптра нить предметного диоптра и снятия отсчетов по верньерам.
Строение буссоли: 1 - коробка; 2, 5 - предметный и глазной диоптры; 3 - буссольное кольцо; 4 - магнитная стрелка; 6 - алидадная линейка с верньером; 7 - горизонтальный круг с лимбом; 8 – втулка.
Рис. 6 Буссоль Стефана БС-2
.
Для измерения угла АВС (рис.7) буссоль устанавливают в точке В на штативе и приводят в горизонтальное положение (Фпо уровню или при помощи магнитной стрелки, добиваясь, чтобы оба ее конца оказались в плоскости буссольного кольца). Это действие называют нивелированием прибора.
Рис. 7. Схема измерения азимутов и внутренних углов
Затем буссоль вращают по горизонту до тех пор, пока нулевой диаметр кольца не совпадет с направлением магнитной стрелки. Таким способом буссоль ориентируют. У ориентированной буссоли диаметр 0-180º лимба лежит в плоскости магнитного меридиана. Обратите внимание на то, что нулевое деление шкалы направлено на юг от центра коробки. Если смотреть через диоптры строго на север, то со стороны наблюдателя на шкале лимба будет 0º.
Теперь, оставляя неподвижной коробку буссоли, поворачивают алидаду так, чтобы через диоптры был виден объект А. Точно совместив с объектом вертикальную плоскость, проходящую через прорезь глазного и нить предметного диоптров, т. е. выполнив визирование на объект, берут на лимбе под глазным диоптром отсчет а. Еще одна особенность устройства буссоли на которую следует обратить внимание – увеличение шкалы произведено против часовой стрелки.
Отсчет по ориентированной буссоли представляет собой магнитный азимут A´мнаправления ВА. Таким же образом визируют на объект С и определяют на лимбе отсчет с, являющийся магнитным, азимутом A''М направления ВС. Разность азимутов и является измеряемым углом β (АВС). Угол АВС можно измерить буссолью без ориентирования ее лимба; важно лишь, чтобы в процессе измерений он оставался неподвижным. Тогда при любом положении нулевого деления лимба угол β представляет собой разность отсчетов а и с.
Ручная призменная буссоль
В коробке (рис. 8) на магнитной стрелке уложено легкое алюминиевое кольцо с градусными делениями. Диаметр 0-180º кольца совпадает с магнитной стрелкой, 0º шкалы поставлен у южного конца стрелки. К коробке прикреплены на шарнирах предметный и глазной диоптры.
Рис. 8. Буссоль Шмалькадера БШ-1
Чтобы можно было отсчитывать деления, не отрываясь от глазного диоптра, к нему прикреплена прямоугольная призма, катеты которой обточены, как выпуклые стекла. Благодаря этому наблюдатель видит через призму увеличенные деления кольца буссоли.
Деление, находящееся в момент визирования против середины глазного диоптра, представляет собой магнитный азимут линии визирования.
Линия, идущая от глаза наблюдателя через глазной диоптр и вертикальную нить предметного диоптра к наблюдаемому предмету, называется линией визирования.
Плоскость, проходящая через нить предметного диоптра и середину глазного, называется коллимационной плоскостью. Она должна пересекать кольцо буссоли по его нулевому диаметру.
Поверки буссоли
Приборы проверяют до начала работы. Главное внимание уделяют правильной работе магнитной стрелки, так как от длительного пользования, случайных толчков и под воздействием других внешних факторов она может размагнититься, а острие на котором держится стрелка затупиться. Обычно проверяют чувствительность, уравновешенность и плавность вращения стрелки; при получении новой буссоли убеждаются, что ее коробка не содержит железа.
Проверяя отсутствие железа, вынимают стрелку из коробки и разными сторонами подносят ее к другой буссоли или к свободно подвешенной стрелке этой же буссоли. Если стрелка не колеблется, коробка не содержит железа; в противном случае буссоль не годна для работы.
Чувствительность и плавность работы стрелки проверяют следующим образом: к буссоли подносят какой-либо железный предмет и отводят стрелку в сторону, затем дают ей успокоиться. Сравнивая отсчеты по одному из концов стрелки до и после испытания, устанавливают, возвращается ли стрелка в плоскость магнитного меридиана. Если отсчеты неодинаковы, следует выяснить причину недостаточной чувствительности стрелки. Если последняя колеблется очень долго, но отсчеты равны, значит она плохо намагничена. Когда стрелка быстро останавливается, но отсчеты разные, это значит, что плохо отточено острие оси ее вращения или плохо отшлифован агат-камень, которым она опирается на ось. Плохо намагниченную стрелку вынимают из коробки и намагничивают при помощи двух магнитов. Разными полюсами магниты водят по стрелке одновременно от середины к краям по нескольку раз с обеих сторон. Буссоль с затупившимся острием оси или плохо отшлифованным агатом сдают в мастерскую.
Уравновешенность стрелки проверяют после приведения коробки буссоли в горизонтальное положение по выверенному уровню. Если концы стрелки находятся на одной и той же высоте относительно плоскости угломерного круга, стрелка уравновешена; в противном случае поднимающийся ее конец надо обернуть станиолевой полоской или прикрепить к нему кусочек сургуча. На некоторых стрелках есть муфта, перемещением которой уравновешивают стрелку. Далее проверяют правильность установки оси вращения стрелки и диоптров.
Ось вращения магнитной стрелки должна проходить через центр градусного кольца буссоли. Для поверки соблюдения этого условия приводят градусное кольцо буссоли в горизонтальное положение и, вращая буссоль, отсчитывают по обоим концам свободной стрелки на разных местах градусного кольца. Если разность таких отсчетов будет равна 180°, то условие выполнено. В противном случае говорят, что магнитная стрелка имеет эксцентриситет. Чтобы исключить влияние эксцентриситета нa результаты измерений, с кольца снимают отсчеты по северному и южному концам стрелки. За окончательный отсчет берут среднее арифметическое из них, изменив предварительно отсчет по южному концу на 180º.
В буссоли БС-2 и гониометре выявлять эксцентриситет нет необходимости, так как при помощи этих приборов магнитные азимуты измеряют по горизонтальному кругу. Однако у них может быть другой эксцентриситет - несовпадение центра вращения алидады с центром лимба. Его влияние исключается также вычислением среднего арифметического из двух отсчетов: у глазного и предметного диоптров.
Диоптры должны быть перпендикулярны плоскости буссольного кольца. Проверяя это условие, коробку буссоли при помощи уровня приводят в горизонтальное положение и в 20-30 м от нее располагают отвес. Наводят плоскость диоптров на нить отвеса и перемещают глаз вверх и вниз. Если волосок предметного диоптра пересекает нить, диоптр поставлен неверно. Если же при каком-то положении глаза волосок закрывает нить отвеса на всем протяжении, а при перемещении глаза по вертикали отходит от нити в сторону, неверен глазной диоптр. Чтобы исправить положение диоптра, ослабляют винты, прикрепляющие его к коробке, и подкладывают под тот или иной край слой бумажных полосок, а затем закрепляют винты.
При проверке буссоли (гониометра) выявляют также коллимационную ошибку. В буссоли БС-2 под коллимационной ошибкой понимают несовпадение нулевого диаметра буссольного кольца с диаметром 0-180º лимба и несовпадение плоскости, проходящей через прорезь глазного и волосок предметного диоптров, с линией, соединяющей нулевые штрихи верньеров. Выявляя ошибку, ставят алидаду так, чтобы нулевые штрихи верньеров совпали со штрихами 0 и 180º лимба. Через прорезь глазного и волосок предметного диоптров натягивают тонкий волосок и, глядя сверху, замечают, на какую примерно величину (в градусной мере) отклоняется проходящая через волосок вертикальная плоскость от нулевого диаметра буссольного кольца. Эта величина и есть коллимационная ошибка. Точных способов ее определения не существует.
При угловых измерениях с использованием магнитной стрелки отсчеты с буссольного кольца снимают по северному концу магнитной стрелки, если кольцо азимутальное, и по концу, ближайшему к предметному диоптру, если кольцо румбическое. Выполнить отсчет по концу стрелки – значит определить, в пределах какого деления кольца находится этот конец. Точность такого отсчета невелика, не выше 0,5º. Более точные отсчеты можно выполнить при помощи верньера.
Верньер – приспособление для точного отсчёта длин или углов по делениям шкалы. Действие верньера основано на способности глаза уверенно устанавливать совпадение 2 штрихов, когда один из них является продолжением другого и концы их совпадают. Верньер представляет собой подвижную шкалу, которая может скользить вдоль основной; деления на подвижной шкале несколько более мелкие, чем на основной.
Рис. 9. Верньер.
При снятии отсчета с круга при помощи верньера определяют величину дуги между нулевым штрихом лимба и нуль-пунктом верньера (см. рис. 9). Отсчет складывается из числа целых делений шкалы лимба – 28º плюс показание верньера, которое находится против штриха, наилучшим образом совпадающего с некоторым штрихом основной шкалы 15'. Показания прибора на рис. 9 равны 28º15'.
Сущность съемки подробностей местности заключается в определении положения отдельных ее точек относительно пунктов съемочной основы. С этой целью выполняют угловые и линейные измерения. По времени они обычно совпадают с измерениями, выполняемыми для определения положения точек съемочного обоснования. В зависимости от характера местности и расположения снимаемых объектов по отношению к пунктам съемочной сети применяют разные способы съемки.
Теодолитная съемка
Теодолитная съемка — топографическая съемка, выполняемая с помощью теодолита и мерных приборов или дальномеров.
Обычно цель теодолитной съемки — получение контурного плана местности — плана, на котором отображена только ситуация, а изображение рельефа отсутствует. Измерение горизонтальных и вертикальных углов при этом осуществляется теодолитом, а измерение сторон — лентами или дальномерами. Теодолитная съемка применяется в равнинной местности, в населенных пунктах, на застроенных участках и проч. Для получения изображения рельефа выполняют нивелирование поверхности по квадратам или магистральным ходам.
Теодолитная съемка разделяется на следующие процессы:
1) создание планового съемочного обоснования;
2) его привязка к пунктам геодезической сети;
3) съемка ситуации.
При этом выделяют полевые и камеральные работы — обработку материалов полевых работ. План топографической съемки составляют по материалам теодолитной съемки в камеральных условиях.
Перед выполнением съемки наземными методами на снимаемом участке местности создается съемочная геодезическая сеть, или съемочное обоснование — геодезическая сеть, предназначенная для непосредственного выполнения топографических съемок. Съемочное обоснование, как правило, создается в виде теодолитных ходов (обычно на застроенной территории), реже — построением микротриангуляции (только на открытой местности). В процессе создания планового съемочного обоснования стороны теодолитного хода стремятся прокладывать по ровным, твердым и удобным для измерений местам. Длина сторон теодолитного хода зависит от масштаба предстоящей топографической съемки и колеблется в пределах от 20 до 400 м, углы наклона могут достигать 5°. Съемка подробностей (ситуации) проводится с опорных точек и линий теодолитного хода, который прокладывается между опорными пунктами триангуляции, полигонометрии или образуется в виде системы замкнутых полигонов (многоугольников). Качество проложенного теодолитного хода определяется путем сопоставления фактических ошибок (невязок) с допустимыми. Погрешность измерения углов в теодолитном ходе обычно составляет 0,5—1'. Точность измерения длин сторон характеризуется относительной погрешностью, составляющей не более 1:2000 их длины.
Имеющую координаты и высоту в соответствующей системе координат и высот и закрепленную на местности точку съемочного обоснования, с которой выполняется съемка данного участка местности, называют съемочной точкой, или станцией. Точку земной поверхности, положение которой определяется относительно станции в процессе съемки, называют съемочным пикетом (иногда — пикетом).
Теодолитная съемка заключается только в горизонтальной съемке, которая сводится к определению планового положения отдельных точек земной поверхности и геопространственных объектов в некоторой системе координат в целях дальнейшего нанесения их изображений на план.
Прибор для измерения на местности горизонтальных и вертикальных углов называется теодолитом. Устройство теодолита основано на законах оптики, механики, электроники.
У первых теодолитов в центре угломерного круга на острие иголки помещалась линейка, которая могла свободно вращаться на этом острие (как стрелка у компаса); в линейке были сделаны вырезы и в них натянуты нити, играющие роль отсчетных индексов. Центр угломерного круга помещали в вершину измеряемого угла и надежно его закрепляли. Поворачивая линейку, совмещали ее с первой стороной угла и брали отсчет N1 по шкале угломерного круга. Затем совмещали линейку со второй стороной угла и брали отсчет N2. Разность отсчетов N2 и N1 равна значению угла. Подвижная линейка называлась алидадой, а сам угломерный круг назывался лимбом. Для совмещения линейки-алидады со сторонами угла применялись примитивные визиры.
Современные теодолиты, сохранив идею измерения угла, конструктивно значительно отличаются от старинных теодолитов.
На Рисунке 10 представлено устройство теодолита.
Строение теодолита:
1 – подставка
2 – закрепительный винт лимба
3 – наводящий винт алидады
4 – наводящий винт зрительной трубы
5 – окуляр отсчётного устройства
6 – оптический визир
7 – вертикальный круг
8 – закрепительный винт зрительной трубы
9 – кремальера
10 – исправительные винты уровня
11 – уровень
12 – закрепительный винт алидады
13 – наводящий винт лимба
14 – трегер
15 – подъёмные винты
16 – пружинящая пластина
У оптических теодолитов данного типа отсчётными устройствами являются: штриховой и шкаловой микроскопы.
Принцип теодолитной съемки заключается в получении неизвестных значений координат и высот требуемой точки, опираясь на точки с известными значениями. Но для начала работы необходимо провести поверку теодолита.
Поверками теодолита называют действия, имеющие целью выявить, выполнены ли геометрические условия, предъявляемые к инструменту. Для выполнения нарушенных условий производят исправление, называемое юстировкой инструмента.
1. Ось цилиндрического уровня алидады горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады.
Это условие необходимо для приведения оси вращения инструмента (алидады) в рабочее положение, то есть чтобы при измерениях углов она была вертикальна. Для проверки выполнения условия поворотом алидады устанавливают ось проверяемого уровня по направлению каких-либо двух подъёмных винтов и одновременным вращением их в разные стороны приводят пузырек уровня в нуль пункт (на середину ампулы), тогда ось уровня займет горизонтальное положение. Повернем алидаду, а вместе с ней и уровень точно на 180 градусов.
Если после приведения пузырька уровня в нуль пункт и поворота алидады на 180° пузырек уровня останется на месте, то условие выполнено.
2. Одна из нитей сетки должна находиться в вертикальной плоскости.
Поверку и юстировку этого условия можно выполнить при помощи отвеса, установленного в 5—10 м от инструмента. Если поверяемая нить сетки не совпадет с изображением отвеса в поле зрения трубы, то снимают колпачок, слегка ослабляют (примерно на полоборота) четыре винта, крепящих окулярную часть с корпусом трубы, и поворачивают окулярную часть с сеткой до требуемого положения. Закрепляют винты и надевают колпачок. После юстировки вторая нить сетки должна быть горизонтальна.
3. Визирная ось должна быть перпендикулярна оси вращения зрительной трубы.
Это условие необходимо для того, чтобы при вращении трубы вокруг её оси визирная ось описывала плоскость, а не конические поверхности. Визирную плоскость называют также коллимационной. Вертикальный круг вращается вокруг оси вместе с трубой. Для перевода трубы из положения КП в положение КЛ или наоборот надо перевести её через зенит при неподвижном лимбе и повернуть алидаду на глаз на 180°, чтобы можно было наводить трубу на один и тот же предмет при различных её положениях. При этом на том месте относительно лимба, где находится верньер 1, теперь будет расположен диаметрально противоположный верньер 2, а отсчёты числа градусов, взятые по верньеру I до поворота алидады и по верньеру II после поворота алидады на 180°, должны быть одинаковы. Если визирная ось перпендикулярна оси вращения зрительной трубы, то при наведении её при КП и КЛ на удалённую точку, расположенную приблизительно на уровне оси вращения зрительной трубы, по закреплённому горизонтальному лимбу получим верные отсчёты дуги с помощью I (при КП) и II (при КЛ) верньеров. Если же визирная ось не перпендикулярна оси вращения трубы и занимает при КП и при КЛ неверное положение, то в отсчёты по горизонтальному лимбу войдет ошибка, соответствующая повороту визирной оси на угол, называемый коллимационной ошибкой. Проекция этого угла на горизонтальную плоскость лимба меняется в зависимости от угла наклона визирной оси. Поэтому при выполнении этой поверки линия визирования должна быть по возможности горизонтальна.
Юстировка: ослабив слегка один вертикальный, например верхний, исправительный винт при сетке нитей, передвигают сетку, действуя боковыми исправительными винтами при ней до совмещения точки пересечения нитей с изображением наблюдаемой точки.
4. Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения инструмента (алидады).
Это условие необходимо для того, чтобы после приведения инструмента в рабочее положение коллимационная (визирная) плоскость была вертикальна. Для поверки выполнения данного условия приводят инструмент в рабочее положение и направляют точку пересечения сетки нитей на высокую и близкую (на расстоянии 10—20 м от инструмента) точку, выбранную на какой-нибудь светлой стене. Не поворачивая алидады, наклоняют трубу объективом вниз до примерно горизонтального положения её оси и отмечают на той же стене точку, в которую проецируется точка пересечения нитей. Переведя трубу через зенит, при другом положении круга снова направляют визирную ось на ту же точку и подобно предыдущему, наклонив трубу до приблизительно горизонтального положения, отмечают точку. Если обе точки совместятся в одной точке, то условие выполнено.
5. Место нуля вертикального круга теодолита должно быть постоянным.
Для поверки горизонтируют теодолит и 2-3 раза определяют место нуля. Определение места нуля включает визирование на одну и ту же точку при КЛ и КП. При каждом наведении на выбранную точку производят отсчет по вертикальному кругу теодолита. Если нет компенсатора, то предварительно пузырёк уровня при алидаде вертикального круга обязательно устанавливают в нуль-пункт. Если колебания места нуля не превышают двойной точности отсчета по кругу, то можно считать, что поверка выполняется, в исключительных случаях производится дополнительный замер через баланс осей.
Перед началом съемки теодолит необходимо привести в рабочее положение. Инструмент устанавливается на штативе над точкой с известными координатами и приводится в горизонтальное положение специальными винтами, расположенными на подставке. В окуляр мы видим центр визируемой точки, над которой устанавливаем инструмент, а уровни помогают нам контролировать горизонтальное положение инструмента. Работая зажимными винтами штатива и подставки, добиваемся такого положения, когда инструмент установлен горизонтально над стартовой точкой. В высокоточных инструментах система центрировки – оптическая, в остальных используется отвес на нити.
Далее визиром грубо наводимся на цель, а винтами плавно подводим сетку нитей на центр снимаемого объекта, контролируя процесс с помощью зрительной трубы. Так как инструмент оптический, снять отсчет в тёмное время суток невозможно. Для работы нам понадобится настроить зеркальце таким образом, чтобы в систему попадало как можно больше света.
После визирования цели берем отсчет, воспользовавшись окуляром микроскопа.
Нивелирная съемка
Для составления топографических планов участков местности со слабо выраженным рельефом необходима повышенная точность топографической съемки. В таких случаях может быть применен метод геометрического нивелирования
Нивелирование – процесс геодезических измерений для определения превышения точек одной над другой и высот точек над уровнем моря.
Назначение –нивелированные съёмки проводятся для составления топографических планов и карт, при решении различных инженерно-геодезических задач в строительстве, при высотной съемке местности, а также научно-технических задач при изучении динамических процессов движения земной коры, исследовании разностей уровня воды в морях и океанах, при изучении деформаций инженерных сооружений и др.
Нивелир – это геодезический инструмент для нивелирования, т. е. определения разности высот между несколькими точками земной поверхности. Это оптический монокулярный прибор, предназначенный для определения разности в уровнях одной точки на местности в отличие от другой точки. Используется, прежде всего, для выравнивания поверхности земли или для точного монтажа строительных конструкций в одной горизонтальной плоскости.
Строение нивелира(рис 11).
Выделяются четыре основных элемента прибора
1. Оптическое устройство, так называемая зрительная труба. Принцип работы этой детали — свободное вращение в горизонтальной плоскости. Главной функцией зрительной трубы является наведение системы на объект съемки.
2. Цилиндрический уровень. Эта деталь является исключительно чувствительным устройством. Его назначением является определение точности ориентирования нивелира относительно отвеса. Точность расположения горизонтальной оси определяется по нахождению пузырька уровня в так называемом «нуль-пункте».
3. Трегер. Подставка для зрительной трубы с тремя винтами, регулирующими высоту расположения.
4. Винт элевационный. Эта деталь отвечает за однозначное ориентирование. Для определения параметра необходимо визирную линию прибора привести в горизонтальное положение.
Кроме того, в конструкцию оптических нивелиров последних моделей в большинстве случаев встроен компенсатор. Его задача — поддержание инструмента в строго горизонтальном положении и, как следствие, исключение погрешностей, которые могут быть вызваны даже небольшим наклоном прибора, при этом геодезическая съемка становится более точной.
Рис.11 - Нивелир
Сущность геометрического нивелирования сводится к определению превышения точки В над точкой А горизонтальным лучом визирования, используя нивелир и рейки. Нивелир - геодезический прибор, у которого в момент отсчета по рейке визирная ось устанавливается в горизонтальное положение. Визирная ось зрительной трубы - это мнимая линия, соединяющая перекрестие нитей сетки и оптический центр объектива. Таким образом, в нивелире должна быть зрительная труба для точного визирования на рейку и уровень, обеспечивающий горизонтальное положение визирной оси.
Так как нивелир является точным оптическим прибором, то к нему предъявляются жесткие геометрические условия, которые и обеспечивают заданную точность нивелира. Процесс выявления отклонения от этих условий называется поверкой нивелира.
1)Поверка круглого уровня.
Условие: ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира (ось круглого уровня – это нормаль к поверхности шлифовки уровня в точке нуль-пункта).
Чтобы проверить данное условие, необходимо установить зрительную трубу оптического нивелира параллельно двум любым подъемным винтам. С помощью подъемных винтов привести пузырь круглого уровня в нуль-пункт, после чего повернуть верхнюю часть прибора вокруг вертикальной оси на сто восемьдесят градусов. Если после этого пузырь уровня останется в центре ампулы, то есть, в нуль-пункте, то условие выполнено. В противном случае необходимо произвести юстировку, то есть выполнить совокупность действий для достижения верного взаимного положения элементов нивелира и правильного их взаимодействия. Юстировка круглого уровня подразумевает следующие действия: с помощью юстировочных винтов круглого уровня смещают пузырь на половину всего отклонения к центру ампулы, оставшееся отклонение убирают подъемными винтами. Поверку повторяют до тех пор, пока условие не будет выполнено.
2)Поверка горизонтальности визирной оси
Условие: при положении пузырька в центре нуль-пункта, линия наведения (визирования) должна быть горизонтальна.
Для проверки данного условия, выберите две точки (назовём данные точки A и B) на расстоянии 30 метров друг от друга и вертикально установите на них нивелирные рейки. Зафиксируйте прибор на штативе посередине между рейками. Приведите прибор в рабочее положение, возьмите отчеты по рейкам и вычислите превышение между точками.
Взяв отчет по рейке В, сравниваете его с теоретическим. Если разность между отчетами превышает 3 миллиметра, необходимо выполнить юстировку.