Измерение вертикальных углов

Вертикальным углом называется угол наклона, составленный визирной осью зрительной трубы, наведенной на определяемую точку, с горизонтальной плоскостью. Измерение углов наклона выполняют для определения горизонтальных проекций линий, измеренных стальной лентой, при определении превышений методом тригонометрического нивелирования, при определении высоты сооружения или отдельных его точек, а также в ряде других задач на строительной площадке. Измерение вертикальных углов производится с помощью вертикального круга, закрепленного на оси вращения зрительной трубы теодолита. Лимб вертикального круга жестко связан со зрительной трубой, причем нулевой диаметр лимба параллелен визирной оси зрительной трубы.

При измерении вертикального угла лимб вращается вместе со зрительной трубой относительно неподвижной алидады вертикального круга. Перед отсчетом по лимбу нулевой диаметр алидады приводится в горизонтальное положение с помощью пузырька уровня при алидаде вертикального круга.

При высокоточных угловых измерениях применяются специальные теодолиты типа Т1, Т2, Т5, средние квадратические ошибки которых не превышают 5″. Они применяются при создании плановых государственных геодезических сетей, а также могут использоваться в инженерно-строительных работах, требующих угловых измерений высокой точности. Наиболее распространенными способами измерения углов при высокоточных измерениях являются способы круговых приемов и способ всевозможных комбинаций. При высокоточных измерениях вводятся дополнительные поправки за центровку и редукцию. Кроме этого, учитывают возможное воздействие ветра и состояние прозрачности атмосферы, проводя измерения с 10 часов утра, или с 15 часов днем при четком изображении наблюдаемых предметов.

Теодолитная съемка

Понятие о теодолитной съемке.Теодолитной съемкой называется горизонтальная или контурная съемка местности, которая выполняется с помощью теодолита. Теодолитом измеряются горизонтальные углы и углы наклона. Линии измеряются стальной лентой или дальномерами различных конструкций. По результатам теодолитной съемки может быть составлен план без изображения рельефа. Для получения плана с изображением рельефа необходимо произвести нивелирование поверхности, на которой производилась теодолитная съемка.

Процесс теодолитной съемки складывается из следующих видов работ: проложение теодолитных ходов, привязка их к пунктам геодезической сети, съемка ситуации.

Проложение теодолитных ходов.Плановым обоснованием теодолитной съемки служат теодолитные ходы, которые прокладываются на местности в двух видах. Первый вид – это замкнутый теодолитный ход, называемый полигоном. Полигон представляет собой геометрический многоугольник, стороны которого имеют известные измеренные проложения длины соответствующих линий, а вершины закреплены на местности колышками, или деревянными столбиками. Для получения исходных координат и дирекционного угла первой линии теодолитный ход необходимо привязать к пунктам триангуляции или полигонометрии государственной геодезической сети, координаты которых известны. Если начало полигона проходит через пункт опорной геодезической сети, то его привязка заключается в измерении примыкающих углов в этой точке и передаче дирекционного угла на исходную линию полигона. В том случае, если теодолитный ход не проходит через пункт геодезической сети, то от одного из пунктов этого хода прокладывают дополнительный, наиболее короткий теодолитный ход, до ближайшего пункта геодезической сети и измеряют в этом ходе углы и длины линий для передачи координат и дирекционного угла на исходный пункт полигона. Для обеспечения съемки ситуации и для контроля измерений внутри полигона может быть проложен диагональный ход.

Разомкнутый теодолитный ход представляет собой ломаную незамкнутую линию с углами поворота, по возможности близкими к 180^О. Как правило, разомкнутый теодолитный ход прокладывается между пунктами триангуляции или полигонометрии. Точки углов поворота теодолитных ходов выбирают так, чтобы длины линий сторон не превышали 350 метров и не были менее 20 метров. При этом во время проложения длины линий сторон теодолитного хода необходимо измерять дважды, в прямом и обратном направлении с относительными ошибками не более 1:3000, 1:2000 или 1:1500 в зависимости от условий мест

Рис 22 и 24.Схема теодолитных ходов.

Рис 23. Схема измерения углов и линий основного и диагонального теодолитных ходов

Рис 24 и 25 . Схема привязки теодолитных ходов к пунктам геодезической сети.

ности. При съемках масштаба 1:5000 длина теодолитного хода допускается до 4 км, 1:2000, - 2 км, 1:1000, 1 км. Углы поворота в теодолитных ходах измеряются обычно вправо по ходу лежащие. Измерения выполняются при двух противоположных положениях вертикального круга, и за окончательный результат принимается среднее из двух измерений, если разница между ними не превышает двойной точности прибора. Углы наклона линий измеряют с помощью вертикального круга теодолита. Результаты угловых и линейных измерений записывают в журнал установленной формы. Для получения исходных координат и дирекционного угла теодолитного хода его нужно привязать к пунктам триангуляции или полигонометрии, координаты которых известны. Если ход проходит через пункт опорной сети, то привязка заключается в измерении примычных углов в этой точке для передачи дирекционного угла на линию теодолитного хода. Если теодолитный ход не проходит через пункт опорной сети, то от одного из пунктов хода прокладывают наиболее короткий теодолитный ход до пункта опорной сети и измеряют в этом ходе углы и линии, с целью передачи требуемых координат и дирекционного угла.

Съемка ситуации местности. 1 – Способ перпендикуляров (Рис)

Для съемки ситуации и местных предметов правильной геометрической формы, например, зданий, а также криволинейных контуров, вытянутых в длину, например, рек, дорог, опускают перпендикуляры из снимаемых точек контура местности на стороны теодолитного хода. Допустимая длина перпендикуляров зависит от масштаба съемки. При масштабе 1:5000 это 10 м, 1:2000 – 8 м, 1:1000 – 6 м. В случае применения эккера, специального прибора для восстановления перпендикуляров на местности, длины опускаемых перпендикуляров могут увеличиваться примерно на порядок.

а) б)

Рис. Схемы съемки ситуации способом перпендикуляров

2 – Способ угловых засечек. (Рис…)

Применяется при съемке труднодоступных контуров, например, противоположного берега реки. В этом случае при точках 1 и 2 теодолитного хода измеряют на местности одним полуприемом углы β₁, β₂, β₃, β₄. Засечки точек А и В должны быть под углом не менее 30^О и не более 150^О. Далее построением измеренных углов получим соответствующие точки на плане относительно теодолитного хода. (Рис. …)

3 – Способ линейных засечек. (Рис …)При съемке зданий положение угловой точки А определяется измерением треугольных расстояний на местности с помощью мерной ленты или рулетки. Для получения на плане точки А надо построить соответствующий треугольник в масштабе плана. Положение точки В определяется аналогично. При этом надо учитывать, что одна из сторон каждого треугольника должна лежать на линии теодолитного хода.

4 – Способ полярных координат.Суть способа полярных координат состоит в том, что каждая точка съемки определяется в системе полярных координат, то есть горизонтальными углами β₁, β₂, β₃, образованными исходным направлением 7 – 8 и расстояниями от полюса выбранной точки 7 до снимаемых точек 1, 2, 3 по направлениям β₁, β₂, β₃. Эти расстояния измеряют с помощью нитяного дальномера, причем длины линий не должны превышать при масштабе 1:5000 – 150 метров, 1:2000 – 100 метров. Углы измеряются одним полуприемом так, чтобы не делать никаких вычислений. Для этого совмещают нулевой штрих алидады с нулевым штрихом лимба и, вращая лимб, визируют точку 8. Далее закрепив лимб, вращают алидаду, последовательно визируя точки 1, 2, и 3, записывая отсчеты по лимбу, соответствующие углам β₁, β₂, β₃. С помощью дальномерной рейки, последовательно устанавливаемой в точках 1, 2, 3, измеряют расстояния, взятые по дальномеру. Для контроля вновь визируют теодолит на точку 8 и делают отсчет, который не должен отличаться от нуля более чем на 2´. Результаты измерений этим способом записывают в журнал.

Рис. .Способы съёмки ситуации : а – полярный; б – створов.

При съемке ситуации составляют абрис. Абрис является схематическим чертежом, на котором показывают все снимаемые точки с соблюдением порядка и взаимного расположения контуров местности между собой и относительно опорных линий. Абрис составляется отдельно для каждой стороны теодолитного хода и снятой ситуации с данной стороны. Абрис ведут карандашом с записью всех выполненных при съемке угловых и линейных измерений.

Журнал измерений горизонтальных углов и длин линий

Таблица 1