Контрольная работа по «Инженерной геодезии»

Дирекционный угол направления  на ориентир может быть вычислен путем решения обратной геодезической задачи если известны плоские прямоугольные координаты исходной точки и ориентира.

Дирекционные углы направлений  могут быть измерены с точностью  порядка 30-60 угловых минут по топографической  карте с помощью транспортира. При измерениях дирекционных углов по топографической карте можно использовать следующее определение дирекционного угла: дирекционным углом ɑ называется горизонтальный угол, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0° до 360°, между северным направлением вертикальной линии километровой сетки плоских прямоугольных координат и направлением на ориентир.

Дирекционный угол направления  может быть приблизительно с точностью  порядка 0.5-3 угловых градуса определен  на местности по значению магнитного азимута направления измеренного с помощью компаса путем ввода в измеренное значение магнитного азимута поправки направления (ПН), взятой с топографической карты на дату наблюдений.

Румб - горизонтальный острый угол отсчитываемый от ближайшего  северного  или  южного направления меридиана до ориентируемого направления. Румбы имеют названия в соответствии с названием четверти, в которой находится линия,  т.е.:  северо-восточные СВ,  северо-западные СЗ, юго-западные ЮЗ,  юго-восточные ЮВ.

8. Что называется магнитным азимутом линии, сближением меридианов?

Магнитным азимутом линии местности в данной точке  называют горизонтальный угол Аm, измеренный по ходу часовой стрелки от северного  направления магнитного меридиана, проходящего через данную точку, до ориентируемой линии. Магнитный меридиан – это проекция оси свободно подвешенной магнитной стрелки на уровенную поверхность. Магнитный азимут изменяется от 0° до 360°. Магнитный азимут линии вычисляется по формуле:

А_м= А_и- (±δ)

где δ – склонение магнитной  стрелки,

А_и – географический (истинный) азимут линии.

Сближение меридианов в некоторой точке земного  эллипсоида – угол gs между касательной  к меридиану этой точки и касательной  к эллипсоиду, проведённой в той  же точке параллельно плоскости  некоторого начального меридиана. С. м. gs является функцией разности долгот l указанных меридианов, широты В точки и параметров эллипсоида. Приближённо С. м. выражается формулой gs = lsin В. С. м. на плоскости геодезической проекции, или картографической проекции (или гауссово С. м.) – это угол g, который образует касательная к изображению какого-либо меридиана с первой координатной осью (абсцисс) данной проекции, являющейся обычно изображением среднего (осевого) меридиана отображаемой территории. В случае конформных проекций эллипсоида, отнесённого к изометрическим координатам, g – с. точностью до знака — является аргументом производной той функции комплексного переменного, которая описывает рассматриваемую проекцию. Пренебрегая малыми третьего и более высоких порядков относительно l, получают равенство g = gs.

С. м. необходимо знать при численной обработке  результатов геодезических измерений, решении различных задач геодезии. На топографических картах С. м. может  быть определено как угол поворота километровой сетки карты относительно её рамки.

9. Что называется склонением магнитной стрелки и от какого направления она отсчитывается?

Склонение магнитной  стрелки - это горизонтальный угол, на который магнитный меридиан отклоняется  от истинного (географического) в данной точке. Отсчитывают его от истинного меридиана к магнитному. Восточное склонение магнитной стрелки считают положительным, западное - отрицательным.

10. Как вычислить обратный дирекционнный угол линии?

Переход от магнитного азимута к географическому азимуту  может быть выполнен по формуле:

А_м= А_и- (±δ)

Значение дирекционного  угла определяется по формуле:

а= А - (±γ)

Обработка результатов  измерений на местности и составление  отчетных материалов, вычисление координат  определяемых точек - все это связано  с решением прямых и обратных геодезических задач.

11. Где и для чего применяют теодолиты? Основные поверки теодолита, кратко описать. Что называют горизонтальной и вертикальной осями теодолита?

Теодоли́т –  измерительный прибор для определения  направлений и измерения горизонтальных и вертикальных углов при геодезических работах, топографических, геодезических и маркшейдерских съёмках, в строительстве и т. п. Основной рабочей мерой в теодолите являются лимбы (горизонтальный и вертикальный круги с градусными и минутными делениями).

При измерительных работах целятся на пункт с известными координатами, например тригонометрический пункт. Развитием конструкции теодолита является тахеометр.

Поверки теодолита  выполняют для контроля соблюдения в приборе верного взаиморасположения его осей. Основными поверками являются следующие.

Поверка уровня. Ось цилиндрического уровня на алидаде  горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады.

Перед выполнением  поверки выполняют горизонтирование теодолита. Затем устанавливают  уровень по направлению двух подъёмных винтов и с их помощью приводят пузырёк в нульпункт. Поворачивают алидаду на 180º. Если пузырёк уровня остался в нульпункте, то требуемое условие выполнено – ось уровня перпендикулярна к оси вращения алидады. Если пузырёк уровня ушел из нульпункта, исправительными винтами уровня изменяют его наклон, перемещая пузырёк в сторону нульпункта на половину отклонения.

Поверку повторяют, добиваясь, чтобы смещение пузырька было меньше одного деления.

Поверка сетки  нитей. Вертикальный штрих сетки  нитей должен быть перпендикулярен к оси вращения зрительной трубы.

 

Наводят вертикальный штрих сетки нитей на точку  и наводящим винтом трубы изменяют ее наклон. Если изображение точки  не скользит по штриху, сетку нитей  надо повернуть. Для этого поворачивают корпус окуляра, ослабив четыре винта его крепления к зрительной трубе

Поверка визирной оси. Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы.

Если визирная ось перпендикулярна к оси  вращения трубы, то отсчёты по горизонтальному  кругу при разных положениях вертикального круга (круг слева и круг справа) и наведении на одну и ту же точку будут различаться ровно на 180º. Если разность отчетов отличается от 180°, то ось вращения трубы не перпендикулярна к визирной оси (рис. 7.10). При этом соответствующие отсчёты Л и П отличаются от правильных значений на одинаковую величину с, получившую название коллимационной ошибки.

При выполнении поверки визируют на удалённую точку  при двух положениях круга и берут  отсчёты Л и П. Вычисляют коллимационную погрешность с = (Л - П ± 180°) ¤ 2, которая не должна превышать двойной точности теодолита.

Если коллимационная погрешность велика, то наводящим  винтом алидады устанавливают на горизонтальном круге верный отсчёт, равный (Л - с) или (П + с). При этом центр  сетки нитей сместится с изображения точки. Отвинчивают колпачок, закрывающий винты сетки нитей, ослабляют один из вертикальных исправительных винтов, и, действуя горизонтальными исправительными винтами, совмещают центр сетки нитей с изображением точки. Закрепив ослабленные винты, поверку повторяют.

Поверка оси  вращения трубы. Ось вращения трубы  должна быть перпендикулярна к оси  вращения алидады.

Установив теодолит вблизи стены здания, визируют на высоко расположенную под углом наклона 25 - 30º точку Р. Наклоняют трубу до горизонтального положения и отмечают на стене проекцию центра сетки нитей. Переводят трубу через зенит, вновь визируют на точку Р и отмечают её проекцию. Если изображения обеих проекций точки не выходят за пределы биссектора сетки нитей, требование считают выполненным. В противном случае необходимо исправить положение оси вращения трубы. Исправление выполняют в мастерской, изменяя наклон оси.

Горизонтальный  круг теодолита предназначен для  измерения горизонтальных углов  и состоит из лимба и алидады. Лимб представляет собой стеклянное кольцо, на скошенном крае которого нанесены равные деления с помощью автоматической делительной машины. Цена деления лимба (величина дуги между двумя соседними штрихами) определяется по оцифровке градусных (реже градовых) штрихов. Оцифровка лимбов производится по часовой стрелке от 0 до 360 градусов (0 — 400 гон).

Роль алидады  выполняют специальные оптические системы — отсчётные устройства. Алидада вращается вокруг своей  оси относительно неподвижного лимба  вместе с верхней частью прибора; при этом отсчёт по горизонтальному кругу изменяется. Если закрепить зажимной винт и открепить лимб, то алидада будет вращаться вместе с лимбом и отсчёт изменяться не будет.

Лимб закрывается  металлическим кожухом, предохраняющим его от повреждений, влаги и пыли.

12. Для чего горизонтальный угол измеряют при двух положениях вертикального круга? Способы измерения горизонтальных углов.

При измерении  горизонтальный угол определяется как  разность отсчетов по горизонтальному  кругу

Так как деления на горизонтальном круге подписаны с возрастанием по часовой стрелке, то отсчет на заднюю точку должен быть всегда больше отсчета при наблюдении передней точки. В случае, если нулевое деление на горизонтальном круге размещается внутри измеряемого угла, отсчёт на заднюю точку будет меньше отсчёта на переднюю точку, тогда для получения величины угла к заднему отсчету необходимо добавить 360° . При измерении горизонтального угла теодолит ставится над вершиной измеряемого угла: центрируется и горизонтируется. Центрирование и горизонтирование взаимно зависимы, поэтому после горизонтирования необходимо проверить центрирование и, если нужно, произвести исправление, а затем проверить горизонтирование.

Наиболее распространены в инженерной практике следующие  способы измерения горизонтальных и одновременно вертикальных углов: приемов, круговых приемов, повторений. Измерение вертикальных углов значительно проще, чем измерение горизонтальных углов. Во-первых, горизонтальный угол есть разность измерений двух направлений, вертикальный же угол определяется одним направлением относительно некоторой фиксированной линии или плоскости, чаще горизонтальной; во-вторых, горизонтальный угол измеряется на различных участках круга, а вертикальный круг чаще всего перестановок не имеет; в-третьих, число приемов при измерении вертикальных углов значительно меньше, чем при измерении горизонтальных углов. Наиболее часто при измерении горизонтальных углов применяются способ приемов и способ повторений. Когда из вершины выходит более двух направлений, применяется способ круговых приемов.

В способе приемов горизонтальный угол измеряется двумя самостоятельными полуприемами - при "круге лево" (JI) и при "круге право" (П). Наводят  центр сетки нитей зрительной трубы при JI на заднюю точку и  берут отсчет по горизонтальному кругу, затем, открепив алидаду горизонтального круга, центр сетки нитей трубы наводят на переднюю точку и тоже берут отсчет по горизонтальному кругу. На этом первый полуприем закончен. Величина угла в полуприеме определяется как разность отсчетов по горизонтальному кругу - заднего и переднего. Необходимо помнить, что отрицательных горизонтальных углов не бывает и, в случае отрицательного значения разности следует добавить полную окружность, т.е. 360° .

При выполнении второго полуприема необходимо "сбить лимб". Закрепительный винт подставки теодолита (лимб) открепляется, лимб поворачивается вокруг оси на 90° , при закрепленной алидаде горизонтального круга. Затем труба переводится через зенит (поворачивается вокруг горизонтальной оси на пол-оборота) и при П наводится на переднюю точку (лимб закреплен, а алидада открепляется и теодолит поворачивается вокруг оси в нужном направлении). В предыдущем полуприеме наблюдения закончились на передней точке, и труба отфокусирована на эту точку. Целесообразно, чтобы не делать лишнюю фокусировку трубы, наблюдения во втором полуприеме начинать с передней точки. Берут последовательно передний и задний отсчеты по горизонтальному кругу и определяют величину горизонтального угла во втором полуприеме.

Значения угла, полученные в каждом из полуприемов, должны различаться между собой не более чем на двойную точность теодолита (для ТЗО - 2', для 2Т30 - 1'). Если это различие более допустимого, результаты измерений угла признаются неудовлетворительными, и измерения продолжаются до получения разницы значений в полуприемах в пределах допуска. За окончательное значение принимается среднее арифметическое из значений угла, полученных в двух полуприемах.

Если при какой-либо точке (вершине) требуется измерить несколько горизонтальных углов, то применяют способ круговых приемов. Отцентрировав теодолит над вершиной и приведя его в рабочее положение, трубу наводят на точку начального направления при Л и производят отсчет по горизонтальному кругу, который записывается в журнал. Вращением алидады по часовой стрелке трубу наводят на точки следующих направлений и записывают каждый раз соответствующий отсчет. Расхождение начального и конечного отсчетов на точку начального направления не должно превышать двойную точность теодолита, что гарантирует неподвижное положение лимба. На этом заканчивается первый полуприем.

 

Переведя трубу через  зенит, ее снова наводят на точку  начального направления, но уже при  П, берут отсчет и, вращая алидаду  против часовой стрелки, последовательно наводят трубу на точки следующих направлений и записывают соответствующие отсчеты по горизонтальному кругу. Этими наблюдениями заканчивается второй полуприем. Два же полуприема составляют один прием. Таких приемов может быть несколько. Между приемами лимб "сбивают" на угол 180° /п, где n-число приемов.

Обработка наблюдений сводится к вычислению средних отсчетов на каждую наблюдаемую точку при  Л и П. при этом градусы записывают те, которые были получены в первом полуприеме. После этого определяют средний из средних отсчетов, полученных при наблюдении начального направления. Затем данный средний отсчет вычитают из средних отсчетов, вычисленных для точек следующих направлений, и получают, так называемые приведенные направления, которые являются углами между направлениями. Дополнительным контролем измерения углов является постоянство значения двойной коллимационной ошибки, определяемой при ЛиП. Колебания в значении двойной коллимационной ошибки допускаются в пределах двойной точности теодолита.