Плановое съемочное обоснование

Тема 2.4. Плановое съемочное обоснование Теодолитная  съемка.

(продолжительность 8 часов, из  которых 2 часа – теоретическое занятие и 6 часов –

практические занятия)

 

Вопросы для изучения:

1. Теодолитная съемка. Назначение планового съемочного обоснования. Его виды.
2. Теодолитные ходы. Обработка результатов измерений в теодолитном ходе.
3. Теодолитная съемка. Способы съемки ситуации.
4. Составление контурного топографического плана.

Вопросы и задания  для закрепления:

1.     Какова цель и назначение создания планового съемочного обоснования?

2.     Назовите виды теодолитных ходов. С какой целью их прокладывают?

3.     Какие методы измерения длин сторон и углов применяют в теодолитных ходах?

4.     Какие записи ведут при выполнении теодолитных съемок?

5.     Назовите последовательность вычислений в ведомости координат.

6.     Какой постграничный контроль предусмотрен при обработке результатов измерений.

 

Используемая литература

1. Григоренко А.Г., Киселев М.И.  Инженерная геодезия: учебник для  техникумов. – 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. шк.,1983. Стр.114-124.

2. Лошкарев Н.А. Геодезия: учеб. пособие для техникумов. – Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1986. Стр.67-75.

 3. Нестеренок М.С., Нестеренок В.Ф.. Позняк А.В.  Геодезия: Учебник. Мн.: Универси-тетское, 2001. Стр.121-134,143-146, 151-154.

Ответы 

1. Теодолитная  съемка. Назначение планового съемочного  обоснования. Его виды.

Геодезическое съемочное обоснование  служит для передачи координат от пунктов плановых и высотных сетей  на участок топографической съемки, перенесения на местность проектов инженерных сооружений. Пункты съемочного обоснования закрепляют постоянными знаками на застроенной территории (постоянное съемочное обоснование) — центрами, заложенными в грунт, в углы капитальных зданий, и стержнями с головкой — в асфальтовое покрытие. На незастроенной территории, как правило, применяются временные знаки — деревянные столбы, колья, металлические трубки, стержни и т.п.

В открытой местности съемочное  обоснование можно создавать микротриангуляцией в виде сети треугольников с длиной сторон не менее 150 м, углами не меньше 20° и не больше 160°. Базисные стороны сети измеряют с относительной погрешностью 1/5000, а углы в треугольниках — с погрешностью m_β = 0,5', допустимая невязка измеренных углов в каждом треугольнике равна 1,5'. Примером сети микротриангуляции служит цепочка треугольников (рис. 1, а), опирающихся на стороны АВ и СО геодезической опорной сети.

Рис.1. Цепочка микротриангуляции и угловые запечки

Плановые координаты пунктов  F и L, (рис.1,б) получают прямыми геодезическими засечками относительно полигонометрического хода, координаты точек которого известны.

Рис. 2. Четырехугольники без  диагоналей

На застроенных территориях  с приблизительно прямоугольной системой улиц координаты пунктов съемочной сети можно получить методом четырехугольников без диагоналей, в которых измеряют все четыре угла (рис.2). В исходных четырехугольниках измеряют две стороны, а в остальных — только одну.

2. Теодолитные ходы. Обработка результатов измерений в теодолитном ходе.

Теодолитные ходы прокладывают для развития съемочного обоснования в населенных пунктах на местности, покрытой высокой растительностью, на небольших открытых площадях.

Теодолитным ходом называют полигонометрический ход, в котором углы между сторонами измеряют техническим теодолитом, а стороны — землемерными лентами, рулетками или оптическими дальномерами равной им точности (относительная погрешность 1/ Т = 1/1000 — 1/3000).

Рис. 3. Схема теодолитных  ходов:

а — разомкнутого; 6 —  замкнутого

 

Различают разомкнутый и замкнутый теодолитные ходы.

Разомкнутый теодолитный ход (рис.3, а) опирается на исходные пункты В и С геодезической сети, замкнутый (рис. 3, б) — может опираться на исходный пункт одной вершиной. Висячий теодолитный ход 4 – m – t - е (см. рис. 3, б) допускается как исключение в сложной ситуации.

Теодолитные ходы прокладывают с учетом их дальнейшего использования для  съемки местности, поэтому до начала полевых работ составляют проект теодолитных ходов на имеющемся плане более мелкого масштаба или на глазомерно составленном чертеже местности. В процессе рекогносцировки (детального осмотра местности) уточняют составленный проект и окончательно выбирают местоположение вершин съемочного обоснования, затем закрепляют их временными или постоянными знаками.

Длины сторон теодолитного хода должны быть не менее 20 м и не более 350 м.

Плановые координаты пунктов съемочного обоснования определяются относительно пунктов государственной геодезической сети или сетей сгущения с погрешностью, которая не должна превышать 0,2 мм в масштабе плана на открытой или застроенной местности и 0,3 мм в масштабе плана на местности, покрытой кустарником или лесом (закрытой местности). Поэтому длины теодолитных ходов ограничивают в зависимости от масштаба предстоящей топографической съемки и относительной точности измерения сторон хода 1/Т (табл. 1).

Таблица 1 Технические требования к теодолитным ходам

Масштаб топографической съемки	Открытая местность, застроенная  территория				Закрытая местность
	1/Т 1/3000	1/Т 1/2000	1/Т 1/1000	Висячий ход	1/Т 1/2000	1/Т 1/1000	Висячий ход

 

Допустимая длина теодолитного хода, км

1:5000	6,0	4,0	2,0	0,35	6,0	3,0	0,5
1:2000	3,0	2,0	1,0	0,2	3,6	1,5	0,3
1:1000	1,8	1,2	0,6	0,15	1,5	1,5	0,2
1:500	0,9	0,6	0,3	0,1	-	—	-

Измерение углов и  сторон. В теодолитных ходах чаще всего измеряют правые по ходу углы теодолитом ТЗО двумя полуприемами с соблюдением технических мер по устранению погрешностей, рассмотренных в теме 2.1. Длины сторон измеряют в прямом и обратном направлении. Техника измерений предусматривает устранение грубых и уменьшение систематических погрешностей. При вычислении горизонтального проложения измеренных расстояний учитываются поправки за компарирование, температуру и наклон (см. тему 2.2.).

Привязка теодолитного хода к исходным пунктам геодезической сети. Рассмотрим следующие случаи привязки.

Случай 1. Теодолитный ход В-1 ... 3-С (рис. 3, а) опирается на пункты В и С геодезической сети. В этом случае необходимо измерить правые по ходу примычные углы β_o и β_n на начальном и конечном пунктах, откуда видны соседние пункты А и D опорной геодезической сети. Замкнутый теодолитный ход на рис. 3, б опирается на пункт N полигонометрической сети. Для привязки хода к геодезической сети в вершине N измеряют примычный угол β_o начальной стороны N—M и примычный угол β_k  для конечной стороны 4-N.

Случай 2. Замкнутый теодолитный ход проложен вокруг объекта съемки на некотором удалении от пунктов исходной геодезической сети. Для его привязки прокладывают не менее двух привязочных теодолитных ходов между опорными пунктами и вершинами замкнутого хода с измерением всех примычных углов.

 

Рис.4. Привязка теодолитного хода к стенным пунктам

Случай 3. Исходные пункты А и В закреплены на стенах зданий (рис.4). Для привязки точки 1 хода измеряют расстояния 1А и 1В, а также внутренний угол β_o треугольника А1В и внешний угол β₁ . По известным координатам пунктов А и В, решая обратную геодезическую задачу, вычисляют длину линии АВ и ее дирекционный угол α_1. Из треугольника А1В по теореме синусов находят углы β_{А ,} γ и длины S_A, S_B сторон А-1 и В-1 соответственно, тогда дирекционный угол стороны А-1 будет равен α_A = α₁  + β₁ , стороны В-1 – α_В = α₁ + 180° - γ. По найденным значениям длины и дирекционного угла сторон А-1 и В-1 можно вычислить координаты точки 1 относительно пункта А и для контроля — относительно пункта В по формулам прямой геодезической задачи. Через примычный угол β₁ вычисляется дирекционный угол линии 1—2 теодолитного хода.

Результаты полевых измерений  по прокладке теодолитных ходов записывают в специальном полевом журнале. В камеральных условиях проверяют записи, повторно вычисляют углы, длины сторон, затем в измеренные расстояния вводят поправки за компарирование, наклон и температуру. Для последующих вычислений составляют пояснительную схему теодолитных ходов в произвольном масштабе, на которой указывают величины измеренных углов и горизонтальных расстояний.

Угловая невязка замкнутого теодолитного хода. Для вычисления угловой невязки суммируют все внутренние измеренные правые по ходу углы замкнутого хода (см. рис. 3, б), исключая примычные, и вычисляют теоретическую сумму внутренних углов хода, представляющего собой n-вершинный многоугольник ∑βтеор = 180° (п - 2).

Разность ƒ_β суммы измеренных углов β' и теоретической суммы углов замкнутого многоугольника, равной 180°×(n — 2), называют угловой невязкой хода, т.е.

  (1)

Если бы измеренные углы β' получали без погрешностей, то невязка ƒ_β равнялась бы нулю. Практически величина ƒ_β характеризует качество измерения углов. Допустимая угловая невязка вычисляется по формуле

   (2)

Допустимая погрешность Δ_{∑ пред}  обозначена через ƒ_{β доп} , удвоенная погрешность измерения угла 2m = 1'.

Фактическая невязка ƒ_β  не должна превышать допустимой величины, в противном случае необходимо проверить результаты вычислений и измерений и устранить грубые погрешности в значениях β'_i.

 

Уравнивание измеренных углов. Если угловая невязка допустима, измеренные углы β'_i  уравнивают, т.е. между ними приблизительно поровну распределяют фактическую невязку ƒ_β, разбитую на поправки, противоположные по знаку невязке:

  (3)

и округленные до 0,1'. Причем сумма  поправок должна равняться невязке с обратным знаком, т.е.

   (4)

Поправки υ_βi  прибавляют к измеренным углам β'_i:

(5)

и этим их уравнивают (упрощенным способом). Сумма уравненных углов должна равняться теоретической сумме.

Пример 1. Определить угловую невязку, ее допустимую величину, если в замкнутом теодолитном ходе с тремя вершинами измерены углы, значения которых β'₁ = 30° 01',  β'₂= 59° 59' и β'₃ = 90° 01'. Уравнять измеренные углы.

Решение. Найдем угловую невязку ƒ_β = 180° 01' - 180° 00' = = +0° 01'; ƒ_βдоп = 1^׀ √3= 1,7'; получим поправки υ_i = -1' /3 = = -0,333 и округлим υ₁ = - 0,3'; υ₂= - 0,3'; υ₃= - 0,4'; при этом

∑ υ_i = -1'. Уравненные углы β'₁ = 30° 00,7'; β'₂= 59° 58,7'; β'₃ = 90° 00,6'. Их сумма будет равна 180° 00'.

Рис. 5. Дирекционные углы сторон и  координаты вершин теодолитного хода

Угловая невязка разомкнутого теодолитного хода. В разомкнутом теодолитном ходе (рис. 5), опирающемся на исходные геодезические пункты В (триангуляции) и С (полигоно-метрии), измерены примычные углы β₁ и β_n, являющиеся правыми по ходу, как и углы β₂, β₃..., β_n-1 между сторонами хода. Число n измеренных углов на единицу больше числа n—1 сторон. Предположим, что измеренные углы β'_i; после уравнивания получили значения β_i. Зная начальный дирекционный угол α_н стороны АВ триангуляции и примычный угол β_i, найдем дирекционный угол  α₁ стороны хода В-1. Согласно рис.5 при вершине В сумма углов α₁+ β₁ =  α_н + 180°, при вершине 1 — α₂+ β₂ = α₁ + 180° и т.д. Отсюда получим:

     (6)

         Обобщив выражение (6), можно записать

  (7)

т.е. дирекционный угол следующей стороны равен дирекционному углу предыдущей плюс 180°, минус правый по ходу угол между этими сторонами теодолитного хода. Используя формулы (6), находим

        Из последнего соотношения найдем теоретическую сумму углов разомкнутого теодолитного хода:

       Поскольку измеренные правые по ходу углы β_i содержат погрешности Δβ_i, сумма измеренных углов не равна их теоретической сумме на величину невязки: