Геодезия - раздел Геология, Министерство Образования И Науки Российской Федерации Н Топографические карты и планы. Решение инженерно — геодезических задач………………………………. Теория погрешностей измерений……………………29 Раздел 4. Общие сведения из геодезии. Топографические карты и планы и решение на них инженерно — геодезических задач. Теория погрешностей измерений Раздел 4. Геодезические сети и топографические съемки…………………………………………. Геодезические работы при изыскании и проектировании сооружений……………………………. Геодезические работы при строительстве и эксплуатации сооружений……………………………. Что означает слово геодезия? Геодезический меридиан касания проецируемой зоны на боковую поверхность цилиндра является осевым меридианом данной зоны. Так как число зон 60, то и число осевых меридианов также На осевом меридиане искажения, связанные с проецированием эллипсоида на плоскость, отсутствуют. Перечислите основные части планиметра? Перечислите известные Вам формулы вычисления площади простейших геометрических фигур? Какие погрешности оказывают влияние на точность определения площадей различными способами? Что такое палетка и как с помощью ее измерить площадь контура на карте? Масштаб карты или плана это степень уменьшения горизонтальных отрезков линий местности при перенесении их на бумагу. Это означает, что масштаб плана карты есть отношение длины линии на плане к горизонтальному проложению этой линии на местности. Масштаб может быть представлен или в виде числа аликвотной дроби, например 1: В первом случае 1: В линейном масштабе в качестве основания, как правило, принимают отрезок длиной 2 см. Пользоваться им очень просто и не требует пояснений. Более сложным по начертанию и применению является поперечный линейный масштаб. Здесь, как и в простом линейном масштабе, в качестве основания принят отрезок длиной 2 см. Но левое основание с помощью наклонных линий трансверсалей разделено не на десять, а на сто частей. Это позволяет повысить на порядок точность измерения длин линий по отношению к просто линейному рис. Под точностью масштаба понимается длина горизонтального отрезка на местности, соответствующая 0,1 мм на плане. Это связано с физиологическими особенностями нашего глаза. Следовательно, детали объектов местности архитектурные выступы, изгибы , имеющие протяженность менее 0,1 мм, изобразить на плане нельзя. Данная величина служит одним из главных критериев выбора масштаба создания плана при изысканиях сооружений. Планом называется уменьшенное и подобное изображение на плоскости горизонтальных проекций небольших участков местности ортогональное проецирование. РазмерВеличина такого участка зависит от допустимой погрешности замены сферической поверхности горизонтальной плоскостью. Планы подразделяются на топографические и контурные. На топографических планах изображают контуры и рельеф местности, а на контурных только ситуацию местности. Из чертежа на рис. Такая относительная погрешность является наивысшей точностью при измерении расстояний на земной поверхности. Картой называется уменьшенное и искаженное вследствие сферичности Земли изображение на плоскости всей земной поверхности или отдельных ее частей. Искажение связано с картографической проекцией, применяемой при составлении карты. Так как при создании топографических карт применяют равноугольную поперечную цилиндрическую проекцию К. Различие топографической карты и плана заключается в применяемых проекциях при их составлении. Планы составляют в ортогональной проекции, поэтому изображаемые на них объекты местности подобны их образам на горизонтальной плоскости. В не преобразованной системе координат пересечение экватора и осевого меридиана принято за начало счета, т. ЭтоТакое преобразование позволило избавиться от отрицательных ординат на территории нашей страны. При делении земного шара на шести градусные зоны в каждой из 60 зон имеется совершенно одинаковая система координат. Для того,, чтобы обозначить в какой зоне находится точка с заданными координатами, перед ординатой указывают номер зоны. Точка С с такой ординатой находится в четвертой зоне. Длина отрезка представляет собой гипотенузу прямоугольного треугольника, катетами которого являются разности координат соответственно по оси абсцисс и ординат, т. Ориентировать линию карту значит определить ее положение относительно меридиана. Сделать это можно или относительно геодезического , или осевого, или магнитного меридиана. Угол ориентирования всегда измеряется от северного направления меридиана по ходу часовой стрелки до направления ориентируемой линии. В зависимости от меридиана, относительно которого выполняется ориентирование, углы носят названия: Истинный азимут А и это горизонтальный угол, измеренный от северного направления географического истинного меридиана по ходу часовой стрелки до направления данной линии. Румбом линии rAB называется горизонтальный угол между ближайшим северным или южным направлением меридиана и заданной линией. Румбы, как и основные углы ориентирования, могут быть истинными, дирекционными и магнитными. Чтобы отличить, какое направление относительно сторон горизонта имеет данная линия, перед градусной величиной румба обязательно указывают название соответствующей четверти, например юв: Пусть известны прямоугольные координаты концов отрезка X A , Y A , X B , Y B. Сначала вычисляют румб линии. По знакам приращений координат, в соответствии с табл. Магнитным азимутом А м называют горизонтальный угол между северным концом магнитного меридиана магнитной стрелки и направлением данной линии, отсчитанный по ходу часовой стрелки. Это угол между северными направлениями истинного и осевого меридианова, проведенных из данной точки. Оно может быть вычислено по формуле. Сближение меридианов может быть восточным или западным, в зависимости от того, восточнее или западнее осевого меридиана находится точка А. Это угол между северными направлениями истинного и магнитного меридианов, проведенных из данной точки. Склонение магнитной стрелки есть результат несовпадения географических и магнитных полюсов Земли. Склонение может быть восточным , когда северное направление магнитного меридиана отклоняется от географического меридиана к востоку и западным, если северное направление магнитного меридиана отклоняется к западу от географического. Восточное склонение считается положительным, а западное — отрицательным. Склонение изменяется с изменением места и времени. Но наиболее существенным фактором, сдерживающим применение магнитной стрелки для ориентирования карт и планов, является постоянное изменение величины склонения в течение века вековое , в течение года годовое и в течение суток суточное. Склонение магнитной стрелки также изменяется под влиянием магнитных бурь и наличия магнитных руд в недрах Земли. Большое возмущение на магнитную стрелку оказывают линии высокого напряжения и другие источники электромагнитных излучений. Все перечисленные выше источники возмущений естественного магнитного поля Земли не позволяют широко использовать магнитную стрелку для ориентирования линий и топографических карт и планов в области строительства. Для того чтобы вычислить истинный азимут заданной линии по результатам измерения дирекционного угла необходимо знать величину сближения меридианов. Тогда, применительно к рис. Для перехода от измеренного дирекционного угла к магнитному или истинному азимуту можно также воспользоваться чертежами, приведенными на рис. Почему ориентирование по магнитному азимуту не находит широкого применения при геодезических работах в строительстве? Причиной этого является изменение величины склонения магнитной стрелки во времени вековые, годовые, суточные. Поэтому измерения, выполненные в данное время, не будут соответствовать реальному времени. Рельеф местности это совокупность неровностей земной поверхности. Выделяют следующие формы рельефа: На топографических картах и планах рельеф изображается с помощью горизонталей. Какие бывают виды измерений? Какие измерения относят к равноточным, а какие к неравноточным? Какие погрешности относят к грубым, систематическим и случайным? Приведите примеры проявления систематических погрешностей в результатах геодезических измерений? Назовите свойства случайных погрешностей? Что является количественнойачественной характеристикой точности. Как вычислить среднюю квадратическую погрешность при наличии эталонного значения измеряемой величины? Как выполнить оценку точности результатов измерений, если эталонное значение измеряемой величины отсутствует? Как вычислить среднюю квадратическую погрешность функции измеренных величин? Как вычислить среднюю квадратическую погрешность арифметической средины? Можно ли на стадии проекта рассчитать число измерений , чтобы получить результат с заданной точностью? Что такое неравноточные измерения? Что такое вес результата измерения? Как оценить точность арифметической средины из неравноточных измерений? Какие другие качественные параметры измерений можно принимать в качестве весов кроме средних квадратических погрешностей? В геодезии часто выполняют измерения и вычисления разнородных величин. Что в этих случаях считается равноточными измерениями? Известно, что положение точки на плоскости определяется двумя координатами x,y. Как в этом случае выполнить оценку точности? В чем смысл уравнительных вычислений? Как правильно записать результаты вычислений? Измерить физическую величину — это, значит, сравнить ее с другой, однородной с ней, принятой за единицу меры. Результат измерения — число, показывающее количественное соотношение между измеряемой величиной и единицей меры. Таким образом, измерение — это процесс нахождения количественной характеристики физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Различают прямые непосредственные и косвенные посредственные измерения. При прямых измерениях значение измеряемой величины находят непосредственно из опытных данных. Примерами прямых измерений являются измерение длины линии рулеткой, угла — теодолитом, электрического напряжения — вольтметром, температуры — термометром и т. Прямые измерения являются основой более сложных измерений. При косвенных измерениях искомое значение измеряемой величины находится на основании известной зависимости этой величины и величинами из прямых измерений. В качестве примера приведем определение расстояния между точками А и С местности. В качестве примеров косвенных измерений можно также привести: Если одна и та же величина измерена n раз, то одно из этих измерений является необходимым, а остальные n — 1 избыточными добавочными. Избыточные измерения производятвыполняют с целью контроля правильности полученных результатов измерений. Кроме того, они позволяют определить более надежное значение искомой величины. При достаточно большом числе избыточных измерений можно судить о точности выполненных измерений. Из всей практики измерений установлено, что производя многократные измерения одной и той же величины, мы не получаем одинаковых результатов, как бы тщательно ни старались производить измерения. Этот факт указывает на то, что получаемые результаты не являются точными значениями измеряемой величины, а несколько отклоняются от него. Источниками погрешностей измерений являются все участники процесса измерения: К равноточным измерениям относят результаты, полученные приборами одинаковой точности, в одинаковых внешних условиях, наблюдателями одинаковой квалификации с применением одной и той же методики и т. Если результаты измерений получены с отступлением от выше перечисленных требований, то такие измерения называют неравноточными. Любая погрешность результата измерения есть следствие действия значительного числа факторов, каждый из которых порождает свою погрешность, которую называют элементарной. Таким образом, погрешность результата измерения является алгебраической суммой элементарных погрешностей. Грубыми погрешностями промахами называют такие, которыепогрешности, превосходящие по своей абсолютной величине превосходят некоторый установленный для данных условий измерений предел. Они происходят чаще всего из — за невнимательности наблюдателя или неисправности измерительного прибора. Для исключения возможности появления грубых погрешностей все измерения должны выполняться с контролем. Поэтому грубые погрешности не рассматриваются при анализе точности выполненных измерений. Систематическиеая погрешностиь это являются составнойляющая частью общей погрешности измерения,. Они или остающаясяостаются постояннымиой при повторных измерениях одной и той же физической величины, или же закономерно изменяютщаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины. Систематические погрешности чаще всего связаны с измерительными приборами. Случайные погрешности также являются составной частью общей погрешности измерения. Они представляют собой совокупность элементарных погрешностей, величины которых изменяются случайным образом и по знаку, и по значению в серии повторных измерений. Случайные погрешности неизбежны и всегда сопровождают процесс измерения. Закономерности случайных погрешностей проявляются в своей массе и обусловлены всеми факторами. Их влияние на результат может быть ослаблено повышением качества и числа измерений, а также надлежащей математической обработкой результатова измерения. При геометрическом нивелировании визирная ось зрительной трубы должна быть горизонтальной, а рейка отвесной. Влияние наклона рейки на погрешность в отсчете. Добиться вертикальности рейки, не имея дополнительных приспособлений уровня, отвеса , очень трудно. В тех случаях, когда отсчет по рейке близок к нулю, погрешность минимальна и наоборот. Измерить угол наклона рейки, вычислить поправку и ввести в отсчет по рейке со знаком минус. Установить на рейке уровень и тем самым с его помощью добиваться установки рейки в отвесное положение. Так поступают при высокоточном нивелировании. Покачивать рейку из положения 1 в положение 3. Тогда при прохождении рейки через отвесное положение 2 отсчет по рейке будет минимальным, что хорошо фиксируется наблюдателем. Значит этот отсчет свободный от не вертикальности рейки. Так поступают на практике при техническом нивелировании. Вычислить погрешность измерения, связанную с температурой окружающей среды. Известно, что при изменении температуры длина рулетки изменяется. Величина в изменения зависитмости от материала изготовления. Для стальной рулетки это изменение равно. Следовательно, если выполнено одно уложение мерного прибора, то погрешность составит 25 мм. Данная пПогрешность носит систематический характер для данных условий измерений и исключить ее можно только введением поправки. Приведем еще несколько примеров систематических погрешностей, встречающихся при измерении длин линий и при создании разбивочных геодезических сетей:. Случайные погрешности представляют собой совокупность элементарных погрешностей, величины которых не могут быть выявлены и учтены в виде поправок к измеренным величинам. Арифметическая средина математическое ожидание каждой элементарной случайной погрешности пренебрегаемо малао, то есть равноблизка к нулю. Примерами случайных погрешностей являются:. Несмотря на то, что случайные погрешности неизвестны ни по абсолютной величине, ни по направлению и поэтому не могут быть исключены из результата измерения, они подчиняются определенным закономерностям:. Приведенные выше свойства случайных погрешностей основываются на гипотезе: Для оценки точности результатов измерений используют следующие критеркачественные характеристики. Вероятная погрешность r, которая является случайной погрешностью, больше или меньше которой по абсолютной величине погрешности равновозможные. Оона находится в середине ряда погрешностей, если их абсолютные значения расположить по степени возрастания. Средняя квадратичекая погрешность обладает целым рядом положительных свойств по сравнению с другими:. Ответ на этот вопрос рассмотрим на примере обработки результатов эталонирования светодальномера на высокоточном базисе. Результаты измерений и вычислений приведены в табл. В знаменателе этой дроби, оставляют столько значащих цифр, сколько их содержит m, а остальные заменяют нулями. Следовательно, для оценки точности функции измеренных величин, необходимо написать вид функции, найти частные производные и подставить их в 3. При отысканиивычислении средних квадратических погрешностей функций, в которые входят тригонометрические функции, среднюю квадратическую погрешность угла необходимо разделить на значение числа градусов минут, секунд в радиане, в зависимости от размерности погрешности угла, то есть привести погрешность угла к безразмерному виду. Однако Сследует помнить, что данные расчеты справедливы при отсутствии систематических погрешностей! К неравноточным измерениям относятся результаты измерения одной и той же величины, выполненные приборами различной точности; различным числом приемов, приборами разной точности, в различных условиях измерений и т. То есть к неравноточным измерениям относятся те, результаты которых имеют разные средние квадратические погрешности. Для совместной обработки результатов неравноточных измерений вводят понятие веса. Весом р называют величину, обратно пропорциональную квадрату средней квадратической погрешности. Вес характеризует степень надежности результата измерения, степень доверия к результату измерения. Чем больше вес, тем выше к нему степень доверия по отношению к другим результатам того же ряда. Определить веса результатов измерений и какоей из угловних внесло наибольший вклад в формирование невязки? В соответствии с формулой 3. Наибольший вес имеет результат измерения угла теодолитом Т1, поэтому результату измерения этогому углуа наибольшее доверие. Наименьший вес имеет результат измерения угла теодолитом Т Пусть имеем результаты неравноточных измерений одной и той же величины l 1, l 2, l 3, ………. Вычислить среднее арифметическое из этого ряда измерений. Вычислить среднее значение угла. Так как приборы имеют различную точность, то необходимо сначала установить веса результатов измерений. В соответствии с 3. Как видим из примера, измерение угла теодолитом 2Т30П ни как не оказало влияние на среднее значение угла, то есть было бесполезным. Очевидно, что как и при обработке ряда равноточных измерений, точность арифметической средины выше, чем точность любого отдельно взятого результата, входящего в вычисления. В качестве весов измерений можно принимать и другие качественные характеристики, значения которых пропорциональны величинам средних квадратических погрешностей. Очень часто приходится обрабатывать ряды измерений, компоненты которых являются средними арифметическими, но полученными при разном числе измерений. Покажем, что в этих случаях за вес можно принимать число измерений, на основе которых получена арифметическая средина. На учебной практике одну и ту же линию измеряли 4 бригады. Причем первая бригада измерила линию 4 раза, вторая — 10 раз, третья — 6 раз, четвертая — 2 раза. Каждая бригада вычислила среднее арифметическое из своих результатов. Найти общую арифметическую средину из всех измерений? При наличии ЭВМ или калькулятора вычисление общей арифметической средины и её оценку точности необходимо вести по формуле 3. Однако в отдельных случаях более экономичным и оправданным является схема вычисления, изложенная в табл. Обычно в качестве таковой принимают наименьшее значение из измеренных. Оценку точности, так же как и при обработке равноточного ряда, выполняют по формуле Бесселя, применительно к неравноточным измерениям. Так же как и при обработке равноточных измерений, предельную погрешность принимают равной утроенному значению средней квадратической погрешности. Действительно, в геодезии часто значение функции определяетсянаходится из результатов угловых и линейных измерений. Поэтому проблема равноточности таких измерений является существенной. Если точность угловых измерений ниже точности линейных, или наоборот, то в результате точность одних может совершенно не оказывать влияния на конечный результат. При уравнительных вычислениях, выполняемых на основе решения линейных уравнений высокого порядка, такая ситуация ведет к резкой потере точности их решения из — за снижения обусловленности матриц. Ниже на примерах покажем некоторые приемы предвычисления точности угловых и линейных измерений в простейших геометрических построениях. С какой максимально возможной точностью можно получить превышение h AB? С какой точностью необходимо измерятьизмерить длину линии, чтобы влияние угловых и линейных измерений на точность превышения было одинаковое? Для решения этого вопроса, в В соответствии соответствии с принципом оценки точности функции измеренных величин, напишем. Так как в данном примере поставлено ограничение на точность измерения угла наклона, то в формуле 28 первое слагаемое должно быть равно нулю, т. Совершенно очевидно, что погрешности угловых и линейных измерений окажут одинаковое влияние на точность определения превышения, если. Для ответа на второй вопрос необходимо в формуле 3. В этом случае каждое из слагаемых формулы 3. Решение поставленного вопроса рассмотрим на примере разбивки осей сооружения способом полярных координат. Найти проекции погрешностей данного построения на оси прямоугольных координат. Вычислим дирекционный угол стороны АО: Средняя квадратическая погрешность откладывания расстояния носит название продольной погрешности, а откладывания угла в линейной мере называется — поперечной погрешностьюи. В силу двумерностидвухмерности положения точки на плоскости область ее определения представляет эллипс рассеивания с длинами полуосей и. КромеЗная и несложно вычислить погрешности по любому другому направлению и, в частности, по осям прямоугольных координат. Запишем функции перехода от полярных к прямоугольным координатам в виде. Длина линии должна быть выражена в той же размерности, что и. Задача решена, но в практике оценки точности положения точки на плоскости часто вычисляют, кроме названных погрешностей, еще так называемую среднюю квадратическую погрешность положения. В этом случае чаще всего применяют так называемый принцип равных влияний погрешностей измерения расстояния и полярного угла, то есть приравнивают слагаемые в 3. В приведенном примере показан подход использования оценки точности функции для расчета погрешностей положения осей здания при разбивке их полярным способом и одновременно подход к предрасчету точности откладывания полярных расстояний и углов, когда точность положения пересечения осейи здания задана нормативным документом. В геодезической практике кроме необходимых измерений всегда выполняют и избыточные измерения, связанные математическими соотношениями с необходимыми. Например, для решения треугольника, необходимодостаточно измерить два угла и сторону. Однако, как правило, измеряют все три угла. Следовательно, одно измерение является избыточным. Избыточные измерения позволяют надежно контролировать выполненные измерения, осуществлять оценку точности и повышать точность определяемых величин. Контроль измерений осуществляется вычислением невязки и сравнением ее с допустимой. Если вычисленная невязка меньше допустимой невязки, то измерения не содержат грубых погрешностей, в противном случае результаты измеренияй бракуют. Сущность невязки покажем на примере треугольника. Таким образом, невязка — это отклонение суммы измеренных величин от теоретической. В общем случае она равна. Теоретическая сумма внутренних углов в замкнутом полигоне равна о n-2 , превышений и приращений координат равна нулю. В разомкнутых ходах, опирающихся на твердые пункты, теоретическая сумма вычисляется как:. Невязка являетсяесть суммаой накопленных случайных погрешностей измерений. Она зависит от условий измерений и характеризует качество выполненных измерений. С этой целью в нормативных документах на производство работ устанавливают требования к точности измерений и на их основе допустимую невязку. Ееё обозначают f доп. Если они меньше допустимых, то измерения выполнены качественно, в противном случае измерения бракуют. Покажем, как найти допустимую невязку для угловых измерений в теодолитном ходе. Так, в замкнутом полигоне функция измеренных углов имеет вид. Предельная средняя квадратическая погрешность, которая и носит название допустимой невязки, равна. Следовательно, допустимая угловая невязка в замкнутом теодолитном ходе равна. В силу наличия избыточных измерений и образующихся при этом невязок, при вычислении функции от измеренных величин возникает неоднозначность. Для ликвидации неоднозначности выполняют уравнивание, которое заключается в отыскании вероятнейших поправок к измеренным величинам. Обязательным условием при этом является равенство сумм исправленных величин теоретическим. Следовательно, невязки после введения поправок должны быть равны нулю. С математической точки зрения процесс отыскания поправок V к измеренным величинам сводится к отысканию min функции [PV 2 ]. Рассмотрим процесс уравнивания простейших функций на отдельных примерах без их математического обоснования. В треугольнике измерены три угла одним и тем же теодолитом 2Т30П: Так как углы измерены равноточно, то полученную невязку распределяем поровну в виде поправок к измеренным углам. При этом поправки всегда имеют знак, противоположный невязке. Предлагается экспериментально проверить, что полученные поправки удовлетворяют условию.. В треугольнике измерены три угла теодолитами различной точности. Так как измерения не равноточные, то и на формирование невязки они окажут неодинаковое влияние. Примем точность измерений в соответствии с марками теодолитов, то есть , и. То есть поправки вполне удовлетворяют логику, что основная часть невязки содержит погрешность от измерения угла теодолитом Т Для передачи отметки на строительный репер строительной площадки проложено три нивелирных хода от реперов с имеющимися отметками рис. Вычислить вероятнейшее значение отметки строительного репера. Здесь причина не равноточности измерения состоит в том, что длины ходовразных длинах ходов, по которым передавалась отметка на строительный репер, различны. При вычислении отметки строительного репера получили три значения, отличающиеся друг от друга. Это является результатомВ результате накопления погрешностей измерений получили три значения отметки строительного репера табл. Необходимо вычислить вероятнейшее значение высоты строительного репера, то есть выполнить уравнивание. Вычисляем отметки строительного репера Н стр. Вычисляем уклонения от приближенного значения. Вычисляем вес каждого из ходов как. Вычисляем средневзвешенную поправку к приближенному значению Н о , как. Для оценки точности вычисляем уклонения измеренных отметок от уравненной, а затем находим среднюю квадратическую погрешность на единицу веса. То есть среднюю квадратическую погрешность одного км хода. Таким образом, при уравнительных вычислениях невязка распределяется поровну на измеренные величины, если измерения равноточные. В противном случае ее необходимо распределять пропорционально обратным весам. При обработке результатов измерений следует записывать результат с таким числом значащих цифр, сколько их содержится в отсчетах по измерительной шкале.. При нахождении алгебраической суммы, когда слагаемые имеют разное количество десятичных знаков, необходимо придерживаться следующего порядка действий:. Полученный результат округлить, оставив в нем столько десятичных знаков, сколько их имеется в компоненте с наименьшим количеством десятичных знаков. При умножении, делении, возведении в степень и извлечении корня необходимо следовать следующим правилам:. Полученный результат округлить до стольких значащих цифр, сколько их имеется в грубейшем компоненте. Все цифры, сохраненные при записи числа, называются значащими. Однако цифра ноль, служащая только для обозначения десятичных разрядов, значащей не считается. Для удобства вычислений такие числа лучше представлять в экспоненциальной форме, т. Значащую цифру называют верной, если модуль погрешности приближенного числа не превышает половины единицы разряда этой цифры. В приближенных числах записывают только n верных значащих цифр, а цифру, следующую за n — й, округляют. Особенно это важно при записи окончательного результата вычислений, так как оно отражает точность полученного результата. Что означает слово нивелирование? Перечислите основные части нивелира? Объясните устройство зрительной трубы? Что такое пятка рейки? Почему на рейке нанесены две шкалы? Как привести нивелир в рабочее положение? Расскажите о методике измерений? Перечислите погрешности, влияющие на точность геометрического нивелирования? Как ослабить влияние внешних условий на точность измерения превышений? В чем преимущество нивелирования из середины перед нивелированием вперед? Какие погрешности исключаются или ослабляются при работе с цифровыми нивелирами? Как проверить параллельность оси круглого уровня и оси вращения нивелира? Как проверить и отъюстировать параллельность оси цилиндрического уровня и визирной оси зрительной трубы? Что такое нивелирный ход? Слово нивелирование означает определение превышения между точками земной поверхности. В зависимости от применяемых для этих целей приборов различают следующие виды нивелирования. По измеренным превышениям вычисляют высоты точек местности или относительно уровненной поверхности Балтийского моря абсолютные высоты , или относительно какой — либо другой уровненной поверхности относительные высоты. Оно основано на измерении превышения с помощью горизонтального визирного луча и вертикально установленных на точках А и В нивелирных реек. Различают нивелирование способом вперед рис. В первом случае превышение вычисляют как разность высоты прибора и отсчета по рейке. Превышение в этом случае равно разности высот столбов жидкости в сосудах. Стереофотограмметрическое нивелирование основано на измерении превышения на стереофотограмметрической модели местности, которую можно получить при помощи специальных фотограмметрических приборов, рассматривая два перекрывающихся снимка местности. Нивелиры предназначены для измерения превышений между точками на местности или строительнымих конструкцийми, а также для установки их в проектное положение. В зависимости от метода приведения визирной оси в горизонтальное положение они подразделяются на два типа:. При выполнении геодезических работ на строительной площадке применяют в основном нивелиры точные и технической точности. Некоторые из них, выпускаемые Уральским оптико-механическим заводом, показаны на рисунке 4. Их краткие технические характеристики приведены в табл. Рассмотрим устройство нивелиров с уровнем при трубе на примере 2Н3Л. Другие типы нивелиров аналогичной конструкции незначительно отличаются от него. Наводящий винт зрительной трубы. Исправительный винт круглого уровня. Пружинящая пластина с резьбовой втулкой. Закрепительный винт зрительной трубы. Нивелир состоит из следующих основных частей: Изменение положения этой линзы изменяет фокусное расстояние объектива, что позволяет видеть резкое изображение визирной цели рейки на каком бы расстоянии от прибора она не находилась. Наименьшее расстояние фокусировки составляет 2 м. В окулярной части зрительной трубы установлена сетка нитей рис. Верхняя и нижняя нити называются дальномерными, а по средней нити снимают отсчет по рейке при нивелировании. С левой стороны имеется окошко, куда передается изображение концов пузырька цилиндрического уровня. Мнимая линия, соединяющая оптический центр объектива и перекрестие сетки нитей называется визирной осью зрительной трубы. К зрительной трубе нивелира жестко прикреплен цилиндрический уровень рис. Он состоит из стеклянной ампулы, внутренняя поверхность которой отшлифована по дуге окружности. Радиус кривизны у различных уровней может принимать значения от 3 до м в зависимости от требуемой точности приведения оси цилиндрического уровня в горизонтальное положение. Чем больше радиус тем меньше цена деления, а следовательно выше чувствительность уровня. Это, в свою очередь, позволяет с более высокой точностью приводить визирную ось зрительной трубы в горизонтальное положение. Связь радиуса кривизны и цены деления уровня имеет вид. Ампула уровня заполнена легко подвижной жидкостью в нагретом состоянии. После охлаждения жидкости в трубке образуется небольшое пространство, заполненное парами этой жидкости, которое называется пузырьком уровня. Под действием силы тяжести жидкость в ампуле опускается вниз, а пузырек стремится занять наивысшее положение. Мнимая линия uu 1 , касательная к внутренней поверхности ампулы в нуль—пункте, называется осью цилиндрического уровня. Когда концы пузырька уровня расположены симметрично относительно нуль пункта, ось уровня занимает горизонтальное положение. А если визирная ось зрительной трубы параллельна оси цилиндрического уровня, то и она займет горизонтальное положение, обеспечив тем самым выполнение основного требования геометрического нивелирования, — горизонтальность визирного луча. Для более точной установки пузырька уровня в нуль-пункт в нивелирах данного класса точности применяют контактные уровни. В них с помощью системы призм изображение концов пузырька уровня передается в поле зрения зрительной трубы. Когда пузырек уровня находится в нуль пункте, то изображения его концов совместятся рис. В положениях а и б пузырек уровня не в нуль пункте. В положении в пузырек цилиндрического уровня находится в нуль- пункте и в это время производят отсчет по рейке. Отклонение пузырька уровня от нуль — пункта приводит к погрешности в отсчете по рейке, а, следовательно, к погрешности в измеряемом превышении. Для предварительного приведения нивелира в рабочее положение служит круглый уровень рис. Он представляет собой стеклянную ампулу с отшлифованной внутренней сферической поверхностью. Ампула помещена в оправу. За нуль-пункт принят центр окружности, выгравированной в середине верхней поверхности ампулы. Осью круглого уровня является нормаль, проходящая через нуль- пункт перпендикулярно к плоскости касательной к внутренней поверхности ампулы в нуль - пункте. Круглый уровень нивелиров с цилиндрическим уровнем является вспомогательным приспособлением. Отсутствие его ни как не скажется на точности измерения превышения, а повлияет только на производительность труда, так как без круглого уровня сложно привести в нуль — пункт пузырек цилиндрического уровня. Пятка рейки это начало оцифровки по красной шкале рейки. Её можно определить, произведя отсчеты по красной и черной сторонаме рейки при одной и той же установке зрительной трубы. Тогда рразностьь отсчетов даст значение пятки рейки. Для повышения точности определения пятки рейки таких измерений необходимо выполнить не менее 10 раз и вычислить среднее значение. Две шкалы на рейке нанесены с целью контроля правильности отсчетов по рейке. Отсчет по черной стороне рейки считается необходимым, а отсчет по красной стороне рейки — избыточным. Разность отсчетов по черной и красной стороне рейки является постоянным числом. Нивелир устанавливают на штатив и прикрепляют становым винтом. Выдвижением ножек штатива регулируют его высоту по своему росту, добиваясь одновременно горизонтальности на глаз верхней плоскости головки. Вдавливанием ножек штатива в землю добиваются высокой устойчивости штатива, не нарушая при этом горизонтальности головки штатива. Подъемными винтами подставки приводят пузырек круглого уровня в нуль — пункт. Открепляют зрительную трубу и через мушку наводят ее на рейку. Закрепляют трубу и, вращая кремальеру, добиваются резкого изображения делений рейки. Поворотом окулярной трубочки добиваются резкого изображения сетки нитей. Наводящим винтом зрительной трубы поворачивают её в горизонтальной плоскости до совмещения вертикальной нити сетки с осью симметрии рейки. Элевационным винтом перемещают пузырек цилиндрического уровня в нуль-пункт. При этом в левой части поля зрения зрительной трубы должны наблюдать совмещение концов пузырька уровня рис. По основной горизонтальной нити снимают отсчет по рейке в такой последовательности: На глаз оценивают десятую долю сантиметрового деления, отсекаемую нитью. Таким образом, отсчет по рейке всегда представляет собой четырехзначное число с размерностью в миллиметрахм. Если зрительная труба имеет перевернутое изображение, то счет сантиметров и миллиметров необходимо вести сверху вниз, то есть по ходу возрастания оцифровки. Правильность отсчета по рейке обязательно контролируют, снимая отсчет по другой стороне рейки, или изменяя высоту прибора. Но вВ любом случае все отсчеты по рейке должны контролироваться избыточными измерениями. В настоящее время в строительном производстве нашли широкое применение нивелиры с компенсатором. У этих нивелиров визирная ось зрительной трубы устанавливается в горизонтальное положение не с помощью цилиндрического уровня, а с помощью специального устройства, - называемого компенсатором. Наиболее удачной конструкцией в этой группе из отечественных приборов является нивелир Н-3К рис. Внешний вид этого нивелира практически ни чем не отличается от нивелира Н Та же зрительная труба 2, состоящая из объектива 1, окуляра 3, круглого уровня 4, подставки с тремя подъемными винтами 5, наводящего винта 6 с бесконечной резьбой, что выгодно отличает его от нивелира Н Н-3К ломанная в виду того, что перед сеткой нитей 5 рис. Перемещением фокусирующей линзы 2 достигается возможность изменения фокусного расстояния и резкого изображения делений на рейке независимо от расстояния от нее до нивелира. Нивелир Н 3К Он состоит из подвижной прямоугольной призмы 3 и неподвижной прямоугольной призмы 4. Подвижная призма подвешена на четырех скрещенных нитях. Отражающие грани обеих призм расположены под углом 45 0 к горизонтальному лучу, проходящему через центр объектива. В это время отражающая грань призмы 4 наклонится на такой же угол, но в противоположном направлении по отношению к наклону призмы 3. Тем самым будет компенсирован угол наклона визирной оси, а следовательно, отсчет по рейке будет соответствовать горизонтальному положению визирной оси. Следует помнить, что компенсатор способен компенсировать только небольшие углы наклона зрительной трубы. Поэтому у данного класса нивелиров круглый уровень является основной частью нивелира по сравнению с уровненным. В чем особенность отличие лазерныхх нивелировов от традиционныхпо сравнению с уровенными? В последнее время в мировой практике геодезического приборостроения, в том числе и в нашей стране, ведутся работы по созданию нового поколения нивелиров — лазерных. Уже первые модели таких приборов показали высокую эффективность их применения в строительстве за счет повышения производительности труда и точности установки конструкций в проектное положение. Применение лазерных нивелиров позволяет в значительной степени автоматизировать процесс измерения, а следовательно исключить многие личные погрешности наблюдателя. Одним из серьёзных недостатков лазерных нивелиров такого класса является большоеая расхождениедимость лазерного пучка, что приводит к значительному диаметру светового пятна. Так на расстоянии 50 метров он равен 5 мм. Учитывая, что центр пятна определяется визуально, точность отсчета по рейке не высока. Более совершенными по конструкции и не уступающие по точности уровневым нивелирам, являются лазерные нивелиры Beniamin и SOKKIL. Beniamin, ротационный лазерный нивелир. Он предназначен для построения как горизонтальной, так и вертикальной плоскостии. Прибор излучает красный лазерный луч в двух взаимно перпендикулярных направлениях.. Один из лучей, вращаясь, образует видимую лазерную плоскость, а второй луч проецирует видимую перпендикулярную линию. Лазерный нивелир SOKKIL относится к точным нивелирам. Он предназначен для построения горизонтальной плоскости с невидимым лазерным лучом. В комплекте с нивелиром поставляется нивелирная рейка, на которой имеются лазерные датчики. Нивелир снабжен точными маятниковыми компенсаторами и имеет встроенную функцию автоматического отключения при наклоне, превышающем пределы компенсации. Особую группу лазерных нивелиров составляют цифровые нивелиры. В них используется специальное устройство с зарядовой связью ССД для снятия отсчета по штриховому коду, нанесенному на рейку. Отсчет обрабатывается встроенным процессором. Цифровой дисплей снижает вероятность снятия неверного отсчета и исключает личные ошибки наблюдателя. Он позволяет измерять превышения с использованием фиберглассовых реек с точностью 1 мм на 1 км двойного хода. Точность измерения расстояния составляет 1 см на 10 м. К особенностям такого нивелира можно отнести: Для измерения превышения оператору достаточно навести прибор на рейку, сфокусировать изображение и нажать на клавишу. Прибор выполнит измерение, отобразит на экране значения отсчета по рейке, а также расстояние до нее. Прибор позволяет передавать результаты измерения в режиме on-line, прост в управлении, имеет большой графический дисплей и порт для соединения его с персональным компьютером. При применении цифровых нивелиров ослабляются или вовсе исключаются личные погрешности и погрешности внешних условий. Сюда относятся в первую очередь погрешности снятия по рейке отсчета и влияние рефракции. На точках А и В, закрепленных деревянными кольями или металлическими штырями, отвесно устанавливают рейки черными сторонами к нивелиру. Зрительную трубу наводят на рейку, установленную на точке А, условно называемую задней рейкой , элевационным винтом совмещают изображения концов пузырька уровня и по основной горизонтальной нити снимают отсчет по рейке а ч. Открепляют закрепительный винт трубы и наводят ее на рейку, установленную нав точке В передняя рейка. Приведя пузырек цилиндрического уровня элевационным винтом в нуль — пункт, снимают отсчет в ч. Разность между отсчетами на заднюю и переднюю рейку даст превышение h ав между точками А и В по черной стороне рейки. Данное превышение получено без контроля. Любая грубая ошибка в отсчетах по рейке или даже в вычислении останется не замеченной. Поэтому методикой предусматривается выполнение избыточных измерений по красным сторонам реек, но отсчет снимают сначала по рейке в точке В, а затем в точке А. Правильность отсчетов проверяется вычислением пятки рейки и сравнением ее с действительной. Отличие не должно превышать 4 мм. Превышения, вычисленные по формулам 4. В противном случае измерения повторяют. При нивелировании способом вперед нивелир устанавливают над точкой А, или близко к точке А. Приводят его в рабочее положение и измеряют высоту инструмента i ч , то есть отвесное расстояние от точки А до центра окуляра i ч. На точке В отвесно устанавливают рейку черной стороной к нивелиру и снимают отсчет по черной стороне рейкие b ч. Для контроля измеряют высоту прибора i кр и снимают отсчет по красной стороне рейки b кр. Вычисленное избыточное превышение равно. Превышения h ч и h кр не должны различаться более чем на 4 мм. Высоту нивелира как по черной стороне рейки, так и по красной желательно измерять той же рейкой, по которой снимают отсчет на точке В желательно измерять той же рейкой, которая установлена на точке В. В отдельных случаях избыточное измерение выполняют при другой высоте прибора снова по черной стороне рейки. Репер — геодезический знак нивелирной сети, закрепляющий точку с известной высотой. По способу закрепления реперы подразделяются на глубинные рис. Глубинный репер устанавливается на строительной площадке для наблюдений за осадками сооружений. Чтобы в период наблюдений его положение оставалось постоянным, репер закладывают на большую глубину так, чтобы его нижняя часть касалась коренных пород. Репер состоит из головки 2, базы b и защитного устройства 1. Головку изготавливают из бронзы или нержавеющей стали. База представляет собой трубу, зацементированную в скальный грунт, или сваю, забиваемую в песчаный или глинистый грунт. Защитное устройство предназначено для изоляции базы от воздействия окружающей среды. Над реперной головкой устанавливают чугунный колпак с крышкой. Люк заполняют опилками или шлаком до уровня реперной головки. Грунтовый репер — предназначен для закрепления точек нивелирной сети. Он закладывается в грунт ниже границы промерзания. Он может быть изготовлен или в виде железобетонного монолита, или отрезка рельса, или трубы с якорем в основании. В верхней части крепится полусферическая марка. Головка репера должна находиться на 0,5 м ниже поверхности земли. Стенной репер закладывается на городской территории в цоколи каменных зданий и сооружений, обеспечивающих постоянство положения по высоте. На выступающей части имеется сектор с ребром, на который устанавливают рейку в процессе нивелирования. Кроме перечисленных реперов, закрепляющих точку с известной высотой в нивелирных государственных геодезических сетях, имеется еще строительный репер. Он необходим только на период строительства и представляет собой железобетонный пилон, закладываемый в грунт на глубину 1,2 — 1,5 м. На строительной площадке должно быть не менее трех строительных реперов. Конечной целью геометрического нивелирования является вычисление высот точек над уровнем Балтийского моря абсолютных высот. Для решения этой задачи абсолютная высота точки А должна быть известна. Закрепленная точка местности, имеющая высоту над уровнем Балтийского моря, называется репером Рп. Таким образом, нивелирование как способом из середины, так и способом вперед всегда начинают с репера. Высоту Н точки В можно вычислить или через измеренное превышение, или через горизонт инструмента прибора. Для контроля вычислительного процесса рекомендуется горизонт инструмента вычислять как для черной стороны рейки, так и для красной стороны. Расхождение не должно превышать 5 мм. С точки зрения вычислительного процесса, нет разницы, как вычислять высоту точки В. Горизонт инструмента, как правило, применяют в тех случаях, когда с одной станции нивелируют несколько точек,. Рассмотрим анализ погрешностей измерения превышения способом нивелирование вперед рис. Установив нивелир на точке А и приведя его в рабочее положение, измеряют высоту прибора, то есть расстояние от центра окуляра до закрепленной точки на местности по отвесной линии. Это измерение содержит погрешности, связанные с отождествлением центра окуляра зрительной трубы; с глазомерным определением доли сантиметрового деления на рейке; с отклонением рейки от вертикального положения; с погрешностями нанесения на рейку делений. Все перечисленные погрешности имеют как случайный, так и систематический характер. Выразить их в виде какой — либо математической зависимости не представляется возможным, да и необходимость этого отсутствует. Известно, что глаз человека способен уверенно делить отрезок на десять частей. Что касается точности нанесения делений на рейку, то перед работой она должна быть компарирована и, если погрешности нанесения делений выше установленных допусков, рейка не должна использоваться для измерений. Точность выполнения этой операции также, в основном, зависит от совершенства органов чувств наблюдателя. Так как, симметрия концов пузырька уровня относительно нуль пункта определяется на глаз, то, следовательно, зависит от остроты зрения; от чувствительности пальцев рук при вращении элевационного винта; от качества шлифовки внутренней поверхности ампулы; от температуры окружающего воздуха. Так, симметрия концов пузырька уровня относительно нуль пункта определяется на глаз, а следовательно, зависит от остроты зрения; от чувствительности пальцев рук при вращении элевационного винта; от качества шлифовки внутренней поверхности ампулы; от температуры окружающего воздуха. Погрешность приведения пузырька уровня в нуль пункт вызовет отклонение визирной оси от горизонтального положения и, следовательно, погрешность в отсчете по рейке. Она зависит от удаления рейки от нивелира и ее можно вычислить по формуле. Так как погрешность установки пузырька уровня в нуль — пункт является случайной, то и погрешность в отсчете по рейке также носит случайный характер. Но она линейно зависит от удаленности рейки от нивелира, а значит, для ослабления ее необходимо стараться нивелировать короткими плечами. Следующая операция нивелирования это отсчитываниеснятие отсчета по рейке. Погрешность отсчитывания зависит от многих факторов. Часть из них перечислена при измерении высоты прибора. Повторим их и здесь. Прежде всего, это глазомерное определение доли сантиметрового деления. Она в значительной мере зависит от остроты зрения наблюдателя; от увеличения зрительной трубы; от удаленности рейки от нивелира; от прозрачности атмосферы; от фона , на который проектируется изображение рейки; от точности нанесения делений на рейке; от погрешности установки рейки в отвесное положение; от квалификации специалиста. В учебниках по инженерной геодезии можно найти эмпирические формулы, отражающие зависимость в отсчете от некоторых факторов. Использовать их для расчетов необходимо крайне осторожно, так как, в основном, величина погрешности связана с личными факторами наблюдателя и внешними условиями. Для ослабления погрешности отсчета по рейке необходимо нивелировать короткими плечами в часы спокойного состояния атмосферы. В высокоточных нивелирах предусмотрены специальные микрометры для измерения доли цены деления рейки. При проекции сетки нитей на самый верх рейки данная погрешность может привести к недоброкачественным результатам измерений. Поэтому на практике, при отсутствии на рейке уровня, ее рекомендуется покачивать в плоскости створа линии таким образом, чтобы она проходила через отвесное положение. В это время наблюдатель видит минимальный отсчет по рейке, который снимает по рейке и записывает в журнал. Особо большую погрешность на отсчет по рейке оказывает невыполнение главного геометрического условия. Добиться идеального выполнения главного геометрического условия не удается даже тщательной юстировкой. Но такой погрешности при расстоянии от нивелира до рейки м соответствует погрешность в отсчете по рейке 7,3 мм. При нивелировании способом вперед эта погрешность носит систематический характер и полностью войдет в измеряемое превышение. Для ослабления влияния этой погрешности на точность измерения превышения необходимо нивелировать способом из середины. Выше доказано, что в этом случае погрешность полностью исключается. Используя данную методику можно всегда выбрать правильный путь для повышения производительности труда без ущерба для точности измерительных работ. При нивелировании способом вперед на точность измерения превышения оказывает влияние кривизна Земли рис. Если принять Землю за шар, то визирный луч является линией, касательной к этой поверхности. Рейки, установленные в точках А и В будут направлены по радиусам сферы Земли. При нивелировании способом вперед данная погрешность носит систематический характер, следовательно, накапливается. При нивелировании из середины она компенсируется и превышение свободно от погрешности кривизны Земли. Следующим источником погрешности измерения превышений геометрическим нивелированием способом вперед является вертикальная составляющая рефракции, то есть искривление визирного луча при прохождении его через слои атмосферы с различной плотностью. Выразить влияние этого фактора на точность измерения превышения в виде математической зависимости не представляется возможным. Однако известно, что при нивелировании способом вперед эта погрешность носит систематический характер накапливается , а при нивелировании способом из середины в значительной мере ослабляется. Внешние условия всегда оказывалиют существенное влияние на точность полевых измерений. Учесть их не всегда представляется возможным. Однако некоторые рекомендации, приведенные ниже, помогут ослабить их влияние:. На строительных площадках на точность геометрического нивелирования оказывают существенное влияние колебания верхних слоев почвы под действием работающих механизмов, особенно сваебойных машин. Не рекомендуется применять в этих случаях нивелиры с компенсатором. При нивелировании из середины все погрешности, приведенные выше, проявляют свое влияние. Однако некоторые из них или полностью исключаются, или в значительной степени ослабляются. Так при установке нивелира точно в середине, полностью исключается влияние кривизны Земли и невыполнение главного геометрического условия. При этом в значительной степени ослабляется влияние рефракции. Это позволяет сделать однозначную рекомендацию, — нивелировать всегда надо из середины, если это позволяют сделать условия местности. В тоже время всегда надо учитывать требования потребителя к полученной в результате измерений информации, особенно с точки зрения ее достоверности и точности. Все погрешности, присущие классическим способам нивелирования в той или иной мере присутствуют и при нивелировании цифровыми нивелирами. Исключением являются погрешности непосредственного снятия отсчета по рейке. В этом случае погрешность не зависит от человеческого фактора. Исключаются погрешности записи результатов в журнал нивелирования. У нивелиров с цилиндрическим уровнем точных ти технической точности различают следующие основные оси рис. Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы uu vv. Исследования, связанные с определением взаимного расположения геометрических осей нивелира, а также анализ соответствия их расположения конструктивным требованиям, называются поверками. Поверку первого условия — параллельности оси круглого уровня и оси вращения нивелира выполняют в следующем порядке. Подъемными винтами приводят пузырек круглого уровня в нуль пункт. Если пузырек остался в нуль пункте, то условие выполнено. В противном случае необходима юстировка. Для этого подъемными винтами смещают пузырек уровня на половину дуги отклонения в сторону нуль пункта, а затем исправительными винтами уровня приводят его в нуль пункт. В зависимости от величины отклонения пузырька уровня от нуль пункта приходится делать несколько таких приближений. Так как круглый уровень у нивелиров с цилиндрическим уровнем является вспомогательным устройством, то добиваться идеального выполнения условия нет необходимости. Считается, что если пузырек не выходит за пределы дуги большой окружности, то условие выполнено. Данное геометрическое условие называют главным геометрическим условием нивелира. Это вызвано тем, что если условие параллельности оси цилиндрического уровня и визирной оси зрительной трубы не выполняется, то после приведения оси цилиндрического уровня в горизонтальное положение пузырек уровня в нуль - пункте визирная ось зрительной трубы не будет горизонтальна, а следовательно будет нарушен принцип геометрического нивелирования. Связь между не параллельностью визирной оси и осью уровня и погрешностью в отсчете по рейке. Если нивелирование выполнять способом из середины, то погрешность в отсчетах по рейкам в точках А и В будет равной по абсолютной величине. Учитывая, что превышение в этом случае равно разности отсчетов, погрешности сократятся. А, следовательно, оно будет свободным от погрешности невыполнения главного геометрического условия. Это является одним из главных преимуществ нивелирования из середины перед нивелированием вперед. Однако нивелировать из середины не всегда имеется возможность. Поэтому необходимо регулярно производить поверку главного геометрического условия, и обязательно производить юстировку, если оно не выполняется. Проверить, выполняется ли главное геометрическое условие нивелира, можно различными способами, но все они сводятся к двум этапам. На первом этапе находят превышение, свободное от невыполнения главного геометрического условия эталонное превышение. На втором этапе измеряют тоже самое превышение способом вперед и сравнивают его с эталонным. Если разность превышает установленный допуск, то производят юстировку нивелира. На местности выбирают линию длиной 50 м с небольшим перепадом высот не более 1,5 м , концы которой закрепляют деревянными кольями или металлическими штырями. Нивелируют эту линию способом вперед с концов этого базиса рис. Нивелирование выполняют в следующем порядке. Устанавливают нивелир на станции 1 таким образом, чтобы при измерении высоты нивелира рейка занимала отвесное положение. Приведя его в рабочее положение, устанавливают элевационным винтом пузырек цилиндрического уровня в нуль пункт. Снимают отсчеты по черной и красной сторонам рейки, установленной отвесно в точке В, и вычисляют пятку рейки. Если она отличается от действительной не более чем на 4мм, то отсчеты сделаны правильно. Затем измеряют высоту инструмента с помощью той же рейки, также по черной и красной сторонам рейки, а правильность измерений так же контролируют по пятке рейки. Вычисляют превышения как разность отсчетов сначала по черным, а затем и красным сторонам реек. Если они различаются не более чем на 4мм, то вычисляют среднее значение h 1. Аналогичные измерения и вычислении выполняют на ст. В результате получают превышение h 2. Совершенно очевидно, что если визирная ось параллельна оси цилиндрического уровня и отсутствуют другие погрешности измерения,. Однако погрешности измерения превышений h 1 и h 2 , даже если выполняется главное геометрическое условие, не позволяют. Эта величина нашла отражение в учебной, справочной и нормативной литературе. Его можно вычислить по формуле. Для этого вычисляют отсчет по рейке ст. Исправительными винтами цилиндрического уровня совмещают концы пузырька приводят пузырек в нуль пункт. После этого поверку повторяют и при необходимости снова юстируют. Обычно, для повышения точности определения угла не параллельности визирной оси и оси цилиндрического уровня, выполняют не менее трех приемов и только после этого принимают решение о выполнении юстировкеи уровня. Отсчет по рейке, свободный от невыполнения условия можно вычислить другим путем. Несложно доказать, что h c р не зависит от угла не параллельности визирной оси и оси цилиндрического уровня, а следовательно, его можно принять за эталонное превышение. Тогда прибавив его к высоте прибора на станции 2, получим правильный отсчет по рейке, то есть a 0. Элевационным винтом устанавливают вычисленный отсчет на рейке в точке А. Пузырек цилиндрического уровня уйдет из нуль пункта. Ослабив боковой исправительный винт, вертикальными исправительными винтами один ослабляя, второй на такую же величину затягивая возвращают пузырек уровня в нуль пункт. Затягивают ослабленный боковой винт и поверку повторяют. Если юстировка нивелира не возможна, то по формуле Такой подход в отдельных случаях может оказаться более эффективным по сравнению с юстировкой, даже очень тщательной. Это прежде всего относится к цифровым нивелирам. При создании разбивочной геодезической основы строительной площадки, а также при сгущении высотных сетей, прокладывают нивелирные ходы иногда значительной протяженности. Число станций такого хода зависит как от протяженности хода, так и от сложности рельефа. Нивелирование всегда начинается с репера, а если нивелирный ход разомкнутый, то и заканчиваться он должен на репере. Точки, общие для двух смежных станций называются связующими, а остальные - промежуточными. Связующие точки нивелируют по двум сторонам рейки, а промежуточные по одной. Если сложить правые и левые части этих равенств, то получим уравнение , 4. Так как нивелирный ход опирается в начале и конце на реперы, то вычисленную сумму превышений сравнивают с теоретической суммой. Расскажите о нНазначениеи и классификацияи теодолитов? Расскажите о технических характеристиках теодолитов? Назовите основные части теодолита и их назначение? Что представляют собой отсчетные устройства теодолита? Расскажите о назначении сетки нитей? Что такое визирная ось зрительной трубы? Как привести теодолит в рабочее положение? Как определить увеличение зрительной трубы? Как определить угол поля зрения трубы? Как определить цену деления цилиндрического уровня? Назовите основные геометрические оси теодолита? Какие условия должны выполняться во взаимном расположении геометрических осей? Как проверить перпендикулярность UU1 и OO1? Как проверить перпендикулярность оси цилиндрического уровня и оси вращения теодолита? Как проверить перпендикулярность HH1 и OO1? Как проверить перпендикулярность сои вращения зрительной трубы и оси вращения теодолита? Как проверить, отвесна ли вертикальная нить сетки? Что такое горизонтальный угол? Расскажите о технологии измерения горизонтального угла? Перечислите погрешности, сопровождающие процесс измерения горизонтальных углов? Как невыполнение условия перпендикулярности UU1 и OO1 скажется на точности установки конструкций в отвесное положение? Как невыполнение условия неперпендикулярности VV1 и HH1 скажется на точности установки конструкций в отвесное положение? Как влияет на точность установки конструкций в отвесное положение невыполнение условия перпендикулярности HH1 и OO1? Как невыполнение условия перпендикулярности оси уровня и оси вращения теодолита скажется на точности установки конструкций в отвесное положение? Как на точность установки конструкций в отвесное положение влияет неперпендикулярность визирной оси и оси вращения зрительной трубы? Как влияет на точность установки конструкций в отвесное положение невыполнение перпендикулярности оси вращения зрительной трубы и оси вращения теодолита? Как влияет погрешность центрирования на точность измерения горизонтального угла? Что такое погрешность редукции и как она влияет на точность измерения горизонтальных углов? Что такое погрешность наведения на визирную цель и как ослабить ее влияние на точность измерения горизонтальных углов? Что такое погрешность отсчитывания и как ослабить ее влияние на точность измерения горизонтального угла? Какое влияние оказывают внешние условия на точность измерения горизонтальных углов? Что такое вертикальный угол? Что такое место нуля вертикального круга? Как определить значение местао нуля вертикального круга? Как измерить вертикальный угол? Назовите основные погрешности измерения угла наклона? Что такое тригонометрическое нивелирование? Теодолит это геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных углов, вертикальных углов и длин линий. Теодолиты находят широкое применение на всех стадиях строительного производства. Так на стадии изысканий инженерных сооружений они предназначены для:. На стадии эксплуатации инженерных сооружений теодолит необходим для наблюдений за смещением сооружений в плане и для измерения их крена. Названные выше признаки классификации нашли свое отражение в маркировке теодолитов. Так высокоточные теодолиты имеют маркировку Т05, Т1, 3Т2КП; точные 2Т5, 2Т5КП; технические 4Т15П и 4Т30П. Маркировка теодолитов включает следующие обозначения. Цифра перед буквой Т означает номер модификации прибора данной серии. Цифры после буквы Т характеризуют точность измерения горизонтального угла одним полным приемом в секундах. Буква К означает, что вертикальный круг данного теодолита имеет компенсатор углов наклона основной оси. Буква П означает, что зрительная труба имеет прямое изображение. Так как геодезические измерения выполняют в различных физико географических условиях и в различное время года, то к теодолитам предъявляют жесткие требования к обеспечению высокой точности и производительности труда при выполнении угловых измерений в любых условиях. Они должны быть удобны и просты в обращении, позволять выполнять поверки и юстировки в полевых условиях непосредственно исполнителем. Его применяют для измерения углов в триангуляции, полигонометрии, в геодезических сетях сгущения, при установке в проектное положение особо ответственных строительных конструкций и при монтаже элементов конструкций машин и механизмов. В строительной практике это наболее широко распространенный прибор как на стадии изысканий создание геодезической разбивочной основы, развитие съемочного обоснования, съемочные работы и т. Данная марка теодолитов широко используется при контроле вертикальности построенных сооружений и определения их крена. Теодолиты технической точности серии 4Т 4Т15П и 4Т30П предназначены для измерения горизонтальных и вертикальных углов при выполнении тахеометрических и теодолитныхтеодолитных съемок. Они находят широкое применение при монтаже строительных конструкций. Эти теодолиты компактны и просты в работе. Все теодолиты имеют примерно одинаковое устройство. Он состоит из следующих основных частей:. Горизонтальный круг состоит из лимба и алидады. Шкалы лимба и алидады горизонтального и вертикального кругов передаются в поле зрения отсчетного микроскопа. Изображение Шшкалаы горизонтального круга отмеченао буквой Г, а вертикального — буквой В. Алидада горизонтального круга имеет закрепительный винт 9 и наводящий винт 14, который служит для точного наведения сетки нитей на визирную цель. Лимб горизонтального круга данной модели не имеет закрепительного и наводящего винтов, но может быть переставлен на любой угол с помощью барабана 8 рукоятка перевода лимба. Лимб вертикального круга посажен на одной оси со зрительной трубой и поворачивается на такой же угол, что и зрительная труба. Алидада остается на месте. На этом основывается принцип измерения углов наклона. Оцифровка градусов выполнена по ходу часовой стрелки и с помощью оптической системы передается в поле зрения отсчетного микроскопа рис. Градусный штрих, проекция которого попадает на шкалу алидады, одновременно является отсчетным штрихом. Шкала лимба вертикального круга имеет оцифровку от 0 о до 60 о и от. Поэтому при отсчете по вертикальному кругу необходимо сначала посмотреть, какой знак стоит перед градусным штрихом лимба. По умолчанию принимается, что отсутствие знака соответствует положительному числу. Отсчет в этом случае необходимо снимать от положительного нуля шкалы алидады до положительного градусного штриха, находящегося на шкале алидады. И наоборот, если у градусного штриха подписан знак минус, то за начало отсчета принимают Поле зрения отсчетного микроскопа теодолита 4Т30П при положительном а и отрицательном б угле наклона трубы. Линзовые компоненты строго центрированы и помещены в литом корпусе зрительной трубы. Перемещение оправы 8 фокусирующей линзы осуществляется при помощи зубчатой рейки 2 и шестеренки, вращаемой кремальерой 9, которая вынесена за колонку теодолита. Изменение положенияфокусирующейлинзы изменяет фокусное расстояние объектива, что позволяет видеть резкое изображение визирной цели, на каком бы расстоянии от теодолита она не находилась. Наименьшее расстояние фокусировки составляет 1,2 м. Диаметр выходного зрачка окуляра равен 1,4 мм. Изменение положения фокусирующей линзы изменяет фокусное расстояние объектива, что позволяет видеть резкое изображение визирной цели, на каком бы расстоянии от теодолита она не находилась. Она представляет собой плоскопараллельную пластинку, на которой нанесены три горизонтальных и одна вертикальная нить. Для повышения точности визирования вертикальная нить в одной половине имеет биссектор двойную нить. При измерении горизонтальных углов визирную цель обязательно вводят в биссектор. Средняя нить с служит для наведения на визирную цель при измерении вертикальных углов. Верхняя нить в и нижняя н предназначены для измерения длин линий и являются составной частьюнитяного дальномера. Вращением диоптрийного кольца добиваются резкого изображения сетки нитей независимо от остроты зрения наблюдателя. Сетка нитей теодолитов серии Т30 имеет четыре исправительных винта, с помощью которых можно изменять ее положение в зрительной трубе. Это необходимо при юстировке коллимационной погрешности и места нуля вертикального круга. Исправительные винты сетки нитей закрыты защитным колпачком. Верхняя нить в и нижняя н предназначены для измерения длин линий и являются составной частью нитяного дальномера. Мнимая линия, соединяющая перекрестие сетки нитей и оптический центр объектива, называется визирной осью зрительной трубы. Это главная ось зрительной трубы. К ней предъявляют жесткие требования в сохранении своего положения при перемещении фокусирующей линзы. Не прямолинейность хода фокусирующей линзы вносит погрешность в результаты измерений как горизонтальных, так и вертикальных углов. Цилиндрический уровень предназначен для приведения в горизонтальное положение плоскости лимба горизонтального круга оси вращения теодолита в отвесное положение. Он представляет собой стеклянную ампулу рис. Его величина зависит от назначения уровня и может принимать размеры от 3 до м. У теодолита 4Т30П величина радиуса равна около 10 м. Касательная uu 1 рис. Когда пузырек уровня находится в нуль-пункте, ось uu 1 занимает горизонтальное положение, а следовательно и плоскость лимба также займет горизонтальное положение. На ампуле нанесена шкала с расстоянием между штрихами 2 мм. Это основная метрологическая характеристика уровня. Уровень имеет исправительные винты H , с помощью которых его можно наклонять в вертикальной плоскости на небольшие углы. Приведение пузырька цилиндрического уровня в нуль-пункт осуществляется подъемными винтами трегера подставки теодолита. Основным недостатком выпускаемых в настоящее время отечественной промышленностью теодолитов является сложность автоматизации процесса снятия отсчетов по угломерным кругам, а значит устранения погрешностей субъекта в этом процессе. Это связано с установившейся традицией деления лимба на частей градус , или частей гон. С точки зрения автоматизации снятия отсчета по измерительному кругу наиболее приемлемым является деление круга на частей. В этом случае появляется возможность путем оптико--электронного сканирования круга автоматизировать процесс угловых измерений и повысить приборную точность за счет исключения погрешности субъекта при снятии отсчета по измерительному устройству. В настоящее время за рубежом освоен выпуск электронных теодолитов нового поколения, как с лазерным лучом визирования, так и с обычным. Особенно значительные успехи в конструировании таких приборов имеются в Японии. Встроенный лазерный излучатель может работать в двух режимах: При использовании специальной насадки лазерный луч рассеивается на две взаимно перпендикулярные линии. Двухосевой компенсатор с функцией предупреждения о недопустимом наклоне оси вращения теодолита позволяет получить максимальную точность угловых измерений. Дисплей теодолита имеет два экрана с каждой стороны и 4 строки по 20 символов. ОниЭлектронные теодолиты исключают погрешности наблюдателя при снятии отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам. Значения отсчетов и углов выводятся на дисплей и одновременно записываются на магнитный носитель. Теодолит установить на штатив и прикрепить его становым винтом к штативу. Вывести подъемные винты в среднее положение. Привести теодолит в рабочее положение. Для этого необходимо выполнить следующие операции. Под центрированием теодолита понимают совмещение центра лимба с вершиной измеряемого горизонтального угла. Для этого штатив необходимо расположить над вершиной измеряемого угла таким образом, чтобы его головка была горизонтальной на глаз и центр ее находился на одной отвесной линии с вершиной на глаз. При этом ножки штатива должны быть хорошо утоплены в землю. Перемещением теодолита по головке штатива и изменением положения ножек штатива если в этом возникает необходимость добиться совмещения острия отвеса и закрепленной вершины измеряемого угла при горизонтальном положении головки штатива. При использовании оптического центрира, после центрирования на глаз, вращением подъемных винтов приводят вершину измеряемого угла в центр сетки нитей центрира, устанавливают уровень параллельно одной из ножек штатива и, изменяя ее положение по высоте, приводят пузырек в нуль пункт. Аналогичные действия повторяют с другими ножками штатива. В результате пузырек уровня должен располагаться в нуль- пункте, а центр вершины измеряемого угла в центре сетки нитей. При необходимости процедуру центрирования повторяют. Под нивелированием понимают приведение в горизонтальное положение плоскости лимба. Для этого необходимо установить уровень по направлению двух подъемных винтов рис 5. Вращая третий винт, привести пузырек в нуль-пункт. Проверить, остается ли пузырек в нуль-пункте при другом расположении подъемных винтов и цилиндрического уровня. Если нет, то повторить нивелирование. При центрировании теодолита оптическим отвесом операция нивелирования выполняется одновременно с центрированием. Установка сетки нитей по глазу. Вращением диоптрийного кольца окуляра зрительной трубы добиться резкого изображения сетки нитей. Перемещением глаза у окуляра убедиться в отсутствии параллакса сетки нитей. На практике увеличение трубы чаще всего определяют с помощью рейки, установленной на расстоянии 5 — 10 м от теодолита. Наблюдая рейку одним глазом в трубу, а другим мимо трубы, подсчитывают, сколько n 1 делениям рейки, видимых в трубу, соответствует n 2 делений , видимых невооруженным глазом рис. Тогда увеличение трубы равно. Такие определения выполняют не менее трех раз желательно при различных расстояниях. Результаты записывают в табл. Увеличение зрительной трубы можно также определить, если измерить диаметр объектива D и диаметр выходного зрачка окуляра d. Как невыполнение условия перпендикулярности оси уровняUU1 и оси вращения теодолитаOO1 скажется на точности установки конструкций в отвесное положение? Невыполнение условия приводит к наклону лимба на угол i т. Эта величина существенна потому, что наклон оси вращения теодолита вызовет наклон оси вращения зрительной трубы на такой же угол, а следовательно и наклон строительной конструкции. Если принять допуск отклонения пузырька уровня от нуль - пункта 2 деления, то верхний оголовок колонны отклонится от вертикали за счет только данного источника погрешности на величину порядка 5 мм при высоте конструкции 10 м. Во многих случаях эта величина превосходит допуск на установку такого рода конструкции в отвесное положение. Поэтому при юстировке данного условия теодолита, используемого на строительной площадке, необходимо добиваться выполнения его с максимально возможной точностью не ниже 0,5 деления шкалы уровня. Как невыполнение условия неперпендикулярностина VV1 и HH1 скажется на точностиь установки конструкций в отвесное положение влияет неперпендикулярность визирной оси и оси вращения зрительной трубы? Ее аналитическое выражение имеет вид. Отсюда видно, что влияние коллимационной ошибки на точность измерения горизонтального угла при одном положении вертикального круга тем меньше, чем меньше разность между углами наклона визирных лучей, а при одинаковых углах наклона оно равно нулю. При измерении горизонтального угла при двух положениях вертикального круга КЛ и КП влияние коллимационной ошибки равно нулю независимо от разности углов наклона сторон ОА и ОВ. На строительной площадке установка конструкций в отвесное положение выполняется, как правило, при одном положении вертикального круга, а различие углов наклона может достигать 45 0. Поэтому наличие коллимационной ошибки окажет существенное влияние на точность установки конструкции в отвесное положение. В этом случае необходимо более тщательно выполнять юстировку коллимационной ошибки. Как влияет на точность установки конструкций в отвесное положение невыполнение условия перпендикулярности HH1 и OO1оси вращения зрительной трубы и оси вращения теодолита? Невыполнение условия, перпендикулярности оси вращения зрительной трубы и оси вращения теодолита не оказывает существенного влияния на точность измерения горизонтального угла. Это справедливо, если угол измерен при КЛ и КП, а стороны имеют примерно одинаковые углы наклона. Функциональная зависимость между погрешностью измерения горизонтального угла от угла наклона оси вращения трубы и углов наклона линий визирования имеет вид. Если в результате поверки этого условия установлено, что угол q т превышает заданный для данного класса работ величину, то таким теодолитом устанавливать конструкции в отвесное положение не рекомендуется. Геодезические и топографические работы выполнять можно, если измерения производить при двух положениях круга. По формуле 8 всегда можно получить величина погрешности для конкретных условий. Как уже ранее было сказано, что центрирование теодолита есть процесс совмещения центра лимба с вершиной измеряемого угла. В теодолитах технической точности это осуществляется с помощью нитяного отвеса. Ццентрировать теодолит идеально невозможно, поэтому в любом случае центр лимба будет находиться не над точкой О , а, например, над точкой О 1 на расстоянии е линейный элемент центрирования от точки О. Так при центрировании нитяным отвесом величина е достигает 5 мм. Их аналитические выражения, применительно к рис. Анализ данного выражения на экстремальные значения позволяет сделать заключение: Отсюда можно сделать вывод, что всегда надо стремиться к увеличению длин сторон, если это позволяют условия. Погрешностью редукции называют погрешность измерения горизонтального угла, вызванную погрешностью центрирования визирной цели рис. Пусть теодолит центрирован в вершине измеряемого угла О, а в вершине А центрирована визирная цель. Аналитически зависимость y от перечисленных факторов может быть выражена формулой. Если по каким либо причинам это невозможно сделать, то разрешается веху установить вне точки, но обязательно в створе измеряемой линии. Кроме того, не рекомендуется при создании съёмочного обоснования выбирать длины сторон теодолитного хода короче 40 метров. После приведения теодолита в рабочее положение выполняют наведение на визирную цель. Она должна располагаться в биссекторе симметрично относительно нитей сетки близко к центру. Не выполнение этого условия называется погрешностью визирования. Она зависит от многих факторов:. Выразить зависимость погрешности визирования от перечисленных факторов в виде математической зависимости не представляется возможным. В учебной литературе ее представляют в виде формулы. Рекомендации по ослаблению влияния погрешности наведения на точность измеряемого угла сводятся к следующим:. Так как все перечисленные факторы, влияющие на точность визирования, имеют случайный характер, то ослабить их можно только увеличением числа приемов. После наведения на визирную цель снимают отсчеты по шкале алидады горизонтального круга. Здесь основной является погрешность оценки на глаз доли деления шкалы алидады. Она зависит от остроты зрения наблюдателя, освещенности поля зрения шкалы микроскопа, толщины градусных штрихов лимба, квалификации исполнителя и т. Это одна из самых существенных погрешностей из всего ряда погрешностей измерений горизонтальных углов. Она определяет класс точности прибора. На нее ориентируются при определении значимости других погрешностей. Так считается, что любая другая погрешность не окажет существенного влияния на конечный результат измерения, если ее величина меньше или равна 0. Для ослабления влияния погрешности отсчитывания необходимо увеличивать число приемов измерения. На точность измерения горизонтальных углов существенное влияние оказывают постоянно изменяющиеся внешние условия: Наиболее существенное влияние на точность измерений оказывает боковая составляющая рефракции. Она является следствием прохождения визирного луча через слои атмосферы с различной плотностью. Распределение плотности воздушных слоев связано с распределением температуры. Поэтому рефракционное поле обычно отождествляют с температурным полем и значением частного угла рефракции, который можно определить по формуле. Несмотря на простоту функциональной зависимости между параметрами атмосферы, учесть влияние рефракции на точность измерения горизонтальных углов не представляется возможным. Однако для ослабления влияния рефракции измерения необходимо выполнять в часы спокойной атмосферы, а стороны угла не располагать близко к стенам зданий или других сооружений, обладающих локальным температурным полем. Под вертикальным углом углом наклона понимают угол в вертикальной плоскости составленный линией горизонта UU 1 и линией визирования UA или UВ рис. Линию горизонта в теодолите технической точности образует ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга. У точных и высокоточных теодолитов алидада вертикального круга имеет свой цилиндрический уровень. Вертикальный угол может принимать положительное и отрицательное значение в зависимости от того выше или ниже линии горизонта расположена точка визирования. У вертикального круга должно выполняться одно геометрическое условие: При горизонтальном положении визирной оси зрительной трубы и оси цилиндрического уровня отсчет по шкале вертикального круга должен быть равен нулю. Отличие отсчета отсчета по вертикальному кругу от нуля при горизонтальном положении визирной оси и оси цилиндрического уровня называется мМ е с т о м н у л я МО вертикального круга. Второй существенной погрешностью тригонометрического нивелирования является погрешность измерения длин сторон. Так при измерении их нитяным дальномером формула средней квадратической погрешности имеет вид. Следовательно, при повышении точности измерения длины линии более чем в 6 раз, точность вычисленного превышения увеличилась только в два раза. Расскажите об истории развития средств линейных измерений? Какие приборы применяют для линейных измерений? Как на местности закрепляют концы отрезков? Какие погрешности сопровождают процесс измерения линии? Что такое погрешность компарирования и как ослабить её влияние на результат измерения? Как исключить из результата измерения погрешность наклона линии? Всегда ли необходимо измерять угол наклона? Как влияет изменение температуры мерного прибора на точность измерения длины линии? С какой точностью выполняют измерения длин линий в строительстве? Расскажите о принципе измерения расстояний нитяным дальномером? Как расстояние, измеренное нитяным дальномером, привести на горизонтальную плоскость? Какие погрешности влияют на точность измерения длин линий нитяным дальномером? Какие существуют косвенные методы измерения расстояний? Расскажите о принципе измерения линий с помощью электромагнитных колебаний? Какие погрешности оказывают влияние на точность измерения расстояний светодальномером? Расскажите подробнее об устройстве топографического светодальномера? Что такое электронная рулетка? В соответствии со СНиП 3. Тогда горизонтальное проложение линии будет равно. Что такое геодезическая сеть? Что такое геодезический пункт? Назовите виды плановых геодезических сетей? Что такое глобальная геодезическая сеть? Расскажите о классификации плановой ГГС? Что представляет собой высотная ГГС? Что такое геодезическая сеть сгущения? Что такое съемочная геодезическая сеть? Что такое теодолитный ход? Назовите состав полевых работ при проложении теодолитных ходов? Какие факторы влияют на выбор метода создания съемочного обоснования? Почему при проложении теодолитных ходов длины сторон должны быть больше 40 м? Что такое рекогносцировка местности? Напишите алгоритм вычисления координат в замкнутом теодолитном ходе? Напишите алгоритм вычисления координат в разомкнутом теодолитном ходе? Что понимают под съемкой местности? Что относится к камеральным работам? Перечислите основные виды съемок? Что такое теодолитная съемка? В каких случаях для съемки контуров применяют способ угловых засечек? В каких случаях для съемки контуров применяют способ линейных засечек? В каких случаях для съемки контуров применяют способ створных точек? Как составить топографический план по результатам тахеометрической съемки? Расскажите о сущности мензульной съемки? Назовите состав полевых работ при нивелировании поверхности по квадратам? Какие работы выполняют на стадии камеральных работ при составлении плана нивелированием по квадратам? Расскажите о технологии составления топографических карт по материалам аэрофототопографических съемок? Что такое летносъемочные работы? Что относится к фотолабораторным работам? Что такое трансформирование аэроснимков? Как на аэроснимках рисуют рельеф? Назовите известные программные комплексы обработки геодезических измерений при создании топографических планов? Система закрепленных на местности геодезических пунктов, положение которых определено в общей для них системе геодезических координат называется геодезической сетью. Геодезическую сеть высшего класса используют для решения научных задач геодезии и распространения единой системы геодезических координат и высот на территории страны. Одновременно она служит для развития геодезических сетей сгущения, необходимых для производства топографических и решения инженерно — геодезических задач. Геодезическую сеть подразделяют на плановую и высотную. Плановая геодезическая сеть создается методами триангуляции, полигонометрии и трилатерации. Высотная сеть создается методами геометрического, а в отдельных случаях тригонометрического нивелирования. Геодезические пункты призваны надежно и долговременно сохранять неизменным положение своей основной детали — марки центра рис. Геодезический пункт состоит из геодезического центра рис. Геодезический центр — устройство, являющееся носителем координат геодезического пункта. Он состоит из нескольких заложенных в землю бетонных монолитов ниже глубины промерзания грунта. Центр пункта обозначают чугунными марками, заделанными в верхние грани монолитов, которые устанавливают друг над другом по отвесной линии. На верхний монолит ставят опознавательный столб, который несколько возвышается над землей. Над геодезическим центром устанавливается геодезический знак рис. Он служит визирной целью при наблюдениях его с других пунктов и местом для установки прибора на данном геодезическом знаке. Отрезки линий, ограниченные геодезическими пунктами, вдоль которых измерена длина или направление, называют сторонами сети. Каждый последующий пункт геодезической сети должен быть связан с предыдущими пунктами не менее чем двумя измеренными элементами угол, длина стороны, дирекционный угол. Глобальная геодезическая сеть создается методами космической геодезии по наблюдениям искусственных спутников Земли. Положение пунктов определяется в геоцентрической системе прямоугольных координат с началом в центре масс Земли. Ось Z совпадает с осью вращения Земли, плоскость ОXZ лежит в плоскости экватора, причем ось ОХ совпадает с плоскостью начального Гринвичского меридиана, а ось ОУ дополняет систему до правой. Глобальную систему координат используют для решения научных и научно-прикладных задач геодезии, геофизики, астрономии при определении перемещения и деформации литосферных плит земной коры и т. В настоящее время эта система находит все более широкое применение в инженерно геодезических работах. Развитие космонавтики в последние десятилетия позволило создать спутниковые системы определения координат и с их помощью создавать глобальную систему координат. Системы были развернуты в 90 годах ХХ столетия в основном для военных целей. В настоящее время этот метод широко применяется в геодезической практике во всем мире. Плановая государственная геодезическая сеть ГГС подразделяется на четыре порядка точности ее построения, 1, 2, 3 и 4 классы. Астрономо - геодезическая сеть 1 класса представляет собой полигоны длиной около км , состоящих из звеньев треугольников со сторонами 20 — 25 км. Длина звена составляет около км. Государственная геодезическая сеть 1-го класса используется для научных исследований по изучению формы и размеров Земли, ее гравитационного поля и для распространения единой системы координат на территорию страны. Государственная геодезическая сеть 2-го класса создается внутри полигонов 1-го класса в виде сплошной сети треугольников со сторонами 7 — 20 км. В полигонах 1 и 2 классов на некоторых пунктах выполняются астрономические определения широты, долготы и азимута. Такие пункты носят название пунктов Лапласса. На схеме они отмечены звездочкой. Пункты 3 и 4 классов сгущают сеть 1 и 2 классов. Расстояние между пунктами 4 класса составляет 2 — 5 км. Основные показатели государственных геодезических сетей приведены в табл. Основной задачей высотной геодезической сети является распространение единой системы высот на территорию всей страны. Пункты этой сети используют для решения научных задач: Пункты высотных сетей совмещают, как правило, с пунктами плановых геодезических сетей. Геодезический знак, предназначенный для долговременного и надежного закрепления высоты, называется репером рис. Государственная высотная сеть создается методом геометрического нивелирования. Она подразделяется на четыре класса точности: Государственная нивелирная сеть I класса строится по специально разработанному проекту, предусматривающему:. Линии нивелирования II класса прокладываются между пунктами нивелирования I класса в виде полигонов с периметром — км. Нивелирные ходы всех классов точности закрепляют на местности постоянными знаками не реже чем через 5 км. На нивелирных ходах I и II классов через 50 — 60 км закладывают фундаментальные реперы. Требования к точности нивелирования в различных классах нивелирных ходов приведены в табл. Дальнейшее сгущение нивелирной сети для целей топографических съёмок осуществляют техническим нивелированием. Первым и наиболее древним методом создания плановых геодезических сетей является триангуляция. Она была предложена в начале ХУ11 века Снеллиусом. Соединив данные точки, получают сеть примыкающих друг к другу треугольников рис. На пунктах триангуляции в каждом треугольнике измеряют все три угла. Их сумма дает жесткий контроль правильности выполненных измерений. По уравненным углам первого треугольника и длине стороны b по теореме синусов вычисляют стороны a 1 и c 1. Трилатерация, как и триангуляция, состоит из треугольников, примыкающих друг к другу. Но в отличие от триангуляции в треугольниках измеряют длины сторон, а не углы. Для передачи дирекционного угла на другие стороны сети трилатерации необходимо знать углы треугольников. Их вычисляют по теореме косинусов. Полигонометрия как, метод создания геодезических сетей, получила распространение после широкого внедрения в производство электронных светодальномеров. Она представляет собой геодезические пункты рис. Полигонометрия значительно эффективнее триангуляции и трилатерации с экономической точки зрения в городской и залесенной местности. Однако она уступает триангуляции по жесткости геометрического построения, контроля полевых измерений, и обеспечивает геодезическими пунктами очень узкую полосу местности. В тоже время этот метод стал одним из самых распространенных. При создании геодезических сетей выделяют подготовительный период, полевые работы и камеральный период. В подготовительный период разрабатывается проект геодезической сети. В каждом районе, в зависимости от местных условий, построение геодезической сети ведется тем методом, который дает наибольшую экономию сил и денежных средств. На втором этапе составленный проект уточняют на местности в отношении расположения пунктов, высот знаков и т. Этот вид работ называется рекогносцировкой. Затем закрепляют пункты на местности — строят знаки и закладывают центры. После завершения строительных работ по закладке центров и сооружению наружных знаков, наступает наиболее ответственный этап полевых работ, — измерение горизонтальных углов, вертикальных углов и длин линий. Камеральные работы являются завершающей стадией создания геодезических сетей. На этом этапе выполняют математическую обработку результатов измерений и составляют каталог координат пунктов геодезической сети. Расскажите о случаях применения и точности способа полярных координат? Как построить на местности точку способом прямоугольных координат? В каких случаях для разбивки осей применяют способ угловой засечки? В каких случаях для разбивки осей применяется линейная засечка? Как построить проектную точку с помощью обратной угловой засечки? Как построить на местности линию с проектным уклоном с помощью наклонного луча нивелира? С какой точностью устанавливают отдельные конструкции в проектное положение? Назовите основные типы фундаментов? Какие геодезические работы выполняют при устройстве сборных фундаментов? Какие геодезические работы выполняют при устройстве ленточных монолитных фундаментов? Какие геодезические работы выполняются при устройстве свайных фундаментов? Какие особенности геодезических работ при устройстве фундаментов под железобетонные колоны? Что такое геодезическая разбивочная основа на нулевом горизонте? Как передать оси на монтажный горизонт вертикальным проектированием? Расскажите о приборах, применяемых для передачи осей вертикальным проектированием? Расскажите об организации наблюдений за деформациями сооружений? Расскажите о применении в строительстве спутниковых методов определения координат точек? Разбивкой сооружения называют комплекс геодезических работ по перенесению проекта на местность. Выполняют разбивочные работы по принципу от общего к частному в следующей последовательности:. Детальные разбивочные работы выполняют в течение всего периода строительства объекта. Вначале они связаны с разработкой грунта при создании котлована. С этой целью выносят в натуру контур котлована, передают на дно котлована проектные отметки при разработке котлована. Затем производят разбивку под блоки и части фундамента с одновременной установкой точек и плоскостей в проектное положение. На этом же этапе выносят в натуру оси и детали строительных конструкций. После завершения строительства фундамента разбивают технологические оси для установки в проектное положение технологического оборудования агрегаты, подкрановые пути и т. Грубые ошибки при переносе на местность отдельных точек или несоблюдение точности при разбивках не допустимы. Это может привести к браку в строительстве объекта, переделке дорогостоящих работ. Поэтому положение каждой вынесенной в натуру точки контролируется дополнительными измерениями. Процесс производства разбивочных работ состоит из ряда типичных повторяющихся операций, которые называют элементами разбивки:. Сочетание тех или иных элементов образует способ разбивочных работ, с помощью которого можно вынести в натуру отдельные точки или оси сооружений. Точность геодезических разбивочных работ зависит от размеров и назначения сооружения, способов и порядка соединения различных узлов и деталей. Общие требования к точности разбивочных работ изложены в СНиП 3. Наиболее высокая точность предъявляется к установке в проектное положение сборных металлических и железобетонных конструкций, монтируемых методом самофиксации. Требования к точности геодезических измерений для перенесения в натуру различных сооружений и конструкций. Теодолит устанавливают в точке В и приводят его в рабочее положение. Наводят визирную ось трубы на точку А и берут отсчет а по горизонтальному кругу. При закрепленном лимбе открепляют алидаду и поворачивают зрительную трубу до тех пор, пока отсчет по горизонтальному кругу будет равен с. В таком положении по центру сетки нитей закрепляют на местности временно точку С 1. Фиксируют на местности точку С 2 Отрезок С 1 С 2 делят пополам и среднюю точку С закрепляют постоянным знаком. Угол АВС принимают за проектный. Для контроля его измеряют полным приемом. Второй способ способ редуцирования. Построение проектного угла способом редуцирования применяют в тех случаях, когда в ППГР установлена точность выше, чем точность имеющегося в наличии теодолита. В этом случае задача решается следующим образом. Сначала строят проектный угол при одном положении вертикального круга. Она является угловым элементом редуцирования. Поэтому вычисляют линейный элемент редуцирования. Сторона ВС является второй стороной проектного угла. Возникает вопрос, — как определить число n приемов при измерении приближенного проектного угла? Формула средней квадратической погрешности арифметической средины М имеет вид. Если приравнять М среднюю квадратическую погрешность, заданную проектом, то из формулы 9. Для выноса в натуру длины проектной линии с точностью 1: Если откладываемое расстояние находится в пределах длины мерного прибора — ленты, рулетки, то этот мерный прибор укладывают по заданному направлению и вдоль него отыскивают точку, соответствующую проектному расстоянию. В длину отрезка необходимо ввести поправки за температуру, за компарирование, за превышение.
Определение увеличения зрительной трубы и цены деления цилиндрического уровня подробно рассмотрено при исследовании нивелиров. Определение этих же характеристик зрительной трубы теодолитов принципиально ни чем не отличается. Поэтому здесь рассмотрим только методику определения угла поля зрения зрительной трубы и коэффициента нитяного дальномера. Пространство, видимое в зрительную трубу при неподвижном ее положении называется полем зрения трубы. Его можно определить различными способами. Здесь рассмотрим только два из них. Способ непосредственного измерения и способ определения с помощью рейки. Аналогичные измерения выполняют по вертикальному кругу. Разность отсчетов по горизонтальному в. Рисунок Схема расположения точек на объективе при измерении поля зрения. Нитяной дальномер относится к классу оптических дальномеров с постоянным параллактическим углом и переменным базисом. Он образован верхней и нижней нитями сетки. Их проекции на нивелирную рейку. Обозначив расстояние между верхней и нижней нитью буквой р , из подобных треугольников можно написать. В современных теодолитах с мало и его, как правило, не учитывают при измерении расстояния нитяным дальномером. Определение коэффициента нитяного дальномера выполняют на базисе компаратора длиной — метров, который разбит на 10 отрезков. Концы отрезков закреплены металлическими штырями, а длины отрезков измерены в прямом и обратном направлениях компарированной рулеткой. Теодолит устанавливают на начальной точке базиса и приводят в рабочее положение. При этом, с целью контроля снятия отсчетов по рейке, их рекомендуется снимать по всем трем нитям по красной и черной сторонам рейки. Обозначим их в, с, н. В этом случае должны выполняться равенства: Кроме того , контролем правильности отсчетов по рейке, является равенство вычисленной пятки рейки и действительной. Различие не должно превышать 2-х мм. Если превышает, то все измерения повторяют. Значение коэффициента нитяного дальномера вычисляют по формуле. Определение метрологических характеристик зрительной трубы теодолита. Научиться определять угол поля зрения трубы и коэффициент нитяного дальномера. Закрепить навыки отсчитывания по шкале микроскопа горизонтального и вертикального кругов, а так же снятия отсчетов по рейке. Определить угол поля зрения зрительной трубы теодолита тремя способами:. Методика выполнения измерений изложена выше. Результаты измерения записать в журналы табл. Дать анализ точности полученных результатов. Определить коэффициент нитяного дальномера при горизонтальном положении визирной оси зрительной трубы не менее чем до 5 точек базиса. Отсчеты по черной и красной стороне рейки снимать по трем нитям; верхней в , средней с и нижней н. Отклонение от равенства не должно превышать 2мм. Значение коэффициента нитяного дальномера вычислять и записывать с числом значащих цифр, имеющихся в делимом. Выполнить оценку точности полученных результатов по формуле Бесселя, для чего;. Если значение K ср отличается от , то в измеренные нитяным дальномером длины линий необходимо вводить поправки. Сделать анализ погрешностей, сопровождающих процесс определения коэффициента нитяного дальномера. Какие погрешности влияют на точность определения коэффициента нитяного дальномера? Как учитывать при измерении длин линий отличие коэффициента нитяного дальномера от ? FAQ Обратная связь Вопросы и предложения. Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Брянская государственная инженерно-технологическая академия. Вертикальная нить сетки должна быть параллельна оси вращения теодолита. Построение линии с проектным уклоном с помощью теодолита. Метрологические характеристики теодолитов 2. Определение угла поля зрения трубы К основным метрологическим характеристикам теодолитов относят: Увеличение зрительной трубы; Угол поля зрения трубы; Точность измерения горизонтального угла одним приемом; Точность измерения вертикального угла полным приемом; Наименьшее расстояние визирования: Цена деления цилиндрического уровня; Коэффициент нитяного дальномера. Рисунок 9- Угол поля зрения Здесь рассмотрим только два из них. Разность отсчетов по горизонтальному в кругу даст значение угла поля зрения по л а инии аб. Разность отсчетов по вертикальному кругу даст значение угла поля зрения по г линии вг. Результаты измерения записывают в таблицу 3. Результаты измерений записывают в таблицу 4. Определение коэффициента нитяного дальномера Нитяной дальномер относится к классу оптических дальномеров с постоянным параллактическим углом и переменным базисом. Их проекции на нивелирную рейку в и н рис 11 отсекают на ней отрезок l. Коэффициент нитяного дальномера К является одной из главных метрологических характеристик зрительных труб, так как при съемочных работах длины линий, в основном, измеряют нитяным дальномером. Однако погрешности нанесения штрихов сетки нитей, изготовления дальномерной рейки и оптических деталей трубы не позволяют иметь эту величину равной Поэтому, если предполагается выполнять линейные измерения нитяным дальномером, то рекомендуется определять значение К для каждого теодолита нивелира и комплекта нивелирных реек. Значения d и l должны иметь одинаковую размерность, например мм. Определение метрологических характеристик зрительной трубы теодолита Цель. Определить угол поля зрения зрительной трубы теодолита тремя способами: Что такое поле зрения зрительной трубы? Какие способы определения поля зрения трубы вы знаете? Какие погрешности влияют на точность определения поля зрения? Что такое коэффициент нитяного дальномера? Как определить коэффициент нитяного дальномера? Как повысить точность определения коэффициента нитяного дальномера?
Определение угла поля зрения трубы. К основным метрологическим характеристикам теодолитов относят:
Презентация на военную тему
Как правильно одевать линзы первый
https://gist.github.com/f1076c3bd6567c17026d4ef9331184aa