Современные методы и приборы, использующиеся при наземных геодезических съёмках

 

Топографическая съемка

Топографической съемкой называется комплекс геодезических работ, результатом которых является топографическая карта или план местности. Топографические съемки выполняют аэрофототопографическим и наземным методами. Наземные методы делятся на тахеометрическую, теодолитную, фототеодолитную и мензульную съемки. 
 
Выбор метода съемки определяется технической возможностью и экономической целесообразностью при этом учитываются следущие основные факторы: - размер территории, сложность рельефа, степень застроености и т.д. При съемке больших территорий наиболее эффективно приментя аэрофототопографическую съемку, на небольших участка местности, как правило используют тахеометрическую и теодолитную съемку. Мензульная съемка в настоящее время используется достаточно редко, как технологически устаревший вид съемки.  
 
Наиболее распространенный вид наземной топографической съемки - тахеометрическая съемка. Преимущественно выполняется с помощью электронного тахеометра, также возможно выполнять съемку с помощью теодолита. При тахеометрической съемке в поле выполняются все необходимые измерения, которые заносятся в память прибора либо в журнал, а план составляется в камеральных условиях. 
 
Теодолитная съемка выполняется в два этапа: построение съемочной сети и съемка контуров. Съемочная сеть строится с помощью теодолитных ходов. Съемочные работы выполняют с пунктов съемочной сети способами: прямоугольных координат, линейных засечек, угловых засечек, полярных координат. Результаты теодолитной съемки отражают в абрисе. Все зарисовки в абрисах необходимо вести четко и аккуратно, располагая объекты с таким расчетом, чтобы оставалось свободное место для записей результатов измерений. 

Теодолитная съемка

 Способ перпендикуляров

Способ перпендикуляров используют для съемки точек, расположенных на открытой местности вблизи сторон теодолитного хода. Для определения положения углов здания к₁, к₂, к₃ достаточно опустить на линию 23 теодолитного хода перпендикуляры и измерить расстояния d₁, d₂, d₃ от твердой точки 2 по линии теодолитного хода до оснований перпендикуляров и длины перпендикуляров p₁, р₂, р₃ (рис. 1.20).

При построении плана по линии  теодолитного хода, положение точек  которого нанесено на план, в масштабе плана откладывают отрезки d1, d2, d3, т. е. получают положение оснований  перпендикуляров, в которых восстанавливают  перпендикуляры и по ним откладывают  в масштабе плана значения р1, р2, р3 и таким образом получают на плане точки к1, к2, к3 углов здания. Соединив эти точки, имеем изображение  двух стен здания, изображение остальных  двух стен получают, прочертив линии, параллельные к2к3 и к1к2. Таким образом, на плане получаем положени здания. Аналогичным способом можно получить изображение на плане и других объектов местности.

Рис. 1.20. Способ перпендикуляров

Перпендикуляры измеряют рулеткой, а расстояние от твердой  точки до основания перпендикуляра отсчитывают по стальной ленте, уложенной  в створе линии 23 теодолитного хода с помощью теодолита, установленного над точкой 2. При небольшой длине  перпендикуляров (не более 4, 6,8 м при  съемках-масштабах 1:500, 1:1000, 1:2000) их восстанавливают  «на глаз». При больших длинах перпендикуляров прямой угол строят экером (рис. 1.21), и длины перпендикуляров при отмеченных масштабах можно увеличить до 20, 40, 60 м.

Рис. 1.21. Экер

Из экеров различных конструкций наибольшее распространение получил двухзеркальный экер. Внутри металлического корпуса 1 с прямоугольным окошками 2, под которыми на внутренних сторонах укреплены зеркала 3 под углом γ = 45° относительно друг друга. Через окошко наблюдатель смотрит не веху, установленную на точку N. Перемещая экер по линии MN, находят так положение, когда отраженное от двух зеркал изображение вехи над точкой К будет совпадать с направлением на веху в точке N, что будет соответствовать положению экера в вершине прямого угла NkK, эту вершину через середину ручки 4, крючок 5 проектируют отвесом 6 на ленту (земную поверхность).    
 
На рисунке 1.21, б угол

а угол

т.е 

ε = 2γ

При γ = 45° ε = 90°, т. е. NкK (см. рис. 1.21, а) равен 90° 

Способ полярных координат

Способ полярных координат  является наиболее используемым при  съемке точек. Принимая точку теодолитного хода 1 за полюс (рис. 1.22, б), а линию 12 — за полярную ось, теодолитом, установленным над точкой 1, одним полуприемом измеряют угол βi, а дальномером, лентой или рулеткой — отрезок s_i. В таблице 8 приведены максимальные расстояния в способе полярных координат при выполнении теодолитной съемки.

Рис. 1.22. Схемы съемки контуров способами: а — линейной засечки; б — полярным; в — угловой засечки; г — створов

Обычно с одной вершины  хода унимают несколько точек  местности, в этом случае целесообразно  лимб теодолита ориентировать по линии хода 12, для чего вращением  алидады совмещают нулевые деления  лимба и алидады, затем закрепляют алидаду и открепляют винт лимба  и вращением лимба вместе с  алидадой перекрестие нитей сетки  наводят на точку 2. Следовательно, при  наведении на точку 2 теодолитного хода отсчет по горизонтальному кругу будет равен нулю и при наведении на точку i отсчет будет равен полярному углу β_i.

Таблица 8

Метод определения расстояния и масштаб  съемки	Расстояния до контуров, м
	четких	нечетких
При измерении нитяным дальномером
1:2000	100	150
1:1000	60	100
1:500	40	80
При измерении лентой или оптическим дальномером
1:2000	250	300
1:1000	180	200
1:500	120	150

Съемку методом полярных координат можно выполнять не только с точек; теодолитного хода, но и с любой точки на его  стороне. На рисунке 1.22, б это точка 1', полученная путем откладывания расстояния d' = 11' в прямом и обратном направлениях. 

Способ линейной засечки

Способ линейной засечки  используют для съемки точек путем  измерения отрезков s₁, s₂ с точек а и b (рис. 1-22, а). Точки а и b на линии 12 теодолитного хода выбирают так, чтобы угол засечки при определенной точке К был в пределах 30-150°, отрезки s₁, s₂ не превышали 50 м. На плане сначала получают точки а и b, из этих точек как из центров радиусами s₁ и s₂ в масштабе плана проводят дуги окружностей, пересечение которых дает положение точки К на плане.

Способ угловой засечки

Способ угловой засечки  используют при съемке удаленных  труднодоступных местных предметов (трубы, шпили, антенны и т. п.). Определяемая, точка получается путем пересечения  направлений из двух и более точек  теодолитного хода (для контроля —  не менее чем с трех направлений). Углы β₁ и β₂ (рис. 1.22, в) измеряют теодолитом, при этом угол γ при определенной точке Т должен быть в пределах 30-150° (наилучшая засечка при γ = 90°).  

  

Способ створов

Способ створов обычно применяют при внутриквартальной  съемке, когда съемка основных контуров выполнена. Створом может быть линия, сочиняющая две твердые точки  или два твердых контура (рис. 1.22, г). Путем линейных измерений  на линии створа получают точки В', С', из которых линейной засечкой (или  другим способом) получают снимаемую  точку. Кроме cъемки всех точек ситуации для уточнения составленного  плана выполняют обмеры по фасадам  всех строений, заборам и т. п. На перекрестках проездов измеряют диагональные расстояния между углами кварталов  и ширину проездов. Контрольные промеры  делают между смотровыми колодцами  подземных коммуникаций, мачтами, столбами воздушных линий связи и т. п.

При теодолитной съемке заполняется абрис — схематический чертеж, на котором изображают вершины и створы теодолитного хода, снятую с них ситуацию, записывают результаты угловых и линейных измерений (рис. 1.23). Абрис составляют непосредственно во время съемки. При составлении абриса на нескольких листах должно быть перекрытие изображения, т. е. последующий лист должен начинаться с точек, которыми закончился предыдущий. Абрис является исходным документом для составления плана теодолитной съемки, поэтому его нужно составлять четко, аккуратно, чтобы при его использовании не было разночтений и неопределенностей.

Рис. 1.23 Абрис теодолитной съемки 

 

№ точки	Угол	Расстояние, м
Станция I
Луч	0°00'
1	66 17	53,4
2	127 15	55,3
3	18051	56,3
4	21232	40,7
5	197 11	44,9
Станция II
F	0°00'
6	315 13	47,4
7	81 11	38,7
8	291 14	29,6

 

Тахеометрическая  съемка

Тахеометрическую съемку целесообразно выполнять электронными или номограммными тахеометрами, позволяющими автоматически получать превышения и горизонтальные проложения.

При съемке прибор устанавливают  над опорной точкой (точкой съемочного обоснования), приводят его в рабочее  положение, т. е. центрируют, горизонтируют, устанавливают зрительную трубу  «по глазу» и «по предмету». Лимб ориентируют по одной из сторон тахеометрического  хода (съемочной сети), примыкающей  к данной станции. Рулеткой или рейкой измеряют с точностью до 0,01 м высоту прибора i. Намечают пикеты, расстояния между которыми для различных масштабов не должны превышать величин, приведенных в таблице 9. 

Таблица 9

Масштаб съемки	Сечение рельефа, м	Максимальное расстояние   между пикетами, м	Максимальное расстояние от прибора   до рейки при съемке рельефа, м	Максимальное расстояние от прибора  до   рейки при съемке контуров, м
1:5000	0,5	60	250	150
	1,0	80	300	150
	2,0	100	350	150
	5,0	120	350	150
1:2000	0,5	40	200	100
	1,0	40	250	100
	2,0	50	250	100
1:1000	0,5	20	150	80
	1,0	30	200	80
1 :500	0,5	15	100	60
	1,0	15	150	60

Пикеты, или реечные точки, должны располагаться на характерных  точах рельефа данной станции. Рейку  поочередно устанавливают на пикеты, по рейке при одном положении  вертикального круга определяют дальномерное расстояние D и берут отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам (при круге П и Л) и записывают их в журнал тахеометрической съемки. При измерении вертикального угла перекрестие нитей сетки наводят на отмеченную на рейке высоту прибора i или на верх рейки. Если пикет является только контурной точкой, то вертикальный угол не измеряют.

При съемке равнинной местности  целесообразно отметки пикетов  определять методом геометрического  нивелирования, для чего на зрительную трубу прикрепляют уровень, путем  поверки и юстировки визирную ось трубы устанавливают параллельно оси цилиндрического уровня. Иногда рядом с теодолитом устанавливают нивелир, теодолитом определяют плановое поло-жжение пикетов, а нивелиром — их отметки, при этом определяют горизонт прибора(нивелира)

ГП = Н_сm. + α_с',

где Н_сm. — отметка станции; а_с — отсчет по рейке, установленной на станции.

В этом случае

Н = ГП — α

где α — отсчёт по рейке, установленной на пикете.

Превышение h определяют по дальномерному расстоянию и углу наклона v, используя формулу

где h' = 0,5Dsin2v. Отметка пикета

где Н'_ст. = Н_ст. + i - l

На каждой станции необходимо определять место нуля (М0) вертикального круга. Если М0 не привели к величине, близкой к нулю, то его округляют до целых минут и угол наклона определяют по формуле, соответствующей конструкции теодолита. Для теодолита 2Т-30

Вычисления целесообразно  выполнять на микрокалькуляторе.

В таблице 10 приведен журнал тахеометрической съемки.

Таблица 10

Дата ___________ Теодолит 2Т-30 Станция II. Высота прибора 
Наблюдатель __________ i = 1,46 М. Отметка станции 
Н_ст. = 131,15 м. М0 = +2'  

 

 

Точка	Отсчёт по   дальномеру,м	Отсчёты по кругам		V = M0 - П	D = Dcos2 v,м	h' = D/2   sin2v, м	1,м	h = h'+i-l	H = Hcm+h,м	Примечание
		горизонтальному	вертикальному
		º '	º '
Ст. 1		0 00	Круг П
1	47,4	17 31	2 04	-2 02	47,3	-1,68	3,00	-3,22	127,9	развика дорог
2	118,7	58 46	1 14	-1 12	118,7	-2,49	3,00	-4,03	127,1	дорога
3	97,7	63 15	2 17	-2 15	97,5	-3,83	3,00	-5,37	125,8	рельеф
4	81,5	103 17	0 10	-0 08	81,5	-0,19	3,00	-1,73	129,4	рельеф
5	144,7	159 11	2 12	-0 10	144,5	-5,47	3,00	-7,01	124,1	урез воды реки
Ст.1		0 00