Рис.1- Теодолит Т-30

Теодолит  Т-30 и работа с ним.

     Т-30 – теодолит технической точности, среднеквадратическая ошибка измерения угла 30''.

     Порядок работы:

1. Сборка комплекта;
2. Центрирование с помощью отвеса;
3. Горизонтирование с помощью подъемных винтов и цилиндрического уровня;
4. Измерение углов.

Горизонтирование  теодолита.

     Необходимо  установить цилиндрический уровень по направлению двух подъемных винтов и, вращая эти винты в противоположные стороны, выводим пузырек цилиндрического уровня в центр ампулы. Затем поворачиваем алидаду на 90˚ и вращаем третий подъемный винт. Действия повторяют.

     Основные  оси прибора:

     вертикальная  ось, проходит через центр лимба  и алидады;

1. визирная ось, проходит через центр сетки нитей и объекта;
2. горизонтальная ось – ось вращения зрительной трубы;
3. ось цилиндрического уровня – это касательная к дуге цилиндрического уровня, проходящая через центр ампулы(0-пункт)

 

     К узлам геодезических приборов предъявляются  определенные геометрические требования (условия). Проверка этих условий в  геодезии называется поверкой.

     Если  эти условия не выполнены, то производится юстировка (исправление).

     Поверки:

1. Поверка цилиндрического уровня.

     Ось цилиндрического уровня должна быть перпендикулярна оси вращения прибора (вертикальной оси).

     Установить  цилиндрический уровень по направлению  двух подъемных винтов. Вращая эти  винты в разные стороны, выводим уровень в центр ампулы, затем поворачиваем алидаду на 180˚. Если пузырек воздуха отклоняется от центра не более чем на 2 деления, то условие выполнено. Если больше 2 делений, выполняется юстировка.

     На  половину дуги отклонения пузырек перемещают с помощью подъемных винтов, а на оставшуюся часть дуги юстировочными винтами цилиндрического уровня с помощью шпильки.

2. Поверка визирной оси.

     Визирная  ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения трубы.

     Если  это условие не выполняется, то имеет место коллемационная ошибка она вычисляется по формуле:

          ,                                ( 1.1)

     где: КЛ – отсчет по кругу лево

     КП  – отсчет по кругу право 

     Коллемационная  ошибка не должна превышать удвоенной  точности верньера (2' для Т-30).

     Если  С > 2', то производится юстировка. Вычисляется  средний отсчет в минутах.

1. Наводящим винтом алидады горизонтального круга устанавливаем вычисленный отсчет. При этом центр сетки нитей уйдет с наблюдаемой точки;
2. Горизонтальными исправительными винтами сетки нитей возвращаем перекрестие сетки нитей на наблюдаемую точку. После юстировки вновь определяется С.
3. Поверка сетки нитей

     Вертикальная  нить сетки нитей должна быть отвесна, а горизонтальная перпендикулярна  ей.

     На  расстоянии 10-15 м от прибора подвешивается отвес. Наводим вертикальную нить на нить отвеса. Если условие выполнено, вертикальная нить и нить отвеса должны совпасть.

     Если  не выполнено, то поворачивают вместе с сеткой окулярную часть, ослабив, а потом, завернув четыре винта диафрагмы сетки нитей, и поворачивают сетчатое кольцо до совпадения этих двух нитей.  
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Нивелирование поверхности по квадратам

    Нивелирование поверхности осуществляется в целях  детального изучения  рельефа на небольшом участке местности. Нивелирование  поверхности по квадратам применяют, когда местность открытая, рельеф равнинный, с неясно выраженными формами. Нивелирование небольших участков равнинной местности производят с целью получения топографических планов крупных масштабов.

    Для получения плана необходимо выполнить следующий комплекс полевых и камеральных работ: выполнить предварительный осмотр (рекогносцировку) местности, построить на местности сеть квадратов, определить плановое положение вершин квадратов и характерных точек, произвести съемки ситуации, выполнить геометрическое нивелирование участка, привязать его к реперу, произвести обработку результатов, построить план. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.1 Сущность и виды нивелирования полевых работ

    Нивелированием называют полевые измерения, в результате которых определяют высоты точек местности и превышения между ними.

    В зависимости от методы и применяемых  приборов различают следующие виды нивелирования:

1. Геометрическое нивелирование,  выполняемое горизонтальной визирной осью.
2. Тригонометрическое, выполняемое наклонной визирной осью.
3. Барометрическое, выполняемое при помощи барометров,  действие которых основано на известной зависимости между атмосферным давлением и высотой над уровнем моря.
4. Гидростатическое нивелирование, основанное на свойстве свободной поверхности жидкости в сообщающихся сосудах всегда находиться на одной и той же уровенной поверхности.
5. Стереофотограмметрическое, выполняемое посредством изменений на стереоскопических парах фотоснимков.
6. Аэрорадионивелирование, выполняемое с помощью  радиовысотомеров, устанавливаемых на летательных аппаратах
7. Механическое, выполняемое при помощи приборов, автоматически вычерчивающих профиль проходимого пути.

     Из  перечисленных видов нивелирования  наиболее точными являются геометрическое и гидростатическое, несколько менее точное - тригонометрическое, остальные виды нивелирования имеют менее точные изменения.

     Геометрическое  нивелирование производится горизонтальным визирным лучом, который получают чаще всего при помощи приборов, называемых нивелирами.

     Способы геометрического нивелирования

     Геометрическое  нивелирование выполняется горизонтальным лучом визирования. Перед нивелированием точки на местности закрепляют колышками, костылями, башмаками, на которые устанавливают вертикально нивелирные рейки. Место установки нивелира для работы называют станцией, а расстояние от нивелира до рейки - плечом нивелирования. 

     а)

     б)

     Рис.2 - Способы геометрического нивелирования: а - из середины; б – вперед.

     Различают два способа геометрического нивелирования: из середины и вперед. При нивелировании из середины (рис.2а) нивелир устанавливается примерно на равных расстояниях от реек, поставленных на точки А и В, а превышение вычисляют по формуле:          h = a - b,             ( 1.2)

     где а и b - отсчеты в мм по рейкам, установленным  соответственно на задней по ходу движения при нивелировании и передней точках. Знак превышения h получится положительным, если а больше b, и отрицательным, если а меньше b. Если известна высота Н_А задней точки А, то высота передней точки В      

     Н_В = Н_А + h.             (1.3)

При нивелировании  вперед нивелир ставят так, чтобы  его окуляр находился над точкой А, измеряют высоту прибора i, затем  визируя на рейку, отвесно поставленную в точке В, берут отсчет b. В этом случае: h = i - b.   (1.4)

    При нивелировании нескольких точек  для вычисления их высот используют горизонт прибора, которым называют высоту горизонтальной линии визирования, т.е. горизонт прибора равен высоте точки, на которой установлена рейка, плюс отсчет по рейке. Из  Рис.2б следует: ГП = H_A + i; Н_B = ГП - b.    (1.5) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.2 Обработка результатов нивелирования по квадратам, составление плана  

    На  местности при помощи теодолита  и мерной ленты строят сеть квадратов  со сторонами 10, 20 или 40 м в зависимости от характера рельефа и необходимой точности его отображения. Вдоль большей стороны выбранного участка намечают линию таким образом, чтобы она содержала целое число равных отрезков (длина стороны квадрата). Затем в начальной и конечной точках устанавливают теодолит, строят прямые углы и на полученных направлениях снова откладывают равное количество отрезков, концы отрезков обозначают на местности. Так же действия повторяют и на других вершинах основного прямоугольника.

     Ошибка  при построении основного прямоугольника при последней точке не должна превышать 1',5√n, т. е. 3' (n - количество углов).

     Положение вершин заполняющих квадратов определяют путем вешения между точками  на сторонах основного прямоугольника.

     Одновременно  с построением сетки производят съемку ситуации по методу створов и перпендикуляров, а также путем промеров от вершин квадрата. Все данные заносят на полевую схему.

     Если  площадь участка небольшая, то нивелирование  производится с одной станции: нивелир  устанавливают в центр участка и берут отсчеты по черной стороне рейки, которая последовательно устанавливается на все вершины квадратов. Результаты заносятся на полевую схему.

     Если  нивелирование участка с одной  станции произвести нельзя, то намечают несколько станций, с которых можно охватить все вершины, при этом каждая пара смежных станций должна иметь связующие точки для контроля. Отсчеты на связующих точках берут по обеим сторонам реек.

     Отметку от репера на одну из вершин квадратов  передают нивелированием из середины при помощи двусторонних реек.  

       Вычислительная обработка. 

     Составляют  схему квадратов, на схему переписывают все отчеты для своего варианта и  высоту репера.

     Вычисляют горизонт прибора по формуле

     ГП = НRp + а ,                         (1.6)

     где НRp - высота репера, в метрах;

     а - отсчет по рейке, поставленной на репер, в миллиметрах, переведенных в метры

     HRp = 105,230 + N,n = 105, 230 +7,7 = 112,237

     Пример. НRp = 112,237 м., а = 0,880 мм,

     ГП = 112,237 + 0,880 = 113,117 м.

     Вычисляют высоты всех вершин квадратов по формуле:

     Нвершины = ГП - в,

     где в – отчет по рейке, взятый на вершине квадрата.

    В нашем примере: Н₁ = 113,117 - 2,980= 110,137м

    H₁= 110, 137 H₁₂ =111, 345

    H₂ =110, 718 H₁₃ =112, 262

    H₃ =111, 193 H₁₄ =112, 656

    H₄ =112, 12 H₁₅=112, 217

    H₅ =112, 237 H₁₆ =110, 66

    H₆ =110 334

    H₇ =111, 183

    H₈ =111, 959

    H₉ =112, 686

    H₁₀=112, 413

    H₁₁ =110,641

    Вычисленные высоты точек записывают на схему под значениями отсчетов по рейке. На чертежной бумаге формата А4 строят сетку квадратов для построения плана в масштабе 1:500. Сторона квадрата составляет 20 метров (4 см на плане). На план со схемы выписывают значения высот, округляют их до 0,01 м, проставляют их у вершин квадратов. Определяют местоположение горизонталей на всех сторонах квадратов, при этом выполняют графическое интерполирование с помощью палетки. Высоту сечения рельефа принимают равной hсеч = 0,25 м. Палетку строят на восковке, для этого прочерчивают авторучкой 8-10 параллельных линий через равные интервалы (через 5 мм) и подписывают значения высот горизонталей.