Что измеряют в теодолитном ходе

Теодолитные ходы

Теодолитный ход начинают создавать с осмотра местности – рекогносцировки, цель которой – определить наиболее благоприятные места для закрепления вершин теодолитного хода и створов для промеров углов и линий между ними.

Длины сторон между точками теодолитных ходов колеблются в пределах 20-350 м, а длины ходов зависят от многих факторов. Из них главные: масштабы топографической съемки и застроенность территории, по которой прокладывают ход. После того как выбраны и закреплены вершины сторон теодолитного хода, производят измерения сторон и горизонтальных углов.

Общепринятая погрешность измерения сторон в теодолитных ходах от 1:1000 до 1:2000.

Измерение горизонтальных углов между точками теодолитного хода выполняют теодолитами.

В журнале измерения горизонтальных углов часть места отводят для схематической зарисовки (абриса) положения точек теодолитного хода и пояснительных записей. Абрис служит основным документом, по которому находят на местности точки теодолитного хода.

Для передачи координат на точки теодолитных ходов производят привязку их к геодезическим пунктам более высокого класса. Привязка состоит в том, что определяют положение хотя бы одной точки хода относительно точек более высокого класса: измеряют между ними расстояние и примычный угол. Плановую привязку называют передачей координат и дирекционных углов с пунктов привязки на точки ходов. Например, пункты государственной геодезической сети II, III включают в теодолитный ход, измеряют примычные углы β₁ и β₂ и линии D_II-1, D_III-4.

Рис. 86. Схема теодолитного хода

Различают следующие виды теодолитных ходов (рис. 87):

1. Замкнутый ход. Прокладывается по границам участка, подлежащего съемке, в виде замкнутого многоугольника (полигона).

2. Разомкнутый ход. Прокладывается для съемки участка, вытянутого в одном направлении, начало и конец которого опираются на опорные точки геодезических сетей.

3. Висячий ход. Примыкает к пункту геодезического обоснования только одним концом. Висячий ход применяется для съемки ситуации. Обычно такой ход не должен иметь более трех – четырех вершин поворота.

4. Диагональный ход. Служит для контроля угловых линейных измерений замкнутого полигона, а также для съемки ситуации внутри его.

Рис. 87. Виды теодолитных ходов

Камеральные работы по проложению теодолитного хода включают проверку полевых материалов, вычислительные и графические процессы, связанные с подготовкой геодезической основы для проектирования и строительства.

Начальные и конечные точки каждой линии теодолитного хода закрепляются временными или постоянными знаками.

Временная геодезическая точка – это вбитый вровень с землей деревянный колышек длиной 15- 30 см. Рядом с ним забивают второй колышек длиной 30-50 см, называемый сторожком. На сторожке графитным карандашом пишут номер данной точки.

Для сохранения точек на длительное время их обозначают постоянными геодезическими знаками в виде деревянных или железобетонных столбов, отрезками металлических труб.

Для измерения длины прямой линии ее концы на местности обозначают вешками. Геодезические вешки изготавливаются из дерева, их длина 2-2,5 м. Для того чтобы вешки отличались от других предметов на местности, их окрашивают попеременно в красный и белый или в черный и белый цвета. Конец вешки заостренный и окован металлическим наконечником. На концах длинных прямых линий устанавливают створные вехи. Наверху створной вехи укрепляют флажок или пучок ветвей (рис. 88).

Рис. 88. Геодезическая веха. Способы вешения линий

Вешку ставят в непосредственной близости с обозначаемой точкой. Если длина измеряемой прямой линии более 100-150 м, ее необходимо предварительно провешивать.

Вертикальная плоскость, проходящая через конечные точки прямой, называется створом.

Установка вех в створе данной линии называется вешением. Вешение линий производят «на глаз» или инструментально, с помощью теодолита или бинокля.

Наиболее часто применяют такие способы вешения линий (рис. 88):

1. Вешение «на себя». Этот способ применяют при взаимной видимости вех, установленных на концах линии в точках А и В. Наблюдатель становится в 2-3 м от вехи А так, чтобы она закрывала собой веху В. По сигналам руководителя рабочий перемещает веху 1 до тех пор, пока она не будет находится в створе А-В. Аналогично ставят вехи 2, 3 и т.д. Вехи ставятся отвесно. Направление вешения ведется от дальней вехи В к вехе А, что обеспечивает большую точность работы. Все сигналы о перемещении рабочего вправо или влево руководитель подает взмахом руки.

2. Вешение «от себя». Этим способом производят продолжение линии заданного направления. Если линию необходимо продолжить, то, держа веху 1 на вытянутой руке, рабочий ставит ее так, чтобы она закрывала собой вехи А и В. Вешение «от себя» дает менее точные результаты, чем вешение «на себя».

Источник

Теодолитный ход и его элементы

Устройство и принцип работы теодолита

Основа теодолита — зрительная труба, которая вращается в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Труба соединена с микроскопом, с помощью которого можно получать значения углов, нанесённых на лимб, а при использовании специальной дальномерной рейки возможно и определение расстояния между точками как при → работе с нивелиром (как работать нивелиром рассказано по ссылке).

Принцип теодолитной съемки заключается в получении неизвестных значений координат и высот требуемой точки, опираясь на точки с известными значениями.

Перед началом съемки теодолит необходимо привести в рабочее положение. Инструмент устанавливается на штативе над точкой с известными координатами и приводится в горизонтальное положение специальными винтами, расположенными на подставке (1). В окуляр (2) мы видим центр визируемой точки, над которой устанавливаем инструмент, а уровни (3) помогают нам контролировать горизонтальное положение инструмента. Работая зажимными винтами штатива и подставки, добиваемся такого положения, когда инструмент установлен горизонтально над стартовой точкой. У новичков эта процедура вызывает некоторые трудности, а специалисты производят центрирование теодолита менее, чем за минуту. В высокоточных инструментах система центрировки – оптическая, в остальных используется отвес на нити.

Далее визиром (8) грубо наводимся на цель, а винтами (4,7) плавно подводим сетку нитей на центр снимаемого объекта, контролируя процесс с помощью зрительной трубы (9). Так как инструмент оптический, снять отсчет в тёмное время суток невозможно. Для работы нам понадобится настроить зеркальце (10) таким образом, чтобы в систему попадало как можно больше света. После визирования цели берем отсчет, воспользовавшись окуляром микроскопа (11).

Рекомендую: Вопрос: Необходимо сделать стяжку, расхождение по полу в толщине от 5 мм до 9 см

Видео

Основные виды теодолитных ходов

Опытные эксперты выделают несколько типовых схем ломаного построения:

Замкнутый ход представляет собой многоугольную фигуру, которая имеет начало и конец в одной только точке. Само название говорит о построении этой линии. Замкнутая фигура это и есть система такого вида. Чаще всего нужна такая линия для того, чтобы создать контур на любой местности.

Висячий ход используют редко, потому что для его вычисления потребуется специальная формула. Суть его такова, что он имеет только начало в определенной точке координат. Конец нужно вычислять.

Разомкнутый ход можно охарактеризовать как простую линию. Проект трассы или любого другого продолжительного участка невозможен без разомкнутой линии. Опора у нее на известные точки. В отличие от замкнутого, начало и конец располагаются в разных точках.

Полевые работы

После того как точки хода были отмечены, производят полевые работы. Они включают в себя проведение различных измерений и сбор данных для решения ведомости вычисления теодолитного хода.

Внутри теодолитного хода измеряют длины сторон и горизонтальные углы. Работы могут осуществляться с помощью различных инструментов, в зависимости от их наличия. При этом более современные приборы будут давать более точные результаты по сравнению с устаревшими.

Все измерения производят два раза: в прямом и обратном ходе. Результаты двух ходов должны совпадать или отличаться на величину, равную допустимой погрешности. Этот процесс, принятый в геодезии, обеспечивает высокую точность работы и уменьшает влияние систематических и случайных ошибок.

Схема теодолитного хода

Каждый путь имеет определенную схему, по которой можно определить его вид и назначение, положение. Как говорилось ранее, каждая линия имеет свои отличительные признаки.

Замкнутая схема напоминает собой закрытую фигуру. Для того, чтобы огородить любой участок, нужно именно это построение.

Необходима только одна известная относительная точка, чтобы сделать замкнутое пространство. Так как линия состоит из множества координат, то нахождение углов не является проблемой. Схема напоминает многоугольник.

Висячий ход нужен для тех участков, которые еще находятся в проекте. Эта схема имеет единственную координату, так как конца у нее нет. Конец у данной линии свободен.

Разомкнутый план удобен тем, что координаты известны. Остается только вычислить необходимые углы по координатам.

Начало и конец на данной линии лежат на геодезических обоснованиях. Эта фигура любима многими геодезистами-новичками, которые только пришли в это дело, для них есть допустимая минимальная погрешность.

Камеральные работы

Теодолитный ход – это полигон или линия, построенные с целью определения координат точек, находящихся вдали от пунктов исходной сети. Таким образом, за полевыми работами следует обработка полученных результатов и получение искомых значений.

Камеральные работы являются не менее важным типом геодезических работ, в результате которого можно выявить ошибки, допущенные работниками во время построения теодолитного хода. Кроме того, на этапе обработки результатов исключают влияние систематических погрешностей, возникающих из-за неточности работы прибора, воздействия погодных условий (ветра, солнца, осадков и т. д.) и неправильности снятия отсчета исполнителем.

По результатам работы подсчитывается ведомость вычисления теодолитного хода.

Определение расстояния теодолитом с помощью дальномерной рейки

С помощью теодолита можно определить и расстояние до точки взятия отсчётов, с погрешностью примерно в 10 см. Устанавливаем дальномерную рейку на точку, до которой хотим измерить расстояние. В визирной сетки теодолита есть 2 дальномерных штриха, расположенных сверху и снизу. Измерение расстояние производится просто. Считаем количество сантиметров от одного горизонтального дальномерного штриха до другого и умножаем полученное значение на дальномерный коэффициент трубы, который обычно равен 100.

Определение расстояния теодолитом при помощи дальномерной рейки по дальномерным нитям

На приведённом примере расстояния до рейки будет примерно 19,4 метра.

Источник

Замкнутый теодолитный ход: обработка и методика рассчета координат

Самой распространённой процедурой в инженерной геодезии считается построение теодолитного хода – системы ломаных линий и измеренных между ними углов. Замкнутым его называют, если он опирается только на один исходный пункт, а его стороны образуют многоугольную фигуру. Рассмотрим подробнее, как создается теодолитный ход замкнутого типа и какие у него особенности.

Разновидности теодолитных ходов

Ходы могут образовывать целые сети, пересекаясь между собой и охватывая значительные территории, а их форма определяется особенностями местности. Их принято разделять на:
– замкнутый (полигон);
– разомкнутый;
– висячий;
– диагональный (прокладывают внутри других ходов).Если необходимо заснять ровный участок, вроде строительной площадки, лучшим выбором будет полигон. На объектах вытянутого типа, вроде автодорог, принято использовать разомкнутый ход, а висячий – для съемки закрытой местности, вроде глухих улиц.

Замкнутый ход по своей сути является многоугольной фигурой и опирается только на один базовый пункт с установленными координатами и дирекционным углом. Вершинами стороны выступают точки, закрепленными на местности, а отрезками – расстояние между ними. Его чаще всего создают для съемки стройплощадок, жилых зданий, промышленных сооружений или земельных участков.

Порядок выполнения работ

Как и другие геодезические мероприятия, эта процедура проводится с предварительной подготовкой для получения точных метрических данных. Немаловажную роль играет также их математическая обработка. Сами работы выполняются по принципу от общего к частному и состоят из следующих этапов:

Рекогносцировка и полевые измерения выполняются непосредственно на объекте и являются наиболее трудоемкими и затратными мероприятиями. Тем не менее, от качества их проведения зависит дальнейший результат.
Обработка данных проводится уже в помещении. Сегодня она осуществляется при помощи специального программного обеспечения, хотя и ручные расчеты все также остаются актуальными и могут быть использованы геодезистом в целях проверки.

Обработка данных

Обработка результатов измерений замкнутого теодолитного хода позволит оценить качество проделанной работы и внести исправления в полученные геометрические величины. Чтобы убедится в том, что угловые и линейные измерения находятся в допуске, еще во время полевых работ выполняют первичные расчеты.
Для вычисления значений координат точек замкнутого хода используют такие данные:
– координаты исходного пункта;
– исходный дирекционный угол;
– горизонтальные углы;
– длины сторон.

Полевые измерения, выполненные даже при соблюдении всех правил и требований, будут иметь неточности. Они обусловлены систематическими и техническими ошибками, а также человеческим фактором.

Расчеты проводятся в определенной последовательности, которую рассмотрим далее.

Уравнивание

n- количество точек полигона;

\(\sum \beta _<изм>\)– значение измеренных угловых величин;

Для получения \(f_<\beta >\), необходимо рассчитать разность между \(\beta _<изм>\), в которой присутствуют погрешности, и \(\sum \beta _<теор>\).

В уравнивании \(f_<\beta >\) выступает как показатель точности проведенных измерительных работ, а ее значение не должно быть выше предельной величины, определяемой из следующей формулы:

t-точность измерительного устройства,
n – количество углов.
Уравнивание заканчивается равномерным распределением полученной невязки между угловыми величинами.

Определение дирекционных углов

При известном значении дирекционного угла (\(\alpha \)) одной стороны и горизонтального (\(\beta \)) можно определить значение следующей стороны:

\(\beta _<пр>\)– значение правого по ходу угла, из чего следует:

Для левого (\(\beta _<лев>\)) эти знаки будут противоположными:

Поскольку значение дирекционного угла не может быть больше, чем \(360^<\circ>\), то из него, соответственно, отнимают \(360^<\circ>\). В случае с отрицательным углом, необходимо к предыдущему \(\alpha \) добавить \(180^<\circ>\) и отнять значение \(\beta _<испр>\).

Вычисление румбов

У румбов и дирекционных углов существует взаимосвязь, а определяют их по четвертям, которые носят название четырех сторон света. Как видно из табл.1. расчёты проводят согласно установленной схеме.
Таблица 1. Расчеты румба в зависимости от пределов дирекционного угла.

Приращения координат

Для приращений координат в замкнутом ходе применяют формулы, использующиеся при решении прямой геодезической задачи. Ее суть состоит в том, что по известным значениям координат исходного пункта, дирекционного угла и горизонтального приложения можно определить координаты следующего. Исходя из этого, формула приращения значений будет иметь следующий вид:

\(\Delta X = d\cdot cos \alpha \)

\(\Delta Y = d\cdot sin \alpha \)

d-горизонтальное проложение;
α-горизонтальный угол.

Для полигона, который имеет вид замкнутой геометрической фигуры, теоретическая сумма приращений будет равняться нулю для обеих координатных осей:

Линейная невязка и невязка приращения значений координат

Несмотря на вышесказанное, случайные погрешности не позволяют алгебраическим суммам выйти в ноль, поэтому они будут равняться другим невязкам приращений координат:

Переменные \(f_\) и \(f_\) – проекции линейной невязки \(f_

\) на координатной оси, которую можно рассчитать по формуле:

При этом \(f_

\), не должно быть боле, чем 1/2000 от доли периметра полигона, а распределения \(f_\) и \(f_\) проводится следующим образом:

В этих формулах \(\delta X_\) и \(\delta Y_\) – поправки приращения координат.
і- номера точек;

В расчетах важно не забывать о значениях алгебраической суммы, иначе говоря – знаках. При внесении поправок они должны быть противоположны знакам невязок.

После приращений и внесения поправок в данные измерений, проводят расчет их исправленных значений.

Вычисление координат

Когда будут произведены увязки приращений точек полигона, следует определение координат, которое осуществляют с использованием следующих формул:

Значения \(X_<пос>\) \(Y_<пос>\) – координаты последующих пунктов, \(X_<пр>\) и \(Y_<пр>\) – предыдущих.
\(\Delta X_<исп>\) и \(\Delta Y_<исп>\) – исправленные приращения между этими двумя значениями.
Если координаты первой и последней точки совпадают, то обработку можно считать завершённой.
На основе полученных координат и составленных во время полевых измерений абрисов в дальнейшем составляется план теодолитного хода.