• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Знімання бусоллю (компасом) та екером

Бусольне знімання використовують у географічних дослідженнях для одержання планів малонаселених та лісових територій. Знімання виконують без зображення рельєфу. Її називають напівінструментальною, оскільки для знімання використовують тільки ручні бусолі та землемірні стрічки (рулетки).

При бусольному (компасному) зніманні напрями ліній місцевості визначаються магнітними азимутами за допомогою бусолі чи компаса, довжини цих ліній – одним із способів лінійного знімання.

Компас – простий прилад для орієнтування на місцевості на проведення найпростішого кутомірного знімання. Основу компасу складає магнітна стрілка. прости компасом із ціною поділки 5° можна проводити лише дуже приблизні визначення магнітних азимутів. Компас Адріанова (ціна поділки 3°) має також поділки артилерійського кутоміра (1-00 – відповідає 6°, 0-01 – 3,6¢).

Артилерійський компас (АК) зручніший в роботі, бо він має на кришці дзеркальну поверхню, за якою і проводиться орієнтування компаса і візування на місцеві предмети одночасно. Поділки на ньому нанесені через 1°.

Бусоль володіє більшою точністю та швидкістю в роботі. Ручну бусоль Шмалькальдера можна тримати в руках чи встановлювати на легкий штатив. Поділки на ній нанесені через 1°, а точність вимірювання – 0,5°. В бусолі круг із поділками (лімб) скріплений із стрілкою і повертається разом із нею. Два діоптри скріплені із корпусом, тому при візуванні азимут можна отримати зразу на лімбі. Однак, кутове значення краще знімати на очному діоптрі, зміщеному на 180° (через це північ лімба позначено на 180°, південь – 0°).

Бусоль Стефана БС-2 влаштована дещо інакше. Коробка із магнітною стрілкою встановлена на лімбі із градусними поділками на торці. Між коробкою і лімбом обертається алідадна лінійка із двома вертикальними діоптрами. На торцях лінійки нанесена шкала (верньєр чи ноніус) для підвищення точності відліків на лімбі. Точність лімба 1°, точність верньєра – 5¢. Шкала верньєра цифрована так: нуль знаходиться посередині, наліво від нього значення поділок зростають до 30¢, направо шкала продовжується в напрямку до нульового штриха.

Встановлюється бусоль на штативі, нульовий штрих кільця суміщається із північним напрямом магнітної стрілки. Алідадна лінійка повертається, наводиться на об’єкт і на верньєрі біля предметного діоптра отримується відлік. Для приведення бусолі в робоче положення відкріплюють аретир, дають заспокоїтися магнітній стрілці, потім суміщають з її кінцем нульовий діаметр румбів. Вимірювання слід починати з нульового відліку по лімбу, тоді процес визначення магнітного азимуту зводиться до візування на місцевий предмет крізь проріз очного діоптра ниткою предметного діоптра і взяття відліків на верньєрах. Верньєр як відліковий пристрій являє собою допоміжну шкалу, що має (n+1) поділок, загальна довжина яких відповідає довжині n поділок основної шкали. Нульовий штрих верньєра є відліковим.

Відлік за шкалою бусолі беруть так: спочатку визначають ціле число градусів за молодшим з двох штрихів лімба, між якими зупинився нульовий штрих верньєра. Далі уважно слід простежити всю шкалу верньєра і визначити той штрих, який збігається з яким-небудь штрихом лімба. Перед початком робіт бусоль перевіряють і в разі потреби юстирують.

Бусольне знімання розпочинають з побудови робочої основи у вигляді бусольного полігона або ходу, з точок якого виконується знімання. У процесі рекогносцирування ділянки місцевості, яка підлягає зніманню, намічають і закріплюють точки полігона кілочками та віхами для забезпечення видимості кінців лінії. Точки вибирають з таким розрахунком, щоб з’єднуючі їх лінії проходили поблизу меж ділянки.

Магнітні азимути та довжини ліній полігона вимірюють у прямому та зворотному напрямах, результати записують у журнал. Одночасно з вимірюванням ліній та азимутів з точок полігона проводять знімання місцевих предметів. З точок полігона знімання виконується способом азимутальних (кутових) засічок, а з ліній полігона – (у процесі вимірювання довжин ліній) – способом перпендикулярів, або ж полярним способом. Під час роботи на аркуші креслярського паперу ведуть абрис, де схематично зображують місцеві предмети і підписують виміряні відстані та магнітні азимути до них.

Бусольне знімання може бути маршрутним і площинним. При маршрутному зніманні створюється план ходу та смуги місцевості шириною 50-100 м вздовж нього (найчастіше в експедиціях, туристських походах, екскурсіях). При маршрутному зніманні створення опорної знімальної мережі та саме знімання проводяться одночасно, при цьому опорними точками будуть точки поворотів. Довжини сторін ходу вимірюються стрічкою, азимути сторін ходу та напрями на предмети – бусоллю чи компасом.

Польовими документами при маршрутному зніманні служать журнал та абрис. Зняті об’єкти на абрисі вказуються умовними знаками, а азимути та відстані записуються.

Як правило, при маршрутному зніманні маршрут повинен закінчуватися в початковій точці, тобто бути замкнутим. Але внаслідок помилок при вимірюваннях в полі та при побудові плану в камеральних умовах відбувається нарощення помилок, через що сторони ходу зміщуються, а кінцева точка не співпадає із початковою. Помилка не повинна перевищувати 1/50 периметру ходу. Якщо неув’язка побудованого ходу не перевищує допустимої помилки, полігон (хід) ув’язують методом паралельних ліній.

При проведенні площинного знімання на місцевості попередньо створюється опорна знімальна мережа у вигляді багатокутника. Довжини сторін замкнутого ходу вимірюють двічі і беруть середнє значення. На бусолі беруть прямі та обернені азимути напрямів сторін ходу А_1-2, А_2-3, А_3-4 і т.д., обраховують середні значення. Стоячи в першій точці ходу ведеться знімання місцевості, попередньо намітивши точки і виставивши віхи (полярним способом, способом засічок тощо).

Обробка польових вимірювань починається із побудови полігону за азимутами та довжинами ліній. Для складання плану бусольного знімання спочатку на аркуші цупкого паперу наносять точки робочої основи (точки полігона). Полігон беруть у масштабі плану за магнітними румбами і довжинами ліній. Щоб не допустити великої похибки під час побудови полігона, роблять так. Посередині аркуша проводять вертикальну лінію. яка утворює напрям магнітного меридіана. Звіряючись з абрисом, визначають положення першої точки з таким розрахунком, щоб увесь полігон розмістився посередині аркуша. Для побудови напряму 1-2 позначають посередині вертикальної лінії точку 0, прикладають до лінії транспортир так, щоб його центр припав на точку 0 доти, доки відлік за його дугою, що відповідає значенню румба лінії 1-2, не збіжиться з вертикальною лінією. За допомогою лінійки та косинця. який пересувають уздовж неї, передають визначений напрямок до точки 1 і прокреслюють його олівцем. На побудованій лінії відкладають у масштабі плану довжину сторони 1–2 і отримують положення точки 2. Потім аналогічно наносять лінію 2–3 та решту сторін полігона.

Похибки у проведенні напрямів і відкладанні довжин ліній можуть призвести до незбігу початкової (1) та кінцевої (1¹) точок полігона. Величину незбігу називають графічною нев’язкою. Нев’язку вважають допустимою, якщо її величина в масштабі побудови не перевищує 1/200–1/300 периметра полігона.

Виправлення положення точок полігона (розподіл графічної нев’язки) проводять методом паралельних ліній. Для цього на прокресленій горизонтальній лінії у довільному масштабі відкладають відрізки сторін полігона. На перпендикулярі до лінії в точці 1 (кінцевій) відкладають відрізок, довжина якого відповідає нев’язці у масштабі побудови полігона. – відрізок 1–1¹. Сполучають початкову точку 1 і точку 1¹ прямою, одержуючи прямокутний трикутник 111¹. У кожній позначеній точці прямої 1–1 будують перпендикуляри до перетину з лінією 1–1¹. Відрізки між прямими 1–1 і 1–1¹ є графічними поправками до положення відповідних точок полігона на плані. Потім через кожну точку полігона проводять лінії, паралельні нев’язці 1–1¹. На цих лініях від точок полігона відкладають відповідні графічні поправки у напрямі. за яким слід змістити точку 1¹ до її з’єднання з точкою 1. Нові положення точок полігона приймають за остаточні й виконують чистове оформлення побудови. Потім за допомогою транспортира наносять на план елементи ситуації, які визначені азимутальними засічками. При цьому центр транспортира прикладають до точки полігона, з якої виконували засічку, а ребро транспортира розташовують паралельно вертикальній лінії. прокресленій посередині аркуша паперу. Місцеві предмети. зняті способом перпендикулярів, наносять на план за допомогою вимірника і масштабної лінійки.

Кутомірне знімання може проводитися і гоніометром – приладом для вимірювання горизонтальних кутів на невеликій території. Складається із двох порожніх циліндрів. Нижній циліндр – нерухомий – має градусні поділки (імітує лімб), а верхній – рухомий (імітує алідаду). Для візування призначені діоптри, розташовані на бічних поверхнях обидвох циліндрах, а для визначення азимутів та орієнтування приладу служить бусоль, закріплена у верхній частині алідадного циліндра. Під час знімання прилад встановлюється на легкому штативі.

Екерне знімання виконується на невеликій території із нескладною ситуацією. Для цього на ділянці будується знімальний хід із взаємно перпендикулярними сторонами (прямокутник). Довжини сторін вимірюються мірною стрічкою, а із характерних точок місцевості опускаються на лінію ходу перпендикуляри (спосіб ординат).

Прямий кут будується екером. Екери бувають 5 видів: хрестоподібні, дводзеркальні, призменні, циліндричні та восьмигранні. Найпростіший – хрестоподібний екер – на двох взаємно перпендикулярних осях має пару тоненьких цвяшків. Якщо візувати вздовж однієї пари цвяшків, а потім, не зміщуючи екер, дивитися вздовж другої пари, то можна отримати два взаємно перпендикулярні напрями.

Дводзеркальний екер має тригранну призматичну коробку, відкриту із одного боку. На двох його гранях у верхній частині зроблені прямокутні вирізи, а в нижній частині з внутрішнього боку закріплені дзеркала. Кут між дзеркалами становить 45°. Хід променів у дводзеркальному екері – вхідний та вихідний – дає 90°.

При побудові прямого кута хрестоподібним екером його виставляють на потрібній точці і візують на дві віхи, переходять у другу точку, візують на точки 1 і 3 і т.д. Одночасно із побудовою прямих кутів викреслюють абрис, на який заносять всі відстані.

При побудові прямого кута дводзеркальним екером його тримають вертикально над вершиною кута А. В одному із дзеркал знаходить зображення віхи над точкою А на знімальному ході, переводять погляд у виріз над дзеркалом і вказують помічнику місце встановлення віхи В на перпендикулярному напрямі до лінії АС. Обидві віхи (у вирізі та в дзеркалі) спостерігач повинен бачити на одній вертикальній прямій лінії. Похибки центрування екера і побудови прямих кутів за його допомогою призводять до зміщення точок знімання на плані, тому довжини ординат обмежують залежно від масштабу плану.

При зніманні в масштабі 1:5 000 не допускають довжин перпендикулярів понад 50 метрів.

Астролябія призначена для вимірювання горизонтальних кутів між напрямами місцевості і являє собою горизонтальний круг із нанесеними поділками, який наглухо встановлюють на штативі. На осі круга як візир і відліковий пристрій обертається алідадна лінійка із двома вертикальними пластинами із вирізом (діоптри). При візуванні необхідно повернути лінійку так, щоб нитки обидвох діоптрів і предмет спостерігалися на одній лінії, в створі.

По шкалі круга напроти діоптра беруть відлік на предмет справа, а потім – зліва (проти годинникової стрілки). Різниця відліків дасть кут між двома об’єктами. Положення об’єктів наноситься полярним способом – за кутом і відстанню від астролябії до шуканого предмета. Знімання астролябією дає досить наближені результати, однак добре демонструє принцип кутомірного знімання. Можна скористатися і саморобною астролябією.

Теодолітне знімання. При теодолітному зніманні – найбільш точному – вимірюються відстані мірною стрічкою чи далекоміром та горизонтальні кути теодолітом. Застосовується при створенні державних опорних геодезичних мереж, теодолітних ходів знімальної опорної мережі, зніманні місцевості, особливо забудованої. У всіх випадках вимірюються горизонтальні проекції кутів між напрямами ліній на місцевості. Теодолітами можна вимірювати й вертикальні кути та проводити планово-висотне знімання.

Будова теодоліта. Прилад служить для вимірювання горизонтальних та вертикальних кутів і відстаней. Основними його частинами є горизонтальний кутомірний круг, вертикальний кутомірний круг, зорова труба, яка кріпиться на колонках, система циліндричних рівнів. Кутомірні круги мають співвісні з ними алідади з відліковими пристроями.

Теодоліт кріпиться на штативі підставкою із трьома підйомними гвинтами. Під кожухом знаходиться лімб, який служить для вимірювання горизонтальних кутів (має рівномірну кутову шкалу). Шкала виконана радіальними штрихами з позначенням градусних поділок за годинниковою стрілкою. Довжина дуги лімба між двома сусідніми штрихами в градусному вимірі має назву ціни поділки лімба.

Кожух і верхня частина приладу з’єднані із алідадою, на двох протилежних секторах якої нанесена шкала верньєра (ноніус). Верньєр і частина лімба спостерігається у спеціальних віконцях. Відліки беруться за допомогою спеціальних луп.

Вісь горизонтального круга збігається із вертикальною віссю, навколо якої обертається прилад. Горизонтальна вісь з’єднує зорову трубу і вертикальний круг з алідадою, при цьому труба і круг насаджені на вісь наглухо, а алідада з відліковим пристроєм – вільно. Зорова труба обертається навколо осі через зеніт, тому вертикальний круг може знаходитися справа від труби (це положення “круг право” – КП) та зліва (положення “круг зліва” – КЛ).

Лімб закріплюється затискним гвинтом, а мікрометричним гвинтом наводиться точно на потрібну точку. Аналогічно є затискний та мікрометричний гвинти алідади.

Зорова труба закріплюється затискним гвинтом, а мікрометричним наводиться точно на предмет у вертикальній площині. Спеціальним кільцем проводиться фокусування. На кожусі вертикального круга є гвинт із шаровою головкою для бусолі. Труба служить для розглядання предметів, розташованих на відстані. Складовими частинами труби є об’єктив та окуляр. В сучасних приладах застосовано внутрішнє фокусування, завдяки чому труба герметична і в процесі фокусування не змінює своєї довжини. Установку зорової труби для спостереження (фокусування) виконують “по оку” обертанням окулярного кільця до отримання чіткого зображення сітки ниток і “по предмету” зміною положення фокусуючої лінзи за допомогою кремальєри до отримання чіткого зображення об’єктів спостереження. Розташування кремальєри залежить від конструкції приладу: у теодоліта Т5 – це ребристе кільце на зоровій трубі, у теодолітів Т5К, Т30 – гвинт кремальєри через порожнисту горизонтальну вісь приладу виведений на колонку. У передній фокальній площині окуляра розташована сітка ниток. яка дозволяє окрім візування напрямів визначати відстані за допомогою нитяного віддалеміра.

Вертикальний круг приладу має подібну будову до горизонтального. Вісь обертання лімба та алідади співпадають.

Відліковий пристрій алідади має можливість визначати положення відлікового індексу на поділках лімба та збільшити зображення шкали для полегшення зняття відліків. Під відліком розуміють величину дуги між нульовим штрихом шкали лімба і відліковим індексом алідади. Загалом відліковий індекс займає положення між штрихами лімба. один із яких називають молодшим, другий – старшим. Відлік а по лімбу складається із суми n цілих поділок лімба t від початку шкали до молодшого штриха та частини поділки Dt між молодшим штрихом та відліковим індексом, тобто а=nt+Dt.

Верньєр служить для точнішого вимірювання кутів. На лімбі горизонтального круга нанесені поділки (на теодоліті ТТ-5 – через 20¢). Підписані тільки десятки градусів (за ходом годинникової стрілки). На верньєрі нанесена певна кількість поділок (на ТТ-5 – їх двадцять). Відліки знімаються одночасно на двох верньєрах: на першому – градуси, мінути та секунди (наприклад, 40°09¢00²), на другому – тільки мінути та секунди (10¢0²). Із отриманих двох значень береться середнє (40°09¢30²). Зорова труба служить візиром для наведення на предмет (віху чи рейку). Влаштована за астрономічним принципом. Вона складається із окуляра, об’єктива і системи лінз. Об’єктив дає дійсне, обернене зображення. Сітка ниток складається із однієї вертикальної та трьох горизонтальних ліній.

Нові модифікації теодолітів, які випущені в 1970-90-х рр., є оптичними і влаштовані так, що зображення шкал із горизонтального та вертикального скляних кругів передаються на мікроскоп, який знаходиться поруч із зоровою трубою. Це підвищує точність і зручність у роботі з приладом – у полі зору мікроскопа спостерігаються відліки одразу із двох кругів.

Сучасні відлікові пристрої бувають переважно двох типів. Штриховий мікроскоп – це оптичний пристрій, у полі зору якого видно відліковий штрих (індекс); відносно нього переміщуються зображення поділок лімбів горизонтального (Г) і вертикального (В) кругів. Ціна поділки лімба 10¢, десяті частки поділки оцінюються “на око”.

Шкальний мікроскоп має у полі зору відлікову шкалу. відносно якої переміщуються поділки лімбів. За відліковий індекс править будь-який градусний штрих лімба, що лежить у межах відлікової шкали. У теодоліта Т5 ціна поділки його шкали становить 1¢, частки поділки оцінюються “на око” з точністю до 0,1¢.

Система рівнів служить для встановлення теодоліта (або його окремих частин) у правильне положення відносно горизонтальної площини. Рівні бувають циліндричні та круглі. теодоліти обладнані переважно циліндричними рівнями. Ампула такого рівня являє собою заповнену сірчаним ефіром або етиловим спиртом скляну трубку з веретеноподібною внутрішньою поверхнею. Пара заповнюючої рідини утворює бульбашку рівня. З зовнішнього боку ампули наносять шкалу з ціною поділки від 1² до 2¢. Центр шкали вважають за нуль-пункт. Якщо бульбашка рівня знаходиться у нуль-пункті, то вісь циліндричного рівня займає горизонтальне положення.

Круглий рівень застосовують лише на деяких типах теодолітів, де він відіграє допоміжну роль установчого рівня.

Для виконання робіт теодоліт закріплюють за допомогою станового гвинта на штативі, що є пристроєм у вигляді трьох з’єднаних з одного кінця “ніг”.

Під час вимірювання кутів теодолітом слід забезпечити:

· горизонтальне положення лімба горизонтального круга, що фіксує його паралельність площині проектування;

· прямовисне положення осі обертання приладу ZZ₁, що дозволяє сполучити її з ребром двогранного кута, що вимірюється;

· прямовисне положення проектуючої (колімаційної) площині теодоліта, що створюється обертанням візирної осі WW₁ труби навколо горизонтальної осі HH₁ приладу. В цьому разі колімаційна площина сполучається з проектуючими площинами кута, що вимірюється.

Ці геометричні умови виконуються якщо:

· вісь циліндричного рівня UU₁, закріпленого на алідадному пристрої, перпендикулярна до вертикальної осі приладу ZZ₁;

· візирна вісь зорової труби WW₁ перпендикулярна до горизонтальної осі її обертання HH₁;

· горизонтальна вісь обертання труби HH₁ перпендикулярна до вертикальної осі обертання приладу ZZ₁.

За точністю теодоліти поділяються на ряд груп: технічні. точні, високоточні. У топографічних роботах широкого застосування набули технічні теодоліти, які дають змогу визначати кути з середньою квадратичною похибкою від 10² до 30². До цієї групи належать вітчизняні теодоліти Т15, Т30, 2Т30 та інші. Похибки вимірювання кутів точними теодолітами становлять від 2² до 10², високоточними – від 0,5² до 1². Використовують ці прилади при побудові державної геодезичної мережі.

За конструкцією відлікових пристроїв всі сучасні теодоліти оптичні. Вони замінили верньєрні прилади, в яких відлік визначався безпосередньо за шкалою лімба за допомогою вставлених у певних місцях луп.

Виділяють також групу спеціалізованих теодолітів, до яких відносяться лазерні теодоліти, кодові теодоліти, гіротеодоліти, радіотеодоліти, кінотеодоліти та прилади супутникової геодезії. Лазерні скануючі теодоліти дозволяють автоматично виконувати ряд операцій, до яких входить пошук цілі та наведення на неї, реєстрація та обробка результатів вимірювань. Швидкість вимірювань досягає кількох сот за секунду і практично не залежить від числа цілей, які спостерігаються. Кодові теодоліти містять перетворювач “кут–код”. Результати вимірювань кутів, подані у вигляді визначеного коду, реєструються на табло, перфострічці або магнітній стрічці. пристосованих для безпосереднього уведення їх до ЕОМ. В гіротеодоліті конструктивно поєднані гіроскоп, який є датчиком напряму географічного меридіана, та кутомірний прилад.

Оптичні теодоліти. Теодоліт Т30 – малогабаритний технічний оптичний прилад, призначений для вимірювання горизонтальних і вертикальних кутів із середньою квадратичною похибкою 30². Підставка прикріплена до основи, що є дном футляра, в якому зберігається теодоліт. Вона має три підйомі гвинти для приведення приладу у прямовисне положення за допомогою циліндричного рівня. У центрі підставки є відкритий канал, який дозволяє проектувати вертикальну вісь приладу на закріплену а земній поверхні вершину кута, що вимірюється, за допомогою зорової труби (для цього її повертають об’єктивом донизу, а на окуляри труби та мікроскопа надівають спеціальні насадки, які відхиляють візирний промінь в необхідне для спостереження положення). Зорова труба дає обернене зображення, вона оснащена візирами для попереднього наведення на ціль. За предметом трубу фокусують гвинтом кремальєри, за оком – діоптрійним кільцем. Зорова труба має закріпний і навідний гвинти. Поруч із окуляром труби розташований окуляр штрихового мікроскопа, точність відліку якого 1¢. Для освітлювання оптичної системи є пристрій з відкидним дзеркальцем. Теодоліт має закріпні гвинти алідади і лімба та навідні гвинти алідади й лімба горизонтального круга, а також паз на футлярі вертикального круга для прикріплення орієнтир-бусолі. Під час роботи прилад з’єднується становим гвинтом зі штативом.

Більш досконалий теодоліт 2Т30 оснащений шкальним мікроскопом з ціною поділки 5¢ і точністю відліку 0,5¢. Зорова труба має накладний рівень, який дозволяє дещо розширити технічні можливості приладу. Теодоліт 2Т30П має зорову трубу прямого зображення.

Прикладом точних теодолітів є 3Т5КП – оптичний прилад з компенсатором вертикального круга. Компенсатор забезпечує автоматичне приведення до горизонту відлікового індексу вертикального круга при відхиленні вертикальної осі від прямовисного положення. діапазон компенсування ±4¢. середня квадратична похибка виміру кута – 5¢. Зорова труба прямого зображення фокусується обертанням кремальєри. Труба має закріпний і навідний гвинти. Прилад приводять у горизонтальне положення за допомогою круглого та циліндричного рівнів підйомними гвинтами підставки. Підставка має закріпний гвинт, який дозволяє без зміни положення підставки замінити теодоліт світловіддалеміром, іншими приладами. Для точної установки приладу над вершиною вимірюваного кута (центрування) використовують оптичний центрир. Алідада горизонтального круга має закріпний та навідний гвинти. Зміну ділянок горизонтального круга здійснюють рукояткою після натискування на неї вздовж осі обертання. Контролюють установку круга через ілюмінатор. Для подачі світла в оптичну систему приладу використовують дзеркальце. Теодоліт має ручку для зручності перенесення приладу і паз для прикріплення орієнтир-бусолі.

Шкальний мікроскоп приладу має ціну поділки 1¢ і точність відліку 0,1¢. відлікова шкала вертикального круга цифрована двома рядами цифр: один зростає зліва направо, другий – справа наліво. По боках шкали розташовані подано математичні знаки “+” і “–”, відкриті в полі зору спостерігача залежно від положення теодоліта (П – “круг право”, Л – “круг зліва”). При цьому верхній знак належить до верхнього ряду цифр, нижній – до нижнього. Для відліку використовують той знак і ряд, якого знака буде градусний штрих вертикального круга, що знаходиться у відліковому полі шкали.

Перед початком польових робіт виконують перевірки теодоліта, тобто встановлюють, чи відповідає стан приладу основним геометричним умовам. Якщо геометричні умови не витримуються, проводять юстирування (регулювання) приладу. Послідовність їх така:

1. Перевірка перпендикулярності осі циліндричного рівня UU₁ при алідаді горизонтального круга до вертикальної осі обертання теодоліта ZZ₁.

2. Перевірка перпендикулярності візирної осі труби WW₁ до горизонтальної осі обертання труби HH₁.

3. Перевірка перпендикулярності горизонтальної осі обертання зорової труби HH₁ до осі обертання приладу ZZ₁.

4. Перевірка положення сітки ниток у зоровій трубі.

Вимірювання горизонтальних кутів. Горизонтальні кути в топографії вимірюють переважно методом прийомів. Вимірювальний кут позначають на земній поверхні трьома точками. наприклад. О, А і Б, які закріплюють кілками із забитими в торець цвяхами, що саме й визначають положення точок на місцевості. Точки А і Б вибирають так, щоб забезпечити видимість головок цвяхів при наведенні на них зорової труби теодоліта, встановленого у точці О. За точками А і Б (відносно точки О) у створі вимірюваних напрямів ставлять віхи для швидкого відшукування закріплених точок.

Для вимірювання горизонтальних кутів:

1) інструмент встановлюється (центрується за допомогою виска; вістря виска повинно майже дотикатися о головки цвяшка; на сучасних теодолітах – за допомогою кругового рівня) над закріпленою на місцевості точкою – вершиною попередньо створеного теодолітного полігона (багатокутника);

2) горизонтальний круг приводиться в горизонтальне положення за допомогою трьох підйомних гвинтів нижньої частини теодоліта і орієнтується за бусоллю за магнітним меридіаном;

3) закріплюється лімб;

4) відпускається затискний гвинт алідади і прилад наводиться на точку справа (А), береться відлік на обидвох верньєрах (наприклад, 208°17¢00²; 18¢00²; середнє значення – 208°17¢30²);

5) відпускається алідада і наводиться на точку зліва (Б) і беруться два відліки (131°39¢00²; 38¢00²; середнє значення – 131°38¢30²; за різницею цих двох відліків отримують горизонтальний кут між точками – БОА; у нашому випадку він дорівнює 76°39¢00²). При цьому вертикальний круг теодоліта знаходився справа від спостерігача (КП – круг справа). Цим завершився перший напівприйом у визначенні горизонтального кута;

6) горизонтальний круг – лімб – повертається приблизно на 90°;

7) нижня частина приладу – лімб – збивається на певний кут (приблизно на 90°), труба приладу переводиться через зеніт; при цьому вертикальний круг опинився зліва від спостерігача (КЛ – круг зліва);

8) аналогічно знімаються відліки на точку справа (А – наприклад, 301°14¢00²; 13¢00²; середнє значення – 301°13¢30²) і на точку зліва (Б – наприклад, 224°35¢00²; 36¢00²; середнє значення – 224°35¢30²; за різницею цих двох відліків отримують горизонтальний кут – 76°38¢00²);

9) із двох отриманих кутів – при КП і КЛ – беруть середнє значення – 76°38¢30². Крім того, у точці стояння №1 визначають магнітний азимут лінії 1-2 – А_1-2 (таблиця ), а в журналі вказують довжини зміряних сторін теодолітного полігона.

Таблиця

°¢

При теодолітному зніманні створюють полігон у вигляді багатокутника. Положення точок полігона залежить від розмірів території та її конфігурації. У полігону вимірюються всі внутрішні кути та довжини ліній полігона. Значення виміряних внутрішніх кутів та довжин ліній полігона записуються в спеціальний польовий журнал теодолітного знімання.

На сучасних приладах ці виміри спрощені (таблиця і).

Таблиця

Примітка: У дужках показана черговість операцій.

Для контролю вимірювань зручно користуватися суміщенням нулів лімба та алідади. Виконавши теж суміщення вільним рухом алідади, закріплюють останню і поворотом лімба візують на точку А. У цьому положенні лімб закріплюють і, відкріпивши алідаду, переводять трубу в напрямку точки Б. Відлік по мікроскопу безпосередньо вкаже величину вимірюваного кута.

Джерела похибок. Кутові вимірювання неминуче супроводжуються похибками випадкового і систематичного характеру Сумарну похибку вимірюваного кута утворюють такі елементи: 1) похибки вимірювання кута, які виникають внаслідок неточного центрування теодоліта і візирних цілей; 2) приладні похибки, які виникають внаслідок порушень взаємодії частин і механізмів теодоліта; 3) власні похибки вимірювання кута – помилки візування і відлічування; 4) похибки, викликані впливом несприятливих зовнішніх чинників (умови видимості, коливання зображень тощо).

Дія випадкових похибок може бути послаблена використанням більш досконалих приладів та засобів вимірювань, збільшення числа прийомів.

Найсприятливішим для вимірювань кутів вважають час приблизно через 0,5–1 год. після сходу Сонця і за 0,5–1 год. до його заходу. У полуденні години коливання зображень дуже сильні. Сприятливими для вимірювань є похмурі дні.

Вимірювання магнітних азимутів. Вимірювання теодолітом магнітних азимутів здійснюють за допомогою орієнтир-бусолі. Бусоль закріплюють у пазі приладу закріпним гвинтом. Положення магнітної стрілки постерігають у дзеркальці, якому надають потрібного нахилу. Стрілку аретують (притискують до скляної кришечки бусолі) обертанням гвинта аретира. Північний кінець стрілки пофарбовано у синій колір. на південному кінці установлюють пересувний важок для її врівноваження.

Вимірювання магнітного азимута лінії виконують у такий спосіб. Центрують і горизонтують теодоліт над початковою (або кінцевою) точкою лінії. Для орієнтування візирної осі хорової труби в магнітному меридіані відкріплюють алідаду горизонтального круга приладу й аретир бусолі. Плавним рухом алідади наближують стрілку до її вільного руху в межах корпусу бусолі. Точне наведення на північ виконують по індексу навідним гвинтом алідади після її закріплення. беруть по горизонтальному кругу відлік а_m. Плавно переводять трубу на кінцеву або початкову) точку лінії і беруть відлік b_m. Різниця А_m=b_m–a_m і буде шуканим магнітним азимутом. При суміщенні нулів лімба й алідади горизонтального круга отримують значення А_m безпосередньо.

Теодолітні ходи. Теодолітним ходом називають хід, кути якого вимірюють теодолітом, а довжини ліній – за допомогою світло- або оптичного віддалеміра, землемірної стрічки. Довжина сторони ходу не повинна перевищувати 350 метрів і бути не меншою 20 метрів.

Перед початком вимірювань точки теодолітного ходу, або точки повороту, закріплюють на місцевості. При виборі місцеположення точок керуються зручністю подальшого використання їх та забезпеченням довготривалого збереження. Закріплюють точки тимчасовими або постійними геодезичними знаками. За тимчасові знаки служать дерев’яні стовпи і кілки, металічні костилі та труби. Центри знаків маркірують (тобто позначають) фарбою або цвяхами. Тимчасові знаки використовують на невеликих ділянках, а також і тоді, коли немає необхідності у тривалому їх зберіганні. Довговічні точки закріплюють залізобетонними пілонами, трубами, дерев’яними стовпами, встановленими на залізобетонний моноліт, та обкопують рівчаками встановленої форми.

Як правило, вимірюють кути між сторонами ходу (кути повороту), що лежать праворуч за ходом і більш зручні в подальших обчисленнях (можна вимірювати й ліві кути). Вимірювання виконують одним повним прийомом, коливання значень кутів у напівприйомах не повинні перевищувати 1,5¢. Довжини сторін вимірюють світловіддалемірними насадками, оптичними віддалемірами, електронними та редукційними тахеометрами, землемірними стрічками, рулетками та іншими приладами, які забезпечують потрібну точність вимірювань. При необхідності визначають кути нахилу, якщо вони більші від 1,5°і вводять поправки у виміряні довжини сторін.

Для визначення координат точок ходу за допомогою формул прямої геодезичної задачі необхідно знати початковий дирекційний кут вихідної сторони та координати вихідних точок ходу (в існуючій чи умовній системі). Ці дані модна отримати шляхом так званої прив’язки теодолітного ходу до пунктів державної геодезичної мережі, тобто включенням у нього пунктів існуючої опорної мережі. Хід, не прив’язаний до пунктів геодезичної мережі, має назву вільного. Таким ходом може бути замкнутий теодолітний хід. Вихідні координати однієї з точок ходу та вихідний дирекційний кут у ньому вибирають умовно.

Знімання місцевості ведеться із точок опорної мережі полярним способом: за далекоміром визначаються відстані до точок, на горизонтальному крузі знімаються горизонтальні кути. Результати знімання записуються в журнал. Одночасно викреслюється абрис.

В камеральних умовах ведеться обчислення координат вершин теодолітного полігона.

Послідовність цих робіт така.

1. Ув’язка (вирівнювання) кутових вимірів. У замкнутому полігоні-багатокутнику теоретична сума внутрішніх кутів визначається за формулою Sb_теор.=180°(n-2), де n – число вершин (кутів) полігона. Однак сума зміряних кутів Sb_факт. буде відрізнятися від теоретичної суми на певну величину – величину кутової нев’язки:

fb_практ.=±Sb_факт. – Sb_теор.

Допустима помилка повинна складати:

fb_доп. = ±1,5t¢Ön,

де n – кількість кутів полігона, t¢ – точність приладу. Для точних вимірювань ця формула виглядає так:

fb_доп. = ±1¢Ön.

Якщо фактична помилка не перевищує величину допустимої, її розприділяють на всі кути із оберненим знаком і отримують виправлені кути.

Ув’язка кутів складається з визначення поправок n₁, n₂, n₃, ... n_n, внесення їх у польові виміри і отримання виправлених значень кутів, сума яких повинна дорівнювати теоретичній. У теодолітних ходах кутову нев’язку розподіляють з оберненим знаком порівну на всі кути, тобто поточна поправка визначається за формулою:

n_i = f_bпр. : n.

Контроль підрахунків кутових поправок такий: сума поправок повинна дорівнювати нев’язці з оберненим знаком, тобто

S_n = – f_bпр.

Виправлені значення кутів одержують за формулою:

b_вип.i = b_вип.i +n_i.

Контроль обчислень на етапі: сума виправлених кутів дорівнює теоретичній.

2. Обчислення дирекційних кутів сторін полігона і перехід від них до румбів. Далі визначаються дирекційні кути сторін полігона (за відомим азимутом першої сторони А_1-2) і переходять до румбів. Дирекційні кути всіх сторін полігона обчислюють за початковим значенням a

Для правих кутів використовуються такі формули:

a_2-3=А_1-2+180°-b₂; a_3-4=А_2-3+180°-b₃;

a_4-5=А_3-4+180°-b₄; a_5-1=А_4-5+180°-b₅;

і завершують обчислення відшуканням a_1-2=А_5-1+180°-b₁.

Для лівих кутів застосовують такі формули:

a_2-3=А_1-2+b₂-180°; a_3-4=А_2-3+b₃-180°;

a_4-5=А_3-4+b₄-180°; a_5-1=А_4-5+b₅-180°;

a_1-2=А_5-1+b₁-180°.

В ході обчислень при необхідності додають або віднімають 360° з тим, щоб остаточне значення дирекційного кута не було від’ємним або більшим від 360°. Контролюють підрахунки за таким правилом: обчислений початковий дирекційний кут повинен дорівнювати вихідному значенню (вирахований a_1-2 повинен дорівнювати a_вихід.).

Далі з метою спрощення подальших підрахунків від дирекційних кутів переходять до визначення румбів r сторін на основі залежності між ними. Записи цих підрахунків ведуть у відповідній графі.

3. Обчислення приросту координат. Приріст координат Dx і Dy визначають за формулами прямої геодезичної задачі (на калькуляторі чи за п’ятизначними математичними таблицями, таблицями приросту координат чи таблицями логарифмів; попередньо слід ознайомитися із правилами користування таблицями): Dx=S·cosr; Dy=S·sinr. Визначають алгебраїчну суму значень Dx і Dy (вона повинна дорівнювати 0). Однак, внаслідок помилок польових вимірювань і обчислень виникають лінійні нев’язки приростів координат – ±Dx і ±Dy.

За величиною ±Dx і ±Dy визначається загальна абсолютна лінійна похибка за формулою:

f_абс. =Öf²_Dx+f²_Dy.

Відносна помилка визначається за формулою:

f_відн.=1/(Р:f_абс),

де Р – периметр полігону.

4. Ув’язка приросту координат. Якщо f_відн. не перевищує 1:2 000, поправки f_Dx і f_Dy із оберненим знаком розприділяються мід приростами Dx і Dy. Для цього спочатку одержують поправки у визначені прирости координат за формулами:

n_xi=(f_Dx:P) ´S_i; n_уi=(f_Dу:P) ´S_i,

де P і S виражають у десятках або сотнях метрів з метою спрощення підрахунків. З формул видно, що значення поправки пропорційне довжині сторони полігона (його горизонтальній прокладині). Знак поправки зажди обернений до знака нев’язки. Поправку визначають до 0,001, а потім заокруглюють до 0,01 м. Контролюють цей етап такою вимогою: сума поправок повинна дорівнювати нев’язці з протилежним знаком.

Знайдені значення поправок необхідно звірити їх значенням нев’язки. Якщо отримана сума відрізняється на деяку величину від нев’язки за рахунок заокруглень, то слід виправити так, щоб їхня сума за модулем не відрізнялася від значення нев’язки. Знайдені поправки додають алгебраїчно до відповідних приростів. Для контролю підсумовують виправлені значення приростів, їхня сума повинна дорівнювати 0.

5. Обчислення координат точок полігона. Координати точок полігона визначають послідовно за формулою прямої геодезичної задачі. Стосовно нашого прикладу формули матимуть такий вигляд:

х₂=х₁+Dх_1-2; х₃=х₂+Dх_2-3; х₄=х₃+Dх_3-4; х₅=х₄+D_4-5; y₂=y₁+Dy_1-2; y₃=y₂+Dy_2-3; y₄=y₃+Dy_3-4; y₅=y₄+D_4-5/

Контролюють обчислення визначення координат першої точки:

x₁=x_s+Dx_s-1; y₁=y_s+Dx_s-1.

Обчислені координати х₁ і y₁ повинні дорівнювати вихідним. .

Розімкнутий теодолітний хід своїми кінцями примикає до точок планової геодезичної мережі, координати яких відомі. Дирекційні кути сторін сітки. які примикають до теодолітного ходу (сторони АВ і СD), служать початковим a_п і кінцевим a_к дирекційними кутами розімкнутого ходу. У теодолітному ході вимірюють всі кути повороту b_і, в тому числі, утворені сторонами сітки і ходу b₁, b₂, ...b_n, що мають назву прилеглих кутів. Кутову нев’язку розімкнутого ходу обчислюють за формулою:

f_b = S_bі – n180°(a_п – a_к),

де n – число вимірюваних горизонтальних кутів повороту. Одержану кутову нев’язку перевіряють на допустимість за вказаною формулою і в разі допустимості розподіляють так, як і в замкнутому полігоні. Контролем правильності підрахунків є рівність обчисленого кінцевого дирекційного кута та його вихідного значення a_к. Координати точок В і С планової сітки є вихідними для обчислення координат точок ходу. Нев’язки в приростах розімкнутого теодолітного ходу обчислюють за формулами:

f_Dx = SDx_i – (x_c – x_b);

f_Dy = SDy_i – (y_c – y_b),

де x_b і y_b – координати початкової, а x_c і y_c – кінцевої точок. Визначивши допустимість нев’язок f_Dx і f_Dy за відповідними формулами, компенсують їх поправками, обчисленими за поданими формулами, і отримують виправлені прирости координат, за якими визначають координати всіх точок ходу аналогічно до замкнутого полігона. Контролем є рівність обчислених координат кінцевої точки її вихідним значенням.

Отримані точки–вершини ходу наносять на аркуш паперу, а далі із них за даними журналу теодолітного знімання наносять за горизонтальним кутом і відстанню точки ситуації.

Сучасні електронні теодоліти доповнюються ЕОМ і зразу в польових умовах дають можливість визначити координати вершин теодолітного ходу. В лабораторних умовах за допомогою поттера (графопобудувача) із твердих носіїв ЕОМ дані польових вимірювань наносяться на папір – будується топографічна карта чи план у заданому масштабі.

Читайте також:

1. Аерофототопографічне знімання
2. Види кутонарисного знімання
3. Види топографічного знімання
4. ВИСОТНЕ ЗНІМАННЯ. ОСНОВНІ ВИДИ НІВЕЛЮВАННЯ
5. Відновлення і знімання меж землекористувань
6. Загальні відомості про кутонарисне знімання
7. Застосування космічного знімання
8. Класифікація пристроїв знімання інформації в телефонній лінії.
9. Комбіноване аерофототопографічне знімання
10. Кутомірне знімання
11. Наземне фотографічне знімання

Переглядів: 5654