ИЗМЕРЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ УГЛОВ (НАПРАВЛЕНИЙ)

Основные положения

При развитии аналитических сетей применяют главным образом два способа измерения горизонтальных углов (направлений):

— способ круговых приемов;

— способ измерения отдельного угла.

Число приемов и обоих способах должно быть не менее двух

Работу на пункте аналитической сети выполняют в следующем порядке:

— устанавливают теодолит, находят пункты, подлежащие наблюдению, и составляют программу наблюдений;

— измеряют горизонтальные направления в сети;

— определяют элементы центрировки и редукции;

— проверяют результаты наблюдений на пункте и составляют сводку результатов измерений горизонтальных направлений.

Программу наблюдений для каждого пункта составляют с использованием проекта сети, выполненного на карте. При необходимости разбивают наблюдаемые направления на группы (не более восьми в каждой) и выбирают начальное направление (направление на хорошо видимый удаленный предмет). Если на пункте несколько групп, то в каждую группу в качестве связующего включают начальное направление.

При наблюдении со штатива необходимо обеспечить устойчивость штатива. Если грунт зыбкий, следует снять дерн, забить колья (толщиной 8—10 см), сделать углубления на их верхних срезах и в эти углубления установить ножки штатива.

Перед измерением горизонтальных направлений со столика сигнала нужно убедиться в устойчивости и прочности столика, а также в том, что внутренняя пирамида нигде не соприкасается с площадкой для наблюдателя и лестницей.

После установки теодолита наблюдатель проверяет его устойчи­вость и производит поверку уровня при алидаде горизонтального круга

При измерении горизонтальных направлений необходимо:

— до начала наблюдений на данном пункте правильно отфокусировать зрительную трубу (по удаленному хорошо видимому предмету) и отсчетный микроскоп и сохранять установленную фокусировку на все время наблюдений или на период наблюдений одной группы направлений;

— не завинчивать слишком туго закрепительные винты и при работе использовать среднюю часть наводящих винтов алидады и зрительной трубы;

— тщательно горизонтировать прибор и следить, чтобы пузырек уровня при алидаде горизонтального круга в течение приема не смещался более чем на два деления (пузырек уровня приводится на середину в перерыве между приемами);

— плавно, без рывков, вращать алидаду и зрительную трубу; окончательное наведение биссектора на изображение наблюдаемого предмета выполнять только ввинчиванием наводящего винта; если при этом нити перейдут через предмет, то повторить наведение;

— устанавливать горизонтальную нить вблизи изображений наблюдаемых предметов примерно на одинаковом расстоянии от них (в одном полуприеме выше, в другом — ниже) во избежание влияния на результаты измерений остаточного наклона вертикальной нити зрительной трубы;

— совмещать изображения одних и тех же диаметрально противоположных штрихов горизонтального круга вращением головки микрометра только по ходу часовой стрелки.

Все полевые измерения записывают в журнал установленной формы. Запись ведут простым карандашом разборчиво и аккуратно. Неправильную запись зачеркивают так, чтобы ее можно было прочи­тать, и сверху делают правильную запись. При исправлении чисел зачеркивают все число, а не отдельные цифры, и сверху пишут полностью новое число. Отсчеты, снятые со шкалы оптического микрометра (единицы минут и секунды), исправлять запрещено.

Название или номер пункта, на котором производят наблюдения, записывают на каждой странице журнала, число, месяц и время — в начале и конце наблюдений на пункте. Названия (номера) наблюдаемых пунктов (направлений) пишут полностью в каждом приеме. Листы журнала должны быть, пронумерованы типографским способом или от руки тушью или пастой; число пронумерованных и заполненных листов заверяется подписью производителя работ. Переписывать полевые журналы не разрешается.

Способ круговых приемов

Горизонтальные направления способом круговых приемов измеряют при двух положениях вертикального круга с замыканием горизонта. Каждый прием наблюдений выполняется в следующем порядке. В первом полуприеме наводят зрительную трубу теодолита на пункт, принятый за начальный. Вращением наводящего винта алидады наводят вертикальную нить (биссектор) зрительной трубы на визирную цель наблюдаемого пункта и записывают в журнал отсчет по горизонтальному кругу. Далее, вращая алидаду по ходу часовой стрелки, наводят зрительную трубу на следующий пункт и снова запи­сывают отсчеты по горизонтальному кругу и т. д. Полуприем наблюдения заканчивают повторным наведением трубы на начальный пункт — замыканием горизонта.

Для выполнения второго полуприема переводят зрительную трубу через зенит. Не изменяя положения лимба, вращением алидадной части против хода часовой стрелки наводят зрительную трубу на начальный пункт и записывают отсчет по горизонтальному кругу. Вращая далее алидаду против хода часовой стрелки, наводят зрительную трубу по­очередно на все пункты, которые наблюдались в первом полуприеме, но в обратном порядке. Второй полуприем также заканчивается по­вторным наблюдением начального направления.

При наведении зрительной трубы на каждый пункт дважды совмещают и записывают отсчеты по оптическому микрометру; разности между этими отсчетами не должна превышать 2".

При выполнении наблюдений двумя приемами в первом приеме горизонтальный круг устанавливают на отсчет, близкий к 0°00¢, а во втором приеме—на отсчет, близкий к 90°30¢.

 

Способ измерения отдельного угла

Применяя способ измерения отдельного угла, в каждом приеме выполняют следующие действия:

— вращая алидаду по ходу часовой стрелки, наводят зрительную трубу теодолита на левый предмет и записывают отсчет по горизонтальному кругу, затем наводят зрительную трубу на правый предмет и записывают отсчет по горизонтальному кругу;

— переводят зрительную трубу через зенит, поворачивают алидаду на 180° и, вращая ее против хода часовой стрелки, наводят зрительную трубу на правый предмет и записывают отсчет по горизонтальному кругу, затем наводят зрительную трубу на левый предмет и записывают отсчет по горизонтальному кругу.

Указанный способ не предусматривает замыкание горизонта.

 

ИЗМЕРЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ УГЛОВ (ЗЕНИТНЫХ РАССТОЯНИЙ ИЛИ УГЛОВ НАКЛОНА)

В общем случае при развитии аналитических сетей с определением высот пунктов тригонометрическим нивелированием по сторонам сетей вертикальные углы на пунктах измеряют двумя приемами по средней нити сетки зрительной трубы теодолита вначале при одном положении, а затем при втором положении вертикального круга.

Вертикальные углы измеряют при наличии достаточно четких изображений визирных целей, исключая время, близкое (в пределах двух часов) к восходу и заходу Солнца.

В процессе выполнения одного приема теодолит горизонтируют и наводят на изображение визирной цели среднюю горизонтальную нить сетки, после чего приводят пузырек уровня при алидаде вертикального круга на середину и делают отсчет по вертикальному кругу. Затем переводят зрительную трубу через зенит и снова наводят горизонталь­ную нить на тот же объект, приводят уровень на середину и делают отсчет по вертикальному кругу.

Если с одного пункта наблюдают несколько объектов, их разбивают на группы по два — четыре объекта и в каждом приеме изме­ряют вертикальные углы на все объекты группы сначала при одном положении вертикального круга, а затем при втором его положении.

 

МЕТОДЫ РАЗВИТИЯ АНАЛИТИЧЕСКИХ СЕТЕЙ. ОПРЕДЕЛЕНИЯ АСТРОНОМИЧЕСКИХ АЗИМУТОВ И НИВЕЛИРОВАНИЯ

ТРИАНГУЛЦИЯ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

При развитии аналитических сетей применяют, как правило, типовые триангуляционные построения. цепи треугольников между двумя исходными сторонами — а и в, между исходными стороной и пунктом.

Цепь треугольников в общем случае прокладывают между двумя исходными сторонами; в такой цепи для уравнивания возникают все требуемые условия (угловые и синусные). При особой необходимости допускается проложение цепи треугольников между исходной стороной и одним исходным пунктом, имеющим угловую привязку. Запрещается проложение висячих цепей треугольников, опирающихся только на одну исходную сторону.

Число треугольников в цепи должно быть не более 20. Углы в треугольниках должны быть не менее 20°, а стороны D не менее 150 м. В общем случае оптимальные значения D должны быть порядка 320 м в АС-0,4, 800 м в АС-1 и 1,6 км в АС-2. При необходимости, например, при примыкании цепи к сторонам государственной геодезической сети, длины сторон D могут быть увеличены.

Угловые измерения в цепи треугольников и других триангуляционных построениях выполняют способом круговых приемов теодолитами Т2, Т5, Т15 и им равноточными.

Невязки Wx, у координат (абсцисс и ординат) на конечном исходном пункте в неуравненной цепи треугольников не должны превы­шать (в метрах)

где L — длина цепи треугольников, км;

п—число треугольников в цепи.

Получение приближенных длин сторон треугольников

Приближенные длины сторон треугольников нужны для вычисления поправок за центрировки и редукции. Эти длины определяют по рабочей схеме сети с точностью до 0,01 км или аналитически путем приближенного решения треугольников.

Для решения треугольников из ведомости предварительной обработки в ведомость вычислений (табл. 43) выписывают измеренные углы треугольников, округляя их до десятков секунд или до десятых долей минуты. Углы. из каждого треугольника выписывают в следующем по­рядке: первым —угол А, лежащий против исходной стороны а, вторым — угол С, находящийся против промежуточной стороны с, и третьим — угол В, расположенный против стороны , которая будет исходной для решения следующего треугольника. Последовательность треугольников намечают по рабочей схеме сети. +22,10

 

Решение каждого треугольника выполняют по формулам:

             

 

 

 

Получение приближенных координат пунктов

Приближенные координаты пунктов необходимы для вычисления поправок за приведение направлений на плоскость в проекции Гаусса.

Приближенные координаты пунктов определяют по рабочей схеме сети с точностью до 0,1 км или вычисляют по формулам:

X₃=X₁+D_1,3 cosT_1,3=X₂+D_2,3 cosT_2,3

Y₃=Y₁+D_1,3 sinT_1,3=Y₂+D_2,3 sinT_2,3

где X₁ Y₁ и X₂, Y₂ — координаты исходных пунктов 1 и 2;

Х₃, Y₃,—координаты определяемого пункта 3;

D_1,3 D_2,3 — расстояния от исходных пунктов до определяемого;

T_1,3 T_2,3 — дирекционные углы направлений с исходных пунктов на определяемый.

 Вычисления выполняют по схеме полигонометрических ходов: выбирают «ходовую линию» между исходными пунктами и последовательным вычислением координат каждого пункта получают координаты всех пунктов вершин «ходовой линии», включая и координаты конечного исходного пункта. Расхождения Wx, у между вычисленными и исходными координатами последнего пункта не должны превышать  километров, где п — число вновь определяемых пунктов по «ходовой линии».

Вычисление поправок за центрировки и редукции

Поправки с" и r" в секундах дуги за центрировки и редукции вычисляют по формулам:

где / и /i — линейные элементы центрировки и редукции, см;

q и q₁ — угловые элементы центрировки и редукции;

М—значение измеренного направления, для которого вычисляют поправку;

D — расстояние между пунктами, км.

Знаки вычисленных поправок определяются знаками синусов углов (М + q) и (M + q₁):. если эти углы меньше 180°, то поправки с" и r" имеют знак плюс, если больше—минус.

Вычисление поправок за приведение направлений на плоскость в проекции Гаусса

Поправки d" за приведение направлений на плоскость в проекции Гаусса вычисляют по формуле

d"_1,2=0,00253Y'_m(X₁-X₂)

где У_m — ордината (от осевого меридиана зоны) средней точки стороны, км;

X₁, Х₂—абсциссы начальной и конечной точек стороны, км.

Вычисленные поправки записывают в графу 5 ведомости предварительной обработки.

 

Вычисление направлений, приведенных к центрам пунктов и на плоскость в проекции Гаусса

Направления, приведенные к центрам пунктов и на плоскость в проекции Гаусса, получают путем введения в значения измеренных направлений поправок с", r" и d". С этой целью для каждого направ­ления вычисляют сумму поправок с" + r" + d", которую записывают в графу 6 ведомости предварительной обработки. В графу 7 записывают разность между суммой поправок каждого направления и суммой поправок начального (нулевого) направления. Их алгебраически складывают с измеренными направлениями и записывают результат.

 

ВЫЧИСЛЕНИЕ КООРДИНАТ

Основные положения

В общем случае координаты определяемых пунктов аналитических сетей вычисляют по формулам котангенсов дирекционных углов (формулам Гаусса) или по формулам котангенсов углов треугольников (формулам Юнга).

Формулы котангенсов дирекционных углов могут применяться при значениях дирекционных углов с исходных пунктов на определяемый, находящихся в пределах 5—85°, 95—175°, 185—265°, 275—355°. Фор­мулы котангенсов углов треугольников могут применяться при любых значениях дирекционных углов определяемых сторон.

При необходимости координаты пунктов могут быть вычислены пу­тем решения прямых геодезических задач, для чего вначале по уравненным углам должны быть вычислены длины сторон треугольников.

 

Вычисление координат пунктов по формулам котангенсов дирекционных углов

Вычисления выполняют, руководствуясь схемой прямой засечки по дирекционным углам, по формулам:

где Х_А Y_А, Х_В Y_B—координаты исходных пунктов;

T_AP, Т_BP — дирекционные углы с исходных пунктов на определяемый;

Xр, Y р — координаты определяемого пункта.

 

Контроль вычислений осуществляют по формуле

 

Вычисление координат пунктов по формулам котангенсов углов треугольников

Перед вычислением делают схематический чертеж треугольника. При обозначении вершин треугольника руководствуются следующим правилом: если смотреть с середины исходной стороны на определяемый пункт, то слева должен быть исходный пункт A и измеренный угол a, а справа — исходный пункт В и измеренный угол b.

Вычисления выполняют по формулам:

 

 

Для контроля вычислений применяют формулу

 

Распределение невязок координат

Невязки координат Wx и Wу на конечном исходном пункте цепи треугольников подсчитывают по формулам:

W_X=X_выч.-Х_исх.

W_Y=Y_выч.-Y_выч.

где Xвыч., Yвыч. -координаты конечного пункта, вычисленные от начального исходного пункта;

Xисх., Xисх. — исходные координаты конечного пункта.

Распределение невязок координат W_X и Wy производят по «ходовой линии», для чего вычисляют поправки координат (X_i) и (У_i) по формулам:

где i — порядковый номер определяемого пункта на „ходовой линии";

п.—число определяемых пунктов на „ходовой линии".

 

ОСОБЕННОСТИ ТРИАНГУЛЯЦИОННЫХ ПОСТРОЕНИЙ В МЕСТНОЙ СИСТЕМЕ КООРДИНАТ

В триангуляционных построениях, создаваемых в местной системе координат (с привязкой к контурным точкам карты), в качестве исходных сторон применяют специально подготовленные базисные стороны, длины которых должны быть получены с относительной погрешностью не грубее 1:10000, а дирекционные углы—со средней квадратической погрешностью не более З0".

Дирекционные углы базисных сторон получают из астрономических азимутов.

Цепь треугольников в местной системе координат прокладывают между двумя базисными сторонами. Предельная длина L цепи треугольников не должна превышать значений, приведенных в табл.

Вид АС	L, км
АС-0,4	1,6
АС-1	4
АС-2	8

 

При подготовке исходных данных в местной системе координат выполняют привязку к контурным точкам топографической карты начального пункта данного триангуляционного построения, за который принимают, как правило, конец одной из базисных сторон, и дополни­тельно еще 2—4 пунктов, равномерно расположенных в создаваемой сети.

При составлении рабочей схемы сети вначале по координатам наносят начальный пункт, а от него прокладывают исходную базисную сторону в направлении исходного дирекционного угла, который строят при помощи транспортира. Остальные пункты сети наносят на схему графическими засечками.

При этом допустимое значение невязки wt за условие исходных дирекционных углов вычисляют по формуле

где п — число промежуточных углов в цепи треугольников;

т_b—средняя квадратическая погрешность измерения углов в цепи

треугольников;

m_A — средняя квадратическая погрешность определения астрономических азимутов базисных сторон.

Особенности вычисления цепи треугольников, проложенной в местной системе координат, отражены в приведенном ниже примере.

ПОЛИГОНОМЕТРИЯ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

При развитии аналитических сетей применяют полигонометрические построения в виде одиночных ходов и систем ходов, пересекаю­щихся в узловых точках. Ходы и их системы должны опираться на исходные пункты и исходные направления с этих пунктов. Примеры полигонометрических построений показаны на рис. 51: а, б—одиночные ходы; в, г—системы ходов.

Одиночный ход в общем случае прокладывают между двумя исходными пунктами (разомкнутый ход). При особой необходимости разрешается проложение хода, опирающегося на один исходный пункт (замкнутый ход, или полигон). Угловая привязка на исходных пунктах должна выполняться, как правило, к двум исходным направлениям.

Систему ходов в общем случае прокладывают между тремя и более исходными пунктами. При особой необходимости допускается система, опирающаяся только на два исходных пункта.

Значительные по протяженности одиночные ходы и системы ходов прокладывают с относительной погрешностью не ниже 1 :5000 или 1 :3000, используя для угловых измерений точные оптические теодолиты, а для линейных измерении —светодальномеры. Ходы и системы ходов сравнительно небольшой протяженности прокладывают с относительной погрешностью не ниже 1 : 1000, выполняя угловые измерения техническими теодолитами, а линейные измерения — оптическими дальномерами и мерными лентами.

Допуски основных элементов полигонометрических построений с относительной погрешностью не ниже 1 : 5000, 1 : 3000 и 1 : 1000.

L— длина одиночного разомкнутого хода;

n_L — число сторон в одиночном разомкнутом ходе;

l — длина звена между исходным пунктом и узловой точкой (или между узловыми точками) в системе ходов;

n_l — число сторон в звене системы ходов;

L' — длина замкнутого хода;

n_L',—число сторон в замкнутом ходе;

D— длина стороны в ходах и системах.

Полигонометрические построения с относительной погрешностью не ниже 1 : 5000

В полигонометрических построениях, характеризующихся относительной погрешностью не ниже 1 :5000, угловые измерения выполняют теодолитом Т2 и ему равноточными , а линейные измерения— светодальномерами, руководствуясь. Программа линейных измерений должна обеспечивать получение длин сторон D в ходах и системах ходов со средней квадратической погрешностью m₀=0,1 м при развитии АС-0,4 и АС-1 и m₀=0,2 м при развитии АС-2.

Предельные значения L, n_L, I, n_i и оптимальные значения D устанавливаются согласно табл. 60.

Таблица 60

Вид АС	L, км	nL	L, км	nl	D, км
АС-0,4	8	16	5,6	11	0,5
АС-1	20	20	14	14	1
АС-2	40	20	28	14	2

 

При необходимости значения D могут быть увеличены. Предельные значения L' и n_L',- устанавливаются согласие табл.

 

Вид АС	L', км	nL'
АС-0,4	4	8
АС-1	10	10
АС-2	20	10

 

Полигонометрические построения с относительной погрешностью не ниже 1 : 3000

В полигонометрических построениях, характеризующихся, относительной погрешностью не ниже 1 : 3000, угловые измерения выполняют теодолитом Т5 и ему равноточными, а линейные измерения— светодальномерами. Значения L, n_L, l,n_i и оптимальные значения D устанавливаются согласно табл.

 

Вид AC	L, km	nL	L, км	nl	D, км
AC-0,4	4,8	16	3,4	11	0,3
AC-1	12	20	8,4	14	0,6
AC-2	24	20	16,8	14	1,2

 

При необходимости значения D могут быть увеличены. Предельные значения L' и п^- устанавливаются согласно табл.

Вид АС	L', км	nL'
АС-0,4	2,4	8
АС-1	6	10
АС-2	12	10

 

Полигонометрические построения с относительной погрешностью не ниже

1 : 1000

В полигонометрических построениях, характеризующихся относительной погрешностью не ниже 1 : 1000, угловые измерения выпол­няют теодолитом Т15 и ему равноточными, а линейные измерения—оптическими дальномерами и стальными мерными лентами с относительной погрешностью не ниже 1 : 1000.

Предельные значения L, I и D устанавливаются согласно табл.

 

Вид АС	L, км	l, km	D, м
AC-0,4	1,6	1,1	30—300
AC-1	4	2,8	70—700
AC-2	8	5,6	150—1000

 

 

Предельные значения L' устанавливаются согласно табл.

 

Вид АС	L' , км
АС-0,4	0,8
АС-1	2
АС-2	4

 

Особенности проектирования полигонометрических построений

Одиночные ходы и системы ходов следует прокладывать на местности, наиболее благоприятной для производства угловых и линейных измерений, например, вдоль дорог, по существующим лесным просекам и т. п.

Разомкнутые ходы в общем случае должны иметь вытянутую форму:

наибольшие отклонения точек хода от прямой, соединяющей исходные (в том числе узловые) точки, не должны превышать, как правило, 1/3 длины хода.

Замкнутые ходы разрешается прокладывать по одной и той же трассе; при этом поворотные точки в прямом и обратном направлениях не должны совпадать.

Особенности угловых измерений

Углы поворота в ходах и системах ходов измеряют по способу измерения отдельного угла, а при трех направлениях и более — по способу круговых приемов. За начальное направление всегда принимают на­правление на заднюю точку, т. е. измеряют углы, лежащие влево по ходу.

В общем случае угловые измерения выполняют по трехштативноп системе. В тех случаях, когда трехштативная система измерения углов не применяется, надлежит обращать особое внимание на тщательность центрирования теодолита; визирование производить на основания вешек, а по коротким сторонам — на шпильки и гвозди.

 

УРАВНИВАНИЕ ОДИНОЧНОГО ХОДА

Уравнивание дирекционных углов

Уравнивание дирекционных углов одиночного хода выполняют в следующем порядке: вначале вычисляют угловую невязку хода w_T и распределяют ее с обратным знаком поровну на все измеренные углы поворота, а затем, пользуясь исправленными углами поворота, вычисляют уравненные дирекционные углы.

Угловую невязку разомкнутого хода вычисляют по формулам:

w_T= выч.T_n-T_n

выч. T_n = åb-180+T_n

где Т₀ и T_n—начальный и конечный исходные дирекционные углы;

выч. T_n—вычисленное значение дирекционного угла Т_n

åb—сумма измеренных углов поворота (в том числе и примычных) в хoде;

п—число измеренных углов поворота (в том числе и при-мычных) в ходе.

Угловую невязку замкнутого хода вычисляют по формуле

Угловая невязка не должна превышать допусков, указанных в таблице

	Допустимое значение wT
	без учета тA *	с учетом тA *
Т2 и ему равноточные
Т5 » » »
Т15 » » »

 

m_А * — средняя квадратическая погрешность исходного дирекционного угла (азимута),

 

Вычисление и уравнивание координат

Вычисляют приращения координат          Х и     Y между пунктами хода по формулам:

где D—стороны между пунктами хода, приведенные к центрам, горизонту, уровню моря и на плоскость;

Т—уравненные дирекционные углы сторон.

В процессе вычислений в тригонометрических функциях обычно сохраняют 5 десятичных знаков; для контроля применяют равенство

Суммируют полученные приращения координат и вычисляют невязки координат хода Wx и w_Y по формулам:

где Хо, Yо и -Y_n, X_n — координаты начального и конечного исходных пунктов;

выч. Х_n, выч. Y_n—вычисленные координаты конечного исходного пункта.

В замкнутом ходе:

                  

                  

Вычисляют линейную невязку хода w по формуле

Подсчитывают сумму сторон хода åD и из отношения w/D устанавливают относительную невязку хода. Полученные невязки Wx и Wy распределяют с обратным знаком в приращения координат пропорционально длинам сторон.

Пользуясь исправленными приращениями, получают уравненные координаты определяемых пунктов. Контролем является равенство вычисленных и заданных значений координат конечного исходного пункта.

 

ТРИЛАТЕРАЦИЯ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Наиболее распространенным типом трилатерационных построений в аналитических сетях является цепь треугольников, по форме близких к равносторонним, которую прокладывают либо между двумя исходными сторонами, либо между исходной стороной и одним исходным пунктом. Применяются и другие типы трилатерационных построений, например центральная система, базирующаяся на одной исходной стороне, и вставка в жесткий угол, образованный двумя исходными сторонами. Треугольники в центральных системах и трилатерационных построениях, выполненных в виде вставки в жесткий угол, должны быть по возможности близки к равнобедренным. Углы в треугольниках не должны быть менее 20°.

При проложении цепей треугольников руководствуются допусками их основных элементов, к которым относятся: L—длина цепи, n—число треугольников в цепи, D—длина стороны треугольника.

Ниже в таблице указаны предельные значения L и п и оптимальные значения D.

 

Вид АС	L, км	n	D, км
АС-0,4	3,2	7	0,8
АС-1	8	14	,1
АС-2	16	14	2

При необходимости значения D могут быть увеличены. Линейные измерения в трилатерационных построениях выполняют  светодальномерами. Наряду с обязательным измерением сторон треугольников, входящих в состав трилатерационных построений, дополнительно с целью контроля измеряют диагонали четырехугольников. Программа линейных измерений должна обеспечивать получение длин сторон в треугольниках и диагоналей в четырехугольниках со средней квадратической погрешностью т₀£0,1 м при развитии АС-0,4 и АС-1 и m₀£0,2 м при развитии АС-2.

При проектировании трилатерационных построений предусматривают расположение сторон треугольников и диагоналей четырехугольников в стороне от линий высоковольтных передач. В крайнем случае, допускается пересечение стороны (диагонали) с линией высоковольтной передачи под углом, близким к прямому; при этом пункт должен быть расположен не ближе 150 м от линий высоковольтной электропередачи.

ВЫЧИСЛЕНИЕ И УРАВНИВАНИЕ КООРДИНАТ

Координаты пунктов трилатерационного построения вычисляют, руководствуясь схемой линейной засечки (рис.56), по формулам:

         

         

         

         

где Х_A, Y_A, Х_B, Y_B — координаты исходных пунктов;

Do — длина исходной стороны;

D_a, D_b, — расстояния от исходных пунктов до определяемого, приведенные к центрам, горизонту, уровню моря и на плоскость;

Xр, Yр — координаты определяемого пункта.

Невязки координат w_x и w_Y на конечном исходном пункте трилатерационного построения подсчитывают по формулам

Допустимое значение невязок координат устанавливают по формулам:

— для цепи треугольников

— для центральной системы и вставки в угол

где m_D—средняя квадратическая погрешность измерения сторон;

п — число треугольников в трилатерационном построении;

В — жесткий угол; для центральной системы В = 360°.

Полученные невязки координат w_X и w_Y распределяют с обратным знаком пропорционально расстоянию по «ходовой линии» определяемых пунктов от начального исходного пункта и получают окончательные (уравненные) координаты пунктов трилатерационного построения.

 

Невязки координат: w_X==выч. Х_C — исх. X_C ==—0,7 м;

w_Y = выч. Y_С—исх. Y_С == + 0,7 м;

доп. (w_X,Y = 1,2 М.

Ходовая линия: А— 1—2—3— С;åD = 11,1 км._______

Контроль диагонали:

изм. D_3-A = 5081,3 м.

ЗАСЕЧКИ

ОБРАТНАЯ ЗАСЕЧКА

Основные положения

Обратную засечку выполняют не менее чем по четырем исходным пунктам по 2—3 комбинациям этих пунктов, что обеспечивает неоднократное получение координат определяемого пункта. При этом необходимо, чтобы определяемый пункт находился возможно дальше от окружности, проходящей через любые три исходных пункта.

Выбор комбинаций исходных пунктов осуществляют на основании предвычисления точности обратной засечки.

При выполнении обратной засечки угловые измерения производят теодолитами Т2, Т5, Т 15 и им равноточными. Для повышения точности обратной засечки уменьшают среднюю квадратическую погрешность измерения углов т„, что достигается увеличением числа приемов угловых измерений. Например, производство измерений тремя приемами обеспечивает m_b не более указанной в табл. 80.

Таблица 80

Тип теодолита	mb
Т2 и ему равноточные	5"
Т5 » » »	0.15'
Т15 » » »	0,2'

 

Вычисление обратной засечки

При вычислении обратной засечки прежде всего рассчитывают дирекционные углы Трв и Трс по формулам:

где X_A Y_A x_B, Y_B Х_C, Y_C, X_E, Y_E — координаты исходных пунктов A, В, С, Е;

a,b.g—углы между направлениями, измеренными с определяемого пункта на исходные.

Расхождения координат Wx и wy, полученных из двух комбинаций, не должны превышать полуторной величины заданной средней квадратической погрешности положения определяемого пункта.

Вид аналитической сети	Допустимое значение Wy И Wy, M
AC-0,4	0,6
AC-1	1,5
AC-2	3

 

ПРЯМАЯ И КОМБИНИРОВАННАЯ ЗАСЕЧКИ

Прямую и комбинированную засечки выполняют с использованием не менее чем трех исходных пунктов. При этом углы между направлениями при определяемом пункте должны быть не менее 30° и не более 150°.

При выполнении засечек угловые измерения производят теодолитами Т2, Т5, Т15 и им равноточными.

Предвычисление точности прямой засечки (рис. 61) осуществляют по формулам:

 

Предвычисление точности комбинированной засечки производят по формулам:

         

      

В формулах применены обозначения:

Мр — средняя квадратическая погрешность положения опре­деляемого пункта Р в метрах;

а, b — расстояния между исходными пунктами в километрах;

m_b — средняя квадратическая погрешность измерения углов в секундах или минутах дуги;

р—величина радиана; р==206265" при выражении т_b в секундах дуги и р = 3438' при выражении т., в минутах дуги;

a, b, g, d — углы при исходных пунктах;

w, j — углы при определяемом пункте.

Координаты пунктов, определенных прямой или комбинированной засечками, вычисляют по формулам котангенсов дирекционных углов (формулы 89 и 90) или по формулам котангенсов углов треугольников (формулы 91 и 92). В комбинированной засечке (см. рис. 62) углы при исходных пунктах A и С получают дополнением до 180° суммы углов, измеренных на определяемом пункте Р и исходном пункте В:

Расхождения координат Wx и w_Y, полученных из двух комбинаций прямой или комбинированной засечек, не должны превышать значений, приведенных в табл. 86. За окончательное значение координат принимают среднее из полученных значений.

 

ЛИНЕЙНАЯ И ЛИНЕЙНО-УГЛОВАЯ ЗАСЕЧКИ

Линейная засечка

Линейную засечку (рис. 63) выполняют с использованием не менее чем трех исходных пунктов, выдерживая угол засечки w при определяемом пункте в пределах от 20° до 160°. Расстояния D между определяемым и исходными пунктами измеряют с помощью лазерного дальномера или светодальномера по программе, обеспечивающей получение D со средней квадратической погрешностью m_D=0,1 м при развитии АС-0,4 и АС-1 и m_D = 0,2 м при развитии АС-2.

Предвычисление точности линейной засечки осуществляют по формулам:

                  

                  

Координаты пункта, определенного линейной засечкой, вычисляют по формулам вначале из треугольника АВР, а затем из треугольника ВСР (см. рис. 63). Расхождения координат Wx и w_Y, полученных из двух треугольников, не должны превышать значений, приведенных в таблице. За окончательное значение координат принимают среднее из полученных значений.

Линейно-угловая засечка

Линейно-угловую засечку производят с двух исходных пунктов, изме­ряя в общем случае с каждого из них расстояние и направление на определяемый пункт. Предвычисление точности линейно-угловой засечки выполняют по формулам:

где Мр—средняя квадратическая погрешность положения определяемого пункта Р в метрах;

Da, D_b,—расстояния от исходных пунктов А и В до определяемого пункта Р в километрах;

т_b — средняя квадратическая погрешность измерения углов в се­кундах или минутах дуги;

р—величина радиана; р= 206 265" при выражении т_b в секундах дуги и р= 3438' при выражении m_b в минутах дуги;

m_D—средняя квадратическая погрешность измерения расстояний в метрах.

Координаты пункта Р, определенного линейно-угловой засечкой, получают решением прямой геодезической задачи:

                  

                  

                  

                  

                  

                  

где Х_P⁽¹⁾, У_P⁽¹⁾ — координаты пункта Р, вычисленные по координатам Х_A, Y_A исходного пункта A, дирекционному углу Т_AP направления с пункта A на пункт Р и расстоянию D_a между этими пунктами;

Х_P⁽²⁾, Y_P⁽²⁾ — координаты. пункта Р, вычисленные по координатам Х_B, Y_B исходного пункта В, дирекционному углу Т_BP направления с пункта В на пункт Р и расстоянию D_b, между этими пунктами.

Расхождения координат w_X = Х_P⁽¹⁾ — Х_P⁽²⁾ и w_Y -= Y_P⁽¹⁾ — Y_P⁽²⁾ не должны превышать значений, приведенных в табл. 86.

При выполнении линейно-угловой засечки допускается с одного из исходных пунктов (например, пункта A) измерять расстояние и направление, а с другого пункта (например, пункта В) — только расстояние или только направление на определяемый пункт Р.

При вычислении линейно-угловой засечки подобного типа координаты определяемого пункта Р получают дважды: первый раз — решением прямой геодезической задачи (по координатам Х_A, Y_A пункта A, дирекционному углу т_AP направления с пункта A на пункт Р и расстоянию Da между этими пунктами) и второй раз—по формулам, если с пункта В измерено расстояние D_b до пункта Р, если с пункта В измерено направление (угол b) на пункт Р.

НИВЕЛИРОВАНИЕ

 

ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ

Основные положения

Геометрическое нивелирование в аналитических сетях выполняют с помощью нивелиров 3Н2KЛ, ЗН5Л и им равноточных, прокладывая одиночные нивелирные ходы и системы нивелирных ходов, пересекающихся в узловых точках.

Одиночные ходы и системы ходов должны опираться не менее чем на два исходных пункта. Проложение замкнутых ходов, опирающихся на один исходный пункт, допускается лишь при особой необходимости.

При приложении нивелирных ходов для определения высот пунктов аналитических сетей относительно исходной основы со средними квадратическими погрешностями m_н £ 0,05 м и m_н £ 0б1 м руководствуются допусками основных элементов нивелирных ходов, к которым относятся: L—длина одиночного хода между двумя исходными пунктами (или длина хода, имеющего одну исходную высоту); L' — длина звена между исходным пунктом и узловой точкой в системе ходов; L"—длина звена между двумя узловыми точками; w_h;—невязка хода (звена) (см. таблицу

Элемент нивелирного хода	Допустимое значение элемента нивелирного хода
	Mн £ 0,5 м	Mн £ 0,1 м
L, км L', км L", км wh	8 6 4	16 12 8

 

Полевые работы

Проложение нивелирных ходов ведут в одном направлении. Основной' способ—нивелирование из середины, при котором нивелир устанавливают на равных расстояниях от реек и превышение h получают как разность между задним а и передним b отсчетами:

h=a—b.

В отдельных случаях (через реку, болото, овраг и т. п.) можно применять нивелирование вперед, при котором прибор устанавливают над точкой A местности, а рейку ставят в точке В Производят отсчет b по рейке и измеряют металлической рулеткой высоту г прибора над точкой А. Превышение вычисляют по формуле h=i—b.

При нивелировании из середины расстояние от нивелира до рейки, как правило, не должно превышать 120 м; при спокойных изображениях допускается его увеличение до 200 м. Высота визирного луча над поверхностью земли не должна быть менее 0,2 м. Расстояние от ниве­лира до реек измеряют по дальномеру. Неравенство этих расстояний на станции не должно превышать 10 м, а накопление таких неравенств по всей длине хода — 50 м.

Рейки устанавливают отвесно на башмаки, прочно забитые в землю костыли или деревянные колья. Для ускорения работ рекомендуется иметь не менее трех башмаков или костылей и устанавливать их по направлению хода заблаговременно. Нивелирование может выполняться как по двусторонним, так и по односторонним рейкам.

Нивелир на станции устанавливают так, чтобы два подъемных винта его подставки располагались вдоль линии нивелирования, а затем горизонтируют прибор по круглому уровню. Отсчеты по черной сто­роне рейки производят по средней нити и по верхнему дальномерному штриху, а по красной стороне — только по средней нити. Дополнительный отсчет по верхней нити для черной стороны рейки служит для вычисления расстояний. Для приведения линии визирования в горизонтальное положение перед каждым отсчетом по рейке пузырек цилиндрического уровня нивелира приводят элевационным винтом на середину. В нивелирах типа 3Н2КЛ горизонтирование визирной линии осуществляется автоматически.

Результаты нивелирования записывают в полевой журнал.

Работу на каждой станции при нивелировании по двусторонним рейкам выполняют в следующем порядке:

— наводят трубу нивелира на черную сторону задней рейки и производят отсчеты по верхней и средней нитям;

— наводят трубу нивелира на черную сторону передней рейки и производят отсчет по верхней и средней нитям;

— наводят трубу нивелира на красную сторону передней рейки и производят отсчет по средней нити;

— наводят трубу нивелира на красную сторону задней рейки и производят отсчет по средней нити.

Если применяют односторонние рейки, то после первых отсчетов по задней и передней рейкам изменяют высоту нивелира на 5—10 см и снова производят отсчеты по средним нитям, начиная с передней рейки.

При переходе на следующую станцию переднюю рейку оставляют на месте, и она становится задней рейкой, а заднюю переносят вперед по ходу, и она становится передней. Такое чередование реек соблюдают на протяжении всего хода.

Каждый ход между нивелирными знаками записывают с новой страницы, причем на начальной странице указывают название хода, например: Нивелирный ход от репера № 14 до репера № 86. Дату, время и состояние погоды записывают в начале и конце работы каждого дня, а также перед перерывом и после перерыва в работе.

По окончании нивелирования на станции, не снимая прибора, производят полевой контроль правильности отсчетов по рейке. Для этого вычисляют разность отсчетов по красной и черной сторонам каждой рейки.

Вычисляют превышение по черным сторонам реек. Вычисляют превышение по красным сторонам реек. Разность должна быть равна разности высот нулей красных сторон реек. Допустимое расхождение не более 5 мм. При большем расхождении наблюдения на станции повторяют, изменив на 3—5см высоту прибора. Знаки у разностей чередуются по ходу, что является контролем правильности чередования реек в процессе нивелирования. При нивелировании по односторонним рейкам расхождения превышений, определенных при разных горизонтах нивелира, также не должны быть более 5 мм.

На каждой странице журнала производят постраничными контроль записей и вычислений. Для этого подсчитывают и записывают внизу следующие величины:

— длину участка хода L, км;

— суммы отсчетов (по средней нити) по черным и красным сторонам задних и отдельно передних реек:

— сумму превышений, вычисленных по черным и красным сторонам реек;

— сумму средних превышений.

При четном числе станций на странице полученные с точностью до 1 мм суммы должны удовлетворять следующим равенствам:

При нечетном числе станций на странице итог нужно изменить на 100, тогда результат даст удвоенную величину итога. Для удобства на каждой странице следует записывать результаты наблюдений четного числа станций.

Такой же контроль (заключительный) производят в конце каждого хода. Подсчитывают длину хода L и суммы величин. При четном числе станций должно соблюдаться равенство

При перерывах в работе следует стремиться заканчивать нивелирование на временном репере. Временными реперами могут служить: забитый в телеграфный столб или стену сооружения кованый гвоздь либо место установки рейки на выступах каменных сооружений, скале, рельсе железнодорожного пути и т. п. Если это невозможно, то ход заканчивают на трех точках (две станции), надежно закрепленных костылями, башмаками или кольями, забитыми в грунт на глубину не менее 0,3 м. После перерыва в работе превышения между двумя последними точками 2 и 3 измеряют заново. Если оно изменилось не более чем на 5 мм, берут среднее из обоих превышений и продолжают ниве­лирование. В противном случае определяют превышение между точ­ками 1 и 2, устанавливая точку (из трех), положение которой не изме­нилось, и продолжают от нее нивелирование. Записи наблюдений на точку, высота которой за время перерыва в работе изменилась, зачеркивают.

Вычисление нивелирных ходов

Вычисление нивелирных ходов начинают с проверки полевых журналов. Проверяют вывод превышения на каждой станции по черной и красной сторонам реек и вновь производят постраничный контроль вычисленных превышений. Все обнаруженные ошибки исправляют чер­нилами. Каждое исправление проверяющий заверяет своей подписью.

В превышение между конечными пунктами секции нивелирного хода вводят поправку d_h за среднюю длину метра реек, если абсолютная величина этой поправки больше 1 мм. Поправку d_h и вычисляют по формуле

где DM — средний поправочный коэффициент одного метра пары реек, мм/м (берется из материалов исследований реек);

—абсолютная величина превышения между конечными пунктами секции нивелирного хода, м.

При отрицательном значении коэффициента DM абсолютную величину превышения уменьшают на величину поправки d_h, при положительном — увеличивают.

Высоты определяемых пунктов вычисляют с точностью до 1 мм.

При вычислении системы нивелирных ходов, образующих одну узловую точку, вначале вычисляют высоту узловой точки как среднее весовое из высот этой точки, полученных по примыкающим к ней звеньям системы , а затем уравнивают звенья системы как разомкнутые нивелирные ходы.

Среднее весовое значение высоты Н узловой точки находят по формулам:

где Но — приближенное значение высоты узловой точки (берется наименьшее из значений H_i);

Hi—высота узловой точки, вычисленная по звену i-й системы нивелирных ходов;

pi — вес значения высоты узловой точки, полученной по звену i-й системы нивелирных ходов:

с — произвольное число, выбранное с расчетом, чтобы значения pi были близки к 1;

Li—длина звена i в системе нивелирных ходов, км.

Если число станций на 1 км в звеньях системы ходов значительно различается, то веса вычисляют по формуле

где n_i — число станций в звене i.

Системы нивелирных ходов с двумя и более узловыми точками уравнивают по способу последовательных приближений.

 

ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ

Тригонометрическое нивелирование по сторонам аналитических сетей

Тригонометрическое нивелирование по сторонам аналитических сетей, образованных триангуляционными, полигонометричеекими и трилатерационными построениями и засечками, выполняют с помощью теодолитов Т2, Т5, Т 15 и им равноточных.

Исходные пункты для производства тригонометрического нивелирования должны располагаться в аналитической сети не реже чем через п сторон. Число n, зависящее от средней длины сторон сети Dcp, приведено в табл.

Число сторон	Средняя длина сторон сети D , км
	1	2	3
п	25	10	6

 

При тригонометрическом нивелировании по сторонам аналитической сети вертикальные углы (зенитные расстояния Z или углы наклона v) измеряют в прямом и обратном направлениях.

Превышение h из одностороннего наблюдения вертикального угла с пункта А на пункт В вычисляют по формуле

где D— приведенное к горизонту расстояние между пунктами А и В;

v — угол наклона с пункта А на пункт В; если измерено зенитное расстояние Z, то v = 90° - Z;

i — высота теодолита над центром пункта A;

h_v—высота визирной цели над центром пункта В;

f—поправка за кривизну Земли и рефракцию.

Значение поправки за кривизну Земли и рефракцию может быть получено по формуле

где К—коэффициент рефракции (обычно принимается 0,13);

D—длина стороны, км;

R — средний радиус кривизны земного эллипсоида (в тыс. км) для точки в середине стороны; для расчетов в пределах широт 45° < В < 60° принимается радиус кривизны 6,36.

 

Среднее значение стороны аналитической сети D , км	Допустимое расхождение между прямым и обратным превышениями, м	Допустимая невязка хода по сторонам аналитической сети, м
Dcp<2 Dcp>2	0,3D 0,5

 

Примечание. L — длина хода по сторонам аналитической сети, км;

п — число сторон хода.

 Среднее превышение hcp определяется как полуразность прямого и обратного превышений:

Расхождение между абсолютными значениями прямого и обратного превышений не должно быть более значений, указанных в таблице.

При тригонометрическом нивелировании по сторонам аналитической сети, образованной триангуляционными или трилатерационными построениями, вычисление и уравнивание высот пунктов выполняют по способу последовательных приближений в следующем порядке:

— составляют схему вычисления и уравнивания высот пунктов, на которую вписывают длины всех сторон (до 0,1 км), прямые и обратные превышения (до 0,01 м), а также веса вычисленных превышений (до 0,01); записывают вблизи середины каждой стороны среднее из прямого и обратного превышений, округленное до 0,1 м, и показывают стрелкой направление положительного превышения;

— вычисляют невязки в треугольниках и по «ходовым линиям» между исходными пунктами, используя значения средних превышений (табл. 101 и 102); допустимые невязки даны в табл. 100;

— вносят для каждого определяемого пункта следующие данные со схемы вычислений и уравнивания высот пунктов:

— вычисляют в графе 3 веса превышений по формуле

где D —длина стороны передачи превышения, км;

— вычисляют приведенные веса по формуле

 при этом на каждом определяемом пункте должно соблюдаться условие [Р']=1

— вычисляют значения высот определяемых пунктов в первом приближении как среднее арифметическое из значений, полученных по сторонам от исходных пунктов и от тех определяемых пунктов, для которых уже были вычислены значения высот в первом приближении;

— принимают для каждого определяемого пункта наименьшее значение Hокр, округленное до 1 м с таким расчетом, чтобы в последующих приближениях DH=Hвыч—Hокр были всегда положительными.

Поправку v_H к значениям высот Hокр в каждом приближении, начиная со второго, вычисляют по формуле

Приближения вычисляют, пока поправки v_H на всех определяемых пунктах не станут повторяться:

— вычисляют уравненные высоты определяемых пунктов по формуле

H_ур=H_окр+v_H        

где v_H—окончательное значение поправки;

— вычисляют невязки:

w_i=H_iⁿ - H_ур

где H_iⁿ —высота определяемого пункта, полученная по строке i в последнем (п) приближении;

— вычисляют для каждого пункта контрольные суммы åp'w; абсолютное значение этих сумм не должно превышать 0,1 м.

При тригонометрическом нивелировании по сторонам одиночных полигонометрических ходов вычисление и уравнивание высот пунктов выполняют. Вычисление и уравнивание высот узловых точек в системе ходов производят: в системе с двумя и более узловыми точками — способом последовательных приближений, в системе с одной узловой точкой—используя принцип среднего весового.

 

Высотные теодолитные ходы

Высотные теодолитные ходы прокладывают с использованием нивелирных реек, определяя превышения между реечными точками тригонометрическим односторонним нивелированием из середины.

В общем случае применяют разомкнутые одиночные ходы и системы ходов с одной или несколькими узловыми точками, которые должны опираться не менее чем на два исходных пункта. Проложение замкнутых ходов, опирающихся на один исходный пункт, допускается лишь при особой необходимости.

В высотных теодолитных ходах расстояния от теодолита до реечных точек должны быть не более 150 м; в отдельных случаях они могут быть увеличены до 300 м. Углы наклона и расстояния измеряют теодолитами Т2, Т5 и им равноточными с коэффициентом нитяного дальномера 100. На каждой станции углы наклона измеряют дважды — на верх рейки и деление «1500 мм». Для удобства можно изготавливать специальную марку и укреплять ее на черной стороне рейки. Расстояния измеряют по черной и красной сторонам рейки.

Предельную длину высотного теодолитного хода L устанавливают в зависимости от среднего значения угла наклона местности.

 

Предельная длина высотного теодолитного хода	Среднее значение угла наклона местности »
	3°	4°	5°	6°	7°	8°	10°	12°	15°
L, км	20	14	10	7	5	4	3	2	1,5

Работу на каждой точке стояния теодолита выполняют в следующем порядке:

— устанавливают и горизонтируют теодолит;

— наводят при КЛ среднюю нить на марку задней рейки и производят отсчеты по крайним нитям и вертикальному кругу, а затем — на верх рейки и производят отсчеты по вертикальному кругу;

— наводят при КП среднюю нить сначала на верх рейки, а затем на марку и в каждом случае производят отсчеты по вертикальному кругу;

— поворачивают рейку красной стороной к наблюдателю и производят отсчеты по крайним нитям.

В той же последовательности производят наблюдения на переднюю рейку.

На каждой станции расхождения между двумя определениями расстояний на черной и красной сторонах рейки не должны превышать D/100.

При привязке хода к стенному реперу вертикальные углы измеряют первый раз непосредственно на верхний край (полочку) репера, а второй — на марку рейки или точку на стене, на которой установлен репер; расстояние от верхнего края репера до точки на стене измеряют рулеткой с погрешностью не более 0,5 см.

Перед перерывом в работе надежно закрепляют последние три реечные точки и производят измерения; при продолжении работы между двумя последними реечными точками повторяют измерения. Если превышения различаются в пределах 5 см, прокладку высотного теодолитного хода продолжают с последней точки; если же более чем на 5 см, повторяют измерения между первыми двумя реечными точками. По ре­зультатам измерений делают вывод о том, положение какой реечной точки сохранилось неизменным.

Превышение h между реечными точками определяют как разность превышений (h₂—h₁) передней и задней точек над горизонтом теодолита по формулам:

h=h₂-h_1;

h₂=D₂ tgv₂ - h_v2  + f₂

h₁=D₁ tgv₁ - h_v1  + f₁

где D— приведенные к горизонту расстояния от теодолита до реечных точек;

v — углы наклона;

h_v — высоты визирных целей;

f— поправка за кривизну Земли и рефракцию (учитывается при D > 250).

Если расстояния от теодолита до реечных точек не превышают 150 м и высоты визирных целей на передней и задней точках одинаковы (h_v1 = h_v2), то превышение между точками вычисляют по формуле

h =D₂ tgv₂- D₁tgv₁

Измеренные по рейке расстояния D' приводят к горизонту по формулам:

D=D'+d

                 d_v= -D' sin² v

 Допустимая невязка высотного теодолитного хода w_h (в метрах) не должна превышать величины

где L — длина высотного теодолитного хода, км.

 

ОСОБЕННОСТИ

ИЗМЕРЕНИЙ, ВЫПОЛНЯЕМЫХ

ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СПУТНИКОВОЙ
АППАРАТУРОЙ

Для построения геодезической сети и выполнения съемочных работ наряду с традиционными средствами применяют геодезическую спутниковую аппаратуру GPS, ГЛОНАСС, GPS/ГЛОНАСС. Важную роль в достижении лучших результатов играет соблюдение требований к размещению и выбор созвездия спутников. Для всех видов спутниковых определений до и после полевых работ необходимо выполнять контрольные определения приращений координат на эталонных геодезических полигонах.

  При создании съемочного обоснования для топографических съемок надежным способом контроля является:

1.     Сравнение результатов спутниковых определений с отметками реперов государственной нивелирной сети.

2.     Контроль допустимости фактора PDOP.

3.     Связывание соседних точек обоснования при помощи полигонометрических (теодолитных) ходов.

4.     В отдельных случаях, при достаточном соотношении точностей – сравнение с пунктами государственной геодезической сети.

          При съемке ситуации и рельефа надежный контроль обеспечивают:

1.     Повторными спутниковыми измерениями с применением метода реоккупации или более точного приемника или с увеличенным интервалом регистрации.

2.     Прямыми линейными измерениями достаточной точности между характерными точками ситуации, на которых выполняли спутниковые определения.

ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Крупномасштабная топографическая съемка осуществляется:

— методом мензульной съемки;

— методом тахеометрической съемки;

— методом комбинированной аэрофототопографической съемки. Выбор того или иного метода зависит от масштаба и площади съемки, сложности ситуации и рельефа местности, а также сроков исполнения

работ.

Мензульная и тахеометрическая съемки производятся на небольших участках в любом масштабе в случаях срочного исполнения работ. Причем на местности со сложной ситуацией и рельефом предпочтение отдается мензульной съемке.

Тахеометрическая съемка выполняется теодолитами, имеющими точность верньеров 1' и выше.

Комбинированный метод, предусматривающий получение контуров местных предметов фотографическим путем (на аэрофотоснимках), а рельефа — в поле мензульной съемкой на смонтированном из этих аэроснимков фотоплане, применяется при съемке в масштабах 1 : 5000 и 1 : 2000 береговой полосы значительной протяженности с небольшими относительными превышениями местности. Метод включает выполнение комплекса работ, главнейшими из которых являются:

— летносъемочные работы (аэрофотосъемка);

— привязка аэрофотоснимков (полевая привязка и фототриангуляция) ;

— трансформирование аэрофотоснимков и составление фотопланов;

— съемка на фотопланах (дешифрирование ситуации и съемка рельефа).

При крупномасштабной топографической съемке должно определяться склонение магнитной стрелки на 2—3 пунктах планово-высотного обоснования, равномерно расположенных в полосе съемки.

При определении склонения в процессе развития аналитического обоснования методом полигонометрии или триангуляции склонение магнитной стрелки в выбранной точке (пункте) определяется с помощью буссоли теодолита следующим образом. Установив теодолит в одной точке, визируют на другую опорную точку и делают отсчеты по концам стрелки буссоли, беря из них среднее М.

Дирекционный угол Т этого направления должен быть вычислен путем передачи от исходного дирекционного угла. Склонение магнитной стрелки d вычисляется по формуле

d=Т+g -М,  где g — сближение меридианов.

В процессе мензульной съемки, в том числе и на фотопланах, склонение магнитной стрелки определяется с помощью ориентир-буссоли. Буссоль прикладывается к вертикальной стороне рамки хорошо ориентированного планшета (фотоплана), и производятся отсчеты по обоим концам стрелки. Затем стрелка выводится из состояния покоя приближением к одному из ее концов какого-либо железного или стального предмета. После того как стрелка успокоится, вновь производятся отсчеты в том же порядке. Среднее арифметическое из отсчетов, округленное до 0°,1, записывается в журнал съемки.

Средняя величина склонения магнитной стрелки для данного планшета (плана) выводится следующим образом:

— вычисляется среднее арифметическое из значений склонения на планшете. Значения, отличающиеся от этого среднего на 1°,5, считаются аномальными и отбрасываются. Из оставшихся значений склонения вновь вычисляется среднее арифметическое, которое и является средним измеренным значением склонения, выведенным из показаний рабочей буссоли;

— в среднее значение вводится поправка за сравнение рабочей буссоли с нормальной.

Полученное исправленное значение склонения округляется до 15' и принимается за окончательное для данного планшета (плана).

В случае, если магнитная аномалия распространяется на всю площадь планшета или его большую часть, среднее значение склонения магнитной стрелки на данный планшет не выводится.

Значительные по размерам объекты, выражающиеся в масштабе плана, показываются с сохранением их форм, размеров и ориентировки с учетом всех мелких деталей (изгибов, выступов и др.). Объекты, не выражающиеся в масштабе плана, наносятся в соответствии с предусмотренными внемасштабными условными знаками. Если подлежащий изображению объект не имеет условного знака, то для него подбирается наиболее близкий по значению знак, который сопровождается пояснительной надписью. На планах помещаются также различного рода другие пояснительные надписи, в том числе и географические названия объектов.

Высота сечения рельефа устанавливается в зависимости от заданного масштаба съемки и характера рельефа местности.

В равнинных районах высота сечения рельефа для планов в масштабах 1 : 500 и 1 : 1000 может быть принята равной 0,25 м, а для планов масштабов 1 : 2000 и 1 : 5000 равной 0,5 м.

В качестве основной высоты сечения рельефа следует принимать:

— для масштабов 1 :500 и 1 : 1000 0,5 м;

— для масштабов 1 :2000 и 1 :5000 1 м.

В районах со сложными формами рельефа и крутыми уклонами местности разрешается для соответствующих масштабов основную высоту сечения рельефа увеличивать вдвое. При углах наклона местности более 10° для планов масштаба 1 :5000 допускается высота сечения рельефа 5 м.

Если особенности рельефа местности не могут быть достаточно четко выражены горизонталями принятого сечения, разрешается проводить полугоризонтали и вспомогательные горизонтали. При этом категорически запрещается изменять принятую высоту сечения рельефа в пределах одного плана (обособленного в географическом отношении района) и проводить обрывки полугоризонталей и вспомогательных горизонталей, не показывая их целиком в соответствующем промежутке между основными горизонталями.

Для удобства чтения рельефа каждая пятая горизонталь на плане при высоте сечения 1, 2 и 5 м и каждая десятая горизонталь при высоте сечения 0,25 и 0,5 м должны быть утолщены. В местах, затруднительных для чтения рельефа, горизонтали подписываются (оцифровываются). На горизонталях, рисующих вершины, седловины, котловины и другие характерные элементы рельефа, показываются бергштрихи.

Дополнительно на каждом квадратном дециметре плана даются высотные отметки, отнесенные к поверхности земли 5—15 характерных точек рельефа и контуров местности (в том числе урезов воды). Число высотных отметок может быть увеличено в зависимости от сложности ситуации и рельефа местности.

Предельные ошибки в положении на плане элементов ситуации и рельефа местности относительно ближайших съемочных точек не должны превышать в масштабе плана следующих величин:

0,8 мм — в положении наиболее важных контуров и предметов местности;

1,2 мм—в положении второстепенных контуров и предметов местности, имеющих четкие границы.

Ошибки высот точек местности, рассчитанных по горизонталям, на плане не должны превышать:

'/₂ принятого сечения — для местности с уклоном, до 2° при высоте сечения 0,25 и 0,5 м;

¹ / ₃ принятого сечения — для местности с уклоном до 2° при высоте сечения 1 м и более;

²/з принятого сечения — для местности с уклоном 2—6°.

Для местности с уклоном свыше 6° число горизонталей должно соот­ветствовать разности высот, определенных на перегибах скатов.

Способы съемки ситуации и рельефа

Съемку ситуации и рельефа местности можно начинать только после проверки построения съемочной сети с любой съемочной точки. При этом обязательным условием является выполнение съемки сплошным массивом и по всем элементам, чтобы не возвращаться к заснятой части для каких-либо доделок и исправлений.

Мензульная съемка выполняется двумя способами: полярным способом и способом засечек. При полярном способе объекты наносятся на планшет по направлениям и расстояниям, измеряемым на местности кипрегелем с помощью дальномерной рейки. Способ засечек применяется в основном при съемке недоступных объектов (например, заводских труб, прибрежных опасностей, свай и др.). Данные измерения превышений и высот реечных точек записываются в журналы мензульной съемки.

При тахеометрической съемке, выполняемой теодолитом, наряду с указанными выше способами практикуется способ перпендикуляров. В процессе съемки все данные полевых наблюдений записываются в журналы тахеометрической съемки и показываются на горите, который ведется в возможно более крупном масштабе.

При съемке полярным способом расстояния между инструментом и дальномерной рейкой не должны выходить за пределы, указанные в таблице

	Предельные расстояния, м
Масштаб съемки	при съемке наиболее важных контуров и предметов местности	при съемке второстепенных контуров и предметов местности	при съемке рельефа местности	Высота сече­ния рельефа м
1:5000	150	200	250	0,5
			300	1
			350	2
			350	5
1:2000	100	150	200	0,5
			250	1
			300	2
1:1000	80	100	100	0,25
			150	0,5
			200	1
			250	2
1:500	60	80	80	0,25
			100	0,5
			150	1

 

При съемке способом прямых засечек каждый объект должен быть нанесен на планшет по засечкам не менее чем с трех съемочных точек. Углы между направлениями при засекаемых объектах должны нахо­диться в пределах от 40 до 140°.

При съемке способом перпендикуляров длины перпендикуляров измеряются мерной лентой или рулеткой и не должны выходить за пределы, указанные в таблице.

 

Масштаб съемки	Длина перпендикуляра, восстановленного глазомерно м	Длина перпендикуляра, восстановленного с помощью эккера, м
1:5000	10	80
1:2000	8	60
1:1000	6	40
1:500	4	20

 

Измеренные наклонные расстояния приводятся к горизонту, если поправка за наклон превышает 0,2 мм в масштабе планшета.

Все высотные отметки реечных точек вычисляются с точностью до 0,01 м и выписываются на планшет с этой же точностью при высоте сечения рельефа 0,25—0,5 м и с точностью до 0,1 м при высоте сечения рельефа 1 м и более.

Составление калек высот и контуров

Во время мензульной и тахеометрической съемки на каждый съемочный планшет составляются две кальки: высот и контуров. Обе кальки оформляются в туши и используются при приемке и обработке съемочного планшета.

Составление калек в полевых условиях должно производиться непрерывно по мере заполнения съемочного планшета.

На ней показываются: высотное обоснование съемки (нивелирные марки и реперы I, II, III и IV классов);

пункты съемочного обоснования и съемочные точки, имеющие высотные отметки из геометрического и тригонометрического нивелирования, и все высотные отметки, определенные в процессе съемки ситуации и рельефа местности.

На кальку контуров со съемочного планшета переносятся: пункты аналитического обоснования и закладные съемочные точки с указанием их высотных отметок; элементы ситуации и рельефа местности.

Вычерчивание рамок и зарамочного оформления на кальках высот и контуров выполняется с учетом следующих требований:

— углы рамки планшета обозначаются квадратами со стороной около 2 мм или кружками того же диаметра;

— стороны рамки вычерчиваются одной линией и продолжаются за углы примерно на 15 мм;

— над северной стороной рамки помещаются: посредине—название кальки; справа — номер планшета, к которому относится калька;

— под южной стороной рамки помещаются: справа—подпись лица, выполнившего съемку и составившего кальку; слева — подпись лица, принявшего съемку.

Сводка планшетов по рамкам

Съемка ситуации и рельефа местности на смежных планшетах должна выполняться с перекрытием, продолжаясь за общие для них рамки на расстояние 10 мм.

В процессе сводки для одного из двух смежных планшетов изготовляется калька (шириной около 10 см), на которую тушью переносится общая рамка и все элементы ситуации и рельефа (включая горизонтали), расположенные -в пределах 20 мм внутрь планшета и в пределах 10 мм за общей рамкой на полях планшета. Изготовленная калька накладывается на второй планшет по общей рамке и все изображенные на кальке элементы ситуации и рельефа в пределах перекрытия сравниваются с соответствующими элементами на этом планшете. Обнаруженные расхождения в положении отдельных элементов ситуации и рельефа устраняются путем их перемещения на половину величины расхождения. Согласованное положение элементов показывается на кальке красной тушью и переносится с нее на оба планшета.

Расхождения в процессе сводки не должны превышать полуторной величины допусков, приведенных в ст.ст. 123 и 124 настоящей инструкции. При сводке залесенных участков допуски, относящиеся к точности рельефа, увеличиваются в два раза.

ОБЪЕКТЫ ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ

 

Сооружения

При съемке населенных пунктов на планах должны быть показаны все одиночные постройки, составляющие кварталы и различные обособленные группы (массивы), с четким выделением проездов (улиц, переулков, площадей и др.). Изображение построек на планах производится с учетом их огнестойкости (материала постройки), этажности и назначения.

В населенных пунктах не следует показывать переносные и временные сооружения (ларьки, палатки, киоски, некапитальные изгороди и др.). Кроме того, в масштабе 1 :5000 разрешается не снимать мелкие нежилые строения индивидуального пользования и выходы колодцев подземных сооружений.

Пути сообщения, линии связи и электропередач

Пути сообщения, проходящие вдоль берега, и подъездные пути к сооружениям на берегу наносятся на планы с учетом их классификации по назначению, степени технического совершенства и использования в течение года. При этом выделяются: железные дороги нормальной колеи и узкоколейные, автогужевые дороги с прочным покрытием и без него, вьючные и пешеходные тропы на труднопроходимых участках берега.

Съемка дорог выполняется с точным выделением всех характерных для них деталей. В процессе съемки измеряется ширина дороги, а также относительные высоты насыпей и глубины выемок. Для шоссе дополнительно устанавливаются ширина и материал прочного покрытия.

Высотные отметки дорог определяются, как правило на перекрестках, в местах пересечения с ручьями и реками и на участках с крутым подъемом (спуском).

Линии связи и электропередач снимаются в масштабе 1:2000 и крупнее с точным нанесением на план всех видов опор. В масштабе 1 : 5000 точному изображению подлежат только опорные знаки метал­лической и железобетонной конструкции; обычные опорные столбы наносятся только в поворотных точках.

При съемке населенных пунктов в масштабе 1 :5000 линии связи и электропередач низкого напряжения разрешается не показывать.

Растительный покров и грунты

При съемке элементов ситуации береговой полосы необходимо определять и четко разграничивать участки с различными видами растительного покрова и слагающего берег грунта. Указанные участки, в том числе сельскохозяйственные угодья, рекомендуется наносить на план как отдельные контуры, допуская сочетание в одном контуре нескольких видов растительного покрова и грунтов.

В общем случае на плане должны быть показаны контуры участков площадью 25 мм² и более. Для хозяйственно ценных участков в отдельных случаях предельная площадь может быть уменьшена до 10 мм².

Деревья и кустарники, расположенные на берегу в одиночку и небольшими группами, наносятся на план без оконтуривания в соответствии с их положением на местности.

Узкие полосы древесной и кустарниковой растительности, в том числе аллеи и полезащитные полосы, изображаются на плане также без оконтуривания с расстановкой условных знаков по оси полосы; при этом размещение знаков должно давать представление о непрерывности и извилистости узкого контура, а положение крайних знаков соответствовать началу и концу полосы на местности.

При съемке лесных массивов необходимо определять: породу деревьев, среднюю для данного массива высоту и толщину (на уровне груди) деревьев и среднее расстояние между деревьями. Внутри лесных массивов следует показывать просеки, большие поляны, участки выру­бок, гари и бурелома.

Съемка болот производится с обязательным измерением их глубины и определением степени проходимости. Глубина болот измеряется от твердого грунта. Проходимость болот устанавливается путем опроса местных жителей и непосредственным ее определением на местности (с соблюдением необходимых мер предосторожности).

Рельеф

Съемка рельефа выполняется одновременно со съемкой контуров и предметов местности. Причем для правильного и наиболее полного изображения рельефа зарисовку его горизонталями необходимо делать непосредственно в полевых условиях, сличая рисунок с натурой.

Положение горизонталей на плане устанавливается путем интерполирования между высотами, полученными при съемке в наиболее характерных точках местности. Потребное количество высот, зависящее от сложности рельефа, в каждом конкретном случае выясняется особо. В общем случае при однообразном скате и ясно выраженном рельефе высоты определяются через 20—25 мм в масштабе плана.

Формы рельефа с ненарушенными, задернованными склонами изображаются горизонталями независимо от крутизны. При этом на крутых склонах небольшой протяженности допускается слияние горизонталей. При большой ширине крутого склона и протяженности его более 10 мм на плане допускается проводить между двумя утолщенными горизонталями только часть основных горизонталей. В процессе зарисовки рельефа горизонталями на плане следует сохранять высотные отметки вершин возвышенностей, низших точек дна котловин и долин, характерных мест лощин и оврагов.

Обрывистые, незадернованные склоны и некоторые формы рельефа искусственного происхождения (насыпи, выемки, ямы и др.) снимаются как отдельные контуры и горизонталями не выделяются. Изображение обрывистых, незадернованных склонов следует дополнять высотными отметками через 20—25 мм в масштабе плана.

Крупные камни и скалы, расположенные отдельно и скоплениями, наносятся на план в соответствии с их положением на местности. При изображении отдельно расположенных камней и скал, а также некоторых форм рельефа искусственного происхождения необходимо указывать их относительные высоты (глубины).