9. Тахеометрическая съемка кратко

9.1. Тригонометрическое нивелирование

Тригонометрическое нивелирование – определение превышения между точками с помощью наклонного визирного луча (рис. 73).

В точке А устанавливают теодолит, в точке В – рейку. Рулеткой или рейкой измеряют высоту теодолита. Используя вертикальный круг теодолита, определяют угол наклона визирной оси трубы ν при её наведении на какую-либо точку рейки. Расстояние от этой точки до пятки рейки называется высотой визирования l. Длину линии АВ измеряют лентой или дальномером.

Рис. 73. Тригонометрическое нивелирование.

Из рис. 73 имеем:

h + l = h΄ + V,

h = h΄ + V – l,

т.к.   h΄ = S∙tgν,

то

h = S∙tgν  + V – l.

Если зрительную трубу наводить на рейке на высоту теодолита, то V = l  и превышение вычисляют по формуле

h = S∙tgν .

Если расстояние измерялось лентой, то горизонтальное проложение линии АВ равно S = D∙cosν .

Тригонометрическое нивелирование становится очень производительным, когда расстояния измеряются дальномером.

В случае использования нитяного дальномера S = D∙cos2ν, тогда

 .

Теодолит, снабженный вертикальным кругом и нитяным дальномером называется тахеометром, а совокупность геодезических измерений для определения планового и высотного положения точек, называется тахеометрической съемкой.

 

9.2. Определение превышения тригонометрическим нивелированием с учетом поправки за кривизну Земли и рефракции

В предыдущем разделе при определении разности высот двух точек тригонометрическим нивелированием, предполагалось, что расстояние между этими точками невелико и отвесные линии, проходящие через точки А и В, можно считать параллельными, а визирный луч – прямой линией. На самом деле при расстояниях больше 300 м приходится учитывать поправки за кривизну Земли K и рефракцию r (рис. 74).

Рис. 74. Тригонометрическое нивелирование с учетом поправок за кривизну Земли и рефракции.

S∙tgν  + V + K = h + l + r,

h = S∙tgν  + V – l + K – r,

,

h = S∙tgν  + V – l + f.

Если зрительную трубу наводить на рейке на высоту теодолита, то V = l   и превышение вычисляют по формуле

h = S∙tgν + f.

Поправки за кривизну Земли и рефракцию f = K – r учитываются только при расстояниях АВ более 300 м.

9.3. Тахеометрическая съемка, её назначение и приборы

Тахеометрическая съемка – комбинированная съемка, в процессе которой одновременно определяют плановое и высотное положение точек, что позволяет сразу получать топографический план местности.

Тахеометрия в буквальном переводе означает скороизмерение или быстрое измерение.

Положение точек определяют относительно пунктов съемочного обоснования: плановое – полярным способом, высотное – тригонометрическим нивелированием. Длины полярных расстояний и густота пикетных (реечных) точек (максимальное расстояние между ними) регламентированы в инструкции по топографо-геодезическим работам.

При производстве тахеометрической съемки используют геодезический прибор тахеометр, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов, длин линий и превышений. Теодолит, имеющий вертикальный круг, устройство для измерения расстояний и буссоль для ориентирования лимба, относится к теодолитам – тахеометрам.

Теодолитами – тахеометрами является большинство теодолитов технической точности, например Т30.

Для выполнения тахеометрической съемки используются также тахеометры с номограммным определением превышений и горизонтальных проложений линий. В настоящее время широко применяются электронные тахеометры.

9.4. Производство тахеометрической съемки

Тахеометрическая съемка выполняется с пунктов съемочного обоснования, их называют станциями. Чаще всего в качестве съемочного обоснования используют теодолитно-высотные ходы.

Характерные точки ситуации и рельефа называют реечными точками или пикетами. Реечные точки на местности не закрепляют.

Для определения планового положения точек съемочной сети измеряют горизонтальные углы и длины сторон. Длины измеряют землемерными лентами или стальными рулетками в прямом и обратном направлениях с точностью 1:2000.

Высоты точек определяют тригонометрическим нивелированием. Углы наклона измеряют при двух положениях вертикального круга в прямом и обратном направлениях. Расхождение в превышениях допускается не больше 4 см на каждые 100 метров расстояния.

Работу на станции при тахеометрической съемке выполняют следующим образом.

Устанавливают теодолит в рабочее положение над точкой хода (центрируют и горизонтируют прибор), измеряют высоту прибора V, отмечают её на рейке и записывают в журнал.

При круге право «П» наводят зрительную трубу на рейку, установленную на соседнюю (заднюю или переднюю) точку хода, и берут отсчет по вертикальному кругу. Далее переводят трубу через зенит и ориентируют лимб по стороне хода, т.е. по горизонтальному кругу устанавливают отсчет 0°, закрепляют алидаду и, вращая лимб, направляют зрительную трубу на рейку. Затем берут отсчет по вертикальному кругу при круге лево «Л» и вычисляют место нуля (МО) вертикального круга. Отсчеты и значение МО записывают в журнал.

После указанных действий приступают к съемке подробностей (характерных точек ситуации и рельефа) на станции, все измерения записывают втахеометрический журнал.

На каждой станции одновременно с заполнением журнала составляется абрис – схематический чертеж, на котором зарисованы положения реечных точек с указанием их номеров, проведены контуры местности, указан скелет рельефа и подписаны угодья (рис. 75).

Скелет рельефа изображают в виде линий, соединяющих точки, между которыми на местности ровный скат, т.е. нет перегибов. Стрелками указывают направление ската. Четко выраженные формы рельефа иногда показывают на абрисе условными горизонталями. Контуры ситуации и снимаемые объекты обозначают условными знаками или надписями.

Иногда абрис рисуют до начала съемки и затем уже ведут съемку в соответствии с абрисом.

Рис. 75. Абрис тахеометрической съемки.

На реечные точки устанавливают рейку. При круге лево «Л» и ориентированном лимбе, вращая алидаду, последовательно наводят зрительную трубу на реечные точки, делают отсчеты по дальномерным нитям, горизонтальному и вертикальному кругам и записывают их в журнале. Средний штрих сетки нитей зрительной трубы наводят на высоту прибора, отмеченную на рейке. Если высота прибора на рейке не видна из-за помех, то наводят на любой отсчет на рейке (чаще всего кратный метрам или полуметрам, например: 2, 2.5 м или 3 м). Высоту визирования l записывают в журнал.

После окончания съемки на станции зрительную трубу снова наводят на точку хода, по которой ориентировали теодолит, и берут отсчет по горизонтальному кругу.  Расхождение между 0° и взятым отсчетом допускается не более ± 5'.

Реечные точки должны равномерно покрывать территорию съемки. Расстояния от станции до реечных точек и расстояния между реечными точками не должны превышать допусков, указанных в инструкции по тахеометрической съемке.

Обработка результатов тахеометрической съемки включает в себя следующие работы:

1. Вычисление координат и отметок пунктов тахеометрических ходов;

2. Вычисление отметок реечных точек;

3. Построение плана тахеометрической съемки.

9.5. Электронные тахеометры

Электронный тахеометр объединяет теодолит, светодальномер и микроЭВМ, позволяет выполнять угловые и линейные измерения и осуществлять совместную обработку результатов этих измерений.

Тахеометры, в которых все устройства (угломерные, дальномерные, зрительная труба, клавиатура, процессор) объединены в один механизм, называют интегрированными тахеометрами.

Тахеометры, которые состоят из отдельно сконструированного теодолита (электронного или оптического) и светодальномера, называют модульными тахеометрами.

Для выполнения съёмки электронный тахеометр устанавливают на станции и настраивают его в соответствии с условиями измерений. На пикетах ставят специальные вешки с отражателями, при наведении на которые автоматически определяются расстояние, горизонтальные и вертикальные углы. Если тахеометр имеет безотражательный режим, то можно производить измерения на реечные точки, в которых нет возможности установить вешку с отражателем. МикроЭВМ тахеометра по результатам измерений вычисляет приращения координат и превышение h с учетом всех поправок. Все данные, полученные в ходе измерений, сохраняются в специальном запоминающем устройстве (накопителе информации). Они могут быть переданы с помощью интерфейсного кабеля на ПЭВМ, где с использованием специальной программы выполняется окончательная обработка результатов измерений для построения цифровой модели местности или топографического плана. Совместное использование электронного тахеометра с ПЭВМ позволяет полностью автоматизировать процесс построения модели местности.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили электронные тахеометры зарубежных фирм Sokkia (рис. 90), Topcon, Leica, Trimble. Они имеют встроенное программное обеспечение для производства практически всего спектра геодезических работ: развитие геодезических сетей; съемка и вынос в натуру; решение задач координатной геометрии (прямая и обратная геодезическая задача, расчет площадей, вычисление засечек). Угловая точность у таких приборов может быть от 1" до 5" в зависимости от класса точности.

Рис. 90. Электронный тахеометр Sokkia SET 530RK3

К новейшим электронным тахеометрам относятся роботизированные тахеометры, оснащенные сервоприводом.

Рис. 91. Роботизированный тахеометр Topcon IS-305

Эти приборы могут самостоятельно наводиться на специальный активный отражатель и производить измерения. Роботизированный тахеометр с сервоприводом может дополнительно оснащаться специальной системой управления по радио, и тогда съемку может производить только один человек. Подобная схема съемки увеличивает производительность проведения съемочных работ примерно на 80%.

9.6. Вопросы для самоконтроля

1. В чем сущность тригонометрического нивелирования?

2. Каковы особенности создания теодолитно-высотного хода в качестве обоснования для съемки?

3. Какие приборы используют при тахеометрической съемке?

4. В чём заключается работа на станции при тахеометрической съемке?

5. В чем особенность автоматизированной тахеометрической съемки?

Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.