Исследования нивелира и реек

Введение

Практика является необходимым элементом обучения. В течение неё приобретаются и усовершенствуются навыки использования приборов, приобретается и расширяется практический опыт работы, связанной с вычислениями и обработкой данных, укрепляются и систематизируются знания, полученные в течение учебного года. Учебная практика была пройдена нами на территории учебного полигона ЗАУ СЗ. Практика является испытанным и эффективным средством воспитания хороших специалистов.

Целью данной практики является приобретение навыков работы на местности с приборами, их использования и обработка полученной информации. Ее задачами являлись:

. Проложение замкнутого теодолитного хода с целью получения прямоугольных координат точек.

. Нивелирование и определение отметок точек теодолитного хода.

При прохождении практики мы измеряли горизонтальные и вертикальные углы с использованием теодолита, расстояния с помощью рулетки и нитяного дальномера, превышения с помощью нивелира. Данная работа выполнена в условной системе координат и высот. Линии теодолитного хода были ориентированы по магнитному азимуту.

В результате мы составили каталог координат и высот точек местности.

Исследования нивелира и реек

Перед выполнением поверок нивелира необходимо привести его ось вращения в вертикальное положение с помощью подъёмных винтов и установочного круглого уровня.

Нивелирная рейка имеет чёрную шкалу на одной стороне и красную шкалу на другой стороне. Деления оформлены в виде дециметров, разделённых на 10 частей; каждый дециметр подписан двузначным числом, например, 03,17, 29 - на чёрной стороне и 48, 57, 74 - на красной стороне. Начало каждого дециметра фиксируется тонким горизонтальным штрихом, от которого строится пятисантиметровая фигура в форме буквы Е; затем следуют ещё 5 делений: три белых и два закрашенных. В трубе с перевёрнутым изображением деления рейки возрастают сверху вниз.

Отсчёт по нивелирной рейке берётся в миллиметрах и всегда выражается четырёхзначным числом: первые две цифры - номер дециметра, 3-я цифра - число полных сантиметровых делений от начала дециметра до средней нити, 4-я цифра -десятые доли следующего сантиметрового деления.

. Поверка главного условия нивелира с уровнем при трубе. Ось цилиндрического уровня и визирная ось трубы должны лежать в параллельных вертикальных плоскостях и быть параллельны.

Поверка первой части главного условия включает следующие операции:

·установить ось вращения нивелира в отвесное положение;

·вращая нивелир по азимуту, установить трубу перпендикулярно линии, соединяющей два подъёмных винта (по направлению третьего подъёмного винта);

·элевационным винтом привести пузырёк уровня в нульпункт;

·вращая два подъёмных винта на 2 - 3 оборота в противоположных направлениях, наклонить нивелир сначала в одну сторону, затем в другую; если пузырёк уровня остаётся на месте или отклоняется оба раза в одну и ту же сторону, то условие выполнено; если пузырёк отклоняется в разные стороны, то условие нарушено.

Вторая часть поверки выполняется двойным нивелированием вперёд и включает следующие операции:

·на местности забивают два колышка на расстоянии 40 - 50 метров;

·устанавливают нивелир над первым колышком так, чтобы окуляр трубы находился с колышком на одной отвесной линии; измеряют высоту i центра окуляра над колышком в миллиметрах; на второй колышек вертикально устанавливают рейку;

·наводят трубу на рейку, с помощью элевационного винта устанавливают пузырёк уровня в нульпункт и берут отсчёт по рейке по центральной нити b_i

·меняют местами нивелир и рейку и повторяют измерения - получают i₂ и b₂;

·вычисляют величину х по формуле х = 1/2*(i₁ + i₂) - 1/2*(b₁ + b₂) и затем угол непараллельности оси уровня и визирной оси трубы по формуле

где ρ"=206265"; по Инструкции [4] угол i не должен превышать 20", что на расстоянии 50 м соответствует допуску х в 4 мм.

Пример:

 

i1=1440; b1=1172;2 =1380; b2=1643;1+i2 =2820; b1+b2=2815; S = 40 м; х=+2,5мм; i=12".

 

Поверки теодолита

 

Поверки выполняют для того, чтобы убедиться в выполнении условий взаимного расположения геометрических осей теодолита и в случае нарушения этих условий исправить положение той или иной оси. Перед выполнением поверок нужно изучить расположение зажимных и наводящих винтов и научиться пользоваться ими по назначению. Прежде всего нужно установить теодолит на штативе в защищенном от прямых солнечных лучей месте и выполнить горизонтирование теодолита, то есть привести ось вращения алидады в вертикальное положение; для этого нужно выполнить следующие операции:

·вращая алидаду, установить уровень при алидаде горизонтального круга параллельно линии, соединяющей два подъёмных винта, и, вращая эти два винта в противоположные стороны, привести пузырёк уровня в нульпункт;

·повернуть алидаду на 90°, то есть, установить уровень по направлению третьего подъёмного винта; вращая этот винт, привести пузырёк уровня в нульпункт.

При наведении зрительной трубы на визирную цель (например, на вешку) следует, вращая алидаду и трубу, навести на вешку белый крест в окуляре визира и, придерживая одной рукой алидаду, осторожно завернуть её зажимной винт. Затем, придерживая одной рукой зрительную трубу, другой рукой завернуть зажимной винт трубы. После этого, глядя в окуляр трубы, нужно отфокусировать изображение вешки и, вращая наводящие винты алидады горизонтального и вертикального кругов, установить изображение вешки в центре сетки нитей. Для ослабления ошибки из-за наклона вешки крест сетки нитей нужно наводить на самую нижнюю видимую часть вешки.

Большое значение при измерении углов имеет умение правильно отсчитывать по лимбам теодолитов с помощью штрихового (ТЗО) и шкалового (2Т30, Т15 и Т5) микроскопов. Такое умение основывается на знании устройства отсчётных приспособлений теодолитов и внимательном и аккуратном отношении к процессу отсчитывания. Если на шкале вертикального круга отсчёт градусов идёт со знаком"минус", то для отсчёта по шкале используется отрицательная оцифровка.

. Поверка уровня. Ось уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси вращения алидады. Эта поверка включает следующие операции:

·вращая алидаду, установить уровень параллельно линии, соединяющей два подъёмных винта; вращая эти винты в противоположные стороны, привести пузырёк в нульпункт; Затем вывести пузырёк уровня по третьему винту;

·повернуть алидаду точно на 180°; сосчитать количество делений п, на которые пузырёк уровня отклонился от нульпункта;

·вращая эти же два подъёмных винта, сместить пузырёк уровня в сторону нульпункта на n/2 делений;

·вращая исправительные винты уровня, привести пузырёк в нульпункт.

Если после поворота алидады на 180° пузырёк уровня уходит за пределы шкалы, то отклонение пузырька следует измерять в оборотах подъёмных винтов и исправлять уровень методом последовательных приближений; кроме того, в этом случае можно применить способ Г.Ф. Лысова. Порядок поверки уровня по способу Г.Ф. Лысова:

·вращая один (любой) подъёмный винт, наклонить теодолит на 1° - 2° (около двух полных оборотов винта);

·осторожно вращая алидаду, найти такое её положение, когда пузырёк уровня будет точно в нульпункте (пользоваться наводящим винтом алидады!); взять отсчёт N1 по горизонтальному кругу;

·осторожно вращая алидаду, найти второе её положение, когда пузырёк уровня будет точно в нульпункте (пользоваться наводящим винтом алидады!); взять отсчёт N2 по горизонтальному кругу;

·вычислить установочный отсчёт N = l/2*(N1 + N2) + 90° и установить его на горизонтальном круге;

·исправительными винтами уровня привести пузырёк уровня в нульпункт.

После исправления уровня нужно заново привести ось вращения алидады в вертикальное положение (выполнить горизонтирование теодолита).

. Поверка коллимационной ошибки. Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы.

 

Полевые измерения

 

Подготовка к измерениям:

·установить теодолит на штативе на пункте, являющемся вершиной угла;

·выполнить центрирование и горизонтирование теодолита;

·установить вешки в вертикальное положение на пункты, фиксирующие первую и вторую стороны угла; вешка ставится в створе стороны угла рядом с колышком, в который вбит гвоздь (рис.3).

Рисунок 3 - Схема установки вешек в створе сторон измеряемого угла

 

Центрирование и горизонтирование теодолита можно выполнить с помощью нитяного отвеса. Поставить штатив с отвесом над центром пункта так, чтобы верхняя площадка головки штатива была горизонтальной, а отвес в спокойном состоянии отклонялся от центра пункта не более 5 мм. Затем установить на штатив теодолит и закрепить становой винт; в случае необходимости подвигать теодолит по площадке, чтобы отвес не отклонялся от центра пункта более 5 мм. Выполнить горизонтирование теодолита с помощью подъёмных винтов и уровня при алидаде горизонтального круга.

Измерение угла способом отдельного угла (способом приёмов):

·при КЛ (круге лево) навести трубу на заднюю точку п.2 (рис.3), взять отсчёт по горизонтальному кругу Л2;

·вращая алидаду, навести трубу на переднюю точку п.4, взять отсчёт по горизонтальному кругу Л4;

Теодолитным ходом называют систему закрепленных в натуре точек, например, 1, 4, 5, координаты которых определены из измерения углов и расстояний D.

Теодолитный ход начинают создавать с осмотра местности - рекогносцировки, цель которой - определить наиболее благоприятные места для закрепления вершин теодолитного хода и створов для промеров углов и линий между ними. Как правило, теодолитные ходы прокладывают между точками государственной геодезической сети. Связь теодолитных ходов с пунктами более высокого класса называют привязкой.

Если теодолитные ходы не привязаны к государственным геодезическим сетям, 20% точек закрепляют железобетонными знаками. Эти знаки, в свою очередь, привязывают к предметам местности: зарисовывают глазомерно план и измеряют расстояния не менее чем до трех постоянных предметов местности - углов капитальных зданий, колодцев, деревьев.

Длины сторон между точками теодолитных ходов колеблются в пределах 20...350 м, а длины ходов зависят от многих факторов. Из них главные: масштабы топографической съемки и застроенность территории, по которой прокладывают ход. Например, уменьшение масштаба съемки с 1:500 до 1:1000 позволяет увеличить длину хода с 0,8 до 1,2 км.Если производят съемку в масштабе 1:2000, то на застроенной территории длина хода допускается до 2 км, а на незастроенной - до 3 км.

После того как выбраны и закреплены вершины сторон теодолитного хода, производят измерения сторон и горизонтальных углов.

Измерение горизонтальных углов между точками теодолитного хода (либо левые, либо правые по ходу продвижения) выполняют теодолитами.

В зависимости от применяемых теодолитов правильность измерений контролируют по разности углов между полуприемами КП и КЛ.

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

Для передачи координат на точки теодолитных ходов производят привязку их к геодезическим пунктам более высокого класса. Привязка состоит в том, что определяют положение хотя бы одной точки хода относительно точек более высокого класса: измеряют между ними расстояние и примычный угол. Плановую привязку называют передачей координат и дирекционных углов с пунктов привязки на точки ходов.

Первичную обработку результатов линейных и угловых измерений (полевой контроль и оценку их пригодности для последующих вычислений), выполняют непосредственно в полевых журналах. Исходные данные для обработки: горизонтальные углы, длины сторон, дирекционный угол примычной стороны и координаты точек государственной геодезической сети, к которым привязывают теодолитный ход.