Проложение теодолитных ходов кратко

Обновлено: 07.07.2024

В большинстве случаев плановое съемочное обоснование создается в виде отдельных теодолитных ходов или сети теодолитных ходов; на открытой местности съемочное обоснование может создаваться в виде сети микротриангуляции или различного рода угловых засечек. Теодолитный ход – геодезическое построение на местности в виде ломаной линии, в которой измерены горизонтальные углы между смежными сторонами и длины всех сторон.

Теодолитные ходы могут быть разомкнутыми или замкнутыми. Разомкнутый ход – ход, проложенный между двумя различными пунктами геодезической сети более высокого класса (рис. 7.9). Говорят также, что теодолитный ход - это ход, проложенный между двумя твердыми пунктами. При этом под твердым пунктом понимают пункт геодезической сети более высокого класса. Замкнутые ходы, т. е. ходы, в которых начальный и конечный пункты совпадают (рис. 7.10), допускаются только в виде исключения, когда достаточно близко отсутствуют другие пункты геодезической сети. Причина указанного ограничения в том, что некоторые ошибки в замкнутом ходе не могут быть обнаружены в процессе его камеральной обработки. Примером такой ошибки может служить грубая ошибка при выписке координат исходного пункта из каталога координат пунктов геодезической сети. В таком случае в результате обработки все точки теодолитного хода получат смещение на величину ошибки, и это смещение нельзя обнаружить аналитическим путем. Висячие теодолитные ходы, то есть разомкнутые теодолитные ходы, опирающиеся только на один исходный (твердый) пункт, - не допускаются. При этом исходным геодезическим пунктом называют геодезический пункт, относительно которого определяются соответствующие характеристики положения (координаты или высота) других геодезических пунктов. В качестве исходных пунктов, как правило, служат пункты геодезической сети более высокого класса. Исходной стороной геодезической сети называют сторону геодезической сети с известным направлением и длиной, относительно которой определяются аналогичные характеристики других сторон. При проложении теодолитных ходов исходными пунктами служат пункты триангуляции или полигонометрии, а исходными сторонами – соответствующие стороны триангуляции или полигонометрии. При составлении схем теодолитных ходов исходные пункты, являющиеся пунктами триангуляции, обычно показывают треугольниками, исходные пункты полигонометрии изображают квадратами, а точки теодолитных ходов – кружками (рис. 7.9 – 710). Исходные стороны, примыкающие к теодолитному ходу, показываются двойными линиями.

Рис. 7.9. Разомкнутый ход Рис. 7.10. Замкнутый ход

Положение вершин теодолитного хода выбирают так, чтобы было удобно измерять его стороны и углы, и чтобы в дальнейшем было удобно выполнять съемку ситуации. Вершины теодолитного хода на земной поверхности закрепляются кольями, металлическими штырями со сторожками или деревянными столбами.

В отдельных случаях (когда пункты геодезической сети располагаются на значительном удалении от участка съемки) прокладываются специальные привязочные ходы. При съемке больших территорий приходится создавать более или менее сложные системы теодолитных ходов (рис. 7.11 – 7.12).

Рис. 7.11. Системы ходов с узловыми точками

Длины сторон теодолитного хода должны находиться в диапазоне от 20 до 400 м. Рекомендуется избегать чрезмерно коротких сторон теодолитного хода, так как при этом погрешности измерения горизонтальных углов могут достигать значительных величин. Измерение сторон выполняется дважды: в прямом и обратном направлениях. Относительные ошибки измерения сторон при благоприятных условиях не должны превышать 1:3000; при средних условиях - 1:2000, и при неблагоприятных условиях - 1:1500. Длина хода при съемке в масштабе 1:5000 не должна превышать 4 км, в масштабе 1:2000 – 2 км, и в масштабе 1:1000 – 1 км.

Рис. 7. 12. Сложная система теодолитных ходов

На начальной и конечной точках разомкнутого теодолитного хода измеряются примычные углы. Примычный угол – горизонтальный угол, измеряемый на начальной (конечной) точке хода между исходной стороной (стороной с известным дирекционным углом) и первой (последней) стороной теодолитного хода. На начальной точке замкнутого теодолитного хода должны измеряться два примычных угла (рис. 7.13 справа).

Рис. 7. 13. Примычные углы

Измерение горизонтальных углов осуществляется одним полным приемом, т. е. при двух положениях вертикального круга. Расхождение значений горизонтального угла между полуприемами не должно превышать удвоенной точности прибора. Измерение вертикальных углов осуществляется с точностью 1¢. В дальнейшем вертикальные углы используются для вычисления горизонтальных проложений сторон теодолитного хода.

Измеряемые углы могут быть левыми или правыми (по ходу движения). Если измеряются левые углы, то на станции вычисление углов выполняется по формуле

а если измеряются правые углы, то по формуле

где a и b – отсчеты по горизонтальному кругу соответственно на заднюю и переднюю точки теодолитного хода (рис. 7.14).

Рис. 7.14. Измеряемые углы

Можно сформулировать такое правило: при измерении правых углов из отсчета по горизонтальному кругу на заднюю точку хода вычитается отсчет на переднюю точку; при измерении левых углов из отсчета на переднюю точку вычитается отсчет на заднюю точку.

При проложении теодолитных ходов полевые работы включают:

1) подготовительные работы - рекогносцировку участка, обозначение и закрепление вершин теодолитного хода временными или постоянными знаками,

2) угловые и линейные измерения в теодолитном ходе,

3) привязка теодолитного хода к пунктам опорной геодезической сети (если ход не опирается на пункты геодезической сети).

Камеральная обработка теодолитного хода подразделяется на:

1) предварительную обработку хода;

2) его уравнивание.

Предварительная обработка теодолитного хода состоит из:

- составления схемы теодолитных ходов;

- проверки всех полевых вычислений;

- ввода поправок за компарирование мерного прибора и температуру и вычисления горизонтальных проложений сторон по формуле

где D – наклонное расстояние, d – горизонтальное проложение, n - угол наклона.

Уравнивание теодолитного хода заключается в вычислении невязок, их распределении, вычислении исправленных значений и вычислении координат точек теодолитного хода.

Абрис

Абрис представляет собой схематический (глазомерный) чертеж участка местности, на котором отображаются точки съемочного обоснования, снимаемые объекты, съемочные пикеты с указанием их номеров, а иногда – измеренные в процессе съемки величины (углы и расстояния) и их значения. Абрис используется в качестве вспомогательного материала при вычерчивании топографического плана. Примеры фрагментов абрисов можно видеть на рис. 7.16 -7.20. Иногда абрис называют также кроки.

Теодолитный ход – это геодезическое построение в виде ломаной линии, вершины которой закрепляются на местности, и на них измеряются горизонтальные углы βi между сторонами хода и длины сторон Si. Закрепленные на местности точки называют точками теодолитного хода.

Построение теодолитного хода состоит из двух этапов. Это:
1. Построение ломаной линии на местности и осуществление полевых работ;
2. Математическое уравнивание хода и выполнение камеральной обработки полученных результатов.
Оба этапа выполняются строго по установленному регламенту с соблюдением норм и правил. Точность построения и обработки результатов обеспечивает правильность работы и последующую безопасность строительства или осуществления любой другой деятельности на местности.

Основные виды теодолитного хода.

Теодолитный ход – это разомкнутая или замкнутая ломаная линия. В зависимости от формы построения, различают несколько видов ходов:

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

Разомкнутый теодолитный ход, опирающийся на один исходный пункт и один дирекционный угол - такой ход еще называют висячим. Висячий ход используют редко, потому что для его вычисления потребуется специальная формула. Суть его такова, что он имеет только начало в определенной точке координат. Конец нужно вычислять.

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

Диагональный (прокладывают внутри других ходов). Если необходимо заснять ровный участок, вроде строительной площадки, лучшим выбором будет полигон. На объектах вытянутого типа, вроде автодорог, принято использовать разомкнутый ход, а висячий – для съемки закрытой местности, вроде глухих улиц

Порядок выполнения работ

Как и другие геодезические мероприятия, эта процедура проводится с предварительной подготовкой для получения точных метрических данных. Немаловажную роль играет также их математическая обработка. Сами работы выполняются по принципу от общего к частному и состоят из следующих этапов:
1. Рекогносцировка местности. Оценка снимаемой территории, изучение ее особенностей. На этом этапе определяется местоположение снимаемых точек.
2. Полевая съемка. Работы непосредственно уже на местности. Выполнение линейных и угловых измерений, составление абрисов, предварительные расчеты и внесение изменений при необходимости.
3. Камеральная обработка. Завершающий этап работ, который заключается в вычислении координат замкнутого теодолитного хода и последующего составления плана и технического отсчета.

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

Обработка данных

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

Уравнивание

При начале расчетов определяют теоретическую сумму углов , а потом увязывают их, распределяя между ними угловую невязку.

n- количество точек полигона

∑βизм – значение измеренных угловых величин;

Для получения fβ, необходимо рассчитать разность между βизм, в которой присутствуют погрешности, и ∑βтеор.

В уравнивании fβ выступает как показатель точности проведенных измерительных работ, а ее значение не должно быть выше предельной величины, определяемой из следующей формулы:

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

Определение дирекционных углов

При известном значении дирекционного угла (α) одной стороны и горизонтального (β) можно определить значение следующей стороны:

βпр – значение правого по ходу угла, из чего следует:

Для левого (βлев) эти знаки будут противоположными:

Поскольку значение дирекционного угла не может быть больше, чем 360∘, то из него, соответственно, отнимают 360∘. В случае с отрицательным углом, необходимо к предыдущему α добавить 180∘ и отнять значение βиспр.

Вычисление румбов

У румбов и дирекционных углов существует взаимосвязь, а определяют их по четвертям, которые носят название четырех сторон света. Как видно из табл.1. расчёты проводят согласно установленной схеме.

Таблица 1. Расчеты румба в зависимости от пределов дирекционного угла.

Приращения координат

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

d-горизонтальное проложение;
α-горизонтальный угол.

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

Линейная невязка и невязка приращения значений координат

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

Переменные fx и fy – проекции линейной невязки fp на координатной оси, которую можно рассчитать по формуле:

При этом fp, не должно быть боле, чем 1/2000 от доли периметра полигона, а распределения fx и fy проводится следующим образом:

В этих формулах δXi и δYi – поправки приращения координат.
і- номера точек;

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

Вычисление координат

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

Значения Xпос Yпос – координаты последующих пунктов, Xпр и Yпр – предыдущих.
ΔXисп и ΔYисп – исправленные приращения между этими двумя значениями.
Если координаты первой и последней точки совпадают, то обработку можно считать завершённой.
На основе полученных координат и составленных во время полевых измерений абрисов в дальнейшем составляется план теодолитного хода.

Теодолитный ход – это одна из самых важных частей работы в геодезии. Часто это понятие переплетается с деятельностью инженеров и включается в различные работы.

Многие геодезисты годами обучаются тому, чтобы правильно и с первого раза прокладывать верную схему данных ходов. Также часто употребляют этот термин, как ломаное построение.

Определение и назначение теодолитных ходов

Теодолитный ход – это определенная линия, которая выполнена в ломаной последовательности. Нередко его используют для того, чтобы вычислить координаты определенной местности.

Более опытные геодезисты знают огромное количество таких систем. Нужны они также для того, чтобы точно отобразить нужную местность, определить углы на карте крупного масштаба или на специальных планах участка.

Само теодолитное построение отображается на плане или карте системой точек, которые закреплены на полотне. Благодаря им измеряется необходимый угол.

Основные виды теодолитных ходов

Опытные эксперты выделают несколько типовых схем ломаного построения:

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

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

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

Схема теодолитного хода

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

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

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

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

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

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

Обработка результатов измерений

Мало знать точки, может произойти невязка. Для качественного выполнения полевой работы необходимо знать углы, с помощью которых строится то или иное пространство.

Для начала составляют проект, от которого будут отталкиваться на местности, часто это делается онлайн. Вычисление координат геодезических обоснований – важный шаг в работе.

Чтобы качественно обработать полученные результаты измерений, необходимо:

Составить таблицу с полученными углами.

Выписать точки начала и конца.

С помощью различных формул вычисляется сумма углов, а также длина. Расчет оформляется на отдельном полотне.

Далее необходимо вычислить теоретическую сумму для того, чтобы составить верное построение. Для каждого построения свои формулы.

Составление плана

Качественное построение системы предполагает собой точную ведомость всех необходимых данных. Недостаточно знать примерный чертеж или точки. Различаются виды планов, для которых присутствует своя система.

Теодолитная съемка нужна для того, чтобы составить план. Необходима такая последовательность действий:

создание сетки координат;

нанесение координат с предельной точностью;

отображение местной ситуации;

оформление по критериям.

Заключение

Построение системы и точное знание каждого угла поможет с высокой точностью наметить необходимые построение. Геодезисты больше всего времени тратят на то, чтобы составить точный план.

Ошибки в расчетах могут привести к трате времени или потере проекта. Выполнение всех пунктов последовательности приведёт к отличной и законченной работе.

Теодолитные ходы. Теодолитным ходом называют ход полигонометрии, выполненный методами, достаточными для обеспечения точности, требуемой в съемочных сетях.

Рис. 6.5. Схемы теодолитных ходов: а – разомкнутого; б – замкнутого; в– висячего.

По форме теодолитный ход может быть разомкнутым - опирающимся на два исходных пункта и два исходных направления (рис. 6.5 а); замкнутым - опирающимся на один исходный пункт и одно направление (рис. 6.5 б); висячим - разомкнутым ходом, опирающимся на один исходный пункт и одно направление (рис. 6.5 в). Теодолитные ходы могут образовать систему теодолитных ходов с узловыми точками в местах их соединения (см. рис. 6.2 б).

Проект съемочной сети составляют на топографической карте или плане. Но часто положение ходов выбирают непосредственно на местности в процессе рекогносцировки. При этом учитывают ограничения на длину хода между исходными пунктами, приведенные в табл. 6.2. Длины ходов, опирающихся на узловые точки, уменьшают на 30%.

Места для точек хода выбирают так, чтобы обеспечить взаимную видимость между ними, благоприятные условия для съемки окружающей местности, удобства установки геодезических приборов и сохранность точек.

Точки ходов закрепляют деревянными кольями, костылями, металлическими трубами и т.п. Часть точек закрепляют знаками долговременной сохранности - столбами, бетонными монолитами.

Углы поворота теодолитного хода измеряют электронным тахеометром или теодолитом. При этом следят, чтобы на всех точках хода измерялись только правые, или только левые по ходу углы.

Для измерения угла в его вершине устанавливают прибор, а в соседних точках – визирные цели. Угол измеряют одним приемом.

Длины сторон измеряют электронным тахеометром или светодальномером, а при их отсутствии – землемерной лентой.

Результаты измерения углов и расстояний записывают в журналы установленной формы. При выполнении измерений тахеометром запись результатов измерений выполняется автоматически - в памяти прибора, откуда в последующем они вводятся для обработки в компьютер.

Обработка разомкнутого теодолитного хода. Исходными данными

в разомкнутом ходе (рис. 6.5 а) являются координаты начального и конечного пунктов 1 и 4 (, , , ) и дирекционные углы начального A-1 и конечного 4-B направлений ( и ).

При обработке вручную записи ведут в ведомость установленной формы (табл. 6.3). В графу 1 вписывают названия или номера точек. Вписывают исходные данные: в соответствующие строки графы 3 - начальный и конечный дирекционные углы, а в графы 7 и 8 – координаты начального и конечного пунктов (исходные данные в таблице выделены жирным шрифтом). Вписывают результаты измерений: измеренные углы – в графу 2, горизонтальные проложения сторон хода – в графу 4.

Уравнивание углов. Подсчитывают сумму измеренных углов . Теоретически эта сумма должна быть равна:

для правых углов - ;

для левых углов - ,

где n - число измеренных углов. В табл. 6.3 углы - правые.

Отличие фактической суммы углов от теоретической представляет угловую невязку хода:

Читайте также: