Сущность тахеометрической съемки кратко

Обновлено: 05.07.2024

При тахеометрической съемке одновременно определяют плановое и высотное положение точек местности, что позволяет сразу получить топографический план.

Плановое положение характерных точек местности определяют полярным способом, высоты – тригонометрическим нивелированием. При этом расстояния измеряют нитяным дальномером, а горизонтальные и вертикальные углы – теодолитом.

Важным достоинством тахеометрической съемки является то, что максимальное увеличение производительности труда в поле позволяет существенную долю объема работ по созданию топографических планов и цифровых моделей местности перенести в камеральные условия, где есть возможность широкого привлечения для этой цели средств автоматизации и вычислительной техники. В связи с этим особенно эффективным становится использование для тахеометрических съемок электронных тахеометров, позволяющих фиксировать результаты измерений на магнитные носители.

Основным недостатком тахеометрической съемки является то, что при камеральной подготовке топографического плана практически исключается возможность сличения его с местностью. Поэтому при современной съёмке электронным тахеометром создают абрис в виде комплекта цифровых снимков.

Тахеометрическая съемка является наиболее распространенным методом наземной топографической съемки. Быстрота тахеометрической съемки достигается благодаря тому, что все измерения, необходимые для определения положения снимаемой точки местности как в плане, так и по высоте, выполняются комплексно, одним измерительным инструментом - тахеометром при одном наведении трубы. План местности при этом методе составляется камеральным путем.

Тахеометрическая съемка имеет существенное преимущество перед всеми другими видами наземных съемок в тех случаях, когда полевую часть работы требуется выполнить в кратчайший срок или когда нет благоприятной погоды для выполнения съемки другими методами. Она применяется для создания планов небольших участков как основной вид съемки или в сочетании с другими видами, а также при съемках вдоль трасс, проектируемых и существующих линейных сооружений, застроенной территории и там, где применение другого вида съемки экономически нецелесообразно и технически невозможно. Этот метод съемки может применяться для вертикальной съемки рельефа с одновременной подсъёмкой ситуации на площадях, покрытых горизонтальной съемкой.

Недостатком тахеометрической съемки является то, что составление плана камеральным путем исключает возможность сличения его с местностью, вследствие чего возможны пропуски отдельных деталей и искажения в изображении рельефа.

Плановое положение снимаемых точек местности при тахеометрической съемке определяется путем измерения, полярных координат, т. е. измеряется горизонтальный угол между направлениями на точку съемочного обоснования и снимаемую точку до снимаемой точки местности.

Расстояния, как ранее отмечалось, при тахеометрической съемке определяются дальномером.

Если съемка ведется тахеометром с нитяным дальномером, то расстояние вычисляется по формуле

h = Kn + C, (16)

где К - коэффициент дальномера;

п - число делений на рейке , между дальномерными нитями;

С - постоянная дальномера, равнаяiполуторному значению длины трубы при фокусировке ее на удаленный предмет.

Фактическое значение коэффициента и постоянного слагаемого дальномера для каждого инструмента находится из специально поставленных измерений.

В большинстве случаев тахеометрическая съемка ведется наклонным лучом, вследствие чего формулы усложняются.

Горизонтальное проложение расстояний вычисляется по формуле

d = L – Lsin 2 a. (17)

При тахеометрической съемке с помощью инструментов полуавтоматов и автоматов поправка за наклон линий вводится автоматически, что позволяет непосредственно по рейке измерять горизонтальное проложение.

Высотное положение снимаемых точек определяется в зависимости от типа применяемого инструмента и условий местности тригонометрическим нивелированием, нивелированием горизонтальным лучом тахеометров.

Превышение при тригонометрическом нивелировании определяется по формуле

h = d·tga + i – v + f, (18)

где d - горизонтальное проложение линий;

i - высота инструмента;

v - высота визирной цели;

f - поправка за кривизну Земли и рефракцию.

Поправка за кривизну Земли и рефракцию вводится в измеренные линии, когда длина их превышает 270 м (см. 3.2). Иногда в практике визируют на отсчет по рейке, равной высоте инструмента, в этом случае вычисление превышений значительно упрощается, и формула (11) принимает вид

h = d·tga. (19)

При измерении расстояний нитяным дальномером превышения определяются по формуле

где a угол наклона;

L - длина наклонной линии.

Вычисления горизонтального лроложения и превышения по формулам (17) и (20) выполняются при помощи специальных

таблиц, из которых ископаемые величины выбираются по углу наклона и дальномерному расстоянию.

В состав работ тахеометрической съемки входит:

- создание съемочного обоснования для тахеометрической съемки;

- съемка ситуации и рельефа;

- составление плана тахеометрической съемки.

В следующих параграфах освещаются эти виды работ.

Расстояния, как ранее отмечалось, при тахеометрической съемке определяются дальномером.

Если съемка ведется тахеометром с нитяным дальномером, то расстояние вычисляется по формуле

h = Kn + C, (16)

где К - коэффициент дальномера;

п - число делений на рейке , между дальномерными нитями;

С - постоянная дальномера, равнаяiполуторному значению длины трубы при фокусировке ее на удаленный предмет.

Горизонтальное проложение расстояний вычисляется по формуле

d = L – Lsin 2 a. (17)

Превышение при тригонометрическом нивелировании определяется по формуле

h = d·tga + i – v + f, (18)

где d - горизонтальное проложение линий;

i - высота инструмента;

v - высота визирной цели;

f - поправка за кривизну Земли и рефракцию.

h = d·tga. (19)

При измерении расстояний нитяным дальномером превышения определяются по формуле

где a угол наклона;

L - длина наклонной линии.

Вычисления горизонтального лроложения и превышения по формулам (17) и (20) выполняются при помощи специальных

таблиц, из которых ископаемые величины выбираются по углу наклона и дальномерному расстоянию.

В названии "тахеометрическая" подчеркивается высокая производительность труда при этом виде съемки: "tachys" означает быстрый.

Съемку выполняют либо теодолитом, либо тахеометром-автоматом; в комплект приборов для съемки еще входит рейка.

Съемочное обоснование для тахеометрической съемки создают, прокладывая теодолитные ходы, ходы технического нивелирования, высотные или тахеометрические ходы.

Тахеометрический ход - это комбинация теодолитного и высотного ходов в одном. На каждом пункте хода измеряют горизонтальный угол, углы наклона на заднюю и переднюю точки и дальномерное расстояние прямо и обратно. Превышение между пунктами вычисляют по формуле тригонометрического нивелирования.

Уравнивание тахеометрического хода выполняют отдельно для координат (как в теодолитном ходе) и превышений (как в высотном ходе). Допустимые невязки вычисляют по следующим формулам:

(7.8)

(7.9)

(7.10)

Здесь n - число измеренных углов хода, ∑S - длина хода в метрах.

Тахеометрическая съемка выполняется с пунктом съемочного обоснования в полярной системе координат. Теодолит центрируют над пунктом А, горизонтируют, приводят трубу в рабочее положение и ориентируют на соседний пункт В съемочного обоснования, т.е. устанавливают на лимбе отсчет 0 o 0' при наведении трубы на этот пункт. Другими словами, полюсом полярной местной системы координат является пункт А, а направление полярной оси совмещается с направлением АВ.

Трубу теодолита наводят на рейку, установленную в какой-либо точке местности и измеряют три величины, определяющие положение снимаемой точки в плане и по высоте: горизонтальный полярный угол, угол наклона и дальномерное расстояние. Затем вычисляют превышение и горизонтальное проложение.

Точка установки рейки называется пикетом; различают высотные и плановые пикеты.

Высотные пикеты располагают во всех характерных точках и линиях рельефа: на вершинах гор и холмов, на дне котловин и впадин, по линиям водослива лощин и водораздела хребтов, у подошв гор и хребтов, у бровок котловин и лощин, в точках седловин, на линиях перегиба скатов и т.п. Расстояние между высотными пикетами не должно превышать: 40 мм на плане при масштабе съемки 1:500, 30 мм - при масштабе 1:1000, 20 мм - при масштабе 1:2000, чтобы при рисовке рельефа было удобно выполнять интерполирование горизонталей. Главное условие выбора высотных пикетов - чтобы местность не имела между соседними пикетами перегибов ската.

Чем больше высотных пикетов, тем легче рисовать рельефа на плане, но не надо забывать, что объем выполненной работы определяется не числом пикетов, а заснятой площадью в гектарах или в квадратных километрах. Поэтому пикетов надо набирать столько, сколько требуется для правильной рисовки рельефа.

Плановые пикеты располагают на контурах и объектах местности; иногда плановые пикеты называют реечными точками. При замене криволинейных контуров ломаными линиями ошибка спрямления не должна превышать 0.5 мм в масштабе плана.

Требуемая точность измерения горизонтальных углов и расстояний при тахеометрической съемке такая же, как и при горизонтальной съемке:

Расчитаем допустимую ошибку измерения угла наклона. Для этого возьмем формулу тригонометрического нивелирования:

и продифференцируем ее по измеряемым элементам:

m 2 _h = (S/cos 2 ν) 2 * m ν 2 / ρ 2 + tg 2 ν.m 2 _s. (7.12)

Примем h=1 м, ν= 11.4 o , tgν = 0.2, cosν = 1.0 и получим m_h = 0.33 м.

m_ν 2 /ρ 2 * S 2 /cos 4 ν = m 2 _h - tg 2 ν * m 2 _s,

Поскольку требования к точности измерений при тахеометрической съемке невысокие, то измерения при съемке пикетов выполняют по упрощенной методике:

горизонтальные углы измеряют при одном положении круга;

расстояния, измеряемые по нитяному дальномеру, округляют до целых метров при съемке в масштабах 1:2 000 или 1:5 000;

углы наклона измеряют при одном положении круга, установив место нуля близким или равным нулю; при этом отсчет по вертикальному кругу будет равен углу наклона, если съемку выполнять при основном положении круга.

Все результаты измерений записывают в журнал тахеометрической съемки; затем там же вычисляют углы наклона, горизонтальные проложения, превышения пикетов относительно точки стояния теодолита и отметки пикетов. Одновременно с ведением журнала составляют схематический чертеж местности - абрис (кроки), на котором показывают все заснятые с этой станции пикеты, контуры, ситуацию, формы рельефа, направления скатов. Иногда абрис рисуют до начала съемки, намечая на нем плановые и высотные пикеты, и затем уже ведут съемку в соответствии с абрисом.

Рационализация и автоматизация тахеометрической съемки. При тахеометрической съемке много времени тратится на вычисление превышений и горизонтальных проложений. За один рабочий день обычно набирают 400 - 500 пикетов, а специалисты высокой квалификации - до 1000 пикетов; на обработку такого объема приходится тратить несколько часов, при этом неизбежны разного рода ошибки, для исключения которых превышения и горизонтальные проложения выбирают из таблиц во вторую руку. Существенную пользу может дать применение программируемого микрокалькулятора.

В инструкции по съемкам написано: "Тахеометрическая съемка производится, как правило, тахеометром-автоматом, и, как исключение, - теодолитом- тахеометром". Тахеометр-автомат отличается от теодолита-тахеометра тем, что превышение и горизонтальное проложение вычисляют в уме по дальномерным отсчетам, используя простые формулы:

где C и K - постоянные коэффициенты (обычно C = 100 и K = 10 или K = 20),
l_S и l_h - дальномерные отсчеты по рейке.

Для сравнения напишем формулы для вычисления превышения и горизонтального проложения для обычного нитяного дальномера:

S = (C * l + c) * Cos 2 ν, (7.15)

h' = 0.5 * (C * l + c) Sin 2 ν. (7.16)

Чем отличаются формулы тахеометра-автомата от этих формул ? Во-первых, в них нет малой постоянной "c" нитяного дальномера; это достигается применением в трубе дополнительной линзы, которая смещает вершину диастимометрического угла на ось вращения прибора. Зрительная труба, у которой c=0, называется аналлатической. Во-вторых, нет функций угла наклона ν. В-третьих, для горизонтального проложения имеется своя постоянная C и свой дальномерный отсчет l_S, а для превышения - своя постоянная K и свой дальномерный отсчет l_h.

Теория тахеометра-автомата заключается в выводе формул:

Нарисуем упрощенную схему измерения горизонтального проложения S и превышения h (рис.7.9). На рисунке: точка J - вершина диастимометрического угла φ, l - отсчет по рейке, соответствующий углу φ; ν - угол наклона визирной линии, наведенной на нуль рейки, i - высота прибора,V - высота нуля рейки.

В тахеометре-автомате расстояние между дальномерными нитями сетки должно автоматически изменяться с изменением угла наклона трубы, причем дальномерная нить горизонтальных проложений и дальномерная нить превышений не совпадают. Конструктивно это делается так: в поле зрения трубы передается та часть номограммы, которая соответствует данному углу наклона трубы.

Построение номограммы тахеометра - автомата. Сначала проводят дугу окружности радиусом R с центром в точке F (рис.7.10); пусть для конкретности R =55 мм. Эта дуга является основной кривой, точка "нуль" которой наводится на нуль или на Рис.7.10. отсчет V рейки. Затем рассчитывают расстояния p_S и p_h для разных углов наклона при заданных значениях C=100, K=10 (K=20) и f_об = 251 мм; например:

ν = 0 o p_S = 2.51 мм ,

ν = 30 o p_S = 2.27 мм и т.д.

Откладывают от радиуса FO углы, для которых вычислены расстояния p_S и p_h; на стороне каждого угла откладывают эти расстояния от основной кривой и полученные точки соединяют плавными линиями - получаются линии номограммы. Для горизонтальных проложений строят две линии: C = 100 и C = 200, для превышений строят три линии: K = 10, K = 20 и K = 100 для положительных и отрицательных углов наклона.

Номограмму строят либо на призме, либо на боковой поверхности либма вертикального круга; в поле зрения трубы изображение номограммы передается с помощью оптических деталей.

Из-за ошибок построения номограммы значения коэффициентов C и K могут отличаться от проектных. Фактические значения коэффициентов определяют, измеряя многократно известное расстояние S₀ и известное превышение h₀:

Относительная ошибка измерения расстояния номограммным тахеометром - 1/500, ошибка измерения превышений - 1 см на 100 м при K = 10 и 2 см при K = 20.

Тахеометр-автомат часто применяют вместе со столиком Карти. В этом случае абрис составляют в процессе съемки на лавсановой пленке. Журнал съемки при этом не ведется, так как пикеты наносят на абрис в масштабе плана и сразу подписывают их отметки. При использовании столика Карти исключаются белые пятна - незаснятые участки местности в пределах станции.

В настоящее время для тахеометрической съемки применяются также электронные тахеометры, представляющие собой комбинацию точного теодолита и точного светодальномера. Результаты измерений можно кодировать на перфоленту или дискету; обработка таких измерений производится на ЭВМ.

Глазомерная съемка

Глазомерная съемка местности – наиболее простой вид съемки местности. Все измерения выполняются с помощью простейших приспособлений, заменяющих топографические инструменты. Данный вид съемки используется в тех случаях, когда необходимо в короткий срок получить хотя и схематичный но наглядный и достаточно подробный план участка местности. В целях картографирования территорий данный способ в настоящее время не применяется.

Необходимое учебное оборудование: планшет, компас, мерная лента, чертежные принадлежности.

Существуют два основных вида глазомерной съемки: полярная и маршрутная. Полярная глазомерная съемка применяется на небольших открытых участках, где хорошо просматриваются все объекты. Маршрутная глазомерная съемка применяется при составлении плана участка, вытянутого в длину.

Порядок проведения полярной глазомерной съемки.

Подготовка планшета к съемке. Планшет устанавливается на полюсе съемки, производится ориентация планшета по сторонам горизонта.

Определение масштаба съемки. Устанавливаются размеры участка и размеры бумаги, на которой будет вычерчен план местности. Определяется масштаб (для удобства последующих вычислений масштаб необходимо округлить в сторону уменьшения).

Определение направлений. С помощью визирной линейки прочерчиваются направления на все объекты, которые впоследствии должны быть отражены на плане.

Измерение расстояний. Измеряются расстояния (дальномером, рулеткой, полевым циркулем, шагами и т. п.) до всех объектов, которые впоследствии должны быть отражены на плане. Полученные расстояния переводятся в масштаб и отмечаются на линиях направлений.

Оформление результатов. Линии, обозначающие полюс и направления стираются. Вычерчивается прямоугольная рамка. Все объекты изображаются в условных знаках.

Порядок зарисовки маршрута во время остановок при выполнении маршрутной глазомерной съемки:

Ориентация планшета по сторонам горизонта.

Обозначение места остановки.

Определение направлений на характерные точки местности.

Во время движения от одной остановки к другой необходимо определять расстояния между остановками. Расстояния до объектов, отражаемых на плане, определяются при визировании направлений с разных остановок.

Тахеометрическая съемка – один из методов, применяемых в геодезических работах. Делают ее теодолитом и тахеометром. Специалист наводит прибор на рейку, при этом рассчитываются расстояние и углы. Одно из преимуществ этого способа топосъемки – скорость ее исполнения.

Особенность метода

Задача съемки – установить точки, позволяющие определить рельеф местности. Для каждой из них определяют направление и угол наклона. На основе этих данных подготавливают план местности.

Для проведения съемки геодезист использует пункты геодезической сети. Чтобы во время работы можно было обеспечить тахеометрические ходы, ПОС уплотняют съемочными точками. Все точки, которые используют во время работ, можно разделить на несколько видов:

Точки тахеометрических ходов. Их выносят на карту до начала работ.
Съемочные станции. Обозначают на местности небольшими колышками.
Пикеты. Это точки, которые снимают во время съемки.

От того, насколько правильно будут выбраны пикеты, во многом зависит результат измерений и точность подготовленных топопланов. Рельеф местности всегда имеет характерные особенности, линии, точки. На них обязательно должны располагаться пикеты. Между двумя соседними точками не должно быть перегибов. Правильное определение пикетов позволяет:

Точно отобразить все особенности рельефа местности.
Зафиксировать существенные контуры (гидрологические объекты, дороги, овраги и т.д.)

Чем сложнее рельеф, тем больше должно быть пикетов.

В зависимости от того, для чего делают тахеометрическую съемку, она может быть площадной или маршрутной. Первый вид применяют, когда нужно сделать топосъемку определенного земельного участка. Второй вид – при строительстве линейных объектов.

Тахеометрическую съемку обычно выбирают, когда все работы должны быть выполнены в сжатые сроки. Так как тахеометры одновременно измеряют расстояния и углы, работа проходит быстрее, чем при использовании других методов. Современное роботизированное оборудование позволяет еще больше сократить время, необходимое для выполнения измерений.

Но есть у этого метода и существенный недостаток. Обработка результатов и подготовка плана местности проходит во время камерального этапа. Так как при нанесении объектов на план геодезист руководствуется только абрисами, есть риск пропустить некоторые из них. Увидеть ошибку можно только во время сравнения подготовленного плана с реальной ситуацией на местности.

Как избежать неточностей

Геодезист может допустить инструментальную ошибку. Например, во время перестановки прибора или его наведении на следующую точку. Но бывают ошибки и по естественным причинам. Так как для топосъемки критически важна точность, необходимо соблюдать меры предосторожности:

Завод-изготовитель тахеометров устанавливает константы. Прежде чем выполнять замеры на местности, их нужно проверить. Делают это в полевых условиях, и если выявляют погрешность, вносят коррективы.
Ошибки при перестановке или наведении прибора возникают чаще всего в тех случаях, когда у специалиста не хватает квалификации. Чтобы избежать таких проблем, работы должен делать опытный геодезист. В нашей компании вы можете заказать выполнение топографической съемки, и мы гарантируем точность ее выполнения.
К естественным причинам, способным привести к погрешностям изменений, можно отнести погодные условия. Чаще всего это связано с тем, что свет преломляется при прохождении через слои воздуха, отличающиеся по плотности. Чтобы снизить риски ошибки, не рекомендуется проводить изменения в сильный ветер, во время тумана или осадков, в середине дня.

Этапы

Топографическая съемка тахеометром начинается с подготовительного этапа. В это время специалисты изучают имеющиеся материалы. Это могут быть:

Результаты ранее выполненных топосъемок.
Картографические материалы.
Расположение ПОС и т.д.

Дальше следует полевой этап. На нем геодезисты ГЕОМЕР ГРУПП делают замеры на местности тахеометром или теодолитом. Все результаты записывают в специальный журнал. На их основе затем будут сделаны расчеты.

Завершающими являются камеральные работы:

Проверка полевых журналов. Специалист проверяет данные, занесенные в журнал.
Обработка результатов. Ее делают с помощью перерасчета результатов полевых измерений. Все выявленные погрешности исправляют.
Вычисление расположения съемочных станций и высотных отметок. После этого к отметкам прибавляют высоту реечных точек. Таким образом рассчитывают отметку пикетов. . План составляют в нужном масштабе, который определяют в зависимости от цели проведения съемки. Пункты съемки и тахеометрические ходы наносят на план. Все расстояния обязательно проверяют, контролируют точность. Точки пикетов на план наносят полярным способом. Рядом с каждым пикетом специалист указывает номер и отметку. После того, как точки будут отмечены на плане, на него наносят объекты местности. Последний шаг – обозначение высот с помощью горизонталей.

Чем делают тахеометрическую съемку

Для тахеометрической съемки используют современные электронные тахеометры. В отличие от традиционных теодолитов, с их помощью можно измерять расстояния и углы. Результаты замеров сохраняются во внутренней памяти прибора. Так как современные тахеометры работают под управлением процессора, все данные для обработки можно выгрузить из памяти в компьютер.

Преимуществами электронных приборов перед традиционными можно считать:

Высокая скорость выполнения работ.
Высокая точность выполненных измерений. Достигается за счет того, что снижается влияние человеческого фактора.
Результаты выгружают в компьютер и обрабатывают программными методами. Эти данные используют для подготовки планов, карт.

Тахеометры отличаются по своей конструкции. По этому критерию их делят на несколько видов:

Интегрированные. Этот вид оборудования включает в себя угломер, дальномер, зрительную трубу, процессор, клавиатуру. По сути, все устройства, необходимые для выполнения съемки, объединены в единый прибор.
Модульные. В конструкцию этих приборов входят теодолит и светодальномер.

Высокую точность линейных измерений дают тахеометры, в которых дальномер совмещен с системой фокусировки зрительной трубы.

Последние модели электронных тахеометров оснащают сервоприводом. Это разновидность роботизированных приборов. К их преимуществам можно отнести:

Возможность самонаведения на отражатель.
Радиоуправление прибором. Благодаря этому оператор может находиться на измеряемой точке, а прибор сам делает необходимые измерения.

Роботизированное оборудование эффективно при съемке движущихся объектов. В этом случае оператор находится на движущейся точке. Он подает с помощью радиоуправления команду. Прибор наводится на отражатель, делает измерения и сохраняет их в памяти. Хорошо подходят подобные системы в строительной геодезии. Например, с их помощью можно контролировать деформацию строительных конструкций.

Читайте также: