Построение плана теодолитной съемки кратко

Обновлено: 05.07.2024

Теодолитная съемка является разновидностью топографической и производится посредством прибора, с высокой точностью измеряющего вертикальные и горизонтальные углы – теодолита, а также других вспомогательных инструментов. Результат производимых замеров – контурная карта местности без высотных характеристик данного рельефа. Ввиду таких особенностей наиболее часто теодолитная съемка в геодезии производится на равнинных рельефах, в черте населенной застройки, на железнодорожных и автомагистральных объектах, строительных площадках и т.д. Наиболее широкое применение она получила при создании и уточнении планов землепользования.

Помимо теодолита для данной работы могут быть использованы дальномеры, рулетки, эккеры, буссоли, эклиметры и мерные ленты.

Сущность теодолитной съемки и порядок работы

Работы всегда производятся в три основных этапа.

Подготовка. Большей частью выполняется в полевых условиях и представляет собой предварительную разведку местности.
Составление рабочего обоснования. Измерения и выполнение теодолитной съемки местности (ситуации). Она может производиться одновременно с проложением геодезической сети либо после проведения угловых и линейных измерений. Основные методы:

перпендикуляров,
полярных координат или направлений,
биполярных координат или засечек,
створов или промеров,
обхода.

3.Камеральная обработка полученных данных и результатов измерений. Построение контурного плана по результатам теодолитной съемки согласно составленному абрису.

На подготовительном этапе по результатам собранных данных о местности (ранее сделанных карт, если таковые имеются) составляется проект работы. Впоследствии он может быть изменен в соответствии с информацией, полученной при рекогносцировке местности. Места пунктов съемочной цепи закрепляются с использованием геодезических знаков.

До того, как делать теодолитную съемку, необходимо произвести измерения при помощи теодолитных ходов – разомкнутых или сомкнутых многоугольников, в которых измеряются длины сторон и углы меж ними.

Съемка осуществляется с вершин углов описанными выше способами (конкретный метод выбирается в зависимости от условий местности).

Результаты заносятся в предварительный чертеж – абрис, на основании которого составляется план местности. Таков порядок проведения теодолитной съемки, выполняемой специалистами компании ГЛАВГЕОПРОЕКТ.

Графические работы состоят в построении плана теодолитной съемки на основе координат вершин теодолитного хода и абрисов съемки ситуации. Составление плана выполняется в следующей последовательности: 1) построение координатной сетки; 2) накладка теодолитного хода на план; 3) нанесение ситуации; 4) оформление плана.

Построение координатной сетки. Для планов масштабов 1: 10000 и крупнее стороны квадратов координатной сетки принимают равными 10 см. Построение сетки может быть выполнено при помощи циркуля-измерителя (или штангенциркуля) и масштабной линейки, линейки Дробышева, а также координатографом.

Построение координатной сетки начинается с расчета необходимого числа квадратов по осям х и у. Пусть требуется составить план в масштабе 1:2000, при котором длина стороны квадрата сетки (10см) соответствует 200 м горизонтального проложения местности. Исходя из значений координат хода, определяют величины

;

где x_max, y_max — максимальные значения координат точек, округленные в большую сторону до величин, кратных длине квадрата сетки в данном масштабе;

x_min, y_min — минимальные значения координат, округленные в меньшую сторону до величин, кратных длине квадрата сетки в данном масштабе.

; ;

; ; ;

; .

Вычерчивание координатной сетки с небольшим числом квадратов выполняется при помощи циркуля и масштабной линейки (рисунок 41, а). На листе бумаги проводят диагонали АВ и CD. Из точки пересечения диагоналей (точки О) делают циркулем засечки одинакового размера. Полученные точки а, в, с и d соединяют прямыми линиями. Стороны прямоугольника aвсd делят пополам и через точки деления проводят прямые 1 — 2 и 3—4, которые должны пройти через точку О пересечения диагоналей. Если число квадратов четное, то от точек 1, 2, 3 и 4 откладывают отрезки по 10 см. При нечетном числе квадратов (как в рассматриваемом примере) от этих точек вначале в обе стороны откладывают отрезки по 5 см, а затем — по 10 см. Соединив линиями соответствующие точки на противоположных сторонах прямоугольника, получают сетку квадратов циркулем-измерителем проверяют правильность построения координатной сетки путем измерения диагоналей ее квадратов; длины диагоналей должны быть равны 14,14 см или отличаться от этой величины не более чем на 0,2 мм.

Координатные сетки 50X50 см удобно строить при помощи линейки Ф. В. Дробытева ЛД-1 (рисунок 41, б). ЛД-1 представляет собой металлическую линейку со скошенными ребрами дли прочерчивания линий. По длине линейки через 10 см друг от друга расположены шесть прямоугольных вырезов (окон). Скошенный край первого выреза сделан по прямой, а края остальных вырезов и скошенный торец имеют форму дуг окружностей радиусов 10, 20, 30, 40, 40 и 70,711 см, центр которых находится в точке пересечения штриха со скошенным ребром крайнего окна О. Построение прямого угла линейкой Дробышева основано на построении прямоугольного треугольника с катетами по 50 см и гипотенузой 70,711 см; порядок построения показан на рисунке 41, в.

В положении I отмечают по вырезам шесть черточек. В положении II совмещают штрих, нанесенный на середине скошенного края первого выреза, с концом линии, полученной в положении I, и по вырезам отмечают пять дуг. В положении III совмещают середину скошенного края первого выреза с одной из точек первой черточки, полученной в положении I, и концом линейки засекают последнюю дугу, полученную в положении II; таким образом, получают первый прямоугольный треугольник. Построив второй прямоугольный треугольник, как показано на рисунке 41, в (положения IV и V), соединив точки, расположенные на противоположных сторонах построенного таким образом прямоугольника, получают сетку квадратов (положение VI).

Рисунок 41 - Схема построения координат

При правильном построении сетки 5X5 квадратов вершины малых квадратов должны лёжать на диагоналях большого квадрата или на линиях, параллельных им. Расхождения между диагоналями малых квадратов не должны превышать 0,2 мм. При несоблюдении указанных условий сетку квадратов строят заново.

При больших объемах работ для построения координатных сеток используют координатографы. Координатографы бывают полевые, с помощью которых строят координатные сетки в полевых условиях, и стационарные, устанавливаемые в цехах геодезических и картографических предприятий. При помощи координатографов одновременно с построением координатной сетки можно по координатам наносить точки на план с точностью до 0,05 мм.

Координатную сетку подписывают в соответствии с координатами точек теодолитного хода (рисунок 41, г). Для этого берут минимальное и максимальное значения х и у, которые использовались для нахождения числа квадратов сетки по осям х и у. У нижней горизонтальной линии сетки слева от крайней вертикальной линии подписывают минимальное значение абсцисс (х= 6000 м), а у верхней крайней линии — максимальное значение (х = 6600 м). Промежуточные горизонтальные линии сетки имеют абсциссы, кратные длине стороны квадрата сетки. Аналогично подписывают вертикальные линии (ординаты) сетки, При оцифровке сетки следует помнить, что значения абсцисс возрастают снизу вверх, а ординат — слева направо.

Нанесение на план точек теодолитного хода и ситуации. Оформление плана. Нанесение на план точек теодолитного хода производится по их вычисленным координатам. Правильность нанесения на план двух соседних точек проверяют по длинам сторон хода. Расхождение не должно превышать 0,2 мм на плане, т. е. графической точности масштаба. Кроме того, правильность нанесения теодолитного хода на план можно проконтролировать, измерив транспортиром горизонтальные углы и дирекционные углы сторон и сравнив их с соответствующими значениями, приведенными в ведомости.

Нанесение на план ситуации производится от сторон и вершин теодолитного хода согласно абрисам съемки. При этом местные предметы и характерные точки контуров наносятся на план в соответствии с результатами и способами съемки. Сначала на план наносят контуры, снятые способом створов, затем — способами перпендикуляров, полярных и биполярных координат и способом обхода. При накладке ситуации на план расстояния откладываются при помощи циркуля-измерителя и масштабной линейки, а углы — транспортиром. При нанесении точек, снятых способом перпендикуляров, перпендикуляры к сторонам хода восставляют прямоугольным треугольником.

Для накладки на план точек, снятых способом створов, от соответствующих вершин теодолитного хода с помощью циркуля-измерителя откладывают в масштабе плана расстояния до точек, указанные в абрисе.

Для нанесения точек, снятых полярным способом, центр транспортира совмещают с вершиной хода, принятой за полюс, а нуль транспортира — с направлением стороны хода. По дуге транспортира откладывают углы, измеренные теодолитом при визировании на точки местности, и прочерчивают направления, для которых откладывают расстояния до точек, указанные в абрисе.

При нанесении точек способом угловых засечек транспортиром в вершинах опорных сторон откладывают углы и прочерчивают направления, пересечения которых определяют положения искомых точек. Нанесение точек способом линейных засечек выполняется при помощи циркуля-измерителя и сводится к построению треугольника по трем сторонам, длины которых измерены на местности.

По мере накладки точек на план по ним в соответствии с абрисами вычерчивают предметы местности и контуры и заполняют их установленными условными знаками. Затем выполняют зарамочное оформление и вычерчивают план тушью с соблюдением правил топографического черчения. На рисунке 42 представлен ситуационный план участка местности, составленный на основе абриса теодолитной съемки.

Одна из главных задач геодезии состоит в отображении земной поверхности на горизонтальной плоскости. Большие территории обычно изображают на карте, а на планы наносят небольшие участки в крупном масштабе. Рассмотрим далее порядок его построения и особенности.

Назначение плана теодолитного хода и этапы его составления

Поскольку на небольших территориях искажения измеренных углов и длин будут не столь значительными, их пренебрежение не приведет к значительной потере точности.

Как уже было сказано выше, первостепенная задача этого чертежа – отображение земной поверхности и объектов, которые на ней расположены. Обычно создаются в масштабах 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 и 1:10 000.

Принято также различать следующие виды планов:

Топографические. Все объекты на местности, включая здания, сооружения, а также растительность и элементы гидрографии должны быть отображены.
Ситуационные. Нанесение только наиболее важных и крупных дискретных объектов, расположенных на земной поверхности.
Специализированные. Отображение местоположения в пространстве только конкретных элементов. В основном создается для проектирования и последующего строительства сложных инженерных сооружений. Может выполняться в особо крупном масштабе 1:200 и 1:100.

Для составления всех этих графических материалов в основном проводится теодолитная съемка. Сам процесс изготовления плана проводится в такой последовательности:

– создание координатной сетки;

– нанесение точек хода на чертеж;

– отображение ситуации местности.

Подготовка чертежа: построение сетки координат

Перед тем, как нанести на план все его составляющие необходимо должным образом подготовить его. На плотном листе бумаги чертится координатная сетка со сторонами квадратов равными 10 сантиметрам. В работе используют различные инструменты, вроде штангенциркуля, координатографа, линейки Дробышева или обычной масштабной.

Чтобы определить, какое количество квадратов нужно построить для X и Y, используют выражение:

Переменные \(X_\) и \(Y_\) – максимальное значение координат с округлением их в большую сторону до кратных длине сетки, а \(X_\) ,\(Y_\) – в меньшую сторону.

\(d \)– длина стороны квадрата на местности (в метрах). Для масштаба 1:1000 это будет 100 метров, а 1:2000 – 200 метров и т.д.

Рисунок 1. Числовая ось сетки координат

Максимальные и минимальные значения координат также принято изображать в конце сетки.

Нанесение точек теодолитного хода

Когда сетка координат построена, по ней отсчитывают значения для каждой точки и наносят на чертеж с учетом заданного масштаба. Желательно использовать для этих целей хорошо заостренный твердый карандаш. Данные берутся из ведомости координат.

Рисунок 2. Схема теодолитного хода на плане

Лучше для начала определить положение одной или двух точек и проверить правильность их нанесения. Это можно сделать по направлению дирекционного угла, которое должно соответствовать направлению линии на чертеже.

Также необходимо проверить, сходятся ли расстояние между ними с горизонтальным проложением. Допустимая разница не должна превышать 0,2 мм. В случае выявления расхождений необходимо проверить качество координатной сетки и правильность откладывания отрезков.

Поскольку построение осуществляется в прямоугольной системе, направление оси абсцисс (Х) будет направлено на север, а ординат (Y) – на восток.

Нанесение ситуации и оформление

Для дальнейших работ применяются абрисы, которые были составлены во время полевой съемки. Чтобы как можно точнее отобразить на плане ситуацию нужно использовать транспортир, прямоугольный треугольник и миллиметровую линейку хорошего качества.

Абрис содержит в себе детальную информацию о местоположении характерных точек жестких контуров местности относительно вершин хода. Выполняется в произвольном масштабе непосредственно во время полевых измерений. Всего различают такие способы съемки ситуации:

Перпендикуляров. Местоположение точек определяют длинами перпендикуляров и расстояниями до заданного пункта.
Полярных координат. Сторона хода берется за начало координатной оси, а вершина за полюс. Положение точек контуров определяют посредство измерения угла между заданным направлением и расстоянием до них.
Биполярных координат (линейная засечка). Измеряются углы между двумя сторонами хода и направлением на заданную точку. Их пересечение и позволит получить ее на чертеже.
Створов (промеров). Если ситуация находится на пересечении хода или его сторон проводят линейные промеры. Активно используют для съемки застроенных участков.
Обходный способ. Создается дополнительный ход с привязкой к основному.

Рисунок 3. Абрис сторон теодолитного хода

При последовательном нанесении контурных точек из абриса на план они будут накладываться друг на друга, формируя местность. Очень важно регулярно проверять их точность, чтобы избежать ошибок.

Когда все объекты нанесены карандашом, их вычерчивают тушью, соблюдая правила оформления чертежей. Потом выполняют зарамочное оформление с обязательным указанием названия плана, его масштаба и другой информации.

Рисунок 4. Готовый чертеж плана теодолитного хода

Чтобы графически обозначить различные объекты и особенности местности на чертеже используют специальную систему обозначений – условные знаки. После выполнение всех вышеперечисленных процедур процедуру составления плана теодолитного хода можно считать законченной.

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.

Теодолитная съемка выполняется на основе съемочного обоснования, создаваемого в виде теодолитных ходов.

Практическая работа №26. Построение плана теодолитной съемки.

Теодолитная съемка выполняется на основе съемочного обоснования, создаваемого в виде теодолитных ходов.

Теодолитный ход – это система ломаных линий, для которых измерены расстояния между точками и горизонтальные углы между сторонами. Бывают замкнутые и разомкнутые ходы, свободные и несвободные.

Свободный ход – ход, в котором имеются только необходимые исходные данные, а несвободный ход имеет избыточные данные.

Порядок работ при теодолитной съемке:

1. Рекогносцировка – осмотр местности с выбором и закреплением будущих точек съемочного обоснования.

2. Привязка пунктов съемочного обоснования к пунктам ГГC. Для этого на местности выполняют измерения примычных углов и расстояний.

3. Измерение горизонтальных углов и длин сторон теодолитного хода. Горизонтальные углы измеряются способом приемов, расстояние при помощи стальной мерной ленты или рулетки в прямом и обратном направлениях, с относительной погрешностью не более 1:2000. Для определения горизонтального проложения также измеряют углы наклона местности теодолитом.

4. Съемка контуров местности (ситуации). Заключается в привязке этих контуров к пунктам съемочного обоснования.

Съемка контуров местности выполняется следующими способами:

1. Способ перпендикуляров (способ прямоугольных координат)

2. Способ полярных координат

3. Способ угловых засечек

4. Способ линейных засечек

5. Способ створов – применяется в тех случаях когда смешанный контур пересекает сторону теодолитного хода или ее продолжение.

По результатам съемки составляют абрис.

Абрис – это схематичный чертеж на котором изображены стороны теодолитного хода, снимаемые контуры и результаты угловых и линейных промеров (β и l)

Абрис может быть составлен для всего хода или отдельно для каждой стороны.

Камеральная обработка результатов измерения теодолитного хода

1. Вычисление координат точек теодолитного хода.

Перед началом вычисления проверяют все журналы (значения вычисленных горизонтальных и вертикальных углов, горизонтальных проложений). Уравнивают горизонтальные углы, для этого вычисляют сумму измеренных горизонтальных углов:

Вычисляют теоретическую сумму углов

Σβ_т=180º(n–2) – для замкнутого хода

Σβ_т=α_нач– α_кон±180º∙n – для разомкнутого хода

n – число измеренных углов

Вычисляют угловую невязку: f_β= Σβ_ф– Σβ_т сравнивая ее с допустимой: f_{β доп}=1.5t

где t–точность отсчетного приспособления теодолита.

Невязка f_βпо абсолютной величине не должна превышать допустимого значения f_{β доп}, в противном случае углы измеряют заново. Если условие вычисляют поправку в каждый угол и записывают в ведомость над значениями измеренных углов: δ_β=– f_β/n.

Контролем правильности распределения невязки служит равенство: Σδ_β=– f_β

Исправленные углы вычисляют по формуле: β_{i испр}= β_{i изм}+ δ_{β i}

Для контроля подсчитывают сумму исправленных углов, которая должна быть равна теоретической сумме углов: Σβ_испр= Σβ_т

Примычный угол β_примне исправляют.

2. Вычисление дирекционных углов и румбов.

По исходному дирекционному углу α_пт–I и исправленным значениям углов определяют дирекционные углы сторон теодолитного хода:

α_n=α_n–1±180º–β_n – для правых углов

α_n=α_n–1±180º+β_n – для левых углов

Контролем правильности вычислений дирекционных углов является совпадение значения дирекционного угла начальной стороны α_I–II:

α_I–II= α_пт–1±180º–β_пр=α_V–I±180º–β₁

Вычисляют румбы

r=α–180º

3. Вычисление приращений координат

По значениям дирекционных углов и горизонтальными проложениям сторон теодолитного хода вычисляют приращения координат с точностью до 0.01м:

∆х=d·cos r

∆у=d·sin r

Знаки приращения координат определяют в зависимости от названия румба.

4. Вычисление линейных невязок по осям координат

Находят суммы вычисленных приращений

И теоретические суммы приращений

Линейные невязки по осям координат

Вычисление абсолютной и относительной невязок теодолитного хода

f_абс =

Определяют относительную линейную невязку f_отнтеодолитного хода: f_отн=

где Р – периметр хода.

Допустимое значение относительной невязки не должно превышать погрешности линейных измерений . Если это условие нарушено, то длины линий перемеряют, а если выполняется, то вычисляют поправки в вычисления координат:

Поправки округляют до 0.01 мм и выписывают их со своими знаками над соответствующими приращениям ∆х и ∆у.

Сумма поправок должна равняться невязке с обратным знаком:

Вычисляют исправленные приращения координат и записывают результаты в ведомость:

∆х_испр= ∆х_{выч +} δ_Δх

∆у_испр= ∆у_{выч +} δ_Δу

Для контроля определяют суммы исправленных приращений координат, которые должны быть равны теоретическим суммам приращений:

5. Вычисление координат точек теодолитного хода

Контролем вычислений служит получение координат известных точек х₁ и у₁:

Вычисленные значения координат вершин теодолитного хода записывают в ведомость.

6. Построение плана теодолитной съемки.

Построение координатной сетки: на листе бумаги проводят две пересекающиеся линии и от точки их пересечения откладывают произвольные равные отрезки при помощи циркуля. Получают точки АВСД, где ОА=ОВ=ОС=ОД. Соединив эти точки получают правильный прямоугольник. Вспомогательные линии стирают, на сторонах прямоугольника откладывают по 10 см и строят квадраты – сетку. Правильность построения сетки квадратов проверяют по равенству длин сторон и длин диагоналей – циркулем–измерителем.

Точки пересечения всех координатных линий по диагонали должны лежать на одной прямой.

Оцифровка координатной сети.

Производиться в соответствии с масштабом чертежа таким образом, чтобы значение координатных линий были кратны 10 см в заданном масштабе и все точки съемочного обоснования поместились на чертеже и расположились по возможности в средней его части.

Нанесение точек съемочного обоснования.

Контролем правильности будет служить равенство дирекционных углов сторон на плане и в ведомости и равенства длин сторон на плане и ведомости.

Нанесение ситуации на план.

Ситуация наносить по абрису и изображается условными знаками, при этом вспомогательные линии на план не переносят.

Оформление надписи на плане.

Вдоль северной рамки подписывают название чертежа, вдоль южной – масштаб, внизу справа – год съемки и исполнитель.

Читайте также: