1.2 –Установка теодолита в рабочее положение

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(НОВОЧЕРКАССКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ)»

 

 

Посыльный Ю. В.

 

 

ПРАКТИКУМ

ПО ГЕОДЕЗИИ

Учебное пособие

 

Новочеркасск 2010

УДК 528.4

ББК 26.12

П61

 

 

Рецензенты: д-р. техн. наук, проф. Ю. И. Пимшин

Рецензенты: д-р. техн. наук, проф. В. И. Щеглов

Посыльный Ю. В.

П 61 Практикум по геодезии / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. – Новочеркасск: ЮРГТУ, 2010. – 100 с.

 

Геодезический практикум состоит из методических указаний по проведению лабораторных работ, рекомендуемых программой курса «Основы геодезии и топографии» для студентов специальностей 130301 (080100) «Геологическая съемка, поиски и разведка полезных ископаемых», 130302 (080300) «Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания». Даются необходимые сведения по решению различных инженерных задач на топографических планах и картах. Рассматриваются вопросы подготовки геодезических приборов для проведения измерений. Приводятся методические указания по математической обработке данных теодолитной и тахеометрической съемок, а также геометрического нивелирования. Даются методические указания по проведению учебной геодезической практики и положения по охране труда.

 

 

УДК 528.4

© Южно - Российский государственный технический университет (НПИ), 2010

© Посыльный Ю. В., 2010

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

ВВЕДЕНИЕ

5
1.

ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВ, РАССТОЯНИЙ И ПРЕВЫШЕНИЙ

ТЕОДОЛИТОМ-ТАХЕОМЕТРОМ

6
  1.1. Устройство теодолита 6
  1.2. Установка теодолита в рабочее положение 7
  1.3. Снятие показаний с лимбов 9
  1.4. Измерение горизонтального угла полным приемом 9
  1.5. Измерение вертикальных углов 11
  1.6. Измерение дальномерных расстояний 13
  1.7. Измерение превышений путем тригонометрического нивелирования 14
  1.8. Поверки теодолита 16
  1.9 Темы УИРС 18
2.

СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНА УЧАСТКА МЕСТНОСТИ

20
  2.1. Подготовка исходных данных 20
  2.2. Обработка журнала теодолитной съемки 23
  2.3. Вычисление координат точек теодолитного хода 23
  2.4. Обработка журнала тахеометрической съемки 28
  2.5. Построение плана теодолитно-тахеометрической съемки 29
  2.6. Темы заданий по УИРС и НИРС 34
    2.6.1. Погрешность определения площадей с использованием палетки 34
    2.6.2 Погрешность определения площадей с использованием планиметра 34
    2.6.3 Установление зависимости между погрешностью определения площади палеткой и размером окна палетки 35
    2.6.4 Установление зависимости между погрешностью определения площади планиметром и количеством обводов полигона 36
    2.6.5 Установление закономерностей в процессе определения погрешностей площадей 36
3.

ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ

37
  3.1. Изучение устройства нивелира 37
  3.2. Подготовка нивелира к работе 39
  3.3. Измерение превышений и вычисление высот 39
  3.4 Поверки нивелира Н-3 41
4.

СОСТАВЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ ТРАССЫ

43
  4.1. Подготовка исходных данных 43
  4.2. Последовательность графических построений и расчетов 43
  4.3. Проектирование красного профиля 51
  4.4. Темы заданий по УИРС и НИРС 52
    4.4.1. Установление уклона красной линии при условии минимума суммы квадратов рабочих отметок 52
    4.4.2. Проектирование красной линии при условии визуальногоопределения равенства выемочных и насыпных работ 53
    4.4.3. Исследование баланса земляных работ при аналитическом и визуальном способах проектирования красной линии 53
5.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДЕЙ ПЛАНИМЕТРОМ

54
  5.1. Устройство планиметра 54
  5.2. Принцип определения площади планиметром 55
  5.3. Определение цены деления планиметра 56
  5.4. Измерение площади 57
6.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ КАРТЕ

58
  6.1. Измерение по карте расстояний между точками 58
  6.2. Определение прямоугольных координат точек 59
  6.3. Определение географических координат точек 61
  6.4. Нахождение высот точек 62
  6.5. Ориентирование линий 63
  6.6. Определение уклонов и углов наклона линий 65
  6.7. Построение профиля по заданному направлению 66
  6.8. Проектирование линии заданного уклона 67
7

УЧЕБНАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ПРАКТИКА

69
  7.1 Организация практики 69
  7.2 Получение инструментов и правила обращения с ними 70
  7.3 Техника безопасности 70
  7.4 Содержание геодезической практики 72
    7.4.1 Тахеометрическая съемка 72
    7.4.1.1 Подготовительные работы 73
    7.4.1.2 Рекогносцировка местности 73
    7.4.1.3 Создание съемочного обоснования 73
    7.4.1.4. Съемка подробностей и рельефа 76
    7.4.1.5. Камеральная обработка полевых измерений 77
    7.4.2. Инженерно-техническое нивелирование 81
    7.4.3 Решение инженерно-геодезических задач 83
    7.4.3.1 Вынос в натуру горизонтального угла 84
    7.4.3.2 Вынос в натуру горизонтального расстояния 85
  7.5 Содержание отчета по учебной геодезической практике 86
 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

87
 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

88
 

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

94

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

В соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального обучения по направлению подготовки дипломированного специалиста «Прикладная геология» (специальности 080100 «Геологическая съемка, поиски и разведка полезных ископаемых», 080300 «Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания») выпускник должен знать методы составления топографических карт и планов, технологию топографической привязки и используемые геодезические приборы, уметь определять координаты точек горно-геологических объектов и наносить их на карты в международной разграфке.

Лабораторные работы проводятся с целью закрепления и углубления теоретических основ курса «Основы геодезии и топографии», а также приобретения навыков самостоятельной работы студентов.

Для студентов очной формы обучения выполнение лабораторных работ проводится по индивидуальным вариантам, задаваемым преподавателе или по таблице индивидуальных заданий. Номер варианта соответствует порядковому номеру студента в журнале посещения занятий.

Лабораторные работы оформляются на листах формата А4. Графические материалы, выполненные в форматах А2 и А3, складываются по формату А4. Первым листом отчета является титульный лист принятого образца и на этом листе номер страницы не проставляется. Титульный лист имеет название: «Отчет по лабораторным работам по основам геодезии и топографии».

В приложениях А и Б приводятся инструкции по обеспечению безопасности жизнедеятельности (ИОТ–9) и по охране труда (ИОТ–7) студентов при прохождении ими учебной геодезической практики на кафедре «Маркшейдерское дело и геодезия».

 

1 ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВ, РАССТОЯНИЙ И ПРЕВЫШЕНИЙ

ТЕОДОЛИТОМ-ТАХЕОМЕТРОМ

 

1.1 Устройство теодолита

 

Теодолит – это геодезический инструмент, позволяющий выполнять измерение углов в горизонтальной и вертикальной плоскостях, дальномерных расстояний, превышений, а также магнитных азимутов линий на местности.

Составные части теодолита приводятся на рисунке 1.1.

 

Рисунок 1.1 – Теодолит 2Т30: 1– треугольная подставка; 2 – подъемные винты;3 – горизонтальный круг (ГК); 4 и 5 – закрепительный и наводящий винты лимба ГК соответственно; 6 и 7 – закрепительный и наводящий винты алидады ГК соответственно; 8 – вертикальный круг (ВК); 9 и 10 – закрепительный и наводящий винты трубы; 11 – объектив трубы; 12 – визир; 13 – кремальера; 14 – зеркало подсветки; 15 – цилиндрический уровень; 16 – пузырек цилиндрического уровня; 17 – исправительные винты уровня; 18 – колпачок трубы, под которым находятся исправительные винты сетки нитей; 19 – окуляр трубы; 20 – фокусировочное кольцо сетки нитей; 21 – окуляр микроскопа и его фокусировочное кольцо 22

 

Горизонтальный и вертикальный круги разделены через 1°. Горизонтальный круг имеет круговую оцифровку от 0 до 359, а вертикальный круг – секторную от 0 до 75 и от 0 до минус 75. Цена деления шкал микроскопа 5′, погрешность снятия показаний с лимба – 30″. Цена деления уровня при алидаде 45″, при трубе 20″.

Теодолит устанавливается на штативе (рисунок 1.2), состоящем из столика (1), трех выдвижных ножек (3) и станового винта (7). Изменяя длину ножек, визуально добиваются горизонтального положения столика штатива, к которому при помощи станового винта (7) прикрепляется теодолит.

Рисунок 1.2 – Установка штатива над точкой:

1– столик; 2 – болт; 3 – ножки; 4 – винт; 5, 6 – ремни; 7 – становой винт;

8 – крючок для отвеса; 9 – шнур отвеса: 10 – отвес;

11 точка (деревянный колышек)

1.2 –Установка теодолита в рабочее положение

 

На местности забивают в землю три деревянных колышка. Линии, соединяющие эти колышки, образуют угол в пространстве. Теодолитом измеряется горизонтальная проекция пространственного угла, т. е. горизонтальный угол или угол в горизонтальной плоскости. В лабораторных условиях колышки имитируются точками в виде пересечения двух взаимно-перпендикулярных линий, изображенных на бумаге и прикрепленных в соответствующих местах аудитории (пол и стены).

Перед началом работы инструмент устанавливается над вершиной измеряемого угла и приводится в рабочее положение. При этом выполняются следующие действия:

1. Центрирование.

2. Приведение ГК в горизонтальное положение.

3. Установка зрительной трубы и микроскопа для наблюдений.

Центрирование теодолита осуществляется при помощи отвеса 10 (см. рисунок 1.2). Шнур отвеса 9 прикрепляется к крючку 8 (см. рис. 1.2) в становом винте и вначале приближенно при помощи ножек штатива проектируется острие отвеса на точку (11), а затем более точно путем передвижения инструмента по столику штатива при ослабленном становом винте. После центрирования становой винт затягивается.

Приведение горизонтального круга (ГК) в горизонтальное положение выполняется при помощи подъемных винтов и цилиндрического уровня. Открепляют все зажимные винты теодолита 4, 6, 9 (см. рисунок 1.1), цилиндрический уровень 15 располагают параллельно двум подъемным винтам 2 и, вращая их в разные стороны, приводят пузырек уровня 16 в нульпункт (на середину). Поворачивают теодолит на 90 и третьим подъемным винтом 2 приводят пузырек уровня 16 в нульпункт.

Установка зрительной трубы и микроскопа для наблюдений осуществляется при помощи фокусировочных колец сетки нитей трубы 20 и микроскопа 22 (см. рисунок 1.1). Вращая эти кольца, добиваются четкого изображения сетки нитей (рисунок 1.3)и шкал микроскопа (рисунок 1.4).

 

Рисунок 1.3 – Сетка нитей зрительной трубы теодолита Рисунок 1.4 – Поле зрения микроскопа

1.3 Снятие показаний с лимбов

 

В верхней части поля зрения отсчетного микроскопа, обозначенной буквой В (рисунок 1.4), видны штрихи лимба вертикального круга; в нижней части, обозначенной буквой Г, – штрихи лимба горизонтального круга. Отсчет производится по шкалам, цена деления которых соответствует 5 минутам, с округлением до 0,1 деления (т. е. до 30"), индексом для отсчитывания служит штрих лимба. Шкала для вертикального круга имеет два ряда цифр. По нижнему ряду цифр со знаками «–» (–6….–0) берут отсчет в том случае, когда в пределах шкалы находится штрих лимба с тем же знаком, и записывают показание также со знаком «–». На рисунке 1.4 показание горизонтального лимба равно «225°06,5'», вертикального – «– 6°36,5'».

 

 

1.4 Измерение горизонтального угла полным приемом

 

Горизонтальные углы измеряют способом приемов при двух положениях вертикального круга теодолита (слева и справа от наблюдателя). Не допускается измерение горизонтальных углов полуприемами (при одном положении теодолита), так как результаты измерений будут искажены влиянием эксцентриситета алидады горизонтального круга, а при измерении угла между целями, расположенными под разными углами относительно горизонта, будут также искажены влиянием коллимационной погрешности и наклона горизонтальной оси. При измерении полными приемами перечисленные инструментальные погрешности исключаются.

Измерение горизонтальных углов теодолитом способом полного приема состоит из следующих действий (рисунки 1.5 и 1.6).

Действия в первом полуприеме

1. Открепить зажимные (закрепительные) винты горизонтального круга (лимба и алидады) и трубы и проверить, чтобы все наводящие винты находились в среднем положении.

2. Закрепить алидаду, при помощи визира навести трубу на заднюю точку (5), вращая кремальеру, добиться четкого изображения задней точки в поле зрительной трубе, закрепить зажимные винты лимба и трубы, а затем наводящими винтами лимба и трубы совместить перекрестье сетки нитей трубы с задней точкой (основание вешки), взять отсчет а1 по горизонтальному кругу и записать в журнал теодолитной съемки. Например,

а1 = 315° 28¢.

3. Открепить зажимные винты алидады и трубы (зажимной винт лимба не трогать) и навести зрительную трубу на переднюю точку (7), взять отсчет по горизонтальному кругу и записать в журнал теодолитной съемки.

Рисунок 1.5 – Измерение горизонтального угла: в точках 5 и 7 установлены вешки;

в точке 6 находится исполнитель с теодолитом на штативе