Курсовая работа (т): Предполевая подготовка топографических инструментов: сущность, виды их поверок

Предполевая подготовка топографических инструментов: сущность, виды их поверок

Предполевая подготовка топографических инструментов: сущность, виды их поверок

Введение

Прежде чем приступить к какой-либо работе, хороший специалист подготовит всё, что в этом участвует: инструменты, приборы и прочие принадлежности. Это является важным пунктом подготовки, так как приборы делают большее, чем человек. Возьмем к примеру, обычный математический калькулятор, если же он неисправный или вообще нерабочий, наши вычисления будут неверны. Неисправленный прибор-это уже, так скажем, «нехорошая» работа. Так вот, чтобы такого не произошло, специалист совершает поверку всех приборов, которые понадобятся ему при выполнении работы.

Как вы поняли, объектом моей курсовой работы стали приборы, а именно геодезические приборы, участвующие в полевой съемке: нивелир, теодолит, тахеометр, экер, мензула.

Целью курсовой работы является ознакомление с приборами и видами их поверок.

Исходя из курсовой работы, можно выделить следующие задачи, поставленные в курсовой работе:

) Рассмотреть предполевую подготовку нивелира;

) Выявить этапы мензульной съемки;

) Изучить виды тахеометра и его поверку;

) Исследовать устройство теодолита и его поверки;

) Описать поверку экера.

1. Предполевая подготовка нивелира

.1 Устройство нивелира

Нивелир - геодезический прибор со зрительной трубой, визирная ось которого служит для воспроизведения горизонтальной линии. Нивелиры снабжены уровнями или компенсаторами - устройствами для достижения горизонтальности оптической оси. Таким образом, оптические нивелиры бывают двух типов: нивелиры с уровнем и нивелиры авторедукционные с самоустанавливающейся линией визирования (с компенсатором). Кроме того, электронные технологии позволили создать современный многофункциональный цифровой (электронный) нивелир, совмещающий функции высокоточного оптического нивелира, электронного запоминающего устройства и встроенного программного обеспечения для обработки выполненных измерений. Оптические нивелиры - самые распространенные приборы.

Некоторые марки их отличаются продолжительным сроком службы (НВ-1, Н-3 и др.). Многообразие марок нивелиров обусловлено широким спектром областей применения: от изысканий, строительства до создания государственных нивелирных сетей. Цифра перед буквой Н в марке нивелира обозначает серию. Наличие в марке следующих букв означает: К - труба нивелира снабжена компенсатором, П - зрительная труба с прямым изображением, JI - нивелир с горизонтальным лимбом. Нивелиры также различаются по точности, что указывается в их марке. Например, у нивелиров Н-05, Н-3, 3H5JI, Н-10 гарантированная погрешность нивелирования на 1 км хода составляет соответственно 0,5; 3; 5 и 10 мм. Рассмотрим устройство нивелира Н -3 (рис. 1) [16, 87c.].

Рис. 1. Схема устройства нивелира: Н-3: 1 - три подъемных винта подставки; 2 - головка элевационного винта; 3 - окуляр; 4 - крышка, на окуляре за которой установлена сетка нитей; 5 - коробка, в которой размещен цилиндрический уровень; 6 - винт фокусировки трубы; 7 - зрительная труба; 8 - объектив трубы; 9 - круглый уровень для предварительной установки нивелира; 10 - за крепительный винт трубы; 11 - винт наводящего устройства трубы; 12 - подставка нивелира; 13 - штатив; 14 - становой винт для закрепления ниве лира на штативе (16, 85-86c.).

1.2 Поверка нивелира

.        Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения прибора. Поверка делается в таком порядке. В позиции 1 ставим уровень так, чтобы его исправительные винты и подъемные винты подставки заняли положение, указанное на рис. 2(а). Вращая винты А и В в разные стороны, перемещаем пузырек на ось С, а затем вращением подъемного винта С загоняем пузырек к центру уровня [16, 25c.].

В позиции 2 разворачиваем нивелир на 180°. При этом исправительные винты уровня и подъемные винты подставки изменят взаимное положение. Если требуемое условие не соблюдается, пузырек уровня сместится к краю. Вращением подъемных и исправительных винтов сместим пузырек на середину, как это показано на рис. 2(б). При этом половину смещения устраняем исправительными винтами, половину подъемными.

Поверку можно выполнить и иначе при наличии цилиндрического уровня. После поверки цилиндрического уровня нивелир горизонтируют (устанавливают вертикальную ось по направлению отвесной линии) по нему, после чего юстировочными винтами круглого уровня выводят пузырек на середину.

Рис. 2. Поверка и исправление круглого уровня

.        Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира. Нивелир устанавливают в рабочее положение и наводят трубу на неподвижно установленную рейку на расстоянии 25 - 30 м. Закрепляют трубу и наводящим винтом перемещают изображение рейки в поле зрения трубы от одного края к другому. На краях поля зрения отсчет не должен изменяться более чем на 1 мм. В противном случае исправительные винты сетки нитей открепляют и поворачивают оправу так, чтобы нить заняла нужное положение [23, 173c.].

.        Ось цилиндрического уровня и визирная ось трубы должны быть параллельны. Поверку проводят двойным нивелированием вдоль одной линии. Однако существует несколько способов исполнения поверки. Первый способ. Нивелир устанавливают в створе линии АВ длиной 70- 100 м, на концах которой расположены рейки. Окуляр нивелира центрируют над колышком, вплотную к рейке (рис. 3). Горизонтируют нивелир и измеряют его высоту над колышком до визирной оси с погрешностью не более 1 мм и берут отсчет по рейке, установленной в точке В. Сделав отсчеты, меняют местами нивелир и рейку и выполняют те же операции в точке В, получают высоту прибора и отсчет по рейке.

Рис. 3. Первый способ поверки нивелира

Второй способ заключается в том, что нивелирование из середины линии сочетают с нивелированием «вперед», т. е. однажды устанавливают нивелир вместо рейки, как в первом способе. Это позволяет в первой позиции получить превышение без ошибки х, а во второй - вся ошибка войдет в определенное превышение. От сюда возможно определение ошибки и введение поправки после вычисления правильного отсчета в последней позиции. Перечисленные способы вызывают некоторое затруднение из-за неудобства измерения высоты прибора над точкой. Этого неудобства лишен третий способ [9, 7c.].

Рис. 4. Третий способ поверки нивелира

Третий способ - это нивелирование с разными плечами, т. е. с разными расстояниями от нивелира до реек. В первой позиции нивелир устанавливают в середине линии длиной около 100 м достаточно точно. На концах линии ЛВ располагают рейки. Прибор горизонтируют и берут отсчеты а₁ и b₁ которые в одинаковой степени искажены погрешностью x, и тогда точное превышение ∆h = a₁-b₁(рис. 4.). Затем нивелир устанавливают за (или перед) одной из реек на расстоянии 2 - 3 м от нее. Прибор горизонтируют и берут отсчеты по рейкам: по ближней b₂ и дальней а₂.

Погрешность х почти полностью входит в отсчет а₂, тогда как отсчет b₂ почти полностью без погрешности, поэтому при расхождении предварительно вычисленного отсчета по дальней рейке а = b₂ - ∆h от фактического а₂ более чем на 4 мм выполняют юстировку нивелира так же, как и в первом способе. Поверки нивелира с компенсатором не отличаются от поверок нивелира с уровнем. Юстировку же при поверке главного условия выполняют путем перемещения сетки нитей на предварительно вы численный (правильный) отсчет по рейке с учетом особенностей крепления сетки в окулярной части трубы [15, 73c.].

С помощью специальной поверки определяют исправность компенсатора. Нивелир устанавливают в рабочее положение по круглому уровню и производят отсчет по рейке, отстоящей от прибора на 30 - 40 м. Затем вращением подъемного винта, расположенного по направлению линии визирования, перемещают пузырек уровня в разных направлениях в пределах окружности, нанесенной на ампуле (рис. 5). Аналогичные перемещения пузырька производят одним из боковых винтов в поперечном направлении. Если при этом отсчет по рейке будет изменяться в пределах не более 2 мм, нивелир исправен. В противном случае он нуждается в заводской юстировке.

Рис. 5. Перемещение пузырька уровня при поверке компенсатора[8,88-91c.].

2. Мензульная съемка

2.1 Мензула

Мензулой называют закрепленный на штативе планшет, образующий столик для работы - съемки. Мензула должна быть прочной, легкой и устойчивой. Последнее проверяется легкими соприкосновениями со столиком, отчего он не должен менять положение в пространстве и упруго реагировать на легкие толчки. Планшет должен быть плоским. Это условие проверяется прикладыванием к планшету выверенной линейки, между ними не должно возникать зазора. Планшет должен быть перпендикулярен вертикальной оси вращения на треножнике. Проверяется поворотом планшета на 360°, при этом на нем устанавливается кипрегель с выверенным уровнем. Мензула не должна содержать стальных, железных деталей, иначе будет невозможно ориентировать планшет по буссоли [13, 59c.].

2.2 Мензульная съемка в поле

Съемка начинается с установки мензулы на точке, которая включает следующие действия:

) штатив устанавливают над точкой и сверху закрепляют планшет;

) планшет центрируют над точкой. В отличие от теодолита, который центрируют по отвесу в продолжении вертикальной оси вращения алидады прибора, в мензуле центрируют точку на планшете, на которой устанавливают прибор. Для этого используют деревянную «вилку», которую надевают сбоку на планшет так, что одним концом она касается точки, а другой приходится на эту же точку снизу, где и подвешивается отвес. Однако точность центрирования зависит от масштаба съемки;

) планшет нивелируют с помощью уровня на линейке кипрегеля обычным способом. Ставится кипрегель линейкой параллельно двум подъемным винтам треножника (подставки) и, вращая их в разные стороны, выгоняется пузырек уровня на середину. Кипрегель переставляют на 180°. Если при этом пузырек уровня «убежал» в сторону от середины, то его возвращают на половину смещения подъемными винтами подставки, а на другую половину - исправительными винтами уровня. Эту операцию повторяют для контроля;

) планшет ориентируют по одной из точек, веху над которой можно наблюдать в трубу. Для этого кипрегель устанавливают так, чтобы скошенный край линейки соединил на планшете точку стояния с точкой наблюдения и, разворачивая планшет, наводят его вместе с кипрегелем на веху. Затем ставят кипрегель, соединив точку стояния с другой точкой ориентирования, и если все сделано правильно, мы увидим вторую веху в перекрестии нитей трубы. В противном случае следует искать, в чем кроется ошибка [17, 248c.].

Следует отметить, что все операции по центрированию, нивелированию и ориентированию планшета стараются выполнить одновременно методом приближений.

Удостоверившись, что все точки опорного и съемочного обоснования переколоты с «рубашки» на основной лист, «рубашку» удаляют, осторожно разрезая и загибая ее части. Открывают сравнительно небольшой участок, с которого и начинают съемку [12, 63c.].

Съемку производят полярным способом. Один или двое реечников обходят участок съемки, устанавливая рейки в соответствии с формами рельефа, а также на изломах границ лугов, пашен, лесов, огородов, по линиям дорог, рек, ручьев, линий связи, у домов и других сооружений. Снимающий наводит кипрегель на рейку, сохраняя точку стояния на планшете на скошенном крае линейки, определяет дальность и превышение точки. По этим данным откладывает расстояние до точки, накалывает ее и подписывает отметку.

Сразу же после взятия очередного пикета на контуре зарисовывают ситуацию на планшете. Горизонтали проводят после взятия не более 10- 12 пикетов, чтобы наблюдатель мог сопоставить пикетные точки на плане с соответствующими точками на местности. Рисовка ситуации и горизонталей обязательно ведется в поле и во избежание грубых ошибок не может быть выполнена по памяти камерально.

По ходу работы составляют кальки высот и контуров в целях исключения ошибок в процессе камерального вычерчивания планшета по завершении полевых работ. Кальку высот получают прямым копированием заснятого участка ежедневно и до того, как будут подняты горизонтали. На кальке высот обозначают пункты геодезического обоснования, пункты теодолитных ходов, реечные точки, гидрографическую сеть с отметками уреза воды. Все полевое вычерчивание производят простым карандашом. Окончательное вычерчивание и оформление планшетов проделывают в камеральных условиях. Планшет вычерчивают тушью, изображение ситуации выполняют в принятой для данного масштаба системе условных знаков. Работу начинают с нанесения геодезической сети точек. После этого вычерчивают гидрографическую сеть, населенные пункты, дороги и сооружения при них, элементы рельефа, изображаемые условными знаками, и, наконец, горизонтали. Затем выделяют контуры сельскохозяйственных угодий, лесов, лугов, кустарников и др. Делают все необходимые надписи и подписи. При этом карандашный рисунок полностью стирают. Вычерчивание выполняют в принятом стандартном цвете.

В завершение работы вычерчивают рамку планшета и делают обычное зарамочное оформление топографических карт.

Вычерченный план аккуратно срезают с мензульного планшета с помощью скальпеля, которым по линейке обрезают лист готовой карты. Он легко отделяется от планшета, на котором остаются только приклеенные к краям закраины [14, 130c.].

3. Тахеометр, его виды и поверка

Слово «тахеометрия» означает «быстрое измерение». Действительно, одно из преимуществ тахеометрической съемки - быстрота исполнения, а также работа с одним из приборов: теодолитом или тахеометром без громоздкой мензулы. Вместе с тем недостатком тахеометрической съемки является то, что она ведется «на запись», а вычерчивается план камерально, когда топографы не имеют возможности видеть местность перед собой [18, 157c.].

3.1 Тахеометры

геодезический прибор горизонтальный

Тахеометрическую съемку выполняют либо техническими теодолитами типа ТЗО, Т15 и другими, либо специально сконструированными для таких работ приборами-тахеометрами, которые бывают различных типов:

• тахеометры номограммные имеют в поле зрения трубы номограмму, с помощью которой определяют расстояния и превышения;

• тахеометры с дальномерами двойного изображения имеют оптические устройства, которые позволяют по горизонтальной рейке определять горизонтальное проложение наклонных линий (это тахеометры ТД, Редта 002 и др.);

• тахеометры внутрибазовые используются для съемок труднодоступных участков местности и могут работать без рейки.

Тахеометры указанных типов в настоящее время не выпускают, но иногда еще применяют на практике. Рейки, используемые при тахеометрической съемке, - либо обычные дальномерные рейки для съемки, либо специальные с выдвижной пяткой для установления нуля рейки на высоту прибора, аналогичные тем, которые применяют при мензульной съемке кипрегелем КН [23, 72c.].

3.2 Электронные (цифровые) тахеометры

Электронный тахеометр объединяет в себе возможности электронного теодолита, высокоточного светодальномера и полевого компьютера. Основу угломерной части тахеометров с электронным считыванием составляют датчики накопительного или позиционного типа. Дальномеры электронных тахеометров могут оснащаться разнообразными дальномерными блоками, позволяющими измерять расстояния по призме, отражающей пластинке или пленке, и без отражателя. Центрирование прибора выполняют с помощью лазерного отвеса. В качестве источника электропитания в электронных тахеометрах преимущественно используют литийионные аккумуляторные батареи. Управление процессом измерений осуществляется с помощью многофункциональных клавиш (рис. 6). Результаты измерений отражаются на жидкокристаллическом экране тахеометра и могут записываться во внутреннюю память прибора емкостью 10 - 20 тыс. измерений. Кроме результатов измерений на экране могут постоянно отображаться некоторые наиболее важные характеристики настройки прибора: вид режима измерения расстояния, уровень зарядки батареи и т.д. [4, 47c.].