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

Набор прикладных программ тахеометра позволяет в режиме реального времени вычислять: наклонные расстояния; горизонтальные проложения; координаты и высоты наблюдаемых точек; превышения и дирекционные углы между точками, выбранными из памяти или выведенными с клавиатуры; координаты новой станции по наблюдениям известных (обратная засечка) и другие элементы. Дополнительные программы позволяют уравнивать теодолитный ход, решать задачи по выносу в натуру геометрических элементов проектируемых и строящихся сооружений. Результаты измерений и предварительной обработки могут переписываться за тем в ЭВМ для последующей обработки. Простейшие тахеометры с минимальной автоматизацией и ограниченным программным обеспечением дают точность измерений углов 5 - 10", линий - (3 + 5 - 10'6 Z>) мм. [5, 96c.]

Универсальные приборы с расширенными возможностями обеспечивают точность измерения углов 1-5", линий - (2 + 3- Ю-6*/)) мм. Наиболее совершенные приборы могут быть модернизированы до тахеометра-робота, управление которым осуществляется опера тором на расстоянии или с помощью специальной компьютерной программы без участия человека.

В настоящее время электронные тахеометры находят самое широкое применение при создании геодезических сетей (съемочного обоснования), в проведении топографических съемок местности, землеустроительных работах, геодезическом обеспечении строительства, монтаже и юстировке промышленного оборудования [11, 36c.].

Рис. 6. Электронный тахеометр Leica ТС307: 1 - клавиши управления; 2 - жидкокристаллический экран; 3 - клавиша записи результатов измерения; 4 - бесконечный микрометренный винт для наведения на наблюдаемую цель; 5 - кнопка включения.

Геодезическое обоснование тахеометрической съемки. Съемка может производиться с точек теодолитного хода, проложенного для этой цели, или точек, полученных заранее другими способами. Чаще всего прокладываются специальные тахеометрические ходы, либо раздельно со съемкой, либо в едином с ней процессе. Работу по измерению длин сторон хода, горизонтальных углов проводят примерно так же, как это описано при проложении теодолитного хода. Особенности тахеометрического хода заключаются в измерении сторон хода с помощью нитяного дальномера и определении вместе с координатами х и у отметок точек хода. Следует отметить, что при использовании электронных тахеометров исключается процесс измерения нитяным дальномером [19, 162c.].

В случае проложения тахеометрического хода вместе со съемкой последняя преимущественно выполняется полосой вдоль выбранного маршрута (рис. 7).

Тахеометрический ход прокладывают посередине полосы, и относительно него производят съемку контуров и рельефа полярным способом. Пункты поворота хода определяют с таким расчетом, чтобы с них были видны детали окружающей местности, подлежащие съемке. Поэтому в качестве таких станций для прибора выбирают пункты на возвышенных местах. Но в некоторых случаях приходится отступать от этого правила и выполнять съемку с дополнительных точек. Такие точки связываются с основным добавочным ходом и определяются методом засечек или с помощью геометрических построений. Расстояние между станциями должно согласовываться с масштабом будущего плана. Чем крупнее масштаб, тем короче должны быть линии визирования с одной станции на другую.

Прокладку хода одновременно со съемкой производят в следующей последовательности:

.     тахеометр устанавливают на первой исходной точке, которая может быть принята за опорную с определенными координатами и высотной отметкой, а может быть просто первой по ходу точкой и тогда весь снятый план, являясь строгим построением, в то же время не будет привязан к единой системе координат. В последнем случае для ориентирования плана в процессе работы должны из меряться магнитные азимуты сторон хода. По ним можно также контролировать правильность измеренных углов. Итак, установленный на исходной точке тахеометр центрируют, горизонтируют, ориентируют либо по примычному углу, либо по магнитному меридиану (по буссоли). Измеряют высоту прибора над точкой стояния (рис. 8);

Рис. 8. Схема работы с тахеометром на съемочной точке

2.   измеряют горизонтальные углы между направлениями хода и вертикальные углы по ходу вперед и назад при круге левом и правом. Азимут сторон по буссоли определяют также вперед и назад;

3.      измеряют расстояния дальномером по ходу вперед и назад;

.        вычисляют значения горизонтальных и вертикальных углов и определяют место нуля для контроля;

.        ориентируют лимб горизонтального круга 0° вперед (или назад) по линии хода (всегда одинаково) и закрепляют до конца съемки на данной точке. Пункты поворота хода и все станции закрепляют на местности [7, 134c.].

4. Теодолиты, их устройство, поверки

4.1 Теодолит

Теодолит - это геодезический прибор, предназначенный для измерения

горизонтальных и вертикальных углов местности, азимута, для определения расстояний по дальномеру и для определения превышений точек местности. В настоящее время выпускаются только оптические теодолиты или электронные тахеометры, в которых соблюдается постоянство геометрических условий, малые габариты и большая точность измерений.

По точности теодолиты подразделяются:

а) высокоточные Т-1;

б) точные Т-2, Т-5;

в) технические Т-15, Т-30, 2Т-30П

Рис.9. Схема геометрических осей теодолита: ZZ- ось вращения теодолита; HH- ось вращения зрительной трубы прибора; YY- визирная ось зрительной трубы; hh- ось цилиндрического уровня.

В теодолите должны выполнятся следующие геометрические условия:

.        Вертикальная ось теодолита должна быть в отвесном положении и проходить через вершину измеряемого угла.

.        Плоскость горизонтального круга должна быть горизонтальна.

.        Коллимационная плоскость при любых поворотах алидады должна быть отвесна. Визирная ось зрительной трубы, вращаясь, должна образовывать отвесную коллимационную плоскость, положение которой фиксирует алидада на лимбе горизонтального круга (YY ⊥ НН, НН ⊥ ZZ).

.        Сетка нитей должна быть расположена так, чтобы вертикальный штрих лежал в коллимационной плоскости.

.        Центры вращения горизонтального круга алидады и лимба должны совпадать (чтобы не было эксцентриситета) [16, 75c.].

4.2 Поверки теодолитов

Перед проведением поверок нужно провести общий осмотр теодолита:

а)оптическая система зрительной трубы должна на быть чистой и давать отчётливое изображение;

б) вращение прибора должно быть лёгким и плавным;

в) подъемные, закрепительные, наводящие винты должны быть исправны;

г) отсчетные системы должны быть видны в микроскоп хорошо и чётко.

После общего осмотра теодолита выполняются его поверки:

.Поверка вращения подъемных винтов. Они должны вращаться легко и плавно.

. Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси прибора. Для этого уровень при алидаде горизонтального круга приводят в нуль-пункт подъёмными винтами. Поворачивают прибор на 180°, если пузырёк уровня отклонился от нуля-пункта более одного деления, то его положение исправляют исправительным винтом на ½ отклонения.

. Вертикальный штрих сетки нитей должен лежать в коллимационной

плоскости зрительной трубы. Для этого наводят вертикальный штрих сетки нитей на хорошо видимую точку. Наводящим устройством вращают зрительную трубу вокруг горизонтальной оси. Если точка смещается с вертикальной оси, то, ослабив юстировочные винты сетки нитей, поворачивают окуляр вместе с сеткой нитей. Поверку повторяют [6, 89c.].

. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения зрительной трубы. Отклонение от перпендикулярного направления вызывает коллимационную погрешность «с». Обычно измеряют величину 2с. Для этого наводят зрительную трубу на удалённый предмет и снимают отсчеты при КЛ₁ и КП₁. Теодолит поворачивают на 180°, наводят на этот же предмет и берут отсчеты при КЛ₂ и КП₂.

с вычисляют по формуле 2с=[(КЛ₁-КП₁ ±180°)+(КЛ₂+КП₂±180°)]/2.

с должно быть меньше утроенной точности измерения угла. Для устранения коллимационной погрешности устанавливают отсчет, вычисленный по формуле КЛ=КЛ₂-с или КП=КП₂+с. Юстируют сетку нитей до совмещения с предметом. Поверку повторяют [14, 74c.].

. Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита. Выбирают хорошо видимую точку на высоте 40° и на уровне высоты прибора. Зрительную трубу переводят через зенит и наводят на эту же точку. Если отмеченные внизу точки совпадут, то наклон трубы допустим, если нет, то перпендикулярность осей исправляют только в мастерских.

. Место нуля (МО) вертикального круга должно быть постоянным и близким к 0°. МО-отсчёт по вертикальному кругу при горизонтальном положении визирной оси зрительной трубы и при положении пузырька уровня при алидаде горизонтального круга в нуль-пункте. Для определения МО визируют при двух положениях вертикального круга на выбранную точку и снимают отсчёты. Для прибора 2Т30П МО вычисляется по формуле МО=(КЛ+КП)/2. МО определяют визированием на различные цели 3-4 раза. За окончательное значение берут среднее арифметическое значение из всех измерений. Расхождение между значениями МО не должны превышать утроенной точности теодолита. Правильность вычисления МО проверяют вычислением ν по формулам ν=КЛ-МО;

ν=КП-МО, ν=0,5(КЛ-КП). Величины ν должны быть равны [20, 167c.].

Рис. 10. Устройство теодолита 2Т30П: 1-кремальерный винт; 2- закрепительный винт зрительной трубы; 3- оптический визир; 4- колонка; 5- закрепительный винт горизонтального круга (лимба); 6- горизонтальный круг; 7- юстировочный винт; 8- закрепительный винт алидады; 9- цилиндрический уровень при алидаде; 10- наводящий винт горизонтального круга; 11- окуляр микроскопа; 12- зеркало подсветки; 13- боковая колонка; 14- паз, для ориентир-буссоли; 15- вертикальный круг; 16- юстировочная гайка; 17- зрительная труба прибора; 18- диоптрийное колечко окуляра; 19- наводящий винт зрительной трубы; 20- наводящий винт алидады; 21- треугольная подставка; 22-подъемные винты; 23- втулка; 24- основание; 25- крышка.

5. Устройство экера и его поверка

.1 Экер

Экер - прибор для построения на местности прямых углов. Экеры бывают зеркальные и призменные. Зеркальный экер состоит из трехгранной коробки, одна из боковых граней которой открыта (рис.11). К двум другим граням с внутренней стороны прикреплены зеркала. Над зеркалами вырезаны окошки. Внизу экера имеется крючок для отвеса [17, 99c.].

Рис. 11 Зеркальный экер Рис.12 Принцип работы экера

Пусть экер установлен на линии АВ (рис.12). Луч от вехи А попадает в зеркало Z1, отражается от него, падает на зеркало Z2, отражается от него и попадает в глаз наблюдателя, составляя со своим первоначальным направлением угол ε.

Для того, чтобы луч составлял со своим прежним направлением угол β = 90°, нужно, чтобы угол между зеркалами был равен 45°.

Глаз видит изображение вехи А в зеркале Z2 в направлении СЕ, перпендикулярном направлению АВ, а в окошко над зеркалом видно веху D, которую помощник переставляет по команде наблюдателя. Как только веха D будет находиться на линии CE, ее закрепляют.

Если вехи закреплены, то с помощью экера можно найти на линии АВ точку С, чтобы линия DC была перпендикулярна АВ; другими словами, можно найти основание перпендикуляра, опущенного из точки D на линию АВ. Взяв в руки экер, перемещаются по линии АВ, пока изображение вехи А в зеркале Z2 не совпадает с направлением CD. Затем при помощи отвеса намечают на земле точку С [7, 187c.].

5.2 Поверка экера

Угол между зеркалами должен быть равен 45°. Стоя в точке С, строят прямой угол, наблюдая веху А, закрепляют прямой угол первой вехой. Затем, стоя по-прежнему в точке С, строят прямой угол, наблюдая веху В, закрепляют прямой угол второй вехой. Если вехи оказались рядом, условие экера выполняется. В противном случае намечают среднее положение, ставят веху в эту точку и юстировочными винтами зеркал изменяют угол между зеркалами до тех пор, пока изображение вехи А или В не совпадет с направлением CD. После этого поверку повторяют. Экер считается исправным, если угол γ отличается от 45° не больше, чем на 2.5', тогда ошибка построения угла β = 90° будет не больше 5' [4, 65 с.].

Заключение

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. Существует три способа поверки нивелира.

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.

Преимущество тахеометрической съемки - быстрота исполнения, а также работа с одним из приборов: теодолитом или тахеометром без громоздкой мензулы. Съемка может производиться с точек теодолитного хода, проложенного для этой цели, или точек, полученных заранее другими способами. Чаще всего прокладываются специальные тахеометрические ходы, либо раздельно со съемкой, либо в едином с ней процессе.

Теодолит - это геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов местности, азимута, для определения расстояний по дальномеру и для определения превышений точек местности. В настоящее время выпускаются только оптические теодолиты или электронные тахеометры, в которых соблюдается постоянство геометрических условий, малые габариты и большая точность измерений. Теодолит имеет шесть этапов поверки.

Экер - прибор для построения на местности прямых углов. Экеры бывают зеркальные и призменные. Зеркальный экер состоит из трехгранной коробки, одна из боковых граней которой открыта. К двум другим граням с внутренней стороны прикреплены зеркала. Над зеркалами вырезаны окошки. Внизу экера имеется крючок для отвеса.

Таким образом, мною были проделаны все задачи, поставленные к данной работе и цель достигнута. В заключении могу сказать, что знание устройства инструмента и умение совершать поверку позволит производить его работу в правильной форме.

Список литературы

1.      Ассур В. Л., Муравин М. М. Руководство по летней геодезической и топографической практике. М., 1983.

2.      Андреев Н. В. Основы топографии и картографии М., 1972.

3.      Берлянт А.М. Картография. - М. :Аспект Пресс, 2001.

4.      Берлянт А.М. Карта. Краткий толковый словарь. - М. : Научный мир, 2003.

5.      Берлянт А. М. Картографический словарь. - М. : Научный мир, 2005.

6.      Божок А. П. и др. Топография с основами геодезии. М., 1986.

7.      Верещака Т. В. Топографические карты: научные основы содержания. - М. :МАИК, 2002.

9.      Гаврилова И. И., Казимирова И. В. Практикум по топографии. Тверь, 2004. Ч. 1.

10.    Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов / [Ю. Б. Баранов, А. М. Берлянт, Е. Г. Капралов и др.]. - М. : ГИС-Ассоциация, 1999.

11.    Господинов Г. В., Сорокин В. И. Топография. М., 1967.

12.    Грюнберг Г. Ю. Картография с основами топографии. М., 1991.

13.    Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов, - М. : Недра 1990.