Для чего нужен теодолитный ход
Назначение и виды теодолитных ходов, в чем преимущество их использования?
Теодолитным ходом называется совокупность ломаных линий, образующих каркас снимаемой территории. Длины сторон хода измеряют при помощи мерных лент и рулеток, а углы — теодолитами. Теодолитные ходы включают в себя размещение станций съемки вдоль линий или по пути движения, затем ранее обследованные точки используются в качестве основы для наблюдения следующей точки.
Преимущества использования теодолитных ходов:
Существуют следующие виды теодолитных ходов: замкнутый, разомкнутый и висячий.
Замкнутый(полигон) — теодолитный ход в форме многоугольника, который возвращается на исходную точку, завершая цикл, либо проходит между двумя точками с известными координатами. Подходит для обследования больших площадей, определения границ озер, лесов и так далее.
Разомкнутым ход называется, в том случае, когда линии образуют цепи, концы которых опираются на станции с известными координатами. У разомкнутого хода примыкающими являются угол β(начальный) и β 1(конечный). Когда на известную точку опирается только один конец — ход называется висячим. Оба применяются для исследования линейных объектов: автострад, каналов, мостов, тоннелей и прочих.
Рисунок 1 — Теодолитные ходы
а — разомкнутый, б — замкнутый, в — висячий
Порядок действий при создании теодолитного хода
В начале на исследуемой территории проводятся рекогносцировочные работы, позволяющие определить удобные места для установления точек хода. Точки необходимо располагать так, чтобы между ними можно было измерить расстояние.
Для привязки рядом находят точки существующей геодезической сети, если таковых нет, то минимум пятую часть точек теодолитного хода необходимо обозначить долговечными метками и привязать к капитальным объектам на местности (углы сооружений, колодцы и т.п.).
Следующим шагом является осуществление замеров расстояний между станциями. Их длины должны находиться в диапазоне от 20 до 350 метров в зависимости от масштаба съемки и застройки территории. Допустимая погрешность при измерении сторон хода от 1/Т = 1/1000 – 1/3000. То есть если погрешность задана 1/2000, длина хода составляет 600 метров, то при измерении линии в одну и другую сторону ошибка должна быть не больше 600/2000 = 0,3 метров.
Проводится измерение левых или правых по ходу горизонтальных углов, а также вертикальных углов с внесенной поправкой за наклон местности. После чего выполняется съемка ситуации на исследуемой территории.
Чтобы передать координаты на точки теодолитного хода требуется выполнять их привязку к станциям государственной опорной сети.
При сопровождении вышеописанных операций необходимо вести полевой журнал, представленный в виде таблицы включающей в себя такие данные как: длины линий хода, отсчеты по верхней и нижней шкале на каждой станции при круге лево и круге право. Помимо этого требуется рисовать абрис.
Запрещается перемещать прибор пока на точке не будет выполнен абрис и занесены данные в журнал
Теодолитный ход в геодезии – определение и назначение, как правильно проложить
Теодолитный ход является наиболее востребованной частью геодезических работ, переплетаясь со многими видами инженерной деятельности. В чем же его назначение и какие особенности выполнения разберем по порядку в нашей статье.
Назначение и основные разновидности
Проводится с целью точного отображения местности и расположенных на ней объектов на крупномасштабной карте, плане или специальных схемах.
Данная процедура подразумевает создание системы точек, закрепленных в натуре, и определение их горизонтальных углов при помощи теодолита или тахеометра. Расстояние между пунктами определяется при помощи светодальномеров, рулеток и других приборов, позволяющих обеспечить необходимую точность. По форме обычно принято различать следующие виды ходов:
В разомкнутом первая и последняя точка базируется на разные пункты и направления геодезической сети, чьи координаты и дирекционные углы уже определены, а замкнутый образует геометрическую фигуру, поэтому может опираться только на один. Особенность же висячего хода состоит в том, что один его конец примыкает к пункту геодезического обоснования, а второй остается свободным.
Его форма во многом зависит от того, на какой территории проводятся измерения. Например, для автодорог и трубопроводов хорошо подойдет разомкнутый ход, а на строительных площадках и земельных участках обязательно должен быть построен замкнутый полигон.
Достаточно распространённой процедурой является прокладывание внутри больших полигонов дополнительных сетей, чтобы полностью отобразить ситуацию на плане.
Порядок проведения
Выполнение теодолитного хода начинают с рекогносцировки, подразумевающей изучение ее особенностей и определение наиболее подходящих мест для установки точек.
Расстояние между ними должно варьироваться в пределах от 20 до 350 метров, но оно зависит также и от масштаба съемки. Наилучшей точности можно добиться, если расстояние будет одинаковым, но особенности территории далеко не всегда позволяют это сделать.
Съемку осуществляют на открытом пространстве с хорошей взаимной видимостью между пунктами, закрепленными специальными кольями из дерева, металла и других материалов. Для их долговременной сохранности нередко используются бетонные монолитные столпы. Также рекомендуется привязать каждый знак к твердым объектам поблизости, чтобы можно было восстановить его в случае потери.
Когда все подготовительные процедуры завершены и определено местоположение пунктов начинаются полевые работы. Прибор устанавливают на точке и измеряют угол за один прием, визируясь на соседние, после чего определяют расстояния между ними.
Если строится замкнутый полигон, за начальный берут магнитный азимут одной из сторон. Привязка к пункту геодезической сети необходима для определения дирекционного угла и координат, что позволит обеспечить должный контроль полученных результатов.
Все данные записываются в специальный журнал или автоматически заносятся в память электронного измерительного устройства. В дальнейшем они используются для камеральной обработки, которая подразумевает проведение расчетов с целью вычисления координат пунктов и жестких контуров.
Параллельно со съемкой составляется схематический чертеж, отображающий местоположение объектов на местности, который называется абрисом. Он представляет собой полноценный документ, является неотъемлемой частью технической документации и служит источником информации при построении плана или карты.
Во время составления абриса необходимо отобразить на нем как можно больше информации. Особенно важно обозначить все метрические данные и сделать его понятным для прочтения.
Во время снегопада, дождей и других неблагоприятных погодных условий, а также при плохой освещенности, проводить измерения запрещается.
Основные технические требования к линейным измерениям
Любые геодезические работы должны быть выполнены с четким соблюдением всех правил, дабы обеспечить получение самых точных результатов измерений. Основные требования к данной процедуре изложены в инструкции по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500, а также ряда других нормативных документов.
В зависимости от предельной относительной погрешности длина теодолитного хода должна соотносится со следующими показателями, приведенными в табл.1.
| Буровая установка | № скважины | Литологический тип | Коэф. крепости | Размер отдельности, м | Скорость фактическая, м/c |
|---|---|---|---|---|---|
| DM LP | 6,0 | 4,0 | 2,0 | 6,0 | 3,0 |
| СБШ | 3,0 | 2,0 | 1,0 | 3,6 | 1,5 |
| 1:1000 | 1,8 | 1,2 | 0,6 | 1,5 | 1,5 |
| 1:500 | 0,9 | 0,6 | 0,3 | — | — |
\(m_\) – среднеквадратическая ошибка измеренных расстояний.
Показатели предельно допустимых длин между узловой точкой и исходной уменьшается на 30%, а также должны быть:
– больше 20 м, но меньше 350 м на застроенных участках;
– свыше 40 м и не более 350 м.
Аналогичные требования (табл. 2) есть и к висячим теодолитным ходам:
| Масштаб | Местность | |
| Застроенная | Не застроенная | |
| 1:5000 | 350 | 500 |
| 1:2000 | 200 | 300 |
| 1:1000 | 150 | 200 |
| 1:500 | 100 | 150 |
Измерение длин необходимо проводить в обе стороны и высчитать их среднее значение, а точность приборов должна быть не менее 30”. Допустимое отклонение при центрировании – не более 3 мм.
Съемка ситуации и ее виды
Прокладывание теодолитного хода, как правило, проводят для последующего отображения особенностей территории работ. Конечная цель – получения данных о местоположении снимаемых объектов в пространстве и составление контурной карты или плана местности без отображения рельефа. Фиксируются наиболее значимые элементы окружения:
– деревья и крупная растительность;
– государственные геодезические пункты;
– контуры зданий, сооружений и других жестких объектов.
Процесс их измерения называется съемкой ситуации, которая выполняется следующими способами:
Геодезические работы основаны на принципе «от общего к частному». Поэтому, в теории, лучше всего сперва построить теодолитный ход, а потом уже провести съемку подробностей.
Обработка полученных результатов измерений
Выполнение контурной съемки проводится с целью получения данных, необходимых для дальнейшего расчета координат:
– длин сторон теодолитного хода;
Подсчет теоретической суммы угловых измерений () хода осуществляют по формуле (табл. 3).
| замкнутый | разомкнутый |
| \(\beta _ | \(\beta _ |
n – количество точек;
\(\alpha _<н>\)– значение начального дирекционного угла, –конечного;
Далее производят расчет угловой невязки:
\(\beta _<изм>\)– сумма измеренных углов.
Следующим шагом будет сравнение \(f_<\beta >\)с допуском \(f_<\beta доп>\). Если результат не соответствует приведенному ниже выражению, необходимо перепроверь данные:
\(f_ <\beta>Читайте также: Координаты точек теодолитного хода: последовательность вычислений
При правильном выполнении расчетов сумма поправок будет иметь отрицательное значение:
Далее следует вычисление дирекционного угла (α), который начинают отчитывать от северного направления осевого меридиана по часовой стрелке.
В данном выражении \(\alpha _
\(\beta _<пр.исп>\)– исправленное значение правого по ходу угла, \(\beta _<л.исп>\)– исправленное значение левого по ходу угла.
Начальный α должен равняться конечному. Если же полученный α больше 360°, то перед тем, как занести показатели в журнал из них вычитают 360°.
Теперь вычисляется румб (r), который отсчитывают от самого близкого окончания осевого меридиана до ориентированной линии. Рассчитывается в зависимости от своего местоположения относительно четверти координат (табл. 4).
Таблица 4. Формула румба для каждой четверти.
| Четверть и ее название | Пределы α | Формула | Знаки приращения координат | |
| ΔХ | ΔУ | |||
| 1 С.В. | 0° – 90° | r = α | + | + |
| 2 Ю.В. | 90°-180° | r = 180° – α | – | + |
| 3 Ю.З. | 180°-270° | r = α – 180° | – | – |
| 4 С.З. | 270°-360° | r = 360° – α | + | – |
Приращение геодезических координат определяют:
где: d – горизонтальное проложение;
Уравнивание проводят при помощи приведенных ниже формул:
\( \sum \Delta X_\) и \(\sum \Delta Y_\)– сумма приращений координат, которые были определены с учетом знаков;
\(\sum \Delta X_
Стоит отметить, что в замкнутом полигоне последние значение равняются нулю, поэтому невязки должны быть равны сумме приращений или приближенными к нему.
Проверка условия допустимости:
1. Абсолютного значения:
где Р – периметр хода (сумма его горизонтальных проложений).
\(\left | f_ <отн>\right |\leq \left | f_ <абс>\right |\)
Невязки раскидывают с обратным знаком, предварительно выполнив поправки на приращение каждой стороны при помощи таких формул:
\(\imath\) – номер точки;
Все координаты вершин рассчитываются таким образом:
Составление плана
Полученные в процессе съемки и дальнейшей обработки данные используются для построения картографического материала, как с помощью специальных программ, так и вручную.
Выполняется в крупном масштабе и содержит подробную информацию о местности. Последовательность построения следующая:
Правильность нанесения пунктов на план можно проверить по расстоянию между ними, которое не должно быть больше 0,2 мм. Кроме того, отображают ситуацию на нем при помощи методов, используемых во время полевых работ.
На сегодняшний день обработку и создание графических материалов выполняют при помощи специально созданного для этих целей программного обеспечения (ГЕОМИКС). Благодаря ему процессы камеральной обработки стали значительно проще и занимают гораздо меньше времени. Но только на на этом возможности геодезических программ не заканчиваются. Осуществив все необходимые вычисления и уравнивания, можно построить план в электронном виде и распечатать, а в случае необходимости провести коррективы.
Теодолитный ход — виды, назначение и вычисление
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.
Теодолитные ходы. Виды теодолитных ходов. Их назначение. Порядок создания теодолитных ходов.
Теодолитный ход– система закреплённых в натуре точек, координаты которых определены при измерении правых по ходу горизонтальных углов и расстояний между ними.
Теодолитные ходы предназначеныдля создания съёмочного обоснования. Начинается теодолитный ход от постоянного пункта геодезической сети координаты которого выбирают из каталога.
Виды теодолитных ходов бывают:
Замкнутый теодолитный ход это многоугольник, у которого началом и концом является одна, обычно опорная, точка с известными координатами. Применяется для создания контурного плана участка.
Разомкнутый теодолитный ход обычно вытянутый вдоль проектируемой трассы, начало и конец которого опираются на имеющиеся опорные пункты с известными координатами. У такого теодолитного хода начальный угол (βн) и конечный угол (βк) называются примыкающими. Применяютсятакие ходы для большего сгущения опорной геодезической сети внутри замкнутого теодолитного хода, либо для создания съёмочного обоснования при сооружении объектов линейного типа (дорог, линий трубопроводов).
Висячий теодолитный ход –это разомкнутый теодолитный ход, который опирается только одним концом на точку с известными координатами.
Порядок создания теодолитного хода:
1. Осмотр местности (рекогносцировка) с целью определить самые хорошие места для закрепления точек хода и измерения расстояний между точками, чтобы было удобно мерить лентой. Точки хода закрепляют кольями или столбами.
2. Находят ближайшие точки опорной геодезической сети для привязки вашего хода к ним. Если поблизости нет опорных точек, то не менее 1/5 части точек вашего теодолитного хода надо закрепить железобетонными столбами, и каждый такой столб привязать не менее чем к 3 постоянным предметам местности (колодцев, углов капитальных зданий и т. д.) с зарисовкой на глазомерном плане (абрисе).
3. Измерение длин линий между точками. Расстояния между точками должны быть в пределах 20 – 350 метров. Это зависит от масштаба вашей топографической съёмки, степени застройки территории по которой прокладывается теодолитный ход. Общепринятая погрешность при измерении длин линий от 1/1000 до 1/2000. Например, если предельная погрешность задана 1/1000 а длина хода 148 метров, то ошибка при измерении линии туда и обратно не должна превышать 148/1000 = 14,8 см.
4. Измерение горизонтальных углов между точками теодолитного хода. Измеряются теодолитом правые по ходу горизонтальные углы. При этом, правильность измерения углов контролируют по разнице между полу приёмами.
5. Измерение вертикальных углов. Так как при вычислении координат точек теодолитного хода применяются не измеренные длины линий, а их горизонтальные проложения, то в измеренную длину надо ввести поправку за наклон местности (если уклон превышает 1º). Для этого измеряют теодолитом вертикальный угол на каждой линии.
6. Съёмка ситуации местности различными способами.
7. Для передачи координат на точки вашего теодолитного хода необходимо произвести привязку их к опорным точкам геодезической сети более высокого класса. Для этого определяют положение одной точки вашего хода относительно точек государственной опорной геодезической сети 2 или 3 класса: измеряют расстояние от опорной точки до точки вашего теодолитного хода и горизонтальный примыкающий угол. Такая привязка называется передачей координат и дирекционных углов с пунктов привязки на точки теодолитного хода.
При проведении полевых работ по созданию теодолитного хода ведётся полевой журнал в виде таблицы, в которой записываются отсчёты по нижней шкале на каждой точке при КЛ и КП (двумя полу приёмами) и по верхней шкале при КЛ и КП с вычислением места нуля МО и вертикального угла. Записываются длины линий (туда, обратно и средние). Кроме этого ведётся зарисовка абриса на плотной бумаге (абрис – глазомерный план без соблюдения масштаба воспроизводящий связь отдельных элементов). Пока на данной точке всё это не будет зафиксировано в журнале и на абрисе, снимать теодолит с точки и переносить его на другую запрещается.
Вопрос № 42.
Вычисление координат поворотных точек теодолитного хода.
Для вычисления координатповоротных точек теодолитного хода в ведомости вначале уравнивают измеренные углы. От суммы измеренных углов вычитают сумму теоретическую, вычисленную по формуле 180º * (n – 2) в замкнутом и 180º * n * (βн – βк) в разомкнутом теодолитных ходах. Полученную невязку равномерно распределяют по измеренным углам с обратным знаком и уравнивают их. Затем вычисляют азимуты всех линий полигона. Для этого к первому азимуту опорной точки прибавляют 180º и вычитают второй исправленный угол. Получается второй азимут. К нему опять прибавляют 180º и вычитают третий исправленный угол. Получается третий азимут и так далее. По вычисленным азимутам находят румбы линий. Далее находят приращения координат по формулам: ∆Х = cos R * L; ∆Y= sinR * L. Приращения уравнивают. Координат второй точки находят, прибавляя (или отнимая) к известному координату первой опорной точки первое приращение. К найденному второму координату прибавляют (или отнимают) второе приращение и получают третий координат, и так далее. В замкнутом теодолитном ходе в конце должен получиться первый координат, что является проверкой. В разомкнутом теодолитном ходе в конце получается известный координат опорной точки, на которую опирается конец разомкнутого теодолитного хода.