- •Геодезия
- •Рецензенты:
- •Введение
- •1. Общие сведения о геодезии
- •1.1. Предмет и задачи геодезии
- •1.2. Роль геодезии в развитии хозяйства страны
- •1.3. Исторический очерк о развитии геодезии
- •1.4. Понятие о фигуре Земли
- •1.5. Системы координат и высот в геодезии
- •1.5.1. Географические координаты
- •1.5.2. Прямоугольные координаты
- •1.6. Изображение земной поверхности на плоскости. Понятие о плане, карте, профиле
- •1.7. Масштабы планов и карт. Точность масштабов
- •1.8. Номенклатура топографических карт и планов
- •1.9. Условные знаки планов и карт
- •1.10. Рельеф местности и его изображение на картах и планах
- •1.11. Ориентирование линий
- •1.11.1. Исходные направления
- •1.11.2. Ориентирные углы
- •1.12. Прямая и обратная геодезические задачи
- •1.12.1. Прямая геодезическая задача
- •1.12.2. Обратная геодезическая задача
- •1.13. Элементы геодезических измерений
- •1.11. Контрольные вопросы по 1 разделу
- •2. Измерение углов и линий
- •2.1. Угломерные инструменты и угловые измерения
- •2.1.1. Принципы измерения углов и схема устройства угломерного прибора
- •2.1.2. Устройство теодолита
- •2.1.3. Классификация теодолитов
- •2.1.4. Поверки и юстировки теодолитов
- •2.1.5. Измерение горизонтальных углов
- •2.1.6. Измерение вертикальных углов. Место нуля вертикального круга
- •2.2. Линейные измерения
- •2.2.1. Общие сведения о линейных измерениях
- •2.2.2. Подготовка линий к измерению
- •2.2.3. Приборы для измерения линий на местности
- •2.2.4. Измерение линий мерными лентами
- •2.2.6. Высокоточные измерения линий шкаловыми лентами и инварными проволоками
- •2.2.7. Высокоточные измерения линий электронными дальномерами
- •2.2.8. Горизонтальное проложение
- •2.3. Контрольные вопросы по 2 разделу
- •3. Нивелирование
- •3.1. Способы определения превышений и отметок точек
- •3.2. Геометрическое нивелирование
- •3.2.1. Схема геометрического нивелирования
- •3.2.2. Виды геометрического нивелирования
- •3.3. Тригонометрическое нивелирование
- •3.4. Нивелиры и нивелирные рейки
- •3.4.1. Классификация и устройство нивелиров
- •3.4.2. Нивелирные рейки и производство отсчетов по ним
- •3.4.3. Поверки и юстировки нивелиров
- •3.5. Понятие о других видах нивелирования
- •3.5.1. Гидростатическое нивелирование
- •3.5.2. Барометрическое нивелирование
- •3.5.3. Аэрорадиолокационное нивелирование
- •3.6. Контрольные вопросы по 3 разделу
- •4. Топографические съемки местности
- •4.1. Общие сведения о топографических съемках местности
- •4.2. Теодолитная съемка
- •4.2.1. Сущность теодолитной съемки, состав и порядок работ
- •4.2.2. Создание плановой геодезической основы для теодолитной съемки
- •4.2.3. Способы съемки подробностей местной ситуации
- •4.2.4. Вычисление координат сомкнутого теодолитного хода
- •4.2.5. Вычисление координат разомкнутого теодолитного хода
- •4.2.6. Накладка полигона по координатам и румбам
- •4.2.7. Нанесение на план местной ситуации
- •4.3. Нивелирование трассы
- •4.3.1. Сущность нивелирной съемки трассы
- •4.3.2. Трассирование и закрепление оси трассы
- •4.3.3. Разбивка пикетажа на трассе
- •4.3.4. Съемка местных предметов и ситуации в полосе трассы, ведение пикетажного журнала
- •4.3.5. Разбивка круговых горизонтальных кривых и вынос пикетов с тангенсов на кривую
- •4.3.6. Нивелирование оси трассы и поперечников
- •4.3.7. Заполнение ведомости углов поворота, прямых и кривых
- •4.3.8. Составление и оформление плана трассы
- •4.3.9. Вычисление отметок нивелирного хода
- •4.3.10. Составление продольного и поперечных профилей трассы
- •4.4. Нивелирование площадей
- •4.4.1. Сущность нивелирной съемки площадей
- •4.4.2. Способы нивелирной съемки площадей
- •4.4.3. Нивелирование поверхности летного поля по квадратам
- •4.4.4. Составление плана в отметках и горизонталях как цифровой модели местности. Метод интерполяции при построении горизонталей
- •4.5. Тахеометрическая съемка
- •4.5.1. Сущность тахеометрической съемки, состав и порядок работ
- •4.5.2. Инструменты, применяемые при тахеометрической съемке
- •4.5.3. Создание планово-высотной геодезической рабочей основы тахеометрической съемки при работе теодолитом-тахеометром
- •4.5.4. Планово-высотная привязка точек опорного хода
- •4.5.5. Съемка подробностей местной ситуации и рельефа полярным
- •4.5.6. Камеральные работы при тахеометрической съемке
- •4.6. Контрольные вопросы по 4 разделу
- •5. Опорные геодезические сети
- •5.1. Общие сведения о государственной геодезической сети
- •5.2. Плановые геодезические сети
- •5.2.1. Методы построения плановых геодезических сетей. Триангуляция, трилатерация, полигонометрия
- •5.2.2. Классификация государственной геодезической сети
- •5.2.3. Пункты государственной геодезической сети
- •Геодезическая служба
- •5.2.4. Плановые сети сгущения и съемочные сети
- •5.2.5. Методы построения сетей сгущения и съемочных сетей
- •5.3. Высотные геодезические сети
- •5.3.1. Нивелирная сеть страны. Классификация нивелирных сетей
- •5.3.2. Нивелирные сети сгущения и высотные съемочные сети
- •5.4. Понятие о геоинформационных и спутниковых навигационных
- •5.4.1. Глобальные системы определения местоположения глонасс и navstar gps
- •5.4.2. Системы отсчета времени и координат
- •5.4.3. Преобразование координат
- •5.5. Контрольные вопросы по 5 разделу
- •6. Основы математической обработки результатов геодезических измерений
- •6.1. Общие сведения о погрешностях измерений
- •6.2. Классификация погрешностей измерений
- •6.3. Свойства случайных погрешностей
- •6.4. Среднее арифметическое результатов измерений. Вероятнейшие погрешности и их свойства
- •6.5. Предельная погрешность
- •6.6. Оценка точности равноточных измерений
- •6.6.2. Средняя квадратическая погрешность измерений неизвестной величины. Формула Бесселя
- •6.6.3. Средняя квадратическая погрешность двойных измерений
- •6.6.4. Средняя квадратическая погрешность функции независимо измеренных величин
- •6.6.5. Средняя квадратическая погрешность арифметической средины
- •6.7. Оценка точности неравноточных измерений
- •6.7.1. Понятие о весе измеренных величин
- •6.7.2. Средняя квадратическая погрешность единицы веса
- •6.7.3. Весовое арифметическое среднее
- •6.6. Контрольные вопросы по 6 разделу
- •7. Основные виды геодезических работ при проектировании, строительстве и эксплуатации сооружений
- •7.1. Сущность и назначение геодезической разбивочной основы
- •7.2. Плановая геодезическая разбивочная основа. Строительная сетка
- •7.2.1. Проектирование строительной сетки
- •7.2.2. Предварительная разбивка строительной сетки
- •7.2.3. Определение точных координат и редуцирование центров пунктов строительной сетки
- •7.3. Высотная геодезическая разбивочная основа
- •7.4. Геодезическая подготовка проекта инженерного сооружения
- •7.4.1. Подготовка разбивочных данных проекта
- •7.4.2. Аналитический расчет и привязка проекта
- •7.4.3. Составление разбивочных чертежей
- •7.4.4. Разработка проекта производства геодезических работ
- •7.5. Основные способы плановой и высотной разбивки
- •7.5.1. Плановая разбивка линий и углов
- •7.5.2. Плановая разбивка точек
- •7.5.3. Высотная разбивка точек
- •7.6. Мониторинг геометрии сооружений
- •7.6.1. Виды деформаций сооружений
- •7.6.2. Точность определения деформаций сооружений
- •7.6.3. Наблюдения за осадками сооружений
- •7.6.4. Наблюдения за смещениями сооружений
- •7.6.5. Наблюдения за кренами сооружений
- •7.6.6. Наблюдения за трещинами и оползнями
- •7.7. Контрольные вопросы по 7 разделу
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
2.1.3. Классификация теодолитов
Теодолиты классифицируются по разным признакам: точности, конструктивным особенностям и назначению.
По точности теодолиты характеризуются средней квадратической погрешностью однократного (одним приемом) измерения угла в лабораторных условиях. Шифр теодолита содержит заглавную букву «Т» и цифры, соответствующие величине средней квадратической погрешности измерения угла. Например, шифр теодолита, позволяющего измерить угол одним приемом с инструментальной погрешностью ± 30 , записывается как Т30.
По точности измерения углов теодолиты подразделяются на высокоточные (Т05, Т1), со средней квадратической погрешностью измерения угла одним приемом до 1, точные (Т2, Т5) – от 2 до 5 и технические (Т15, Т30, Т60) – от 15 до 60.
По конструкции теодолиты делятся на повторительные и простые.
У повторительных теодолитов лимб и алидада имеют независимое и совместное вращение. Это дает возможность производить измерения угла путем последовательного его откладывания n раз на лимбе. Лимб повторительного теодолита имеет закрепительный и наводящий винты.
У простых теодолитов лимб может поворачиваться, но совместного с алидадами вращения не имеет.
В настоящее время отечественная промышленность выпускает теодолиты со стеклянными кругами и их называют оптическими.
По назначению выделяют теодолиты геодезические и маркшейдерские.
Теодолиты в геодезическом исполнении предназначены для создания геодезических сетей, производства топографических съемок местности, геодезического обеспечения строительно-монтажных работ и мониторинга геометрии сооружений.
Теодолиты в маркшейдерском исполнении предназначены для строительства подземных сооружений. В этом случае в шифре их обозначения дополняется буква «М», например Т30М. Маркшейдерские теодолиты приспособлены для работы в шахтах и тоннелях. Для этого они имеют электрическую подсветку отсчетного микроскопа во взрывобезопасном исполнении. Также предусмотрена повышенная защита от пыли, а сама конструкция теодолита обеспечивает работу на консолях без штатива и в перевернутом положении.
Теодолит, имеющий вертикальный круг, устройство для измерения расстояния (дальномер) и буссоль, называется теодолитом-тахеометром. Выпускаемые в настоящее время технические теодолиты являются теодолитами-тахеометрами.
Некоторые типы теодолитов имеют накладной уровень, устанавливаемый на ось вращения трубы для более точного приведения ее (оси) в горизонтальное положение.
Основные технические характеристики оптических теодолитов разной точности приведены в таблице 2.1.
Высокоточные теодолиты Т05 и Т1 предназначаются для развития государственных геодезических сетей, построения специальных геодезических сетей, как основы для точных разбивочных работ и изучения деформаций сооружений, а также используются при установке и монтаже специального оборудования.
Точные теодолиты Т2 и Т5 предназначаются для измерения горизонтальных и вертикальных углов в геодезических сетях сгущения - триангуляции и полигонометрии 3 и 4 классов, а также для астрономо-геодезических измерений в сетях. Они могут быть использованы также при строительстве сооружений и изучении их деформаций.
Технические теодолиты Т15 и Т30 предназначаются для измерения горизонтальных и вертикальных углов и расстояний нитяным дальномером, определения магнитных азимутов по буссоли. Они применяются при проложении теодолитных и тахеометрических ходов, плановых и высотных съемках, рекогносцировочных и исследовательских работах.
Таблица 2.1 - Технические характеристики отечественных теодолитов
Наименование основных характеристик |
Типы теодолитов |
|||||
высокоточные |
точные |
технические |
||||
Т05 |
Т1 |
Т2 |
Т5 |
Т15 |
Т30 |
|
Средняя квадратическая погрешность измерения угла одним приемом, с. - горизонтального круга - вертикального круга |
0,5 1,0 |
1,0 1,5 |
2,0 3,0 |
5,0 12,0 |
15,0 25,0 |
30,0 45,0 |
Длина зрительной трубы, мм |
390 |
300 |
185 |
185 |
150 |
140 |
Угол поля зрения объектива зрительной трубы, градус |
0,7 |
1 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
2 |
Увеличение зрительной трубы, крат |
35 |
30…40 |
25 |
25 |
25 |
18 |
Коэффициент нитяного дальномера |
-- |
-- |
100 |
100 |
100 |
100 |
Наименьшее расстояние визирования, м |
5 |
5 |
2 |
2 |
1,5 |
1,2 |
Диаметр кругов, мм - горизонтального круга - вертикального круга |
200 130 |
140 90 |
100 72 |
100 72 |
80 72 |
72 72 |
Цена деления ампулы уровня на 2 мм, с. при алидаде: - горизонтального круга - вертикального круга |
10 -- |
10 10 |
10 15 |
30 15 |
45 -- |
45 -- |
Масса теодолита, кг |
22,0 |
11,0 |
5 |
4,5 |
3,5 |
2,5 |
Современные теодолиты часто выпускают с компенсаторами, заменяющими цилиндрический уровень при вертикальном круге. В этом случае в обозначении шифра теодолита добавляется буква «К», например Т5К, Т15К.
Если оптика зрительной трубы прибора обеспечивает прямое изображение, то в шифр прибора добавляют букву «П», например Т15КП.
Для автоматизации процесса измерения углов выпускают электронные теодолиты. Тогда в их шифре добавляется буква «Э», например Т5Э. Электронные теодолиты, наряду со своим прямым предназначением измерять горизонтальные и вертикальные углы, позволяют выполнять геометрическое нивелирование при помощи датчика наклона.
При производстве усовершенствованных конструкций приборов в шифре базовой модели добавляют соответствующую цифру, означающую порядок модернизации прибора, например 2Т5К, 2Т5Э, 2Т30П, 4Т30П.
Марки отечественных теодолитов, выпускаемых Уральским оптико-механическим заводом, представлены на рисунке 2.9.