Методическое пособие по специальности 13.02.09 Конспект по геодезии

Министерство образования и молодежной политики Ставропольского края

государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«Невинномысский энергетический техникум»

Конспект лекций

по дисциплине

ПМ 01 «Монтаж воздушных линий электропередачи»

МДК 01.02 «Технология монтажа линий электропередачи»

«Геодезия»

 специальность

               13.02.09 «Монтаж и эксплуатация линий электропередачи»

Невинномысск, 2016 г.

Введение. ( §1 Голубкин )

            Геодезия – ( в переводе с греческого – землеразделение) наука об измерениях производимых для определения формы и размеров Земли  и изображение её поверхности на плоскости.

            Геодезия делится на высшую геодезию и топографию.

            Высшая геодезия занимается изучением фигуры и размеров Земли в целом и разработкой методов особо точного определения координатных точек земной поверхности.

            Геодезия или топография занимается измерением небольших участков земли и изображением их на планах и картах.

            На основе этих наук получила свое развитие инженерная или прикладная геодезия, кот. разрабатывает методы  применения геодезических измерений при строительстве, проектировании и эксплуатации различных инженерных сооружений.

            В последние годы получила широкое распространение Космическая геодезия, кот. изучает геометрические соотношения между точками земной поверхности с помощью искусственных спутников земли.

            Составлением различных видов карт отдельных материков, государств или земного шара занимается наука картография.

            Наука геодезия тесно связана с другими науками, такими как математика, астрономия, физика, география и др. Математика помогает при  расчетах. Астрономия – при ориентировании. Развитие таких разделов физики как оптика и электроника позволило сконструировать зрительную трубу, разработать дальномерные устройства и различные  оптические и измерительные приборы. Данные географии помогают изображать на планах и картах ландшафт местности.

Форма  и размеры Земли. ( §2 Голубкин )

            За математическую поверхность Земли принимают уровенную поверхность, которая представляет собой поверхность воды океанов в ее спокойном состоянии, мысленно продолженную под материками. Уровенная поверхность обладает свойством: в каждой точке ее поверхность перпендикулярна отвесной линии, проходящей через эту точку.

            Фигуру земли образованную уровенной поверхностью, совпадающей с поверхностью Мирового океана в состоянии покоя и равновесия называют «ГЕОИДОМ» и принимают за общую фигуру Земли. Геоид имеет сложную неправильную форму, поэтому для упрощения геодезических вычислений для Земли принимают более простые форма: «эллипсоид вращения» или «шар».

            Эллипсоид вращения – это фигура полученная от вращения эллипса вокруг его малой оси РР1. Из за приплюснутости Земли у полюсов Р, Р1 полуоси эллипсоида имеют неодинаковое значение.

Большая полуось  а = 6378245 м

Малая полуось     в = 6356863 м

а – в = 21382 м

            В случае если за фигуру Земли принимают шар, радиус его считают равным 6371 км.

Раздел  1.  « Элементы общей геодезии»

Тема 1.1  «Планы, карты, профили» ( §3 Голубкин ) Б.3

            Все предметы, находящиея на поверхности земли, созданные природой или руками человека в совокупности наз. ситуацией.

            Сочетание различных неровностей земной поверхности (горы, равнины, холмы, низины) называют рельефом.

Различают 3 вида рельефов: горный, холмистый, равнинный.

Карты и планы являются уменьшенными графическими изображениями земной поверхности при виде с верху.

            Чтобы составить карту или план необходимо выполнить 2 операции. Сначала проектируют рельеф и ситуацию местности на общую фигуру земли. Затем по специально разработанным математическим правилам, которые называют картографическими проекциями, общую фигуру земли проектируют на плоскость.

            На картах с учетом кривизны Земли изображается значительная часть земной поверхности и даже  поверхность всего земного шара. Масштаб карты в разных её частях неодинаков и поэтому углы и расстояния на картах не будут равны соответствующим углам и расстояниям на местности из-за сферической поверхности земли.

            На плане изображают небольшой участок поверхности Земли, который принимается за плоский,  и сферичность земной поверхности, при проектировании его на плоскость не учитывается, линейные и угловые искажения малы. Поэтому измеренные отрезки  и углы на плане практически равны линиям и углам на местности.

            Принято считать, что план можно составлять на территорию, не превышающую площадь круга с радиусом 11 км. Если на плане изображена только ситуация, его называют ситуационным или контурным. Если на плане кроме ситуации нанесен и рельеф, то он наз. топографическим.

            В практике проектирования и строительства применяется  чертеж местности, кот. наз. профилем.

            Профиль – вертикальный разрез поверхности земли по заданному направлению.

            (§4 Голубкин) Б.2Масштабом наз. уменьшение или отношение длины отрезка линии  на чертеже к длине горизонтальной (поверхностной) проекции соответствующего отрезка линии.

            Масштабы, выражаемые числовыми величинами, наз. ч и с л е н н ы м и  и записываются либо дробью, например 1:1000, ,

Либо именованным соотношением – 1 см на чертеже соответствует 10 м на  местности.

Графические масштабы бывают линейные и поперечные

рисунок

Высоты точек местности ( §7 Давыдов ) Б. 3

            Все высоты точек физической поверхности Земли отсчитываются от уровня Балтийского моря и наз. абсолютными высотами или абсолютными отметками точек. Если для отсчета высот принята условная поверхность (уровень земли, пол, фундамент), тогда отсчитанные от неё высоты наз. условными высотами точек.

Условные топографические знаки  ( §6 Давыдов ) Б.3

            Для того, чтобы бегло читать и понимать топографические карты и планы применяются условно топографические знаки, кот. делятся на 3 группы: площадные, внемасштабные, пояснительные знаки и подписи.

Площадные условные знаки показывают на планах и картах контуры площадей (луг, лес, озеро, болото, пашня и др.). Значки располагаются внутри контуров.

Внемасштабными условными знаками изображают предметы, кот. слишком малы по площади (указатель дорог, километровый столб, отдельно стоящее здание). Эти значки напоминают вид изображаемых предметов на местности и должны находиться на том же месте, где находятся предметы действительно.

Пояснительные знаки и подписи дополняют сведения площадных и внемасштабных знаках. С их помощью отмечают породу деревьев, скорость течения реки и тд.

Рельеф местности

Формы рельефа ( §14 Голубкин,  §13 Давыдов )

Из всего многообразия отдельных форм неровностей земной поверхности выделяют следующие:

Гора – куполообразное или конусообразное возвышение с ясно выраженным основанием – подошвой.

Котловина – замкнутое чашеобразное углубление.

Хребет – вытянутая возвышенность. Линию, идущую вдоль хребта и соединяющую наиболее возвышенные её точки, наз. водораздельной линией.

Лощина – вытянутое понижение, имеющее с трех сторон пологие склоны с общим наклоном в оду сторону для стока воды. Лощины с пологими склонами наз. долинами, балками, с крутыми, отвесными стенками – ущельями, оврагами.

Седловина – небольшая площадка, к которой с двух противоположных сторон подходят возвышенности, а в две другие стороны спускаются лощины.

Изображение рельефа на топографических планах и картах

Рельеф на топографических планах и картах изображают горизонталями.

Горизонталями наз. линии на земной поверхности, соединяющие точки с одинаковыми высотами.

Если рассечь небольшую часть физической земной поверхности горизонтальными равноотстоящими друг от друга плоскостями, то образующиеся при этом следы сечения на земной поверхности и есть горизонтали.

Расстояние по высоте между соседними секущими плоскостями наз. высотой сечения рельефа и обознач. h

Расстояние  между соседними горизонталями на плане наз. заложением склона d.

рисунок

            Что бы отличить положительную форму рельефа от отрицательной, на горизонтали, перпендикулярно к ней, в сторону понижения склона ставят маленький штрих, называемый – скат-штрих. Кроме того горизонтали подписываются так, что бы низ подписи был обращен к низу склона.

Горизонтали имеют следующие свойства :

1.     Все точки, лежащие на одной горизонтали, имеют одинаковую высоту.

2.     Горизонтали не пересекаются между собой, но в местах крутых обрывов могут сливаться на плане.

3.     На склонах одинаковой крутизны -  заложения одинаковы.

4.     По величине заложения можно определить крутизну склона.

Если высота сечения рельефа h, заложение d, то для любого отрезка на поверхности земли можно определить угол его наклона γ , или уклон i. 

                                    =tgγ = i

Рисунок (график углов)

Практическое занятие  № 1

1. Измерение расстояний при помощи линейного и поперечного        масштабов.

2. Определение высот точек.

3. Измерение угла наклона ската по графику заложений

Тема 1.2.  «Ориентирование линий»

( §8 Голубкин,  §17 Давыдов )

            Ориентированием наз. определение места положения точек или линий, относительно окружающих местных предметов или сторон горизонта (север, восток, юг, запад).

              Место нахождения точки при ориентировании принято указывать углами отсчитываемыми от северного направления по ходу часовой стрелки от 0° до 360°. Однако для любой точки на местности существуют три северных направления.

Первым северным направлением является северное направление географического (истинного) меридиана и обозначается (рисунок)

Вторым северным направлением является северное направление магнитного меридиана и обозначается (рисунок)

Третьим северным направлением является северное направление вертикальных линий координатной сетки и обозначается (рисунок)

Углы образованные из-за не совпадения  северных направлений  географических (истинных) меридианов и вертикальных линий координатной сетки наз. углами сближения меридианов и обозначаются γ.  Знаки этих углов определяются относительно географических меридианов: к востоку – плюс, к западу -  минус. (Рисунок с.31 Давыдов)

Углы образованные из-за несовпадения северного направления географического и магнитного меридианов наз. склонением магнитной стрелки и обозначаются δ. Знаки этих углов определяются как и в предыдущем случае: востоку – плюс, к западу -  минус. (рисунок с.31 Давыдов)

Дирекционные углы, азимуты, румбы.

( §8 Голубкин )

Азимутом называют горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления меридиана по ходу часовой стрелки до ориентируемого направления. Азимуты изменяются от 0° до 360° и бывают истинными (А_и )или магнитными (А_м ).Истинный азимут А_и -  отсчитывается от истинного меридиана, а магнитный А_м - от магнитного.

(рисунок с.17 Голубев)

Дирекционный угол  - это горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления осевого меридиана или линии параллельной ему  по ходу часовой стрелки   до направления на предмет от 0° до 360°. Обозначается «α».

(рисунок с.18 Голубев)

Румб - горизонтальный острый угол не превышающий 90°, отсчитываемый от ближайшего северного или южного направления меридиана до заданного направления. Направления на север, восток, юг и запад наз. главными румбами. Другие  румбы имеют названия в соответствии с названием четверти, в которой находится линия, т.е.: северо-восточные СВ, северо-западные СЗ, юго-западные ЮЗ, юго-восточные ЮВ. Обозначается «r».

Взаимосвязь дирекционных углов и румбов (рисунок с.33 Давыдов)

	I четверть	II четверть	III четверть	IV четверть
назван.	СВ	ЮВ	ЮЗ	СЗ
α	0° - 90°.	0° - 180°.	0° - 270°.	0° - 360°.
r	r = α	r = 180° - α	r = α - 180°	r = 360°- α
∆Х	+	-	-	+
∆y	+	+	-	-

1. Если линии находятся а I четверти, то с увеличением угла α  ∆Х уменьшается, а  ∆y увеличивается.

2.  Если линии находятся а II четверти, то с увеличением угла α  ∆Х увеличивается, а  ∆y уменьшается.

3. Если линии находятся а III четверти, то с увеличением угла α  ∆Х уменьшается, а  ∆y увеличивается.

4. Если линии находятся а IV четверти, то с увеличением угла α  ∆Х увеличивается, а  ∆y уменьшается.

(рисунок с.33 Давыдов)

∆Х и ∆y – проекции линии на оси координат

Из этого следует  ∆Х = d · cosr

                                 ∆y = d · sinr

Где d – длина линии, r – румб угла

При изменении направления линии на противоположное, возникает понятии обратных  углов.

Обратный дирекционный угол отличается от прямого на 180°.

α _обр = α _пр + 180°. (рисунок с 18 Голубкин)

 

Обратный румб отличается от прямого противоположным направлением, а величина сохраняется.

(рисунок с.18 Голубкин)

Обратный азимут отличается от прямого на180° +угол сближения меридианов γ .

А _обр = А _пр + 180° + γ        (рисунок с. 18 Голубкин).

Тема 1.3 Системы координат.

( §12 Голубкин,  §9-10 Давыдов )

Основные понятия о координатах точек земной поверхности. Географические и прямоугольные координаты.

Положение пунктов на физической поверхности Земли определяется в различных системах координат. Рассмотрим некоторые из них.

Географические координаты

За начало  отсчета географических координат принимается пересечение начального Гринвичского меридиана с экватором. Отсчет широт ведется от экватора к северу и югу от 0° дол 90° . К северу от экватора широта наз. северной, к югу от экватора – южной. Счет долгот ведется от начального (гринвичского) меридиана к востоку и западу от 0°  до 180° . Название долгот принято давать по тому, с какой стороны от начального меридиана расположена точка: с восточной – восточная долгота, с западной – западная долгота.  Иногда вместо названий широт и долгот перед их цифровыми значениями ставят знак + или - . Северная широта и восточная долгота считаются положительными (+), южная широта и западная долгота – отрицательными(-). Таким образом, географической широтой φ наз. угол, образованный отвесной линией в данной точке и плоскостью экватора. Географической долготой λ наз. двугранный угол между плоскостями начального меридиана данной точки. Таким образом, в географической системе координат положение любой точки на земном шаре определяется широтой φ и долготой λ, которые отсчитываются от точки пересечения экватора с начальным меридианом. Географическая система координат считается международной, она единая для всех стран Мира.  

Плоские прямоугольные координаты

Система плоских прямоугольных координат очень удобна для решения многих инженерных задач. Однако плоскую систему нельзя применить на сферической поверхности земли и по этой причине земную поверхность первоначально изображают на плоскости. Способов нанесения на плоскость сферической поверхности Земли множество, но мы рассмотрим проекцию Гаусса, кот прим. Для получения топографических карт и планов.

          Проектирование сферической поверхности Земли на плоскость ведется частями, по зонам, на которые разбивается весь земной шар с целью уменьшения искажения при перенесении точек с шара на поверхность цилиндра. Размеры зоны по долготе составляют 6°, следовательно всего зон получается 60. В каждой шестиградусной зоне имеется свой центральный меридиан, кот. наз. осевым меридианом. Нумерация ведется от Гринвича на восток от 1 до 60. В каждой зоне осевые меридианы и экватор можно принять за оси плоской прямоугольной системы координат x и y. Если в географической системе координат было одно начало координат для всего земного шара, т.е. пересечение экватора  с начальным гринвичским меридианом, то здесь в каждой зоне имеем свое начало счета плоских прямоугольных координат. Поэтому система плоских прямоугольных координат наз. зональной. Осевые меридианы принимают за ось x , а экватор – за ось  y. Положение  любой точке в зоне будет определяться кратчайшим расстоянием до осей. Координатные четверти нумеруют по часовой стрелке и именуют по сторонам света: I-СВ, II-ЮВ, III-ЮЗ, IV-СЗ.

Полярная система координат определяет положение точки на плоскости полярным гори­зонтальным углом, отсчитываемым от некоторого начального направления, и горизонтальным проложением.

Зональная система координат Гауса-Крюгера.

В основу этой системы положено поперечно-цилиндрическая равноугольная проекция Гаусса-Крюгера (названа по имени немецких ученых ее предложивших). В этой проекции поверхность земного эллипсоида меридианами делят на шестиградусные зоны и номеруют с 1-й по 60-ю от Гринвичского меридиана на восток (рис.7). Средний меридиан шестиугольной зоны принято называть осевым.

Рис..Зональная система прямоугольных координат

Его совмещают с внутренней поверхностью цилиндра и принимают за ось абсцисс. Чтобы избежать отрицательного значения ординат (у), ординату осевого меридиана принимают не за нуль, а за 500 км, т.е. перемещают на запад на 500 км. Перед ординатой указывают номер зоны.

Например, запись координат X_Мн=6350 км, Y_Мн=5500 км указывает, что точка расположена в 5-й зоне на осевом меридиане (l_Мн=27° СШ, j_Мн=54° ВД). Для приближенных расчетов при переходе от географических к прямоугольным зональным координатам считают, что 1° соответствует 111 км (40000км/360° ).

Прямая и обратная геодезическая задача

(Давыдов § 20)

В прямой геодезической задаче необходимо по известным координатам одной точки найти координаты другой точки.

Рисунок с. 34 Давыдов

Пусть АВ линия на местности для которой известны d –горизонтальное проложение, α – дирекционный угол, x_А , y_А - координаты точки А. Требуется найти координаты второй точки   . Из рисунка следует  ∆х = d cos r ;  ∆y = d sin r и далее

x_В = x_А + ∆х ;     y_В =  y_А + ∆y  .         .

  В обратной геодезической задаче по известным координатам обеих точек А и В определить румб, дирекционный угол и расстояние между точками.

Даны координаты x_А , y_А ,  x_В , y_В . Требуется определить дирекционный угол с А на В и расстояние между точками.

Решение задачи начинаем с нахождения приращения координат

x_В - x_А = ∆х ;  y_В -  y_А = ∆y; отнесем данное решение к первой четверти и получим, что обе разности координат будут иметь знаки +.

Определение румбы выполняется по формул    tg r =∆y/∆х. Румб в градусной мере находим в таблице натуральных значений тригонометрических величин по значению тангенса. В первой четверти дирекционный угол равен румбу.

Горизонтальное проложение между точками А и В определяется по формуле    d =∆х/cos r = ∆y/sin r.

Практическое занятие № 2

Определение на планах и картах прямоугольных координат точек, дирекционных углов, и румбов направлений

Тема 1.4 «Погрешности измерений»

Классификация погрешностей измерений. Характеристика точности измерений. Правила и технические средства вычислений.

Измерить величину – значит установить отношение измеряемой  величины к другой однородной ей величине, принятой за единицу измерения это - метр, градус, минута, радиан.

Один метр - длина пути, проходящего электромагнитной волной в вакууме за 1/С долю секунды, где С = 299792458.

Один градус - 1/90 часть прямого угла (1° = 60', 1'= 60"). Центральный угол, опирающийся на дугу окружности равную радиусу называется радианом (1 рад.= 57.3 = 3438'= 206265").

Измерения бывают равноточные и неравноточные.

 Равноточные – это результаты измерений однородных величин, выполняемые с помощью приборов одного класса, одним и тем же методом, одним исполнителем при одних и тех же условиях. Все остальные измерения относятся к неравноточным.

Погрешности бывают систематические, грубые, случайные.

Грубые ошибки – промах исполнителя - возникают в результате невнимательности (просчеты, неверные записи). Для их устранения измерения повторяют несколько раз.

Систематические ошибки бывают от неточности измерительных приборов, от условий окружающей среды, от действий наблюдателя. Для устранения ошибок  вводят поправки.

Случайные погрешности бывают от несовершенства приборов, изменения условий измерения, личными ошибками, неточным наведением и другими.

Тема 1.5. Измерение длин линий

Измерение длин линий мерными лентами и рулетками

Мерные приборы. Расстояния в геодезии измеряют мерными приборами и дальномерами. Мерными приборами называют ленты, рулетки, проволоки, которыми расстояние измеряют путём укладки мерного прибора в створе измеряемой линии. Дальномеры применяют оптические и светодальномеры.

Мерные ленты типа ЛЗ изготавливают из стальной полосы шириной до 2,5 см и длиной 20, 24 или 50 м. Наиболее распространены 20-метровые ленты. На концах лента имеет вырезы для фиксирования концов втыкаемыми в землю шпильками. На ленте отмечены метровые и дециметровые деления. Для хранения ленту наматывают на специальное кольцо. К ленте прилагается комплект из шести (или одиннадцати) шпилек.

Рулетки – узкие (до 10 мм) стальные ленты длиной 20, 30, 50, 75 или 100 м с миллиметровыми делениями. Для высокоточных измерений служат рулетки, изготовленные из инвара – сплава (64% железа, 35,5% никеля и 0,5% различных примесей), имеющего малый коэффициент линейного расширения. Для измерений пониженной точности применяют тесьмяные и фиберглассовые рулетки.

Вешение линии. Перед измерением длины линии на её концах устанавливают вехи. Если длина линии превышает 100 м или на каких-то её участках не видны установленные вехи, то в их створе ставят дополнительные вехи (створом двух точек называют проходящую через них вертикальную плоскость). Вешение обычно ведут «на себя». Наблюдатель становится на провешиваемой линии у вехи A (рис. 8.1, а), а рабочий по его указаниям ставит веху 1 так, чтобы она закрыла собой веху B. Таким же образом последовательно устанавливают вехи 2, 3 и т. д. Установка вех в обратном порядке, то есть «от себя», является менее точной, так как ранее выставленные вехи закрывают видимость на последующие.

Рис. Вешение линии: а – “на себя”; б – через препятствие; в – то же (вид в плане).

 

Если точки A и B недоступны или между ними расположена возвышенность (рис. 8.1, б, в), то вехи ставят примерно на линии AB на возможно большем расстоянии друг от друга, но так, чтобы в точке C увидеть вехи B и D, а в точке D - вехи A и C. При этом рабочий в точке C по указаниям рабочего в точке D ставит свою веху в створ линии AD. Затем рабочий в точке D по указаниям рабочего в точке C переносит свою веху в точку D₁, то есть в створ точек C и B. Затем из точки С веху переносят в точку С₁ и так далее до тех пор, когда обе вехи окажутся в створе AB.

Измерение длин линий лентой. Ориентируясь по выставленным вехам, два мерщика откладывают ленту в створе линии, фиксируя концы ленты втыкаемыми в землю шпильками. По мере продвижения измерений задний мерщик вынимает из земли использованные шпильки и использует их для подсчета числа отложенных лент. Измеренное расстояние равно D=20n+r, где n - число отложенных целых лент и r – остаток (отсчет по последней ленте, меньший 20 м).

Длину измеряют дважды - в прямом и обратном направлениях. Расхождение не должно превышать 1/2000 (при неблагоприятных условиях - 1/1000). За окончательное значение принимают среднее.

Измерение расстояний рулетками. Измерения рулеткой, выполняемые для составления плана местности, аналогичны измерениям лентой ЛЗ. Для измерений с более высокой точностью, необходимой, например, в разбивочных работах, выполняемых при строительстве сооружений, измеряемую линию расчищают, выравнивают и разбивают на отрезки по длине рулетки, забивая в створе линии до уровня земли колья и отмечая створ втыкаемыми в них иглами или ножами. При неровной поверхности на неё укладывают доски или даже делают мостки. Для измерения пролёта между соседними иглами (ножами) рулетку укладывают вдоль пролёта и натягивают с той же силой (50 или 100 H), что и при компарировании, используя для этого динамометр. Отсчёты по рулетке берут одновременно по команде против двух игл (лезвий ножей). Длину пролёта d_i определяют по формуле

d_i = П - З,

где П и З - передний (больший) и задний отсчёты по шкале рулетки. Полученный результат исправляют поправками за компарирование и температуру, используя уравнение длины рулетки (8.1).

Если линия имеет наклон, необходимо учесть поправку

,

где h - превышение между концами пролёта, измеряемое нивелиром.

Длина линии определится как сумма длин пролётов. Относительные ошибки расстояний при такой методике измерений 1:5000 - 1:10000.

Тема 1.6 Угловые измерения.

(Голубкин §18)

Угловые измерения необходимы для определения взаимного положения точек в пространстве и используются для выполнения  теодолитных ходов, топографических съемок, решения многих геодезических задач при строительстве различных объектов.

В практике геодезических работ измеряют горизонтальные и вертикальные углы. Горизонтальный угол лежит на горизонтальной плоскости, где вершиной его является точка пересечения плоскости горизонтального угла и главной оси теодолита, а лучами угла служат горизонтальные проекции направлений на наблюдаемые предметы. Измерить горизонтальный угол – это значит измерить проекцию угла местности на горизонтальную плоскость.                                                                                                                    

Вертикальным углом называется угол между прямой в пространстве и ее проекцией на горизонтальную плоскость. Вершиной вертикального угла является точка пересечения оси вращения трубы с главной осью теодолита, а линией в пространстве – направление на наблюдаемую точку. Измерить вертикальный угол – это значит измерить угол наклона линии на точку к горизонтальной плоскости.

Типы теодолитов и их устройство.

(Голубкин §19)

Основным угломерным прибором на местности является теодолит - оптико-механический прибор, с помощью которого измеряют горизонтальные и вертикальные углы, расстояния и магнитные азимуты.

По точности теодолиты различают трех типов: высокоточные – Т1, 2Т1; точные -Т2, Т5 и технические - Т15, Т30.

В перечисленных типах теодолитов цифры показывают допустимую ошибку

( погрешность) измерения горизонтального угла одним приемом в секундах.

Теодолит состоит из следующих частей :

1)  лимба - плоская круглая стеклянная пластина  с градусными делениями;

2) алидада - линейка , позволяющая взять отсчет в минутах и секундах;

3)  уровень - предназначен для приведения плоскости лимба в горизонтальное положение;

4) зрительная труба – устройство для наведения прибора на цель;

5) подставка с подъемными винтами подъемные винты - служат для приведения пузырька цилиндрического уровня на середину;

6) Оптический центрир, или металлический отвес на шнуре;

7) становой (закрепительный) винт - закрепляет теодолит на штативе и позволяет подвесить нитяной отвес.

8) микроскоп штриховой – прибор для взятия отсчетов на лимбе и алидаде.

Устройство зрительной трубы, установка ее для наблюдений.

(Голубкин § 20)

Зрительная труба предназначена для высокоточного наведения на удаленные предметы и точки (визирные цели) при работе с теодолитом. Состоит из следующих основных частей: объектива, окуляра, фокусирующей линзы, сетки нитей, кремальеры (винта, перемещающего фокусирующую линзу внутри трубы). В зрительной трубе различают две оси: визирную и оптическую. Прямая соединяющая оптический центр объектива с центром сетки нитей называется визирной осью. Прямая соединяющая оптический центр объектива и окуляр - оптической осью трубы.

Подготовка зрительной трубы для наблюдений выполняется в следующей последовательности:

а) установка зрительной трубы "по глазу" - вращением окуляра (от –5 до +5 диоптрий) до получения четкого изображения сетки нитей;

б) установка зрительной трубы по предмету (визирной цели) - вращением кремальеры до четкого изображения визирной цели;

в) устранение параллакса, возникающего в тех случаях, когда изображение предмета не совпадает с плоскостью сетки нитей и при перемещении глаза относительно окуляра точка пересечения нитей будет проецироваться на различные точки наблюдаемого предмета. Параллакс сетки нитей устраняется небольшим поворотом кремальеры.

Полем зрения называется пространство, видимое в трубу при неподвижном ее положении.

Уровни, их устройство и назначение. Цена деления уровня.

(Голубкин §21)

В геодезических приборах используются цилиндрические и круглые уровни, различающиеся между собой ценой деления, чувствительностью и конструктивными особенностями.

Цилиндрический уровень представляет стеклянную трубку, верхняя внутренняя поверхность которой отшлифована по дуге определенного радиуса. Трубка помещается в металлическую оправу. Для регулировки уровень снабжен исправительным винтом. На наружной поверхности трубки нанесены штрихи. Расстояние между штрихами должно быть 2 мм. Точка в средней части ампулы называется нульпунктом уровня, через нее проходит ось уровня.

Круглый уровень представляет собой стеклянную ампулу, отшлифованную по внутренней сферической поверхности определенного радиуса. За нуль-пункт круглого уровня принимается центр окружности.

Ценой деления уровня t называется угол, на который наклониться ось уровня, если пузырек сместиться на одно деление ампулы.

В геодезических приборах применяют цилиндрические уровни с ценой деления от 5до60", круглые - от 5до20'.

Под чувствительностью уровня понимают минимальное линейное перемещение пузырька, которое можно заметить невооруженным глазом, обычно принимаемое в 0.1 деления, т.е. 0.2 мм.

Отсчетные устройства: штриховой и шкаловой микроскопы.

(Голубкин §22)

С помощью отсчетных устройств в теодолитах считывают показания с лимбов. В современных точных и технических теодолитах применяются штриховые микроскопы (отсчет по штриху-индексу) и шкаловые микроскопы (отсчет по шкале), а высокоточных теодолитах используют микрометры.

Отсчетный микроскоп через систему призм и линз выводит в окуляр изображения градусных делений горизонтального и вертикального кругов. На рис.23а показано поле зрение штрихового микроскопа с изображением штриха и лимбов с ценой деления в 10': вертикального В и горизонтального Г. Визуально оценивая десятые доли делений лимбов с точностью до 1'.

В поле зрения шкалового микроскопа теодолита 2Т30 (рис.23б) цена деления лимба составляет 1 , отсчетная шкала разделена через 5',

В теодолитах со штриховыми и шкаловыми микроскопами отсчеты производят по одному концу диаметра лимба. Для уменьшения влияния эксцентриситета горизонтального круга (рис.23.2)- несовпадения оси вращения прибора С' с центром кольца делений лимба C - измерение горизонтального угла производят дважды: при круге лево (отсчет М') и при круге право (отсчет N').

Так как при этом отсчеты берутся по диаметрально противоположным концам лимба, то среднее из полученных результатов не содержит погрешности от влияния эксцетриситета (M+N)/2 =(M'+N')/2.

Приведение теодолита в рабочее положение (центрирование, горизонтирование, установка трубы для наблюдений)

(Гоубкн § 24)

Приведение теодолита в рабочее положение предусматривает:

1) центрирование - установка центра горизонтального круга над вершиной измеряемого угла. Выполняется с помощью нитяного отвеса или оптического центрира, перемещением ножек штатива и с последующим передвижением прибора на головке штатива. Погрешность центрирования зависит от требуемой точности выполняемых работ и не должна превышать 3 мм при измерении горизонтальных углов для решения большинства инженерных задач;

2) горизонтирование - приведение плоскости лимба горизонтального круга в горизонтальное положение, т.е. установка вертикальной оси вращения теодолита  в отвесное положение. Для этого устанавливают цилиндрический уровень параллельно двум подъемным винтам и вращая их одновременно в противоположные стороны выводят пузырек уровня на середину ампулы. Затем поворачивают цилиндрический уровень на 90° по направлению третьего подъемного винта и, вращая его, опять выводят пузырек в нульпункт. Эти действия повторяют до тех пор пока пузырек не будет отклоняться от центра ампулы более чем на одно деление. При измерении вертикальных углов отклонение пузырька от середины не должно превышать полделения;

3) подготовку зрительной трубы для наблюдений по глазу – вращением окуляра (от -5 до +5 диоптрий) до получения четкого изображения сетки нитей на светлом фоне - и по предмету - вращением кремальеры до четкого изображения визирной цели. Если изображение предмета не совпадает с плоскостью сетки нитей, то при перемещении глаза относительно окуляра точка пересечения нитей будет проецироваться на различные точки наблюдаемого предмета. Возникает параллакс, который устраняется небольшим поворотом кремальеры.

Полевые поверки и юстировки теодолита.

1.Ось цилиндрического уровня (касательная к внутренней поверхности ампулы в нульпункте) должна быть перпендикулярна вертикальной оси вращения теодолита. Для поверки этого условия устанавливают цилиндрический уровень параллельно двум подъемным винтам и, вращая их, приводят пузырек на середину. Затем поворачивают цилиндрический уровень на 180° и, если пузырек отклонился более чем на одно деление, с помощью исправительных винтов смещают пузырек к центру на половину отклонения.

2.Визирная ось трубы (ось, проходящая через оптический центр объектива и перекрестие сетки нитей) должна быть перпендикулярна оси вращения трубы. Эта поверка сводится к определению коллимационной погрешности - горизонтального угла между фактическим положением визирной оси и требуемым. Для выполнения поверки наводят визирную ось трубы на удаленную, четко видимую на горизонте точку и снимают отсчеты по горизонтальному кругу при КП и КЛ. Отсчеты должны отличаться на 180° 00', в противном случае имеет место коллимационная погрешность.

Если коллимационная погрешность, определяемая по формуле С=(КЛ - КП)/2, превышает 2t, где t - точность отсчетного устройства, выполняют юстировку: вычисляют средний отсчет и устанавливают его на горизонтальном круге. В этом случае наблюдаемая точка не будет совпадать с перекрестием сетки нитей. Предварительно ослабив один вертикальный исправительный винт, двумя горизонтальными совмещают перекрестие сетки с наблюдаемой точкой. Результаты измерений и вычислений записывают в журнале определения коллимационной погрешности.

3.Место нуля вертикального круга (отсчет по ВК, когда визирная ось и ось цилиндрического уровня горизонтальны) должно быть близким к нулю или отличаться от нуля не более чем на 2t. Для поверки не менее двух раз определяют место нуля по формуле МО=(КЛ+КП)/2, где КЛ и КП - отсчеты по вертикальному кругу при наведении средней горизонтальной нити на точку. Если вычисленное значение место нуля недопустимо, устанавливают наводящим винтом трубы отсчет по вертикальному кругу равный вычисленному углу наклона на точку (n = КЛ - МО). Вращая вертикальные исправительные винты сетки нитей, предварительно ослабив один горизонтальный винт, совмещают среднюю горизонтальную нить с наблюдаемой точкой. Образцы записей отсчетов и вычислений С и МО приведены в журнале.

Способы измерения горизонтальных углов.

Для измерения горизонтальных углов в инженерной геодезии применяют способы приемов, круговых приемов и повторений.

Способ приемов. Над вершиной В измеряемого угла b=АВС (таблица 26.1) центрируют и горизонтируют теодолит, а на точках А и С устанавливают визирные цели. Измерение горизонтального угла способом приемов (способ отдельного угла) заключается в том, что один и тот же угол измеряется дважды, при двух положениях вертикального круга относительно зрительной трубы: при круге слева (КЛ) и при круге справа (КП). При переходе от одного приема к второму зрительную трубу переводят через зенит и смещают лимб горизонтального круга на 1 ...5 . Эти действия позволяют обнаружить возможные грубые ошибки при отсчетах на лимбе и уменьшить приборные погрешности. Так как лимб оцифрован по ходу часовой стрелки наведение зрительной трубы принято выполнять сначала на правую точку, а затем на левую. Контролем измерений горизонтального угла является разность значений угла, полученная из двух измерений (КЛ и КП), не превышающая двойную точность отсчетного устройства, т.е. b_кл - b_кп £ 2t.

Журнал измерении горизонтальных углов

Точки		Отсчеты по горизонтальному            кругу	Угол	Средний     угол
Стояния	Наблюдения
1	2	3	4	5
С	A            B            A            B	158016’       КП     112014’     156038’       КЛ     110037’	46002’ 46001’	46001,5’

Cпособ круговых приемов применяется при измерении нескольких горизонтальных углов с общей вершиной М (таблица 26.2) и выполняется двумя полуприемами, при двух положениях вертикального круга КЛ и КП. При визировании на начальную точку 1 отсчет по горизонтальному кругу при КЛ устанавливают чуть больше нуля, в нашем примере 0 01.5'. Затем наводят трубу последовательно по ходу часовой стрелки на точки 2, 3, 4, 1 и берут отсчеты. Разность начального и конечного отсчетов на точку 1 не должна превышать двойную точность отсчетного устройства.

Второй полуприем наблюдений при КП выполняют против хода часовой стрелки при первоначальной установке горизонтального круга в последовательности 1, 4, 3, 2, 1. Убедившись в допустимости начального и конечного отсчетов, вычисляют: значения двойной коллимационной погрешности 2с=КЛ-КП+180° , средние отсчеты по направлениям а_i=(КЛ_i+КП_i)/2-180° , среднее направление на начальную точку 1 из четырех отсчетов, приведенные направления.

Для повышения точности измерений делают несколько круговых приемов, а перед каждым приемом горизонтальный круг переставляют.

Способ повторений позволяет несколько повысить точность измерений отдельного горизонтального угла за счет уменьшения погрешностей отсчетов на результат измерений. Сущность способа заключается в многократном (n) откладывании на лимбе величины измеряемого угла. Отсчеты берут только в начале (a) и в конце (b) наблюдений, а значение угла b вычисляют по формуле

b = (b-a)/n .

Погрешности, влияющие на точность измерения горизонтальных углов.

На точность измерения горизонтальных углов влияют следующие основные погрешности:

1) центрирования (установка оси вращения теодолита над вершиной измеряемого угла, максимальное значение которой равняется Δс^. p/d),

2) редуцирования (внецентренное положение визирной цели, вычисляемой по формуле аналогичной погрешности центрирования),

3) визирования (зависит от увеличения зрительной трубы и составляет величину 60"/v),

4) отсчетов на лимбе, принимаемой равной половине точности отсчетного устройства, т.е. m_o= t/2.

При соблюдении методики угловых измерений техническими теодолитами влияние погрешностей за центрирование и редуцирование можно свести к пренебрегаемо малым величинам. Тогда, главное влияние на точность измерения оказывают погрешности отсчетов по лимбу. Учитывая это, определим среднюю квадратичную погрешность измерения угла. При измерении угла после наведения на точки делаются отсчеты по лимбу со средней квадратичной погрешностью m_o = t/2. Эту погрешность можно принять за погрешность направления измеряемого угла, т.к. другие виды погрешности не оказывают существенного влияния.

Погрешность угла как разности двух направлений m_b' = m_oÖ2 = (t/2) ^. Ö2.

Средняя квадратическая погрешность угла, измеренного дважды при КЛ и КП,

m_b = (t/2) ^. Ö2 / Ö2 = t/2.

Средняя квадратичная погрешность разности двух значений угла в полуприемах:

m_d = mb' Ö2 =(t/2) ^. Ö2 ^. Ö2 = t,

а предельная погрешность с вероятностью 95% принимается равной удвоенной, т.е.

m_d(пред) = 2m_d = ±2t. Таким образом, разность между значениями угла в полуприемах не должна превышать двойной точности отсчетного устройства.

Измерение вертикальных углов.

Измерение углов наклона n производится при помощи вертикального круга после приведения теодолита в рабочее положение. Наведение на визирную цель выполняют средним горизонтальным штрихом сетки зрительной трубы, при этом следят, чтобы пузырек цилиндрического уровня находился в нуль-пункте.

Чтобы получить n (рис.28), необходимо определить место нуля (МО) вертикального круга (ВК) - отсчет по ВК, когда визирная ось зрительной трубы горизонтальна, а пузырек цилиндрического уровня находится на середине - необходимо навести среднюю нить на четко видимую точку и снять отсчеты П и Л по вертикальному кругу соответственно при КП и КЛ.

Журнал измерения вертикальных углов

Точки стояния	Точки наблюдения	Положение круга	Отсчеты по вертикальной шкале	Вертик. угол	Место нуля
2	5	КЛ	7043’00”	7046’30”	-0003’30”
	5	КП	7050’00”

МО и n применительно к различным теодолитам вычисляются по следующим формулам:

МО= (Л+П) / 2 – для 2Т30

МО=(Л+П±180°) / 2 – для ТОМ, Т30

n=Л –МО, n=МО –П (2Т30), n=МО – П ±180° (ТОМ,Т30)

Пример. Отсчеты по вертикальному кругу теодолита Т30 при наведении зрительной трубы на одну и ту же точку Л = 7° 11', П = 172° 53'. Тогда,

7° 11'+ 172° 53'- 180°

МО = ----------------------- = + 0° 02';

2

n = 7° 11' - (+0° 02') = 7° 09'.

При измерениях вертикальных углов величина МО не должна превышать двойной точности отсчетного устройства. На заводе при сборке теодолитов величину МО устанавливают близкой 0° 00' при этом стремятся чтобы визирная ось совпадала с оптической. Поэтому изменять величину МО больше чем на 2' не рекомендуется, так как отклонение визирной оси от оптической будет значительным при перефокусировке трубы.

Лабораторная работа № 1

Изучение устройства   теодолитов 2Т30 и 2Т5К. Отсчитывание по микроскопу.

Лабораторная работа № 2

Измерение горизонтальных углов способом приемов

Лабораторная работа № 3

Выполнение основных поверок теодолитов 2Т30 и 2Т5К

Лабораторная работа № 4

Измерение вертикальных углов. Определение место нуля (МО)

Тема 1.7. Теодолитные  работы.

          Целью производства теодолитных работ является составление теодолитной съемки, выполнение которой складывается из следующих этапов:

1.     Камеральная подготовка материалов.

Составляется схема расположения пунктов геодезического обоснования.

Отыскиваются координаты этих пунктов.

2.     Рекогносцировка местности – разведка местности, осмотр и уточнение на месте трассы ВЛ, закрепление углов поворотов.

3.     Полевые измерительные работы – точки поворота теодолитного хода намечаются так, чтобы над ней можно было установить теодолит для измерения угла, чтобы хорошо просматривались предыдущие и последующие точки, чтобы длины сторон не превышали 100 м и не были короче 50 м. Измерения производятся с максимальной точностью. Одновременно с измерениями в полевом журнале составляется схематический план снимаемого участка местности, который ориентируется по сторонам горизонта. Эта схема называется «Абрис».

4.     Камеральная обработка результатов полевых измерений.

Уравнение углов поворота  теодолитного хода.

                   В процессе выполнения теодолитных  работ, выполняются теодолитных ходы, которые могут быть замкнутые и разомкнутые. (рисунок)

Из геометрии известно, что сумма углов многоугольника теоретическая равна

∑β_т = 180° ( n - 2 )     где n – число углов хода

Сумма углов практическая равна ∑β_п = β₁ + β₂ + β₃ + β₄ .....+ β_n 

Практическое измерение углов сопровождается рядом ошибок, что приводит к некоторому отклонению суммы измеренных углов ∑β_п от теоретической. Это отклонение носит название угловой невязки f_β и вычисляется так:

f_β = ∑β_п - ∑β_т  эта невязка не должна превышать предельную величину, которая определяется по формуле:

∆β = ± 1 √ n      где n – число углов хода,  ∆β – допустимая ошибка,

необходимо что бы   f_β ≤ ∆β.

          В том случае, когда угловая невязка допустима, т.е. меньше или равна предельной, вводят поправки во все измененные углы, с 3-мя условиями

1. с обратным знаком

2. красной пастой

3. с таким расчетом, что бы исчезли дробные значения минут.

Если угловая невязка не допустима, т.е. больше предельной, то все углы нужно перемерять заново.

Вычисление дирекционных углов теодолитного хода

Для замкнутого теодолитного хода, Дирекционный угол для начальной линии должен быть известен (рисунок)

α₁ = α_н  + 180° - β₂   

α₂ = α₁  + 180° - β₃  и т.д.  

          α_n = α_n-1  + 180° - β_n  - дирекционный угол для данной линии равен дирекционному углу предшествующей линии, + 180° , минус правый горизонтальный угол, лежащий между этими линиями.

          Для разомкнутого теодолитного хода  углы начальной и конечной линиями, должны бать известны.  (рисунок)

Формулы те же     α_к = α_n-1  + 180° - β_n  отсюда следует, что теоретическая сумма правых углов равна                ∑β_т  = α_н – α_к  + 180° n    

где   ∑β_т  - сумма всех углов теоретическая

α_н – дирекционный угол начальной линии;    α_к  - дирекционный угол конечной линии    

Теоретическая сума правых углов разомкнутого теодолитного хода равна разности дирекционных углов начальной и конечной линии + 180° , умноженной на число измеренных углов теодолитного хода.

Отсюда, угловая невязка для разомкнутого теодолитного хода будет равна

          f_β = ∑β_п - ∑β_т  

Вычисление румбов производится по таблице взаимосвязи дирекционных углов и румбов. 

Вычисление приращения координат и их исправление.

          После уравнения углов поворота, вычисления дирекционных углов и румбов сторон вычисляют приращения координат

∆x  и  ∆y – приращение координат – проекции линии на оси координат

Рисунок.

x_b =  x_a + ∆x              y_b =  y_a + ∆y

∆x  и  ∆y  из прямоугольного треугольника равны

∆x = d cos α               ∆y = d sin α

Следовательно

∑∆x_пр = ∆x₁ ± ∆x₂ ± ……∆x_n

∑∆y_пр = ∆y₁ ± ∆y₂ ± ……∆y_n

∑∆x_т = x_к -  x_н

∑∆y_т = y_к -  y_н                        

Теоретические суммы приращения координат по оси x и по оси y равны разности координат начальных и конечных точек этой линии.

Отсюда невязка приращения координат по оси  x  и  y будет равна

f_x = ∑∆x_пр - ∑∆x_т

 f_y = ∑∆y_пр - ∑∆y_т

а абсолютная невязка будет равна

f_абс = √ f_x + f_y

f_абс ≤ ∑d / 2000  - если это условие выполняется, то полученные f_x и f_y  вносят виде поправок во все ∆x и ∆y с 3-мя условиями:

1.     с обратным знаком

2.     красной пастой

3.     пропорционально данной линии

Вычисление координат точек теодолитного хода производятся при помощи прямой геодезической задачи.

x_b =  x_a ± ∆x_испр              y_b =  y_a ± ∆y_испр

Практическая работа №  3

Тема 1.8. Нивелирные работы.

(Голубкин § 60)

Нивелированием называются определение превышений между отдельными точками земной поверхности с последующим вычислением высот этих точек, относительно отсчетной уровенной поверхности.

 Методы нивелирования:1. геометрическое,2. тригонометрическое, 3. физическое,4.  механическое,5. стереофотограмметрическое.

Геометрическое нивелирование производится горизонтальным визирным лучом, который получают  при помощи  нивелиров и нивелирных реек.

(Рисунок)

Тригонометрическое нивелирование выполняют наклонным лучом при помощи нивелира и реек и превышение вычисляют по тригонометрическим формулам.

(Рисунок)

Способы физического нивелирования основаны на законах природы

Гидростатическое нивелирование основано на свойстве  жидкости занимать в сообщающихся сосудах одинаковую высоту

Барометрическое нивелирование использует зависимость высот точек местности от величины атмосферного давления в этих точках.

Радиолокационное нивелирование производят с летательных аппаратов посредством определения длины пути прохождения электромагнитных волн отраженных от земной поверхности.

Механическое нивелирование производят при помощи специального прибора, основанного на действии отвеса.

Стереофотограмметрическое нивелирование – аэрофотосъемка.

Геометрическое нивелирование выполняется горизонтальным лучом визирования. Перед нивелированием точки на местности закрепляют колышками, костылями, башмаками, на которые устанавливают вертикально нивелирные рейки. Место установки нивелира для работы называют станцией, а расстояние  от нивелира до рейки - плечом нивелирования.

Способы нивелирования.

(Голубкин § 62)

Существует 2 способа  геометрического нивелирования:

 из середины и вперед.

При нивелировании вперед нивелир ставят так, чтобы его окуляр находился над точкой А, измеряют высоту прибора i, затем визируя на рейку, отвесно поставленную в точке В, берут отсчет b. В этом случае превышение h будет равно                       h = i - b.                              (Рисунок)

При нивелировании из середины повышается точность измерительных работ, т.к. исключаются неизбежные погрешности нивелира:

1.     Неполное совпадение оптической оси зрительной трубы с её геометрической осью.

2.     Несовершенная выверка и юстировка уровней.

3.     Непараллельность оптической оси зрительной трубы и оси цилиндрического уровня.

  Нивелир устанавливается примерно на равных расстояниях от реек, поставленных на точки А и В, а превышение вычисляют по формуле:

                           h = a - b,         Н_В = Н_А + h.

где а и b - отсчеты в мм по рейкам, установленным соответственно на задней по ходу движения при нивелировании и передней точках.

Знак превышения h получится положительным, если А больше В, и отрицательным, если А меньше В. Если известна высота Н_А задней точки А, то высота передней точки В  вычисляют по формуле

Н_В = Н_А + h.

Так как, при  равных расстояниях обеих нивелирных реек от  нивелира оба отсчета изменяются на одну и ту же величину.

Теоретическая сумма превышений между точками с известными высотами, равна разности высот конечной и начальной точек.

    ∑h_т = Н_к -  Н_н .

Нивелирные геодезические знаки

(Голубкин § 63 с. 156-158)

Для самостоятельного конспектирования.

Классификация и устройство технических нивелиров.

(Голубкин § 64)

Нивелир – геодезический высотомер для определения и построения превышений горизонтальным визирным лучом, т.е. геометрическим методом. Рабочим положением нивелира считают такое, когда при его вращении визирный луч описывает поверхность, близкую к горизонтальной плоскости.

Основными частями нивелира являются: зрительная труба и поставка с 3-мя подъемными винтами.

В зависимости от устройств, применяемых для приведения визирной оси трубы в горизонтальное положение, нивелиры изготавливают двух видов - с цилиндрическим уровнем на зрительной трубе  и с компенсатором.

По точности нивелиры делятся на 3 класса:

1 класс  -   высокоточные, допускающие ошибку не более 0,5 мм на 1 км хода Н-05;

2 класс -  точные, допускающие ошибку не более 3 мм на 1 км хода Н-3;

3 класс -  технические, допускающие ошибку не более 10 мм на 1 км хода Н-10

Число в названии нивелира означает среднюю квадратическую погрешность в мм нивелирования на 1 км двойного хода.

Для установки нивелира в рабочее положение его закрепляют на штативе становым винтом и вращением сначала двух, а затем третьего подъемных винтов приводят пузырек круглого уровня на середину. Отклонение пузырька от середины допускается в пределах второй окружности. В этом случае диапазон работы элевационного винта позволит установить пузырек цилиндрического уровня в нульпункт и установить визирную ось зрительной трубы в горизонтальное положение при соблюдении главного условия (для нивелира с цилиндрическим уровнем UU1 WW1). Приближенное наведение на нивелирную рейку выполняют с помощью мушки, расположенной сверху зрительной трубы. Более точное наведение осуществляют вращением наводящего винта зрительной трубы, которую перед отсчетом по рейке предварительно устанавливают по глазу (вращением окуляра) и по предмету (вращением кремальеры) для четкого совместного изображения сетки нитей и делений на нивелирной рейке. Перед отсчетом по средней нити тщательно совмещают концы пузырька цилиндрического уровня в поле зрения трубы, медленно вращая элевационный винт.

Уравнивание превышенийи вычисление высот связующих и промежуточных точек

Для технического нивелирования используют нивелиры Н-10, Н-3 и рейки РН-3, РН-10. Работу на станции выполняют в следующей последовательности:

1. На крайние точки A и В нивелируемой линии устанавливают рейки, и примерно на равном удалении от них - нивелир. Неравенство плеч на станции не должно превышать 10 м;

2. Нивелир приводят в рабочее положение, наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет по черной ее стороне а_ч;

3. Наводят трубу на переднюю рейку и берут отсчеты сначала по черной, а затем по красной стороне b_ч и b_к;

4. Наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет по красной стороне а_к;

5. Если кроме крайних точек A и B необходимо определить высоты точек C₁, C₂,..., C_n промежуточных точек, то заднюю рейку последовательно устанавливают на эти точки и берут отсчеты C₁, C₂,..., C_n по черной стороне. При выполнении ответственных работ отсчеты на промежуточных точках производят по обеим сторонам рейки. При использовании уровенных нивелиров перед каждым отсчетом пузырек приводят в нуль-пункт;

6. Для контроля вычисляют разность нулей передней РО_п=а_к-а_ч и задней РО_з=b_к-b_ч. Расхождение разности нулей по абсолютной величине не должно превышать 5 мм;

7. На каждой станции вычисляют значения превышений, определяемых по черным и красным сторонам реек: h_ч=а_ч-b_ч, h_к=а_к-b_к. Измерения считают выполненными правильно, если h_ч-h_к<5 мм;

В техническом нивелировании расстояние от нивелира до реек не должно превышать 120 м. Высоту передней точки вычисляют по формуле Н_B=Н_A+h. Высоты промежуточных точек удобно вычислять через горизонт прибора (ГП). ГП - высота визирного луча над исходной уровенной поверхностью. ГП=Н_A+а=Н_B+b. Высоты промежуточных точек Н_Ci=ГП-C_i.

Случайные и систематические погрешности при нивелировании возникают вследствие недостаточной точности нивелира и реек, неполной юстировки нивелира, влияния внешней среды и нарушении методики измерений.

Для уменьшения приборных погрешностей превышения рекомендуется измерять способом из середины по двум сторонам реек, а рейки удерживать отвесно на устойчивых предметах. Предельные расстояния от нивелира до реек ограничивают 100-120 м, погрешности измерений превышений на станции в этом случае не превысят 5 мм.

Полевые проверки и юстировки уровенных нивелиров.

1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.

При проверке, подъемными винтами подставки пузырек круглого уровня приводят в нуль-пункт и верхнюю часть нивелира поворачивают на 180° вокруг оси ращения нивелира. Если пузырек остался в нуль-пункте -условие выполнено. Если же отклонился, вращением юстировочных винтов его возвращают к центру ампулы до половины дуги отклонения. Проверку повторяют.

2. Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна к оси вращения нивелира. Вращая зрительную трубу наводящим винтом, следят, изменяется ли отсчет при перемещении изображения рейки от одного края поля зрения к другому. Если отсчет изменяется больше чем на 1 мм, диафрагму с сеткой необходимо развернуть в требуемое положение, ослабив крепящие ее винты.

3.Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы. Это условие, называемое главным, проверяют двойным нивелированием пары точек способом "из середины" и "вперед"(рис.33). Для этого закрепляют неподвижно две нивелирные рейки

на расстоянии 60-90 м, а нивелир устанавливают между ними на середину с погрешностью 1 м. Расстояния до реек измеряют нитяным дальномером. Определяют превышение между рейками при двух горизонтах прибора, как разность отсчетов на заднюю и переднюю рейки. Превышение, полученное при одном горизонте прибора, не должно отличаться от превышения, полученного при втором горизонте прибора, не более 3 мм. Затем выбирают вторую станцию на расстоянии предела фокусирования (2...3 м) от одной из реек и берут по ней отсчет, который считают свободным от влияния непараллельности оси цилиндрического уровня и визирной оси. Используя этот отсчет и превышение, полученное на первой станции вычисляют отсчет по дальней рейке. Если вычисленный отсчет отличается от наблюдаемого более чем на 3 мм, устанавливают вычисленный отсчет на

рейке элевационным винтом, а исправительными винтами цилиндрического уровня (двумя вертикальными, предварительно ослабив один горизонтальный) приводят пузырек на середину.

Тема 1.9 Инженерные изыскания трасс ВЛ
Особенности инженерных изысканий трасс ВЛ

Воздушные линии представляют собой электросетевые линейные сооружения. Большая протяженность обусловливает их прохождение по различным видам местности (населенной, ненаселенной и труднодоступной, по лесным массивам, зеленым насаждениям, пахотным и культурным землям) с большим количеством пересечений с другими инженерными сооружениями (автомобильными и железными дорогами, ВЛ, ЛС, ЛПВ, подземными, наземными и другими инженерными коммуникациями), а также естественными преградами (реки, озера, овраги и т. д.).
Значительная удельная стоимость ВЛ, а также высокие требования к ней по части надежности в течение всего срока эксплуатации и долговечности (30...40 лет) вызывают необходимость проведения инженерных изысканий в полном объеме при высоком качестве изыскательских работ.
В целях рационального использования средств на инженерные изыскания трасс ВЛ необходимо учитывать особенности их прохождения по местности вблизи существующих инженерных сооружений и коммуникаций, промышленных зон и жилой застройки. По возможности необходимо максимально использовать изыскательские и проектные материалы на эти объекты, обеспечивая инженерные изыскания с минимальными затратами.
Для принятия оптимальных проектных решений следует изучать опыт эксплуатации аналогичных ЛЭП, ЛС и ЛПВ. Это относится, в частности, к инженерно-геологическим, гидрологическим и метеорологическим изысканиям.

Инженерные изыскания трасс ВЛ по населенной местности и промышленным зонам

Изыскания проводят согласно пп. 1.5...1.10 настоящего Руководства. Для выполнения изысканий на этапе предпроектных работ организуется рабочая группа представителей, в которую входят:
- Заказчик проекта;
- проектно-изыскательская организация (ГИП или опытный проектировщик, инженеры-изыскатели - геодезист, геолог, метеоролог);
- представители от служб эксплуатации инженерных коммуникаций.
Рабочая группа представителей выявляет и собирает необходимые для проекта исходные материалы ранее выполненных изысканий:
- планы в М 1:2000, 1:1000 или 1:500;
- данные по инженерной геологии и гидрометеорологии в районе прохождения трассы ВЛ.
При этом особое внимание обращают на сбор планов, расположение и технические характеристики подземных, наземных и надземных технических сооружений с привлечением представителей-владельцев, эксплуатирующих существующие и проектируемые сооружения.
При недостаточной информации рабочая группа принимает решение об инструментальном поиске подземных сооружений (с применением приборов, трубо- и кабелеискателей).
При отсутствии приборов поиска коммуникаций для уточнения их положения на территории населенных пунктов, промышленных зон рекомендуется ручное шурфование в присутствии представителей эксплуатирующих служб и организаций с соблюдением правил техники безопасности.
Заказчик проекта для окончательного уточнения и согласования положения трассы ВЛ  в пределах населенного пункта, промышленной зоны организует комиссию из представителей:
- управления (отдела) архитектуры и строительства;
- служб подземного и коммунального хозяйства;
- владельцев всех пересекаемых и параллельно следуемых коммуникаций;
- организаций, проектирующих другие коммуникации в районе населенного пункта, промышленной зоны и др.
В результате изысканий Заказчик выдает проектно-изыскательской организации задание на проектирование ВЛ.
Изыскания для разработки проекта в населенных пунктах, промзонах выполняют в соответствии с техническим заданием, выданным ГИПом. Состав и порядок выполнения изыскательских работ регламентируются главами 1.5... 1.10 настоящего Руководства.

Для трасс ВЛ , проходящих по улицам (проездам) населенных пунктов сложной, хаотичной застройки и расположенных на склонах гор, ущелий, при отсутствии необходимого и достаточного для проектирования планового материала М 1:2000 и крупнее предусматривают наземную топографическую съемку (тахеометрическую, мензульную) населенных пунктов и инженерных сооружений или используют материалы космической и аэрофотосъемки.

Инженерные изыскания трасс ВЛ  в ненаселенной местности

Работы ведутся согласно требованиям, изложенным в главах 1.5...1.10 настоящего Руководства.

Перед началом работ Заказчик получает разрешение в местных административных органах на изыскания трассы ВЛ напряжением 6-20 кВ, а бригада изыскателей обязана зарегистрировать в местных органах дату начала изыскательских работ.
Методика камеральной обработки результатов измерений при инженерно-геодезических, геологических, гидрометеорологических изысканиях и структура отчетных материалов приведены в главах 1.7 (п. 7), 1.8 (п. 4), 1.9 и 1.10 настоящего Руководства.
Содержание отчетных материалов инженерных изысканий трасс ВЛ

Окончательная обработка материалов изысканий включает в себя составление и оформление технического отчета, в который входят:
1. Пояснительная записка (приводятся: описание трассы, характеристика условий строительства, рельеф местности, пересекаемые инженерные сооружения и коммуникации, обеспеченность подъездными дорогами и возможность проезда непосредственно по трассе).
2. Техническое задание на проведение изыскательских работ (П20).
3. План трассы и всех пересекаемых сопутствующих сооружений, а также обзорный план трассы (П7...П9).
4. План выходов трассы от существующих (проектируемых) ПС в М 1:1000 или 1:500 (П10).
5. Продольные профили, выполняемые согласно техническому заданию в М 1:5000 или 1:2000 (горизонтальные) и 1:500 или 1:200 (вертикальные), (П12...П14).
6. Детали пересечений инженерных сооружений в М 1:2000 или 1:1000 (горизонтальные) и 1:200 или 1:100 (вертикальные), П12...П14.
7. Ведомости прямых и углов.
8. Ведомости переходов через ВЛ, ЛС и ЛПВ (П6).
9. Ведомости пересекаемых границ пахотных и культурных земель, лесных массивов, зеленых насаждений и других земель (П3, П4).
10. Ведомости автомобильных дорог, переходов через автомобильные и железные дороги и других инженерных сооружений и коммуникаций, предусмотренных в главе 2.5 ПУЭ-98 (П5).
11. Инженерно-геологическое заключение и рекомендации для проектирования.
12. Гидрологическое описание переходов через пересекаемые водотоки II и III группы сложности.
13. Климатическая характеристика района трассы и рекомендации для проектирования.
14. Кроки привязки углов трассы к местным ориентирам (15).
15. Акт сдачи трассы Заказчику (П17).

Тема 1.10 Понятие о геодезических разбивочных работах

Разбивка есть обратное по отношению к съемке геометрическое отображение плана (проекта) сооружения на местность. В соответствии с этим, процесс съемки сопровождается измерением углов и длин отрезков, а процесс разбивки — отложением этих величин на местности. Точность съемочных работ определяется графической точностью плана и принимается обычно равной 0,1 мм в масштабе плана. Для наиболее крупного масштаба съемки 1:500 эта точность составляет 50 мм.

Точность же разбивочных работ зависит от допусков на геометрические параметры и размеры строящихся сооружений. Эти допуски имеют порядок 1—50 мм, поэтому точность разбивочных работ, как правило, выше точности съемочных. При этом следует различать два вида точности разбивочных работ:

— точность определения положения точек одного сооружения относительно других объектов или сооружений. Эта точность в зависимости от класса сооружения и взаимосвязи его с окружающими объектами может колебаться от 10 до 100 и более мм;

— точность определения взаимного положения точек внутри одного сооружения. Эта точность на порядок выше. Она определяется допусками на изготовление и монтаж отдельных конструкций сооружений и имеет порядок 1 — 10 мм. При строительстве уникальных сооружений и монтаже промышленного технологического оборудования точность разбивки и выведения деталей конструкции в проектное положение достигает 0,01 мм. Для обеспечения такой высокой точности на объекте создается геодезическая разбивочная основа. Геометрической основой проекта сооружения при выносе его в натуру являются разби- вочные оси, относительно которых на рабочих чертежах проекта указывают расположение отдельных конструкций сооружений и их размеры. Обычно выделяют следующие виды разбивочных осей:

— главные, или оси симметрии сооружений (для линейных сооружений — их продольные оси);

— основные оси, определяющие форму и размеры сооружений;

— промежуточные или детальные оси отдельных элементов зданий и сооружений. На строительных чертежах продольные оси обычно подписывают буквами, а поперечные — арабскими цифрами в кружках

Высоты на чертежах задают обычно в условной системе. За начало отсчета высот здания принимают уровень чистого пола после отделки первого этажа, который принято называть исходным горизонтом. Пол любого другого этажа здания называют монтажным горизонтом.

Тема 1.11 Разбивочные работы и геодезический контроль при сооружении ВЛ

Разбивкой трассы ВЛ называют комплекс работ по определению на местности проектных направлений линии и мест установки опор.

Трасса должна быть проложена на местности так, чтобы после сооружения линии обеспечивались: нормальные условия движения транспорта и пешеходов, удобства эксплуатационного обслуживания и ремонта всех элементов линии.

Расстояния от опор ВЛ и проводов до различных подземных коммуникаций и надземных сооружений приведены ниже.

Наименование объекта сближения с трассой ВЛ	Наименьшие расстояния, м
Подземные трубопроводы, канализационные трубы и кабели	1
Пожарные гидранты, водоразборные колонки, колодцы (люки) подземной канализации	2
Бензинораздаточные колонки	5

Разбивку трассы воздушной линии начинают с того, что при помощи теодолита определяют направление первого прямолинейного участка линии, а затем по этому направлению устанавливают две вешки: одну в начале участка, а другую - на расстоянии 200 - 300 м от нее (в зависимости от условий видимости).

По полученному направлению в местах размещения опор, указанных в проекте, устанавливают временно вешки, которые визируют с концов участка линии для проверки правильности расположения их в створе сооружаемой ВЛ, а затем эти вешки удаляют, заменяя пикетными знаками.

На каждом пикетном знаке указывают его номер, а также проектный номер опоры, подлежащей установке в этом месте. Пикетные знаки располагают в центре будущих котлованов.

Котлованы под одностоечные опоры и А-образные опоры, устанавливаемые вдоль створа линии, должны длинной частью располагаться по оси трассы, а котлованы под А-образные опоры, устанавливаемые поперек створа линии, - перпендикулярно оси трассы ВЛ.

В пункте изменения направления линии на А-образной угловой опоре необходимо предварительно произвести разбивку угла поворота трассы. Для этого, приняв опору за вершину угла (см. рисунок), откладывают по направлению обеих сторон угла равные отрезки АВ и АС. Затем соединяют точки В и С, а середину отрезка ВС соединяют с точкой А.

Разбивка котлована под угловую анкерную (А-образную) опору

Прямая AD и будет биссектрисой угла. Котлованы под опоры ВЛ будут находиться на этой биссектрисе и должны быть отдалены от точки А на одинаковые расстояния, определяемые раствором ног устанавливаемой опоры.

Разбивку котлованов под А-образные опоры целесообразно производить при помощи специальных шаблонов, применение которых позволяет быстро и наиболее точно выполнить эту операцию.

Углы поворота линии обозначают угловыми знаками. На угловом пикетном знаке указывают его номер, величину угла поворота линии и проектный номер опоры.

Произведенную разбивку трассы на местности сверяют с проектом. Имеющиеся отклонения от проекта устраняют или согласовывают с проектной организацией, а затем приступают к рытью котлованов под опоры.

3. РАЗБИВОЧНЫЕ РАБОТЫ В ПРОЦЕССЕ СТРОИТЕЛЬСТВА

3.1. Разбивочные работы в процессе строительства должны обеспечивать вынос в натуру от пунктов геодезической разбивочной основы с заданной точностью осей и отметок, определяющих в соответствии с проектной документацией положение в плане и по высоте частей и конструктивных элементов зданий (сооружений).

3.2. Точность разбивочных работ в процессе строительства следует принимать, руководствуясь данными, приведенными в табл. 2.

В случаях строительства по проектной документации, содержащей допуски на изготовление и возведение конструкций зданий (сооружений), не предусмотренные стандартами, нормами и правилами, необходимую точность разбивочных работ следует определять специальными расчетами по условиям, заложенным в проектной документации.

Если два или несколько зданий (сооружений) связаны единой технологической линией или конструктивно, расчет точности разбивочных работ следует выполнять как для одного здания (сооружения).

3.3. Разбивочные работы для монтажа технологического оборудования и строительных конструкций необходимо выполнять с точностью, обеспечивающей соблюдение допусков, предусмотренных соответствующими нормами и правилами, государственными стандартами или техническими условиями, а также проектной документацией.

3.4. Непосредственно перед выполнением разбивочных работ исполнитель должен проверить неизменность положения знаков разбивочной сети здания (сооружения) путем повторных измерений элементов сети.

3.5. При устройстве фундаментов зданий (сооружений), а также инженерных сетей разбивочные оси следует переносить на обноску или на другое устройство для временного закрепления осей. Вид обноски и место ее расположения следует указывать на схеме размещения знаков.

3.6. Разбивочные оси, монтажные (ориентирные) риски следует наносить от знаков внешней или внутренней разбивочных сетей здания (сооружения) . Количество разбивочных осей, монтажных рисок, маяков, места их расположения, способ закрепления следует указывать в проекте производства работ или в проекте производства геодезических работ.

3.7. Внутренняя разбивочная сеть здания (сооружения) создается в виде сети геодезических пунктов на исходном и монтажных горизонтах здания (сооружения). Схема внутренней разбивочной сети здания на исходном горизонте приведена в справочном приложении 6.

Вид, схему, точность, способ закрепления пунктов внутренней разбивочной сети здания (сооружения) следует приводить в проекте производства работ или в проекте производства геодезических работ.

3.8. Точность построения внутренней разбивочной сети здания (сооружения) следует принимать, руководствуясь данными, приведенными в табл. 2.

3.9. Создание внутренней разбивочной сети здания (сооружения) на исходном горизонте следует выполнять с привязкой к пунктам внешней разбивочной сети, а на монтажном горизонте - к пунктам внутренней разбивочной сети исходного горизонта.

3.10. Правильность выполнения разбивочных работ должна проверяться путем проложения контрольных геодезических ходов (в направлениях, не совпадающих с принятыми при разбивке) с точностью не ниже, чем при разбивке. Предельные (допустимые) отклонения d следует определять по формуле

d = tm,

где t - величина, равная 2; 2,5; 3; определяется при разработке проекта производства работ или проекта производства геодезических работ;

m - средняя квадратическая погрешность; принимается по табл. 2.

3.11. Передачу точек плановой внутренней разбивочной сети здания (сооружения) с исходного на монтажный горизонт следует выполнять методами наклонного или вертикального проектирования (проецирования) в зависимости от высоты здания (сооружения) и его конструктивных особенностей (согласно обязательному приложению 5).

3.12. Точность передачи точек плановой внутренней разбивочной сети здания (сооружения) с исходного на монтажный горизонт следует контролировать путем сравнения расстояний и углов между соответствующими пунктами исходного и монтажного горизонтов.

3.13. Высотную разбивку положения конструкций здания (сооружения), а также перенесение отметок с исходного горизонта на монтажный, как правило, следует выполнять методом геометрического нивелирования или другим методом, обеспечивающим соответствующую точность, от реперов разбивочной сети здания (сооружения). Количество реперов, от которых переносятся отметки, должно быть не менее двух.

3.14. При выполнении работ по передаче отметок с исходного горизонта на монтажный отметки реперов на исходном горизонте здания (сооружения) надлежит принимать неизменными независимо от осадок основания. Отступление от этого требования допустимо при наличии специальных обоснований в проектной документации.

3.15. Перенесенные на монтажный горизонт отметки должны быть в пределах отклонений, которые определяются по формуле.

За отметку монтажного горизонта, как правило, принимается среднее значение величин перенесенных отметок.

3.16. Результаты измерений и построений при создании внутренней разбивочной сети на исходном и монтажных горизонтах следует фиксировать путем составления схем местоположения знаков, закрепляющих оси, отметки и ориентиры.

3.17. При передачи отдельных частей здания (сооружения) от одной строительно-монтажной организации другой необходимые для выполнения последующих геодезических работ знаки, закрепляющие оси, отметки, ориентиры и материалы исполнительных съемок должны быть переданы по акту согласно обязательному приложению 13.

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ТОЧНОСТИ
ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЗДАНИЙ (СООРУЖЕНИЙ)
И ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ СЪЕМКИ

4.1. В процессе возведения зданий (сооружений) или прокладки инженерных сетей строительно-монтажной организацией (генподрядчиком, субподрядчиком) следует проводить геодезический контроль точности геометрических параметров зданий (сооружений), который является обязательной составной частью производственного контроля качества.

4.2. Геодезический контроль точности геометрических параметров зданий (сооружений) заключается в:

а) геодезической (инструментальной) проверке соответствия положения элементов, конструкций и частей зданий (сооружений) и инженерных сетей проектным требованиям в процессе их монтажа и временного закрепления (при операционном контроле);

б) исполнительной геодезической съемке планового и высотного положения элементов, конструкций и частей зданий (сооружений), постоянно закрепленных по окончании монтажа (установки, укладки), а также фактического положения подземных инженерных сетей.

Исполнительную геодезическую съемку подземных инженерных сетей следует выполнять до засыпки траншей.

4.3. Контролируемые в процессе производства строительно-монтажных работ геометрические параметры зданий (сооружений), методы геодезического контроля, порядок и объем его проведения должны быть установлены проектом производства геодезических работ.

4.4. Перечень ответственных конструкций и частей зданий (сооружений), подлежащих исполнительной геодезической съемке при выполнении приемочного контроля, должен быть определен проектной организацией.

4.5. Геодезический контроль точности геометрических параметров зданий (сооружений), в том числе исполнительные геодезические съемки на всех этапах строительства, следует осуществлять организациям, выполняющим эти работы.

4.6. Плановое и высотное положение элементов, конструкций и частей зданий (сооружений), их вертикальность, положение анкерных болтов и закладных деталей следует определять от знаков внутренней разбивочной сети здания (сооружения) или ориентиров, которые использовались при выполнении работ, а элементов инженерных сетей - от знаков разбивочной сети строительной площадки, внешней разбивочной сети здания (сооружения) или от твердых точек капитальных зданий (сооружений). Перед началом работ необходимо проверить неизменность положения пунктов сети и ориентиров.

4.7. Погрешность измерений в процессе геодезического контроля точности геометрических параметров зданий (сооружений), в том числе при исполнительных съемках инженерных сетей, должна быть не более 0,2 величины отклонений, допускаемых строительными нормами и правилами, государственными стандартами или проектной документацией.

В случае строительства по проектной документации, содержащей допуски на изготовление и возведение конструкций зданий (сооружений), не предусмотренные стандартами, нормами и правилами, необходимую точность измерений надлежит определять специальным расчетом, выполняемым в проекте производства геодезических работ.

4.8. Результаты геодезической (инструментальной) проверки при операционном контроле должны быть зафиксированы в общем журнале работ.

4.9. По результатам исполнительной геодезической съемки элементов, конструкций и частей зданий (сооружений) следует составлять исполнительные схемы (согласно справочному приложению 14), а для подземных инженерных сетей - исполнительные чертежи, как правило, в масштабе соответствующих рабочих чертежей (согласно справочному приложению 15), отражающие плановое и высотное положение вновь проложенных инженерных сетей. В необходимых случаях как приложение следует составлять каталог координат и высот элементов сетей.

4.10. Исполнительные схемы и чертежи, составленные по результатам исполнительной съемки, следует использовать при приемочном контроле, составлении исполнительной документации и оценке качества строительно-монтажных работ.

4.11. Графическое оформление результатов исполнительных съемок следует осуществлять на основе стандартов ЕСКД СПДС с использованием при необходимости Правил начертания условных знаков на топографических планах подземных коммуникаций масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500, утвержденных ГУГК.

4.12. При приемке работ по строительству зданий (сооружений) и инженерных сетей заказчик (застройщик), осуществляющий технический надзор за строительством, должен выполнять контрольную геодезическую съемку для проверки соответствия построенных зданий (сооружений) и инженерных сетей их отображению на предъявленных подрядчиком исполнительных чертежах.

4.13. Все изменения, внесенные в проектную документацию в установленном порядке, и допущенные отклонения от нее в размещении зданий (сооружений) и инженерных сетей следует фиксировать на исполнительном генеральном плане.

 

УСЛОВИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ УГЛОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Процессы, условия измерений, тип приборов	Средние квадратические погрешности результатов угловых измерений, с
	3	5	10	20	30	45
Центрирование теодолита и визирных целей	Оптическим центриром				Оптическим центриром, нитяным отвесом
Фиксация центров знаков	Чертилкой		Керном	Карандашом, шпилькой		Шпилькой
Типы теодолитов по ГОСТ 10529-79 или им равноточные	Т2 и модификации	Т5 и модификации			ТЗО и модификации
Количество приемов	3		2		1

 

 

 

УСЛОВИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ ЛИНЕЙНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Процессы, условия измерений, тип приборов	Относительные средние квадратические погрешности результатов линейных измерений
	1 25000			1 5000					1 1000
	А. Стальными рулетками
Средняя квадратическая погрешность компарирования, мм	-	0,2			0,5	1,5				3
Уложение в створ	-	С помощью теодолита				Глазомерно
Натяжение измерительного прибора, Н (кгс)	-	Динамометром, 100 (10)				Вручную
Учет разности	-	Термометром
температур компарирования и измерения с погрешностью, °С		1,5		3				5	10
Количество отсчетов	-	3 пары отсчетов и 2 сдвига		2 пары отсчетов и 1 сдвиг				1 пара отсчетов
Фиксация центров знаков	-	Чертилкой		Керном				Карандашом	Шпилькой
Определение превышения концов измеряемой линии	-	Нивелированием						Глазомерно
Типы рулеток по ГОСТ 7502-80 или им равноточные	-	ОПК2-20 АНТ/1, ОПК2-30 АНТ/1, ОПК2-50 AHT/1						ОПК3-20 АНТ/10, ОПК3-3О АНТ/10, ОПК3-50 АНТ/10
	Б. Светодальномерами или оптическими дальномерами
Центрирование приборов	Оптическим центриром							Оптическим центриром или нитяным отвесом
Фиксация центров знаков	Чертилкой			Керном				Карандашом	Шпилькой
Учет температуры	Термометром							-
Учет атмосферного давления	Барометром							-
Типы приборов по ГОСТ 19223-82	СП 3, СТ 3Н							Д-2, ДНР-5 и модификации
Диапазон измерений, м	2 - 3000							40-400, 20-120

 

УСЛОВИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ
ВЫСОТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Условия измерений, типы приборов	Средние квадратические погрешности превышения на станции, мм
	1	2-3	5	10
Неравенство плеч на станции, м, не более	4	7	10	15
Высота визирного луча над препятствием, м, не менее	0,3	0,2
Типы нивелиров по ГОСТ 10528-76 или им равноточные	Н-05 и модификации	Н-3 и модификации		Н-10 и модификации
Типы реек для нивелиров по ГОСТ 11158-83 или им равноточные	РН-05	РН-3		РН-10
Типы лазерных приборов или им равноточные	-	-	ПИЛ-1 (ТУ ОДО.397.202); ЛВ-5М (ТУ 2.787.001); УКЛ-1 (ТУ ЛУ ШФ2.404.000)
Типы реек для лазерных приборов	-	-	Рейка с фотоприемником;

Литература:

1.   Голубкин В.М. , Соколова Н.И., Полехин А.М. «Геодезия», Недра, 1985 г.

2.     Киселёв М.Н. , Михелев Д.Ш. «Основы геодезии», Высшая школа, 2001 г.

3.     Асур В.Л. , Филатов А.М. «Практикум по геодезии», Недра, 1985 г.

Общие сведения о ВЛ.

Основные элементы ВЛ.

ВЛ – это устройство для передачи электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным с помощью изоляторов к опоре.

ВЛ состоит их следующих основных элементов: опоры, провода, молниезащитный трос (МЗТ), изоляторы, линейная арматура, фундаменты под опоры.

Опоры бывают – деревянные, металлические, железобетонные (ж/б).

Провода бывают – алюминиевые (на ВЛ до 110 кВ), сталеалюминиевые (на ВЛ 110 кВ и выше).

Молниезащитные тросы – стальные и сталеалюминиевые.

Изоляторы – стеклянные, фарфоровые, полимерные.

Фундаменты – сборные железобитонные, свайные.

Места установки опор.

При проектировании ЛЭП места установки опор определяют таким образом, что бы соблюдалось определенная высота провода над землей.

Габарит – это расстояние от  низшей точки провеса провода до земли.

Пролет – это горизонтальное расстояние между двумя соседними опорами

Ось ВЛ нанесенная на план и местность наз. трассой ВЛ.

Работы по прокладке трассы ВЛ наз. трассированием.

Ось ВЛ нанесенная на горизонтальную плоскость наз. планом трассы ВЛ. Чертеж вертикального разреза ВЛ наз. профилем трассы ВЛ.

Габаритный пролет – это расстояние между опорами, при котором соблюдается нормированный вертикальный габарит, при условии установки опор на идеально ровной поверхности.

Ветровой пролет – это длина участка ВЛ, с которого давление ветра на провода и тросы воспринимаются одной опорой.

(рисунок)

Весовой пролет – это длина участка ВЛ, вес проводов и тросов с которого воспринимается одной опорой.

(рисунок)

Населенной местностью – наз. земли городов и других населенных пунктов, в пределах городской черты с перспективой развития на 10 лет.

Труднодоступной местностью – наз. земли не доступные для движения транспорта и сельхоз машин.

Не населенной местностью – наз. земли единого государственного земельного фонда, за исключением населенных и труднодоступных земель.

Технические условия прохождения трассы ВЛ.

Трасса ВЛ должна проходить по возможно краткому расстоянию между заданными пунктами.

Обязательному обходу подлежат: населенные пункты с плотной застройкой, территории пром. предприятий, аэродромы, заповедники, месторождения полезных ископаемых и полевые сельскохозяйственные земли.

Существуют следующие рекомендации при проложении трассы ВЛ

1. Пересечение реки следует выбирать на прямолинейных участках с высокими не затапливаемыми берегами. Угол пересечения с рекой надо принимать близким к прямому. Следует избегать участков, подверженных влиянию селевых потоков, снежных лавин, камнепадов, размываемых берегов  и т.д.

2.  В малонаселенной местности трасса ВЛ должна проходить по сухим, легкодоступным местам, избегая возвышенностей рельефа, дна ручьев и оврагов.

Расстояния по горизонтали от крайних проводов ВЛ до ближайших выступающих частей, отдельно стоящих зданий: для ВЛ до 35 КВ – 15 м, для ВЛ 110-750 кВ – 80 м.

3. Прокладка трассы ВЛ в населенной местности допускается лишь в ограниченных случаях, причем над зданиями и сооружениями ВЛ не должна проходить.                                                                                                                                                                                  

4. При пересечении ВЛ с автодорогами, расстояние от основания опоры до бровки  земляного полотна дороги должно быть не менее высоты опоры.

5. При пересечении ВЛ между собой, ВЛ с высшим напряжением должна проходить над ВЛ с низшим напряжением. Расстояние между проводами пересекающихся ВЛ должно быть от 3 до 5 м, в зависимости от напряжения. При параллельном прохождении ВЛ, расстояние между ними должно быть не менее высоты опоры.

Литература:

1.   Голубкин В.М. , Соколова Н.И., Полехин А.М. «Геодезия», Недра, 1985 г.

4.     Киселёв М.Н. , Михелев Д.Ш. «Основы геодезии», Высшая школа, 2001 г.

5.     Асур В.Л. , Филатов А.М. «Практикум по геодезии», Недра, 1985 г.

Теодолитные  работы.

          Целью производства теодолитных работ является составление теодолитной съемки, выполнение которой складывается из следующих этапов:

5.     Камеральная подготовка материалов.

Составляется схема расположения пунктов геодезического обоснования.

Отыскиваются координаты этих пунктов.

6.     Рекогносцировка местности – разведка местности, осмотр и уточнение на месте трассы ВЛ, закрепление углов поворотов.

7.     Полевые измерительные работы – точки поворота теодолитного хода намечаются так, чтобы над ней можно было установить теодолит для измерения угла, чтобы хорошо просматривались предыдущие и последующие точки, чтобы длины сторон не превышали 100 м и не были короче 50 м. Измерения производятся с максимальной точностью. Одновременно с измерениями в полевом журнале составляется схематический план снимаемого участка местности, который ориентируется по сторонам горизонта. Эта схема называется «Абрис».

8.     Камеральная обработка результатов полевых измерений.

Уравнение углов поворота  теодолитного хода.

                   В процессе выполнения теодолитных  работ, выполняются теодолитных ходы, которые могут быть замкнутые и разомкнутые. (рисунок)

Из геометрии известно, что сумма углов многоугольника теоретическая равна

∑β_т = 180° ( n - 2 )     где n – число углов хода

Сумма углов практическая равна ∑β_п = β₁ + β₂ + β₃ + β₄ .....+ β_n 

Практическое измерение углов сопровождается рядом ошибок, что приводит к некоторому отклонению суммы измеренных углов ∑β_п от теоретической. Это отклонение носит название угловой невязки f_β и вычисляется так:

f_β = ∑β_п - ∑β_т  эта невязка не должна превышать предельную величину, которая определяется по формуле:

∆β = ± 1 √ n      где n – число углов хода,  ∆β – допустимая ошибка,

необходимо что бы   f_β ≤ ∆β.

          В том случае, когда угловая невязка допустима, т.е. меньше или равна предельной, вводят поправки во все измененные углы, с 3-мя условиями

1. с обратным знаком

2. красной пастой

3. с таким расчетом, что бы исчезли дробные значения минут.

Если угловая невязка не допустима, т.е. больше предельной, то все углы нужно перемерять заново.

Вычисление дирекционных углов теодолитного хода

Для замкнутого теодолитного хода, Дирекционный угол для начальной линии должен быть известен (рисунок)

α₁ = α_н  + 180° - β₂   

α₂ = α₁  + 180° - β₃  и т.д.  

          α_n = α_n-1  + 180° - β_n  - дирекционный угол для данной линии равен дирекционному углу предшествующей линии, + 180° , минус правый горизонтальный угол, лежащий между этими линиями.

          Для разомкнутого теодолитного хода  углы начальной и конечной линиями, должны бать известны.  (рисунок)

Формулы те же     α_к = α_n-1  + 180° - β_n  отсюда следует, что теоретическая сумма правых углов равна                ∑β_т  = α_н – α_к  + 180° n    

где   ∑β_т  - сумма всех углов теоретическая

α_н – дирекционный угол начальной линии;    α_к  - дирекционный угол конечной линии    

Теоретическая сума правых углов разомкнутого теодолитного хода равна разности дирекционных углов начальной и конечной линии + 180° , умноженной на число измеренных углов теодолитного хода.

Отсюда, угловая невязка для разомкнутого теодолитного хода будет равна

          f_β = ∑β_п - ∑β_т  

Вычисление румбов производится по таблице взаимосвязи дирекционных углов и румбов. 

Вычисление приращения координат и их исправление.

          После уравнения углов поворота, вычисления дирекционных углов и румбов сторон вычисляют приращения координат

∆x  и  ∆y – приращение координат – проекции линии на оси координат

Рисунок.

x_b =  x_a + ∆x              y_b =  y_a + ∆y

∆x  и  ∆y  из прямоугольного треугольника равны

∆x = d cos α               ∆y = d sin α

Следовательно

∑∆x_пр = ∆x₁ ± ∆x₂ ± ……∆x_n

∑∆y_пр = ∆y₁ ± ∆y₂ ± ……∆y_n

∑∆x_т = x_к -  x_н

∑∆y_т = y_к -  y_н                        

Теоретические суммы приращения координат по оси x и по оси y равны разности координат начальных и конечных точек этой линии.

Отсюда невязка приращения координат по оси  x  и  y будет равна

f_x = ∑∆x_пр - ∑∆x_т

 f_y = ∑∆y_пр - ∑∆y_т

а абсолютная невязка будет равна

f_абс = √ f_x + f_y

f_абс ≤ ∑d / 2000  - если это условие выполняется, то полученные f_x и f_y  вносят виде поправок во все ∆x и ∆y с 3-мя условиями:

4.     с обратным знаком

5.     красной пастой

6.     пропорционально данной линии

Вычисление координат точек теодолитного хода производятся при помощи прямой геодезической задачи.

x_b =  x_a ± ∆x_испр              y_b =  y_a ± ∆y_испр

Тема 1.7 Нивелирование

Нивелированием называются геодезические работы по измерению превышений, разности высот точек. Различают следующие методы нивелирования: геометрическое, тригонометрическое, гидростатическое, барометрическое, механическое, стереофотограмметрическое.

Геометрическое нивелирование производится горизонтальным визирным лучом, который получают чаще всего при помощи приборов, называемых нивелирами. Точность геометрического нивелирования характеризуется средней квадратической погрешностью нивелирования на 1 км двойного хода равной от 0.5 до 10.0 мм в зависимости от типа используемых приборов.

Тригонометрическое нивелирование предусматривает измерение расстояния и угла наклона, которые необходимы для вычисления превышения по тригонометрическим формулам. Точность определения превышения на станции зависит от погрешностей измерений угла и расстояния и обычно на один порядок (в 10 раз) меньше чем при геометрическом нивелировании.

Гидростатическое нивелирование основано на свойстве поверхности жидкости в сообщающихся сосудах устанавливаться на одной высоте. Этот метод применяют для выверки строительных конструкций по высоте в стесненных условиях, а также при наблюдениях за деформациями инженерных сооружений. Точность определения превышений достигает 0.1 - 1.0 мм.

Барометрическое нивелирование использует зависимость высот точек местности от величины атмосферного давления в этих точках. Наиболее точные барометры позволяют определять превышения с погрешностью 0.3 -0.5 м.

Радиолокационное нивелирование производят с летательных аппаратов посредством определения длины пути прохождения электромагнитных волн отраженных от земной поверхности.

Механическое нивелирование производят при помощи специального прибора, содержащего датчик углов наклона продольной оси транспортного средства относительно маятника, сохраняющего отвесное положение, и датчик пути. Погрешность такого нивелирования со скоростью 30 км/ч от 0.3 до 0.6 м на 1 км хода.

30 Способы геометрического нивелирования.

Геометрическое нивелирование выполняется горизонтальным лучом визирования. Перед нивелированием точки на местности закрепляют колышками, костылями, башмаками, на которые устанавливают вертикально нивелирные рейки. Место установки нивелира для работы называют станцией, а расстояние от нивелира до рейки - плечом нивелирования.