ТАХЕОМЕТРИЯ

1.Цель, сущность и задачи тахеометрии.

 

1.1          Виды топографических съемок. Отличия, достоинства и недостатки тахеометрической съемки.

Одной из основных задач практической геодезии является топографическая съемка местности – это комплекс полевых и камеральных работ, в результате которых получается план или карта.

Топографические съемки различают по видам используемых приборов: теодолитная, мензульная и тахеометрическая съемки.

Теодолитную съемку применяют главным образом при съемке местности с капитальной застройкой. Она состоит из съемки деталей фасадов зданий, проездов и внутриквартальных территорий.

Мензульную и тахеометрическую съемки применяют при инженерно-геодезических изысканиях в основном для сельского строительства, когда применение аэро­фотосъемки затруднено или экономически нецелесообразно, а также для создания планов или цифровой модели местности небольших участков в крупном масштабе при ведении земельного или городского кадастра, для планировки сельских населенных пунктов, проектирования отводов земель, трассирования линейных сооружений и др.

Слово ”тахеометрия” - означает ”быстрое измерение”. В основе тахеометрии лежит идея получения положения точки местности в плане и по высоте одним визированием трубы прибора. Это достигается тем, что положение снимаемой точки определяют полярным способом при одном наведении зрительной трубы на рейку, получая расстояние (по дальномеру) от прибора до рейки, направляющий горизонтальный угол на рейку и вертикальный угол (угол наклона, зенитное расстояние) или превышение снимаемой точки над станцией прибора.

Приборами для тахеометрической съемки служат теодолиты или специальные приборы - тахеометры.

Тахеометрическая съемка отличается от теодолитной тем, что, кроме ситуации, производится съемка рельефа местности, а от мензульной съемки тем, что план местности составляется не в поле, а в камеральных условиях по обработанному журналу съемки и абрисам.

По сравнению с мензульной тахеометрическая съемка имеет свои преимущества и недостатки. Преимущества ее в том, что она может выполняться при погоде, неблагоприятной для мензульной съемки, применяемые приборы более портативны и позволяют выполнить полевую работу в короткий срок. Кроме того, план тахеометрической съемки может быть составлен так же в более короткий срок, так как камеральные работы могут выполняться не одним исполнителем вслед за выполнением части полевых измерений по съемке.

Трудности тахеометрической съемки состоят в правильности выбора снимаемых точек и пикетов для изображения рельефа горизонталями и в достаточном количестве, чтобы составитель плана в камеральных условиях, не видя местности, не допустил пропусков, искажений контуров и горизонталей и изобразил их с необходимой точностью и детальностью. Эти трудности, в особенности в условиях равнинной местности с малыми, часто изменяющимися уклонами, преодолевают набором большего числа снимаемых точек, чем при мензульной съемке и глазомерным проведением горизонталей в абрисах съемки трудных мест. Необходимым считается и полевой контроль составленного плана, досъемка и новая съемка в местах, где обнаружены грубые ошибки.

 

1.2 Тригонометрическое нивелирование.

 

 Превышение снимаемой точки над станцией прибора в тахеометрии получают тригонометрическим нивелированием.

В отличие от геометрического нивелирования, нивелирование наклонным лучом выполняют по способу "вперед". Поэтому в выводе формулы превышения обязательно учитывается влияние кривиз­ны Земли и вертикальной рефракции (Земля принята за шар R =6371 км).

Пусть требуется определить превышение h точки В над точкой А (рис.1.1).

 

Рис 1.1 Тригонометрическое

нивелирование

h - определяемое превышение;

i - высота прибора;

 - угол наклона;

V - высота визирования;

   - влияние кривизны Земли ;

 - влияние рефракции;

S - горизонтальное проложение линии

 АВ < 1 км;

’ ;

 ;

Если S < 500 м,  0.2’

 

Из рисунка 1.1 имеем

 

h + V + r = h’ + i + h (1.1)

 

При  0.2’ угол =90 , тогда

 

h’ = S tg (1.2)

 

 Учитывая формулу (1.2) и то, что поправка f за совместное влияние кривизны Земли и вертикальной рефракции f = hr , формулу (1.1) можно переписать в виде:

 

h = S tg + iV + f (1.3)

В тахеометрии расстояния определяются нитяным дальномером, для которого S=(100 +P)cos2 , следовательно превышение определяется по формуле

 

h = (100 +P)sin2 + i – V + f (1.4)

или

 

h = Dsin2 + iV + f (1.5)

 

В формулах (1.3) – (1.5) поправка f вычисляется по формуле :

 

f = 0.68S2 мм (1.6)

 

где расстояние S или D берется в сотнях метров.

Поправка f при S  280 м меньше 1 см и её можно не учитывать. Как правило, стремятся иметь V = i , если этому не мешают препятствия, тогда формулы превышения упрощаются.

 

1.2          Съемочное обоснование Требования к проложению тахеометрического хода

 

Геодезическое съемочное обоснование создается с целью сгущения геодезической плановой и высотной основы до плотности, обеспечивающей выполнение топографической съемки.

Съемочным обоснованием тахеометрической съемки явля­ются тахеометрические ходы, опирающиеся на пункты сетей сгущения и главной геодезической основы. Тахеометрический ход - это замкнутый или разомкнутый многоугольник, в котором измерены все стороны, горизонтальные и вертикальные углы (рис.1). По измеренным сторонам и углам после их соответствующей обработки получают дополнительные точки с известными координатами и высотами.


Рис.1 Тахеометрический ход

 

Углы, непосредственно связывающие ход с ходами более высокого или того же класса (см. углы b1b1, b7b7), называются примычными, они обеспечивают привязку ходов в угловом отношении.

Координаты и высо­ты пунктов тахеометрического хода вычисляются в общегосударственной системе координат и высот. С этой целью тахеометричес­кий ход привязывают к пунктам государственной сети. Ход, привя­занный к опорной сети одним концом, называется висячим. Висячие ходы прокладывать не разрешается.

До начала работ геодезическая основа, включая пункты сетей съемочного обоснования, должна быть доведена до плотности, обеспечивающей возможность проложения тахеометрических ходов с соблюдением технических требований, приведенных в таблице 1.

Таблица №1

 

Масштаб съемки

Максимальная длина хода, м

Максимальная длина линий, м

Максимальное число линий в ходе

1:5000

1200

300

6

1: 2000

600

200

5

1:1000

300

150

3

1:500

200

100

2

 

Плотность тахеометрических ходов должна обеспечивать проведение съемки при условии соблюдения допусков, указанных в таблице 2.

 

 

Таблица №2

 

Масштаб съемки

Сечение рельефа, м

Максимальное расстояние между пикетами, м

Максимальное расстояние от инструмента до рейки при съемке рельефа, м

Максимальное расстояние от инструмента до рейки при съемке контуров, м

1:500

0.5

15

100

60

1.0

15

150

60

1:1000

0.5

20

150

80

1.0

30

200

80

1:2000

0.5

40

200

100

1.0

40

250

100

2.0

50

250

100

1:5000

0.5

60

250

150

1.0

80

300

150

2.0

100

350

150

5.0

120

350

150

 

1.4 Съемка ситуации и рельефа

 

 Съемку ситуации и рельефа производят одновремен­но или после проложения тахеометрического хода.

Обязательному отображению на планах масштабов 1:5000 - 1:1000 подлежат все объекты, выражающиеся в масштабе плана и предусмотренные действующими условными знаками. Подлежат обязательной съемке отдельно стоящие деревья на незастроенной территории. На застроенной территории деревья толщиной 5 см, расположенные на проездах и площадях, в садах, подлежат подеревной съемке только в масштабе 1:1000 и 1:500. Съемка группы деревьев ограничивается контуром, а при линейной посадке — крайними деревьями с пояснительными подписями на плане.

При съемке сельскохозяйственных угодий выделяют участки, занятые пашнями, залежами, лугами, выгонами, парниками, сада­ми и пр.

Наименьшая площадь участков, подлежащих съемке, для хо­зяйственно ценных угодий составляет 20 мм на плане, а для всех других - 50 мм на плане.

При съемке леса выделяют контуры редколесья, вырубок, гари, полян и сельскохозяйственных угодий, находящихся среди леса.

Границы полосы отвода железных и шоссейных дорог, а также границы землевладений и землепользований снимают в том случае, если они закреплены на местности межевыми знаками, заборами, канавами и пр.; ограждения снимают с под­разделением на металлические, каменные, глинобитные, деревянные, растительные и пр.

Съемка рек, ручьев, канав и других протоков при ширине их более 3 мм на плане ведется по двум сторонам, а при ширине от 1 до 3 мм - по одной стороне. При съемке протоков должны быть определены высоты уреза воды геометрическим нивелирова­нием с указанием даты.

При съемке искусственных сооружений на автомобильных доро­гах определяют высоты верхнего пролета (проезжей части) моста, низа трубы и уреза воды под мостом. В журнале по топографической съемке делают зарисовки сооружений, описывают их состояние, указывают диаметр труб, ширину, длину моста и пр.

На планах показывают воздушные линии электропередач вы­сокого и низкого напряжения, а также линии телефона, радио, телеграфа. При этом в масштабе 1:2000 - 1:500 снимают все столбы электролиний и линий связи, а в масштабе 1:5000 - только поворотные точки, а также указывают число проводов и напряжение.

Всякого рода подземные сооружения и кабели снимают только по особым требованиям, но обязательно отображают выходы под­земных сооружений.

В застроенной части населенного пункта отображают жилые и нежилые здания с указанием назначения, материала стен и этажности. При съемке в масштабе 1:5000 нежилые строения индивидуального пользования снимают в случае, если их площадь составляет не менее 1 мм2 на плане.

Архитектурные выступы и уступы зданий и сооружений снимают, если их величина более 0,5 мм на плане. На территории населенного пункта показывают границы приусадебных земель, приусадебных и других участков.

При съемках в масштабе 1:1000 - 1:2000 в приусадебном участке могут быть выделены земли, занятые под садами, сено­косами, и пр.

На планах масштаба 1:1000 - 1:5000 показывают пункты геодезической сети.

 

2 Приборы, их устройство, исследования и поверки.

 

2.1 Теодолит 2Т30П. Технические характеристики, общее устройство и оптическая схема.

 

Технический теодолит 2ТЗОП предназначен для из­мерения горизонтальных и вертикальных углов в теодолитных и тахеометрических ходах, при создании плановых и высотных съемочных сетей, для измерения расстояний с использованием нитяного дальномера зрительной трубы, определения магнитных азимутов по ориентир-буссоли, а также для нивелирования го­ризонтальным лучом с помощью уровня при трубе. Внешний вид теодолита 2ТЗОП показан на рис. 2.1.

 

                                  

Рис 2.1 Внешний вид теодолита 2ТЗОП.

 

1 - Поворотный винт горизонтадьного круга; 2 – окуляр микроскопа; 3 – иллюминатор с зеркалом; 4 – окуляр зрительной трубы; 5 – закрепительный винт зрительной трубы;

6 – наводящий винт зрительной трубы; 7 - наводящий винт алидадной части;

8 – подставка;  9 – подъемный винт; 10 – рукоятка фокусировки (кремальера)

 

Основные технические характеристики

Увеличение, крат

20

Поле зрения

2°

Фокусное расстояние объектива, мм

157

Диаметр выходного зрачка, мм

1,35

Минимальная длина луча визирования, м

1

Диаметр лимба, мм

70

Цена деления лимба

1°

Увеличение микроскопа, крат

18

Цена деления шкалы, мин

5

Погрешность отсчитывания, мин

0,5

Цена деления цилиндрического уровня на алидаде

Горизонтального круга, с

45

Масса теодолита, кг

2,3

 

 

 

 

 

 

Вертикальный разрез теодолита представлен на рис. 2.2

 

 

Рис. 2.2 Вертикальный разрез теодолита

 

 

Теодолит имеет повторительную систему вертикальной оси. У прибора нет цилиндрического уровня при вертикальном круге. Его функции выполняет цилиндрический уровень при алидаде горизонтального круга, который закреплен в нижней части колонки параллельно плоскости вертикального круга. При измерении угла наклона перед визированием на цель пузырек цилиндрического уровня подъемными винтами приводят на середину ампулы.

Оцифровка вертикального круга (рис. 2.3) — секторная от 0° до   75°   и   от    до   минус   75°.  

 

                                             

Рис 2.3. Поле зрения отсчетного микроскопа теодолита 2Т30П.

 

В   верхней  части   поля   зрения отсчетного микроскопа, обозначенной буквой В, видно изображение штрихов лимба вертикального круга; в нижней части, обозначенной буквой Г — изображение штрихов лимба горизонтального круга. Отсчет производится по шкалам, цена деления которых соответствует 5', с округлением до 0,1 деления, т. е. до 0,5'. Индексом для отсчитывания служит штрих лимба. Шкала вертикального круга имеет два ряда цифр. По нижнему ряду цифр со знаком «-» берут отсчет в том случае, когда в пределах шкалы находится штрих лимба с тем же знаком, и записывают показания со знаком «-».

Формулы вычисления углов наклона для теодолита 2ТЗ0П имеют следующий  вид:

 

= 0,5 (Л - П)

 = Л - МО                (2.1)

 = МО - П

где  П   и  Л     отсчеты   по лимбу  вертикального  круга  при  его

положении слева и справа,

МО — место нуля вертикального круга,  равное

МО = 0,5 (Л + П)   (2.2)

 

Зрительная труба теодолита 2ТЗОП имеет прямое изображение и обоими концами переводится через зенит, ее фокусирование на цель осуществляется с помощью кремальеры.

Как и все шкаловые теодолиты, теодолит 2Т30П имеет одностороннюю систему отсчета по кругам, что предъявляет высокие требования к центрированию кругов. В теодо­лите установлен один канал оп­тической отсчетной системы вертикального и горизонтального кругов.

Оптическая схема теодолита 2ТЗ0П состоит из системы зрительной трубы и отсчетной системы (рис. 2.4).

              

Рис.2.4  Оптическая схема теодолита 2Т3ОП.

 

1 – объектив трубы; 2 - фокусирующая линза; 3- сетка нитей; 4 - призма Аббе;  5,18 – окуляры;

6 - зеркало подсветки; 7 - иллюминатор; 8 - вертикальный круг; 9,14,16 - призмы; 10 - объектив вертикального круга; 11 - горизонтальный круг; 12 - призма с крышей; 13 - объектив горизонтального круга; 15 - коллектив со шкалами; 17 – объектив отсчетного микроскопа.

 

Обратное изображение предмета телеобъек­тивом (объектив 1 и фокусирующая линза 2) строится в плоскости сет­ки нитей 3. Далее блоком призмы Аббе 4 изображение оборачивается на прямое, которое рассматривается глазом наблюдателя через окуляр (сложную лупу) 5. Отсчет по кругам теодолита производится следующий образом. Луч света от зеркала 6 идет через иллюминатор 7 на верти­кальный круг 8. Объектив вертикального круга 10 строит изображение штрихов вертикального круга в плоскости штрихов горизонтального круга 11. Далее изображения штри­хов вертикального и горизонтально­го кругов объективом горизонтально­го круга 13 через призму-крышу 12 и прямоугольную призму 14 переда­ются и строятся в плоскости шка­лы на коллективе 15. Затем изобра­жения кругов и шкалы передаются объективом микроскопа 17    через прямоугольную призму 16 в плос­кость изображений микроскопа, где рассматриваются глазом наблюдателя через окуляр микроскопа 18.

 

2.2 Основные исследования теодолита 2Т30П.

 

1.  Определение рена отсчетного микроскопа.

Изображение одного деления угломерного круга (см. рис. 2.3) должно быть равно 12 делениям шкалы микроскопа. Разность между ними называют реном.

Рен горизонтального круга определяют на участках лимба через 60°, рен вертикального круга на участках 0°, 2°; -2° при круге слева и справа.

При исследовании совмещают начало шкалы с заданным штри­хом лимба и подсчитывают число N делений шкалы, заключающихся в промежутке между соответствующими делениями лимба. Рен вычисляют по формуле

 

r = N0 - N,    (2.3)

 

где N0запроектированное число делений шкалы (N0 = 12).

Затем вычисляют среднее значение для  рена

 

            rср =     (2.4)

 

где пчисло испытаний.

При исследовании расхождение между значениями рена для разных участков лимба не должно превышать 0,5', т. е. 0,1 деления шкалы. При среднем значении рена более 15" производят его исправление. Для этого снимают боковую крышку, откры­вающую доступ к кронштейнам, в которых закреплены линзы объективов отсчетных устройств горизонтального и вертикального кругов (в переднем кронштейне — горизонтального круга, в за­днем — вертикального). Рен горизонтального и вертикального кругов исправляют перемещением обеих линз соответствующих кругов. Если изображение круга необходимо уменьшить, то обе линзы отдаляют от круга, если увеличить — то приближают. Одновременно следят за отсутствием параллакса между изобра­жениями штрихов лимба и шкалы микроскопа.

2.   Определение цены деления уровня.

Укрепляют теодолит на штативе так, чтобы один из подъемных винтов был направлен на отвесно установленную рейку, находя­щуюся в 50—70 м от теодолита. Вертикальную ось прибора приводят в отвесное положение, затем вращением этого винта перемещают пузырек уровня в крайнее положение до совмещения одного из его концов со штрихом деления на ампуле уровня. Делают на рейке отсчет l1 по горизонтальному штриху сетки. Затем, вращая тот же подъемный винт, смещают пузырек в другой конец на п делений и делают отсчет по рейке l2. Измерив расстояние d от прибора до рейки и округлив его до 0,1 м, вычисляют цену деления уровня по формуле

 

       (2.5)

 

Переместив рейку на другое расстояние, для контроля повторяют измерения в том же порядке. Если полученные результаты не расходятся более чем на 10", то вычисляют среднее значение (при недопустимом расхождении измерения повторяют).

 

3. Определение увеличения зрительной трубы при помощи нивелирной рейки.

Устанавливают теодолит на штативе и в 5 - 7 м от него - нивелирную рейку. Наблюдая одновременно двумя глазами: од­ним — непосредственно на рейку, другим — в зрительную трубу, подсчитывают число делений, видимых невооруженным глазом, которое проектируется на одно деление рейки, видимое в зрительную трубу. Это число будет соответствовать увеличению зрительной трубы.

4. Определение угла поля зрения зрительной трубы и точности визирования.

Точность визирования рассчитывают по формуле

 

t = ,             (2.6)

 

где  Г — увеличение зрительной трубы.

Угол поля зрения находят по приближенной формуле

 

°          (2.7)

 

5.    Определение постоянной  нитяного дальномера.

Горизонтальное проложение линии местности, измеренное ни­тяным дальномером,  вычисляют по формуле

 

S = (100/ + ) cos2 v,        (2.8)

 

Где l - отсчет по рейке между дальномерными штрихами, вы­раженный в см; v угол наклона визирного луча;  — неизвестная поправка, учитывающая отклонение коэффи­циента дальномера от 100.

Определение постоянной дальномера (для фиксированного S) сводится к нахождению неизвестной . Методика ее определения следующая.

На ровной местности выбирают базис длиной 120—160 м и делят его на 6 - 8 интервалов, кратных длине мерной ленты.

Каждый   интервал  базиса   измеряют лентой  с  погрешностью,   не превышающей   1:1500.

На одном конце базиса устанавливают и центрируют теодолит, а рейку устанавливают последовательно на всех точках. Визируют на рейку с таким расчетом, чтобы угол наклона визирной оси v был близок к 0° (с отклонением не более ± 20'). В этом случае горизонтальное проложение

 

S = 100l + ,        (2.9)

 

откуда

 

 = S -100l           (2.10).

 

Для определения  каждый интервал измеряют 4 приемами, а результаты записывают в журнал.

Средние разности  наносят на график (рис. 2.5), откладывая по осям значения S и ср.

 

Рис 2.5.  График определения величины  .

 

Соединив полученные точки на графике прямыми линиями, осредняют ломаную линию прямой по равенству сумм площадей фигур между ломаной и осредняющей как показано на рис. 2.5. При этом сумма площадей должна быть минимальной, а осредняющая линия должна проходить через начало координат. Построенный график можно использовать для введения поправок в расстояния, измеренные нитяным дальномером. Например, при S = 87 м значение = +0,12 м. Заметим, что введение поправок при топографических съемках имеет смысл при условии, что их значение превышает половину точности масштаба, например, при съемках в масштабе 1 : 2000 поправку  следует учитывать, если ее значение превышает 0,1 м, при съемке в масштабе 1 : 5000 - 0,25 м и т. д.

 

2.3 Поверки и  юстировки теодолита 2ТЗОП

 

1. Ось цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси.

Установив уровень по направлению двух подъемных винтов, приводят пузырек на середину. Затем поворачивают алидаду на 90°, ориентируют ось цилиндрического уровня по направлению третьего подъемного винта и его вращением вновь приводят пузырек на середину. Сделав отсчет по лимбу, поворачивают алидаду ровно на 180°. Если пузырек уровня остается на середине, то условие выполнено. В противном случае делают юстировку уровня. Для этого, действуя подъемными винтами, перемещают пузырек на половину дуги отклонения, после чего юстировочными винтами уровня приводят пузырек на середину. После юстировки следует повторить поверку.

Если при повороте алидады на 180° пузырек упирается в конец ампулы, то величина отклонения пузырька определяется шагом подъемных винтов.

2. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпенди­кулярна к горизонтальной оси.

Выбирают точку местности, при наблюдении на которую зри­тельную трубу устанавливают приблизительно горизонтально.

Приведя вертикальную ось прибора в отвесное положение, визируют на эту точку при двух положениях круга (КЛ и КП) и делают отсчеты Л1 и П1.

Затем, открепив закрепительный винт горизонтального круга, поворачивают теодолит примерно на 180° и визируют на ту же точку. Взяв отсчеты Л2 и П2, вычисляют значение коллимационной ошибки по формуле

 

С = 0,25 [ 1 - П1 ± 180°) + (Л2 - П2 ± 180°) ].               (2.11)

 

Для контроля повторяют определение С визированием на вторую точку и вычисляют среднее арифметическое значение С0 (колебание С не должно превышать 1'). Если среднее ариф­метическое значение коллимационной погрешности превышает 2', то производят исправление. Для этого устанавливают на лимбе отсчет, равный Лиспр = Л - С0 (или Писпр = П + С0), и боковыми котировочными винтами сетки совмещают ее перекрестие с изо­бражением точки наблюдаемого предмета. После этого проводят контрольные измерения.

3. Горизонтальная ось должна быть перпендикулярна к вер­тикальной  оси.

Теодолит устанавливают на штативе на расстоянии 3 - 5 м от стены. Выбирают и отмечают на стенде точку под углом 25 - 35° к горизонту. Приведя вертикальную ось прибора в отвесное положение, визируют на эту точку, а затем, наклоняя зрительную трубу до горизонтального положения (с погрешностью ± 1°), отмечают на стене проекцию перекрестия сетки. Затем переводят трубу через зенит, поворачивают алидаду на 180° и определяют смещение отмеченной точки относительно вертикального штриха сетки нитей в долях ширины биссектора. Поверку повторяют и определяют среднее арифметическое смещение нижней точки из двух опре­делений.

Разность между значениями смещений при первом и втором определении наклона горизонтальной оси не должна превышать 1/4 ширины биссектора. При среднем значении смещения точки более чем на ширину двух биссекторов (что соответствует наклону оси более 1') необходимо устранить недостаток в мастерских.

4. Основной вертикальный штрих сетки нитей должен быть перпендикулярен к горизонтальной оси.

Приводят вертикальную ось прибора в отвесное положение и визируют на хорошо видимую цель местности. Вращая трубу наводящим винтом, наблюдают, сходит ли изображение цели местности с основного вертикального штриха сетки нитей. Если изображение точки не сходит со штриха, то условие считается выполненным. В противном случае, ослабив винты, скрепляющие окуляр с корпусом трубы, поворачивают его так, чтобы условие оказалось выполненным. После этого поверка повторяется.

5.  Место нуля вертикального круга должно быть  известно или приведено к нулю.

Наблюдают при обоих положениях вертикального круга (КЛ и КП) на две - три удаленные точки местности и вычисляют место нуля (МО) по формуле (2.2). Перед отсчитыванием необходимо убедиться, что пузырек уровня при алидаде горизонтального круга находится на середине. При необходимости его выводят на середину подъемными винтами. Колебания МО при наблюдении на различные точки не должны быть более 1', что говорит о правильности наблюдений.

Если среднее арифметическое значение места нуля более 2', то его исправляют следующим образом. Наводят зрительную трубу на удаленную визирную цель и делают отсчеты Л и П по вертикальному кругу. Вычисляют исправленное значение отсчета при круге лево Лиспр = Л -МОср , где МОср - среднее арифметическое значение места нуля.

Действуя наводящим винтом зрительной трубы (см. рис. 2.1), устанавливают на лимбе вертикального круга исправленный отсчет Лиспр. После этого вертикальными котировочными винтами сетки нитей совмещают изображение наблюдаемого предмета с гори­зонтальным штрихом (центром сетки нитей).

          Для контроля исправления рекомендуется определить вновь значение МО.

 

 

 

2.4 Теодолит 3Т5КП. Технические характеристики, общее устройство и оптическая схема.

 

Точный оптический теодолит ЗТ5КП предназ­начен для измерения горизонтальных и вертикальных углов в триангуляции и полигонометрии 1 и 2 разрядов, а также для топографических съемок.

 

Основные технические характеристики

Увеличение, крат

30

Поле зрения

1° 30'

Фокусное расстояние объектива, мм

239

Диаметр выходного зрачка, мм

1,34

Минимальная длина луча визирования, м

1,5

Минимальная длина луча визирования с насадкой, м

0,9

Диаметр лимба, мм

90

Цена деления лимба

1°

Увеличение микроскопа, крат

70

Цена деления шкалы, мин

1

Погрешность отсчитывания, мин

0,1

Цена деления уровня на алидаде горизонтального круга

                     цилиндрического, с

                     круглого, мин

30

5

Диапозон действия компенсатора, мин

4

Погрешность компенсации, с

1-2

Увеличение оптического центрира, крат

2,5

Масса теодолита, кг

4

 

 

Внешний вид теодолита ЗТ5КП показан на рис. 2.6.

 

Рис 2.6 Внешний вид теодолита ЗТ5КП.

1 – ручка; 2 – клиновое кольцо; 3 - боковая крышка; 4 – пробка; 5 – зеркало;

6 – установочный винт; 7 – рукоятка; 8 - подъемный винт; 9 – закрепительный винт подставки; 10 - подставка; 11 - винт; 12 - окно круга – искателя; 13 – окуляр оптического центрира; 14 – колонка; 15 - зрительная труба.

Оптический теодолит ЗТ5КП имеет следующие основные особенности. Система вертикальной оси неповторительная; отсчет по угломерным кругам производится по одной стороне круга; оцифровка верти­кального круга выполнена по секторам от 0 до 75° и от 0 до -75°. Зрительная труба обоими концами переводится через зенит и имеет прямое изображение. Между корпусом трубы и осью расположено клиновое кольцо 2 (см. рис. 2.6), вращением которого изменяют направление визирной оси зрительной трубы относительно горизонтальной оси при устранении коллимационной погрешности. Для установки прибора над точкой местности теодолит снабжен оптическим центриром.

Поле зрения отсчетного микроскопа теодолита показано на рис. 2.7.

 

 

Рис 2.7. Поле зрения отсчетного микроскопа теодолита ЗТ5КП.

 

 Для вычисления углов наклона и места нуля теодолита ЗТ5КП  используют формулы

 

 = Л – МО

(2.12)

 = П + МО

 

где

МО = .

Теодолит ЗТ5КП снабжен самоустанавливающимся оптическим компенсатором, заменяющим уровень при алидаде вертикального круга и позволяющим ис­пользовать прибор в качестве нивелира с горизонтальным лучом визирования.

Как и теодолит 2Т30П, теодолит ЗТ5КП является шкаловым и имеет одностороннюю систему отсчета по кругам.

Оптическая схема теодолита ЗТ5КП включает три раздельных сис­темы: зрительная труба, оптичес­кая отсчетная система и система оптического центрира (рис 2.8).

 

Рис. 2.8.   Оптическая схема теодолита 3Т5КП.

1 - зеркало подсветки; 2 - иллюминатор; 3,6,14 - призма с крышей; 4 - линза подсветки;

5 - горизонтальный круг; 7 - длиннофокусная линза; 8 - объектив горизонтального круга;

9 - призма-разделитель; 10 - коллектив со шкалой; 11,16,26 - призма; 12 - объектив микроскопа; 13 - окуляр микроскопа; 15 - вертикальный круг; 17 - объектив вертикального круга; 18 - ППП; 19 - объектив зрительной трубы; 20 - фокусирующая линза; 21 - сетка нитей; 22 - призма Аббе; 23 - окуляр зрительной трубы; 24 - юстировочная длиннофокусная линза; 25 - объектив центрира; 27 - сетка; 28 – окуляр

 

Особенность конструкции зрительной трубы, кро­ме призмы Аббе 22, оборачивающей изображение на прямое, заключает­ся в стабильности положения визир­ной оси, которое достигается на­дежным креплением склеенных линз объектива 19 и двумя скоростями фокусирования (большая на близко­расположенные предметы и малая на удаленные цели). Исправление коллимационной ошибки в трубе тео­долита ЗТ5КП достигается и переме­щением сетки нитей, и клиновым коль­цом.

Оптическая отсчетная система обеспечивает сведение изображений горизонтального круга 5 и верти­кального круга 15 в плоскости шка­лы коллектива 10 и отсчет по ней через микроскоп (объектив 12, окуляр 13). В оптической отсчетной системе имеется плоскопараллельная пластинка 18 для исправления места нуля вертикального круга и длиннофокусная линза 7 для установки винтом за­данного отсчета по горизонтальному кругу при его ориентировании. Система оптического центрира, кроме объектива 25, окуляра 28 и сетки нитей 27 имеет отражательную призму 26 и длиннофокусную линзу 24, ко­торая может перемещаться перед объективом в плоскости, перпенди­кулярной оптической оси центрира.

 

2.5 Основные исследования теодолита 3Т5КП.

 

1.  Определение репа отсчетного микроскопа (шкалового).

Изображение одного деления угломерного круга (см. рис. 2.7) должно быть равно 60 делениям шкалы микроскопа.

Рен горизонтального круга определяют так же, как у теодолита 2ТЗОП, через 60°, а рен вертикального круга — на участках 0; 2°; минус 2° при круге слева и справа.

Расхождения между значениями рена на различных участках круга не должно превышать 12". При среднем значении рена rср более 3" его исправляют следующим образом. Снимают крышку, открывающую доступ к двум кронштейнам, в которых крепятся линзы объективов микроскопа горизонтального и вертикального кругов. Устранение рена добиваются перемещением соответствующих линз. Если изображение круга необходимо умень­шить, обе линзы перемещают вверх, если увеличить — вниз.

Теодолит серии ЗТ5КП снабжен кругом-искателем, который дает возможность быстро установить необходимый отсчет по го­ризонтальному кругу, а самоустанавливающийся индекс верти­кального круга этого теодолита в сочетании со специальным устройством установки места нуля на нуль позволяет установить зрительную трубу в горизонтальное положение для выполнения нивелирования.

2. Исследование эксцентриситета алидады горизонтального круга.

Для исследования на открытой ровной местности в 30 - 50 м от прибора по окружности через 45° или 60° устанавливают хорошо видимые визирные цели - марки.

В первом приеме визируют на марки по ходу часовой стрелки при неподвижном горизонтальном круге вначале при КП, а затем — при КЛ и делают отсчеты П и Л. Затем при двух положениях круга производят второй цикл измерений, незначи­тельно сместив горизонтальный круг, вращая алидаду против хода часовой стрелки, и делают отсчеты П' и Л'. Для каждого положения алидады находят полуразности и среднюю полуразность

d = 0,5 ( П – Л ),    d' = 0,5 ( П' - Л' ),     di = 0,5 ( d + d' ).

Далее вычисляют среднее значение коллимационной ошибки

 

C = ,                 (2.13)

 

где п  число средних полуразностей.

После этого определяют величину эксцентриситета

 

 = di C          (2.14)

 

По полученным значениям  строят график (рис. 2.9), который характеризует эксцентриситет алидады горизонтального круга на различных частях лимба.

 


Рис. 2.9. График значений эксцентриситета на различных частях лимба.

 

Полученные точки соединяют прямыми линиями и получают ломаную линию, которую затем сглаживают плавной кривой — синусоидой. Отклонение синусоиды от нане­сенных точек не должно превышать точности отсчетного приспо­собления. По синусоиде графически определяют максимальное мах и   минимальное  min значение эксцентриситета  в угловой  и линейной мерах, а именно

 

             (2.15)

и

         е =                       (2.16)

 

      где е — значение линейного элемента эксцентриситета; R радиус лим­ба, мм; " = 206 265" .

По графику также определяют отсчеты по лимбу, при которых эксцентриситет равен нулю. Величина е для теодолита ЗТ5КП не должна превы­шать 30".

 

3. Исследования по определению цены деления уровня, уве­личения зрительной трубы и точности визирования, определению постоянной нитяного дальномера выполняют так же, как для теодолита 2ТЗ0П.

 

2.6 Поверки и юстировки теодолита 3Т5КП.

 

1. Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси.

Порядок поверки и юстировки уровня принимают таким же, как и для теодолита 2ТЗОП.

2. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпенди­кулярна к горизонтальной оси.

Порядок   поверки   принимают  таким   же, как и для  теодолита 2ТЗ0П.

Юстировка этого условия имеет особенность.

После первого вычисления коллимационной ошибки по формуле 2.11 повторяют ее определение и вычисляют вторично значение С. Разность между значениями коллимационной ошибки не должна превышать 15". Если среднее арифметическое коллимационной ошибки более 15", ее устранение производится вращением клинового кольца юстировочным ключом.

Кроме того, для теодолита ЗТ5КП коллимационную погрешность можно устранить попеременным вращением горизонтально рас­положенных юстировочных винтов у окуляра зрительной трубы, закрытых колпачком.

3. Горизонтальная ось должна быть перпендикулярна к вер­тикальной оси.

Поверку производят так же, как у теодолита 2ТЗ0П. При среднем значении смещения нижней точки на величину более двух биссекторов наклон оси рекомендуется устранить. Это устранение   связано  с   частичной   разборкой   прибора,   поэтому   его следует производить в  мастерских.

4. Основной вертикальный штрих сетки нитей должен быть перпендикулярен к горизонтальной оси.

Поверку производят так же, как у теодолита 2ТЗ0П.

Юстировку выполняют поворотом корпуса окуляра, предвари­тельно открепив четыре крепежных винта, скрепляющих его со зрительной трубой.

5. Место нуля вертикального круга должно быть известно или приведено к нулю.

Место нуля вычисляют по формуле (2.12).

Колебание МО на различные точки не должно быть более 15", что подтверждает правильность наблюдений.

Для теодолита ЗТ5КП приведение места нуля к нулю является обязательным. После определения среднего значения места нуля (МОср) и визирования на удаленную точку местности при положении КЛ вращением   юстировочного винта устанавливают исправленный отсчет Лиспр = Л - МОср.

После  юстировки  поверку рекомендуется повторить.

6. Визирная ось оптического центрира должна совпадать с вертикальной осью.

Под теодолитом, установленном на штативе, закрепляют го­ризонтальный планшет с листом бумаги. Приводят вертикальную ось теодолита в отвесное положение и отмечают на планшете карандашом проекцию сетки нитей оптического центрира. Затем поворачивают алидаду горизонтального круга ровно на 180° и намечают на планшете вторую точку проекции сетки нитей. Если точки совпали, то условие считают выполненным. При несовпадении намечают между ними среднюю точку, с которой совмещают крест сетки нитей оптического центрира юстировочными винтами диафрагмы.

7. Компенсатор должен обеспечивать неизменный отсчет по вертикальному кругу при наклоне вертикальной оси в пределах ± 3'.

Для поверки этого условия выбирают на местности хорошо видимую визирную цель. Устанавливают теодолит так, чтобы один из подъемных винтов был расположен в направлении этой цели. Приведя вертикальную ось прибора в отвесное положение, визируют на эту цель при круге право и делают отсчет по вертикальному кругу П. Наводящим винтом зрительной трубы увеличивают отсчет П на 3', после чего подъемным винтом подставки, расположенным в направлении цели, наводят центр сетки на визирную цель и делают отсчет по вертикальному кругу П1. Затем наводящим винтом зрительной трубы уменьшают отсчет П на 6' и тем же подъемным винтом подставки опять наводят центр сетки на ту же визирную цель. Делают отсчет по вертикальному кругу П2 и вычисляют разность отсчетов П1 - П2 = d1 и П - Пl = d2, которые не должны различаться более чем на 0,1'.

При невыполнении этого условия прибор должен быть направлен в ремонт.

 

2.7 Номограммный тахеометр ТаН. Оптическая схема, общее устройство и технические характеристики

 

Номограммный тахеометр ТаН представляет собой совокупность теодолита для измерения горизонтальных и вертикальных углов и номограммного дальномера – высотомера, с помощью которого определяют горизонтальные проложения и превышения. Роль уровня при вертикальном круге выполняет оптический компенсатор, автоматически устанавливающий отсчетный штрих в исходное положение. Зрительная труба дает прямое изображение предметов. Номограмма представляет собой систему кривых, распространенных на все поле зрения зрительной трубы и построенных по определенному закону. Различают основную кривую, от которой строят другие кривые – превышений и горизонтальных проложений. Поле зрения номограммного тахеометра ТаН представлено на рис 2.10.

 

Рис 2.10. Поле зрения номограммного тахеометра ТаН.

 

Номограммный круг установлен неподвижно на одной оси с горизонтальной осью вращения зрительной трубы, и кривые номограммы видны в поле зрения зрительной трубы только при левом положении вертикального круга.

Горизонтальные проложения S и превышения h между точками местности определяют автоматически в виде отсчетов по рейке.

 

h = Kh lh ,    S = Ks ls                      (2.17)

 

где Kh = 10; 20 и Ks = 100; 200 – коэффициенты кривых превышений и горизонтальных проложений; lh  и ls – отсчеты по кривым превышений и горизонтальных проложений.

       Оптическая схема номограммного тахеометра ТаН представлена на рис 2.11


Рис 2.11. Оптическая схема номограммного тахеометра ТаН.

1 – объектив; 2 – фокусирующая линза; 3 – поворотные призмы; 4 – круг с кривыми;

5 – призма – крыша; 6 – объектив круга с кривыми; 7 – сетка нитей; 8 – окуляр;

9 – вертикальный круг; 10 – ось вращения трубы.

 

На рис 2.11 за ненадобностью не показана отсчетная оптическая система горизонтального и вертикального кругов, идентичная с теодолитом 2Т5КП.

К неоспоримым преимуществам работы с номограммными приборами относится, во-первых, простота и быстрота определения превышения и горизонтального проложения (без таблиц и вычислений), что повышает производительность в тахеометрии примерно в 2 раза; во-вторых, mh в пределах одной кривой h остается постоянной величиной и не зависит от угла наклона.

 

2.8 Особенности поверок и юстировок номограммного тахеометра ТаН.

 

Номограммный тахеометр ТаН должен быть прежде всего поверен как теодолит. Помимо этого, отсчитывание h по кривым номограммных приборов требует соблю­дения обязательных дополнительных геометрических требований в этих приборах:

1.    Место нуля в номограммных приборах должно быть равно нулю.

Иначе при  = 0 возникает систематическая ошибка в превышении.

2.    Среднее МО кривых  =  = 0.

Это условие поверяется двой­ным нивелированием.

3.    Перед началом измерений определяют фактические значения коэффициентов кривых.

Для определения величины Ks на местности выбирают несколько базисов длиной 50 – 100 м, расположенных на местах с различными углами наклона.

Базисы тщательно измеряют лентой в прямом и обратном направлениях, а угол наклона – теодолитом. После этого вычисляют горизонтальное проложение линии S0, а затем находят коэффициент  по формуле

 

Ks = ,                 (2.18)

 

где  - номинальный коэффициент дальномера; S  - горизонтальное проложение линии, измеренное тахеометром.

За окончательное значение коэффициента Ks принимают среднее арифметическое из всех его определений.

Для определения коэффициента Kh на местности выбирают несколько линий длиной не более 100 м с превышениями:

а) 2 – 10 м для определения коэффициентов, номинальное значение которых равно  10;

б) 3 – 15 м для определения коэффициентов, номинальное значение которых равно  20;

Линии закрепляют на местности кольями, после чего определяют превышение h0 точек местности с помощью геометрического нивелирования.

После этого вычисляют коэффициенты Kh   по формуле

 

Kh  = ,                (2.19)

 

где - номинальное значение коэффициента превышений;

h  - превышение, измеренное тахеометром.

Превышение h определяют тахеометром в прямом и обратном направлениях. За окончательное значение Kh  принимают среднее арифметическое из всех определений.

 

 

3. Основные источники ошибок при проложении тахеометрического хода и ослабление их влияния.

 

3.1 Основные источники ошибок при измерении горизонтальных углов и меры по ослаблению их влияния.

 

Точность измерения горизон­тального угла зависит от технических характеристик применяемого теодолита, качества изготовления и тщательности его юстировки, точности центрирования при­бора и визирных целей, физиологических возможностей глаза наблюдателя и состояния внешней среды (запы­ленность и неравномерный нагрев атмосферы, близость визирного луча к предметам ситуации и к поверхности земли). В связи с этим измерение угла сопровождается ошибками: инструментальными, собственного измере­ния угла, визирования и отсчитывания, центрирования прибора, центрирования визирных целей (ошибки редук­ции) и обусловленные внешней средой.

Инструментальные ошибки, зависящие от типа теодо­лита, качества его изготовления и юстировки (ошибки делений лимба и шкал микроскопов, эксцентриситет лим­ба и алидады, коллимационная ошибка, неперпендику­лярность осей вращения трубы и теодолита, неперпен­дикулярность плоскости делений лимба и оси уровня при алидаде горизонтального круга к оси прибора) в совре­менных теодолитах не превышают ошибки измерения угла, установленной ГОСТом для типов теодолитов. Их влияние может быть уменьшено соответствующей мето­дикой измерения углов.

Влияние эксцентриситета алидады на отсчеты по лим­бу исключается в среднем из отсчетов по двум вернье­рам, а в теодолитах 2ТЗ0П и 3Т5КП с односторонним отсчетным устройством — в среднем из отсчетов при наведении на визирную цель при двух положениях вертикального круга (круг справа и круг слева).

Влияние коллимационной ошибки и неперпендику­лярности осей вращения трубы и теодолита на измерен­ный угол исключается из значения угла, измеренного при круге справа и круге слева. Влияние этих источни­ков ошибок не компенсируется, если горизонтальный угол измеряется при одном положении вертикального круга, и если стороны этого угла имеют различную дли­ну и различные углы наклона. Поэтому в процессе ис­следования и юстировки прибора необходимо провести тщательную проверку хода фокусирующей линзы и до­биться, чтобы коллимационная ошибка не превышала точности отсчетных устройств и чтобы смещения пузырь­ка уровня при поворотах алидады не превышали поло­вины деления уровня. Измерение горизонтального угла с различной длиной сторон и с различными углами на­клона следует выполнять тщательно горизонтированным, защищенным от действия солнечных лучей прибором.

Влияние ошибок деления лимба на ошибку измерения угла ослабляется, если отсчеты в полуприемах произво­дят на разных частях лимба.

Указанные ошибки в основном зависят от техниче­ских характеристик теодолита и недостатков в качестве его изготовления и юстировки. Суммарное значение всех этих ошибок характеризует тип данного теодолита. Для определения суммарной ошибки необходимо в лабора­торных условиях установить теодолит и наметить две визирные цели. Измерив угол десятью приемами и вычислив среднее значение из 10 приемов, найдем (по уклонениям значения угла из каждого приема от среднего) среднюю квадратическую величину суммарной ошибки, обусловленной всеми инструментальными ошибками. Для теодолита 2ТЗ0П эта суммарная ошибка, согласно ГОСТа, не должна превосходить 30", а для теодолита 3Т5КП - 5".

Ошибки центрирования теодолита и визирных целей также оказывают заметное влияние на результат изме­рения угла. Если основания вехи не видно

(высокий травяной покров, неровная мест­ность и т.п.), то вместо точки А визиро­вание производят ошибочно на точку А' (рис.3.1).

 


     Рис 3.1

 

Ошибку в измеренном угле обозначим   - редукция. На рис. 3.1 имеем :

 

                    (3.2)

 

           где e1 - линейный элемент редукции; S - длина стороны угла; " - ра­диан.

Реальная величина е1 = 1 см вызывает ошибку редукции тем больше, чем короче расстояние до визирной цели. При S = 150 м = 0,2', при S = 30 м  = 1'. Очевидно, что при коротких расстояниях надо иметь идеально тонкие и вертикально установленные визирные цели.

Ошибка центрирования теодолита возникает, когда прибор ошибочно установлен над точкой В' (рис 3.2).

 

       Рис 3.2

Ошибка в угле по аналогии с ошибкой редукции составит :

 

              (3.3)

 

где е2 - линейный элемент центрирования; S - длина стороны угла; " - ра­диан.

Т.е. при одинаковых ошибках центрировать теодолит надо в  раз точнее, чем устанавливать визирные цели.

Предельные величины ошибок центрирова­ния ц и редукции р могут быть найдены из выражений :

 

ц = ,                   (3.4)

р = ,                   (3.5)

 

При е = 10 мм и S = 200 м найдем, что каждая из этих предельных ошибок равна 20".

Для уменьшения действия ошибок центрирования и редукции на результат измерения угла необходимо по­вышать точность установки теодолита и визирных целей. С этой целью можно между полуприемами измерений угла повторно центрировать прибор.

Влияние внешних условий на результат измерения угла обусловлено тем, что визирный луч, проходя в за­пыленных, неравномерно и непрерывно перемещающих­ся слоях атмосферы, подвержен колебаниям, искривле­нию. Изображения предмета, видимые в зрительной тру­бе, представляются колеблющимися, расплывчатыми и отклоненными от их действительного положения. Эти отклонения могут быть особенно заметными (10 - 15"), если визирный луч проходит вблизи нагретых солнцем зданий или скал. При измерениях углов теодолитами целесообразно выбирать пункты с таким расчетом, чтобы визирный луч не проходил вблизи на­греваемых солнцем предметов или искусственно (дымо­вые промышленные трубы), а угловые измерения прово­дить в утренние или вечерние часы, когда изображения спокойны.

Если соблюдать все изложенные выше требования, т.е. измерять угол при двух кругах и брать среднее его значение, тщательно устанав­ливать вехи, центрировать теодолит и не допускать длин сторон ко­роче 70-100 м, то влияние рассмотренных выше источников ошибок можно свести к минимуму. Тогда точность измерения угла будет опре­деляться в основном ошибками собственно измерения угла. На рис.3.3

 

 

               (3.6)

 

Имеем линейную функцию (3.6). По теории ошибок измерений найдем . При равноточных измерениях = = = = , где  - средняя квадратическая ошибка направления. После дифференцирования функции (3.6) и перехода к средним квадратическим ошибкам получим

 

=              (3.7)

 

Средняя квадратическая ошибка угла, измеренного одним приемом, равна средней квадратической ошибке направления.

Не учитывая другие источники ошибок, ошибка направления складывается из ошибок визирования и отсчитывания:

=               (3.8)

Принимая  = 40"/Г, = 5" – для 3Т5КП, 30" – для 2Т30П, Г = 30х и  Г = 20х для указанных шкаловых теодолитов ошибки визирования будут малы (1,3" и 2") и их не учитывают, поэтому

 

=  =               (3.9)

 

Итак, средняя квадратическая ошибка измеренного угла шкаловым теодолитом равна средней квадратической ошибке отсчета по шкале.

По утверждению завода – изготовителя для теодолита 2Т30П по результатам групповых испытаний = 20".

        Значит  = 5" для теодолита 3Т5КП и = 20 – 30" для теодолита 2Т30П.

 

3.2 Основные источники ошибок при измерении вертикальных углов и меры по ослаблению их влияния.

 

На результаты измерения вертикальных углов оказыва­ют влияние ошибки инструментальные, личные, обус­ловленные физиологическими возможностями глаз на­блюдателя, и ошибки, зависящие от внешних условий. Порядок величин инструментальных и личных ошибок в этом случае будет примерно таким же, как и при измерении горизонтальных углов. Влияние таких инстру­ментальных ошибок, как эксцентриситет алидады верти­кального угла, колебания места нуля, ошибки визирова­ния и отсчетов, может быть ослаблено применением соответствующей методики наблюдений и увеличением числа приемов измерений. Влияние инструментальных и личных ошибок на точность измерения угла наклона одним приемом характеризуется такими значениями средней квадратической ошибки: 5" - для теодолита 3Т5КП; 30" - для теодолита 2ТЗ0П.

Из ошибок, зависящих от внешней среды, заметное влияние на точность измерения угла наклона оказывает вертикальная рефракция - неодинаковое преломление луча света в неоднородных слоях атмосферы. Исследо­вания показали, что влияние рефракции на измеряемый угол наклона зависит от длины визирного луча и высоты его над земной поверхностью, от вида подстилающей по­верхности, от облачности и от других физико-географи­ческих факторов. Величина влияния земной рефракции на результат измерения угла наклона в летнее время может достигать десятка секунд в утренние и вечерние часы. При длине визирного луча до 300 м влияние реф­ракции можно не учитывать.

 

3.2 Основные источники ошибок при измерении расстояний нитяным дальномером и меры по ослаблению их влияния.

 

1. Толщина нитей - всегда полезно нарезать тонкие штрихи сетки нитей.

2. Неодновременность отсчитывания по верхней и нижней нити – необходимо сох­ранять неподвижность рейки при отсчетах.

3. Наклон рейки - иметь на рейке круглый уровень и устанавливать её строго отвесно. В ветреную погоду прекращать измерения.

         4. Параллакс нитей - до отсчета убедиться в отсутствии параллакса (установить отчетливое изображение нитей и рейки).

         5. Ошибка округления при отсчете - иметь верньер для точного отсче­та десятых долей деления рейки.

         6. Влияние вертикальной рефракции - не допускать прохождения луча ближе 1 метра от земли (лучше иметь горизонтальную рейку и в трубе боковые вертикальные дальномерные штрихи)

          7. Сильное колебание изображений - не измерять длины при сильном испарении после дождя и в жаркое время летнего дня. Не увлекать­ся большими (более 200 м) расстояниями.

  8. Грубые просчеты по рейке - отсчитывать расстояния на разных участках рейки (контроль измерений).

 

4. Порядок работы на станции. Контроли.

 

4.1 Контроли правильности измерений на станции.

 

На каждой станции тахеометрического хода измеряют:

            1) Горизонтальный угол – одним приемом при двух положениях вертикального круга. При этом вертикальная нить сетки (ближе к перекрестию) наводится на середину основания рейки. Контроль :

         2) Вертикальные углы – на заднюю и переднюю точки хода. Наведение выполняется средней горизонтальной нитью сетки. Контроль : МОзМОп .

         3) Расстояние по двум сторонам задней и передней реек.

Контроль :

         4) Определяют превышение hпр и h обр.

Контроль : 4 см на 100 м при  1,5

                6 см на 100 м при  3

                9 см на 100 м при  6 (при S 200 м  пр  10 см).

 

4.1 Порядок работы на станции.

 

         Рекомендуется соблюдать следующий порядок работы на станции :

1)   Устанавливают прибор на съемочной точке и приводят его в рабочее положение (центрируют, нивелируют, ориентируют и измеряют высоту прибора).

2)   Определяют с контролем место нуля

3)  Совмещают нули лимба и алидады и при КЛ наводят зрительную трубу на заднюю точку хода, берут отсчет по горизонтальному кругу, визируют на высоту прибора и берут отсчет по вертикальному кругу, устанавливают нижнюю дальномерную нить на целое дециметровое деление - отсчет l  по верхней нити.

      При КЛ - на переднюю точку - то же.

      При КП - на переднюю точку - то же.

      При КП - на заднюю точку -    то же.

4) Определяют положение характерных точек ситуации и рельефа полярным способом. При съемке контролируют неподвижность прибора: отсчет по лимбу при визировании на исходный пункт не должен отличаться от 0° более чем на утроенную погрешность отсчитывания по лимбу. При углах наклона более 3° вводят поправку в длину линии, измеренную нитяным дальномером. Результаты съемки фиксируют в журнале и на абрисе, где показывают ситуацию пояснительными подписями или услов­ными обозначениями, а также характерные элементы рельефа — водотоки, водоразделы, все пикеты, перегибы скатов и пр. Ре­комендуется на абрисе схематично показывать основные формы рельефа горизонталями. Направление однородного ската между пикетами показывают стрелкой.

                     Для контроля измерений с каждой съемочной точки определяют несколько пикетов в полосе перекрытия съемки с других точек.

 

Наблюдения на станции завершаются вычислениями и проверкой (кон­тролем) измерения горизонтальных углов в полуприемах, постоянства МО и допустимости расхождений дальномерных отсчетов. Далее вычис­ляют D, S и h  с помощью калькулятора. Сравнивают S  и h  из прямых и обратных измерений. Если расхождения не превыша­ют допустимых, то измерения заканчиваются и теодолит переносят на следующую станцию хода. По завершении наблюдений в тахеометрическом ходе выполняют контроль по ходу - проверяют допустимость угловой,  высотной и линейной невязок.

 

5. Обработка результатов измерений. Оценка точности.

 

5.1 Вычисление дирекционных углов сторон хода. Вычисление угловой невязки, оценка ее допустимости, увязка углов.

 

   Формула  связи дирекционных углов последующей и предыдущей сторон хода по измеренным левым углам выглядит следующим образом:

 

           (5.1)

 

или через правые углы:

 

           (5.2)

 

Эти формулы можно распространить на весь ход (рис 1.2):

 


……………….………………

                    (5.3)

……………………………….

( )

-----------------------------------------

   (5.4)

        (5.5)

 

Сложим левые и правые части равенств 5.3, получим равенство 5.4.

Но an+1= aк   один из данных исходных дирекционных углов. Перенесем в левую часть равенства слагаемые an  и 180(n+1), получим, что - сумма измеренных углов равна , где

       (5.6)

 


При наличии неизбежных ошибок в измеренных левых углах имеем:

 

             (5.7)

где - угловая невязка хода.

  По теории ошибок

 

    (5.8)

 

 где mb - средняя квадратическая ошибка измеренного угла; (n+1) – число углов  в разомкнутом ходе.

   Для тахеометрического хода по требованиям инструкции по топографическим съемкам:

 

     (5.9)

 

Если угловая невязка получилась меньше допустимой, то считается, что горизонтальные углы измерены удовлетворительно. Выполняют увязку углов хода (распределяют угловую невязку поровну на каждый угол):

 

            (5.10)

 

контроль -              (5.11)

 

Вычисляют исправленные значения углов:

 

              (5.12)

 

 

Теперь ai  , вычисленные по формулам 5.3, точно дают

 

                                                        a к = a n+1               (5.13)

 

Как правило, вычисление невязки, увязку углов и вычисление дирекционных углов  выполняют в специальной ведомости, называемой ведомостью координат (Таблица №1)

 

5.2 Вычисление прямоугольных координат пунктов хода. Решение прямой и обратной задачи в геодезии.

 

Прямая задача.

Одна из основных задач геодезии заключается в определении координат точек. Пусть в прямоугольной системе координат дана точка А (XАYА).  Требуется определить координаты XВYВ  другой точки (В), если известны длина SАВ и дирекционный угол линии aАВ (рис. 5.1).

Рис. 5.1

Из рис. 5.1 имеем:

 

XB = XA + XAB            (5.14)

YB = YA + YAB           (5.15)

XAB = SAB AB                (5.16)

YAB = SAB AB                (5.17)

 

  Последовательное решение прямой задачи заключается в вычислении координат точек хода.

 

Обратная задача.

Даны точки А (XАYА) и В (XВYВ). Требуется определить длину линии SАВ и дирекционнный угол aАВ.

Из рис. 5.1 имеем:

 

tg                                (5.18)

SAB = =                    (5.19)

SAB =             (5.20)

 

В решении обратной задачи имеется неопределенность. По формуле 5.18 определяется румб ( r ), но не дирекционный угол ( ), величина которого зависит от того , в какой четверти расположена линия, что определяется знаками  числителя и знаменателя формулы  5.18 и связью  румбов и дирекционных углов.

            

5.3. Вычисление линейной невязки хода, оценка ее допустимости. Увязка приращений координат.

 

На основе решения прямой задачи (5.18 – 5.19) для тахеометрического хода имеем:

 

                x2 = xн + ∆x1                                                             y2 = yн + ∆y1                                                        

                x3 = x2 + ∆x2                                        y3 = y2 + ∆y2

                  ………………                                         ………………

                xi = xi-1 + ∆xi-1          5.21                          yi = yi-1 + ∆yi-1                   5.22

                       ………………..                                 ………………

                xn = xn-1 + ∆xn-1                                                      yn = yn-1 + ∆yn-1

                xn+1 = xn + ∆xn                                                         yn+1 = yn + ∆yn                                                

                (xk)                                                           (yk)

xк - хн = х     (5.23)

yк - yн = y     (5.24)

fx = х – ( xк - хн )            (5.25)

fy = y – ( yк - yн )            (5.26)

fS =                 (5.27)

 

где xн, yн ,xк, yк – координаты начальной и конечной точек хода.

     Складывая левые и правые части равенств 5.21 и 5.22, учитывая, что xк - xн = åxт,  yк - yн = åyт, получим  ¦x, ¦y, ¦s.

Если условие

удовлетворяется или

 

            (5.28)

 

 выполняют увязку приращений координат путем распределения  невязок пропорционально длинам линий:

 

                (5.29)

Контроль:    (5.30)

                (5.31)

Контроль:    (5.32)

 

Затем вычисляют приращения:

 

испр = +                            (5.33)

испр = +                            (5.34)

Контроль:  испр = xк - xн                       (5.35)

Контроль:  испр = yк - yн                       (5.36)

 

 Вычисляют координаты точек хода:

 

                       

 

Контролем вычисления координат служат равенства :

 

                        

 

Все вычисления ведут в ведомости координат (Таблица №1)

 

5.4. Вычисление и увязка высот пунктов тахеометрического хода.

 

Вычисление и увязка высот пунктов тахеометрического хода производится по формулам тригонометрического нивелирования.

Сравнивают превышения, вычисленные прямо и обратно по каждой линии. Предельное расхождение между ними не должно быть больше 4 см на каждые 100 м расстояния.

Вычисляют среднее превышение hср из прямого и обратного.

Вычисляют сумму средних превышений . Она должна быть равна разности высот начальной и конечной точек тахеометрического хода (Hк -Hн), но из-за ошибок измерения это равенство нарушается.

Вычисляют высотную невязку:

 

fh = - (Hк - Hн)              (5.37)

 

Допустимая невязка вычисляется по формуле:

 

доп fh = 0,20           (5.38)

 

Вычисляют поправку для каждого из превышений:

 

                  (5.39)

Контролем правильности вычисления поправок должно служить равенство:

 

                       (5.40)

 

Вычисляют исправленные превышения:

 

hиспр = hi + Vi                      (5.41)

 

Сумма исправленных превышений должна равняться разности отметок начальной и конечной точек хода.

 

испр = Hн - Нк           (5.42)

 

Вычисляются отметки точек хода:

 

Hi = Hi-1 + hиспр                   (5.43)

 

Окончательным контролем служит то, что при вычислении последней отметки мы должны прийти к отметке конечной точки хода без расхождения.

Все вычисления ведутся в ведомости координат (Таблица №1).

 

Таблица 1

ВЕДОМОСТЬ ВЫЧИСЛЕНИЯ КООРДИНАТ И ВЫСОТ ТОЧЕК ТАХЕОМЕТРИЧЕСКОГО ХОДА

 

Название пунктов

Измеренные углы

Дирекционные углы

Румбы

Меры линий

м

Приращения координат вычисленные

 

±X

 

±Y

 

 

328° 52,0´

 

 

  

 

25

167° 06,0´

 

 

 

  -0,16

-127,69

   +0,14

 

        +0,5

194  46,5

315  58,0

СЗ   44°02,2´

183,7

+132,06

1

 

 

 

 -0,15

-72,80

  +0,14

 

 

330  45,0

СЗ   29  15,0

149,0

+130,00

2

138  21,0

 

 

 

   -0,15

-149,97

    +0,14

 

 

289  06,0

СЗ   70  54,0

158,7

   +51,93

3

138  29,5

 

 

 

   -0,16

-183,60

     +0,14

 

       +0,5

267  16,5

247  35,5

ЮЗ   67  35,5

198,6

     -75,71

4

 

 

 

 -0,16

-84,86

   +0,15

 

       +0,5

334  52,5

СЗ   25  06,5

200,0

+181,11

27

216 43,5

 

 

 

 

 

 

11 36,5

 

 

 

 


 

 

 


 

 

 

 

 

 



                                                                                             fy =+0,78               fy = -0,71    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение таблицы 1.

 

Приращения координат исправленные

Координаты

Названия пунктов

Превышения и высоты

±Y

±X

Y

X

h

Vn

hиспр

H

 

 

+1278,5

+968,7

25

 

 

 

147,22

-127,8

+132,2

 

 

 

+3,55

-0,02

+3,53

 

 

 

+1150,7

+1100,9

1

 

 

 

150,75

-73,0

+130,1

 

 

 

+4,35

-0,02

+4,33

 

 

 

+1077,7

+1231,0

2

 

 

 

155,08

-150,0

+52,1

 

 

 

+0,94

-0,02

+0,92

 

 

 

+927,6

+1283,1

3

 

 

 

156,00

-183,8

-75,6

 

 

 

+3,33

-0,02

+3,31

 

 

 

+743,8

+1207,5

4

 

 

 

159,31

-85,0

+181,3

 

 

 

+4,99

-0,02

+4,97

 

 

 

+658,8

+1388,8

27

 

 

 

164,28

                             åDyT =-619,7

                                               åDxT =+420,1

                                                                                         åh = 17,16     

                                                                                    HkH н = 17,06

                                                                                                                     

                                                                                     f h = 0,10 м

                                                                                    пр. f h

 

 

6. Элементы электронной тахеометрии

 

6.1 Понятие об электронных тахеометрах.

 

Электронным тахеометром называют устройство, объединяющее в себе теодолит, светодальномер и микроЭВМ. Это может быть единый прибор или прибор, составленный из отдельных модулей.

Одним из основных узлов современных тахеометров является микроЭВМ, с помощью которой можно автоматизировать процесс измерений и решать различные геодезические задачи по заложенным в них программам. Увеличение числа программ расширяет диапазон работы тахеометра и область его применения, а также повышает точность работ.

В электронных тахеометрах угломерная часть прибо­ра представляет собой электронный теодолит с автоматическим выводом угловых величин в микроЭВМ и на табло, подобно расстояниям. Такие приборы иностранные фирмы называют Total Stations - универсальные станции. Это тахеометры: ТаЗМ, ЗТа5 - УОМЗ (Россия); ТС600Е - со­вместного предприятия Геодезические приборы Екатеринбург — ГПЕ (Россия - Швейцария); Geodimeter 506 (510, 520, 540, 600) - фирмы "Геотроникс" (Швеция); ТС400 (800, 1000, 1600, 2002), ТДМ5000 - кон­церна "Лейка" (Швейцария); Rec Elta 15 (5, 4, 3, 2) - фирмы "Цейс" (Гер­мания), GTS 302 (6E, 303, 2) - фирмы "Топкон" (Япония); DTM-720 (300, С-100) - фирмы "Никон" (Япония); SET-5F (6E, 5) - фирмы "Соккия" (Япония).

Упрощенная структурная схема электронного тахеометра представлена на рис 6.1

Рис. 6.1. Упрощенная структурная схема электронного тахеометра

 

Информация с датчиков об измеренных расстояниях, горизонталь­ных углах и зенитных расстояниях одновременно с информацией о на­клоне оси вращения прибора поступает через модули ввода в микропро­цессор. В микропроцессор также передается информация с клавиатуры.

После соответствующей вычислительной обработки по заложен­ным в микроЭВМ программам результаты измерений автоматически вы­водятся на цифровое табло и передаются в накопитель (регистратор) ин­формации.

Основные технические характеристики электронных тахеометров приведены в таблице 6.1.

 

 

Данные таблицы 6.1 свидетельствуют о том, что современные элек­тронные тахеометры — это геодезические приборы высокой точности, имеющие вполне приемлемую для полевых работ массу. Они снабжены съемными и внешними источниками питания и рассчитаны на измерения в радиусе до 2 км и более.

Современные электронные тахеометры снабжены системами авто­подстройки, которые обеспечивают стабильность работы датчиков углов и расстояний в условиях изменения или колебаний температуры и давле­ния, исключают влияние погрешностей, вносимых разъюстировкой опти­ческой системы, разбросом или изменением характеристик элементов электрической схемы.

Все тахеометры снабжены компенсаторами наклона, исключаю­щими ошибки в измеренных зенитных расстояниях за наклон вертикаль­ной оси.

Электронными тахеометрами выполняют измерения горизонталь­ных и вертикальных углов и расстояний, измерения в режиме слежения, измерения в ночных условиях; осуществляют накопление информации, обмен информацией с внешними устройствами. Они обеспечивают воз­можность автоматического получения функций измеренных величин, из­мерение расстояний с учетом поправок за метеоусловия, приборной по­правки и постоянной отражателя; автоматическое введение поправок за ошибки в делениях, эксцентриситет алидады и лимба, 2С и МО; могут ав­томатически учитываться влияния кривизны Земли и рефракции.

Наличие регистрирующих устройств позволяет создать автомати­зированный геодезический комплекс (электронный тахеометр, регистра­тор информации, преобразователь, ЭВМ, графопостроитель), обеспечи­вающий на выходе готовый план. При этом сводятся к минимуму ошибки наблюдателя, оператора, вычислителя и картографа, возникающие на каждом этапе работ при составлении плана традиционным способом.

 

6.2 Электронный тахеометр WILD TC1010.

 

В качестве примера рассмотрим использование при измерениях электронного тахеометра WILD TC1010 швейцарской фирмы Leica.

Электронный тахеометр TC1010, помимо технических средств автоматизации процессов считывания по горизонтальному и вер­тикальному кругам, а также измерения расстояний, включает в себя интегрированное модульное программное обеспечение. Из­мерительная и семантическая информация, накопленная в процессе работ, автоматически записывается на компактный модуль записи данных. Максимальный объем записи для стандартного формата (64К) около 2000 точек. В простейшем случае информация о точках содержит следующие сведения: номер (имя) точки, расстояние (измеренное или редуцированное на плоскость) или его усредненное из повторных измерений значение; отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам и ряд других метрических и семантических признаков объекта наблюдений. Встроенный в тахеометр после­довательный интерфейс 232 позволяет подключать прибор к ком­пьютеру и другой принимающей данные системе.

Время на одно комплексное измерение (дальность + горизонтальное направление + вертикальное (зенитное расстояние) направление + вывод результатов на электронное табло) составляет несколько секунд. Диапазон измерений расстояний изменяется от 1,7 м до 2000 м. При сильной дымке, видимости около 3 км, яркой солнечной засветке, размытости изображения от сильной турбулентности атмосферы дальность действия составляет 1 – 1,2 км.

Дисплей тахеометра четырехстрочный. Каждая строка содержит 16 символов. Клавиатура имеет два набора клавиш (всего 23): стандартный набор для ввода цифр и блок функциональных клавиш. Клавиши имеют цветовую кодировку. Клавиатура за­щищена от непогоды.

Питание прибора осуществляется от внутреннего встроенного аккумулятора. Полная зарядка аккумулятора 9 часов.

При работе с электронным тахеометром ТС1010 в качестве визирных целей используются одно- или многопризменные марки, закрепляемые на подставках или специальных вехах. Конструкция подставок обеспечивает полную взаимозаменяемость приборов, закрепленных на штативах (дает возможность реализовать так называемый трехштативный метод проложения ходов, практически сводящий на нет влияние погрешностей центрирования и редукции приборов при передаче координат).

При использовании в качестве визирных целей марок, за­крепляемых на вешках, вертикальность последних контролируют посредством круглого уровня, прикрепленного к раздвигающейся штанге. Цена деления круглого уровня 8 уг. мин. на 2 мм.

Программное обеспечение электронного тахеометра ТС1010 реализует два возможных режима измерений: без записи и с записью данных.

При измерениях в первом режиме после установки прибора в рабочее положение (центрирование, горизонтирование, само­проверка прибора, задание формы представления результатов (маски на дисплее), ввода в память прибора информации о температуре воздуха и атмосферном давлении) работа на станции выполняется в традиционной технологической последовательности. Результаты измерений записывают в журнал.

При работе в режиме записи данных до начала наблюдений необходимо четко спланировать последовательность проведения измерений, выбрать и зафиксировать форму представления ре­зультатов (в тахеометре ТС1010 предусмотрена возможность соз­дания девяти дисплейных масок), назначить имя файла, в котором будут храниться результаты измерений. Отметим, что при работе с электронным тахеометром ТС1010 имеется хорошая возможность просмотра, редактирования и другой работы с файлами данных. Большую помощь в работе оказывают также индицируемые на дисплее сообщения об ошибках как наблюдателя, так и системы в целом (всего 97 сообщений).

Программное обеспечение тахеометра ТС1010 довольно раз­нообразно. Оно дает возможность не только записать результаты наблюдений, но и решать непосредственно в полевых условиях (в режиме реального времени) ряд важных практических задач. Укажем на одну из них — вычисление координат определяемых точек с их индикацией на экране дисплея. Соответствующая технологическая последовательность работ методом полярных ко­ординат состоит в следующем. Сначала визируют на исходный (ориентирный) пункт. С клавиатуры тахеометра в его память вводят дирекционный угол исходного направления и координаты точки стояния. Затем необходимо указать, какие углы (по ходу или против хода часовой стрелки) нас интересуют и должны быть выведены на экран. Тогда после проведения измерений на последующие точки их координаты будут вычислены (решением полярной засечки) и индицированы на экране дисплея.

 

 

6.3 Понятие об электронной тахеометрической съемке.

 

Ознакомление с электронными тахеометрами показывает, что электронную тахеометрическую съемку эффективно применять в открытой равнинной местности (речные поймы, отведенные для строительства мелиоративных систем земли и др.), когда с исходной съемочной точки открывается видимость на расстояния в 1—2 км.

Экономический эффект от применения электронной тахеометрической съемки прежде всего достигается за счет увеличения площади съемки, выполняемой с одной установки прибора. При этом, вследствие значительной дальности действия тахеометра, сокращаются затраты труда на развитие съемочного обоснования.

Применение электронных тахеометров особенно эффективно при работе с передвижных наружных знаков с платформами, с помощью которых обеспечивается поднятие тахеометров над поверхностью земли на 2—3 м, в результате чего открывается хороший обзор местности, позволяющий выполнить тахеометрическую съемку в радиусе 1—2 км. Использование указанных устройств позволяет значительно повысить производительность труда при съемке.

Технология электронной тахеометрии дает возможность представить топографические планы как в традиционной графической форме, так и в виде цифровых моделей местности и рельефа, т.е. в форме, удобной для использования в системах автоматического проектирования (САПР).

У геодезистов-топографов появилась возможность не только резко по­высить производительность съемочных работ, но и из­менить технологию измерительных работ благодаря большей дальнос­ти действия (меньшему количеству станций), визированию на одну единственную точку - отражательную призму (достаточно минимальной видимости), высокой точности и быстроте визирования, выявлению и учету ряда сопутствующих измерениям источников ошибок, исключению утомительного ведения полевого журнала, повышению объективности съемочного процесса - все перечисленное приведет к качественно новым технологиям измерений - к возможному исключению съемочных ходов низкой точности и переходу к крупноблочной точной тахеометрии с широким использованием автотранспортных средств и средств радиосвязи реечника со станцией; созданию бан­ков данных по цифровым моделям местности м сокращению сроков создания карт крупных масштабов.

Внедрение новой техники не будет легким и быстрым, так как оптико-механические приборы пока намного дешевле, более безотказны, не требуют источников питания, доступнее в ремонте. Внедрение электронных тахеометров  в прак­тику геодезических измерений экономически выгодно в случае их ис­пользования в режиме записи данных на внешний накопитель с последующей обработкой на ЭВМ.

 

6.4 Электронная тахеометрическая съемка по методу свободного выбора станций

 

По способу развития съемочного обоснования, а также в зависимости от физико-географических условий местности электронная тахеометрическая съемка может выполняться в трех технологических вариантах: раздельно с развитием съемочного обоснования, одновременно с развитием съемочного обоснования и по методу свободного выбора станций, когда съемочное обоснование как таковое не создается, а по­лучается в результате косвенных измерений.

Максимальная эффективность достигается в варианте по методу свободного выбора станций. В этом случае при минимуме собственных измерений недостающие элементы съемочного обоснования (длины линий, горизонтальные углы) определяют косвенным путем.

На исходных пунктах К и L измеряют примычные углы  и  (рис. 6.2).

 

Рис 6.2. Схема создания съемочного обоснования по методу свободного выбора станций.

 

Съемку выполняют с пунктов А, С и L, выбранных на местности с учетом максимального ее обзора, а следовательно, наибольшей площади съемки, возможной с этих пунктов. В ряде случаев, для достижения большей обзорности местности, точки установок электронного тахе­ометра целесообразно выносить за пределы снимаемого участ­ка. Наличие видимости между двумя смежными установками тахеометра не обязательно. Во время съемки должны быть измерены расстояния до исходного пункта К и связующих точек В и D (при съемке с пункта А), до точек В, D, Е и F (при съемке с пункта С) и до точек Е и F (при съемке с пункта L), а также горизонтальные углы между направлениями на связующие точки с каждого пункта съемки. Все указанные измерения выполняют одновременно со съемкой, никаких дополнительных измерений вне пунктов съемки, кроме измерения примычных углов, не выполняют. Используя пе­речисленные данные, можно вычислить координаты всех связу­ющих точек и произвести оценку точности как отдельных элементов сети, так и всей сети в целом. Связующие точки В, F и D, Е можно рассматривать как промежуточные пункты полигонометрических ходов KBFL и KDEL. Длины сторон нижней (KB, BF и FL) и верхней (KD, DE и EL) ветвей, а также между смежными сторонами можно вычислять аналитически из последовательного решения треугольников АВК и BCFдля нижней ветви, ADK и DCFдля верхней, а также двух четырехугольников ABCD и CELF.

Метод свободного выбора станций открывает возможность для применения самого эффективного варианта электронной тахеометрии - блочной электронной тахеометрической съемки. Сущность метода заключается в том, что подлежащий съемке участок местности условно делят на более мелкие участки - блоки, съемка в пределах которых может быть выполнена с одной установки электронного тахеометра. Площадь отдельного блока, в зависимости от условий местности, может быть в пределах от нескольких до десятков и даже сотен гектаров. Места установок электронного тахеометра могут быть как в пределах участка съемки, так и вне его (метод свободного выбора станций). При этом координаты установок электронного тахе­ометра не определяют. Съемка может начинаться с любого места. Набор пикетов в блоке может выполняться в любом и даже свободном ориентировании лимба горизонтального круга тахеометра. В программе набора съемочных пикетов должно быть предусмотрено лишь измерение углов и линий на связующие точки смежных блоков для последующего составления по ним сводного топографического плана на весь участок местности.

Необходимым условием блочной съемки является наличие связующих точек. Эти точки устанавливают при рекогнос­цировке участка, в ходе которой намечают приблизительные места установок тахеометра, с которых будет выполняться съемка. Связующие точки должны располагаться в зонах перекрытия съемок, выполняемых с двух смежных пунктов, и их число должно быть не менее двух на каждой смежной стороне участка. Допускается вынесение связующих точек за пределы съемочного участка, если по условиям местности обеспечивается их долговременная сохранность. В качестве связующих точек можно использовать характерные предметы местности (трубы, мачты, шпили церквей и др.), если они находятся вблизи участка местности и вписываются в геомет­рические параметры съемочного обоснования по методу сво­бодной станции.

Связующим точкам отведена роль соединения отдельных блоков съемки в единый для всего участка топографический план. При этом составление топографического плана допуска­ется выполнять двумя способами: графическим и графо­аналитическим.

Сущность графо-аналитического способа заключается в со­вмещении одноименных связующих точек блока и основы будущего плана, на которую они предварительно наносятся по вычисленным и уравненным координатам. После совмещения точек ситуацию и рельеф переносят на составляемый топографический план.

Графический способ составления топографического плана не требует вычисления координат связующих точек. План составля­ют в два этапа. На первом этапе выполняют мозаичное совмеще­ние отдельных блоков по имеющимся на них одноименным связующим точкам. Составленный таким путем топографический план не ориентирован. На втором этапе совмещают на просвет, с использованием светокопировального стола, одноименные пункты съемочного обоснования, имеющиеся на плане и на местности. В процессе съемки плановое положение таких пунктов должно быть определено геодезическими методами.

Графический способ составления топографического плана сравнении с графоаналитическим менее точен, но при небольшом числе блоков (до шести) дает удовлетворительные результаты.