Островський А.Л. Геодезія. Частина перша. Топографія

Подождите немного. Документ загружается.

Розділ V

поділяють лінійну нев'язку ('Sv-b)• Відносна похибка вимірювання ліній не

повинна перевищувати . Висотну нев'язку розподіляють пропорційно де

довжин ліній.

Лінійну нев'язку розподіляють способом паралельних ліній (рис. V.5.9)

Для цього відкладають на лінії

АВ

у будь-якому масштабі всі лінії ходу. В точці

В перпендикулярно до АВ відкладають нев'язку ВВ' (її фактичне значення)

З'єднують точки А і В'. Будують перпендикуляри в точках 1, 2, 3 - 1-1", 2-2'.

3-3'.

В'

ґ т

А 1 2 З В 1

Рис. V.5.9. Розподіл лінійної нев'язки мензульного ходу

Це і є значення нев'язок у цих точках. їх відкладають паралельно де

нев'язки ВВ' у точках планшета 3, 2 і

у той самий бік, що і нев'язку в точці В',

щоб отримати точку В.

V.5.6. Обчислення координат точок

з метою видовження коротких ліній

Рис. V.5.10. Видовження

коротких ліній

Точність орієнтування планшета

залежить від довжини лінії на план

шеті, за допомогою якої його орієн-

тують. Розглянемо, як орієнтують

планшет за короткою лінією, наприк

лад, 4-5 (рис. V.5.10).

Дирекційний кут а

або ві-

домий, або його обчислюють за коор

динатами точок 4 і 5. Приблизно

вибирають лінію d

такої довжини

щоб фіктивна точка а опинилась зі

рамкою планшета. Її координати

знаходять за формулами

(22

Мензульне знімання

cosa

sina

Наносять точку а на планшет. Для орієнтування планшета кіпрегель

прикладають до штучно видовженої лінії 4- а .

V.6. Послідовність мензульного знімання

V.6.1. Підготовка планшета до роботи

Перед початком польових робіт за допомогою координатографа або

лінійки Дробишева на планшеті розмічують координатну сітку розмірами

10x10 см (рис. V.6.1). Сітку оцифровують відповідно до масштабу знімання,

наносять за координатами всі пункти геодезичної основи, які потрапляючі, на

планшет, підписують назви і висоти точок. Розходження сторін розмічених

квадратів з теоретичними розмірами не повинно перевищувати 0,2 мм, а сторін

рамки - 0,3 мм. Розходження у діагоналях < 0,5 мм. Віддаль від рамки до краю

планшета має становити 5 см для знімання в масштабах 1:500, 1:1000 і 1:2000 і

10 см для-1:5000.

2,0

Y ю

ГЧ

2.0

5 СМ

<->

і І

5 СМ

<-»

1.0

1Л

уїл

Рис.

V. 6.1.

Підготовка планшета до роботи

423

Розділ

Щоб полегшити орієнтування на полях планшета, прокреслюють додат-

кові лінії, коли мензулу необхідно орієнтувати за лінією, коротшою за 5 см, або

коли точки, за якими орієнтують, розміщені на двох планшетах.

На підготований планшет прикріплюють аркуш цупкого або прозорого

паперу (сорочку), щоб захистити його від забруднення.

V.6.2. Знімання контурів та рельєфу

Перед початком знімання виконують рекогностування місцевості, під час

якого знаходять пункти основи та визначають послідовність робіт. Після цього

встановлюють мензулу над точкою знімальної основи, орієнтують, центрують і

горизонтують її. Нуль рейки встановлюють на висоті приладу.

Орієнтування мензули виконують не менше як за двома напрямами або за

допомогою бусолі. Для контролю під час роботи і в кінці її на станції

обов'язково перевіряють орієнтування. Розходження між повторними напря-

мами орієнтування на межі ділянки не повинно перевищувати 0,4 мм на плані.

МО

вертикального круга визначають не менше ніж двічі на день.

Нагадаємо, що Інструкцією щодо мензульного знімання передбачено, що:

• методи засічок застосовують для знімання окремих точок ситуації;

• кожну таку точку визначають не менше ніж з трьох станцій;

• довжини променів, які визначають точку, не повинні перевищувати

200 м для масштабу 1:5000;

150 м для масштабу 1:2000;

100 м для масштабу 1:1000;

• висоти знімальних пікетів обчислюють до 0,01 м і виписують на

планшет із заокругленням до 0,1м для перерізу рельєфу 1 м, 2 м і більше. Для

перерізу рельєфу 0,5 м, 0,25 м висоти пікетів на планшетах вказують із точністю

до 0,01 м.

Знімальний пікет - це точка, планово-висотне положення якої визначають

відносно точки знімальної основи.

Обов'язково підписують висоти пікетів на вершинах, перегинах схилів і

сідловин, дні ям. Висоти рівнів води вказують з датою визначення.

Крім рельєфних точок, обов'язково підписують висоти гребель, мостів,

роздоріжжя, люків тощо.

Знімання контурних і рельєфних точок виконують полярним способом.

Віддаль і перевищення пікетних точок вимірюють за допомогою кривих номограм

кіпрегеля КН. Візування на пікетні точки здійснюють завжди при крузі ліворуч. За

виміряними віддалями пікетні точки наносять на планшет безпосередньо в полі, не

прокреслюючи напрями від станції до точок. Висоти точок обчислюють Н

= Н

ст

h безпосередньо під час знімання і підписують біля точок.

424

Мензульне

знімання

Під час знімання в рівнинній місцевості перевищення можна визначати

точніше горизонтальним променем візування, встановивши зорову грубу

кіпрегеля КН горизонтально за допомогою рівня на трубі.

Для знімання контурних точок реєчник ставить рейку на всіх поворотах

контуру, якщо вони відхиляються від прямої більше ніж на подвійну точність

масштабу карти. Контури викреслюють олівцем безпосередньо в польових

умовах. Замість викреслювання заповнювальних умовних знаків значні іа

площею контури дозволяється підписувати (лука, сад тощо).

Для знімання рельєфу реєчник ставить рейку на всі перегини місцевості

(вершини, улоговини, лощини, сідловини).

Горизонталі викреслюють обов'язково в полі на кожній станції інтерно

люванням "на око" між висотами точок. Горизонталі не повинні перегинат

рік

і доріг, які зображують двома лініями, будівель, споруд, скель, обрииіп. Якщо

під час інтерполювання горизонталей виявиться, що пікетних точок недос-

татньо для їх викреслювання, то визначають додаткові знімальні пікетні точки

Під час мензульного знімання ведуть журнал. Зарис не викреслюють.

V.6.3. Кальки висот і контурів

Калька висот - це документ на

кальці, призначений для зберігання отри-

маної під час топографічного знімання

інформації про рельєф.

Калька контурів - це документ на

кальці, який слугує для зберігання одер-

жаної під час топографічного знімання

інформації про ситуацію.

На знімальні планшети в польових

умовах для масштабів 1:5000 і 1:2000

складають кальку висот та кальку кон-

турів. Якщо ситуація і рельєф нескладні,

то Інструкція дозволяє суміщати обидві

кальки. Кальки викреслюють під час

знімання планшета щоденно.

На кальку висот (рис. V.6.2.) наносять всі пікети та опорні точки, під

писуючи їхні номери і висоти. За калькою висот зручно контролювати потрібну

густоту пікетних точок.

На кальку контурів копіюють всі елементи контурів, рельєфу, що не пока-

зано горпзон цілими, підписують назви рік, населених пунктів, вказують харак-

39:

Рис. V.6.2. Калька висот

Розділ

теристики лісів, мостів, доріг тощо. Замість зображень угідь умовними знаками

допускається підписувати їхні назви.

V.6.4. Графічне оформлення топографічної карти

Після польової перевірки і перевірки якості та чіткості викреслювання

горизонталей олівцем польовий оригінал виконують тушшю.

Польовий оригінал - це викреслений олівцем графічний матеріал

топографічного знімання.

Викреслювання карти, рамки та зарамкового оформлення виконують

згідно з таблицями «Умовні знаки для топографічних планів масштабів 1:5000,

1:2000, 1:1000 і 1:500» [27].

Додатково до горизонталей вказують висоти панівних вершин, вершин

курганів, роздоріж, поверхні землі біля окремих дерев, лісових просік, джерел, на

берегах боліт, біля перетинів річок дорогами тощо.

Урізи води в ріках та водних басейнах записують не рідше ніж через 20 см

на карті.

Загалом підписаних на карті висот для масштабів 1:5000 - 1:2000 має бути

не менше ніж 10 на 1 дм

карти. На картах масштабів 1:1000. 1:500 підписують

всі висоти.

V.6.5. Зведення рамок суміжних топографічних планшетів

Усі елементи змісту топографічних планів зводять із відповідними еле-

ментами суміжних аркушів. Зведення рамок виконують, суміщуючи скопійовані

на кальці контури, розташовані на двох сусідніх планшетах.

Знімання в полі виконують на 2-3 мм поза рамкою.

Закінчивши топографічне знімання, копіюють на кальку контури й рельєф

у смузі 2-3 см від рамки і передають керівнику робіт. Під час накладання

сусідніх смуг, скопійованих на кальку, розходження контурів на сусідніх

планшетах не мають перевищувати 1 мм для основних контурів (кордони,

дороги, берегові лінії) і 1,5 мм для інших контурів.

Розходження у висоті не повинно перевищувати подвійне значення

допустимих середніх похибок знімання рельєфу відносно найближчих точок

геодезичної основи. Для карт 1:1000 і 1:500 на забудованих територіях допуски

зменшують в 1,5 раза.

Розходження в положенні контурів і горизонталей усувають, пересуваючи

на половину величини зміщення кожного контуру. Для споруд - переміщенням,

але з урахуванням їхнього орієнтування та обмірних розмірів.

У разі недопустимих розходжень здійснюють польову перевірку знімання.

426

Мензульне знімання

V.6.6. Формуляр трапеції

Закінчивши роботи на планшетах, за рамками карти вказують необхідн

дані: метод та рік знімання; назву організації, що його виконувала; перері

рельєфу; систему координат; систему висот; гриф.

На планшетах, що мають тверду основу, на зворотному боці оригінал

наклеюють формуляр. У ньому вказують:

1. Організацію, що виконувала знімання; координати вершин рамки і і

розміри; схему геодезичної основи трапеції; координати та висот пункт

геодезичної основи; метод знімання; систему координат та висот.

2. Аерофотознімання - прилади та характеристика аерознімання.

3. Методи прив'язки знімків - вид знімання; з якими планшетами зведено.

4. Камеральні роботи.

V.6.7. Контроль і приймання робіт

Кожний планшет приймають від виконавця у полі. Результати фіксують

акті приймання. Визначені під час контролю пікети наносять червоною тупіші*

на кальку. Середні похибки висот контрольних пікетів із визначеними на карі

відносно пунктів геодезичної основи не повинні перевищувати 1/4 вікон

перерізу рельєфу для кутів нахилу до 2° і 1/3 висоти перерізу рельєфу

ДЛЯ

кут

нахилу від 2° до 6°. На ділянках, покритих лісом, ці допуски збільшуют ь удвічі

На ділянках з кутами нахилу понад 6° кількість горизонталей має відповіла

різниці висот. Середні похибки у віддалях між капітальними будинками

виміряними на місцевості й на карті, не повинні перевищувати 0,4 мм

масштабі карти, а між іншими контурами - 1 мм. У покритих лісом місцевої

тях

—

1,5 мм. Граничні розходження не повинні бути більшими ніж 10 "А

Відносно знімальної основи - 0,5 мм, ліс - 0,7 мм.

Здають такі матеріали:

• польовий оригінал;

• журнали знімання і створення основи;

• відомості планової і висотної основ;

• кальки висот і контурів;

• викопіювання рамок;

• акти приймання робіт і контролю.

Закінчивши роботи, складають технічний звіт.

VI. БАРОМЕТРИЧНЕ НІВЕЛЮВАННЯ

VI. 1. Суть та призначення барометричного нівелювання

Історія виникнення баромегричного нівелювання тісно пов'язана з багатьма

вкриттями в царині фізики, основним з яких є тиск повітря. Експеримент, який

«конав Пер'є в 1648 р. за дорученням Паскаля на горі Пюї-де-Дом, показав, що на

іфцшні гори рівень ртуті в трубці нижчий, ніж біля її підніжжя. Це заклало основи

хиого з фізичних способів нівелювання - баромегричного.

Барометричне нівелювання ґрунтується на залежності зміни атмосфер-

го тиску від висоти. Відомо, що атмосферний тиск знижується із збіль-

штням висоти майже за лінійним законом, тобто зі зміною висоти приблизно

г 11 метрів тиск зменшується на 1 міліметр ртугного стовпчика. Отже,

)рометричним нівелювання називають визначення висот точок земної

(•верхні за виміряним в цих точках атмосферним тиском.

Лінійною залежність тиску від висоти була б за ідеального стану

гмосфери, тобто коли повітря в стані спокою відносно земної поверхні і його

:иад не змінюється з висотою. Практично такий статичний стан рівноваги

пвітря спостерігається дуже рідко. Тому барометричне нівелювання дає змогу

значити висоти точок земної поверхні лише наближено.

Зазвичай барометричне нівелювання застосовують для створення висотної

•грежі для геодезичних, геологічних, геофізичних вишукувань, якщо не

ітрібна висока точність визначення висот або у важкодостугших районах (в

pax, на морі, окремих островах тощо), де неможливо використати інші,

чніші методи нівелювання. Головна перевага барометричного нівелювання

гд іншими методами нівелювання полягає в тому, що не вимагається взаємної

і димості точок.

Теоретичні та експериментальні дослідження показали, що застосовувати

.:год барометричного нівелювання реально гам, де потрібно визначити

іревищення з похибкою 0,3-0,5 м.

VI. 1.1.

Одиниці вимірювання тиску

Величину атмосферного тиску виражають у міліметрах ртугного

говпчика (мм рт. ст.).

У міжнародній системі одиниць СІ одиницею тиску є паскаль (Па) - тиск,

кликаний силою 1 Н (ньютон), рівномірно розподілений на поверхні площею

, тобто

Н/м

= 1 Па.

\2Ь

Барометрично ііінчішнчшпн

Оскільки 1 Па - мала величина, для вимірювання атмосферного тиску

застосовують гектопаскалі (гПа) і кілопаскалі (кГІа): 1 гііа = 100 Па,

1 кПАа = 1000 Па.

Співвідношення одиниць тиску у міліметрах ртутного стовпчика і

паскалях таке:

1мм рт.ст.

\33,322 Па

1,33322гПа; (VI. 1.1)

Па =7,5006-10

ммрт.ст.;

Па = 0,75006 мм рт. ст. (VI. 1.2)

До введення СІ для вимірювання величини атмосферного тиску викорис

товували бар та одну тисячну його частку - мілібар (мб):

мб =

гПа .

VI.2. Прилади для барометричного нівелювання

Фізичний прилад, за допомогою якого визначають тиск, називається

барометром. За принципом роботи барометри поділяють на:

• рідинні (ртутні);

• безрідинні (барометри з механічним принципом дії).

VI. 2.1.

Рідинні барометри

Принцип роботи рідинних барометрів оснований на законах гідростатики

атмосферний тиск вимірюється висотою стовпчика рідини, що зрівноважу*

його. За будовою ртутні барометри ділять на три види (рис. VI.2.1):

1. Чашкові.

2. Сифонні.

3. Сифонно-чашкові.

Рідинні барометри використовують на опорних

станціях для спостереження за зміною атмосферного

тиску, для визначення поправок барометрів. Вони

дають змогу виміряти атмосферний тиск з точністю

від +0,06 до +0,13 мб.

Всі ртутні барометри, крім шкали, обладнані

термометрами для вимірювання температури

приладу. Для визначення атмосферного тиску Р у

відлік барометра Р

потрібно ввести поправки

Р = Р

SP,

SPj,

(VI.2.1)

де

81]

- поправка за температуру, яка залежить від

температури приладу t і обчислюється за формулою

429

Шн

Рис.

VI. 2.1.

Ртутні

барометри

Розділ VI

8Р, = -0,000163- Р

f, (VI.2.2)

- поправка за силу ваги, яка залежить від широти точки спостереження ф і

ії висоти Н над рівнем моря і має дві складові:

• поправку за приведення відліку барометра до нормальної сили ваги на

широті 45°

8Р(р

= -0,00265

• Р

•

cos 2(р; (VI.2.3)

• поправку за приведення відліку барометра до нормальної сили ваги на

рівні моря

8Р

= -0,196 10~

Н; (VI.2.4)

8Pj - інструментальна поправка, яку визначають, порівнюючи відліки

досліджуваного барометра з еталонним .

VI. 2.2. Безрідинні барометри

Для вимірювання атмосферного тиску нмні застосовують пружинні

барометри, які основані на фізичних властивостях різноманітних пружин. Ці

барометри називаються безрідинними (анероїдами). Загальний вигляд баромет-

ра-анероїда зображено на рис. VI.2.2. До групи безрідинних барометрів

належать також баронівеліри та мікробаронівеліри.

Головною частиною барометра-анероїда є тонкостінна гофрована герме-

тично запаяна коробка А (рис. VI.2.3), закріплена на підставці В. З коробки

викачане повітря. До коробки припаяний стержень С. Пружина Е кріпиться до

основи ММ', а вільним кінцем в точці D - до стержня FG, який зв'язаний

шарніром з вертикальним стержнем GK, котрий, своєю чергою, сполучено

шарніром з горизонтальним стержнем KL. Стержень KL в точці L кріпиться до

горизонтальної осі, яка обертається в підшипниках

підставки N. До цієї осі кріпиться довгий важіль

I/O, з'єднаний під прямим кутом з важелем ОР.

Останній закінчується тонким ланцюжком, намо-

таним на стержень R. До нього кріпиться довга

стрілка S, кінець якої переміщається вздовж

кругової шкали. В загальному механізм барометра

побудований на такому принципі: невелика зміна в

положенні точки D, внаслідок зміни атмосферного

тиску веде до істотної, в десятки разів більшої,

зміни положення стрілки S на шкалі барометра.

Рис.

VI. 2.2.

Загальний

вигляд барометра-

анероїда

430

t>,і/)(імитричін) нічо/ііочшінн

Рис.

VI.

2.3. Принципова схема барометра-анероїда

Внаслідок певних інструментальних причин у відлік барометра-анероїдл

(рис. VI.2.3) А потрібно ввести поправки за приведення його до величини

атмосферного тиску Р

P = A + a + b-t + c-(l6ti-A), (VI.2.5)

де a - поправка за положення шкали; t - температура анероїда; І>

температурний коефіцієнт; с - поправка за ділення шкали.

Як допоміжні прилади під час барометричного нівелювання застосовую

11,

термометр-пращ, психрометричний термометр для вимірювання як температури

повітря, так і його вологості.

VI.3. Виконання барометричного нівелювання

VI. 3.1.

Барометричні формули

Барометричне нівелювання основане на залежності між висотами точо

щевості над рівнем моря та величиною тиску в цих точках. Така залежнії'і

оажається барометричною формулою. Найбільш строгою та поширспоіо

ша барометрична формула, яку запропонував у 1799 р. П.С.Лаплас:

е 2 Н Р.

-H

=h = K

(l+atJ(l + yf-Xl + pcos2(pJx(l

^)\g-±,

| v

m K 12

r - шукане перевищення; K„ - постійний барометричний коефіціснг, які

внює 18404; a = 0,003665 - об'гмниіі коефіцієнт розширення повітря; і

, (р

і Н

- відповідно середні значення температури повітря, гис

•1