Перед тем как возводить на местности какое-либо сооружение или объект, необходимо выполнить съемочное обоснование. Съемочное обоснование включает в себя определение координат точек местности, расчет высотных отметок, а также установку положения в системе местных координат. Такое обоснование может опираться на теодолитный ход.
Геодезические работы
Геодезические работы включают в себя множество наименований, в том числе и создание съемочного обоснования местности. Этой работе предшествует построение теодолитного хода с измерениями горизонтальных углов и длин сторон, а также расчет координат точек.
С помощью теодолитного хода можно передать координаты опорных пунктов на все остальные точки. Это необходимо для последующего возведения на этом месте зданий или использования территории для хозяйственных целей.
Что такое теодолитный ход
Теодолитный ход – это построенная на местности ломаная линия с измеренными при ней горизонтальными углами и длинами сторон. Эти данные позже используются для вычисления координат и дирекционных углов в ведомости вычислений.
Построение теодолитного хода состоит из двух этапов. Это:
- Построение ломаной линии на местности и осуществление полевых работ;
- Математическое уравнивание хода и выполнение камеральной обработки полученных результатов.
Оба этапа выполняются строго по установленному регламенту с соблюдением норм и правил. Точность построения и обработки результатов обеспечивает правильность работы и последующую безопасность строительства или осуществления любой другой деятельности на местности.
Виды теодолитных ходов
Теодолитный ход – это разомкнутая или замкнутая ломаная линия. В зависимости от формы построения, различают три вида ходов:
- Разомкнутый теодолитный ход, опирающийся на два пункта с известными координатами и два дирекционных угла.
- Разомкнутый теодолитный ход, опирающийся на один исходный пункт и один дирекционный угол - такой ход еще называют висячим.
- Замкнутый теодолитный ход в виде многоугольника, опирающийся на один пункт и один угол.
Все три вида имеют разную точность выполнения работ. Наиболее предпочтительным вариантом построения будет являться многоугольник, для проведения контроля измерений которого имеется отдельный способ. Самую меньшую точность имеет висячий теодолитный ход, привязанный только к одному пункту геодезической сети.
Выбор вида создания теодолитного хода зависит от условий местности, наличия рядом исходных пунктов и типа дальнейшей деятельности на территории.
Подготовка к работам на местности
Перед выполнением полевых работ необходимо выполнить предварительное обследование местности с помощью имеющихся карт и топографических планов. Оно включает в себя исследование природных условий и рельефа, поиск имеющихся пунктов геодезического обоснования. Не лишним также будет узнать, когда в последний раз на заданной территории проходили геодезические работы и какие результаты были получены вследствие их проведения.
Кроме того, необходимо выбрать инструменты для проведения последующих работ, а также выполнить их поверки для обеспечения необходимой точности.
Перед началом работ на крупномасштабном плане проектируют возможный вариант расположения точек теодолитного хода. Следующим этапом будет их вынос в натуру и проверку на наличие хорошей видимости.
Прокладывание хода
Теодолитный ход прокладывается на местности с обязательным условием обеспечивания хорошей видимости между точками. В противном случае для пунктов находят другое местоположение.
Первым этапом является привязка теодолитного хода к пункту геодезической сети, осуществляемая с помощью теодолита или тахеометра с высокой точностью. Привязка – это определение местоположения полигона на местности. Правильность ее исполнения будет иметь влияние на определение всех координат теодолитного хода.
В зависимости от последующего назначения точки закрепляют на местности временными или постоянными знаками. К первым относят деревянные колья, забиваемые вровень с землей. Для того чтобы сохранить точное местоположение пункта, на кольях указывают центр. Рядом с таким временным знаком, как правило, устанавливают опознавательный элемент – сторожок высотой 15-20 сантиметров.
Постоянными знаками отмечаются точки, местоположение которых будет необходимо для дальнейших работ в течение длительного времени. В этом случае используют более долговечные материалы – монолиты или бетонные столбы.
Для лучшей ориентировки точки хода подписывают: указывается номер, а также расстояние от первого пункта.
Полевые работы
После того как точки хода были отмечены, производят полевые работы. Они включают в себя проведение различных измерений и сбор данных для решения ведомости вычисления теодолитного хода.
Внутри теодолитного хода измеряют длины сторон и горизонтальные углы. Работы могут осуществляться с помощью различных инструментов, в зависимости от их наличия. При этом более современные приборы будут давать более точные результаты по сравнению с устаревшими.
Все измерения производят два раза: в прямом и обратном ходе. Результаты двух ходов должны совпадать или отличаться на величину, равную допустимой погрешности. Этот процесс, принятый в геодезии, обеспечивает высокую точность работы и уменьшает влияние систематических и случайных ошибок.
Измерение углов и длин хода
Горизонтальные углы измеряются при каждой вершине с помощью электронного тахеометра или оптического теодолита. Прибор ставят на одну из точек хода, а на двух соседних располагают рейки или вешки. При этом необходимо следить за тем, что измеряются только правые или левые по ходу лежащие углы. Для того чтобы это было легко контролировать, на схематичном чертеже параллельно ведут абрис ситуации местности. Абрис – это примерное изображение итогов проводимых работ, необходимое для последующих камеральных вычислений.
Углы измеряют способом приемов, который заключается в двойном контроле проводимых измерений. В этом случае недопустимые погрешности легко обнаружить по специальным формулам контроля. Работу переделывают до тех пор, пока не будет обеспечена необходимая точность.
Длины сторон полигона измеряются с помощью лазерных, световых дальномеров или земляных рулеток. Определяют расстояние между каждыми двумя пунктами теодолитного хода, параллельно фиксируя их в специально отведенном журнале.
Камеральные работы
Теодолитный ход – это полигон или линия, построенные с целью определения координат точек, находящихся вдали от пунктов исходной сети. Таким образом, за полевыми работами следует обработка полученных результатов и получение искомых значений.
Камеральные работы являются не менее важным типом геодезических работ, в результате которого можно выявить ошибки, допущенные работниками во время построения теодолитного хода. Кроме того, на этапе обработки результатов исключают влияние систематических погрешностей, возникающих из-за неточности работы прибора, воздействия погодных условий (ветра, солнца, осадков и т. д.) и неправильности снятия отсчета исполнителем.
По результатам работы подсчитывается ведомость вычисления теодолитного хода.
Составление ведомости теодолитного хода
Ведомость теодолитного хода – это таблица, в которой содержатся данные, полученные в результате измерений полевых работ и вычислений камеральной обработки. Туда заносят числовую информацию о дирекционных углах, приращениях и координатах исходного пункта и точек хода. Для каждого значения имеется отдельная графа.
Исходными величинами являются координаты и дирекционные углы начального и конечного пунктов. Все остальные данные рассчитываются с помощью измеренных горизонтальных длин и углов.
В начале работ подсчитывают сумму измеренных углов и аналитически определяют теоретическую сумму. Их различие будет составлять невязку теодолитного хода, вычисляемую по формуле:
fβ = Σβизм – Σβтеор.
Полученное значение должно быть меньше или равно допустимой невязке. Она вычисляется по формуле:
{fβ} = 1’ √n.
Если условие соблюдается, вычисленную невязку можно распределить между всеми углами поровну с противоположным знаком. Тогда углы хода могут считаться уравненными. Поправки записываются над имеющимися значениями и используются в последующих вычислениях.
Следующим шагом в расчете ведомости теодолитного хода является нахождение дирекционных углов сторон. Левые по ходу лежащие углы отнимаются, а правые – прибавляются. Контролем правильности вычислений является получение в конечном результате первого дирекционного направления исходного пункта.
Далее вычисляют приращения по осям Х и У в системе прямоугольных координат. Это необходимо для последующего нахождения местоположения точек теодолитного хода. Приращения вычисляются как произведение горизонтального проложения и синуса или косинуса исправленного дирекционного угла:
∆X = d*cosA;
∆Y = d*sinA.
Следующим шагом вычисляют невязку приращений аналогично угловой. Если она не превышает допустимой, полученную величину распределяют поровну с обратным знаком.
Последним пунктом является вычисление координат ведомости теодолитного хода. ОИх получают как сумму координат предыдущего пункта и вычисленного приращения с учетом невязок. Для осей Х и У значения считают отдельно, записывая в соответствующие столбцы. Окончательным контролем является получение координат исходного пункта, то есть возврат к началу.
Теодолитный ход в геодезическом обосновании
Построение теодолитного хода является важным шагом в создании съемочного обоснования. Геодезические пункты, как правило, находятся на далеком друг от друга расстоянии и не могут являться достаточной основой для строительства объектов или другой деятельности.
