Что такое превышение в геодезии

Уклон линии. Превышение.

Уклономназывается превышение, которое приходится на единицу горизонтального расстояния.

Вычисляется по формуле i= ∆h/L. Уклон может выражаться в метрах, в процентах %, в промилях ‰ или в градусах.

Для нахождения уклона в %, надо тангенс уклона в метрах умножить на 100.

Для нахождения уклона в ‰, надо тангенс уклона в метрах умножить на 1000.

Чтобы выразить уклон в градусах, надо тангенс в метрах найти по таблице Брадиса в градусах и минутах.

На топографической карте уклон в градусах можно измерить по графику заложений внизу карты.

Превышение –разница высот между двумя точками.

Превышение можно найти несколькими методами.

1). Геометрическим нивелированием с помощью горизонтального луча нивелира и нивелирной рейки.

2). Тригонометрическим нивелированием по измеренному теодолитом вертикальному углу наклона между точками и расстоянию между ними по формуле ∆h = L* tg γ * (b-J). Где: b – высота теодолита, J – высота рейки или вешки на точке, L – расстояние между точками в метрах, tg γ – вертикальный угол.

3). Физическим нивелированием при помощи барометра (измеряя атмосферное давление), при помощи радиолокатора. Физические методы менее точны.

Вопрос № 15.

Ориентирование направлений. Начальные направления.

Ориентированием линии называется определение направления на местности относительно принятого начального направления.

За начальноенаправление в геодезии принимается северное направление меридиана. Начальным меридианом может быть астрономический, магнитный или осевой меридиан. Для ориентирования линий на местности служат азимуты, дирекционные углы и румбы.

Азимут, это угол, который отсчитывается от северного направления меридиана.

Если угол отсчитывается от астрономического меридиана, то он называется истинным азимутом.

Если угол отсчитывается от магнитного меридиана, то он называется магнитным азимутом.

Если угол отсчитывается от осевого меридиана, то он называется дирекционным углом. Азимуты и дирекционные углы могут изменяться от 0º до 360º.

Румбслужит для большего удобства при ориентировании. Он может изменяться от 0º до 90º. За начальное направление для него принимается либо северное направление меридиана, либо южное (в зависимости от четверти). В 1 и 4 четвертях румб отсчитывается от северного направления меридиана, а во 2 и в 3 четвертях румб отсчитывается от южного направления меридиана.

Источник

7. Определение превышений и отметок точек

Время чтения: 8 минут

7.1. Задачи и виды нивелирования

Нивелированием называется совокупность геодезических измерений для определения превышений между точками, а также их высот.

Нивелирование производят для изучения рельефа, определения высот точек при проектировании, строительстве и эксплуатации различных инженерных сооружений. Результаты нивелирования имеют большое значение для решения научных задач как самой геодезии, так и для других наук о Земле.

В зависимости от применяемых приборов и измеряемых величин нивелирование делится на несколько видов.

1. Геометрическое нивелирование – определение превышения одной точки над другой посредством горизонтального визирного луча. Осуществляют его обычно с помощью нивелиров, но можно использовать и другие приборы, позволяющие получать горизонтальный луч.

2. Тригонометрическое нивелирование – определение превышений с помощью наклонного визирного луча. Превышение при этом определяют как функцию измеренного расстояния и угла наклона, для измерения которых используют соответствующие геодезические приборы (тахеометр, кипрегель).

3. Барометрическое нивелирование – в его основу положена зависимость между атмосферным давлением и высотой точек на местности.

4. Гидростатическое нивелирование – определение превышений основывается на свойстве жидкости в сообщающихся сосудах всегда находиться на одном уровне, независимо от высоты точек, на которых установлены сосуды.

7. Стереофотограмметрическое нивелирование основано на определении превышения по паре фотоснимков одной и той же местности, полученных из двух точек базиса фотографирования.

8. Определение превышений по результатам спутниковых измерений. Использование спутниковой системы ГЛОНАСС – Глобальная Навигационная Спутниковая Система позволяет определять пространственные координаты точек.

7.2. Способы геометрического нивелирования

Геометрическое нивелирование – это наиболее распространенный способ определения превышений. Его выполняют с помощью нивелира, задающего горизонтальную линию визирования.

Устройство нивелира достаточно простое. Он имеет две основные части: зрительную трубу и устройство, позволяющее привести визирный луч в горизонтальное положение.

Геометрическое нивелирование можно выполнять по следующей схеме:

Рис. 61. Способы нивелирования

При нивелировании из середины нивелир располагают между двумя точками примерно на одинаковых расстояниях (рис.61, а). В точках устанавливают отвесно рейки с сантиметровыми делениями. Их ставят на колышек, вбитый вровень с землей, или на специальный костыль, так как рейка под собственной тяжестью будет давить на землю и отсчет по ней будет меняться. Визирный луч зрительной трубы нивелира последовательно наводят на рейки и берут отсчеты З и П, которые записывают в миллиметрах в журнал нивелирования. Отсчет по рейке производят по средней нити нивелира, т.е. по месту, где проекция средней нити пересекает рейку. Превышение между точками определяют по формуле

где З – отсчет назад на заднюю точку А; П – отсчет вперед на переднюю точку B.

При нивелировании вперед прибор устанавливают над точкой А (рис. 61, б), измеряют его высоту V и берут отсчет П по рейке в точке В. Превышение определяют вычитанием из высоты прибора V отсчета П.

Высоту передней точки В вычисляется по формуле:

Высоту визирного луча на уровенной поверхностью называют горизонтом инструмента HГИ (рис. 61) и вычисляют

Место установки нивелира называется станцией. Если для определения превышения между точками А и В достаточно установить прибор один раз, то такой случай называется простым нивелированием.

Если же превышение между точками определяют только после нескольких установок нивелира, такое нивелирование называют сложным или последовательным (рис. 62).

Рис. 62. Последовательное нивелирование.

В этом случае точки С и D называют связующими. Превышение между ними определяют как при простом нивелировании:

; ;

Такую схему нивелирования называют нивелирным ходом.

7.3. Классификация нивелиров

Согласно действующему ГОСТу 10528-90 [9] нивелиры изготавливают трёх типов: высокоточные Н-05, точные Н-3 (Н-3К, Н-3КЛ) и технические Н-5 (Н-5К и Н-5КЛ).

В названии Н – нивелир; 05, 3 и 5 – средняя квадратическая ошибка измерения превышения в миллиметрах на 1 км двойного нивелирного хода; К – компенсатор; Л – лимб.

В зависимости от того, каким способом визирный луч устанавливается в горизонтальное положение, нивелиры изготавливают в двух исполнениях:

— с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе, с помощью у которого осуществляется горизонтирование визирного луча (рис. 63);

— с компенсатором – свободно подвешенная оптико-механическая система, которая приводит визирный луч в горизонтальное положение. В названии нивелира буква К обозначает компенсатор (Н-3К, Н-3КЛ)(рис. 64).

Рис. 63. Точный нивелир Н-3 с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе: 1 – подъемные винты; 2 – круглый уровень; 3 – элевационный винт; 4 – окуляр зрительной трубы с диоптрийным кольцом; 5 – визир; 6 – кремальера; 7 – объектив зрительной трубы; 8 – закрепительный винт; 9 – наводящий винт; 10 – контактный цилиндрический уровень; 11 – юстировочные винты цилиндрического уровня

Схема горизонтирования визирного луча в нивелире с компенсатором

ЗН-3КЛ

Рис. 65. Точный нивелир ЗН-3КЛ с компенсатором и лимбом: 1 – лимб; 2 – наводящий винт; 3 – кремальера; 4 – визир.

Точные нивелиры Н-3 и 3Н-3КЛ предназначены для нивелирования III и IV классов.

3Н-5КЛ

Рис. 65. Технический нивелир 3Н-5КЛ

Техническими нивелирами выполняют техническое нивелирование для определения высот точек высотного съемочного обоснования и при решении различных инженерно-технических задач при изыскании, строительстве и эксплуатации линейных сооружений и промышленно-гражданском строительстве.

Нивелиры иностранного производства

SOKKIA

SETL

Электронные нивелиры

Trimble

Лазерный нивелир

7.4. Нивелирные рейки

Нивелирные рейки для нивелирования III – IV класса и технического изготавливают из деревянных брусьев двутаврового сечения шириной 8 – 10 и толщиной 2 – 3 см.

Рейка РН-3 (рис. 66) имеет длину 3 м. Деления нанесены через 1 см. Нижняя часть рейки заключена в металлическую оковку и называется пяткой.

Основная шкала имеет деления черного и белого цвета, ноль совмещен с пяткой рейки. Дополнительная шкала на другой стороне рейки имеет чередующиеся красные и белые деления. С пяткой рейки совмещен отсчет больше 4000 мм. Часто встречаются комплекты реек, у которых с пятками красных сторон совпадают отсчеты 4687 и 4787 мм. Поэтому превышения, измеренные по красным сторонам реек, будут больше или меньше на 100 мм измеренных по черным сторонам реек.

Рис. 66. Нивелирная рейка (а) и поле зрения зрительной трубы нивелира с цилиндрическим уровнем (б)

7.5. Влияние кривизны Земли и рефракции на результаты нивелирования

При выводе формул для способов нивелирования из середины и вперед принято, что уровенная поверхность является плоскостью, визирный луч прямолинеен и горизонтален, рейки, установленные в точках, параллельны между собой.

На самом деле уровенная поверхность не является плоскостью и рейки, установленные в точках А и В перпендикулярно поверхности, непараллельны между собой (рис. 67), следовательно отсчеты З и П преувеличены на величину поправок за кривизну Земли СМ = К1 и DN = К2.

Рис. 67. Влияние кривизны Земли и рефракции на результаты геометрического нивелирования

Поправки за кривизну Земли равны:

,

Кроме того известно, что луч света распространяется прямолинейно лишь в однородной среде. В реальной атмосфере, плотность которой увеличивается по мере приближения к поверхности Земли, луч света идет по некоторой кривой, которая называется рефракционной кривой. Вследствие этого визирный луч имеет форму рефракционной кривой радиуса R1 и пересекает рейки в точках C’ и D’. Поэтому отчеты по рейкам уменьшаются на величину поправок за рефракцию: СC’ = r1 и DD’= r2, которые определяются по формуле

Радиус рефракционной кривой зависит от температуры, плотности, влажности воздуха и др. Отношение радиуса Земли R к радиусу рефракционной кривой R1называют коэффициентом земной рефракции, среднее значение которого принимают

,

где f1 и f2 – поправки за кривизну Земли и рефракцию равны

Следовательно превышение между точками А и В с учётом поправок за кривизну Земли и рефракцию равно

Необходимость учета поправки зависит от требуемой точности измерений.

Из формулы следует, что при равенстве расстояний от нивелира до реек и примерно одинаковых условиях можно считать, что f1 = f2 и h = З – П. Таким образом, при нивелировании из середины с соблюдением равенства плеч влияние кривизны Земли и рефракции практически устраняется.

7.6. Вопросы для самоконтроля

1. Что называется нивелированием?

2. Назовите виды нивелирования?

3. Назовите способы геометрического нивелирования?

4. В чем заключается способ нивелирования из середины и вперед?

5. В чем сущность последовательного нивелирования?

6. В чем сущность тригонометрического, барометрического и гидростатического нивелирования?

7. Как нивелиры классифицируются по точности?

8. Чем отличается уровенный нивелир от нивелира с компенсатором?

9. Когда можно не учитывать поправки за кривизну Земли и рефракцию при геометрическом нивелировании?

Источник

Вопрос 1.Что такое отметка точки, превышение, абсолютная и относительная отметки?

БАШКИРСКИЙ КОЛЛЕДЖ АРХИТЕКТУРЫ, СТРОИТЕЛЬСТВА И КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТА

1. Что такое отметка точки, превышение, абсолютная и относи­тельная отметки?

2.Как установить теодолит в рабочее положение?

3.В чем суть нивелирования способом «вперед», его схема.

4 Геодезическое сопровождение при монтаже столбчатых фун­даментов (фундаментов стаканного типа).

Задача. Определить уклон линии 1-2 на плане участка с горизонталями. 114. 00

Вопрос 1.Что такое отметка точки, превышение, абсолютная и относительная отметки?

Системы вертикальных (высотных) координат

Основной величиной в этой системе является высота. Высотой точки называется расстояние по отвесной линии от уровенной поверхности до данной точки. Числовое значение высоты точки является ее отметкой.

Если высоты отсчитываются от основной уровенной поверхности, то они называются абсолютными и входят в абсолютную систему высот. Если же высоты отсчитываются от любой другой уровенной поверхности, условно принятой за начальную, то они называются условными и входят в условную систему высот.

В России и сопредельных государствах положение основной уровенной поверхности, совпадающей со средним многолетним уровнем Балтийского моря, фиксируется нулевым горизонтальным штрихом на бронзовой доске, прикрепленной к устою моста через обводной канал в Кронштадте. Эта доска с нулевым штрихом, от которого ведется отсчет абсолютных высот, называется Кронштадским футштоком.

Высота одной точки (В) относительно другой (А) называется относительной высотой или превышением (h). Из рисунка видно, что превышение равно разности абсолютных или условных высот двух точек:

Рис. Абсолютные (HA и HB), условные H’A и H’B и относительные (h) высоты Рельеф земной поверхности и его изображение

На топографических картах

Рельеф – это совокупность всех неровностей земной поверхности, различных по своей форме и размерам. Изображение рельефа на топокартах должно быть наглядным, отражать количественные характеристики неровностей местности (абсолютные высоты, превышения точек, крутизну склонов и др.). Рельеф на топокартах изображается горизонталями в сочетании с отметками высот и условными обозначениями форм, которые нельзя изобразить горизонталями. Способ изображения рельефа горизонталями позволяет геометрически наиболее точно передать форму рельефа и отразить его особенности.

Определение отметок точек и превышений

Контролем правильности вычислений является равенство нулю суммы всех превышений т. е. .

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ТРЕБОВАНИЯ К ФУНДАМЕНТАМ СТАКАННОГО ТИПА

Устройство таких конструкций осуществляется с применением усиленной схемы армирования и бетона. Именно благодаря этому фундамент стаканного типа отличается более высоким сроком эксплуатации.

Подобные основания не предназначены для использования в индивидуальном строительстве.

Устройство таких конструкций выполняется при возведении мостов и промышленных объектов.

Схема стаконного фундамента.

Фундамент стаканного типа нельзя устанавливать на пучинистых и просадочных грунтах.Технология монтажа предусматривает установку железобетонных или металлических колонн, устройство которых осуществляется в специальный стакан, после чего выполняется фиксация.

Фундаментные блоки должны соответствовать ряду требований и норм, закрепленных в соответствующем ГОСТе, а именно:

БАШКИРСКИЙ КОЛЛЕДЖ АРХИТЕКТУРЫ, СТРОИТЕЛЬСТВА И КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТА

1. Что такое отметка точки, превышение, абсолютная и относи­тельная отметки?

2.Как установить теодолит в рабочее положение?

3.В чем суть нивелирования способом «вперед», его схема.

4 Геодезическое сопровождение при монтаже столбчатых фун­даментов (фундаментов стаканного типа).

Задача. Определить уклон линии 1-2 на плане участка с горизонталями. 114. 00

Вопрос 1.Что такое отметка точки, превышение, абсолютная и относительная отметки?

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Источник

Точность геодезических работ

Понятия точности геодезических работ

Комплекс инженерно-геодезических изысканий включает в себя огромный спектр геодезических работ.

Есть вопрос? Звоните 8 (812) 318-44-01.

Все геодезические работы на объектах изысканий должны выполнятся с необходимой и достаточной точностью. Быть основой для проектирования, оценки точности и параметров конструктивов и объектов подлежащих инженерным изысканиям.

Начиная геодезические работы, специалисты-геодезисты определяют с какой погрешностью будут выполнены геодезические измерения. Уточняют будут ли они удовлетворять требованию технического задания и нормативной документации.

В качестве примера, рассмотрим объект изысканий на котором выполнены геодезические работы по наблюдению за деформацией зданий и сооружений. Как правило для определения вертикальных перемещений заложенных деформационных маяков применяется метод геометрического нивелирования. Точностные характеристики геометрического нивелирования уже рассчитаны ранее. Параметры приведены в инструкции по нивелированию.

Подбор геодезических приборов

Для того чтобы соблюсти расчетные точности и получить значения перемещений по вертикали с погрешность не превышающей расчетной, необходимо производить геодезические работы оборудованием отвечающим точности. Выполнять работы надо по методике обеспечивающей геодезические наблюдений по программе нивелирования нужного класса.

Основным документом регламентирующим порядок геометрического нивелирования является “ГКИНП (ГНТА)-03-010-02 Инструкция по нивелированию 1,2,3 и 4 классов“. При закладке исходных геодезических пунктов и реперов, необходимо учитывать глубину промерзания грунтов в районе изысканий.

Среднеквадратические погрешности можно посмотреть в таблице и рассчитать по нижеприведенным формулам.

Не всегда на объекте изысканий геодезические работы по наблюдению за деформацией зданий и сооружений можно выполнить методом геометрического нивелирования. Деформационные маяки расположенные в труднодоступных местах, подлежат наблюдению по программе тригонометрического нивелирования. Очень важным аспектом выполнения геодезических работ таким методом, является предварительный расчет точности геодезических измерений. Как оперативно оценить геодезические работы на объекте изысканий, по каким формулам произвести расчет точности?

Самым простым вариантом оценки точности геодезических наблюдений будет вычисление среднеквадратических погрешностей по формулам Гаусса и формулам Бесселя.

На примере одного из наших объектов рассмотрим оценку точностных параметров геодезических работ.

Наблюдения за вертикальным перемещением деформационных маяков выполнялись методом тригонометрического нивелирования. Не забываем вносить параметры температуры и атмосферного давления в прибор. Для корректной работы. В качестве барометра и термометра используем часы известного бренда.

Наблюдения за деформацией

Расчет точности геодезических работ

Для выполнения работ использовался тахеометр TCR405Power. Электронный тахеометр Leica TCR 405 Power имеет следующие параметры СКО измерения расстояний:

СКО изм.расст. = 2 мм + 2 ppm

Ppm- Миллионная доля — единица измерения каких-либо относительных величин, равная 1·10 −6 от базового показателя

СКО изм.расст. = 2+(2*D(км)^ 10 −6 )мм

где D-расстояние от прибора до измеряемого объекта

Рассмотрим приведенные выше формулы и характеристики оборудования применительно к данному объекту. Изучим точность геодезических работ на объекте.

Проанализировав расстояния, минимальное 30м и максимальное 303м, подставив значения в формулы, смотрим погрешности.

Погрешность измерения расстояний на нашем объекте рассчитаем по выше приведенной формуле:
1. СКО изм.расст. = 2+(2*D(км)^ 10 −6 )мм

2. СКО изм.расст. = 2+(2*0,303(км)^ 10 −6 )мм = 2,000мм

3. СКО не превышает заявленных паспортных значений для нашего оборудования.

Для расчета среднеквадратической ошибки угловых измерений применялась следующая формула Гаусса и Бесселя:

где ∆ – СКО геодезического прибора, n – количество приемов.

Исходя из выше полученных результатов СКО расстояний и углов, рассчитаем значение возможной ошибки превышений.

Превышения вычисляются по следующей формуле:

где, D это расстояние в м, а α-угол измерения в ⁰.

Высота инструмента и высота вехи при вычислении СКО не учитывается. Так как оценивается только точность измерений превышения. Высота вехи статична и одинакова на протяжении всего цикла и может не учитываться, а высотная отметка точки стоянии прибора не важна.

Вычисление превышений

Для вычисления превышений достаточно иметь высотную отметку горизонтальной оси вращения трубы прибора,поэтому принимаем высоту прибора за ноль.

h = d*tg_ᶹ = 303*tg 2.89″ = 4.2 мм – СКО на 303 метра

Проанализировав произведенные вычисления, делаем вывод: погрешность измерения расстояний не значительна, не влияет на вычисления превышений и ей можно пренебречь.

Погрешность измерения углов влияет на точность получаемых превышений, однако расчетные значения ошибки в превышениях находятся в пределах величины указанной в техническом задании заказчиком.

Принимая к сведению приведенные выше расчеты, однозначно делаем вывод геодезические работы, топографическая съемка, контрольно-исполнительная съемка, требуют тщательных предварительных расчетов для обеспечения качественных результатов геодезических изысканий.

Это необходимо для того, что бы соблюсти точность геодезических работ.

Источник