Сергей Обручев - Справочник путешественника и краеведа
Теодолитные ходы применяются в тех случаях, когда требуется с повышенной точностью и в крупном масштабе (1 : 500 — 1 : 5 000) снять какой-либо участок, — например, при планировке населенных пунктов, при съемке строительных площадок, при детальных геологических разведках. Съемка рельефа при проложении хода обычно не производится. При съемке ведется абрис. По данным измерений составляют затем план снятого участка. С помощью теодолита и ленты удобно намечать на местности прямые линии с разбивкой пикетажа<. Разбивкой пикетажа называется закрепление точек вдоль прямых линий на местности через определенное расстояние, например при геофизических съемках с помощью теодолита и ленты намечают точки вдоль линий (профилей) через 50, 100, 200 м.
111. Тахеометрические ходы. Тахеометром (или теодолит-тахоометром) называется теодолит, снабженный дальномерным приспособлением, буссолью и вертикальным кругом.
Тахеометрические ходы отличаются от теодолитных тем, что расстояния в них измеряют не лентой, а с помощью дальномера, которым снабжен теодолит-тахеометр. Так как в тахеометре имеется буссоль, этим инструментом можно определять не только горизонтальные углы, но и магнитные азимуты сторон хода. Обязательной принадлежностью тахеометра является вертикальный круг. С помощью вертикального круга на пунктах хода измеряют углы наклона и вычисляют превышения (см. формулу § 106). Таким образом, прокладывая тахеометрический ход, одновременно определяют положение точек вдоль маршрута в плане и по высоте.
Рекомендуется применять методы проложения тахеометрических ходов, разработанные А. С. Филоненко (1939).
Тахеометр с успехом применяют при работе в трудно проходимых, сильно залесенных, сильно пересеченных местностях, где измерение линий лентой затруднительно. С помощью тахеометра производят также крупномасштабную съемку.
Тахеометр удобен для съемки рельефа. В поле составляется абрис съемки, вычерчивание плана выполняют в камеральный период.
Для производства работ по тахеометрической съемке необходимы наблюдатель и два реечника. Скорость прокладки хода — от 3 до 10 км в день, в зависимости от условий местности и объема съемки. Длины линий в тахеометрических ходах — 150 — 200 м. Длины ходов между опорными точками могут достигать 100 км. Пункты тахеометрического хода (как и всякие другие геодезические пункты) нумеруются. Исследователь в поле должен сверять нумерацию пунктов своих наблюдений с нумерацией геодезических пунктов.
Относительная ошибка определения расстояния по дальномеру 1/400 (±25 см на 100 м). Относительная ошибка тахеометрического хода около 1/1000, например, при длине хода в 30 км ошибка конечной точки хода ±30 м. Координаты вычисляют до 1 м; превышения и высоты — до 1 см. Величина предельной возможной ошибки хода по высоте mh подсчитывается по формуле:
m h см = k см * S км n1/2,
где k — ошибка хода по высоте на 1 км хода, равная 10-15 см/км. S - средняя длина стороны хода в км; п — число сторон в ходе.
Рассчитаем ошибку в высоте конечной точки хода длиной 20 км со средней стороной S = 200 м = 0,2 км.
Число сторон в ходе n = 20 км / 0,2 км = 100.
Примем k = l 5 см/км;
mh = 15*0,2 * 100 ½ = ±30 см.
Рис. 377. А — мензула Б — кипрегель
112. Мензульная съемка. Теодолит и тахеометр относятся к инструментам угломерным. Мензула является инструментом углоначертательным. При мензульной съемке план местности получают непосредственно в поле, на мензульном планшете (рис. 377а); последний снабжается кипрегелем — дальномером (рис. 377б), с помощью которого прочерчивают на планшете направления и строят углы, определяют расстояния и получают высотные отметки.
Полевые работы при мензульной съемке начинаются с разбивки геометрической сети для определения системы опорных точек (рабочей основы). Затем переходят к определению положения съемочных точек и съемке контуров и рельефа.
При мензульной съемке вся работа по построению плана производится в поле, что является преимуществом этого метода по сравнению с тахеометрической съемкой. Мензула чрезвычайно выгодна в открытых местностях, где можно легко определить положение любой точки методом засечек. В закрытых местностях прокладывают мензульные ходы. Недостатком мензулы является ее громоздкость; работа с мензулой затруднительна при дожде, холоде, сильном ветре.
Мензула часто применяется при структурно-геологической съемке. Геологический и геодезический отряды одновременно приступают к работе. Геологи описывают обнажения, геодезисты разбивают геометрическую сеть. После описания группы обнажений, когда геодезический отряд закончил создание рабочего обоснования и готов к съемке, один из коллекторов переходит в геодезический отряд и выполняет там обязанности реечника. Коллектор ставит рейку на места выходов маркирующих горизонтов (в обнажениях). Геодезист с помощью кипрегеля определяет положение и высоту обнажения. Вычисленная геодезистом высота относятся к низу («пятка») рейки. Если выход маркирующего горизонта находится на дне оврага, и рейку поэтому не видно, переносят рейку наверх, высоту подъема пятки рейки над маркирующим горизонтом измеряют рулеткой и в дальнейшем эту величину учитывают. Высотные отметки пласта геодезист вычисляет тут же в поле (до 0,1 м) и подписывает на планшете.
Вместо ватманской бумаги на планшете может быть укреплен оттиск топографической карты или фотоплан. Этим еще более облегчается определение планового положения пунктов наблюдений.
113. Нивелирование. Нивелиром называется инструмент для определения превышения между точками местности, на которых последовательно устанавливают рейки.
Нивелирование разделяется на несколько классов по степени точности; наиболее точно — нивелирование 1 класса. Сравнительно невысокое по точности инженерно-техническое нивелирование ( V класса) производят при водно-энергетических и транспортных изысканиях, при строительных работах. Основной метод нивелирования — проложите нивелирного хода. Однако в тех случаях, когда требуется детально изучить рельеф какого-либо участка, производят также нивелирование поверхности. На площади нивелируемого участка предварительно с помощью теодолита и ленты разбивают сеть квадратов или прямоугольников со сторонами от 10 до 100 м. Отметки вершин квадратов определяют с помощью нивелира.
Для производства нивелирования необходимы наблюдатель и два реечника. Скорость прокладки нивелирного хода — от 2 до 15 км в день, с зависимости от условии рельефа и растительности. Длины сторон в нивелирных ходах — порядка 100 м. Длины ходов между опорными пунктами достигают 100 км.
Превышения и высоты вычисляют до миллиметра.
Предельная возможная ошибка mh конечной точки нивелирного хода IV класса рассчитывается по формуле
mh = (400 L + 4 L 2 )1/2
где L длина хода в км; т h выражена в мм. При длине хода L = 20 км
mh = (400 * 20 + 4(20)2 )1/2= ± 31 мм (сравнить с расчетами § 111).
Литературу к гл. XV см. в гл XVI .
ГЛАВА XVI
БАРОМЕТРИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ
1. Применение барометрического нивелирования . Барометрическое нивелирование является простым и быстрым способом определения высот. Наиболее точные результаты дает определение относительных высот (превышений). Например, с помощью барометра-анероида можно определять относительные высоты террас, обнажений и т. д. Такие определения часто бывают необходимы, даже если у исследователя имеется точная топографическая карта местности. При надлежащей постановке работ с помощью барометрического нивелирования можно получить также и абсолютные высоты пунктов наблюдения, что имеет важное значение при работе в малоисследованных районах.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О БАРОМЕТРИЧЕСКОМ ОПРЕДЕЛЕНИИ ВЫСОТ
2. Принцип барометрического определения высот. Вычисление разности высот при барометрическом нивелировании производится на основании гипсометрической формулы, устанавливающей зависимость между высотами двух точек местности и измеренными в этих точках величинами атмосферного давления и температуры воздуха. Сокращенная гипсометрическая формула имеет вид:
h = 2*K*[(B1-B2)/(B1+B2)]*(1 + αt)
где h — разность высот двух станций (в метрах);
B 1 и B 2 — величины атмосферного давления на верхней и нижней станциях (в мм рт. ст.);
