microbik.ru
1
ВВЕДЕНИЕ
Нивелирование поверхности по квадратам выполняют для составления топографических планов небольших участков в крупных масштабах. При съемке применяют технические нивелиры.

Настоящая лабораторная работа ставит цель ознакомиться с методикой обработки полевых материалов и составлению топографических планов.

Задание. Произвести обработку материалов нивелирования поверхности по квадратам со сторонами 20 м и составить топографический план участка в масштабе 1:500 с высотой сечения рельефа 0,25 м.

Исходные данные: полевая схема нивелирования поверхности по квадратам, получаемая в ходе выполнения полевых работ.

Номер варианта и высоты точки А (репера) выдается каждому студенту преподавателем.

Нулевой вариант и результаты его обработки использованы для пояснения выполняемого задания.
1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛЕВЫХ РАБОТАХ
Нивелирование выполнено с четырех станций, на каждой из которых отсчеты взяты по черным сторонам реек. Границы участков, для вершин которых отсчеты брались с отдельных станций, показаны на рис.1 и 2. пунктирной линией. На связующие точки (4 и 9; 29 и 30; 34 и 39;23 и 24) отсчеты по рейке взяты с двух смежных станций.

Значения отсчетов по черной стороне рейки на всех вершинах приведены для 24 вариантов задачи в приложении. В ней порядок записи соответствует последовательности перехода реечника по вершинам квадратов в процессе нивелирования.
2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

И КРАТКИЕ ПОЯСНЕНИЯ
2.1. Выписать на схему (рис.1) отсчеты по рейке, разместив их так, как это сделано на рис.2 по данным нулевого варианта, который используется здесь для пояснений.

2.2. Произвести контроль этих отсчетов: суммы накрест лежащих отсчетов должны быть равны. Расхождение допускается не более чем на 5 мм. Эту невязку для принятой здесь схемы вычислений можно нигде не записывать и не распределять.

2.3. Выписать на схему сети из табл.1 высоту точки А для своего варианта. Вычислить по отсчетам реек горизонты приборов всех станций в последовательности ГПII – ГПIII – ГПIV – ГПI – ГПII. Сущность и порядок действий при этом вытекает из рис.3 и 4. Вычисления произвести в табл. 2.
Высоты точки А Т а б л и ц а 1




вари-

анта


Н



вари-

анта


Н



вари-

анта


Н



вари-

анта


Н



вари-

анта


Н

1

57,831

11

60,802

21

78,101

31

87,321

41

91,463

2

58,752

12

61,310

22

74,852

32

89,897

42

90,702

3

54,385

13

62,451

23

71,928

33

80,158

43

98,005

4

53,356

14

63,785

24

70,325

34

86,485

44

92,307

5

58,900

15

64,395

25

79,809

35

88,398

45

97,658

6

59,712

16

65,728

26

77,253

36

85,649

46

96,392

7

53,685

17

66,124

27

70,436

37

81,235

47

95,418

8

57,611

18

67,010

28

72,727

38

83,651

48

91,023

9

55,380

19

68,584

29

75,568

39

84,702

49

94,185

10

54,914

20

69,235

30

76,684

40

82,905

50

93,824


Вычисление горизонтов прибора станций Т а б л и ц а 2


№ станции

ГП вычисленный

VГП

ГП исправленный

II

57,481

-1

57,480

III

57,414

-3

57,411

IV

57,998

-4

57,994

I

58,113

-5

58,108

II

57,486








ƒгп=ГП2/-ГП2

доп ƒгп=12 мм



Как видно из рис.3,

ГПII = НА + (1)

В соответствии с рис.4

ГПIII=ГПII-+, (2)

ГПIV=ГПIII-+ , (3)

ГПI=ГПIV - + , (4)

ГП =ГПI - +. (5)

Здесь чА, , , , и т.д. отсчеты по черным сторонам реек соответственно на точку А, 4 и 30 (со станции II), на 30 и 39 (со станции III), на 39 и 24 ( со станции IV) и т.д.

В нашем примере (табл.2) для нулевого варианта имеем:

ГПII=56,899+0,582=57,481;

ГПIII=57,481-2,684+2,617=57,414;

ГПIV=54,414-0,929+1,513=57,998;

ГПI=57,998-1,098+1,213=58,113;

ГП=58,113-1,108+0,481=57,486.

2.4. Вычислить невязку горизонтов прибора – и определить ее допустимость.

Невязка горизонтов вычисляется по формуле

(6)

и для рассматриваемого варианта

57,486-57,481=0,005 м.

Ее допустимое значение принимается по формуле

(7)

2.5. Распределить невязку горизонтов прибора по их значениям и записать в соответствующую графу табл.2.

Невязка горизонтов распределяется с обратным знаком «нарастающим итогом» в отдельные значения горизонтов прибора. Поэтому соответствующие поправки вычисляются так:

;

(8)

Такой порядок распределения невязки вытекает из того, что если в выражении (6) вместо подставить его значение из формул (2-5) с учетом отсчетов «ч», то

. (9)

Поэтому при равноточности измерений поправки в отдельные превышения равны между собой.

Следовательно, с учетом (2-5)

; ; ; ; (10)

Но так как

, (11)

где nчисло станций, то поправки получают вид выражения (8).

Понятно, что при рассматриваемой точности измерений поправки необходимо округлять до целых миллиметров.

В соответствии с отмеченным в рассматриваемом варианте имеем:

2.6. Вычислить окончательные (исправленные) значения горизонтов прибора по их значениям и переписать их из табл.2 на схему вычислений (рис.1).

Окончательные (исправленные) значения горизонтов прибора вычисляются по формуле

(12)

Для нашего примера они приведены в табл.2 и выписаны на рис.1.

2.7. По отсчетам черной стороны реек вычислить высоты всех вершин квадратов и записать на схеме в прямоугольных рамках у своих вершин.

Вычисление высот всех вершин квадратов со станции «i» выполнять по формуле *.

(13)

* Процесс вычислительной обработки может быть иным. Например, можно между связующими точками вычислить превышения и увязать их в замкнутом ходе. Далее необходимо вычислить высоты связующих точек, а по ним – горизонты приборов всех станций [1]. Последующие вычисления не будут иметь особенностей по сравнению с рассматриваемыми здесь.
3. ПОСТРОЕНИЕ ПЛАНА
3.1. На листе чертежной бумаги построить в карандаше сетку квадратов со сторонами по 4 см и произвести ее контроль.

Квадраты могут быть построены различными способами: методом «диагоналей», методом «перпендикуляров» и т.д. Наиболее полный контроль правильности построения квадратов осуществляется методом «диагоналей». Вершины всех квадратов необходимо обозначить небольшими наколами и обвести затем черной тушью с помощью кронциркуля. Диаметр кружков должен быть равен 1 мм. Этой же тушью вычертить внешние стороны крайних сторон квадратов. Толщина линий – 0,1 мм.

3.2. Выписать для вершин квадратов их высоты, округленные до сантиметров.

Высоты необходимо записать у вершин квадратов в определенной системе черной тушью высотой цифр в 2 мм.

3.3. Выполнить аналитический расчет положения горизонталей по сторонам двух квадратов и их диагоналям, отмеченным на схеме.

При расчете положения горизонталей необходимо помнить, что они проходят только через высоты, кратные высоте сечения рельефа. Сущность аналитического расчета положения горизонталей вытекает из рис.5, на котором над стороной или диагональю 1-2 квадрата показана наклонная линия местности 1-2'. Секущие плоскости показаны пунктиром.


Рис.5

В соответствии с отмеченным имеем при высоте сечения :



(14)

Контроль вычислений состоит в следующем:

. (15)

Для рассматриваемого примера имеем при .




Для расчета положения горизонталей на диагонали

Вычисленные значения переносятся на сторонs квадратов, пользуясь измерителем и линейкой с миллиметровыми делениями.

3.4. Графическое интерполирование выполнить с помощью палетки из параллельных линий, нанесенных на восковку, или используя миллиметровую бумагу. Сущность этих способов для данных рис.5 пояснена на рис.6 и 7.


Рис.6 Рис.7
3.5. Выполнить вычерчивание горизонталей в карандаше, затем произвести их «укладку»; обеспечивая плавность прохождения через интерполируемые точки на сторонах квадратов и диагоналях.

3.6. Вычертить план тушью. Горизонтали, кратные одному метру подписать коричневой тушью так, чтобы основание цифр было направлено вниз по склону. Провести горизонтали коричневой тушью: кратные одному метру, «увеличенные» – толщиной 0,25 мм, остальные, «обычные» – толщиной 0,1 мм.

3.7. Нанести ситуацию. Ситуация наносится на план таким же способом, каким производилась съемка на местности относительно сторон квадратов. Вычерчивается ситуация тушью в принятых условных знаках.

3.8. Оформить план тушью и сделать у его рамок подписи. Вверху над планом написать «Топографический план участка»; внизу посередине – «Масштаб 1:500», строчкой ниже – «сечение рельефа горизонталями через 0,25м»; внизу справа указать фамилию и инициалы студента, а также факультет, курс, группу и дату выполнения работы.
4. ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА
В результате выполнения расчетно-графической работы должны быть представлены следующие материалы:

1. Краткий отчет о выполненной работе.

2. Полевая схема нивелирования поверхности по квадратам с вычисленными высотами точек.

3. Ведомость вычисления горизонтов прибора.

4. Топографический план участка.
Контрольные вопросы
1. Какими способами может быть осуществлено нивелирование поверхности?

2. В каких случаях целесообразно нивелирование поверхности по квадратам?

3. Как на местности получить вершины квадратов? Как они закрепляются? Где и как на местности записываются их номера?

4. Чем определяются размеры сторон квадратов?

5. В каких случаях производится нивелирование поверхности с установкой прибора посредине квадратов? Во всех ли смежных квадратов в этом случае необходимо устанавливать инструмент?

6. Как снимается ситуация при нивелировании поверхности по квадратам?

7. Как определяется плановое и высотное положение характерных по высоте точек, расположенных внутри квадратов?

8. Как производится контроль отсчетов по рейкам на парных связующих точках?

9. В чем заключается контроль отсчетов на связующие точки?

10. Докажите, почему одинаковые по размерам и знаку грубые ошибки в отсчетах с одной станции на две смежные связующие точки (например, на 4 и 9 со станции 1) не будут обнаружены невязками накрест лежащих отсчетов.

11. Как можно вычислить горизонт прибора одной из станций при нивелировании поверхности по квадратам?

12.Покажите, почему невязка прибора равна невязке в превышениях замкнутого хода между связующими точками.

13. Почему невязка горизонтов прибора распределяется с обратным знаком нарастающим итогом?

14. Можно ли и как невязку горизонтов прибора распределить в отсчеты? Как в этом случае вычислить окончательные значения горизонтов прибора?

15. Почему высоты связующих точек, вычисленные со смежных горизонтов прибора, в общем случае не будут совпадать? Какую величину расхождений можно допускать?

16. Каким будет процесс вычислительной обработки рассматриваемого нивелирования, если между связующими точками вычислить превышения, увязать их и вычислить отметки связующих точек?

17. Как построить сетку квадратов на бумаге? Как осуществить ее контроль?

18. В каких случаях интерполирование горизонталей может быть выполнено по двум диагоналям квадрата? Покажите на примере квадратного листа бумаги, когда это делать нельзя.

19. Как наносится ситуация на топографический план, составленный по результатам нивелирования поверхности по квадратам?

Приложение

Продолжение приложения

Продолжение приложения

Продолжение приложения

ЛИТЕРАТУРА
1. М а с л о в А.В. и др. Геодезия. А.В.Маслов. И.: Недра, 1980.

2. Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500. М.: Недра,1989.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………………………………………………………..….3

1. Краткие сведения о полевых работах…………………………………………….…...3

2. Порядок выполнения работы и краткие пояснения………………………………….4

3. Построение плана……………………………………………………………………..10

4. Оформление отчета……………………………………………………..……….…….12

5. Приложение……………………………………………………………………………14

6. Литература……………………………………………………………………………..18