Сущность тахеометрической съемки

Тахеометрическая съемка является самым распространенным видом наземных топографических съемок, применяемых при изысканиях объектов строительства. Высокая производительность при тахеометрических съемках обеспечивается тем, что все измерения, необходимые для определения пространственных координат снимаемых точек местности, выполняются комплексно, одним измерительным прибором — тахеометром, при одном наведении трубы. При этом, положение снимаемой точки местности в плане определяется измерением полярных координат: измеряется горизонтальный угол по лимбу прибора между направлениями на точку съемочного обоснования и снимаемую точку, и измеряется расстояние до точки нитяным дальномером. Высотное положение снимаемых точек определяется методом тригонометрического нивелирования (§ 31).

Применение номограммных тахеометров позволяет исключить вычисления по формулам расстояния до характерной точки местности и ее превышения, поскольку горизонтальные проложения d и превышения h считываются непосредственно в ходе съемки.

Важным достоинством тахеометрической съемки также является то, что максимальное увеличение производительности труда в поле позволяет существенную долю объема работ по созданию топографических планов и цифровых моделей местности (ЦММ) перенести в камеральные условия, где есть возможность широкого привлечения для этой цели средств автоматизации и вычислительной техники. В связи с этим особенно эффективным становится использование для тахеометрических съемок электронных тахеометров, позволяющих фиксировать результаты измерений на магнитные носители, с последующим вводом получаемой информации в ЭВМ, ее автоматической обработкой, подготовкой ЦММ и вычерчиванием топографических планов на графопостроителях.

Основным недостатком тахеометрической съемки является то, что при камеральной подготовке топографического плана практически исключается возможность сличения его с местностью, в связи с чем могут быть пропущены некоторые детали местности и могут возникнуть искажения отдельных элементов рельефа в связи с возможными ошибками при считывании отсчетов, записях и при обработке результатов измерений. Однако, методы электронной тахеометрии во многом снимают эту проблему в связи с тем, что ошибки в считывании, записях и обработке данных исключаются.

Основными масштабами тахеометрических съемок при изысканиях объектов строительства являются: 1:500, 1:1000 и 1:2000. При этом масштаб съемки принимают в зависимости от ее назначения, стадии проектирования, а также от категории рельефа и ситуационных особенностей местности и, в частности: масштаб 1:500 с высотой сечения рельефа 0,25−0,5 м для составления планов при проектировании городских улиц и дорог, временных и гражданских сооружений, небольших карьеров и резервов грунта и т. д.

Масштаб 1:1000 с высотой сечения рельефа 0,5−1,0 м или масштаб 1:2000 с высотой сечения рельефа через 1,0−2,0 м — для составления топографических планов отдельных мест при проектировании системы поверхностного водоотвода, планировки территорий, проектирований транспортных развязок движения в разных уровнях, пересечений и примыканий в одном уровне, мостовых переходов, сложных мест (овраги, оползни, осыпи, карст и т. д.), месторождений дорожно-строительных материалов, а также для решения вопросов камерального трассирования.

Съемку производят с исходных точек — пунктов опорных и съемочных геодезических сетей. Съемочная сеть может быть создана в виде теодолитно-нивелирных, теодолитно-высотных, теодолитно-тахеометрических ходов. Все они отличаются друг от друга только способами измерений расстояний и превышений. В теодолитно-нивелирных ходах превышение измеряется нивелиром, расстояния — мерной лентой; в теодолитно-высотном ходе расстояния измеряются нитяным дальномером, а в теодолитно-тахеометрическом ходе в отличие от предыдущего съемочного обоснования превышения измеряют методом тригонометрического нивелирования.

Съемка теодолитом. Порядок работ на станции тахеометрического хода при работе теодолитом следующий.

В первую очередь выполняют измерения, относящиеся к проложению съемочного хода. Теодолит устанавливают над точкой и приводят его в рабочее положение. На смежных точках хода устанавливают дальномерные (обычно нивелирные) рейки. Одним полным приемом измеряют горизонтальный угол хода. При двух положениях вертикального круга теодолита измеряют вертикальные углы на смежные точки хода. По дальномеру теодолита определяют расстояния до смежных точек. Измеряют высоту прибора.

Далее приступают к съемке. Для этого в первую очередь при левом круге (КЛ) ориентируют лимб теодолита на предыдущую точку. С этой целью нуль алидады совмещают с нулем лимба и, закрепив алидаду, вращением лимба наводят зрительную трубу на ориентирную точку. Трубу наводят на съемочные пикеты только вращением алидады. На съемочные пикеты устанавливают дальномерные рейки и измеряют на них при одном круге горизонтальные и вертикальные углы, а по дальномеру — расстояния. Если съемочный пикет является только контурной точкой, то вертикальный угол не измеряют.

Результаты измерений записывают в журнал тахеометрической съемки.

Положение съемочных пикетов выбирают таким образом, чтобы по ним можно было изобразить на плане ситуацию и рельеф местности. Их берут на всех характерных точках и линиях рельефа: на вершинах и подошвах холмов, дне и бровках котловин и оврагов, водоразделах и тальвегах, перегибах скатов и седловинах. При съемке ситуации определяют: границы угодий, гидрографию, дороги, контуры зданий, колодцы, т. е. все то, что подлежит нанесению на план в данном масштабе. Чем крупнее масштаб съемки, тем больше число съемочных пикетов и тем меньше расстояние между пикетами и от станции до пикетов. Так, если при съемке масштаба 1:5000 максимальное расстояние до твердых контуров ситуации ограничено 150 м, а до нетвердых — 200 м, то в масштабе 1:500 — 60 и 80 м соответственно.

В процессе съемки на каждой станции составляют абрис (рис. 72). На нем показывают: положение станции хода, направление на предыдущую и последующую точки, расположение всех пикетов, рельеф и ситуацию местности. Съемочные пикеты отмечают теми же номерами 1… 12, что и в полевом журнале, ситуация местности изображается условными знаками, рельеф — горизонталями. Между точками на абрисе проводят стрелки, указывающие направление понижения местности.

По окончании работы на станции проверяют ориентирование лимба теодолита, для чего снова визируют на предыдущую точку хода. Если повторный отсчет отличается от начального более чем на 5', то съемку на данной станции переделывают. Для контроля на каждой станции определяют несколько пикетов, расположенных в полосе съемки со смежных станций.

Автоматизация тахеометрической съемки. С появлением электронных тахеометров стала возможна частичная или полная автоматизация тахеометрической съемки.

При съемке электронный тахеометр устанавливается на съемочных точках, а на пикетных точках — специальные вешки с отражателями, входящими в комплект тахеометра. При наведении на отражатели вешки в автоматическом режиме определяются горизонтальные и вертикальные углы, а также расстояние до смежных съемочных и пикетных точек. С помощью микроЭВМ тахеометра производят обработку результатов измерений и в итоге получают приращения Дх и Дy координат и превышения h на смежные съемочные и пикетные точки. При этом автоматически учитываются все поправки в измеряемые расстояния и за наклон вертикальной оси прибора в измеряемые углы. Результаты измерений могут быть введены в специальное запоминающее устройство (накопитель информации) или переписаны на магнитную кассету. В дальнейшем из накопителя или с магнитной кассеты информация поступает в ЭВМ, которая по специальной программе производит окончательную обработку результатов измерений, включающую в себя вычисление координат съемочных и пикетных точек, уравнивание съемочного хода и другие вычисления, необходимые для графического построения топографического плана или цифровой модели местности. Графическое построение топографического плана осуществляется графопостроителем, соединенным с ЭВМ.

В простейшем случае составление плана по результатам тахеометрической съемки начинают с построения координатной сетки и нанесения по координатам точек теодолитного хода. Правильность нанесения точек хода контролируют по длинам его сторон: измеряют расстояния между вершинами — выраженные в масштабе, они должны быть равны расстояниям между соответствующими точками на плане или отличаться не более чем на 0,2 мм.

Вслед за этим наносят на план пикетные точки циркулем-измерителем, масштабной линейкой и транспортиром. Данные для нанесения берут из журнала тахеометрической съемки.

Все контуры и рельеф, изображаемые на плане, вычерчивают тушью в соответствии с условными знаками. Над северной рамкой делают заглавную надпись, под южной рамкой подписывают числовой масштаб, высоту сечения рельефа, вычерчивают линейный масштаб и график заложений.