Текст книги "Учебная практика по геодезии"

Дужников А. П., Наталья Милёхина, Павликова Е. В.
Учебная практика по геодезии

ВВЕДЕНИЕ

Геодезия – наука об измерениях на земной поверхности для определения формы и размеров Земли, для изображения ее поверхности на картах и планах, для решения хозяйственных задач на местности.

Для успешного решения многих землеустроительных задач, там, где работы связаны с необходимостью измерять поверхность Земли, нужны геодезические знания.

Проведение землеустройства, восстановление границ землепользований, отвод и изъятие участков земли, строительство дорог, полезащитное лесоразведение, мелиорация земель и т. п. требуют от землеустроителя умение пользоваться картами и планами, выполнять геодезические расчеты, осуществлять перенос в натуру проектов и производить съемку земельных площадей.

В связи с этим цель практики – научить студентов создавать съемочное геодезическое обоснование топографических съемок и составлять крупномасштабные топографические планы методом теодолитной съемки; выработать умение и привить практические навыки работы по выполнению угловых и линейных измерений на местности с помощью теодолита и мерной ленты. Вследствие этого в задачи учебной практики по геодезии входит освоение технологии геодезических работ по установлению границ земельных участков методом теодолитной съемки и приобретение навыков по камеральной обработке полученных результатов и оформление геодезических документов.

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 Содержание учебной практики по дисциплине «Геодезия»

Учебная геодезическая практика проводится с целью закрепления знаний, полученных студентом в течение учебного года, и отработки практических навыков самостоятельного проведения полевых и камеральных геодезических работ при землеустройстве. Практика проводится в течении трех недель (в объеме 108 часов) бригадным методом.

Таблица 1 – Содержание, объем и распределение времени по видам работ на практике

1.2 Организация работ на полевой учебной геодезической практике

Геодезические работы на практике проводятся бригадами студентов из пяти-семи человек. Состав бригад определяется руководителем практики совместно со старостой группы, по принципу одинаковой работоспособности и психологической совместимости членов бригад. Преподаватель вправе корректировать состав бригад, как в процессе формирования их, так и в ходе работ, и назначать бригадиров.

В обязанности бригадира входит:

1) получение заданий на бригаду от руководителя практики;

2) получение и сдача закрепленных за бригадой приборов, журналов, пособий (по ведомости временной выдачи);

3) координация действий между членами бригады при выполнении задания, ведение табеля посещаемости и дневника работ всех членов бригады;

4) осуществление контроля за дисциплиной.

Геодезические работы бригад на практике в зависимости от наличия аудиторного фонда, погодных условий, могут быть организованы по вариантам:

– сначала выполняются все виды полевых работ, затем камеральные работы;

– по каждому виду геодезических работ камеральные работы выполняются вслед за полевыми работами;

– сочетание предыдущих вариантов.

Члены бригады при прохождении практики обязаны:

– соблюдать распорядок дня, правила техники безопасности;

– участвовать во всех видах полевых и камеральных работ, выполняемых бригадой;

– исполнять указания и распоряжения руководителя практики и бригадира;

– при необходимости ухода с практики по уважительной причине – получить разрешение руководителя практики.

Место проведения практики в части наличия ситуации и характера рельефа должно соответствовать выполнению работ, перечисленных в «Программе практики».

Продолжительность рабочего времени на практике – шесть часов в день, с перерывом на обед не более одного часа. Время начало работы определяется руководителем практики по согласованию с бригадами студентов, не позднее 9.00 часов утра. На каждый день руководителем практики выдается бригадам производственное задание, о выполнении которого бригада отчитывается в конце дня. При невыполнении задания бригада продолжает работу сверх 6 часов до полного выполнения задания. Разрешается, в случае непогоды и других условий, заканчивать дневное задание не позднее следующего дня или в нерабочий день.

1.3 Материально-техническое обеспечение полевой бригады

Каждая бригада обеспечивается кафедрой общего земледелия и землеустройства следующими геодезическими инструментами:

– теодолит 30-секундной точности со штативом к нему – 1 шт., одним отвесом с противовесом и двумя шпильками;

– нивелир технической или высокой точности со штативом и двумя рейками – комплект;

– вешки – не менее 4 шт.;

– небольшая кувалда для забивки кольев – 1 шт.;

– землемерная лента с кольцами и шпильками – 1 комплект;

– деревянные колышки; «точки» – не менее 30 шт., и «сторожки» – не менее 10 шт.;

– вспомогательные геодезические приборы: эккер, эклиметр, планиметр, линейка Дробышева или ЛБЛ выдаются руководителю практики по одному экземпляру.

Из чертежных принадлежностей бригада обеспечивается:

– геодезическим транспортиром – 1 шт.;

– масштабной линейкой – 1 шт.;

– рейсшиной – 1 шт.

Другие чертежные принадлежности – малая линейка, угольники, рейсфедеры, комплект цветной туши, карандаши, ластики, чертежная и писчая бумаги, циркуль – бригада приобретает самостоятельно.

Бригада в период прохождения практики должна иметь следующую литературу:

– учебное пособие «Практикум по геодезии» [1];

– паспорта и инструкции по выданным геодезическим инструментам;

– инструкцию и руководство к топографическим наземным съемкам в масштабах 1:5000 – 1:500 или выписки из них, касающиеся выполняемых на полевой учебной практике работ;

– условные знаки.

1.4 Правила обращения с геодезическими инструментами

Геодезические инструменты являются дорогостоящими приборами, количество которых в академии ограниченно. Поэтому бережное отношение и их сохранность является обязанность каждого студента, бригадира и руководителя практики.

При пользовании геодезическими инструментами студент соблюдает следующие правила:

– при установке штатива ноги его следует выдвигать плавно без рывков, винты, крепящие выдвинутую часть ног, а также становой винт нельзя перетягивать во избежание срыва резьбы;

– запрещается закреплять инструмент на штативе без фиксации его рукой;

– запрещается оставлять инструмент без присмотра;

– при перемещении инструмента по территории, они переносятся вместе со штативом на плече слегка в наклонном положении при всех закрепленных винтах;

– инструмент должен быть защищен от внешних воздействий (солнце, дождь) топографическим зонтом. В его отсутствии инструмент защищается закрытием его футляром;

– запрещается вращение подвижных частей инструмента, не убедившись в том, что закрепительные винты ослаблены;

– при закреплении вращающихся частей инструмента нельзя перетягивать закрепительные винты во избежание из поломки;

– наводящие винты инструмента рекомендуется использовать на ввинчивание. При полном использовании хода винта, он должен быть возвращен в среднее положение;

– при использовании исправительных винтов необходимо изучить их действие и проводить юстировку постепенно;

– особое внимание следует обратить на сохранность объектива, предохраняя его от механических повреждений и попадания влаги, протирание объектива разрешается только фланелевой тряпочкой или мягкой щеточкой;

– при укладке инструмента после работы в футляр необходимо соблюдать последовательность операций, указанных в паспорте инструмента;

– нивелирные рейки следует сохранять в вертикальном положении;

– при использовании мерной ленты нельзя натягивать ее руками, не допускать ее закрутки, для чего снимать с кольца равномерно. Нельзя оставлять полотно ленты на проезжей части дороги.

1.5 Основные положения техники безопасности при прохождении учебной практики по геодезии

Перед началом работы руководитель практики проводит вводный инструктаж по соблюдению «Правил по технике безопасности». Работа на отведенном участке начинается с инструктажа на рабочем месте. Все виды инструктажа фиксируются в специальном журнале под роспись студента. Журнал храниться у руководителя практики.

Для предупреждения несчастных случаев и травм при выполнении полевых геодезических работ должны соблюдаться следующие меры безопасности:

– все работы должны выполняться под руководством бригадиров;

– при работе на проезжих частях (дороги, проезды) разрешается ходить только у кромки тротуара навстречу движущемуся транспорту; переходы, промеры по дорогам вести по кромкам, а не по полотну;

– при переносе острых и колющих предметов (топор, лопата, веха, штатив и т. п.) следует быть осторожным, чтобы случайно не порезать (уколоть) себя или спутников;

– во время работы или движения с длинными предметами (рейка, веха, колья) необходимо соблюдать интервал 3–5 метров и быть осторожными при поворотах;

– при скорости ветра 15 м/с и более, грозе или тумане, исключающем видимость в пределах фронта работ, прекращаются все работы;

– геодезические приборы переносят только в футлярах, а штативы – в сложенном виде; запрещается оставлять геодезические приборы без надзора;

– при закладке временных центров колья забивают в грунт вровень с поверхностью земли.

За нарушение дисциплины и правил техники безопасности студент может быть отстранен от прохождения учебной практики.

1.6 Дисциплинарные требования, предъявляемые студенту

К прохождению практики допускаются только студенты, которые сдали экзамен по курсу геодезии на положительную оценку. Неявка на практику по уважительным причинам, при наличии оправдательного документа, допускается только первые два дня, в период подготовки бригад к полевым работам.

В период выполнения бригадами полевых измерений неявка студента на место работ, независимо от причины, влечет за собой отчисление с практики и перенос ее на следующий год.

Студенты, неявившиеся на практику или прекратившие ее прохождении при наличии уважительных причин, подтвержденных оправдательными документами, с разрешения деканата факультета получают в течение года индивидуальные задания на проведении полевых измерений или проходят практику в составе бригад на следующий год. Студенты, не прошедшие практику без уважительных причин, отчисляются из академии или по решению деканата оставляются на повторный год обучения.

Опоздание на место практики в период ее прохождения не допускается. Студент, допустивший опоздание, представляет руководителю практики письменное объяснение. Опоздание более 30 минут считается прогулом.

Уход с места практики на согласованное время по уважительной причине разрешает только руководитель практики. Уход с рабочего места (из бригады) допусти только с разрешения бригадира на время не более 20 минут.

Все факты неявки и опоздания студента на место практики бригадир обязан фиксировать за своей подписью в табеле учета явки на практику, который прикладывается к отчету бригады.

Студент на практике является представителем факультета и академии. Это накладывает на него обязанность строго выполнять нравственные нормы и правила поведения в общественных местах, а также внутреннего распорядка организации, принявшей студентов для прохождения практики. Нарушение этих правил влечет за собой административное взыскание, выносимое, в зависимости от тяжести проступка, руководителем практики, деканом или ректором ВУЗА.

2 ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ УЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ «СОЗДАНИЕ ТОПОГРАФИЧЕСКОГО ПЛАНА МЕСТНОСТИ МЕТОДОМ ТЕОДОЛИТНОЙ СЪЕМКИ»

Произвести теодолитную съемку участка местности в границах студенческого городка ПГСХА и составить топографический план местности в масштабе 1:1000. На плане местности показать все объекты недвижимости, дороги и проезды, растительный покров, опоры ЛЭП, осветительные столбы и т. д. Провести нивелирование поверхности по квадратам под строительство в границах студенческого городка ПГСХА и составить план местности с изображением рельефа (с сечением 0,25 м) местности в масштабе 1:1000. Работы выполнить в два этапа (полевой и камеральный).

2.1 Перечень отчетных материалов

1. Авторский оригинал топографических планов участков местности в масштабе 1:1000;

2. Отчет о выполнении полевой геодезической практики.

В отчете отразить следующие вопросы и материалы:

– содержание;

– задание на группу;

– результаты выполнения рабочих поверок теодолита и нивелира;

– результаты контрольных измерений горизонтального и вертикального угла теодолитом, а также промера расстояния мерной лентой в прямом и обратном направлении длиной 80–100 м;

– полевые журналы измерения углов и расстояний при создании съемочного обоснования;

– журнал-схему нивелирования поверхности по квадратам;

– ведомость вычисления координат точек съемочной сети;

– каталог координат;

– схему разбивки сетки квадратов;

– абрис теодолитной съемки.

2.2 Исходные данные

1. Работы выполняются на основании задания с целью создания топографического плана участка местности с рельефом в границах городка ПГСХА в масштабе 1:1000.

2. В районе работ имеется три пункта полигонометрии первого разряда.

Таблица 2 – Исходные данные

Схема проектируемых работ составлена на основе аэрофотоснимка местности, полученного по материалам последней космической съемки.

3 РЕКОГНОСЦИРОВКА СНИМАЕМОГО УЧАСТКА МЕСТНОСТИ И ЗАКЛАДКА ПУНКТОВ СЪЕМОЧНОГО ОБОСНОВАНИЯ

Съемочное обоснование создается в виде теодолитного хода.

Проектирование теодолитного хода следует выполнять на схеме масштаба 1:5000. Расстояние между пунктами должно быть от 20 м до 350 м. Форму хода удобно принять в виде стандартного замкнутого полигона (рисунок 1), в котором измеряется примычный угол.

Рисунок 1 – Схема стандартного замкнутого хода

В процессе рекогносцировки нужно наметить местоположение пунктов и убедиться во взаимной видимости между соседними пунктами. Место закладки пункта должно быть удобным для установки штатива теодолита и обеспечивать хороший обзор для съемки в радиусе 60–100 м. Колышек забивается в землю так, чтобы над землей осталось не более 1 см его длины (рисунок 2).

На расстоянии 20–30 см от колышка делается окопка глубиной 5 см в форме прямоугольника. В один из углов окопки забивается опознавательный кол; высота кола над поверхностью земли должна быть около 20 см; на одной из граней кола нужно подписать простым карандашом номер пункта, например, тсс. 3.

Рисунок 2 – Закрепление пункта теодолитного хода

Если пункт располагается на асфальтовом покрытии, то его можно закрепить, забив в асфальт металлический костыль (гвоздь, дюбель). Возможны и другие варианты закладки и внешнего оформления пунктов теодолитного хода.

4 ПОДГОТОВКА ПРИБОРОВ К РАБОТЕ: ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОЧИХ ПОВЕРОК И КОНТРОЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Открепив закрепительные винты алидады и трубы, с помощью коллиматорного визира приблизительно устанавливают зрительную трубу на предмет. Зажимают закрепительные винты. Далее фокусируют трубу и с помощью наводящих винтов алидады и трубы совмещают центр сетки нитей с предметом.

Подготовка микроскопа к работе заключается в обеспечении достаточной освещенности шкал отсчета, четкости изображения штрихов деления лимбов горизонтального и вертикального кругов, индекса. Хорошую освещенность шкал отсчета получают от зеркала подсветки, а четкое изображение штрихов шкал – вращением диоптрийного кольца микроскопа. Поверенный теодолит устанавливают над вершиной измеряемого угла и приводят его в рабочее положение.

4.1 Поверки теодолита

Установив лимб теодолита в горизонтальное положение, производят поверки теодолита и устраняют обнаруженные недостатки.

Поверки – это действия, которыми контролируют правильность взаимного расположения основных геометрических осей инструмента.

Первая поверка – ось уровня должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения инструмента.

Для производства этой поверки лимб устанавливают в горизонтальное положение. Затем поворачивают алидаду на 180 градусов; если пузырек уровня останется на середине, то условие поверки считается соблюденным. Если же пузырек уровня отойдет от середины, значит, условие не соблюдено, и надо произвести исправление обнаруженной неперпендикулярности осей. Для этого подсчитывают на сколько делений уровня отклонился пузырек. Ошибку в размере половины делений устраняют исправительным винтом уровня с помощью специальной шпильки. Поверку и исправления повторяют несколько раз до полного устранения ошибки.

Вторая поверка – визирная ось трубы (воображаемая ось, которая проходит через оптический центр объектива и пересечение нитей сетки) должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси вращения трубы.

Открепляют зажимные винты алидады и трубы (винт трубы находится сверху горизонтальной оси вращения трубы). Потом трубу наводят на какой-либо предмет и замечают любую точку. Для резкого изображения наблюдаемой точки пользуются кремальерным винтом окулярного колена. В теодолите с внутренней фокусировкой резкость достигается вращением кремальерного кольца на трубе, имеющего на поверхности нарезку (риску). Затем на замеченную точку наводят центр сетки нитей трубы теодолита с помощью микрометренного винта алидады, который расположен рядом с закрепительным винтом. Приблизительную наводку центра сетки нитей на точку в вертикальной плоскости делают рукой, для чего трубу опускают или поднимают. Точную наводку производят микрометренным винтом трубы, расположенным на подставке трубы, под закрепительным винтом. Необходимо помнить, что при пользовании микрометренными винтами основные зажимные винты должны быть закреплены. Закончив наводку центра сетки нитей на точку, берут отсчет по первому горизонтальному кругу и записывают его. Потом ослабляют закрепительный винт трубы и переводят его рукой через зенит, чтобы объектив встал на место окуляра, а окуляр на место объектива. После этого ослабляют закрепительный винт алидады и трубу наводят на ту же точку и еще раз берут отсчет. Величину отклонения действительного угла, образованного визирной осью трубы и горизонтальной осью вращения трубы от прямого угла, называют коллимационной погрешностью. Если отсчеты будут отличаться на (180^°+2t), то условие выполнено. В противном случае обнаружится двойная коллимационная погрешность. Для ее устранения определяют средний отсчет (a + b + 180^°): 2. Наводящим винтом алидады устанавливают этот отсчет. Центр сетки нитей после этого сместится с наблюдаемой точки. Исправительными винтами сетки нитей аккуратно, не применяя силы, перемещают ее вправо или влево так, чтобы центр сетки проектировался в наблюдаемую точку. После этого винты закрепляют.

Третья поверка – горизонтальная ось вращения трубы должна быть перпендикулярна к вертикальной оси теодолита.

Теодолит устанавливают в рабочее положение в 20–30 м от стены высокого здания. На стене вверху выбирают точку А и визируют на нее. При закрепленных лимбе и алидаде отпускают трубу примерно до горизонтального положения и помощник карандашом отмечает проекцию центра сетки на стену в точке а. Трубу переводят через зенит и при другом положении вертикального круга вторично визируют на точку А. Опуская трубу, наблюдают, проектируется ли центр сетки на точку а₁. Если проектируется, то условие выполнено, если точка а₁ оказалась в стороне от центра сетки нитей, проектируют центр сетки вторично на стену, отмечая карандашом точку а₂. Расстояние между точками а₁ и а₂ делят пополам и намечают среднюю точку а. Исправительными винтами сжимают или разжимают одну из подставок оси вращения трубы, добиваются, чтобы центр сетки нитей после визирования на точку А проектировался при опускании трубы на точку а на стене. У теодолитов последних выпусков исправительных винтов на подставках нет, и подставки не имеют разрезов. При невыполнении условия их ремонтируют в геодезических мастерских.

Четвертая поверка – вертикальная нить сетки должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси вращения трубы.

Теодолит приводят в рабочее положение, в 10–20 м от него подвешивают отвес. Наводят центр сетки на нить. Если вертикальная нить сетки совпадает с нитью отвеса, условие выполнено. Если нить сетки не совпадает с нитью отвеса, а пересекает ее, то ослабляют винты, крепящие окуляр к окулярному колену, и вращают окуляр в нужную сторону, после чего винты закрепляют.

Рисунок 3 – Поверка сетки нитей

Таблица 3 – Журнал измерения горизонтальных углов при контрольных измерениях (с перестановкой лимба на 5–10^°)

Относительная погрешность:

V1 =V _ср – V_зн и т. д.

Таблица 4 – Журнал измерения вертикальных углов при контрольных измерениях

Измерения длин линий при контрольных измерениях:

Расчет относительной погрешности:

M₁ = Д_пр.– Д_ср.

M₂ = Д_обр.– Д_ср.

M₃ = Д_пр.– Д_ср.

M₄ = Д_обр.– Д_ср.

Σm =

Mд ₌

m_д /д_{ср. =}