Методичка ПГ 2-й семестр 4-й курс

Министерство образования и науки Российской Федерации
Ростовский государственный строительный университет




Утверждено на заседании
кафедры прикладной геодезии
« 21 » мая 2013 год










МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам по курсу:
«Прикладная геодезия»
для студентов 4 курса по специальности 300100 «Прикладная геодезия»


















Ростов-на-Дону
2013
УДК 528.021.7

Пимшин Ю.И., Пимшин И.Ю. Методические указания к лабораторным работам по курсу: «Прикладная геодезия» для студентов специальности 300100 «Прикладная геодезия» -Ростов-на/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2013.- 30 С.

В методических указаниях рассмотрены основные геодезические работы, выполняемые при контроле геометрических параметров и исполнительной съемке. Приведены примеры использования прецизионных приборов и технологий при наиболее распространенных контрольно-измерительных работах.
Методические указания предназначены для изучения курса «Прикладная геодезия».
















© Ростовский государственный
строительный университет, 2013
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ НИВЕЛИРОВ SDL-30 И WILD NA 2000

НАЗНАЧЕНИЕ: знакомство с цифровыми нивелирами SDL-30 и WILD NA 2002 и определение их СКО автоматизированного отсчитывания по рейке.

ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ:
- электронные нивелиры;
- рейки с RАВ–кодом;
- штангенциркуль;
- подвижные марки.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОННЫХ
НИВЕЛИРОВ SDL-30 И WILD NA 2000

Наименование характеристики
Leica (Швейцария)
Sokkia (Япония)


NA 2000
SDL 30

Зрительная труба



- увеличение, крат
24
32

- диаметр объектива, мм
36
45

- разрешение объектива

3(

- угол поля зрения
3,5 м/ 100 м
1(20( (2,3м/100м)

- наименьшее расстояние фокусирования, мм

1,5

Компенсатор



-тип демпфера

магнитный

- диапазон компенсации
(12(
(15(

- точность установки
(0,8(
(0,3(

Средняя квадратическая ошибка на 1 км двойного хода, мм



- электронное измерение
(1,5
(1,0

- визуальное измерение
(2,0
(1,0

Точность измерения расстояния, мм
3-5мм/ 10м
(0,1% ( D

Время измерения, с
4
( 1-3

Горизонтальный круг



- цена деления

1(

- точность снятия отсчета

6(

Чувствительность круглого уровня (на 2мм)
8(
10(

Накопление данных
REC-модуль
64 Кb
(2000 точек)

Связь с компьютером
On-line режим
RS-232C port




Рис 1. Внешний вид электронных нивелиров а. SDL-30 б. WILD NA 2000

Устройство: 1 - ручка, 2 - зеркало уровня, 3 - круглый уровень, 4 -объектив, 5 - кремальера, 6 - клавиша измерений, 7 - порт для передачи данных, 8 - горизонтальные наводящие винты, 9 - подъемные винты, 10 - подставка, 11 - кольцо перестановки лимба горизонтального круга, 12 - лимб горизонтального круга, 13 - юстировочные винты сетки нитей, 14 - крышка аккумуляторного отсека, 15 - окуляр, 16 - клавиатура, 17 - экран, 18 - визир.

Выполнение простых одиночных измерений
Установка прибора на штативе и приведение его в рабочее положение
Включение прибора при помощи клавиши (РМУК).
Наведение трубы на рейку и точное ее фокусирование.
Измерение нажатием клавиши "Меазиге"(в процессе измерений экран мигает, когда измерения закончены, на экране отобразятся отсчет по рейке (КЬ) и горизонтальное проложение (Но1)).

Рис. 2. Внешний вид дисплея электронного нивелира 8ВЬ-30

ХОД РАБОТЫ

1. Нивелир устанавливают на штатив и приводят его в рабочее положение.
2. На три подвижные марки, установленные в аудитории последовательно устанавливают рейку и берут отсчет, перед каждым новым измерением высоту марки изменяют.
3. Штангенциркулем измеряют расстояние от головки винта до прижимной гайки.
4. Измерение повторяют два раза, результаты заносят в табл. 1, 2, 3.
3. Всего выполняют одиннадцать измерений, результаты заносят в таблицу



Рис. 2. Схема лабораторной установки:
1 - гайка подвижной марки; 2 - стопорная гайка; 3 - болт; 4 - штангенциркуль; 5 - рейка с RАВ-кодом; 6 - электронный нивелир.

Таблица 1, 2, 3

Отсчёты нивелира Ai
(H =
Ai – Ai
Отсчёты ш/ц Bi
(Ш =
Bi – B1
( =
(H – (Ш
((

1







2















11







(








13EMBED Equation.31415
Заключение: В заключении формулируются результаты исследовании.

Контрольные вопросы
1. Принцип работы нивелира с компенсатором.
2. Главное геометрическое условие нивелира.
3. Методика нивелирования III класса (работа на станции).
4. Обработка ряда равноточных измерений.
5. Основные отличия электронного нивелира от оптического нивелира.
6. Особенности кодовых реек.
7. Возможна ли работа электронным нивелиром при отсутствии питания?
8. Какой способ нивелирования осуществляется при использовании цифровых нивелиров?
9. Какие еще способы контроля горизонтальности известны?
10. Определение диапазона работы компенсатора.
11. Методика нивелирования II класса.
12. Обработка ряда неравноточных измерений.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ИЗУЧЕНИЕ ЛАЗЕРНОГО ВИЗИРА «ЛИМКА–ЛВНЗ»

НАЗНАЧЕНИЕ: знакомство с лазерным визиром «ЛИМКА-ЛВНЗ» и определение его СКО отсчитывания по рейке.

ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ:
-лазерный визир «ЛИМКА-ЛВНЗ»;
-нивелир, штатив, рейка с миллиметровыми делениями;
-штангенциркуль;
-подвижные марки.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Диаметр центрального лазерного пятна на расстоянии 50 м, мм, не более
Длина волны излучения, мкм 0,650 – 0,670
Мощность выходного излучения, мВт 1,5
Питание - 2 батареи типа АА, В 2(1,5
Ресурс работы без смены батарей, час, не менее 10
Потребляемая мощность, мВт, не более 150
Габаритные размеры, мм, не более 123(74(57
Масса, кг, не более 0,4

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Нивелир с лазерным визиром «ЛИМКА-ЛВНЗ» устанавливают на штативе и приводят круглым уровнем в рабочее положение.
2. На 3 подвижные марки, установленные в аудитории, последовательно устанавливают рейку и берут отсчет по верхнему и нижнему краям лазерного пятна, предварительно совместив концы пузырька контактного уровня; перед каждым новым измерением изменяют высоту марки.
3. Штангенциркулем измеряют расстояние от винта марки до прижимной гайки (схема лабораторной установки приведена в лаб. работе № 1 на рис. 2)
4. Измерения повторить 11 раз.
Таблица 3
Таблица 2

Отсчёты в мм
(H =
Ci – C1
Отсчёты ш/ц Bi
(Ш =
Bi – B1
( =
(H – (Ш
((


A
B
C = (A+B)/2






1









2



















11









(










Заключение: В заключении формулируются результаты исследований (СКО
отсчитывания по рейке).

Контрольные вопросы
1. Способы развертки лазерного пучка в плоскость.
2. Поверка параллельности лазерного луча оси зрительной трубы.
3. Что такое модуляция электромагнитных волн?
4. Что такое поляризация света?
5. Какую функцию выполняет в лазерном нивелире коллимирующая оптика?
6. Что такое когерентность?
7. Применение лазеров в геодезии.
8. Основные свойства лазерного излучения.
9. Физический принцип формирования лазерного излучения.
10. Какие виды лазеров применяют в геодезическом приборостроении?
11. Способы регистрации лазерного излучения?
12. Влияние внешней среды на лазерное излучение.
13. Техника безопасности при применении лазерных приборов.


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ИЗУЧЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО НИВЕЛИРА

НАЗНАЧЕНИЕ: знакомство с гидростатическим нивелиром и определение СКО, измеренного превышения.

ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ:
-гидростатический нивелир (см. рис. 1).

Рис. 1. Схема лабораторной установки
ТЕОРИЯ

Способ гидростатического нивелирования основан на свойстве сообщающихся сосудов: в сообщающихся сосудах жидкость устанавливается на одном уровне нормально к направлению силы тяжести независимо от поперечного сечения сосудов.
Прибор состоит из двух измерительных головок, соединенных между собой жидкостным и воздушным шлангами. Измерительные головки представляют собой стеклянный сосуд, помещенный в металлический корпус герметично закрытый. В середине крышки находится винт с измерительной головкой. Цена деления винта 0,01 мм.
Внутри сосудов посредством измерительного винта перемещаются измерительные штоки. Вращением винтов добиваются контакта измерительного штока с поверхностью жидкости и берут отсчеты по головкам винтов. Разница соответствующих отсчетов дает превышение между точками.

ПОРЯДОК РАБОТЫ.

1. Вращая измерительные винты, получают контакт измерительных штоков с поверхностью жидкости в обоих цилиндрах.
2. Берут отсчеты по головкам измерительных винтов и записывают их в графы таблицы А, В и С.
3. Вращением нижнего винта измеряют превышение между цилиндрами.
4. Повторяют всё выше описанное 10 раз.

Таблица 8
Ведомость исследования точности гидростатического нивелира


Отчёты по винтам в мм
hИ = В – А
(И = hиi - hи1
(Т = Сi – C1
(i = (И – (Т
((i


А
В
С






1









2









3









4









5









6









7









8









9









10









11










13EMBED Equation.31415
Заключение. В заключении формулируются результаты исследовании (СК'п измерения превышения гидростатическим нивелиром).

Контрольные вопросы
1. Порядок гидродинамического нивелирования.
2. Давление столба жидкости (формула, от чего зависит)?
3. Способы регистрации контакта измерительного штока с жидкостью.
4. Основные источники ошибок при гидростатическом нивелировании.
5. Наблюдения за осадками при помощи гидростатического нивелирования с автоматической регистрацией.
6. Гидростатическое нивелирование, общая теория.


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

КОНТРОЛЬ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ АВТОКОЛЛИМАЦИОННЫМ СПОСОБОМ

НАЗНАЧЕНИЕ: знакомство с автоколлимационным способом контроля прямолинейности

ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ:
автоколлимационный теодолит Т5-А;
триппельпризменный отражатель в подставке с микрометром.

ТЕОРИЯ

В прикладной геодезии применяются два вида контроля оборудования автоколлимационным способом:
В параллельных лучах (при помощи плоского зеркала).
В сходящихся лучах (при помощи сферического зеркала или триппельпризменного отражателя).
В первом способе помимо прямолинейности можно контролировать также взаимное расположение оборудования (параллельность и перпендикулярность). Сетка нитей системы расположена в фокальной плоскости объектива. При фокусировании зрительной трубы на бесконечность от освещенной сетки нитей, лучи пойдут параллельным пучком и отразившись от плоского зеркала, соберутся снова в фокальной плоскости, где и дадут автоколлимационное изображение; при этом если плоскость зеркала установлена строго перпендикулярно к визирной оси автоколлиматора, то обе сетки совпадают. Поворот или наклон плоского зеркала на угол р вызывает отклонение автоколлимационного изображения на угол 1/3. При использовании сферического зеркала или триппельпризменного отражателя всякое смещение вершины отражателя с визирной осью автоколлимационной трубы вызывает удвоенное линейное смещение автоколлимационного изображения с действительного изображения сетки нитей.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:

Теодолит приводят в рабочее положение и ориентируют параллельно оси створа.
На контролируемом объекте в пяти дискретно расположенных точках устанавливают триппельпризменный отражатель на подставке с микрометром.
На отражатель, установленный в каждой точке, визируют зрительной трубой автоколлимационного теодолита, не меняя при этом его ориентировку.
С помощью микрометра совмещают в поле зрения трубы, действительное изображение сетки нитей и ее автоколлимационным изображением
Берут отсчет по головке микрометра.
6. Микрометром делают пять совмещений действительного изображения сетки с автоколлимационным изображением (результаты заносят в таблицу)
7. Вычисляют СКО определения несторности.
Таблица 1
Ведомость исследования точности контроля прямолинейности автоколлиматором

№ изм.
Точка 1
Точка 2
Точка 3
Точка 4
Точка 1


Отч.
(
((
Отч.
(
((
Отч.
(
((
Отч.
(
((
Отч.
(
((

1
















2
















3
















4
















5
















ср.


















8. Так как сумма отклонений от среднего равна нулю, то можно считать, что систематическая составляющая отсутствует, и СКО вычисляют по формуле Гаусса:

Заключение: В заключении формулируются результаты исследований (СКО контроля прямолинейности автоколлимационным способом).

Контрольные вопросы
1. Что такое коллиматор?
2. Что такое автоколлиматор?
Автоколлимационный способ контроля параметров прямолинейности.
Начертите схему автоколлимационного окуляра.
Схема хода лучей в триппельпризменном отражателе при смещении его с оптической оси.
Автоколлимационный способ контроля параметров расположения (параллельности, перпендикулярности).
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

КОНТРОЛЬ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ СПОСОБОМ МАЛЫХ ПАРАЛЛАКТИЧЕСКИХ УГЛОВ

НАЗНАЧЕНИЕ: знакомство со створными способами контроля прямолинейности.

ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ:
-точный теодолит типа Т-2; -рулетка.

ТЕОРИЯ

Сущность измерения нестворностей малыми углами заключается в том, что, установив теодолит, на пункте I и ориентировав его по створу I - II, измеряют несколькими приемами углы между створом и каждой из контролируемых точек 1, 2, 3,...По вычисленным угловым отклонениям у, и расстояние 11 до этих точек определяют линейные величины нестворностей по формуле
Выполнив оценку точности, получим:
Из этой формулы видно, что основное влияние на точность определения нестворностей оказывает ошибка измерения угла, длины же линий достаточно знать с точностью до нескольких сантиметров. Кроме того, в процессе выполнения лабораторной работы необходимо обратить особое внимание на точность центрирования и наведения, так как створ в аудитории очень короткий и данные погрешности будут оказывать большое влияние на определение нестворностей.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Над точкой центрируют теодолит с помощью оптического центра (см. рис. 1).
2. Измеряют направление на точки 2, 3 и II при двух кругах.
3. Измеряют расстояние I - 2 и 1-3 при помощи металлической рулетки.
4. Теодолит переносят в точку II и повторяют все операции, описанные в пунктах 2 и 1 .
5. Измеряют расстояние II - 3 и II - 2.
6. Вычисляют нестворности по формуле

где В - угол между направлением створа 1 и II и точкой, нестворность которой определяют; 1 - расстояние от этой точки до створного пункта.

7. Из двух нестворностей полученных с пунктов I и II берут среднее

Рис. 1. Схема лабораторной установки
Таблица 10

точки
Круг
Отсчет
( (
I
"

II
"

(I+II)/2

с" = (КЛ+КП–(180)/2
Гор. угол
( ( "
l,
мм
d,
мм
dcр,
мм

Точка стояния I

1
КЛ












КП










II
КЛ












КП










2
КЛ












КП










Точка стояния II

2
КЛ












КП










I
КЛ












КП










1
КЛ












КП












Заключение: В заключении формулируются результаты исследований

Контрольные вопросы
1. Что такое створ?
2. Программы створных измерений.
3. В чем заключается способ подвижной марки.
4. Методы створных наблюдений (в зависимости от применяемых физических принципов).
5. Предрассчитать точность измерения углов и линий при контроле прямолинейности методом малых углов, если нестворность необходимо получить с точностью 1 мм.
6. Координатный способ контроля прямолинейности.
7. Поверки теодолита.
8. Створный способ наблюдения за оползнями.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6
ИЗУЧЕНИЕ ПРИБОРА ВЕРТИКАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ PZL100

НАЗНАЧЕНИЕ: знакомство с прибором вертикального проектирования PZL 100 и выносом точек на монтажный горизонт при помощи данного прибора.

ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ:
- прибор вертикального проектирования PZL 100 (см. рис. 1);
- визирная марка (см. рис. 2).

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИБОРА ВЕРТИКАЛЬНОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ PZL100

СКО измерения на 100м 1 мм
Зрительная труба
Изображение прямое
Увеличение 31,5*
Свободный диаметр объектива 40 мм
Угол поля зрения 1,3°
Поле зрения на расстоянии 100 м 2,3 м
Минимальное расстояние визирования 2,2 м
Компенсатор
Диапазон работы 10'
Погрешность компенсирования 0,15"
Время успокоения маятника < 1сек
Уровни Цена деления уровней на 2 мм:
круглого 8'
цилиндрического
Оптический центрир
1,3* 0,5м....
Увеличение
Диапазон фокусирования
Центрирования


Рис. 1. Схема лабораторной установки Схема расположения осей PZL 100

ХОД РАБОТЫ

1. PZL 100 устанавливают на штатив и приводят его в рабочее положение.
2. Центрируют прибор над выносимой точкой при помощи оптического центрира.
3. Визируют прибор на координатную марку.
4. Вращением вокруг вертикальной оси PZL 100 зафиксировать в одном из положений фиксации.
5. Наводящим винтом ориентируют сетку нитей PZL 100 параллельно осям марки.
6. Вследствие того, что маятник колеблется только в одной плоскости, вынос точки складывается из двух приемов.
7. При положении прибора 1 берется отсчет по марке.
8. Прибор разворачивается на 180° (до характерного щелчка) и снова берется отсчет (в положении 3). Это составляет полуприем. Он повторяется 5 раз.
9. PZL 100 разворачивают на 90° (до характерного щелчка), и повторяется все, что выполнялось в пунктах 7-8 (по оси 2 - 4).
10. Результаты измерений заносятся в таблицу и ведут последующую обработку.
Таблица 1

Положение прибора
13EMBED Equation.31415
(х = X – Xср
Положение прибора
13EMBED Equation.31415
(y = Y – Yср


1
3


2
4



1









2









3









4









5









(










Заключение: В заключении формулируются результаты исследований (СКО выноса точки на монтажный горизонт).
Контрольные вопросы
1. Для чего при выносе точки на монтажный горизонт PZL 100 разворачивают на 90°
2. Для чего у прибора PZL 100 при наличии компенсатора помимо eстановочного круглого уровня есть еще и точный цилиндрический уровень?
3. Можно ли использовать прибор PZL 100 для геометрического нивелирования, каким образом?
4. Определение крена сооружения при помощи PZL 100. Последовательный и сквозной способы выноса точек на монтажный горизонт при помощи PZL 100. (критерии применения).
5. Отличие прибора PZL 100 от нивелира с компенсатором. Способы контроля вертикальности.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

ПОСТРОЕНИЕ И КОНТРОЛЬ ПЕРПЕНДИКУЛЯРА ПРИ ПОМОЩИ ТЕОДОЛИТА

НАЗНАЧЕНИЕ: знакомство со способами построения перпендикуляра и контролем перпендикулярности.

ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ:
- теодолит ЗТ5КП или прибор подобный ему;
- подвижная визирная марка;
- неподвижная визирная марка.

ТЕОРИЯ

Построение проектного угла на местности осуществляется следующим образом. Теодолит устанавливают над известной точкой I и ориентируют по заданному направлению II. На лимбе устанавливают удобный для вычислений отсчет. Откладывают искомый угол и полученную точку закрепляют A. Туже операцию повторяют при другом круге B. Между полученными точками выбирают среднее положение и окончательно закрепляют C (см. рис. 1).


Рис. 1. Схема построения угла.

Между референтной линией II и точкой С измеряют угол
· несколькими приемами (число приемов зависит от требуемой точности). Вычисляют разницу между средним измеренным углом и теоретическим. Определяют линейный элемент редукции по формуле: и откладывают его от точки С перпендикулярно линии I - С.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Устанавливаем прибор в точке I и приводим его в рабочее положение.
2. Визируем на неподвижную марку II.
3. Винтом перестановки лимба устанавливаем отсчёт целого градуса.
4. Вычисляем выносимый отчёт для этого к полученному отчету прибавляем (со своим знаком) ±90(.
5. На горизонтальном круге теодолита устанавливаем вычисленный отсчёт.
6. Визируем на подвижную марку.
7. Вращая микрометреный винт подвижной марки совмещают сетку нитей прибора с визирной целью марки.
8. По микрометреному винту подвижной марки берут отчёт А.
9. Повторяем все, что указано в пп 2-8 при другом положении круга, определяем отчёт В.
10. Вычисляем средний отсчет С, который выставляем на микрометреном винте подвижной марки.
11. Тремя полными приемами измеряют угол между неподвижной II и подвижной маркой C. (см. табл. 1).
Таблица 1
Журнал измерения горизонтального угла способом приёма



№ точки
Круг
Отчеты по ГК
С
Угол из полуприема
Средний угол
Примечания

полный приём
1-й полуп.

II

КЛ








C









2-й полуп.

II

КП








C









12. Вычисляют линейный элемент редукции по формуле:

l = SI-C[ (
· - 90()(/((].

Контрольные вопросы.
1. Контроль перпендикулярности способом египетского треугольника.
2. Координатный способ контроля перпендикулярности.
3. Для исключения каких ошибок построение проектного угла выполняют при двух кругах.
4. Автоколлимационный способ контроля перпендикулярности.
5. Методика определения коллимационной ошибки для теодолитов с односторонней системой отсчитывания по кругам.
6. В чем заключается метод редуцирования при выносе в натуру?
7. Построение перпендикуляра при помощи эккера.
8. Способы разбивки строительной сетки.
9. Условие применения формулы Бесселя при обработке измерений.
10. Условие применения формулы Гаусса при обработке измерений.
13PAGE 141515



а.

б.

1

2

3

4



Root Entry

Приложенные файлы

  • doc 23768964
    Размер файла: 566 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий