<<< назад | содержание | вперед >>>
Алешин В.М. Карта в спортивном ориентировании
Раздел 3. Создание спортивной карты
3.2. Измерения на местности
Существует много приспособлений и приборов для измерения длин линий, горизонтальных и вертикальных углов, однако применение этих приборов далеко не всегда доступно спортсмену или тренеру, решившему стать составителем карты. А главное, можно обойтись и без них, умея правильно и эффективно использовать топооснову, простейшие самодельные приборы и специально для них разработанные методы, которым мы и уделим в дальнейшем главное внимание. Что касается геодезических методов и приборов, интересующиеся ими могут найти обширный материал в специальной литературе [4, 5, 10, 15].
Измерение длин линий
В практике корректировки спортивных карт применяются два метода: измерение шагами и измерение мерной лентой. Оба они проводятся без предварительного обозначения линии на местности. Направление движения определяется визуально с указанием объекта, на который надо двигаться, либо производится по азимуту с помощью спортивного компаса.
Измерение расстояния шагами применяется при глазомерной съемке участка. При этом ведется подсчет парных шагов под правую или левую ногу. Каждый составитель должен знать размер своего двойного шага при движении в разных условиях (по дороге, траве, зарослям, вверх или вниз по склону). Его можно определить, потренировавшись на отрезках, например, длиной 100 м, предварительно размеченных мерной лентой на разных участках местности. При движении по зарослям и склонам в измерения надо вводить поправки. Точность измерения шагами при овладении определенными навыками составляет 2-4%. Для практической работы удобно ввести масштаб двойных шагов: 1 мм карты масштаба 1 : 7500 соответствует, например, 5 двойным шагам. Измерения следует проводить отрезками, кратными целым миллиметрам карты (5, 10, 15 и т. д. шагов).
При разбивке съемочного обоснования или в других случаях, когда требуется более точное измерение расстояний, применяется мерная лента. Она представляет собой многожильный провод в пластмассовой изоляции, прочный и не вытягивающийся. На одном конце его делается петля для руки и мерный узел, на другом - мерный узел. Через каждые 5 и 10 м на провод наклеивается цветная липкая полиэтиленовая лента (например, через 5м - красная, через 10 м - синяя и т.д.). Хранить такую ленту удобно намотав на деревянную или фанерную планку длиной 30-50 см с прорезями на концах. Расстояние между мерными узлами следует тщательно проверить металлической рулеткой или геодезической мерной лентой. Длина не должна отличаться от истинной более чем на +2 см. Целесообразно иметь мерную ленту длиной 45 м (в масштабе 1 : 7500 ее длина составит 6 мм).
Измерение расстояния двумя работающими производится следующим образом. Идущий впереди имеет колоду перфокарт с порядковыми номерами. На исходной точке он выкладывает первую перфокарту и движется в направлении измеряемой линии, неся ленту за петлю. Когда задний мерный узел поравнялся с перфокартой, идущий сзади подает команду "Стоп!". Передний натягивает ленту и выкладывает следующую перфокарту так, чтобы ее середина была на уровне мерного узла. Задний поднимает перфокарту, и движение продолжается. Дальше операции повторяются. Обычно окончание замера не совпадает с концом ленты. На последнем отрезке ленту следует протянуть за конечную точку и определить оставшееся расстояние от предпоследней точки до конца замера по цветным отметкам на ленте (с интервалом по 5 м) и на глаз между метками. Можно смерить это расстояние шагами. Общая длина измеренной линии определяется количеством перфокарт у заднего работающего минус 1 и длиной последнего (неполного) отрезка. Рекомендуется тщательно проверить по номерам наличие всех перфокарт.
Рис. 27. Мерная лента для одного
составителя:
1-блок; 2 - передняя шпилька; 3 - задняя шпилька
Судья всесоюзной категории А. Л. Собанин из Томска предложил оригинальную конструкцию мерной ленты для одного составителя. Вместо мерных узлов к ней прикрепляются шпильки (металлические колышки длиной 20-30 см). В начале измерения первую шпильку втыкают в грунт, ленту выкладывают на земле и растягивают, затем втыкают вторую шпильку. После этого подергиванием за ленту заднюю шпильку вырывают из земли. При дальнейшем движении ленту тянут за блок или петлю с малым трением (рис. 27).
При пользовании измеренными расстояниями в них следует вводить поправки, учитывающие наклон поверхности. Поправка за наклон берется с лимбов В или Г скломера (см. ниже).
Измерение горизонтальных углов и направлений
При создании спортивных карт измерение горизонтальных углов сводится к определению магнитных азимутов различных направлений и построению этих углов на съемочном планшете. Напомним, что магнитным азимутом называется угол между северным направлением магнитного меридиана и данным направлением, отсчитанный по часовой стрелке.
Для измерений с повышенной точностью, например при создании съемочного обоснования, применяется буссоль Измерение направлений и запись результатов измерений журнал целесообразно проводить в поле, а в камеральных условиях осуществлять построения направлений с помощью транспортира.
Рис. 28. Определение магнитного азимута
Измерения с нормальной точностью можно делать спортивным компасом типа "Спорт", "Сильва", "Суунта". В этом случае измерение углов и их построение осуществляются одновременно, в полевых условиях. Для определения магнитного азимута на какой-либо предмет из точки стояния длинный край линейки спортивного компаса следует направить на предмет и вращением колбы с жидкостью установить северные линии, нанесенные на дне колбы, параллельно стрелке. При этом северный конец стрелки должен находиться между параллельными черточками указателя севера (рис. 28).
Для более точного визирования надо смотреть на предмет строго вдоль стороны линейки, для чего компас удобнее держать на уровне глаз. Но, чтобы добиться параллельности стрелки и линий, на компас лучше смотреть сверху, перпендикулярно его плоскости. Перечисленные требования противоречивы и на практике (особенно у начинающих) приводят к большим ошибкам.
Эта работа требует определенного навыка. Компас следует держать в руке так, чтобы длинный край линейки располагался симметрично относительно глаз и взгляд падал на плоскость компаса близко к перпендикулярному направлению. Точное визирование достигается быстрым, несколько раз повторяемым переводом взгляда с визируемого предмета на край линейки. Намного упрощает процесс визирования и увеличивает его точность визирная линейка с зеркалом (рис. 29).
Рис. 29. Линейка с зеркальным
визированием:
1 - зеркало; 2 - визирный штырь; 3 - риска; 4 -
миллиметровая шкала
Линейка изготавливается из оргстекла по размерам, указанным на рисунке. В ней воспроизводится гнездо для колбы спортивного компаса. Особое внимание надо обратить на то, чтобы риска на зеркале, центр гнезда под колбу и визирный штырь находились строго на одной линии. Визирование состоит в совмещении изображения объекта местности, визирного штыря и риски зеркала и ориентировании колбы на север.
Точность измерения магнитных азимутов у опытных составителей равняется для линейки с зеркалом d:30', для спортивного компаса +1°.
Построение съемочных ходов
Путь составителя при съемке называется съемочным ходом или просто ходом. Ход должен состоять из прямых отрезков, называемых сторонами хода. Концы отрезков называются поворотными точками или точками хода (рис. 30). Чтобы определить положение неизвестных точек, их связывают ходами с известными (например, базовыми или твердыми). В зависимости от определений, производимых в процессе прокладки хода, различают плановые, высотные и планово-высотные ходы.
Для построения планового хода необходимо измерить направление и длину очередной его стороны и, используя известную исходную точку, построить следующую, неизвестную. Высотный ход строится для определения высот точек, плановое положение которых известно, путем измерения или вычисления их превышений с помощью скломера. Планово-высотный ход предполагает определение планового положения точек и их высоты двумя указанными выше способами.
Если ход начинается и заканчивается в одной точке, он называется замкнутым. Если начало и конец хода на местности не совпадают, он называется разомкнутым. Разомкнутый ход, начало и конец которого находится на твердых или базовых точках, будем называть опертым, а разомкнутый ход, у которого только начало или только конец находится на твердой или базовой точке, - висячим. Висячий ход можно построить на карте, но нельзя проверить, правильно ли он проложен.
Рис. 30. Обозначение линий визирования
съемочного хода и их направлений:
1 - поворотная точка; 2 -
сторона хода
Рис. 31. Разновидности съемочных
ходов:
перечеркнутая окружность - базовая точка; черная
окружность - твердая точка
Поэтому длина его (сумма сторон) не должна превышать 100 м. Опытные составители прокладывают висячие ходы без невязки длиной до 200 м. Перечисленные разновидности ходов показаны на рис. 31. Для получения приемлемой точности не следует прокладывать опертых ходов корректировки длиннее 400 м и с суммой абсолютных величин превышений более 10 сечений.
При проведении съемок различными способами, описанными ниже, некоторые точки ходов используются как опорные для съемки прилегающей к ним площади. Будем называть такие точки станциями. Плановое положение и высоты станций известны, их положение на местности закрепляется.
Определение высот точек
В геодезии различают абсолютную и относительную высоты точек. Абсолютная - это высота данной точки, отсчитанная от единой уровенной поверхности (в принятой в СССР Балтийской системе высот отсчет идет от Кронштадтского футштока). Относительные, или условные, высоты отсчитываются от произвольно выбранной поверхности в районе работ. Разность высот двух точек называется превышением, оно может быть положительным и отрицательным. Совокупность работ по измерению превышений называется нивелированием.
В процессе полевых работ по созданию спортивных карт производится глазомерное нивелирование с целью определения превышения точек и величины заложения горизонталей, осуществления движения в процессе съемки на одном уровне ("по горизонтали"), выяснения поправок за наклон и расстояний между соседними горизонталями при движении по склону, построения профилей.
Можно выделить два вида глазомерного нивелирования: с помощью различных уровней и с помощью скломера. Оба вида осуществляются визированием: на местные предметы; на специальные метки (куски бумаги или картона бело-красного цвета), расположенные на уровне глаз работающего; на голову второго составителя (при работе вдвоем). В последнем случае целесообразно надевать головные уборы яркого цвета (красного, оранжевого).
Первый вид нивелирования производится с помощью простейших механических или жидкостных уровней, конструкции которых показаны на рис. 32. Этим способом можно выполнить первые три цели нивелирования. Методика замеров, как правило, базируется на измерении отрезков вдоль склона между точками, превышение которых соответствует росту (вернее, высоте глаз) составителя. Горизонтальная плоскость фиксируется совмещением визиров или уровней жидкости.
Составитель находит на склоне предмет, лежащий в одной горизонтальной плоскости с его глазами, и измеряет шагами расстояние до него. Повторив операцию еще дважды, составитель проходит по склону расстояние между соседними горизонталями 5-метрового сечения (при среднем росте составителя около 180 см). Зная пройденное расстояние, можно найти величину заложения горизонталей.
Недостатки этого способа - низкая точность и производительность, ограниченность решаемых задач, эффективность применения только при движении вверх по склону или по одному уровню.
 Рис. 32. Конструкции уровней: 1 - коромысло; 2 - шарнир; 3 - визиры; 4 - ручка; 5 - груз; 6 - резиновая трубка; 7 - стеклянная трубка; 8 - окрашенная жидкость |
 Рис. 33. Конструкция скломера с отвесом: 1 - планшет; 2 - отверстие для крепления нити; 3 - шкала; 4 - нить; 5 - груз; 6 - гнездо для груза |
Большинства перечисленных недостатков лишен способ глазомерного нивелирования скломером. Работа производится с помощью простого прибора, основанного на измерении угла наклона поверхности с помощью отвеса и снабженного лимбами, которые указывают ряд характеристик склона, зависящих от угла его наклона. Принцип прибора предложен судьями всесоюзной категории из Челябинска М. С. Гитисом и В. М. Горяиновым. Дальнейшему развитию этого метода способствовали разработки судей всесоюзной категории А. В. Бушинского (Москва) и М. К. Гизатулина (Уфа).
Простейшая конструкция скломера приведена на рис. 33. На обратную сторону съемочного планшета прикрепляется плоская Шкала таким образом, чтобы линия визирования была строго параллельна краю планшета. В отверстии в центре концентрических дуг окружностей лимбов шкалы крепится нить с грузом на конце. Длина ее выбирается такой, чтобы груз не задевал края планшета при крайних (по лимбам) положениях нити. Если планшет выполнен из пенопласта, в нем удобно сделать гнездо, куда помещается груз, когда скломером не пользуются. Груз должен входить в гнездо с некоторым натягом.
Разработаны две шкалы с различным набором лимбов. Шкала повышенной точности (рис. 34) предназначена для работ по созданию съемочного обоснования. Рекомендуемая величина большого радиуса лимбов 250 мм. Шкала нормальной точности (рис. 35) предназначена для работ по корректировке внутри участка. Здесь большой радиус лимбов равен 135 мм. Формулы для расчетов лимбов и данные для их построения при работе в масштабе 1 : 7500 приведены в приложении 3. Выполнить шкалы можно фотоспособом с оригиналов, вычерченных в увеличенном (в 2-3 раза) масштабе в виде отпечатков на фотобумаге или пленке. В последнем случае эмульсионный слой должен располагаться с обратной стороны шкалы.
Рис. 34.
Шкала повышенной точности.
Рис. 35. Шкала нормальной точности.
Точность измерений скломером зависит от точности градуировки лимбов и точности визирования. Точность градуирования можно повысить, увеличивая радиус лимбов. Визирование следует производить 4 раза, каждый раз поворачивая планшет на 180°. Результат замера берется как среднее арифметическое 4 замеров. Поворот планшета (отсчет по разным сторонам лимбов) компенсирует ошибку в непараллельности линии визирования на шкале края планшета, вдоль которого производится визирование.
Применение способа обозначения условных высот, описанного на стр. 58, и градуирование лимбов Д и Е в десятых долях 5-метрового сечения делает шкалы универсальными и пригодными для работы с разными высотами сечений (2,5, 5, 10 м).
С помощью скломера можно решить все задачи глазомерного нивелирования, перечисленные на стр. 70. Первые пять задач решаются непосредственным считыванием показаний лимбов: превышение точек - с лимбов Д и Е; величина заложения горизонталей - с лимба А; движение "по горизонтали" осуществляется на предмет, превышение которого относительно наблюдателя равно 0; поправки за наклон берутся с лимбов В и Г; расстояние между соседними горизонталями при движении по склону - с лимба Б.
С помощью скломера можно строить профили местности вдоль съемочного хода. Профиль строится в виде графика в прямоугольной системе координат. По оси абсцисс откладывается пройденное расстояние в масштабе 1 : 7500 и наносятся точки съемочного хода, а по оси ординат - высоты точек в масштабе (в 1 см - одно 5-метровое сечение. Масштабы можно изменять в зависимости от характера местности). Одновременно с построением профиля ведется заполнение таблицы высот (табл. 5). При полевых работах профиль удобно строить на пластике, наложенном на миллиметровку. Содержание лимбов см. в приложении 3.
Таблица 5
| № п/п | Точки Параметры хода |
Обозначение | А | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1 | Расстояние между точками (мм) | L | - | 4 | 5 | 9 | 2 | 8 | 4 | 3 | 5 |
| 2 | Заложение | d | - | - | - | 3,5 | - | - | - | - | - |
| 3 | Превышение передней точки | dH | - | +2,4 | +0,85 | +2,6 | +0,2 | -3,2 | -0,7 | +1,05 | +0,65 |
| 4 | Высота точки | Н | 2,3 | 4,7 | 5,55 | 8,15 | 8,35 | 5,15 | 4,45 | 5,5 | 6,15 |
| 5 | Высота после разгонки невязки | Н' | 2,3 | 4,6 | 5,35 | 7,75 | 7,9 | 4,55 | 3,8 | 4,8 | 5,35 |
Рис. 36. Построение профиля
Рассмотрим построение профиля на примере рис. 36. Из топоосновы нам известны высоты точек А и В. Надо построить профиль съемочного хода АВ. Условия съемки заставляют делать ряд промежуточных точек (1, 2, 3 ... 7). В процессе съемки будем определять расстояние А-1, 1-2 и т. д. и записывать их в первую графу таблицы высот в масштабе 1 :7500. Условимся называть последующую точку хода передней, а предыдущую - задней (например, при съемке с точки 3 точка 4 будет передней, а точка 3 - задней). Будем считать превышение точки 2 относительно точки 1 положительным, если точка 2 расположена выше точки 1 по склону. И наоборот, превышение точки 1 относительно точки 2 будет отрицательным! В. графу 3 таблицы будем записывать превышение передней точки снимаемого отрезка (для точки 1-отрезка А-1, для точки 2- отрезка 1-2 и т. д.). Очевидно, что превышение двух точек можно определять, стоя в любой из них. При работе одного составителя удобнее определять превышения точек, стоя в передней из них и визируя скломером метку, повешенную в задней.
Итак, начали съемку хода АВ. Расстояние А-1 равно 4 мм. По лимбу Е скломера определяем для расстояния 4 мм превышение точки 1. Оно равно 2,4. Так как точка 1 лежит выше точки А по склону, записываем в графу 3 величину +2,4. Расстояние 1-2 равно 5 мм, а точка 2 выше точки 1. Такого расстояния нет на лимбах, зато есть два соседних-4 и 6. Беря среднее арифметическое между их показаниями (0,7 для 1=4 и 1 для l=6), получаем превышение точки 2 равное +0,85. Расстояние 2-3 равно 9 мм, точка 3 выше точки 2. Для расстояний больше 8 мм следует произвести вычисление превышения по формуле:
dH=l/d,
где: dH - превышение; l - расстояние, мм; d - показание лимба А (заложение склона). По лимбу А скломера находим заложение склона на отрезке 2-3. Оно равно 3,5. По формуле вычисляем превышение:
dH3=l2-3/d2-3=9/2,5=2,6.
Записываем в графу 3 величину +2,6. Повторяя операции для последующих отрезков, заполняем таблицу высот. Отметим, что графа 2 заполняется только для расстояний, превышающих 8 мм, когда превышение нельзя непосредственно прочитать по скломеру! На практике редко встречаются расстояния между точками съемочного хода длиннее 8 мм (60 м).
В ходе съемки одновременно с заполнением таблицы высот строится профиль хода. Для этого в каждой точке хода на график наносят значения высот, а полученные Точки соединяют между собой так, чтобы глазомерно передать характер склона (ровный, выпуклый, вогнутый). При построении профиля становится очевидным, что точки съемочного хода целесообразно выбирать на характерных точках рельефа (вершина, дно, седловина) и в местах резкого перегиба склона. Кстати, это согласуется и с условиями видимости вдоль хода.
Горизонтальные линии, проведенные через целые значения высот, при пересечении с профилем дадут положение на нем соответствующих горизонталей. А проекции точек пересечения на линию, параллельную оси абсцисс, дадут места расположения горизонталей по длине съемочного хода (линия ММ на рис. 36). Целесообразно в процессе построения профиля рисовать на линии ММ фрагменты горизонталей длиной 4-5 мм, ориентируя их вдоль линии ММ так, как они на местности ориентированы относительно направления съемочного хода. Линия ММ - это как бы выпрямленный съемочный ход. Конфигурация фрагментов должна передавать характер склона. Около фрагментов горизонталей рекомендуется проставить их номера. Во избежание путаницы цифры 6 и 9 надо сопровождать точкой (6. 9.). Будем называть линию ММ проекцией профиля.
Определение положения точек
 Рис. 37. Способ прямых засечек: На=0,35, Нв=12,1 |
Способ прямых засечек. Известно положение двух точек (А и В), из которых просматривается третья (х), положение которой надо определить (рис. 37). Условимся, что на всех рисунках этого раздела линии визирования и съемочные хода мы будем обозначать так, как они показаны на рис. 30. Из точки А визируем точку x и наносим это направление на планшет линией Ах. Определяем и записываем показание лимба А при визировании скломером на точку х (расположена выше точки A, d=8). Повторяем операции из точки В (точка х расположена ниже точки В, d==12). Плановое положение точки х определится пересечением линий Ах и Вх. Для определения высоты точки х определим ее превышения. Превышение точки х над точкой А можно подсчитать по формуле:
dH = l/d = 10/8 = 1,25, ибо х выше А: dН = + 1,25,
где: l - длина отрезка Ах в масштабе 1 : 7500, измеренная на планшете и равная 10 мм; d - показание лимба А равное 8.
Прибавив к высоте точки A превышение точки х, получим ее высоту: Hx = Ha+dH = 10,35+1,25 = 11,6.
Данные нивелирования из точки В могут служить проверкой определения. Измерим на планшете отрезок Вх, он равен 6 мм. Превышение точки х над точкой В для этого расстояния можно найти прямо по скломеру, приложив нить к делению лимба А равному 12 (это число мы определили, визируя скломером с точки B на точку х). Превышение равно 0,5. Таким образом, высота точки х, определенная из точки В, равна:
Нx = Hв+dH = 12,1 + (-0,5) = 11,6.
Если определения из разных точек получились разными, а разность невелика (в пределах 10%), можно в качестве истинной величины взять среднее арифметическое двух замеров.
 Рис. 38. Способ обратных засечек |
Отметим, что приемлемая точность определения планового положения точек получается при значениях угла а (см. рис. 37) в пределах от 30 до 150°.
Если проведено определение планового положения точки с трех известных точек (А, В, С), линии визирования могут не пересечься в одной точке. В этом случае за истинное положение искомой точки принимается центр тяжести фигуры (треугольника), получившейся от пересечения линий Ах, Вх, Сх.
Способ обратных засечек. Известно положение двух точек - А и В, надо определить положение точки х, в которой находится составитель (рис. 38). Производим визирование из точки х на точку A и на планшете проводим из точки А линию, обратную по направлению линии визирования. Например, если магнитный азимут линии хА равнялся 350°, магнитный азимут линии Ах отличается от него на +180° и равен 350°-180°= 170°. Практически обратное направление при визировании компасом можно непосредственно отложить на планшете, приложив указатель севера на колбе к южному направлению линий магнитного меридиана планшета.
Повторяем операцию для точки В. Пересечение линий Ах и Вх даст плановое положение искомой точки х. Определение высоты точки х производится аналогично способу прямых засечек. Для способа обратных засечек справедливы все указания по точности и осреднению замеров, приведенные для способа прямых засечек.
Ошибки измерений и их устранение
Измерить какую-либо величину - значит сравнить ее с другой величиной, принятой за единицу измерения в заранее выбранной системе мер. При любых измерениях следует производить многократное измерение одной и той же величины. Если серия измерений одной и той же величины производилась при одинаковых условиях (одним инструментом, одинаковым методом), отдельные измерения серии называются равноточными. Легко показать, что для серии равноточных измерений среднее арифметическое значение ближе всего к измеряемой величине. Отсюда следует первый важный вывод: все измерения, которые легко повторить без заметного ущерба для производительности работ, следует делать несколько раз (чем больше, тем лучше) и в качестве окончательного результата брать среднее арифметическое отдельных равноточных измерений.
Всякое измерение неизбежно сопровождается погрешностями. Величина их зависит от точности мерительного инструмента или прибора, методики измерения, ряда других причин. Все погрешности можно разделить на три группы: грубые промахи, систематические ошибки, случайные ошибки.
Грубые промахи возникают главным образом из-за невнимательности исполнителя, неисправности инструмента, резкого нарушения условий измерения. При разовых измерениях их легко обнаружить несколькими повторными измерениями. Если отдельное измерение значительно (например, на величину утроенной точности измерения) отличается от остальных, его исключают из подсчета среднего арифметического. Избежать грубых ошибок помогают продуманные приемы и методики (например, выкладывание перфокарт с порядковыми номерами и их последующая проверка при измерении длин линий).
Систематические ошибки возникают по определенным причинам и характеризуются постоянством своей величины и знака. Величину и знак такой ошибки можно установить путем сравнения показаний инструмента или прибора с более точными или путем контрольных измерений с помощью испытываемого прибора. Зная величину и знак систематической погрешности, можно ввести в результат измерения поправку, равную по величине погрешности и противоположную ей по знаку. Так, в измерение длины вводится поправка за наклон, определяемая по скломеру. Длину ленты можно проверить точной рулеткой и при обнаружении расхождений внести поправки в измерения. Часто у разных спортивных компасов встречаются расхождения в определении магнитных азимутов (практически до +5°). Видимо, это связано с эксцентриситетом стрелки или сдвигом линий севера. Такую погрешность можно устранить, сравнив серию замеров компасом с аналогичными замерами буссолью. Другой способ можно реализовать непосредственно во время съемки. Если несколько съемочных ходов, опирающихся на точки топоосновы или съемочного обоснования обоими концами, построены спортивным компасом и при этом направление их уходит на одинаковый угол и в одну Я сторону, следует повернуть линии магнитного меридиана на своем полевом оригинале на этот угол в сторону ухода. Такая проверка целесообразна перед началом корректировки участка.
Случайными называются такие ошибки, величину и знак которых заранее определить нельзя. Причины их возникновения различны. Теоретические исследования показали, что они подчиняются некоторым закономерностям: 1) величина их не превышает определенного предела; 2) малые по абсолютной величине ошибки встречаются чаще; 3) вероятность появления положительных и отрицательных ошибок одинакова. Из этого вытекает важное следствие, что среднее арифметическое из всех случайных ошибок равно нулю при бесконечно большом количестве измерений и уменьшается при увеличении количества измерений.
Отношение ошибки измерения какой-либо величины к самой величине называется относительной ошибкой. Ее удобно выражать в процентах.
Остановимся теперь на способах устранения ошибок при построении плановых и высотных съемочных ходов. Часто при построении замкнутого хода не получается замкнутого рисунка (в плане), а высота одной и той же точки в начале и в конце хода получается разной. Разница эта называется невязкой хода, а устранение ошибки - увязыванием хода или разгонкой невязки. Невязки могут возникать и при прокладывании опертых ходов.
Из сказанного становится очевидным, что разгонять невязку, причиной которой явилась грубая или систематическая ошибка, бессмысленно. Их надо попытаться выявить и устранить. Разгонка целесообразна для устранения случайных и небольших систематических ошибок.
На практике без повторения построения хода бывает трудно выделять вид допущенной ошибки и особенно место ее нахождения. Опыт составителей и анализ точности применяемых инструментов и приборов позволяют установить величину максимально допустимых относительных ошибок, до которых возможна разгонка невязки (табл. 6). Если ошибки превышают эти величины, съемку хода надо повторить.
Таблица 6
| Характер работ | Допустимые погрешности* | Примечание | |
| плановые | высотные | ||
| Ходы съемочного обоснования с буссолью, мерной лентой и камеральным построением | <2% | <5% | Скломер повышенной точности |
| Ходы съемочного обоснования с визирной линейкой с зеркалом, мерной лентой и полевым построением | <4% | ||
| Ходы корректировки с компасом и измерением шагами | <7% | <10% | Скломер нормальной точности |
* Плановые погрешности надо относить к суммарной длине хода, а высотные- к сумме абсолютных величин превышений хода.
Рис. 39. Разгонка плановой невязки способом
параллельных
Плановую невязку разгоняют способом параллельных, сущность которого ясна из рис. 39. Из каждой поворотной точки хода (1, 2... 5) проводят линию параллельно невязке АА. Каждая поворотная точка сдвигается вдоль линии на расстояние, пропорциональное пути от начала хода до этой точки. Построить такие расстояния можно с помощью прямоугольного треугольника, на одном катете которого последовательно отложить пути до поворотных точек, а на другом - невязку хода.
 Рис. 40. Разгонка высотной невязки графическим способом |
Высотную невязку можно разогнать графическим способом на профиле хода (предложен М. К. Гизатулиным). Вернемся к рис. 36). Предположим, что высота точки В известна из съемочного обоснования и равна 5,35. Тогда высотная невязка хода АВ составляет +0,8 (или 6,5%) и ее можно разогнать. Разгонка производится следующим образом (рис. 40). Из точки В на оси абсцисс профиля откладывают перпендикулярно этой оси величину невязки в соответствии с ее знаком. Невязка считается положительной, если в результате съемки получилась высота больше исходной (на замкнутом ходе) или больше высоты на топооснове, и отрицательной, если высота получилась меньше. Получившуюся точку В' соединяют с точкой О и получают повернутую ось абсцисс Оl'. Относительно ее меряют новые ординатьй точек профиля, которые и будут высотами этих точек после разгонки невязки. Перестраивают также и проекцию профиля (М'М'). Положение горизонталей получают пересечением повернутых линий (параллельных оси Оl') с профилем. В результате разгонки заполняют графу 5 таблицы высот (см. рис. 36).
Протяженные горизонтальные и очень пологие участки хода следует исключить из разгонки, оставив их наклон без изменения. Разгонку можно производить только для участков хода со значительными наклонами. В противном случае после формально произведенной разгонки горизонтальные поверхности станут наклонными, а пологие склоны могут даже изменить свое направление.
Оборудование для полевых работ. Подготовка к съемке
Все построения во время полевых работ производятся на планшете. Существует множество самодельных конструкций. Опишем одну из них, на наш взгляд наиболее удачную (рис. 41). Планшет представляет собой пластину из твердого пенопласта размером 250х300Х20 мм. На тыльной стороне планшета крепится (приклеивается) шкала скломера, а в торце делается гнездо для груза. Лицевая сторона закрывается пластиком, на который в процессе работы при помощи цветной полихлорвиниловой изоленты приклеивают все необходимые материалы. На пластик, приклеенный к планшету, необходимо нанести линии магнитных меридианов с шагом 1-2 см красным цветом. Некоторые составители наносят сетку, вертикальные линии которой служат меридианом.
Рис. 41. Планшет:
1 - синяя изолента; 2
- выкопировка с топоосновы; 3 - пластик для полевого оригинала; 4 -
миллиметровка; 5 - таблица высот; 6 - белая бумага; 7 - пластик для
построения профиля и записей; 8 - щель для подкладывания бумаги
Известны два метода определения направлений: визирование спортивным компасом или линейкой с зеркалом и съемка на ориентированном планшете с визированием линейкой. При использовании второго метода колбу компаса удобно вмонтировать в пенопластовую пластину в углу планшета заподлицо с лицевой поверхностью, тогда в линиях магнитного меридиана уже нет необходимости.
 Рис. 42. Крепление планшета |
Судьи всесоюзной категории из Рязани Л. Г. Конев и Ю. И. Чернов предложили очень удобную конструкцию крепления планшета, совмещенную с линейкой зеркального визирования (рис. 42). Линейка (1) крепится к прижиму (2), изготовленному из пружинящего листового металла, а прижим - к накладке (3), в прорези которой продевается ремень (4). Планшет (5) вставляется в зазор между линейкой и площадкой прижима и может свободно поворачиваться и передвигаться под действием небольшого усилия. Все устройство крепится с помощью ремня на груди или животе составителя. Если работа ведется на ориентированном планшете, колба компаса устанавливается не на линейке, а на планшете, как показано на рис. 41. Для крепления деталей можно использовать заклепки или болтики с гайками.
Существенно, чтобы все детали были изготовлены из немагнитных материалов. Во время полевых работ рекомендуется рисовать на пластиках простыми и цветными карандашами. Удобнее пользоваться простыми карандашами твердости 2Т-3Т (2Н-3Н): они дают тонкие, отчетливые линии. Цветные карандаши должны быть по возможности твердыми (наиболее удачные марки "Картограф" или "Кохинор"). Простым карандашом на пластике можно работать и в дождливую погоду, тогда как цветные размываются влагой. Карандаши и ластик, который пригодится во время работы, можно крепить на суровой нитке или леске, накинутой в виде петли на шею.
Составитель перед началом работы изготавливает на куске пластика выкопировку с топоосновы и съемочного обоснования. На нее переносится с этих документов вся информация. Особененно тщательно следует переносить изображение твердых и базовых точек. Номера и высоты точек располагаются вне площади участка. Горизонтали полезно изобразить теми же разными цветами, которыми они подняты на топооснове. На выкопировку надо перенести линии сетки топоосновы - их пересечения помогут точно совместить эти материалы в дальнейшем. Рисовать можно карандашами, тушью, красками. Изображение должно быть закреплено коллодием (раствор целлулоида в ацетоне) во избежание разрушения влагой. Подготовленную таким образом выкопировку наклеивают на планшет полихлорвиниловой лентой по всем сторонам. Рядом с выкопировкой полезно прикрепить кусок миллиметровки и незаполненную таблицу высот, а сверху закрыть их пластиком и герметизировать лентой. Это позволит многократно строить профили, заполнять таблицу высот и производить графическую разгонку невязок. Поверх выкопировки приклеивают кусок пластика, на котором будет рисоваться полевой оригинал. Приклеивать его следует с трех сторон, оставив одну сторону свободной. Через образовавшуюся щель можно в процессе рисовки вставлять полоску белой бумаги, если надо изолировать изображение прозрачного полевого оригинала от рисунка топоосновы (см. рис. 41).
При корректировке района со сложным рельефом и разнообразной растительностью бывает целесообразно вести съемку на двух пластиках: на одном изображать, например, рельеф, дороги, контуры и болота, а на другом - растительность (желтым и зеленым цветом). В этом случае способ крепления пластиков должен обеспечивать их точное совмещение и возможность быстрой смены положения (сверху - снизу). Один из вариантов - два листа, расположенных с перекрытием, закрепляются жестко по противоположным сторонам и фиксируются резинкой, опоясывающей планшет. На пластике для полевого оригинала надо воспроизвести координатную сетку топоосновы. С собой следует взять нож или лезвие и два небольших куска чистого пластика для отдельных построений.
<<< назад | содержание | вперед >>>