Фототеодолитная съемка применяется при картографировании небольших участков земной поверхности, главным образом горных районов, при изучении движения ледников, оползней, при съемке карьеров, при наблюдении за деформациями сооружений, т. е. для изучения динамических явлений и процессов.

Для съемки местности используют фототеодолит, представляющий собой сочетание теодолита с фотокамерой в совместном или раздельном исполнении. Если теодолит и фотокамера разделены, то фотокамера имеет ориентирующее устройство для придания оптической оси определенного положения по отношению к базису. Фототеодолитная съемка включает геодезические работы, фотографирование местности с точек базиса и составление плана.

Суть геодезических работ состоит в построении и измерении базиса и его геодезической привязке. Привязка осуществляется прокладкой теодолитных, нивелирных ходов и геодезическими засечками, в результате которых вычисляется дирекционный угол базиса, координаты левой точки и превышение правой точки над левой.

При фотографировании местности оптическую ось фотокамеры устанавливают перпендикулярной или равномерно отклоненной (со скосом) к базису. Дальность фотографирования (глубина съемки) должна быть больше в 4–20 раз длины базиса. Фотографирование производится на стеклянные пластинки с мелкозернистой эмульсией.

В результате фотографирования и последующей фотообработки материалов получают два снимка с перекрытием, называемых стереопарой. Для определения координат отдельных точек местности при составлении топографического плана по стереопаре производят измерения на стереокомпораторах.

11. ОРИЕНТИРОВАНИЕ НА МЕСТНОСТИ

Под ориентированием на местности понимают совокупность действий по определению своего местоположения (точки стояния) относительно окружающих объектов и определение направлений сторон горизонта.

Существуют различные способы ориентирования: по описаниям местности, по топографическим картам и по аэрофотоснимкам. Независимо от способа сущность ориентирования сводится к опознанию окружающих местных предметов, определению местоположения точки стояния, направлений, расстояний до тех или иных ориентиров.

В процессе ориентирования используют простейшие способы определения расстояний: по линейным размерам предметов, глазомерное определение, промер шагами и др.

Сущность способа определения расстояний по линейным размерам предметов объясняется из рис. 11.1. На расстоянии вытянутой руки (≈50 см) перпендикулярно лучу зрения, определяют величину отрезка линейки mn, закрывающего наблюдаемый объект MN, высота (размеры) которого известны.

Из подобия треугольников Оmn и OMN имеем , откуда искомое расстояние ON будет равно . Относительная ошибка определения расстояния колеблется в пределах 5 10%.

Наиболее быстрый, но требующий большого опыта способ определения расстояний – глазомерный. Применение этого способа возможно при систематических упражнениях по развитию глазомера. В зрительной памяти фиксируют расстояния, с круглыми числами, которые в дальнейшем используются как эталоны. Относительная ошибка глазомера возрастает с увеличением длины измеряемой линии.

Несколько менее точную оценку результатов получают при определении расстояний по степени видимости различных объектов. При условии нормального зрения необходимо еще знать предельные расстояния видимости объектов (табл. 11.1) и учитывать некоторые факторы, влияющие на точность определения расстояний. К таким факторам относятся: освещенность и характер местности, размеры объектов, контраст объектов с окружающим фоном и др.

Таблица 11.1

Наиболее простой способ определения расстояний – промер шагами. Для этого необходимо знать длину шага, которую устанавливают путем неоднократного прохождения известного расстояния. Кроме того, длина шага человека Ш зависит от его роста Р и может быть приближенно вычислена по эмпирической формуле

.

Обычно расстояние определяют парами шагов, счет которых при промере ведут под какую-либо определенную ногу (правую или левую).

Меньшими, чем в действительности представляются расстояния:

– до ярко освещенных предметов на темном фоне;

– в ясную погоду и при восходе солнца;

– через водные пространства (противоположный берег кажется ближе, чем в действительности);

– до горных массивов.

Большими, чем в действительности кажутся расстояния в сумерки, в тумане и при закате солнца, до небольших объектов, а также при дождливой и пасмурной погоде.

Стороны горизонта и направления на ориентиры определяются с помощью компаса, состоящего из круглой латунной или пластмассовой коробки, в центре которой на стальной игле вращается намагниченная стрелка. В корпусе компаса помещена круговая шкала градусных делений. Самым распространенным является компас Андриянова. Он имеет вращающуюся крышку со стеклом и визирным приспособлением, состоящим из прорези и мушки.

Чтобы измерить магнитный азимут надо стать лицом к ориентиру, отпустить тормоз стрелки, дать ей успокоиться и совместить нулевой штрих лимба с северным направлением стрелки. Затем, визируя крышкой компаса по направлению снимают отсчет у мушки визирного приспособления, который и будет величиной магнитного азимута.

11.1. Ориентирование по карте

Ориентировать карту – означает привести ее в такое положение, при котором линии соединяющие объекты на карте, будут параллельны этим линиям на местности.

Ориентирование карты может быть выполнено по линиям местности, визированием на ориентир или по компасу.

Ориентирование карты по линиям местности может быть выполнено в том случае, если точка стояния находится на прямолинейном объекте: дороге, просеке, телеграфной линии и т. д. Для этого карту поворачивают пока направление на ней не совпадет с его направлением на местности. Правильность ориентирования следует сверять по объектам местности, находящихся влево и вправо от прямолинейного объекта.

Ориентирование карты по направлению проводится, когда известна точка стояния.

Ориентирование по компасу применяется в лесу и в районах с недостаточным количеством ориентиров. Компас прикладывают к карте и вращают ее до тех пор, пока линия 0–180º не совпадет с боковой минутной рамкой. Если известно магнитное склонение, то линия 0 – 180º должна быть параллельна боковой стороне рамки, а северный конец стрелки должен отклониться на величину магнитного склонения к западу или востоку.

Точка стояния на карте определяется отождествлением карты с местностью глазомерно по ближайшим ориентирам, промером расстояний и засечками. Наиболее простым и точным является способ Болотова. На прозрачной кальке, расположенной неподвижно на плоскости, с произвольной точки в центре прочерчивают направления по визирной линейке на 3–4 видимых объекта на местности, которые изображены на карте. Направления на эти объекты подписывают. После этого кальку накладывают на карту и двигают до тех пор, пока прочерченные на ней направления не совпадут с соответствующими объектами на карте. Точку перекалывают на карту.

При движении сличение карты с местностью состоит в сравнении местных объектов с их изображением на карте. Процесс сравнения карты с местностью обычно проводится по принципу от общего к частному: вначале отождествляют наиболее крупные объекты, находящиеся в поле зрения наблюдателя, затем переходят к более мелким.

Ориентирование с картой при движении на местности, например, при походах состоит из следующих операций: изучение местности по карте и выбор маршрута, выбор ориентиров и расчет времени пути, детальное ориентирование в начальном пункте маршрута, сохранение ориентировки в пути и выход к конечному пункту. Предварительно местность изучается в камеральных условиях, оценивается проходимость местности, выбирается трасса пути, определяются ориентиры и магнитные азимуты. Карту во время движения держат перед собой ориентированной по направлению маршрута.

11.2. Определение сторон горизонта
по небесным светилам

и местным предметам

По положению Солнца, Луны, звезд можно определить направление меридиана, а от него направление на любой предмет.

Угловая скорость видимого перемещения Солнца в средних и высоких широтах составляет примерно 15˚ в час. В 7 часов местного времени оно находится на востоке, в 13 часов – на юге, в 19 часов – на западе.

Направления сторон горизонта можно определить с помощью часов. Часы размещают горизонтально, направив часовую стрелку на Солнце (рис. 11.2). Биссектриса угла от часовой стрелки до цифры 1ч. укажет южное направление. Луна в полнолуние движется относительно Земли в одном направлении с Солнцем. В этом случае направление север–юг можно определить ночью с помощью часов описанным выше способом.

Ночью при ясном небе не сложно определить северное направление по Полярной звезде. Для этого надо отыскать Большую Медведицу и по направлению крайних звезд ковша отложить примерно 5 таких расстояний (рис. 11.3).

Определение сторон горизонта по местным предметам менее точное, чем по небесным светилам. Большинство естественных примет связано с изменением солнечного освещения.

У многих деревьев кора с северной стороны грубее чем с южной и на ней больше трещин. На соснах и елях смола чаще вытекает с южной стороны. Лишайники преимущественно развиваются на северной стороне стволов деревьев. Крупные валуны покрыты мхом с северной стороны. Муравейники чаще располагаются с южной стороны пней и деревьев. На склонах южной экспозиции снег тает быстрее.

В больших лесных массивах просеки прорубают по направлениям меридианов и параллелей.

литература

1. Ассур В. Л., Филатов А. М. Практикум по геодезии. М. Недра, 1985.

2. Жмойдяк Р. А., Медведев Б. А. Полевая практика по топографии с основами геодезии. – Мн.: Университетское, 1987.

3. Инструкция по нивелированию I, II, III и IУ классов. М.:Недра, 1990.

4. Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5 000, 1:2 000, 1:1 000 и 1:500. М.: Недра,1985.

5. Кулешов Д. А., Стрельников Г. Е., Рязанцев Г. Е. Инженерная геодезия: Учебник для вузов. М.: Картгеоцентр – Геодезтздат,1996.

6. Маслов А. В., Гордеев А. В., Батраков Ю Г. Геодезия. М.: Недра, 1993.

7. Несцяронак В. Ф., Несцяронак М. С. Інжынерная геадезія. Мн.: БДТУ,1998.

8. Серапинас Б. Б. Глобальные системы позиционирования. М.: ИКФ «Каталог», 2002.

9. Соломонов А. А. Инженерная геодезия. Мн.: Вышэйшая школа, 1983.

10. Топография с основами геодезии / А. П. Божок, К. И. Дрич, С. А. Евтифеев и др.; Под ред. А. С. Харченко, А. П. Бажок. М., Высш. Шк., 1986.

11. Шануров Г. А., Мельников С. Р. Геотроника. Наземные и спутниковые радиоэлектронные средства и методы выполнения геодезических работ. М.: УПП «Репрография» МИИГАиК, 2001.