6.Измерения на местности

Измерение длин линий

В практике корректировки спортивных карт применяются два метода: измерение шагами и измерение мерной лентой.
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.
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 в журнал целесообразно проводить в поле, а в камеральных условиях осуществлять построения направлений с помощью транспортира.
Измерения с нормальной точностью можно делать спортивным компасом. 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.
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.
Линейка изготавливается из оргстекла. 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 ±30', для спортивного компаса ±1° (±5° у большинства составителей - данные получены американскими исследователями).
Однако, наиболее привлекателен для работы компас "SILVA EXPEDITION 54". В колбу вмонтированы линза и зеркальная призма. На прозрачный стабилизатор, который вращается со стрелкой компаса, нанесена шкала з ценой деления 1 градус. Применение этого компаса почти исключает азимутальную ошибку при измерениях. Целесообразен при работе с программой AZV.

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. 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 находятся на твердых или базовых точках, называеся 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. 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. Для получения приемлемой точности не следует прокладывать опертых ходов корректировки длиннее 400 м и с суммой абсолютных величин превышений более 10 сечений.

Определение высот точек

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.
Глазомерное нивелирование осуществляется с помощью различных уровней-нивелиров 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).
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.

Определение положения точек

Способ прямых засечек. Известно положение двух точек (А и В), из которых просматривается третья (х), положение которой надо определить. Из точки А визируем точку х и наносим это направление на планшет линией Ах. Повторяем операции из точки В. Плановое положение точки х определится пересечением линий Ах и Вх.
Способ обратных засечек. Известно положение двух точек (А и В), надо определить положение точки х, в которой находится составитель. Производим визирование из точки х на точку А и на планшете проводим из точки А линию, обратную по направлению линии визирования. 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.

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 приборами 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. 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 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 ошибка, бессмысленно. Их надо попытаться выявить и устранить. Разгонка целесообразна для устранения случайных и небольших систематических ошибок. Плановую невязку разгоняют способом параллельных, сущность которого ясна из рис.

Высотную невязку можно разогнать графическим способом на профиле хода (предложен М. К. Гизатулиным). Разгонка производится следующим образом:

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.