Compass Survey or Magnetic Bearing Survey
In land surveying, we use various instruments to map the earth. While Chain Surveying is used for linear measurements, Compass Surveying is employed to measure angular directions.
What is Compass Surveying?
Compass surveying is a branch of surveying in which the directions of survey lines are determined with a magnetic compass, and the lengths of the survey lines are measured with a chain or tape.
The Advantage over Chain Surveying:
In Chain Surveying, the area must be divided into a network of triangles, which can be difficult in areas with obstacles. In Compass Surveying, we measure the angles (bearings) of lines with respect to a known direction. This allows us to plot independent lines, making the process much simpler and more flexible.
Key Concepts to Understand:
Meridian: The reference direction relative to which angles are measured. These are of three types: True, Magnetic, and Arbitrary.
Bearing: The horizontal angle between the meridian and the survey line.
Meridian: The reference direction relative to which angles are measured. These are of three types: True, Magnetic, and Arbitrary.
Bearing: The horizontal angle between the meridian and the survey line.
Types of Compasses and Their Working
There are two main types of compasses used in surveying:
1. Prismatic Compass
This is the most convenient type of compass because sighting the object and reading the scale can be done simultaneously.
Graduation: It uses the Whole Circle Bearing (W.C.B.) system, marked from $0^{\circ}$ to $360^{\circ}$.
Magnetic Needle: Features a broad needle attached to the aluminum graduated ring. The ring does not rotate with the box; the needle stays aligned with the magnetic North.
Reading: The readings are written inverted (upside down) because they are viewed through a prism, which reflects them to appear upright.
Zero Point: The $180^{\circ}$ mark is at the North end, and $0^{\circ}$ (or $360^{\circ}$) is at the South end to allow for direct reading through the prism at the observer's end.
2. Surveyor Compass
In this compass, sighting and reading must be done as two separate steps.
Graduation: It uses the Reduced Bearing (R.B.) or Quadrantal Bearing system, marked from $0^{\circ}$ to $90^{\circ}$ in each quadrant.
Magnetic Needle: Features an "edge-bar" needle that rotates freely over the graduated scale, which is attached to the compass box.
Reading: Readings are taken directly from the top through the glass cover, so the numbers are written upright.
Zero Point: North and South are marked as $0^{\circ}$, while East and West are marked as $90^{\circ}$.
Comparison: Prismatic vs. Surveyor Compass
| Feature | Prismatic Compass | Surveyor Compass |
| Reading System | Whole Circle Bearing ($0^{\circ}$ to $360^{\circ}$) | Reduced Bearing ($0^{\circ}$ to $90^{\circ}$) |
| Graduation | Written Inverted | Written Upright |
| Needle | Broad needle, attached to the ring | Edge-bar needle, rotates freely |
| Sighting & Reading | Simultaneous | Separate actions |
| Tripod | Optional (can be used handheld) | Mandatory |
| Prism | Present | Absent |
How to Conduct a Compass Survey (Field Procedure)
The primary objective of a compass survey is Traversing (connecting a series of lines).
Selection of Stations: Choose points that are inter-visible (you can see the next and previous stations clearly).
Centering: Set the compass on a tripod exactly over the station peg using a Plumb Bob.
Leveling: Ensure the compass box is perfectly level so the needle can swing freely without touching the glass or the ring.
Sighting and Reading:
Align the Object Vane (horsehair) and Eye Slit with the ranging rod at the next station.
Once the needle settles, take the reading. In a Prismatic compass, look through the prism; in a Surveyor compass, read directly from the top.
Precautions: Local Attraction
As a Civil Engineer, you must be aware of Local Attraction. Since the compass depends on a magnetic needle, its accuracy is disturbed by nearby magnetic objects like:
Power lines or transformers.
Railway tracks.
Iron pipes, steel chains, or keys in your pocket.
How to detect it:
Take both the Fore Bearing (FB) and Back Bearing (BB) for every line.
If $(FB - BB) = 180^{\circ}$, the stations are free from local attraction.
If the difference is not $180^{\circ}$, a mathematical correction must be applied to the readings.
NTS Study Note: For competitive exams like SSC JE, remember that the Prismatic Compass is favored for quick field work, while the Surveyor Compass is used when Quadrantal Bearings are specifically required for calculations
🏗️ Surveying: Complete Study Guide & Index
📔 Part 1: Fundamentals of Surveying
Surveying: A Bird's Eye View – Meaning and significance of land surveying.
Fundamental Principles – Classification and types of surveying.
Primary Division – Understanding Plane vs. Geodetic Surveying.
Representative Fraction (RF) – Utilization of scales and reduction factors.
Surveying: A Bird's Eye View – Meaning and significance of land surveying.Fundamental Principles – Classification and types of surveying.Primary Division – Understanding Plane vs. Geodetic Surveying.Representative Fraction (RF) – Utilization of scales and reduction factors.
📏 Part 2: Linear Measurement & Chain Survey
Chain Surveying – Basic procedures and workflow.
Errors & Adjustments in Chaining – Deficiencies in measurement and their remedies.
Distance Measurement Methods – Detailed discussion on linear surveying tools.
Tape Corrections – Adjustments for Sag, Temperature, and Pull.
Chain Surveying – Basic procedures and workflow.Errors & Adjustments in Chaining – Deficiencies in measurement and their remedies.Distance Measurement Methods – Detailed discussion on linear surveying tools.Tape Corrections – Adjustments for Sag, Temperature, and Pull.
🧭 Part 3: Angular & Instrumental Survey
Compass Surveying – Magnetic bearing survey and its applications.
Plane Table Surveying – Equipment used and graphical methods.
Theodolite Surveying – Horizontal and vertical angle measurement.
Total Station – Components, features, and modern digital use.
Compass Surveying – Magnetic bearing survey and its applications.Plane Table Surveying – Equipment used and graphical methods.Theodolite Surveying – Horizontal and vertical angle measurement.Total Station – Components, features, and modern digital use.
🏔️ Part 4: Levelling & Elevation
Need for Levelling – Why vertical measurement is vital in civil engineering.
Key Concepts: RL & Datum – Definitions of Reduced Level, Datum, and Benchmarks.
Operating Levelling Instruments – Handling Auto Level and Tilting Level.
Need for Levelling – Why vertical measurement is vital in civil engineering.Key Concepts: RL & Datum – Definitions of Reduced Level, Datum, and Benchmarks.Operating Levelling Instruments – Handling Auto Level and Tilting Level.
🛰️ Part 5: Modern Technologies
Remote Sensing – Information on INSAT and IRS Series satellites.
GIS & LIS Systems – Geographic data management and functionality.
Laser Scanning – Advanced application and control.
Geoid & Ellipsoid – Understanding the mathematical shape of the Earth.
Remote Sensing – Information on INSAT and IRS Series satellites.GIS & LIS Systems – Geographic data management and functionality.Laser Scanning – Advanced application and control.Geoid & Ellipsoid – Understanding the mathematical shape of the Earth.
📝 Part 6: Practice & Quizzes (MCQs)
Surveying Quiz 1 (01-25) – GPS, Remote Sensing, and Photogrammetry.
Surveying Quiz 2 (26-50) – Ranging, EDM, and Tacheometry.
Surveying Quiz 3 (51-75) – Contouring and HI Method Levelling.
Surveying Quiz 4 (76-100) – Transition Curves and Bowditch Rule.
Surveying Quiz 5 (101-125) – Plane table and Compass
Surveying Quiz 6 (125-150) – Theodolite Surveying and Levelling
Surveying Quiz 7 (151-175) – Tacheometry, Curves, Modern Surveying Instruments (EDM/GPS)
Surveying Quiz 8 (175-200) – Area & Volume Calculation, Minor Instruments
Surveying Quiz 1 (01-25) – GPS, Remote Sensing, and Photogrammetry.Surveying Quiz 2 (26-50) – Ranging, EDM, and Tacheometry.Surveying Quiz 3 (51-75) – Contouring and HI Method Levelling.Surveying Quiz 4 (76-100) – Transition Curves and Bowditch Rule.Surveying Quiz 5 (101-125) – Plane table and CompassSurveying Quiz 6 (125-150) – Theodolite Surveying and LevellingSurveying Quiz 7 (151-175) – Tacheometry, Curves, Modern Surveying Instruments (EDM/GPS)Surveying Quiz 8 (175-200) – Area & Volume Calculation, Minor Instruments
📚 Quick Revision Resources
Surveying IS Codes with Latest Revision Years
1. General Surveying & Instruments
IS 1491:1959 – Specification for Prismatic Compass (Liquid and Non-liquid).
IS 1963:1981 – Specification for Bubbles for Surveying Instruments.
IS 2988:1995 – Glossary of Terms Relating to Surveying Instruments.
IS 1634:1992 – Code of Practice for Design and Construction of Storage for Surveying Instruments.
IS 1491:1959 – Specification for Prismatic Compass (Liquid and Non-liquid).
IS 1963:1981 – Specification for Bubbles for Surveying Instruments.
IS 2988:1995 – Glossary of Terms Relating to Surveying Instruments.
IS 1634:1992 – Code of Practice for Design and Construction of Storage for Surveying Instruments.
2. Chain and Tape Surveying
IS 1492:1970 – Specification for Metric Surveying Chains.
IS 1269 (Part 1):1997 – Material and Construction of Steel Tapes.
IS 1269 (Part 2):1997 – Woven Metallic and Glass Fibre Tapes.
IS 1659:2006 – Specification for Invar Tapes for High Precision Measurement.
IS 1492:1970 – Specification for Metric Surveying Chains.
IS 1269 (Part 1):1997 – Material and Construction of Steel Tapes.
IS 1269 (Part 2):1997 – Woven Metallic and Glass Fibre Tapes.
IS 1659:2006 – Specification for Invar Tapes for High Precision Measurement.
3. Theodolite and Tacheometry
IS 8002:1976 – Specification for Surveying Chain Vertical Vernier Theodolite.
IS 8330:1976 – Specification for Tilting Levels (Optical).
IS 8636:1977 – Specification for Tacheometers.
IS 8002:1976 – Specification for Surveying Chain Vertical Vernier Theodolite.
IS 8330:1976 – Specification for Tilting Levels (Optical).
IS 8636:1977 – Specification for Tacheometers.
4. Leveling and Contouring
IS 9128:1992 – Specification for Tilting Levels.
IS 9573:1980 – Specification for Automatic Levels.
IS 1779:1961 – Specification for 4-metre Leveling Staff (Folding Type).
IS 9128:1992 – Specification for Tilting Levels.
IS 9573:1980 – Specification for Automatic Levels.
IS 1779:1961 – Specification for 4-metre Leveling Staff (Folding Type).
5. Modern Surveying (Total Station & GPS)
IS 16481:2016 – Guidelines for Accuracy and Testing of Total Stations.
IS 14855:2000 – Terminology and Concepts for GIS and Remote Sensing.
IS 16481:2016 – Guidelines for Accuracy and Testing of Total Stations.
IS 14855:2000 – Terminology and Concepts for GIS and Remote Sensing.
6. Measurement of Building Works
IS 1200 (Part 27):1992 – Method of Measurement of Building and Civil Engineering Works (Earthwork & Surveying).
IS 1200 (Part 27):1992 – Method of Measurement of Building and Civil Engineering Works (Earthwork & Surveying).
कंपास सर्वे या दिकमान सर्वे क्या होता है इसका उपयोग कैसे करते है?
कंपास सर्वेक्षण (Compass survey) या दिक्मान सर्वे
भूमि सर्वे करते समय हम कई तरह के उपकरण का प्रयोग करते है रेखीय माप के लिए चेन सर्वे करते है तथा कोणीय माप लेने के लिए हम कंपास अर्थात दिक्मान उपकरण का प्रयोग करते है।
कंपास का प्रयोग क्षेत्र के कोणीय माप लेने के लिए किया जाता है इससे क्षेत्र को त्रिकोणी आकार में सर्वेक्षण किया जाता है इससे सर्वे में अत्यधिक शुद्धता आती है।
चेन सर्वेक्षण का नुकसान यह है कि, केवल दूरी को मापा जाता है और इसलिए क्षेत्र को त्रिकोणों के नेटवर्क से ढंकना पड़ता है। यदि लंबाई के साथ-साथ एक पंक्ति के कोण को एक ज्ञात दिशा के संबंध में मापा जा सकता है जिससे अन्य रेखाओं की स्वतंत्र रेखा लंबाई को क्षेत्र पर अंकन करना संभव होता है। इसलिए, ऐसे मामलों में केवल त्रिकोणों के नेटवर्क के लिए सर्वे करना अति महत्वपूर्ण है।
कम्पास एक ऐसा यंत्र है जिसका उपयोग चुंबकीय उत्तर-दक्षिण के संबंध में एक सर्वेक्षण लाइन की दिशा को मापने के लिए किया जा सकता है। चुंबकीय उत्तर-दक्षिण दिशा जो संदर्भ दिशा है उसे मेरिडियन (संदर्भ दिशा) कहा जाता है और रेखा के बीच कोण और मेरिडियन को बियरिंग कहा जाता है। एक लाइन की दिशा को मापने के लिए कंपास का उपयोग सर्वेक्षण में एक बड़ी सरलता आ जाती है।
इस अध्याय में विभिन्न प्रकार के कंपास के निर्माण में, लाइनों की बियरिंग्स की देखभाल करने की प्रणाली, कम्पास के साथ माप से जुड़ी कुछ समस्याओं को समझाया गया है और फिर कंपास सर्वेक्षण में शामिल क्षेत्र का कार्य प्रस्तुत किया गया है।
सर्वेक्षण शुरू करने से पहले इन दो चीजों को समझना बहुत जरूरी है:
मेरिडियन (Meridian): वह संदर्भ दिशा (Reference direction) जिसके सापेक्ष कोण मापे जाते हैं। यह तीन प्रकार के होते हैं: वास्तविक (True), चुंबकीय (Magnetic), और स्वेच्छिक (Arbitrary)।
बियरिंग (Bearing): मेरिडियन और सर्वेक्षण रेखा के बीच का क्षैतिज कोण (Horizontal angle)।
कंपास के प्रकार और उनकी कार्यप्रणाली
कंपास दो के प्रकार होते हैं जो आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं:
(i) प्रिज्मेटिक कंपास;
(ii) सर्वेक्षक कंपास।
(i) प्रिज्मीय कंपास (Prismatic Compass)
इसका सबसे बड़ा फायदा यह है कि इसमें साइटिंग (Sighting) और रीडिंग (Reading) एक साथ की जा सकती है।
अंकन (Graduation): इसमें 0° से 360° (W.C.B. System) तक के निशान होते हैं।
विशेषता: इसमें प्रिज्म लगा होता है जो उल्टे लिखे हुए अंकों को सीधा करके दिखाता है।
इसमें एक चुंबकीय सुई एक कठोर और नुकीली स्टील पाइवोट पर टिका होता है।
नुकीले पाइवोट का शीर्ष एगेट कैप के द्वारा सुरक्षित रहता है।
एक एल्यूमीनियम अंकन डिस्क सुई के शीर्ष पर पढ़ी जाती है। ऊपर से पढ़ने पर अंकन शून्य से 360° दक्षिणावर्त दिशा में होते हैं। उत्तर दिशा को शून्य डिग्री, पूर्व को 90°, दक्षिण को 180° और पश्चिम को 270° माना जाता है। हालाँकि, रीडिंग लेते समय अवलोकन दृष्टि की रेखा के दूसरे छोर पर होते हैं। इसलिए, पाठ्यांकों को 180° से स्थानांतरित कर दिया जाता है। अंकनो को उल्टा चिह्नित किया जाता है क्योंकि उन्हें एक प्रिज्म के माध्यम से पढ़ा जाता है।
(ii) सर्वेक्षक कंपास (Surveyor Compass)
इसमें साइटिंग और रीडिंग अलग-अलग करनी पड़ती है।
इस प्रकार के कंपास में सर्वेक्षक कम्पास बॉक्स मे अंकन डिस्क दिया गया है और चुंबकीय सुई इसके ऊपर घूमने के लिए स्वतंत्र होती है। देखने में किसी प्रिज्म से अंतर नहीं किया जा सकता है, लेकिन इसमें एक संकीर्ण स्लिट होती है।
इस प्रणाली में अंकन सर्कल घुमावदार दृष्टि और चुंबकीय सुई के साथ घुमाता है हमेशा उत्तर की ओर होता है। अंकन सुई की नोक पर पढ़ा जाता है।
दृष्टि की रेखा को ठीक करने के बाद, पठन सीधे ग्लास कवर के शीर्ष से लिया जाता है। इसलिए अंकन सीधे लिखे गए हैं (उलटा नहीं)। इस कंपास में अंकन शून्य से 90 डिग्री तक हैं, शून्य से उत्तर या दक्षिण में और पूर्व और पश्चिम में 90 डिग्री होता है। जैसे पूर्व में 20 डिग्री उत्तरी दिशा का कोण N20°E के रूप में लिखा जाता है, और दक्षिण से 40 डिग्री पूर्व का कोण S40°E के रूप में लिखा जाता है। हमेशा पहली इंगित दिशा उत्तर या दक्षिण और अंतिम दिशा पूर्व या पश्चिम दिशा को इंगित करता है।
अंकन (Graduation): इसमें 0° से 90° (Reduced Bearing System) तक के निशान होते हैं।
विशेषता: इसमें रीडिंग सीधे ऊपर से कांच के माध्यम से ली जाती है।
कंपास सर्वे की सीमाएं (Precautions)
एक इंजीनियर के तौर पर आपको यह भी बताना चाहिए कि कंपास का उपयोग कहाँ नहीं करना चाहिए:
जहाँ भारी चुंबकीय क्षेत्र हो (जैसे पावर हाउस या रेलवे लाइन के पास)।
जहाँ लोहे की वस्तुओं (स्थानीय आकर्षण - Local Attraction) की उपस्थिति ज्यादा हो।
कंपास सर्वे का उपयोग कैसे करें? (Field Procedure)
कंपास सर्वे का मुख्य उद्देश्य Traversing (चक्रमण) करना होता है। इसके मुख्य चरण इस प्रकार हैं:
1. स्टेशन का चयन (Selection of Stations)
सर्वेक्षण क्षेत्र के मुख्य बिंदुओं पर स्टेशन तय किए जाते हैं। ध्यान रहे कि स्टेशन ऐसी जगह हों जहाँ से अगला और पिछला स्टेशन साफ दिखाई दे।
2. केंद्रन और समतलन (Centering and Leveling)
Centering: ट्राइपॉड पर कंपास को इस तरह सेट करें कि वह ठीक स्टेशन खूँटी के ऊपर हो। इसके लिए 'प्लम बॉब' (Plumb bob) का उपयोग करें।
Leveling: यह सुनिश्चित करें कि कंपास का बॉक्स बिल्कुल समतल (Level) हो ताकि चुंबकीय सुई स्वतंत्र रूप से घूम सके।
3. साइटिंग और रीडिंग (Sighting and Reading)
Sighting: ऑब्जेक्ट वेन (Object vane) और आई स्लिट (Eye slit) की मदद से अगले स्टेशन पर रखी रेंजिंग रॉड को देखें।
Reading: जब सुई स्थिर हो जाए, तो प्रिज्मीय कंपास में प्रिज्म के माध्यम से और सर्वेयर कंपास में सीधे ऊपर से रीडिंग लें।
प्रिज्मीय बनाम सर्वेक्षक कंपास: मुख्य अंतर
जैसा कि आपने उल्लेख किया, इनमें मुख्य अंतर इनके Graduated Ring और Reading System का होता है:
विशेषताप्रिज्मीय कंपास (Prismatic)सर्वेक्षक कंपास (Surveyor)रीडिंग प्रणालीW.C.B. ($0^{\circ}$ to $360^{\circ}$)Reduced Bearing ($0^{\circ}$ to $90^{\circ}$)अंकन (Graduation)उल्टा (Inverted) लिखा होता हैसीधा लिखा होता हैसुई (Needle)ब्रॉड सुई, डिस्क के साथ जुड़ी होती हैएज-बार सुई, सुई स्वतंत्र घूमती हैउपयोगहाथ में पकड़कर भी रीडिंग ली जा सकती हैबिना ट्राइपॉड के उपयोग संभव नहीं है
लोकल अट्रैक्शन (Local Attraction) - एक महत्वपूर्ण बात
कंपास सर्वे करते समय सबसे बड़ी चुनौती लोकल अट्रैक्शन होती है। अगर पास में बिजली के खंभे, स्टील की चेन या कोई लोहे की वस्तु है, तो चुंबकीय सुई भटक जाती है।
इसे चेक करने के लिए हर लाइन की Fore Bearing (FB) और Back Bearing (BB) लेनी चाहिए।
यदि $(FB - BB) = 180^{\circ}$ है, तो स्टेशन लोकल अट्रैक्शन से मुक्त है।
तालिका: प्रिज्मीय बनाम सर्वेक्षक कंपास
अंतर का आधारप्रिज्मीय कंपाससर्वेक्षक कंपासरीडिंग सिस्टमWhole Circle Bearing ($0^{\circ}$ to $360^{\circ}$)Quadrantal Bearing ($0^{\circ}$ to $90^{\circ}$)प्रिज्महोता हैनहीं होताट्राइपॉडअनिवार्य नहीं हैअनिवार्य हैसुईब्रॉड सुई (Broad Needle)एज बार सुई (Edge bar Needle)
दोनों प्रकार के कंपास के आवश्यक हिस्सों हैं:
(i) एक चुंबकीय सुई,
(ii) एक अंकित सर्कल,
(iii) दृष्टि की एक पंक्ति, और
(iv) उन्हें रखने के लिए एक बॉक्स।
दोनो प्रकार के कंपास के आवश्यक हिस्सों में कुछ अंतर हैं। दोनो प्रकार के कंपास का निर्माण समझाया गया है और इस लेख में उनके अंतर को इंगित किया गया है।
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