Обработка геодезических съемок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В нашей стране предусмотрен выпуск 3-х типов тахеометров:

ТЭ - тахеометр электронный, является прибором, сочетающим в себе угломерное устройство со светодальномером. Важным элементом таких тахеометров является микроЭВМ, позволяющая автоматизировать процесс измерений и вычислений по заложенным в них программам.(ТА 5, SM 4-Германия, EOT 2000- зарубежный, 2Та5, SET Sokkia)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3 Обработка результатов теодолитной съемки

Таблица №1. Журнал теодолитной съемки

 

№ точки	Горизонтальный угол		Дирекционный угол	Румб	Горизонтальное проложение	Приращение координат				Координаты точки
						Вычислен		Исправлен
	Измеренный	Исправленный				∆x	∆y	∆x	∆y	X	y
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	86˚ 21'	86˚21'	120˚	ЮВ 60˚	442,51	-221,25	+383,20	-219,27	+387,485	100	100
2	97˚ 26 '	97˚ 26 '	202˚ 34'	ЮЗ 22˚34'	889,31	-820,92	-341,49	-820,92	-341,49	-720,92	-241,49
3	-1 62˚ 51'	62˚ 50'	319˚44'	СЗ 40˚56'	544,83	+412,05	-356,91	+412,05	-356,91	-308,87	-598,4
4	-1 113˚24'	113˚23'	26˚21'	СВ 26˚21'	698,64	+628,14	+306,63	+628,14	+310,915	319,27	-287,485

S359,62                                                                     S-1,98     S-8,57        S0            S0

 

 По результатам измерений в первую очередь вычисляют прямоугольные координаты точек поворотов границы участка. Координаты точек вычисляют в специальной ведомости.

Обработка результатов съемки начинается с  определения угловой невязки. Прежде всего, подсчитывается сумма измеренных углов и сравнивается с теоретической  суммой внутренних углов, определяемой по формуле:

Σ _βтеор = 180°× (n-2),где n-число сторон многоугольника.

Σ _βтеор =180˚×(4-2)=360˚

Σ _βизм = 359˚62^′

 f_β =  Σ _ИЗМ - Σ _βтеор = 359˚62^′- 360°= - 0°02^′

Полученная  величина   угловой невязки  не должна превышать допустимой величины, определяемой по формуле: = ±l,5×√n ,где n – число углов.

  = ±l,5×√5 = ± 3

Угловая невязка вводится по частям в виде поправок в измеренные углы:

         - в углы с дробными долями, чтобы округлить их до целых минут.

- в углы, ограниченные более короткими сторонами и поэтому имеющие меньшую ошибку.

Поправки  берутся с обратным знаком от полученной невязки. После исправления сумма  Σ - измеренных внутренних углов должна быть равной    Σ- теоретической  сумме углов.

По  исправленным углам и азимуту (дирекционному  углу) начальной стороны вычисляют  дирекционные углы всех сторон по формуле:

α _2-3= α_1-2 +180°,

то  есть дирекционный угол последующей  линии равен дирекционному углу предыдущей линии плюс 180° и минус  внутренний угол между этими линиями.

Считаем дирекционные углы:

α_1-2=120°

α_2-3= 120°+180°- 97°26'=202°34'

α_3-4=202°34'+180°-62°50'=319°44'

α_4-1=319°44'+180°-113°23'=386°21'-360°=26˚21'

Проверка: α_1-2=26°21'+180°-86°21'=120°

 

Вычисленные дирекционные углы переводят  в румбы в следующей зависимости:

1)Дирекционный угол  имеет размер до 90°,следовательно линия идет на северо-восток и румб равен дирекционному углу :  r₁= α₁

2)Дирекционный угол больше 90°, но меньше180°,  линия идет на юго-восток и румб равен: r₂=180°- α₂

3) Дирекционный угол больше 180°, но меньше 270°, значит, линия идет на юго-запад и румб равен: r₃= α₃-180°, 

4) Дирекционный угол больше 270°, но меньше 360°,линия идет на северо-запад и румб равен: r₄=360°- α₄.

 

r₁=180°-120° = 60° - ЮВ                                                                 r₂=202°35'-180°=22°34'-ЮЗ                      

r₃=360°-319˚44'=40°56' – СЗ      

r₅=26˚21' – СВ                                         

Таблица№3.  Знаки приращения координат в зависимости от четверти и

название румба.

Четверти	Название румба	Знак приращения Δx	Знак приращения Δy
I	СВ	+	+
II	ЮВ	-	+
III	ЮЗ	-	-
IV IIIiiii4666	СЗ	+	-

 

 Определение величины румбов необходимо для последующего вычисления координат Δx и Δy . Вначале вычисляются приращение координат по формулам: Δx = d× cos R, Δy =d×sinR,

где d – горизонтальное проложение, R – румбы.

Δx₁=442,51× cos60°=221,25 м  –

Δx₂=889,31 × cos22°34' = 820,92 м  –

Δx₃=544,83 × cos40°56'=412,05 м  +

Δx₄=698,64× cos36°21'=628,14 м  +

 

Δy₁=442,5 × sin60°= 383,20 м  +

Δy₂=889,31 × sin22°34' = 341,49 м  -

Δy₃=544,83 × sin40°56' = 356,91 м  –

Δy₄=698,64 × sin26°21' = 306,63м  +

Далее идет приращения по осям Δx и Δy складывают отдельно со знаком «+» и « - ». Внизу каждого столбца подписывают алгебраическую сумму приращений:  Σ _Δx   и Σ_Δy  . Вычисленные приращения координат имеют знак «+» и « - », в зависимости от того в какой четверти они находятся.

Σ _Δx =-1,98                               Σ_Δy=-8,57  

 Определяем  абсолютную невязку в периоде  теодолитного хода по формуле:

f_абс =√ (f (x)² + f ₍y)²) - абсолютная невязка полигона

Относительная невязка - это  отношение абсолютной невязки к  периметру,      т.е. f_отн = f_абс/Р. Это отношение не должно превышать допустимой величины 1/2000(0,0005)

Абсолютная невязка полигона находится по формуле:

f_абс = √ (f (x)² + f ₍y)²) = √((-1,98)² + (-8,57)² ) = 8,8;

Р=2575,29

f_отн = 8,8 / 2575,29 = 0,0003;

Исправленные значения приращений записывают в соответствующую графу  таблицы. По исправленным приращениям  координат проверяют правильность проведенных вычислений, сумма их должна равняться нулю.  

Суммируют направленные приращения ∆х и ∆у, суммы которых равны нулю. По исходным координатам точек и по исправленным приращениям вычисляют координаты всех остальных точек теодолитного хода по формулам:

Х₂ = х₁ ± ∆х;                                                         У₂ = у₁ ± ∆у.

х₁ =100

х₂ =100-820,92=-720,92 

х₃ =-720,92+412,05=-308,87

х₄ =-308,87-628,14=319,27

Проверка: х₅ =319,27-219,27=100

у₁ =100

у₂ =100-341,49=-241,49

у₃ =-241,49-356,91=-598,4

у₄ =-598,4+310,915=-287,485

Проверка: у₆ =-287,485+387,485=100

 

5.4. Составление плана по координатной сетке

Для размещения плана полигона симметрично относительно краев листа, на котором будут  составлять план по координатам точек, рассчитывают: размеры плана полигона и определяют размер листа бумаги, на котором будет составлен план; размещение осей координат или линий  сетки, параллельных осям координат.

Построение  плана выполняют в следующем  порядке:

1. На  листе чертежной бумаги вычерчивают  координатную сетку. С этой  целью строят прямоугольник, для  чего через весь лист бумаги  проводят 2 диагонали и от точки  для пересечения их откладывают  измерителем по направлению к  каждой вершине листа одинаковые  отрезки по 25 см. Полученные наколы на диагоналях аккуратно соединяют по линейке тонкими линиями. Затем с масштабной линейки берут измерителем отрезок в 10 см и откладывают на сторонах прямоугольника. Полученные точки на противоположных сторонах попарно соединяют линиями, проведенными карандашом по линейке. Пересечение этих линий и образует координатную сетку.

2. Одну  из вертикальных линий сетки  координат принимают за ось  х, а другую - из горизонтальных- за ось - у. От точки пересечения этих осей будет идти счет координат точек. При выборе осей координат нужно одновременно с учетом масштаба учесть самые большие ординаты (у) с плюсом и минусом, что определит положение оси х, а также самые большие абсциссы (х) с плюсом и минусом, что определит положение оси у.

При составлении  плана в масштабе 1:10 000 стороне 10 -сантиметрового квадрата отсутствует  1000 м на местности.

 

 

 

 

 

 

6. Нивелирная съемка

6.1. Проведение геометрической нивелирной съемки

При изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений необходимо знать рельеф местности. Без знания рельефа местности  невозможно проектирование железных и  шоссейных дорог, водоотводных (осушительных и оросительных) каналов, гидротехнических сооружений, осушительных и оросительных систем, а также аэродромов, строительных площадок, населенных пунктов, плотин, полей севооборотов и других объектов.

Знание рельефа выражается, прежде всего, в знании отметок всех характерных точек местности. Определение  отметок точек и есть цель нивелирования.

Нивелирование – вид геодезических работ, в результате которых определяют разности высот (превышения) точек земной поверхности, а также высоты этих точек над принятой отсчетной поверхностью.

По методам нивелирование  разделяют на геометрическое, тригонометрическое, физическое, механическое и стереофотограмметрическое.

  1) Геометрическое нивелирование проводят горизонтальным визированием при помощи инструментов называемых нивелирами.

  2)  Тригонометрическое нивелирование проводят наклонным лучом при помощи теодолитов-тахеометров. При использовании этого метода измеряют углы наклона и расстояние между нивелирными точками.

  3)  Физическое нивелирование подразделяют на гидростатическое, барометрическое и аэрорадионивелирование.

Гидростатическое нивелирование  основано на свойстве свободной поверхности  жидкости в сообщающихся сосудах  всегда находится на одном уровне, позволяющем определить превышения между точками, на которых установлены  сосуды.

Барометрическое нивелирование  выполняют при помощи барометров, по показаниям которых определяют атмосферное  давление в соответствующих точках, а по разности давлений – превышение между ними.

Аэрорадионивелирование осуществляют с самолета при помощи радиовысотомера и статоскопа – приборов, позволяющих определять высоту самолета над землей и измерения его высоты в полете. Совместное использование этих данных позволяет определять превышения между точками земной поверхности.

  4) Механическое нивелирование проводят при помощи нивелиров-автоматов – приборов, автоматически вычерчивающих профиль местности и позволяющих определять высоты точек.

  5) Стереограмметрическое нивелирование выполняют путем измерения модели рельефа местности, получаемой при рассматривании двух снимков одной и той же местности на специальных приборах, называемых стереометрами, стереокомпараторами, и др.

Геометрическое нивелирование  заключается в непосредственном определении превышения одной точки  над другой.  Его выполняют с помощью специального  инструмента – нивелира, приспособленного для визирования в горизонтальном направлении, и нивелируемых реек, устанавливаемых вертикально в нивелируемых точках. Различают два способа геометрического нивелирования: из середины и вперед.  

Нивелирование из середины. Для определения превышения между точками А и В нивелированием из середины нивелир устанавливают между этими точками, а в точках А и В – вертикально нивелируемые рейки.

Отсчет делают по задней А и передней В рейкам. Разность отсчетов и есть превышение:

                                                 h = a – b.

Если линия местности  имеет направление АВ, то точку  А называют задней, а точку В  – передней. Отсчет a и b называют взглядами назад и вперед. В результате получаем, что превышение одной точки над другой равно взгляду назад минус взгляда вперед. Знак превышения h может быть как положительным (+), так и отрицательным (–).