Проектирование планово-высотной геодезической сети

В северо-западной части участка находится лес  Рунер. Преобладающая порода деревьев в лесу – ель, дуб высота деревьев в среднем около 25 м., средняя толщина  деревьев 0,30 м, расстояние между деревьями  4 м.

Рельеф  местности холмистый, господствующими  высотами являются гора Кноррен с  отметкой вершины 87.5 м в центральном  участке карты,  гора Бреш с отметкой вершины 62.1 м в восточной части  участка. В западной части карты   расположена гора Канер, отметка ее вершины составляет 56.0 м.

          1.3 Экономическая характеристика района работ

На описываемом  участке расположены следующие  населенные пункты: на северо-западе –  Дрефаль, в центральной части- Пампин, Кропп, южнее-Клестен, в южной части- Альхорн, ближе к востоку- Бреш,в  восточной части Латен, в северо-восточной  Хюльзебек. На площадь данного  участка попадают территории этих населенных пунктов.

Из этих населенных пунктов выходят грунтовые  и асфальтированные дороги, что очень  удобно при выполнении полевых работ.

Железная  дорога проходит с юга  на север. Она растянута по всей территории участка. Ширина колеи составляет 1435 мм. Железная дорога проходит через такие населенные пункты как Бреш, Кропп, Хюльзебек. От населенного пункта Кропп имеется разветвление на восток и запад участка.

 

1.4 Топографо-геодезическая обеспеченность района работ

 

На участке местности  было выбрано 3 опорных пункта с известными координатами и отметками:

-пункт 1- 61.3 м.

-пункт 10(г. Кноррен)- 87.5 м.

-пункт 18(г. Лесной)- 67.3 м.

 

Географические координаты представлены в таблице Ж 1.

Сохранность опорных пунктов  отличная.

 

 

2 ЦЕЛЕВОЕ НАЗНАЧЕНИЕ ПЛАНОВО-ВЫСОТНОЙ СЕТИ

СГУЩЕНИЯ

 

 

2.1 Обоснование необходимости и  способы построения планово-высотного  обоснования

Одной из главных задач геодезии является определение с заданной точностью  координат сравнительно небольшого числа специально закрепленных на земной поверхности точек - геодезических пунктов.

Плановая геодезическая сеть – это система геодезических пунктов, положение которых определено в общей для них системе геодезических координат.

Сущность  построения геодезической сети состоит  в следующем. На местности выбираются точки, являющиеся вершинами связанных  между собой геометрических фигур (треугольников, четырехугольников  и др.). В этих фигурах измеряют некоторые элементы (углы, стороны), а остальные элементы вычисляют. Основными методами построения плановых геодезических сетей являются триангуляция, полигонометрия и трилатерация.

1) триангуляция заключается в построении геодезической сети в виде системы треугольников, в которых измерены углы и некоторые стороны, называемые базисными. В основе метода триангуляции лежит решение треугольника по стороне и двум углам - теорема синусов.

2) полигонометрия – построение геодезической сети путем измерения расстояний и углов между пунктами хода. В полигонометрии система геодезических пунктов образует полигон-многоугольник, который может быть замкнутым или разомкнутым. Измеряемыми элементами являются стороны полигона  и его углы  или дирекционные углы.

3) трилатерация – построение геодезической сети в виде системы треугольников, в которых измерены все их стороны. Метод трилатерации основан на возможности решения треугольника по трем его сторонам. Углы при этом определяются по теореме косинусов.

При построении плановой геодезической сети можно  комбинировать все три метода.

Высотная (нивелирная) сеть предназначена для  задания с высокой точностью  отметок пунктов земной поверхности, относительно которых в дальнейшем производятся высотные измерения. Она  состоит из системы пересекающихся высотных ходов, пункты пересечения  которых называются узловыми точками.

Пункты  высотной сети служат для сохранения неизменным своего высотного положения  относительно уровенной поверхности, т.е. своей абсолютной отметки.

Для долговременного  и надежного закрепления на местности  отметки используют репер. Репер – это специальный геодезический знак, на который могут быть переданы плановые координаты и при помощи которого сохраняют высоты относительно уровня моря .

2.2 Основные требования к проектированию  полигонометрических сетей IV класса (1 разряда)

Полигонометрические сети IV класса, 1 разряда создаются в виде отдельных ходов или систем ходов.

Отдельный ход полигонометрии должен опираться  на 2 исходных пункта. Проложение замкнутых  ходов, опирающихся обоими концами  на один исходный пункт, и висячих  ходов не допускается.

На все  закрепленные точки полигонометрических  ходов должны быть переданы отметки  нивелированием IV класса или техническим нивелированием. В горной местности, при обеспечении съемок с сечением рельефа через 2 и 5 м допускается определение высот точек полигонометрических ходов тригонометрическим нивелированием .

Полигонометрическая сеть должна соответствовать требованиям, приведенным в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Требования к сети полигонометрии

Показатели	1 разряд
Предельная длина хода в км:
Отдельного	7
между исходной и узловой точкой	5
между узловыми точками	4
Предельный периметр полигона в км	20
Длины сторон хода в км:
Наибольшая	0,80
Наименьшая	0,12
Оптимальная	0,30
Число сторон в ходе не более	15
Относительная ошибка хода не более	1:10 000
Средняя квадратическая ошибка измерения  угла (по невязкам в ходах и полигонах) не более	5ʺ
Угловая невязка хода или полигона не более где n – число углов в ходе	10ʺ

2.3 Основные требования к проектированию  нивелирных сетей IV класса

Нивелирные  сети в городах, населенных пунктах  и на промышленных площадках должны обеспечивать все потребности городского хозяйства и строительства.

Нивелирование IV-го класса проектируется в пределах полигона III-го класса.

Сети  высотного обоснования строятся по тем же принципам, что и плановые сети, от высшего класса точности к  низшему классу точности. Высотные сети создают единую систему высотного  геодезического обоснования на территории страны. При создании нивелирных сетей IV класса, согласно инструкции, необходимо придерживаться следующих требований:

– нивелирование IV класса выполняется в одном направлении способом «средней нити»;

– нивелирование IV класса выполняется отдельными ходами и полигонами периметром 20 - 60 км, опирающихся обоими концами на пункты старшего класса. Допустимая невязка хода или полигона не должна превышать по абсолютной величине 20 мм;

– нивелирные сети в городах, населённых пунктах и на промышленных площадках должны обеспечивать все потребности городского хозяйства и строительства. Превышения между наиболее удалёнными друг от друга реперами нивелирной сети города должно быть известно с ошибкой не более 30мм.;

Линии нивелирования  преимущественно прокладывают вдоль  шоссейных или железных дорог, а  при их отсутствии по берегам рек  и тропам.

Линии государственной  нивелирной сети I, II, III, IV классов закрепляются на местности реперами не реже чем  через 5 км (по трассе).

Средняя квадратическая ошибка измерения превышения 10 мм.

Длина линии не должна превышать 8 км на застроенной территории и 12 км на незастроенной. Нивелирование IV класса точности выполняется нивелирами, которые имеют увеличение трубы не менее 25х, цену деления уровня не более 25’’ на 2 мм и нивелирами с самоустанавливающейся линией визирования (Н3КЛ, Ni-025) и им равноточными.

 

2.3 Основные требования к проектированию  нивелирных сетей IV -го класса.

 

 

Нивелирные   сети   при   выполнении   крупномасштабных топографических   съемок   создаются,   как   правило,    сгущением (развитием) государственной  нивелирной сети.

       В   зависимости от назначения топографических  съемок нивелирные   сети   могут   строиться  с  соблюдением   требований, отвечающих различным классам точности.

Нивелирование  III  и  IV  классов  является  основным  методом сгущения    (развития)   государственной   нивелирной   сети    для производства крупномасштабных топографических съемок.               Нивелирные сети 4 класса развиваются внутри полигонов высшего  класса (в данном случае 3 класса) в виде отдельных ходов либо систем ходов с узловыми точками и предназначены для топографических съёмок и решения инженерных задач. Организация работ по нивелированию включает в себя составление проекта, рекогносцировку местности, закладку нивелирных знаков, поверки и исследования приборов, производство полевых работ, обработку результатов полевых наблюдений и вычисление высот пунктов нивелирования.

           Проект на производство работ составляется по требованиям Инструкции по нивелированию I, II, III, IV классов. Проектирование выполняется на картах масштаба 1:100000 и крупнее (в данном случае масштаб 1:25000). На карту наносятся направления проектируемых нивелирных ходов, а также исходные пункты нивелирования 3 класса, на которые опираются нивелирные сети 4 класса. Техническим проектом устанавливаются перечень работ, их объём, порядок выполнения и технические указания по производству работ.

Нивелирование IV класса выполняется отдельными ходами и полигонами периметром 20 - 60 км, опирающихся обоими концами на пункты старшего класса. Допустимая невязка хода или полигона не должна превышать по абсолютной величине 20 мм .

Средняя квадратическая ошибка определения  превышения на 1 км хода не должна превышать ±10 мм, а на станции - не более ±3 мм.

Нивелирные  сети для выполнения крупномасштабных топографических сьемок создаются  путем сгущения государственной  нивелирной сети. Нивелирование III и IV классов является основным методом сгущения государственной нивелирной сети при выполнении крупномасштабных топографических сьемок.

Нивелирные  сети для крупномасштабных топографических  сьемок создают в виде отдельных  ходов, полигонов или самостоятельных  сетей и, как правило, привязывают  не меньшее чем до двух исходных нивелирных знаков (марок, реперов) высшего  класса. В городах площадью от 25 до 50 кв.км создаются нивелирные сети 3 класса, а в небольших городах  и населенных пунктах площадью меньшее 25 кв.км разрешается создавать нивелирные сети только IV класса.

Нивелирование IV класса выполняется нивелирами, которые имеют увеличение трубы не менее 25х, цена деления уровня не более 25'' (контактного не большее 30'') и нивелирами с самоустанавливаемой линией визирования (в данном случае нивелиром с компенсатором С3₁₀ (фирма Sokkia)).

При нивелировании 4 класса хода прокладывают в одном  направлении. Длина линий не должна превышать 8 км на застроенной территории и 12 км на незастроенной.

Перед началом полевых работ выполняют проверки и исследование нивелиров и компарирование реек. Для нивелирования IV класса применяют трехметровые двусторонние рейки с шашечной шкалой. Отсчеты по черным и красным сторонам рейки берут по средней нити. Для определения расстояния от нивелира до рейки производят отсчет по дальномерной нити по черной стороне рейки.

Порядок наблюдений на станции такой:

- отсчет  по черной стороне задней рейки;

- отсчет  по черной стороне передней  рейки;

- отсчет  по красной стороне передней  рейки;

- отсчет  по красной стороне задней  рейки.

Расхождение значений превышения на станции, которые  определены по черной и красной сторонам реек, допускается до 5 мм. Неравенство расстояний от нивелира к рейке на станции допускается до 5 м, а накопление их в секции - до 10 м.

Нормальная  длина луча визирования 100 м. Если нивелирование выполняют нивелиром, труба которого имеет увеличение не меньшее 30-крат, то при отсутствии колебаний изображений разрешается увеличивать длину визирного луча до 150 м. Высота луча над подстилающей поверхностью должна быть не менее чем 0,2 м. Невязки в ходах между исходными пунктами и в полигонах должны быть не более (мм) при количестве станций меньшее 15 на 1 км хода, где L - длина хода (полигона) в км .  Работы по проложению линий нивелирования выполняют на основании разработанных и утверждённых технических проектов. Об исполненных работах по нивелированию составляют технические отчеты в соответствии с Инструкцией по составлению каталогов высот пунктов нивелирования.

         При выполнении полевых работ  по нивелированию необходимо  соблюдать требования и указания  Правил по технике безопасности  на топографо-геодезических работах.

 

 

3 СОЗДАНИЕ ПЛАНОВОЙ СЕТИ СГУЩЕНИЯ

 

 

3.1 Проект полигонометрии IV класса (1 разряда)

 

Сети  полигонометрии IV класса 1 разряда создаются в виде отдельных ходов или систем ходов. Отдельный ход полигонометрии должен опираться в идеале на два исходных пункта.

 

         Прокладка висячих ходов не допускается. В случае отсутствия видимости с земли между исходными пунктами допускается проложение полигонометрического хода, который опирается на два исходных пункта без угловой привязки на одном из них.

С целью обеспечения большей жесткости сети надо стремиться к сокращение многоступенчатости сети, ограничиваясь развитием полигонометрии 4 класса и 1 разряда.

 

3.1.1 Характеристика и схемы запроектированных  ходов полигонометрии 

Сеть полигонометрии IV класса опирается на 3 исходных пункта. Эта сеть сгущения будет состоять из двух отдельных ходов:

Характеристика 1 хода:

- ход замкнутый 

- исходные пункты: г.Неизвестная – пункт 1;

- число сторон: 10

- число узловых точек: 1.

Ход спроектирован  таким образом, что есть видимость  между всеми пунктами полигонометрии. Профиль видимости  между пунктами хода представлен в приложении Б

Характеристика 2 хода:

- исходные пункты: г.Кноррен- пункт 10; г.Лесной- пункт 18