Проектирование планово-высотной геодезической сети

- число сторон: 8;

- число узловых точек: 1.

Между всеми  точками хода есть видимость. В некоторых случаях для улучшения видимости были установлены геодезические знаки, в таких пунктах как: 10-11(высотой 2 м.), 13-14(высотой 1м.) Это наглядно демонстрируется в приложении В.

Координаты  всех точек ходов IV класса представлены в таблице 3.1.

 

Таблица  3.1. - Координаты точек ходов полигонометрии IV класса:

 

№	Название пункта	Координата X	Координата Y
1	1	6006937.2	2382162.5
2	2	6006410	2382665
3	3	6006287.5	2383262.5
4	4	6006369	2383762.5
5	5	6007046.5	2383440
6	6	6007785	2383527.5
7	7	6007990	2382935
8	8	6008590	2382525
9	9	6008785	2382035
10	10	6008655	2381652.5
11	11	6009715	2381652.5
12	12	6010320	2382087.5
13	13	6010790	2382675
14	14	6011450	2083042.5
15	15	6011450	2083042.5
16	16	6012475	2083987.5
17	17	6012287.5	2084677.5
18	18	6011862.5	2085137.5

 

 

 

3.1.2 Координатная и угловая привязка  к существующим пунктам 

 

Для построения сети полигонометрии IV класса используются координаты трех пунктов более высокого класса точности (в данном случае III), отталкиваясь от координат которых, ведется, собственно, построение.

После окончания  полевых работ приступают к вычислительной обработке результатов полевых  измерений, целью которой является оценка качества и точности произведённых  измерений, получение предварительных  координат и окончательных координат  пунктов. Наименование данных пунктов и их координаты указаны в таблице 3.1.

 

3.1.3 Расчет видимости в запроектированной  сети

 

По запроектированным  ходам, были построены профили видимости  между пунктами сети. Видимость присутствует между всеми пунктами, исключения составляет лишь видимость между  жесткими пунктами. Но так как данные пункты являются жесткими, то это было учтено при их проектировании, и для создания видимости были сооружены наружные знаки (в данном случае - металлическая пирамида-штатив). Наглядно данный наружный знак можно увидеть на рисунке 3.3. Профили видимости между пунктами сети находятся в приложении В.

 

3.1.4  Предрасчет и анализ точности  запроектированной линейно-угловой  сети 1 разряда (программа МГ-Сети)

 

Перед началом  предрасчета точности необходимо определить координаты пунктов запроектированных  сетей.

После этого  в программе МГ-Сети необходимо создать  новый проект. Далее в пункте меню «Проект», в котором требуется  из предложенного списка приборов выбрать  геодезический прибор, соответствующий  требованиям инструкции к проектируемым сетям. В моей работе, был выбран теодолит Teo 020.

После этого  в пункте меню «Опора» необходимо ввести названия всех своих пунктов  с их координатами.

Далее в  пункте меню «Измерения» вводим все  точки стояния и визирования.

После выполнения всего вышеописанного, предварительно проверив правильность введения всех данных, необходимо выбрать в меню пункт «Предрасчет точности»  и выполнить предрасчет точности запроектированных сетей.

Полученные результаты представлены в ПРИЛОЖЕНИИ Г. Все расчеты удовлетворяют требованиям.

 

 

 

 

3.1.5 Выбор и обоснование типов  центров полигонометрии

 

         Пункты полигонометрических ходов  и сетей на местности закрепляются  центрами и знаками.

Центры  геодезических пунктов служат для  точного обозначения места пункта и долговечной сохранности. Центры имеют различную конструкцию  и подразделяются на типы, зависящие от характера грунта и глубины промерзания почвы. Центры изготовляют либо из бетона, либо из металлических труб, заполненных бетонным раствором и надежно защищенных от действия коррозии. В верхней части бетонного блока или трубы заделывается специальная металлическая марка с отверстием, которое является носителем координат.

В нашем  проекте при развитии геодезического обоснования на не застроенных территориях  все пункты полигонометрии IV кл., 1 разряда закреплены постоянными знаками. Вид, которых показан на рисунке 3.2 (все размеры даны в см).

Центр выбранного пункта представлен на рисунке 3.2

Рис 3.2 Центр пункта полигонометрии, трилатирации и триангуляции 4 класса, 1 и 2 разрядов для незастроенной территории

 

Наружные  знаки устанавливаются над центрами пунктов для обеспечения прямой видимости между пунктами при  измерении углов (горизонтальных и  вертикальных) и длин светодальномерами.

Наружные  знаки бывают следующих типов:

- Простая пирамида - металлическая или деревянная, трёхгранная или четырёхгранная. Устанавливается в тех случаях, когда видимость между пунктами открывается непосредственно с земной поверхности.

- Пирамида-штатив - металлическая или деревянная, устанавливается в том случае, если инструмент необходимо поднять над землёй на высоту от 1,2 м до 6м. Металлическая пирамида-штатив может иметь съёмный визирный цилиндр. Кроме этого должна быть стационарная или разборная (переносная) площадка для наблюдателя.

В нашем случае используется наружный знак второго  типа (пирамида-штатив). Он показа на рисунке 3.3

 

 

Рис. 3.3 Пирамида-штатив из уголковой стали (50´50´5 или 35´35´4) со съемной малофазной визирной целью с высотой до инструментального столика от 1,2 до 0,4 м.

    3.1.6 Выбор и обоснование приборов для производства полевых работ

Согласно требованиям при проектировании трилатерации IV класса точность измерения угла должна составлять не менее 3". Руководствуясь данным требованием был выбран прибор теодолит Т2 представленный на рис. 3.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 3.4. Теодолит Т2

 

Теодолит  Т2 служит для измерения углов  триангуляции и полигонометрии 3 и 4 классов, для монтажа оборудования и других инженерных работ. Теодолит установлен на подставке 2, которая прикрепляется к штативу с помощью металлической пластины 1, которая называется трегер,  и станового винта. Теодолит входит во втулку подставки цапфой и закрепляется винтом 3. Ось алидады полая, в ней расположен объектив оптического центрира, окуляр 11 которого выведен на колонку. Окуляр оптического центрира устанавливается по глазу, до резкой видимости сетки нитей, вращением оправы. Сетка нитей представляет собой две концентрические окружности, в центр которых и вводится изображение точки, над которой центрируется теодолит. Фокусируется оптический центрир передвижением всего окулярного колена вдоль оптической оси.

Система вертикальных осей теодолита цилиндрическая неповторительная с перестановкой лимба при помощи рукоятки 4. Для того чтобы повернуть горизонтальный круг на необходимый угол, сначала следует нажать на рукоятку вдоль оси, а затем вращать ее до появления нужного деления.

На корпусе  алидады горизонтального круга  имеется цилиндрический уровень 12. Ручка 15 служит для установки на ней визирной вешки и закрепления ориентир-буссоли, а также переноски теодолита.

Зрительная  труба снабжена двумя коллиматорными визирами 14, с помощью которых производится грубое наведение трубы на предмет. В поле зрения коллиматорного визира видно светлое перекрестие нитей, которое и совмещается с наблюдаемым предметом.

Контактный  уровень алидады вертикального  круга 8 расположен в колонке и его пузырек рассматривают через призму 7. Пузырек этого уровня приводится на середину установочным винтом уровня 10.

Теодолит  Т2 имеет горизонтальный и вертикальный стеклянные круги с размером диаметров соответственно 90 и 65 мм с делениями от 0 до 360º через 20'. Каждый градус подписан. Штрихи горизонтального круга — двойные (бифилярные), вертикального — одинарные.

Переключение  кругов вертикального и горизонтального уровней осуществляется рукояткой 5. При наблюдении в поле зрения отсчетного микроскопа штрихов горизонтального круга фон поля зрения белый, вертикального круга фон поля зрения имеет желто-зеленый оттенок. Круги освещаются зеркалом 9.

Для повышения  точности отсчитывания теодолит имеет  оптический микрометр с рукояткой 6. При вращении рукоятки пара оптических клиньев вместе со шкалой минут и секунд перемещается вдоль оптической оси, смещая оба изображения круга навстречу друг другу.

 

 

3.1.7 Поверки и исследования приборов

 

 

 Перед началом работ необходимо произвести внешний осмотр теодолита  и выполнить испытания, иследования  и поверки . 
      При осмотре обращается внимание на состояние прибора , на плавность вращения подъёмных и наводящих винтов , на плавность и лёгкость вращения прибора и зрительной трубы , на плавность перемещения фокусирующей линзы , чистоту оптики , чёткость изображения сетки нитей и т.д. 
      Ход подъёмных и наводящих винтов должен быть плавным , равномерным , без заедания и качки . Для регулировки хода винта следует вращать регулировачную гайку с помощью шпильки в одну или другую стороны до тех пор , пока не будет достигнут равномерный ход . 
      При вращении алидады горизонтального круга должна быть обеспечена азимутальная устойчивость штатива и подставки . 
      Для поверки устойчивости штатива необходимо , установив на нём в рабочем положении теодолит и наведя визирную ось трубы на удалённую точку , слегка нажимать на головку штатива , придавая ей вращательное движение и отклоняя тем самым визирную ось от первоначального положения . После прекращения нажатия визирная ось теодолита должна всегда возвращаться на прежнее место В противном случае потуже затянуть винт ножек штатива . 
      Добившись устойчивости штатива , проверяют устойчивость подставки , для этого слегка её поворачивают .В случае смещения точки с перекрестия сетки нитей , следует подтянуть гайки регулировки хода подъёмных винтов , но не применяя значительных усилий при их закреплении . 
      Целью исследований является определение качеств и технических характеристик теодолита , на основании которых судят о пригодности теодолита для измерения углов с заданной точностью .  
      Определение увеличение трубы производят или с помощью рейки или с помощью лупы с делениями . 
      Определение угла поля зрения трубы выполняют непосредственным измерением его с помощью горизонтального круга . 
     Определение СКП совмещения концов изображений штрихов горизонтального круга . 
      Определение рена оптического микрометра  
      Определение эксцентриситета алидады горизонтального круга .  
      Определение эксцентриситета горизонтального круга . 
      Определение max значения углового эксцентриситета E max . 
      Обычно поверке подлежат следующие геометрические условия , которым должно удовлетворять взаимное расположение частей теодолита . 
      1.Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения теодолита . Поверку производят обычным способом , поворотом алидады на 180 градусов . Юстировку выполняют юстировочным винтом цилиндрического уровня .  
      2.Ось круглого уровня должна быть параллельно оси вращения теодолита . Юстировку круглого уровня производят его юстировочными винтами после точной установки оси вращения теодолита в отвесное положение по выверенному цилиндрическому уровню .  
      3.Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы .  
      Поверку выполняют обычным способом . Несоблюдение условия вызывает коллимационную ошибку "С" . 
      Устранение коллимационной ошибки в теодолите Т2 производят юстировочными винтами сетки нитей обычным способом .. 
      4.Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения теодолита 
      Поверка проводится также , как и в технических теодолитах . Величину угла "i" , на который отклоняется ось вращения трубы от положения , перпендикулярного к оси вращения прибора определяют по формуле i=b*p*ctgv/2S  
      Где b/2- линейная ошибка в следствии наклона оси вращения трубы , равная половине расстояния между проекциями точки; 
      v-угол наклона визирной оси при наведении на точку; 
      S-расстояние от горизонтальной проекции точки до теодолита . 
      Значение угла "i" не должно превышать 10". 
      Соблюдение условия гарантируется заводом .  
      5.Вертикальная нить сетки должна лежать в коллимационной плоскости трубы . Поверка производится также как в технических теодолитах . Если будет замечено смещение изображения точки с вертикальной нитки более чем на 3 толщины штриха , то сетку необходимо повернуть . 
      Для этого в теодолите Т2 снимают колпачок , закрывающий юстировочные винты сетки , слегка отпускают винты , скрепляющие окуляр с корпусом трубы , и поворачивают окуляр вместе с сеткой После чего поверку повторяют . 
      6.Визирная ось оптического центрира должна совпадать с осью вращения теодолита  
      Прибор устанавливают на штативе и приводят ось вращения теодолитом в отвесное положение . Отмечают на листе бумаги , подложенном под штатив , проекцию середины кружка оптического центрира . Затем , медленно вращая алидаду вокруг вертикальной оси , наблюдают за изображением точки . Если в процессе вращения изображение точки остаётся на месте , условие выполнено ; в противном случае в теодолите Т2 отвинчивают 2 винта и отсоединяют крышку оптического центрира от боковой крышки теодолита . При этом открываются головки винтов , скрепляющих окулярное колено оптического центрира с боковой крышкой . Слегка освободив эти винты , перемещением окулярного колена в плоскости боковой крышки добиваются совмещения визирной оси оптического ценрира с осью вращения теодолита .

3.1.8 Методика выполнения полевых  работ. Технические допуски. 

 
          Измерение углов на пунктах полигонометрии выполняют способом измерения отдельного угла или способом круговых приемов по трехштативной системе. Центрирования прибора и визирных марок выполняют с точностью 1 мм. Способ круговых приемов применяют, когда количество направлений на пункте более двух. При измерениях способом отдельного угла алидады обращают только за ходом часовой стрелки или только против хода часовой стрелки.

Из-за малой  длины сторон очень большое влияние  на невязки ходов оказывают ошибки центрирования приборов и визирных целей. При центрировании прибора  и визирной цели каждый раз на всех точек хода возникает неоднозначность  измерения углов, которая повлечет за собой угловую невязку хода, при условии, что другие ошибки отсутствуют.

Для уменьшения этого влияния применяют трехштативный метод – при котором, на каждой точке хода штатив со стандартной подставкой центрируется один раз и в эту подставку поочередно устанавливают переднюю визирную цель, прибор и заднюю визирную цель, между которыми и выполняют измерения.

В полученном при этом “воздушном” полигоне при условии отсутствия всех ошибок, кроме ошибки центрирования, невязка  при уравнивании полигона будет  равно 0 (нулю). Тогда координаты каждой точки хода будут получены с ошибкой  полученной при центрировании именно в этой точке.

Кроме указанных  преимуществ применение метода при  наличии 4-го штатива дает значительное повышение производительности труда  за счет экономии времени на центрирование.

 

        Способ круговых приёмов выполняется следующим образом: выбирается направление с наилучшей видимостью, например NA, которое называется начальным направлением. Измеряются углы, образованные начальным направлением и всеми остальными сторонами. (рис 3.8)

 

Рис. 3.8 – Схема измерения углов способом круговых приемов

Установив теодолит в точке N последовательно наводят трубу на точки А, В, С, D, А и берут отсчёты при положении КЛ. Заканчивают наведение на начальное направление А (замыкание по горизонту). На этом заканчивается полуприём. Во втором полуприёме труба переводится через зенит и при КП наводят трубу на начальное направление А, далее, вращая алидаду против хода часовой стрелки наводят на  D, С, В, А, каждый раз беря отсчёты по лимбу.

Результаты  записывают в журнал. Измерения производят несколькими приёмами, количество которых  устанавливаются инструкцией в  зависимости от типа теодолита и  класса полигонометрии .