Проектирование геодезического обоснования для крупномасштабных топографических съемок, землеустроительных и кадастровых работ

                                                           

Рисунок 4 – Стенной  знак пункта                 Рисунок 5 – Наружный знак на

полигонометрии. Тип 8 г.р                                 пунктах полиг. 2 разряда

                                    

 

  

Узловые пункты обязательно закрепляются постоянными  центрами типов 1г.р, 2 г.р., 3 г.р., при этом над центром устанавливаются постоянные наружные знаки в виде четырехгранных (на пунктах 4 класса) и трехгранных (на пунктах 1 и 2 разряда) металлических пирамид.[2]

   На  территории сельской местности   в полигонометрии 1 разряда закрепляются  пункты постоянными центрами  типов 5г.р. и 6г.р. через 1км, а в полигонометрии 2 разряда – через 0,5км. Центры пунктов располагаются попарно, обеспечивая закрепление обоих концов линий. На остальных точках хода устанавливаются знаки долговременного закрепления различных конструкций.

   В качестве  знаков долговременного типа  применяются: бетонный пилон размерами  12*12*90см, в верхний конец которого  заделывается кованный гвоздь, а в нижнюю часть для лучшего скрепления с грунтом цементируются два металлических штыря; бетонный монолит в виде усеченной четырехгранной пирамиды с нижнем основанием 15*15см, верхнем 10*10см и высотой 90см с заделанным в него кованным гвоздем; железная труба диаметром 35-60мм с бетонным якорем в виде усеченной четырехгранной пирамиды с нижнем основанием 20*20см, верхним 15*15см и высотой 20см; деревянный столб диаметром не менее 15см с крестовиной, установленный на бетонный монолит в виде усеченной четырехгранной пирамиды с нижнем основанием 20*20см, верхним 15*15см и высотой 20см.

   Знаки  долговременного типа окапываются  канавами в виде квадрата со  сторонами 1,5м, глубиной 0,3м, шириной  в нижней части 0,2м, в верхней  0,5м. Над центром насыпается курган высотой 0,10м. В районах болот, заселенной местности и многолетней мерзлоты курган заменяется срубом (1,0*1,0*0,3м). Сруб заполняется землей, знак не окапывается.

   Временными  знаками могут служить пни  деревьев, деревянные копья диаметром 5-8см, столбы или железные трубы, забитые в грунт на 0,4-0,6м, с установленными рядом сторожками.

   Временными  знаки окапываются круглой канавой  диаметром 0,8м. Центр   временного  знака обозначается гвоздем, вбитым  в верхний срез кола (столба) или  насечкой на металле.

Знаками долговременного  типа закрепляются пункты полигонометрии которые находятся на участке  работ. Остальные пункты закрепляются знаками долговременного типа для  съемочных сетей.

Узловую точку 11, грунтовый репер 112 закрепляют постоянным центром типа 2г.р. с наружной трехгранной металлической пирамидой( см. Рисунок 2).

Остальные пункты закрепляют постоянным центром типа 5г.р.

(см. Рисунок  3).

 

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Рекомендации по типам приборов  угловых и линейных измерений

      Для построения геодезических сетей сгущения 1 и 2 разряда требуются точные приборы, позволяющие измерить углы с точностью от 5 до 10″, а длины линий с погрешностью 1-4см. Согласно ГОСТ 10529-96 «Теодолиты.Применяется точный теодолит Т5 со СКО измерения углов 2-7".  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Методика измерения горизонтальных углов и линий в полигонометрических ходах

 

Существуют  два основных способа измерения  углов на пунктах полигонометрии:

1)способ круговых  приемов;

2)способ отдельного угла;

   Способ круговых приемов:

  Способом круговых приемов измеряются горизонтальные углы на всех пунктах классов и разрядов с тремя и более направлений на примычных и узловых пунктах. Первый приём:

а) наводят визирную ось зрительной грубы при КЛ на заднюю по ходу визирную марку, которую при измерении принимают за начальное направление;

б) устанавливают отсчет близкий к кулю 0°00' (01 - 02'); для этого сначала вращением рукоятки перестановки лимба тщательно совмещают изображение штрихов противоположных краев лимба 0 и  180°, после производят и записывают в журнал;

в) разводят рукояткой микрометра изображение совмещенных штрихов и снова их соединяют, производят отсчёт и записывают в журнал; разность двух отсчетов не должна превышать 3";

г) открепляют алидаду и поворачивают ее несколько раз по ходу часовой стрелки, после чего наводят визирную ось трубы на вторую, а затем третью марки; при двух совмещениях производят отсчеты, которые записывают в журнал;

д) наводят визирную ось трубы снова на заднюю по ходу марку, при двух совмещениях производят отсчеты и записывают в журнал. На этом заканчивают первый полуприем.

Повторное наведение  на первую марку называется замыканием горизонта. Расхождение отсчётов незамыкания не должно превышать 8" для Т2 и 12" для Т5.

После перевода зрительной трубы через зенит при КП производят измерения: второго полуприёма.

Второй и  последующие приемы измерения направлений  производят в такой же последовательности, как и первый, но для ослабления влияния систематических погрешностей

делений лимба, лимб поворачивают на угол σ- 180° /m,

где m — число приемов плюс 5 или 10'. 2С=20'', ∆ 2С=12".

Способ отдельного угла:

На пункте будет только два направления, образующих один угол. Порядок наблюдений при этом остается таким же, как и в способе круговых приемов, отличие лишь в том, что не визируют повторно на начальный пункт и вращают алидаду и в первом и во втором полуприеме или только по ходу или только против   хода   часовой   стрелки.

Значения  углов в полуприемах,а также  в отдельных приемах не должны различаться более, чем 8''[3]. При недоступных расхождениях прием повторяется на тех же установках лимба. 2С≤20",∆ 2С=12". Горизонтальное проложение измеряется тремя приёмами, в одном направлении. Допустимое расхождение не более 0,01-0,015 м. [2]

 

      Трехштативная система измерения углов

В целях устранения ошибок центрирования и редукции при  проложении полигонометрических ходов и для некоторого ускорения   угловых   измерений.

 

 

   

 

На практике трехштативная система осуществляется путем установки в трех соседних вершинах А, В и С хода штативов с закрепленными на них подставками. На заднем А и переднем С штативах устанавливаются марки, а на среднем В — теодолит. После измерения угла штатив с подставкой из А переносится в D, а два других штатива с подставками остаются на месте.

Марку, стоявшую в точке А, переставляют в подставку, установленную в точке В. Теодолит ставят в точку С, а переднюю марку из точки С переносят в подставку, установленную уже на штативе в точке D. Таким же порядком измеряют и другие углы.

Измерение по трехштативной системе предусматривает в комплекте приборов такие визирные марки и оптические центриры, подставки которых одинаковы с подставкой теодолита. Нашей промышленностью к теодолиту Т2 выпускается специальный комплект визирных целей (КВЦ) — набор приборов и оборудования для измерения углов по трехштативной системе, включающий 4 визирные марки, 3 подставки, 3 штатива с отвесом, 1 оптический двусторонний центрир ОДО, 1 вешку на теодолит и другие приспособления.

При проверке приборов в случае применения трехштативной системы необходимо убедиться в том, что соблюдено основное условие трехштативной системы, указанное выше. Эта поверка выполняется при помощи дополнительного теодолита. Визирная марка, оптический центрир и теодолит должны быть предварительно поверены.

Для ускорения  угловых измерений целесообразнее применять четырехштативную или многоштативную систему измерения углов.

Способ круговых приемов применяется на исходных пунктах и узловых точках. На остальных  пунктах применяется способ отдельного угла.

Линии в полигонометрических  ходах измеряют двумя приемами, расхождения  между двумя приемами допускается 10мм.

 

 

 

 

10. Предварительная обработка и  уравнивание

После завершения полевых  измерений в полигонометрическом  ходе приступают к предварительной обработке результатов измерений. Начинают работу с полной и тщательной проверки всех записей в полевых журналах и всех произведенных в них вычислений и подсчетов.

К предварительным вычислениям  в полигонометрии относят: контроль и вычислительную обработку результатов полевых журналов, составление рабочей схемы ходов, предварительную оценку точности угловых и линейных измерений, ходов и анализ полученных результатов, а также, при необходимости, вычисление рабочих координат пунктов.

Цель предварительных вычислений в полигонометрии – определение качества полевых измерений и соответствия их по точности требованиям инструкции, а также подготовка результатов измерений для уравнительных измерений для уравнительных вычислений.

В результате предварительных  вычислений определяют невязки ходов и полигонов и сравнивают с их предельными значениями, установленными для данного класса или разряда соответствующими инструкциями.

Угловую невязку  находят:

 для разомкнутого  хода по формуле:    (16)

 для замкнутого  хода:                                               (17)

Полученные значения сравнивают с предельным значением, определяемым по формуле: , где                                            (18)

n – число сторон в ходе;

(n+1) – количество измеренных горизонтальных углов;

- значение конечного дирекционного  угла;

- значение начального дирекционного  угла;

- СКО измерения горизонтального угла.

 

 

Вычисленная угловая  невязка  должна быть меньше или равна предельной величине.

Для косвенной оценки качества линейных измерений определяют невязки    и , линейную ошибку , относительную ошибку полигонометрического хода и сравнивают её с допустимой 1/Т, которая соответствует классу или разряду полигонометрического хода.

                                                                              (19)

                                                                                 (20)

, где                                                                                    (21)

- вычисленные значения приращения  координат;

- координаты конечной точки  полигонометрического хода;

- координаты начальной точки  полигонометрического хода.

Если полученные значения допустимы, то вычисляют рабочие  координаты полигонометрического хода, применяя раздельные способы уравнивания. После этого приступают к уравниванию.

Уравнивание полигонометрических  ходов и сетей, опирающихся на исходные пункты, производят методом наименьших квадратов коррелатным способом. Этот способ заключается в составление и решение нормальных уравнений коррелат, вычисление поправок в углы, стороны и координаты, и оценка точности элементов полигонометрических ходов.

Уравнивание начинают с подсчета числа условий, возникающих в ходе, которое определяется по формуле: , где                                               (22)

n′ - число всех измерений;

к – число неизвестных (либо необходимых измерений).

Число условий в полигонометрическом  ходе не зависит от числа пунктов  и всегда равно трем. По числу  условий составляют три условных уравнения: одно угловое (или азимутальное) и два координатных, которые имеют  вид:

                                                                                                     (23)

                                                                    (24)

                                                                     (25)

По условным уравнениям составляют таблицу коэффициентов  условных уравнений. Нормальные уравнения  коррелат решаются методом последовательного  исключения неизвестных. Для этого  составляют таблицу решения нормальных уравнений коррелат методом Гаусса, общий вид которых представим в виде:

Далее находятся коррелаты, по которым получают поправки в измеренные углы, линии и координаты.

Выражения для коэффициентов  нормальных уравнений коррелат и т.д. должны включать в себя и сумму и произведений коэффициентов при поправках в углы и сумму произведений коэффициентов при поправках в линии.

- поправка в измеренные углы                               (26)