">
Прикладные науки Геодезия и картография
Информация о работе

Тема: Принципы проектирования производства геодезических работ

Описание: Проектирование сложных сетей планово-высотного геодезического обоснования. Физико-географическая характеристика района работ. Геодезическая, аэрофотосъемочная и картографическая обеспеченность. Проектирование съемочного обоснования . Теодолитные ходы .
Предмет: Прикладные науки.
Дисциплина: Геодезия и картография.
Тип: Курсовая работа
Дата: 08.08.2012 г.
Язык: Русский
Скачиваний: 46
Поднять уникальность

Похожие работы:

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Цель курсовой работы:

– углубить знания студентов по вопросам производства геодезических работ, связанных с обоснованием топографической съемки;

– обучить студентов основам проектирования геодезических работ;

– ознакомить студентов с нормативно-техническими документами, регламентирующими проектирование и производство работ.

Техническим проектом, согласно [23], называется документ, содержащий описание технологии производства работ, технических средств, исходных материалов и данных, а также чертежи, схемы, расчеты и другие материалы технического характера, наличие которых обеспечивает создание определенного вида и объема продукции, материалов, данных с заданными характеристиками за определенный период времени, а также расчет стоимости производства работ.

Основные принципы технического проектирования [32]

Технические проекты создания планово-высотного геодезического обоснования и выполнения топографо-геодезических работ должны составляться в строгом соответствии с требованиями действующих инструкций. Если в инструкциях не приведены допуски на производство того или иного вида проектируемых работ, в техническом проекте должны быть выполнены соответствующие расчеты. Всякое отступление от требований действующих инструкций должно быть обосновано подробным и четким техническим расчетом.

При выполнении технических расчетов должны вычисляться значения средних квадратических ошибок определения положения наиболее ненадежных точек проектируемых геодезических построений, ибо для средних квадратических ошибок всегда может быть вычислена доверительная вероятность, с которой ошибки измерений не могут выйти за пределы наперед заданной величины доверительного интервала (интервала ошибок измерений).

Проектирование сложных сетей планово-высотного геодезического обоснования должно начинаться от самой низкой по точности ступени и заканчиваться самой высокой (по принципу «снизу вверх»).

Выполнение работ должно производиться от самой высокой по точности ступени до самой низкой (по принципу «сверху вниз»). Плотность и расположение пунктов каждой высшей ступени геодезического обоснования должны обеспечивать надежное развитие сетей каждой низшей ступени.

Положение наиболее слабых по точности определения точек в геодезической сети должно выявляться путем анализа сети и соответствующих расчетов. Самые слабые по точности определения точки после уравнивания геодезической сети могут иметь ошибки, равные предельно допустимым. Предельные ошибки геодезических построений могут быть в два раза больше средних квадратических ошибок; значения средних ошибок должны составлять 0,8 от значений средних квадратических. Невязки отдельных ходов геодезической сети могут быть вдвое больше предельно допустимых ошибок, полученных после уравнивания сети.

Для суждения о степени повышения точности измеренных величин после их совместного уравнивания, при составлении технических проектов необходимо пользоваться теоремой способа наименьших квадратов о среднем отношении весов:

В геодезической сети в среднем вес окончательного (уравненного) значения измеренной величины Р относится к весу ее измеренного значения р, как число всех измеренных величин п относится к числу необходимых величин k (или n - r, где r – число условий).

При уравнивании посредственных измерений

 

При уравнивании величин, связанных условиями

 

Чтобы ошибки исходных пунктов оказывали мало заметное влияние на искажение измеренных элементов при уравнивании невязок в геодезической сети, точность этих пунктов должна быть по крайней мере в 2,0 - 2,5 раза выше точности опирающихся на них ходов. Этот принцип должен соблюдаться при проектировании всех ступеней сложных геодезических сетей и учитываться при анализах точности исходных пунктов.

Измерения должны проектироваться так, чтобы основная часть систематических ошибок исключалась из результатов при их выполнении, а случайные ошибки укладывались в пределы требуемых допусков, либо были пренебрегаемо малыми.

Курсовая работа

Курсовая работа, также как и технический проект состоит из текстовой, графической части и содержит следующие разделы:

Задание.

Общие сведения

Физико-географическое описание (характеристика) района работ.

Топографо-геодезическая, аэрофотосъемочная и картографическая обеспеченность района работ.

Проектируемые работы.

Расчет числа аэрофотосъемочных маршрутов и аэроснимков.

Проектирование размещения планово-высотных опознаков.

Проектирование геодезических сетей сгущения.

Проектирование съемочного обоснования в плане и по высоте.

Заключение.

Приложения.

Задание

В задании к курсовой работе преподаватель конкретизирует номенклатуру листа картматериала, границы участка работ, указывает масштаб и назначение создаваемого плана, масштаб аэрофотосъемки, процент продольного, поперечного перекрытия, формат аэрофотоснимков, год залета, дает информацию о сохранившихся пунктах геодезической и нивелирной сети, выполнявшихся ранее работах, каталогах и исполнителях работ, имеющихся картматериалах, разграфке номенклатурных листов на участке работ, сроках представления работы на проверку (см. прил. 1).

Общие сведения

Согласно [23] (см. прил. 14) в разделе необходимо указать шифр, название объекта, цель, назначение, общий объем проектируемых работ, административно-территориальное расположение объекта в пределах листа топографической карты масштаба 1:100 000 (согласно задания). Расположение объекта и его границы дать на схеме (см. прил. 2).

Приводятся основные технические характеристики, краткая информация о проектируемых работах и особенностях их выполнения. Составляется таблица с перечнем и объемами проектируемых работ (см. прил. 3), список литературы, которой необходимо руководствоваться при производстве работ.

Физико-географическая характеристика района работ

В разделе приводятся краткие физико-географические сведения об объекте, в какой части области, республики находится. Тип климата, средняя температура зимой и летом, продолжительность вегетационного периода и благоприятного периода для производства полевых топографо-геодезических работ. Описание гидрографической сети, перечисление названий рек, озер. Указываются переправы, мосты, судоходность рек. Дается характеристика рельефа, с указанием максимальных и минимальных высотных отметок в пределах участка работ, а также углы наклона, наличие оврагов, промоин и их характеристики. Приводится краткая информация о грунтах и глубине их промерзания. Описывается растительный покров, перечисляются преобладающие древесные породы, степень покрытия ими площади съемки.

Указывается наличие или близость железнодорожных, шоссейных, грунтовых дорог, название ближайшей железнодорожной станции и расстояние до нее, наличие автобусного сообщения, подземных и наземных коммуникаций. Даются названия населенных пунктов на объекте, их тип, количество жителей в тысячах человек, характер застройки.

Физико-географическая характеристика района работ составляется на конкретный населенный пункт РБ (по указанию преподавателя) с использованием литературно-справочных источников и картматериалов открытого пользования.

Делается вывод о том, как физико-географические факторы влияют на методику, трудоемкость и организацию запроектированных работ.

Топографо-геодезическая, аэрофотосъемочная и картографическая обеспеченность района работ.

Раздел должен содержать сведения о выполненных ранее на территории проектируемого объекта топографо-геодезических, аэрофотосъёмочных и картографических работах, их точности, пригодности для использования при производстве работ на проектируемом объекте, технологических особенностях, наличии и месте хранения материалов, полученных в результате производства данных работ.

Подразделы сведений о топографо-геодезической, аэрофотосъёмочной и картографической обеспеченности объекта приводятся в следующем порядке:

1. Существующая геодезическая основа;

2. Аэрофотосъёмочные работы;

3. Картографические материалы прошлых лет.

В подразделе «Существующая геодезическая основа» дается общая характеристика геодезической основы, указываются годы выполнения работ, наименования организаций исполнителей работ. Приводятся сведения о каталогах координат геодезических пунктов на лист карты масштаба 1:200000 в государственной системе координат с указанием года издания. Также приводятся сведения о сводных каталогах высот пунктов нивелирования на листы карты масштаба 1: 200 000 в государственной системе высот с указанием года составления. Строятся профили видимости, делается вывод о наличии взаимной видимости между исходными пунктами.

Информация об исходных пунктах сводится в таблицу 1.Вариант заполнения приведен ниже.

Таблица 1

Исходные пункты ГГС и нивелирной сети

№ п/п Название пункта Класс Тип центра Координаты Высота Сохранность Организвыполн. работы      Х У  центр наруж знак   1

2

3

4

5 Коровники, сигнал

ОРП-1

? = ° ?

d = м

ОРП-1

? = ° ?

d = м

…………

…………

Грунтовый репер 1639

Стенной репер б/№ Лошица 3 IV

II

III 1оп

126

163 ...,.. …...,.. 147.309

…,…

…,…

141,276

143.517 сохр.

сохр.

сохр.

….

….

сохр.

сохр.

утр.

БелГИИЗ 1971г.

……

……

БелКГП 1983г. БелГИИЗ 1971г.

 

На основании приведенной информации делается вывод о достаточности (либо недостаточности) существующего геодезического обоснования по точности и плотности для производства проектируемых работ.

Подраздел «Аэрофотосъёмочные работы» содержит информацию о наличии новейших аэрофотосъёмочных материалов на территорию
проектируемого объекта, их технических характеристиках, наличие материалов спутниковых определений координат центров проекций аэрофотоснимков, площади территории в пределах проектируемого объекта в номенклатурных листах и квадратных километрах, заключение о возможности использования указанных материалов.

Также раздел содержит сведения о наличии материалов работ по привязке аэрофотоснимков и изготовлению фотопланов (ортофотопланов), их технические характеристики, годы производства работ, площадь территории в пределах проектируемого объекта в квадратных километрах, заключение о возможности использования указанных материалов (см. прил. 7).

Третий подраздел «Картографические материалы прошлых лет» содержит информацию о наличии топографических карт масштабов 1:100000, 1:50000, 1: 25000,1: 10000 последнего издания, годы издания, годы состояния местности на них (топографической съёмки или обновления), сечение рельефа.

Приводится перечень топографических материалов масштабов 1:10000,1:2000, 1:1000, 1:500 с указанием вида материала (план, карта), масштаба, сечения рельефа, системы координат, годы производства работ,
годы состояния местности на них, метода создания, наименования организации исполнителя, шифра и названия объекта, года составления отчётной документации или технического проекта (согласно задания).

Указывается наличие цифровых карт и планов, материалов, полученных при создании цифровой базовой модели местности, издательских оригиналов на магнитных носителях, материалов аэрофотосъёмки и космосъёмки на магнитных носителях, земельно-кадастровых цифровых планов, отсканированных топографических материалов и других материалов, полученных с использованием компьютерных технологий.

Координаты углов рамок номенклатурных листов создаваемого плана масштаба 1:2000, считать совмещенными с километровой сеткой карты масштаба 1:25000.

Делается вывод о целесообразности использования имеющихся картографических материалов в качестве основных или вспомогательных.

Расположение и границы объектов прошлых лет, ранее исполненных работ по всему разделу отражается графически на отдельных схемах, и сведения о них оформляются в виде таблиц (см. прил. 6,8).

Проектируемые работы

В данном разделе курсовой работы излагаются вопросы технологии производства проектируемых работ, дается описание необходимых технических средств, предполагаемые объемы работ. Перечисляется комплекс топографо-геодезических работ на проектируемом объекте.

Основные виды и объемы проектируемых работ указываются на схеме проектируемых работ (см. прил. 9).

Расчет числа аэрофотосъемочных маршрутов и аэроснимков

Для определения объемов работ необходимо знать границы участка, покрытые аэрофотосъемкой, расстояние между соседними аэроснимками в маршруте и между маршрутами.

В нашем случае аэрофотосъемка (процесс фотографирования местности с самолета или какого-либо другого летательного аппарата), будет выполняться по направленным маршрутам, проложенным с запада на восток (определяется заданием). Масштаб аэрофотоснимка 1:8000, фокусное расстояние 153 мм, продольное перекрытие 64% (определяется заданием), поперечное 38% (определяется заданием), формат аэроснимка 23х23 см. Материалы аэрофотосъемки будут использоваться для изготовления ортофотопланов.

Составление схемы геодезического обоснования следует начинать с показа на карте масштаба 1:25000 осей маршрутов залета (линии синего цвета). Ось первого маршрута совмещается с северной (в зависимости от ориентировки участка может меняться) или южной границей участка аэросъемки, на которой намечаются центры аэроснимков. Центры снимков на осях маршрутов следует намечать с восточной или западной рамок участка, считая, что центры крайних снимков расположены на этих рамках. (В зависимости от ориентировки участка начало может быть на северной, южной, западной или восточной рамках).

На карте выделяются зоны перекрытия маршрутов (желтым цветом), в которых должны быть намечены планово-высотные опознаки.

Расчетное количество снимков в маршруте и в целом на аэрофотосъемочном участке округляется до целого в сторону увеличения.

Проектирование размещения планово-высотных опознаков

Опознаком называется контурная точка местности, опознанная на аэроснимке, координаты (высота) которой определены в результате обработки полевых геодезических измерений.

При выборе плановых и высотных опознаков, в курсовой работе, следует учесть, что все опознаки в нашем случае являются плановыми и в тоже время высотными. Размещение их проектируется в дополнение к сохранившимся на местности пунктам государственных геодезических сетей, сетей сгущения и нивелирных сетей.

Планово-высотные опознаки расположить в каждой зоне перекрытия аэросъемочных маршрутов рядами поперек маршрутов, желательно по линии центров аэроснимков.

Начало и конец каждого маршрута обеспечить двумя планово-высотными точками (опознаками). Границы участка съемки совпадающие с направлением маршрутов аэрофотосъемки обеспечиваются дополнительными точками (опознаками), через 40 - 50 см в масштабе создаваемого плана.

Расстояние между рядами опорных точек (опознаков) в направлении маршрута должно составлять 80 -100 см в масштабе создаваемого плана.

В том случае, если в зонах перекрытия нет хорошо опознаваемых контурных точек, их следует наметить, считая что они будут замаркированы.

Следует учесть, что в районах с большим количеством четких контуров опознаки намечают на естественных контурах для наиболее простого их геодезического определения. Так, например, в качестве плановых опознаков желательно выбрать четкие контурные точки, положение которых можно определить на аэрофотоснимках и отождествить со средней квадратической ошибкой, не превышающей 0,1 мм в масштабе создаваемого плана. Это могут быть обочины перекрестков дорог, троп, просек, стыки границ полевых культур. Не следует плановые опознаки выбирать на крутых склонах, на дне оврагов, на округлых контурах леса и сельскохозяйственных культур, а так же использовать отдельно стоящие деревья, кусты (если не просматривается их основание), углы высоких построек (из-за теней).

При отсутствии на местности в районе работ естественных контуров, которые могли бы быть использованы в качестве плановых опознаков, на местности создают искусственные различные геометрические фигуры, которые должны отчетливо изобразиться на аэрофотоснимках, то есть производим маркировку опознаков. Маркировка производится перед аэрофотосъемкой с минимальным разрывом во времени.

Маркировочные плановые (планово-высотные) опознаки (ОПВ) располагаем таким образом, чтобы на аэрофотоснимках их изображения не закрывались изображениями других объектов или их тенями [4].

В текстовой части работы схематически изобразить маркировочные знаки, с указанием их размеров на местности. Описать какими должны быть форма, размеры и цвет маркировочных знаков.

Указать количество запроектированных планово-высотных опознаков на территории участка работ дополнительно к исходным пунктам геодезической сети. Кроме того, дать их название и характеристику. Все данные свести в таблицу 2.

Таблица 2

Сведения о запроектированных планово-высотных опознаках. № п/п № опознака Тип Местоположение Описание Абрис  1 14 ОПВ кв. 30-27 Обочина перекрестка полевых дорог   

Наряду с плановой подготовкой аэроснимков выполняется высотная подготовка, в ходе которой определяются высоты плановых опознаков или четких контуров используемых в качестве высотных опознаков (ОВ). Подготовка может выполняться в сплошном или разреженном варианте подготовки в зависимости от масштаба фотографирования, высоты сечения рельефа, характера участка съемки (согласно задания).

Высотные опознаки обычно совмещаются с замаркированными точками, или выбираются на надежно опознаваемых контурах. Нельзя в качестве высотных опознаков выбирать точки, расположенные на крутых склонах, в оврагах и т. п. Ошибки опознования точки на местности и отождествления ее на аэрофотоснимке не должны приводить к ошибке по высоте точки более 1/10 высоты сечения рельефа [4].

Предельная погрешность положения плановых опознаков, относительно пунктов государственной геодезической сети, геодезических сетей сгущения не должна превышать на открытой местности и застроенной территории 0.2 мм в масштабе создаваемого плана и 0.3 мм на местности закрытой древесной и кустарниковой растительностью.

По условиям задания для плановой привязки опознаков должны быть обязательно использованы следующие виды работ: полигонометрия 1 и 2 разрядов, теодолитные ходы, проложенные между пунктами триангуляции и полигонометрии, а также многократные прямые и обратные засечки.

Информация о наличии запроектированных высотных опознаков в районе участка работ приводиться в текстовой части аналогично информации о планово-высотных опознаках.

Проектирование геодезических сетей сгущения

Геодезической основой крупномасштабных съемок служат:

а) государственные геодезические сети:

- триангуляция и полигонометрия 1, 2, 3 и 4 классов;

- нивелирование I. II. III и IY классов;

б) геодезические сети сгущения:

- триангуляция 1 и 2 разрядов;

- полигонометрия 1 и 2 разрядов;

- техническое нивелирование;

в) съемочная геодезическая сеть:

- плановые, высотные и планово-высотные съемочные сети или отдельные пункты (точки), а также точки фотограмметрического сгущения.

Сгущение геодезической основы производится от общего к частному, от высшего класса (разряда) к низшему. Следует стремиться к сокращению многоступенчатости геодезических построений и развивать на местности одноклассные (одноразрядные) сети на основе применения современных дальномерных и угломерных геодезических приборов и вычислительной техники. Необходимая плотность сети при одноклассных (одноразрядных) построениях достигается уменьшением длин сторон.

Плотность геодезических сетей определяется масштабом съемки, высотой сечения рельефа. Эта плотность зависит также от точности необходимого обеспечения геодезических, маркшейдерских, мелиоративных, землеустроительных и других работ при изысканиях и строительстве.

На территории, предлагаемой для создания указанного проекта, предполагается наличие трех пунктов государственной геодезической сети – 2, 3 класса, определенных в высотном отношении нивелированием III, IY класса (см. задание прил.1).

Дальнейшее увеличение плотности данной геодезической основы рекомендуется достичь путем развития геодезических сетей сгущения методами полигонометрии 4 класса, 1 и 2 разрядов, нивелированием IY класса.

При этом число узловых точек желательно проектировать не более двух или ограничиться отдельными ходами. Пункты сетей сгущения по возможности совместить с плановыми опознаками.

При проектировании также необходимо учесть наличие взаимной видимости между исходными пунктами.

Закрепление пунктов геодезических сетей сгущения должно быть предусмотрено в соответствии с [6 - 8].

Высотное обоснование при выполнении крупномасштабных топографических съемок создается путем сгущения (развития) государственной нивелирной сети. Сгущение (развитие) государственной нивелирной сети предусматривает соблюдение принципа построения геодезических сетей «от высшего класса точности к низшему». Так нивелирная сеть II класса создается внутри полигонов I класса, как отдельными линиями, так и в виде системы линий с узловыми пунктами, образуя полигоны и т д.

При проектировании нивелирных ходов следует предусмотреть по возможности совмещение реперов нивелирования с пунктами полигонометрии и плановыми опознаками.

Высоты пунктов съемочной сети определяются методами геометрического или тригонометрического нивелирования в зависимости от задания и заявленной точности работ. После выбора метода нивелирования следует произвести предрасчет точности определения высот опознаков.

В данной курсовой работе необходимо предусмотреть определение высот пунктов геодезической сети сгущения – нивелированием IV класса, высот опознаков, точек съемочной сети и урезов воды – техническим нивелированием.

Полигонометрия 4 класса, 1 и 2 разрядов

Полигонометрия 4 класса, 1 и 2 разрядов создается в виде отдельных ходов или сетей. Ходы должны быть по возможности вытянутой формы, не иметь крупных изломов, опираться на 2 исходных пункта высшего класса или разряда и на 2 стороны с исходными дирекционными углами. На исходных пунктах необходимо измерять примычные углы на смежные пункты ГГС, при наличии видимости, либо на ориентирные пункты [4].

Не допускается проложение замкнутых ходов, опирающихся только на один исходный пункт, а также проложение висячих ходов.

Ходы должны прокладываться по местности наиболее благоприятной для производства угловых и линейных измерений, то есть вдоль дорог или около них, по долинам рек, по существующим лесным просекам, избегая заболоченных мест [4].

В текстовой части привести сведения о показателях полигонометрии 4 класса, 1 и 2 разрядов в виде таблицы.

Кроме того, в текстовой части дать информацию о закреплении пунктов полигонометрических сетей, привести схематические чертежи типов центров, которыми предполагается закрепить определяемые пункты.

Сведения о характеристиках запроектированных ходов свести в таблицу 3.

Таблица 3

Характеристики запроектированных ходов

№ исходных пунктов Название хода Длина хода, км Число сторон в ходе (n) Длина линий хода, км

     наибольшая наименьшая         

После составления графической части схемы проекта выполняется предрасчет ожидаемой точности запроектированных полигонометрических ходов и систем.

Расчет для каждого хода необходимо начинать с установления его формы.

Существуют следующие параметры, при которых ход считается вытянутым:

- разность дирекционных углов сторон хода и замыкающей не более 300;

- расстояние от углов поворота хода до замыкающей не превышает величины , где L – длина замыкающей хода;

- отношение сумм длин хода к длине замыкающей , где - сумма длин сторон хода.

В работе дать (привести) типичные схемы полигонометрических ходов при установлении их формы и числовые данные для аргументации выводов.

При предрасчете точности всех запроектированных ходов следует учесть, что точность хода характеризует предельная ошибка положения пункта в слабом месте после его уравнивания, а самую большую ошибку будет иметь пункт, находящийся в конце хода.

Так, ожидаемая средняя квадратическая ошибка определения положения конечной точки полигонометрического хода, опирающегося с двух концов на стороны с исходными дирекционными углами, вычисляется по формуле

 (1)

где  - расстояние между последней и i-той точками хода;

 - средняя квадратическая погрешность измерения угла;

 - средняя квадратическая погрешность измерения расстояний.

Величина  определяется в зависимости от метода измерения линий. Рекомендуется проектировать измерение линий точным светодальномером, тогда указанная величина вычисляется по формуле:

, (2)

где n – число линий в ходе;

 - значение, устанавливаемое в зависимости от типа дальномера.

Относительная предельная ошибка хода  не должна превышать величины:



Расчет ожидаемой средней квадратической ошибки узловой точки Музл для системы ходов с одной узловой точкой вычисляется по следующей формуле:

 , (3)

где М1, М2, М3 – ожидаемые средние квадратические ошибки по ходам.

Показать схему оцениваемого хода или системы. Результат вычисления оценки точности привести в таблицу 4.

Таблица 4

Оценка точности полигонометрических ходов

№ хода Класс Число линий, n MD,

м 

м2  

м2 М,

м Музл,

м              

На основании анализа точности запроектированных ходов, систем согласно требованиям [4] выбрать прибор и метод для измерения углов на пунктах полигонометрии.

Описать методику измерения горизонтального угла запроектированным способом и привести информацию о количестве приемов при измерении угла на каждой станции, допуски. Запроектировать прибор для измерения линий в полигонометрических ходах, дать основные технические характеристики.

Перед началом полевых работ по измерению линий светодальномером и по завершению их необходимо определить постоянные прибора и отражателей, для чего, прибор проверяется (эталонируется) на полевом компараторе или базисе.

Нивелирование IV класса

Для определения высот пунктов геодезических сетей сгущения (полигонометрия 4 класса, 1 и 2 разряда) необходимо запроектировать проложение на объекте линий нивелирования IV класса. Общую протяженность в км определить по карте. Исходными для нивелирования будут служить пункты II и III классов. В сеть нивелирования включить по возможности все сохранившиеся на территории объекта грунтовые и стенные реперы. Уравнивание нивелирной сети должно производится с использованием персонального компьютера в Балтийской системе высот 1977 года.

Проектируемая нивелирная сеть IV класса и технического нивелирования отображается на «Схеме проектирования геодезического обоснования…». Выполнение работ по нивелированию проектируется в соответствии с требованиями [4, 5].

Описать рекомендуемую методику выполнения нивелирования IV класса согласно [4, 5].

По окончании нивелирования по линии между исходными пунктами вычисляется невязка, которая не должна превышать

 (4)

Нивелирные знаки на линиях III и IY классов закладываются на улицах и проездах центральной части населенного пункта не реже чем через 200-300 м, на окраинах и в частях города с редкой застройкой расстояние между знаками разрешается увеличивать до 800 м; на незастроенной территории знаки закладываются через 500 - 2000 м [5].

Выполнить предрасчет точности определения высот пунктов запроектированных ходов по формуле

, (5)

где  - предвычисленная невязка хода.

Средняя квадратическая ошибка по высоте точек съемочного обоснования не должна превышать 1/10 высоты сечения рельефа.

Информацию о нивелирных ходах свести в таблицу 5.

Таблица 5

Ходы нивелирования IY класса

Название хода Класс нивелирования Длина хода, км Допустимые невязки, мм МН, мм        

Далее делают вывод о соответствии запроектированных ходов заданной точности.

Проектирование съемочного обоснования в плане и по высоте

Геодезическое съемочное обоснование создается с целью дальнейшего сгущения геодезической основы до плотности, обеспечивающей выполнение топографической съемки заданного масштаба.

Плановое съемочное обоснование создают путем:

- проложения теодолитных, тахеометрических и мензульных ходов;

- построения съемочных триангуляционных сетей;

- определения пунктов из прямых, обратных и комбинированных засечек.

При построении съемочного обоснования одновременно определяют положение точек в плане и по высоте. Высоты точек съемочной сети определяются геометрическим или тригонометрическим нивелированием. Причем средние квадратические погрешности в положении пунктов планового съемочного обоснования относительно ближайших пунктов опорных геодезических сетей не должны превышать 0,1 мм для открытых районов и 0,15 мм для заселенных районов в масштабе карты.

Предельные ошибки не должны превышать соответственно 0,2 мм и 0,3 мм.

Пункты планового съемочного обоснования закрепляются на местности долговрменными знаками согласно [4]. В работе описать типы знаков долговременного и временного закрепления съемочных сетей и показать схематически их общий вид.

Согласно [4] на каждом съемочном планшете масштаба 1:2000 должно быть не менее двух пунктов (точек), при съемке застроенной территории 4 пункта на 1 км2, включая пункты государственной геодезической сети и пункты сетей сгущения.

В этом разделе необходимо в табличном виде дать информацию о количестве и точности запроектированных на участке работ теодолитных ходов для планового съемочного обоснования, а также прямых, обратных и комбинированных засечек.

Теодолитные ходы

При развитии съемочного обоснования разрешается прокладывать отдельные теодолитные ходы, опирающиеся на один или 2 исходных пункта, или системы теодолитных ходов, опирающиеся не менее, чем на 2 исходных пункта.

Согласно требованиям [4] длины линий в теодолитных ходах должны быть:

- на застроенных территориях не более 350 м и не менее 20 м;

- на незастроенных территориях не более 350 м и не менее 40 м.

Форма ходов должна быть по возможности вытянутой с примерно равными сторонами.

Теодолитные ходы прокладываются по местности, удобной для линейных измерений, кроме того, они не должны пересекать линии полигонометрии.

Сведения, характеризующие запроектированные теодолитные ходы на участке работ свести в таблицу 6.

Таблица 6

Характеристика запроектированных теодолитных ходов.

№ исходных пунктов № хода Предель-ная длина хода, км  Длина сторон хода, км

Число сторон в ходе Относительная погрешность     наибольшая наименьшая            

Также необходимо сделать предрасчет точности определения планового положения опознака, который выполняется по формулам:

а) для хода вытянутой формы

 (6)

б) для хода произвольной формы

 ,  (7)

где  - средняя квадратическая погрешность измерения длины стороны хода;

Т – знаменатель допустимой относительной погрешности измерения расстояний;

n – число сторон от исходного пункта до опознака;

Dn+1,i - расстояние от опознака до других точек хода, измеряемого на карте.

Вычисляем средние квадратические погрешности М1, М2 определения планового положения опознака относительно начального и конечного исходных пунктов. При этом окончательное значение средней квадратической ошибки положения опознака вычисляем по формуле среднего весового

 (8)

Значения М1, М2 допускаются не более предельной ошибки 0,2 мм в масштабе плана.

Предрасчет точности выполнить для каждого из запроектированных теодолитных ходов, показав их схему и сведя все данные в таблицу 7.

Таблица 7

Оценка планового положения пункта №_____ относительно начального пункта №__________.

Название сторон Длина стороны,

м ,

м ,

м Dn+1.i,

м

Длина

Dn+1.i,

м ,

м  Si        

Вычисленные средние квадратические погрешности М определения планового положения опознака относительно начального и конечного исходных пунктов, необходимо сравнить с его предельным значением и сделать вывод о допустимости значений.

В этом разделе следует также запроектировать каким прибором и каким способом будут измерены углы в теодолитных ходах, указать среднюю квадратическую погрешность измерения угла и модель прибора.

При привязке теодолитного хода к исходным пунктам сумма измеренных примычных углов не должна отличаться от значения, полученного по исходным данным, более чем на 1.

Угловая невязка в теодолитных ходах не должна превышать

, (9)

где n – число углов в ходе;

 - средняя квадратическая ошибка измерения углов в ходе.

Прямая засечка

Определение точек (опознаков) прямой засечкой производится не менее чем с трех точек (пунктов) опорной сети с известными координатами по измеренным горизонтальным углам.

Необходимо запроектировать получения не менее двух пунктов (точек), которые будут определяться прямыми угловыми засечками.

Углы должны быть близкими к 90?, но не менее 30? и не более 150?.

Привести схему определения планового положения опознаков прямой засечкой, с указанием №№ исходных пунктов (точек) и № определяемого опознака. Предвычисление точности планового положения опознака производится по формуле

, (10)

 - средняя квадратическая погрешность.

Из другого треугольника вычисляется погрешность М2, и за окончательное значение погрешности определения принимается среднее весовое (см. формулу 8).

Обратная засечка

Плановое положение опознака обратной засечкой следует определять не менее чем по четырем пунктам (точкам) с известными координатами.

В работе рекомендуется определить плановое положение двух опознаков обратной засечкой.

Привести схему определения планового положения опознаков, с указанием №№ исходных пунктов (точек) и № определяемого опознака обратной засечкой.

Окончательное значение средней квадратической ошибки определения положения опознака вычисляется по формуле 8.

Прямая линейно-угловая засечка

Для измерения длин сторон в запроектированных полигонометрических ходах рекомендуется использовать светодальномеры, и поэтому следует предусмотреть в работе определение планового положения опознаков линейно-угловыми засечками.

Для определения положения опознака способом прямой линейно-угловой засечки необходимо измерить горизонтальный угол ? на одном из исходных пунктов и расстояние S между определяемым опознаком и исходным пунктом.

Привести схему определения планового положения опознака с указанием №№ исходных пунктов (точек) и № определяемого опознака линейно-угловой засечкой и указать модели приборов, запроектированных для измерения длин сторон, углов, средние квадратические ошибки измерений.

Выполнить предрасчет точности определения планового положения опознаков линейно-угловыми засечками.

Техническое нивелирование

В сеть технического нивелирования должны включаться все пункты плановых сетей сгущения (полигонометрии и триангуляции), не включенные в сети высшего порядка.

Ходы технического нивелирования прокладываются между двумя исходными реперами в виде одиночных ходов или в виде системы ходов с одной или несколькими узловыми точками.

Описать методику технического нивелирования и дать данные о технических характеристиках используемых приборов.

Невязки нивелирных ходов, или замкнутых полигонов не должны превышать

 (11)

При нивелировании горизонтальным визирным лучом теодолита или кипрегеля невязка вычисляется по формуле

 (12)

В процессе технического нивелирования попутно нивелируются отдельные характерные точки местности, устойчивые по высоте объекты: крышки колодцев, головки рельсов на переездах, крупные валуны, пикетажные столбы вдоль дорог и т.д. Высоты этих точек определяются как промежуточные при включении их в ход.

Сведения о запроектированных нивелирных ходах с учетом требований [4,5] свести в таблицу 8.

Таблица 8

Ходы технического нивелирования

Название хода Длина хода, км Предельная длина хода, км      

Предельная длина хода, зависящая от высоты сечения рельефа, должна соответствовать требованиям [4,5].

Необходимо выполнить расчет точности определения высот пунктов, полученных техническим нивелированием.

Предельная погрешность определения высот в слабом месте одиночного хода определяется по формуле

 (13)

Выполненный предрасчет точности определения высот пунктов ходов технического нивелирования свести в таблицу 9.

Таблица 9

Оценка ходов технического нивелирования

№ хода Название хода Длина хода в км Допустимая невязка, мм МН, мм        

Сделать вывод о соответствии точности запроектированных ходов требованиям [4, 5].

Определение уреза воды

В данном разделе необходимо запроектировать определение уреза воды на двух водоемах. Для расчета точности определения уреза воды использовать формулу:

, (14)

где  - средняя квадратическая погрешность измерения вертикальных углов, принимается в зависимости от типа теодолита;

S – расстояние от исходных пунктов до определяемого.

Привести схему определения запроектированных урезов воды, выполнить оценку точности и сделать вывод о соответствии точности требованиям [4, 5].

Тригонометрическое нивелирование

Тригонометрическое нивелирование допускается в залесеной местности, где для проложения геометрического нивелирования потребуется рубка большого количества просек, в горной местности и по геодезическим засечкам. (Определяется заданием).

В тригонометрическом нивелировании высоты исходных пунктов должны быть определены геометрическим нивелированием. Исходные пункты должны располагаться не реже чем через 5 сторон хода.

Описать методику проведения тригонометрического нивелирования.

Превышение между двумя пунктами хода при определении его тригонометрическим нивелированием вычисляется по следующей формуле:

, (15)

где S – горизонтальное проложение линии,

 (16)

где D – наклонное расстояние, измеряемое оптическим дальномером;

i – высота прибора;

v – высота визирной цели;

f – поправка за совместное влияние кривизны Земли и рефракции.

Тригонометрическим нивелированием высота определяется путем:

- проложения высотного хода; или

- передачей высот по сторонам засечек и триангуляционных построений.

Допустимые невязки по высоте в ходах и замкнутых полигонах не должны превышать величин, вычисленных по формуле:

(см) (17)

где L – число километров в ходе.

Или

, (18)

где ,

где n – число линий в ходе;

S – длина линии в м.

Колебание значений вертикальных углов и места нуля на станции не должно превышать 15??.

Расхождение между прямыми и обратными превышениями для одной и той же стороны не должны превышать 4 см на каждые 100 м расстояния, а при расстоянии до 250 м – не более 10 см.

При расчете точности высотных ходов, выполненных тригонометрическим нивелированием, необходимо вычислить среднюю квадратическую погрешность определения высоты конечной точки тригонометрического нивелирного хода по следующей формуле:

, (19)

где  - средняя квадратическая погрешность измерения вертикальных углов.

Если МН окажется больше , то необходимо предусмотреть более высокую точность измерения вертикальных углов и расстояний или запроектировать систему ходов. Среднюю квадратическую погрешность наиболее слабого места хода можно рассчитать по формуле

 (20)

Тригонометрическое нивелирование подразделяют на следующие виды:

- одностороннее, когда одновременно измеряют один угол наклона (или зенитное расстояние);

- двустороннее, когда одновременно измеряют эти же элементы в конечных точках линии;

- нивелирование из середины, когда теодолит устанавливают посередине между точками.

Расчет точности определения высот опознака вычисляется по формуле для двустороннего направления

, (21)

для односторонних направлений по формуле (19), где S – проектное расстояние от определяемой точки до исходных пунктов, где  - средняя квадратическая погрешность измерения вертикальных углов.

В этом разделе необходимо выполнить расчет точности определения отметок, полученных тригонометрическим нивелированием по сторонам засечек и сделать аргументированные выводы о допустимости полученных величин.

Заключение

В данном разделе необходимо сделать вывод о соответствии разработанного проекта требованиям Инструкций [4 – 9, 23].

Дать сравнительный анализ затрат времени на обычное проектирование и с помощью программных средств на ПЭВМ.

Приложения

В приложениях должны быть приведены:

- схемы на район проектируемых работ (расположения объекта), существующего геодезического обоснования, картографической обеспеченности, района аэрофотосъемочных работ, план выполнения работ.

- чертежи типов центров пунктов триангуляции, полигонометрии, трилатерации и типы знаков долговременного и временного закрепления съемочных сетей;

- профили видимости между исходными пунктами триангуляции, построенные на миллиметровой бумаге;

- схема проекта планово-высотного обоснования, выполненная на ксерокопии топографической карты.

Проектирование в СRЕDО_DАТ

Качественное производство геодезических работ, создание и реконструкция опорных сетей закладываются на стадии проектирования топографо-геодезических работ. Аппарат проектирования геодезических сетей СRЕDО основан на следующих положениях.

Оценка точности положения проектируемой сети основывается на значениях элементов ковариационной матрицы . Для формирования весовой матрицы Р используются средние квадратические ошибки, назначаемые пользователем для соответствующих классов (групп) и методов измерений. Для формирования коэффициентов матрицы А используются приближенные координаты проектируемых пунктов и назначаемые линейные и/или угловые измерения.

Для оперативности процесса, быстрой проверки вариантов и наглядности оценки проекта при проектировании дополнительно используется механизм формирования и отображения эллипсов ошибок планового положения пунктов. Для оценки высотного положения на плане отображаются так называемые «окружности ошибок».

В СRЕDО_DАТ 3.0 реализована оригинальная технология проектирования опорных сетей, позволяющая выбрать конфигурацию сети и точность измерений, оптимальные для требуемой точности определения координат пунктов обоснования. Технология основана на широком применении возможностей интерактивного ввода и редактирования данных с использованием картографических материалов в виде растровых подложек.

Процесс проектирования опорной сети включает следующие этапы:

Подготовка растровой подложки – сканирование необходимых картографических материалов, трансформация и топографическая привязка. Этап опускается, если при проектировании не предусматривается использование картографических материалов.

Ввод пунктов проектируемой сети. При использовании растровой подложки положение исходных и определяемых пунктов указывается непосредственно на плане в предполагаемых местах их расположения. Если растр не используется, приближенные координаты пунктов вводятся с клавиатуры вручную, однако интерактивная процедура ввода по растру настолько удобна, что последний вариант рекомендуется как крайний случай.

Формирование минимально необходимых для определения сети линейных и (или) угловых измерений на базе введенных пунктов. При этом значения измерений могут быть любыми – важен лишь сам факт их определения для данной пары пунктов.

Предварительная обработка и уравнивание сети, в результате чего формируются вектора измерений и ковариационные матрицы.

Процесс итеративной оптимизации сети, в котором можно:

добавить любое измерение линии или направления;

изменить точность любого класса (группы) измерений;

временно отключить измерение, пункт со всеми измерениями на нем и на него, ход (если в построении есть элементы в виде звеньев хода);

изменить баланс весов угловых и линейных измерений.

Обычные наземные плановые и (или) высотные измерения можно дополнять спутниковыми определениями. Мгновенная оценка выбранной конфигурации сети и назначенных измерений наглядно представляется на экране и документируется. Таким образом, система СRЕDО_DАТ предоставляет возможность выработать оптимальный проект сети обоснования, подобрать необходимую точность измерений, то есть обеспечить эффективность и экономичность работ по созданию опорных сетей различных классов, межевых сетей, наблюдений за плановыми или высотными деформациями.

Рассмотрим подробнее порядок действий при проектировании сети.

Необходимо отсканировать исходный картографический материал, при необходимости привязать и сшить его в программе Тгаnsform 2.0. Далее проект Тгаnsform сохраняется, затем этот проект (файл с расширением ТМD) подгружается в систему СRЕDО_DАТ 3.0. Для этого в меню выбирается Данные/Растровая подложка, в раскрывшемся окне Растровые подложки, при помощи кнопки Обзор – сохраненный проект Тгапsform. Затем, ориентируясь по подложке, наносятся исходные пункты, им присваивается статус Исходные пункты. Далее вводятся в предполагаемых местах закладки определяемые пункты. Этим пунктам присваиваем статус Предварительные. Затем необходимо заполнить таблицы Измерения или Теодолитные ходы. При заполнении таблицы Измерения необходимо включить переключатель ПВО. Данные по проектируемым линейным, угловым измерениям в таблицах отмечаются любыми значениями (обычно 1м или 1?). После заполнения данных в таблицах необходимо установить предполагаемый класс точности сети (по умолчанию в программе устанавливается класс точности 1-й разряд). Класс точности устанавливается для каждой станции или для каждого теодолитного хода. Соответствующие выбираемому классу (разряду) средние квадратические ошибки проектируемых измерений можно уточнить в Свойства проекта / Точность. Далее в меню выбирается Расчеты/Уравнивание, команда Настройка и в раскрывшемся окне Настройка уравнивания, в группе Уравнивание устанавливается опция Проект. Установка данной опции позволит по имеющимся координатам пунктов вычислить расстояния и углы в сети и по СКО выбранного класса (разряда) рассчитать оценку точности положения пунктов. На этом этап подготовки данных для проектирования сети завершен. Далее выполняется предобработка данных (меню Расчеты/Предобработка, команда Расчет). В результате выполнения этой команды на экране монитора появится отображение установленных связей планового геодезического обоснования между пунктами.

Выбирается в меню команда Расчеты/Уравнивание, команда Расчет. При выполнении этой команды будет выполнена оценка точности положения пунктов в соответствии с установленными параметрами точности сети. Эллипсы ошибок положений пунктов отобразятся на экране. Ведомость оценки точности положения пунктов можно открыть, выбрав в меню Ведомости команду Ведомость оценки точности положения пунктов. В этой ведомости приведены среднеквадратические ошибки положения определяемых пунктов и характеристики эллипсов ошибок. Если результаты, приведенные в ведомости оценки точности положения пунктов, вас не устраивают, то необходимо изменить класс сети и вновь выполнить предобработку и уравнивание сети. Выполнение предобработки после каждого изменения в программе является обязательным условием. Ведомость оценки точности положения пунктов можно вывести на печать или сохранить в формате RТF.

Интернет-ресурсы:

http://эссе.рф - сборник не проиндексированных рефератов. Поиск по рубрикам и теме. Большинство текстов бесплатные. Магазин готовых работ.

1