Файл: Лекции по инженерной геодезии для заочной форм обучения направлений 270100 Строительство, 270200 Транспортное строительство.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 64
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, а углы измеряются теодолитом одним полным приемом с точностью 0,5 – 1,0'.
После выполнения полевых измерений приступают к их математической обработке, которая преследует три цели:
1) устранение геометрических несогласий в построенных фигурах;
2) оценку точности выполнения измерений;
3) вычисление координат пунктов теодолитного хода.
Исходными данными при прокладке теодолитного хода обычно служат как минимум два опорных пункта с известными координатами. В математическую обработку включаются все измеренные углы поворота и горизонтальные проекции длин линий. Дирекционные углы исходных сторон или берут из каталога координат исходных пунктов или находят из решения обратных геодезических задач (см. п.1.6).
Математическую обработку начинают с определения геометрического несогласия в углах. В замкнутом ходе сумма внутренних углов должна быть равна 180º (n–2), а отличие суммы измеренных углов от этой величины составит угловую невязку
. (67)
В разомкнутом ходе, проложенном между начальной и конечной сторонами с заданными дирекционными углами, угловые невязки получают по формулам :
(68)
для левых по ходу углов поворота;
(69)
для правых углов поворота.
Невязки в углах не должны превышать величины
, (70)
где t – точность измерения углов теодолитом.
Если невязка не выходит за пределы допуска, то ее распределяют между измеренными углами поровну, так что каждый угол получает поправку
. (71)
Сумма исправленных углов должна приводить к нулевой угловой невязке. После устранения угловой невязки последовательно вычисляют дирекционные углы всех сторон хода, используя исправленные углы поворота β:
(72)
при левых углах поворота
;
(73)
для правых углов поворота.
При расчете по этим формулам следует иметь в виду, что дирекционные углы – положительные числа и находятся в пределах от 0˚ до 360˚.
Следующим этапом таких приближенных уравнительных вычислений будет вычисление приращений координат по всем сторонам хода
(74)
В замкнутом ходе суммы приращений координат теоретически должны быть равны нулю, и потому невязки в координатах
и . (75)
В разомкнутом ходе, проложенном между двумя опорными пунктами
Полная линейная невязка определяется по теореме Пифагора
. (76)
Ее считают допустимой при условии
. (77)
Если это условие выполнено, то невязки в координатах распределяют между приращениями координат с обратным знаком пропорционально длинам сторон хода, то есть каждое приращение получает поправку
; . (78)
Если невязки составляют несколько сантиметров, то их можно распределить на глаз.
В заключение по исправленным приращениям координат последовательно вычисляют координаты всех точек хода, опираясь на исходные пункты.
Детальная горизонтальная съемка
После создания съемочного обоснования для составления плана местности нужно геометрически привязать контуры местности к опорным пунктам, при этом можно воспользоваться несколькими методами съемок.
Рис.2.25. Полярный метод
съемки
1. Полярный метод (рис.2.25) применяют для съемки неответственных контуров – границ угодий, водоемов, грунтовых дорог и т.п. При этом одну из точек теодолитного хода (5) принимают за полюс, а направление на другую точку (6) считают основным направлением, от которого измеряют углы β на снимаемые точки контуров. Расстояния α до этих точек измеряют рулеткой. При этом максимальное расстояние до снимаемых точек не должно превышать 60 – 70 м.
На план снятые точки наносят с помощью транспортира и масштабной линейки. Если же данным методом снимают какой–то ответственный контур (угол здания, центры колодцев в подземных коммуникациях), то в целях большей надежности вычисляют ее координаты. Например, для рис.2.25: ; ; .
2. Метод прямых угловых засечек используют для съемки удаленных контуров. Положение снимаемой точки C (рис.2.26) определяют по измеренным на пунктах съемочного обоснования углам β, и точка наносится на план с помощью транспортира. Если точка С представляет собой ответственный контур, то для нее можно вычислить координаты по формулам
,
Рис.2.26. Метод
угловой засечки
.
Рис.2.27. Метод
линейных засечек
3. Метод линейных засечек – основной метод при съемке застроенной территории. В этом методе каждый контур местности привязывают к линии теодолитного хода двумя линейными промерами (рис.2.27). Причем расстояния S по линии хода откладывают мерной лентой, а промеры d – рулеткой (при этом лента обычно лежит на линии хода). В процессе съемки засечки желательно делать так, чтобы углы при снимаемой точке были близкими к 90˚.
Таким способом снимают только главные точки контура (углы здания), а все архитектурные детали и пристройки накладывают на план по результатам детального обмера здания, который служит дополнительным контролем съемки. Строение внутри квартала разрешается привязывать линейными промерами к сооружениям, снятым по фасаду.
Рис.2.28. Метод
перпендикуляров
4. Метод перпендикуляров (рис.2.28) также применяют при съемке застроенной территории. В этом методе положение каждой снимаемой точк
и относительно линии съемочного обоснования определяется расстоянием S от исходного пункта до основания перпендикуляра и его длиной d. Перпендикуляры d1, d2 к линии восставляются на глаз, если они не превышают 3 – 4 м. При большей длине d угол 90˚ можно построить с помощью простейшего эккера с двумя взаимно–перпендикулярными визирками.
Во время детальной съемки любым из перечисленных методов исполнитель составляет схематический чертеж снимаемых контуров (абрис), на который наносит результаты измерений.
План горизонтальной съемки строят в такой последовательности.
1. На листе чертежной бумаги с помощью специальной линейки строится координатная сетка со стороной 10 см и в соответствии с масштабом точкам сетки придаются координаты xи y так, чтобы теодолитный ход располагался в центре листа.
2. С помощью масштабной линейки наносят на план точки теодолитного хода по их координатам (контроль накладки – по расстояниям между этими точками).
3. В соответствии с абрисом съемки с помощью транспортира и масштабной линейки наносят на план снятые контуры и вычерчивают их по условным знакам.
4. После полевого контроля план вычерчивают тушью.
Ту же работу можно выполнить по специальным программам с помощью персонального компьютера с графопостроителем.
Вертикальная съемка
Для составления плана рельефа поверхности в горизонталях применяют методы геометрического и тригонометрического нивелирования. Как и в случае горизонтальной съемки, на первом этапе работ на местности создают съемочное высотное обоснование в виде ряда опорных точек, для которых более точным, чем при детальной съемке, методом определяют высоты. Такими точками при топографических съемках могут служить пункты теодолитно–нивелирных ходов. Для определения высот точек от исходных пунктов высшего класса прокладывают замкнутые или разомкнутые нивелирные ходы технического нивелирования. При этом основным является метод нивелирования из середины и метод сложного (последовательного) нивелирования. Для контроля измерений на каждой станции отсчеты по рейкам снимают по черным и красным сторонам и из найденных превышений подсчитывают среднее значение (если результаты отличаются друг от друга не более чем на 5 мм).
Если от исходного репера R проложен замкнутый нивелирный ход по пунктам теодолитного хода (рис.2.29) и по его отдельным звеньям с числом сторон
ni измерены превышения hi, то теоретически в таком ходе сумма превышений должна равняться нулю, а ее отличие от нуля дает высотную невязку
. (79)
Невязку считают допустимой для технического нивелирования, если она не превышает значения (в мм)
, (80)
где N – общее число станций в нивелирном ходе.
Е
Рис.2.29. Замкнутый ход
сли полученная невязка окажется в пределах допуска, то ее распределяют между измеренными превышениями с обратным знаком пропорционально числу станций ni в звене, то есть каждое превышение получает поправку
. (81)
Контроль: сумма исправленных превышений в замкнутом ходе должна равняться нулю.
В заключение по исправленным превышениям последовательно вычисляют отметки точек хода
. (82)
В
разомкнутом ходе (рис.2.30) сумма измеренных превышений должна равняться разности высот конечного и начального пункта (репера).
П
Рис.2.30. Разомкнутый ход
оэтому высотная невязка хода
. (83)
При этом определение допустимости невязки и ее распределение осуществляется так же, как и в случае замкнутого нивелирного хода.
Для детальной вертикальной съемки местности используют три основных метода.
1. Нивелирование по квадратам выполняют на открытой слабопересеченной местности.
Д
Рис.2.31. Нивелирование по квадратам
о начала работ участок разбивают на квадраты со стороной от 10 до 50 м (в зависимости от сложности рельефа). Вершины квадратов закрепляют кольями. Характерные точки рельефа местности закрепляют дополнительно и «привязывают» их линейными промерами к вершинам квадратов. В задачу нивелирования входит определение отметок всех закрепленных точек, чтобы по ним с помощью горизонталей изобразить рельеф.
После выполнения полевых измерений приступают к их математической обработке, которая преследует три цели:
1) устранение геометрических несогласий в построенных фигурах;
2) оценку точности выполнения измерений;
3) вычисление координат пунктов теодолитного хода.
Исходными данными при прокладке теодолитного хода обычно служат как минимум два опорных пункта с известными координатами. В математическую обработку включаются все измеренные углы поворота и горизонтальные проекции длин линий. Дирекционные углы исходных сторон или берут из каталога координат исходных пунктов или находят из решения обратных геодезических задач (см. п.1.6).
Математическую обработку начинают с определения геометрического несогласия в углах. В замкнутом ходе сумма внутренних углов должна быть равна 180º (n–2), а отличие суммы измеренных углов от этой величины составит угловую невязку
. (67)
В разомкнутом ходе, проложенном между начальной и конечной сторонами с заданными дирекционными углами, угловые невязки получают по формулам :
(68)
для левых по ходу углов поворота;
(69)
для правых углов поворота.
Невязки в углах не должны превышать величины
, (70)
где t – точность измерения углов теодолитом.
Если невязка не выходит за пределы допуска, то ее распределяют между измеренными углами поровну, так что каждый угол получает поправку
. (71)
Сумма исправленных углов должна приводить к нулевой угловой невязке. После устранения угловой невязки последовательно вычисляют дирекционные углы всех сторон хода, используя исправленные углы поворота β:
(72)
при левых углах поворота
;
(73)
для правых углов поворота.
При расчете по этим формулам следует иметь в виду, что дирекционные углы – положительные числа и находятся в пределах от 0˚ до 360˚.
Следующим этапом таких приближенных уравнительных вычислений будет вычисление приращений координат по всем сторонам хода
(74)
В замкнутом ходе суммы приращений координат теоретически должны быть равны нулю, и потому невязки в координатах
и . (75)
В разомкнутом ходе, проложенном между двумя опорными пунктами
Полная линейная невязка определяется по теореме Пифагора
. (76)
Ее считают допустимой при условии
. (77)
Если это условие выполнено, то невязки в координатах распределяют между приращениями координат с обратным знаком пропорционально длинам сторон хода, то есть каждое приращение получает поправку
; . (78)
Если невязки составляют несколько сантиметров, то их можно распределить на глаз.
В заключение по исправленным приращениям координат последовательно вычисляют координаты всех точек хода, опираясь на исходные пункты.
Детальная горизонтальная съемка
После создания съемочного обоснования для составления плана местности нужно геометрически привязать контуры местности к опорным пунктам, при этом можно воспользоваться несколькими методами съемок.
Рис.2.25. Полярный метод
съемки
1. Полярный метод (рис.2.25) применяют для съемки неответственных контуров – границ угодий, водоемов, грунтовых дорог и т.п. При этом одну из точек теодолитного хода (5) принимают за полюс, а направление на другую точку (6) считают основным направлением, от которого измеряют углы β на снимаемые точки контуров. Расстояния α до этих точек измеряют рулеткой. При этом максимальное расстояние до снимаемых точек не должно превышать 60 – 70 м.
На план снятые точки наносят с помощью транспортира и масштабной линейки. Если же данным методом снимают какой–то ответственный контур (угол здания, центры колодцев в подземных коммуникациях), то в целях большей надежности вычисляют ее координаты. Например, для рис.2.25: ; ; .
2. Метод прямых угловых засечек используют для съемки удаленных контуров. Положение снимаемой точки C (рис.2.26) определяют по измеренным на пунктах съемочного обоснования углам β, и точка наносится на план с помощью транспортира. Если точка С представляет собой ответственный контур, то для нее можно вычислить координаты по формулам
,
Рис.2.26. Метод
угловой засечки
.
Рис.2.27. Метод
линейных засечек
3. Метод линейных засечек – основной метод при съемке застроенной территории. В этом методе каждый контур местности привязывают к линии теодолитного хода двумя линейными промерами (рис.2.27). Причем расстояния S по линии хода откладывают мерной лентой, а промеры d – рулеткой (при этом лента обычно лежит на линии хода). В процессе съемки засечки желательно делать так, чтобы углы при снимаемой точке были близкими к 90˚.
Таким способом снимают только главные точки контура (углы здания), а все архитектурные детали и пристройки накладывают на план по результатам детального обмера здания, который служит дополнительным контролем съемки. Строение внутри квартала разрешается привязывать линейными промерами к сооружениям, снятым по фасаду.
Рис.2.28. Метод
перпендикуляров
4. Метод перпендикуляров (рис.2.28) также применяют при съемке застроенной территории. В этом методе положение каждой снимаемой точк
и относительно линии съемочного обоснования определяется расстоянием S от исходного пункта до основания перпендикуляра и его длиной d. Перпендикуляры d1, d2 к линии восставляются на глаз, если они не превышают 3 – 4 м. При большей длине d угол 90˚ можно построить с помощью простейшего эккера с двумя взаимно–перпендикулярными визирками.
Во время детальной съемки любым из перечисленных методов исполнитель составляет схематический чертеж снимаемых контуров (абрис), на который наносит результаты измерений.
План горизонтальной съемки строят в такой последовательности.
1. На листе чертежной бумаги с помощью специальной линейки строится координатная сетка со стороной 10 см и в соответствии с масштабом точкам сетки придаются координаты xи y так, чтобы теодолитный ход располагался в центре листа.
2. С помощью масштабной линейки наносят на план точки теодолитного хода по их координатам (контроль накладки – по расстояниям между этими точками).
3. В соответствии с абрисом съемки с помощью транспортира и масштабной линейки наносят на план снятые контуры и вычерчивают их по условным знакам.
4. После полевого контроля план вычерчивают тушью.
Ту же работу можно выполнить по специальным программам с помощью персонального компьютера с графопостроителем.
Вертикальная съемка
Для составления плана рельефа поверхности в горизонталях применяют методы геометрического и тригонометрического нивелирования. Как и в случае горизонтальной съемки, на первом этапе работ на местности создают съемочное высотное обоснование в виде ряда опорных точек, для которых более точным, чем при детальной съемке, методом определяют высоты. Такими точками при топографических съемках могут служить пункты теодолитно–нивелирных ходов. Для определения высот точек от исходных пунктов высшего класса прокладывают замкнутые или разомкнутые нивелирные ходы технического нивелирования. При этом основным является метод нивелирования из середины и метод сложного (последовательного) нивелирования. Для контроля измерений на каждой станции отсчеты по рейкам снимают по черным и красным сторонам и из найденных превышений подсчитывают среднее значение (если результаты отличаются друг от друга не более чем на 5 мм).
Если от исходного репера R проложен замкнутый нивелирный ход по пунктам теодолитного хода (рис.2.29) и по его отдельным звеньям с числом сторон
ni измерены превышения hi, то теоретически в таком ходе сумма превышений должна равняться нулю, а ее отличие от нуля дает высотную невязку
. (79)
Невязку считают допустимой для технического нивелирования, если она не превышает значения (в мм)
, (80)
где N – общее число станций в нивелирном ходе.
Е
Рис.2.29. Замкнутый ход
сли полученная невязка окажется в пределах допуска, то ее распределяют между измеренными превышениями с обратным знаком пропорционально числу станций ni в звене, то есть каждое превышение получает поправку
. (81)
Контроль: сумма исправленных превышений в замкнутом ходе должна равняться нулю.
В заключение по исправленным превышениям последовательно вычисляют отметки точек хода
. (82)
В
разомкнутом ходе (рис.2.30) сумма измеренных превышений должна равняться разности высот конечного и начального пункта (репера).
П
Рис.2.30. Разомкнутый ход
оэтому высотная невязка хода
. (83)
При этом определение допустимости невязки и ее распределение осуществляется так же, как и в случае замкнутого нивелирного хода.
Для детальной вертикальной съемки местности используют три основных метода.
1. Нивелирование по квадратам выполняют на открытой слабопересеченной местности.
Д
Рис.2.31. Нивелирование по квадратам
о начала работ участок разбивают на квадраты со стороной от 10 до 50 м (в зависимости от сложности рельефа). Вершины квадратов закрепляют кольями. Характерные точки рельефа местности закрепляют дополнительно и «привязывают» их линейными промерами к вершинам квадратов. В задачу нивелирования входит определение отметок всех закрепленных точек, чтобы по ним с помощью горизонталей изобразить рельеф.