Міністерство освіти та науки України
Національний університет „Львівська політехніка”
Інститут геодезії
Курсовий проект з геодезії:
Проект планово-висотної основи для комбінованого методу топографічного знімання у масштабі 1:5000
Львів-2007
1. Загальна частина курсової роботи
1.1. Вступ:
Мета даного проекту – створення планово висотної основи комбінованого методу топографічної зйомки на площі трапеції масштабу 1:5000 з номенклатурою N–35-101-Б-а. Район робіт знаходиться у Білорусії Мінської області.
В ході роботи повинно бути запроектовано:
1) в плановому відношенні – полігонометричний хід 4 класу з відносною помилкою 1:25300 на основі якого створюється сітка згущення;
2) Планово – висотні опознаки, закладання центрів і маркування у випадку відсутності на місцевості чітко окреслених контурів;
3) Створення планових та висотних сіток згущення полігонометрії 2 розряду, технічного нівелювання, на основі яких з необхідною точністю визначаємо координати і висоти запроектованого ОПВ.
1.2.Обчислення геодезичних і прямокутних координат вершин заданої рамки трапеції
N-37
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
24
25
36
37
48
49
60
61
72
73
84
85
96
97
101
108
109
120
121
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
1:100000
N-35-101
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
53 20 00
17
32
33
48
49
64
65
80
81
96
97
112
113
128
129
131
132
144
53 08 45
145
147
148
160
161
176
177
192
193
208
209
224
225
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
53 00 00
Обчислення прямокутних координат вершин рамки трапеції масштабу
1:5000 із номенклатурою
B
5 893 682.3
5 891 363.9
5 889 045.4
5 893 655.4
5 891 336.9
5 889 018.5
5 893 629.4
5 891 310.9
5 888 992.5
-62 698.8
-62 729.1
-62 759.5
-60 608.9
-60 638.2
-60 667.5
-58 518.9
-58 547.3
-58 575.6
Схема зближення меридіанів і
схилення магнітної стрілки
При прикладенні бусолі до лінії координатної сітки, середнє схилення магнітної стрілки західне
1.3. Фізико - географічний опис району робіт
Заданий район робіт знаходиться в місті Барановичи Мінської області республіки Бєларусь. Розташована в центральній частині Східноєвропейської рівнини. Поверхня дуже розділена Мінським узвишшям На сході Центральноберезінська рівнина південну частину області займає Поліська нізменість.
Клімат помірно-континентальний вологий . Середня температура січня -5, -8, -7, -2°С; липня +17,3, +18,3°С. Опадів 550-700 мм в рік. Тривалість вегетеційного періоду (з температурою більше 5°С) 185-195 днів.
По області проходить річки Березіна (з притоками Уша, Бобр, Гайна, Свислоч та ін.) Птич і Случ (притоки Припяті) верхів‘я Немана (притоки Усса, Сула, Березіна, Лоша), Верхівка Віліі (притоки Ілія, Уша, Сервеч та ін.) Озера: Нарочь, Мядель, Мястро, Свірь Вишневское, Селява Палік та ін.
В області розвинуті дерново-підзолисті торфяно-болотні та алювіальні грунти.
Ліси сильно вирубані нині займають 36.8% території області; переважно Сосна 62%, ель 14%. З листвяних пород найбільш поширені береза та ольха. Основні лісні масиви знаходяться в східній частині області, де лісове господарство в окремих районах складає 50-52%.
1.4 Економічна характеристика району
Основне населення становлять білоруси(88,8%), росіяни(6,9%), поляки(2,0%), українці(1,0%). Середня густота населення – 37,7 чол. на км2 (без Мінська). Найбільш густо заселені південно-західна та центральна частина менше заселені північно-східні райони. Міського населення 29%. Найбільш заселенні міста (Борисов 92 тис. чол., Молодечно, Слуцк та ін. Збудувалися нові міста – Солігорск, Жодіно, Любань, Смолевичи, Березіно, Марьина Горка.
Мінська область – район різноманітної промисловості, з сільським господарством.
Енергетична база спирається на місцеве (торф) та привізне (вугілля, нафтопродукти, природний газ) паливо. По запасам та здобуттям торфу М. о. займає перше місце в СНД.
Основна галузь – машинобудування і металообробка дають 21% всій промисловості.продукції області представлені різноманітними галузями (транспортне, станкобудування). Найбільше значення має виготовлення тракторів і двигунів до них; електромоторів, автоприборів, ескалаторів, мотоциклів, промисл. тепловозів, холодильників, радіоапаратури і телевізорів, кабеля та іншого обладнання.
Друге місце по числу зайнятості займає легка промисловість. Тут знаходяться підприємства льняної, шовкової і трикотажної помисловості.
В Борисові розміщено заводи пластмасових, гумотехнічних, хімічних полімерної тари, хіміко фармацевтичної виробництв. Розвинуте виробництво будівельних матеріалів: залізобетонних споруд будівельних матеріалів керамічних та дренажних труб) на місцевій та привізній древисині працюють фанерно сірниковий, деревообробний комбінати .
Сільське господарство має молочно-м’ясний напрямок з розвинутим картоплярством. Посівна площа в середньому 601 тис. га. В тваринництві переважає молочно-м’ясний напрямок і свинарство.
Володимирська область має густу сітку залізничних доріг загальна довжина 835км. Найбільше значення мають магістралі Москва – Володимир – Горький, Москва – Мінськ – Брест, Вільнюс – Мінськ – Гомель та інші. Довжина автомобільних доріг з твердим покритям 6,9тис. км. Судноплавство здійснюється по Оке і Клязьме.
На місці проведення робіт відсутні промислові об’єкти, місцеве населення займається скотарсвом, садівництвом, картоплярством. Район не є густонаселеним. Поблизу находиться населений пункт – Барановичи.1.5. Топо-геодезична вивченість району робіт
На даний район робіт є топографічні карти всіх масштабів, включно до масштабу 1:22200 і карта з номенклатурою N-35-101-В - а використовується для складання даного проекту.
Знімання місцевості виконувалось у 1950 році. Повторно карта друкувалась у 1958 році. Знімання виконав Попов А. І. Система координат 1942 року. Система висот Балтійська. Висота перерізу рельєфу 5 метрів. Схилення магнітної стрілки західне -0°42´. Середнє зближення меридіанів східне 6(33(.
Вихідними даними для проектування є:
А. Пункти тріангуляції і полігонометрії:
п. Лінден, 2кл прост сигн. h=13 м;
п. Курт, 4кл. – шпиль церкви h=22 м;
п. Шенфельд, 3 кл. пір., h=7м.
Б. Репери нівелювання:
1. Грунт. , ІІ кл. перехрестя доріг с. Курт
2. Стін. , ІІ кл. – у цоколі церкви, с. Люхотц
2 Технічна й розрахункова частини роботи
2.1 Геодезична основа
Геодезичною основою для великомасштабних знімань можуть бути:
а) державні геодезичні мережі( тріангуляції й полігонометрія 1,2,3 класів, нівелювання I, II, III, IV );
б) геодезичні мережі згущення: тріангуляція ( аналітичні мережі 1 і 2 розрядів), полігонометрія 4 класу, 1 і 2 розрядів, технічне нівелювання;
в) геодезична знімальна основа (планові, висотні знімальні мережі або окремі пункти).
Середня густота державної геодезичної мережі 1 – 3 класів для знімання в масштабі 1: 5 000 згідно з інструкцією становить 1 пункт тріангуляції або полігонометрії на 20 – 30 км2 і один репер на 10 –15 км2. Визначаєм густоту пунктів державної геодезичної мережі на об’єкті робіт. Густота пунктів мереж згущення на забудованій місцевості доводиться до чотирьох на 1 км2, на незабудованій території до одного на 1 км2 . Знімальна основа доводиться до густоти, що забезпечує виконання знімання.
2.2Проектування планово висотних опознаків
а) Аерофотознімання місцевості на об‘єкті для створення карти масштабу 1:5000 виконується в масштабі 1:9700. Зробимо розрахунки для аерознімальних робіт:
Відстань між осями маршрутів у метрах визначимо за формулою
Де Q%- поперечне перекриття знімків сусідніх маршрутів, l – розмір сторони знімка (l=0.18м), m - знаменник масштабу зальоту (m=9700)
Висновок: Відстань між маршрутами становить 1012,68м.
б) Базис фотографування - це відстань на місцевості між центральними точками сусідніх знімків. Він обчислюється за формулою.
Де - поздовжнє перекриття сусідніх знімків уздовж всього маршруту.
Висновок: Відстань між центральними точками аерофотознімків у маршруті 593,64м.
Я наношу на карту масштабу 1:25000 (за розрахунковими розмірами) рамку трапеції масштабу 1:10000 заданої номенклатури. Для цього розміри рамки трапеції масштабу 1:10000 переводять у розміри масштабу 1:25000 тобто множу на 100м та ділять на 250м. Отже розміри карти масштабу 1:10000 заданої номенклатури у сантиметрах на карті масштабу 1:25000 такі:
Щоб відкласти на карті величини і в сантиметрах, треба отримані значення поділити на 250м. За вісь першого маршруту я прийняв північну сторону рамки трапеції 1:10000 від неї в межах трапеції масштабу 1:10000, по східній та західній сторонах рамки відкладають відрізки в сантиметрах.
На північному та південному маршрутах наносять центральні точки знімків через віддаль у сантиметрах. Центральну точку першого знімка на маршруті я сумістив із точкою перетину маршруту зі східною стороною рамки трапеції 1:10000
в) Кількість маршрутів на ділянці робіт визначають за формулою
,
Де - відстань у метрах між північною й південною сторонами рамки трапеції масштабу 1:10000
Висновок: Необхідно виконати 6(мршрутів)
г) Кількість знімків в одному маршруті визначають за формулою
де - довжина маршруту на ділянці робіт у метрах. Для обчислення довжини беруть довжину південної сторони трапеції масштабу 1:10000. .
Тоді
Висновок: Для кожного маршруту необхідно 10 знімків.
д) Кількість знімків на всю трапецію обчислюють за формулою
Висновок: Для виконання аерознімальних робіт необхідно 75 знімків
е)
Для нанесення на карту зон поперечного перекриття між сусідніми маршрутами необхідно відкласти по західній та сусідній сторонах рамки трапеції від осі маршруту відрізок , який дорівнює половині розміру знімка у масштабі карти ( відкладають від осі верхнього маршруту вниз, а від осі нижнього маршруту вгору). З‘єднавши за допомогою лінійки нанесені точки прямими заштриховуємо створену цими лініями смугу зону поперечного перекриття знімків.
Довжину відрізка в сантиметрах обчислюють за формулою
Де - розмір сторони знімка; - знаменник масштабу фотографування; - знаменник масштабу карти. ; ;
У Запроектованих зонах поперечного перекриття аерознімків я вибирав й позначав планово – висотні опознаки (ОПВ). Опознаки вибирають вздовж знімальних маршрутів. Для масштабу 1:5000 із перерізом рельєфу через 2м і масштабу зальоту 1:9700 опознаки розміщують у зонах поперечного перекриття через 4-5 базисів фотографування. Опознаками можуть бути чіткі, легко розпізнавальні контури (роздоріжжя, ріг сільськогосподарського угіддя, окреме дерево та інші елементи ситуації).
Якщо в зонах перекриття немає однозначно розпізнавальних контурів то опознаки намічають у потрібних місцях, вважаючи, що перед зальотом вони будуть маркуватися
Перелік опознаків:
ОПВ1, ОПВ2, ОПВ9, ОПВ10 – будинки
ОПВ3, ОПВ8, ОПВ12, ОПВ15 – маркуються на місцевості
ОПВ4, ОПВ5, ОПВ6, ОПВ7, ОПВ13 - роздоріжжя
ОПВ11, ОПВ14 – кут лісу.
2.3. Проектування ходу світловіддалемірної полігонометрії
Вимоги інструкції до інженерної полігонометрії
Таблиця 2
№№ з/п
Показники
ІV клас
1 розряд
2 розряд
1
Гранична довжина ходу, км:
окремого
між вузловою і вихідною точками
між вузловими точками
14
9
7
7
5
4
4
3
2
2
Граничний периметр полігону, км
40
20
12
3
Довжина сторін ходу, км:
найбільша
найменша
оптимальна
3,00
0,25
0,50
0,80
0,12
0,30
0,50
0,08
0,20
4
Кількість сторін
15
15
15
5
Відносна похибка координат, не більше
1:25 000
1:10 000
1:5 000
6
Середня квадратична похибка вимірювання кута, не більше
3(
5(
10(
7
Кутова нев’язка ходу або полігону, не більше
n – кількість кутів
Для згущення основи на ділянці геодезичних робіт між пунктами тріангуляції (полігонометрії) 1-3 класу позначають один полігонометричний хід 4 класу, який буде використаний як основа для знімання в масштабі 1:5000.
Для проектування ходу використовують допуски, подані у таблиці 2 і керуються наступними рекомендаціями:
а) хід проектують так, щоб він розташовувався якомога ближче до середини ділянки, щоб найкраще і найрівномірніше забезпечувалась ділянка плановою основою;
б) полігонометричний хід по можливості слід проектувати вздовж доріг, залізниць, меж угідь тощо;
в) пункти полігонометричного ходу треба закладають в таких місцях, де може бути гарантоване їхнє збереження. На незабудованій території пункти полігонометрії 4 класу і 1 розряду закріпляють центрами типу У15Н або У15 попарно через 1000 метрів. На забудованій території постійними центрами закріпляють усі точки ходу.
г) пункти не мають знаходитися в заболочених, низинних і затоплюваних місцях, а також в місцях, що підлягають забудові, на проїжджій частині вулиць та доріг. Закладці підлягають всі поворотні точки ходу.
д) між сусідніми точками полігонометричного ходу має бути взаємна видимість, а візирний промінь має проходити не нижче 0,5 м над поверхнею землі;
е) необхідно включати в хід опознаки, розміщені поблизу ходу;
є) слід дотримуватись допусків на довжину сторін ходу (табл. 2).3. Загальна характеристика й основні параметри запроектованого
полігонометричного ходу.
а) Довжина ходу км; за допустимою км.
б) Довжина замикаючої км.
в) Кількість ліній за допустимого значення
г) Середня довжина лінії
д) Максимальна довжина лінії ; за допустимої .
е) мінімальна довжина лінії ; за допустимої
Лінії вимірюють на карті за допомогою поперечного масштабу й вимірника. Кути повороту міряють за допомогою транспортира.3.1 Розрахункова частина полігонометричного ходу
Спочатку я визначаю форму запроектованого полігонометричного ходу. Для цього на карті необхідно поміряти параметри зігнутості ходу ( найбільша відстань від вершини ходу до лінії, проведеної через центр ваги ходу паралельно до замикаючої ) і (найбільший кут, утворений стороною ходу і замикаючою ) і порівняти їх з допустимими величинами та , які визначаються за формулами :
Де - співвідношення впливів похибок кутових і лінійних вимірювань у кінцевій точці ходу і - середні квадратичні похибки відповідно кутів та ліній.
Для світловіддалемірної полігонометрії величина завжди більша від одиниці . Обчислимо ці величини запроектованого полігонометричного ходу 4 класу з параметрами: знаменник граничної відносної нев‘язки Т=22200; ; довжина замикаючої ; кількість сторін ; середня квадратична похибка виміру кута
Середню квадратичну похибку знаходимо для вибраного світловіддалеміра Leica TC-1100 за формулою: , де - виміряна довжина лінії у міліметрах. Розрахуємо значення для середньої довжини сторони запроектованого полігонометричного ходу:
За формулами отримаємо наступні величини
;
Отже хід буде витягнутим якщо
і
Щоб виміряти на карті і , треба нанести на карту центр ваги ходу. Його координати розраховують за формулами
У такому разі координати X та Y – умовні координати пунктів запроектованого ходу. За початок умовних координат я прийняв початковий пункт ходу, а за вісь X – його замикаюча Виміряні на карті координати X та Y записую у таблицю. Точність координат повинна відповідати масштабу карти.
Отримавши координати центра ваги ходу, я їх наношу на карту і через нього провів паралельну до замикаючої.
У моєму випадку порівнявши ці значення з граничними я можу зробити висновок що запроектований хід зігнутий, тому що .
Точки ходу
;м
;м
м
п. Лінден
0
0
1450
1
175
325
1100
2
200
725
725
3
450
1255
225
4
700
1575
100
5
975
2075
600
6
1275
2000
252
7
1625
1950
475
8
2175
1850
375
9
2950
1725
225
10
3225
1650
175
11
3625
1675
225
12
4050
1525
75
13
5425
1775
250
14
6650
1025
475
п. Курт
7175
0
1475
40675
21155
Розрахуємо тепер середню квадратичну похибку в кінцевій точці запроектованого полігонометричного ходу і зробимо висновок, чи достатня його імовірність.
У світловіддалемірній полігонометрії витягнутий хід еквівалентний (за довжиною зігнутому, поступається йому у точності, і тому розрахунок виконуємо за формулою для витягнутих ходів
Для мого ходу будемо мати
Висновок: точність запроектованого полігонометричного ходу відповідає заданій точності полігонометричного ходу 4-го класу
4. Розрахунок точності світловіддалемірних вимірювань
Похибка має випадковий характер і обчислюється за формулою
Похибка приведення лінії до горизонту:
Де перевищення між кінцями ліній; - середня квадратична похибка перевищення. Для найкоротшої сторони із найбільшим перевищенням (визначається на карті) запроектованого ходу
Висновок: похибкою приведення лінії до горизонту можна нехтувати й прийняти що
Розглянемо допуски (при імовірності ) на окремі джерела похибок випадкового і систематичного характеру при вимірюванні сторони ходу за формулами
Похибка різниці фаз випадкова й розрахункова величина її впливу становить 5,6мм. Саму похибку розрахуємо за формулою:
Де кількість градусів у радіані похибка залежить від кількості прийомів рівня сигналу тощо. Але від кількості прийомів залежить і похибка . Їх спільний вплив становить.
а допустимий розмах у прийомах під час вимірювання сторін ходу можна визначити за формулою
Висновок: Різниця виміряних значень між прийомами дозволяється 12,2мм.
Похибка Δk приладової поправки світловіддалеміра діє в полігонометричному ході як систематична і залежить від методики й точності визначення приладової поправки на взірцевому базисі, від стабільності роботи вузлів світловіддалеміра тощо. Отриманий допуск Δk = 3,0 мм досить жорсткий, тому для послаблення цього джерела помилок еталонування приладу треба виконувати на багатоцентровому взірцевому базисі 2 розряду.
Циклічна похибка фазометра mg може бути випадковою і систематичною. Фактично mg= 1-3 мм, тому допуск 4.0 мм легко витримується.
Похибка mc центрування й редукції світловіддалеміра і відбивача має випадковий характер, томе що діє розрахований допуск -- 4,0 мм.
Похибка Δf основної модулюючої частоти в полігонометричному ході як систематична й викликана зміною частоти з часом. Вона залежить від довжини лінії і розраховуються за формулою:
Для запроектованого ходу при , , отримаємо допуск
Висновок: для врахування треба своєчасно еталонувати світловіддалемір або при порушенні допуску вводити поправки
Похибка mv визначення робочої швидкості світла переважно випадкова й незначна для вимірювання сторін полігонометрії 4 класу, 1 і 2 розрядів.
5. Розрахунок точності кутових вимірювань
Основними похибками кутових вимірювань є:
а) похибка редукції
б) похибка центрування
в) похибки приладу
г) похибка власне вимірювання
д) похибки впливу зовнішнього середовища
е) похибки вихідних даних
Вплив окремих джерел похибок випадкового й систематичного характеру для ймовірності можна розрахувати за формулами:
Для запроектованого ходу з параметрами , , , , ,
будемо мати:
Обчислимо допуски на окремі джерела похибок:
а) Похибку редукції візирної цілі визначимо за формулою:
для отримаємо
б) похибку за центрування теодоліта одержуємо за формулою:
Для дістанемо
Висновок: таку точність забезпечують оптичні центрири. Згідно з інструкцією прилади необхідно центрувати з точністю 1мм.
6) в) Похибка приладу істотно зменшуються раціональною методикою вимірювання кутів. Нахил “і” горизонтальної осі теодоліта не виключається методикою роботи і має випадковий характер.
прийоми
Висновок: Інструкція допускає для полігонометрії 4 класу 6 прийомів (теодоліт 2Т2) і розмах вимірів у прийомах 6.0”
г)Для похибки власне вимірювання кута розрахуємо кількість проийомів n вимірювання кута способом кругових прийомів за формулою:
(29)
де mвіз – похибка візування (mвіз=; V – збільшення зорової труби теодоліта); mвідл – похибка відлічування.
Для вимірювання кутів у запроектованому ході полігонометрії 4 класу застосуємо теодоліт Т-2, для якого mвіз= ; mвідл = 2(.
Враховуючи m(вип, отримаємо
прийоми
Зауважимо, що збільшення кількості прийомів зменшує тільки похибки відлічування та візування і не впливає на інші джерела похибок, ми будем виконувати 6 прийомів.
Розрахунок допустимого розмаху Rn,p в прийомах
Для даного випадку Р = 0,95; n=6; tn,p =2,77, тоді
д) Похибки впливу зовнішнього середовища спотворюють результати кутових вимірів. Джерелами такого впливу є горизонтальна рефракція, неоднорідність атмосфери, коливання зображень візирних цілей. Для їхнього послаблення, особливо рефракції, яка часто носить систематичний характер, кутові спостереження слід виконувати у сприятливих умовах, в періоди ранішніх та вечірніх виднот.
е) Похибки вихідних даних не спотворюють результати вимірювання кутів, але впливають на величину нев’язки ходу і тому приймаються до уваги в рорахунках точності, як джерело похибок.
7. Розрахунок точності визначення висот пунктів полігонометричного ходу
На об‘єкті робіт висоти пунктів запроектованого полігонометричного ходу 4 класу визначається з ходу геометричного нівелювання ІІ класу, прокладених між вихідними реперами і
Хід нівелювання ІІ класу проектують коли висоти вихідних реперів визначені з нівелювання І класу.
Для розрахунку точності визначення висот пунктів полігонометричного ходу можна використати співвідношення
Для запроектованого нівелірного ходу ІІ класу між заданими вихідними реперами має довжину 14,3км. Тоді
Визначимо похибку у висоті найслабшого пункту (всередині нівелірного ходу), після його зрівноваження
Висновок: Висоти пунктів полігонометрії 2-го класу будуть визначатися з точністю меншою ніж 19мм.
5. Проект прив’язки планово-висотних опознаків
Для прив’язки опознаків, тобто визначення координат та висот опознаків, використовують такі геодезичні методи:
а) полігонометричні ходи другого розряду та теодолітні ходи, прокладені між пунктами тріангуляції та полігонометрії IV класу, або першого розряду;
б) прямі обернені та комбіновані засічки, а також полярний метод з вимірюванням контрольного кута на визначуваному пункті;
в) висоти опзнаків визначають технічним нівелюванням.
Загальний перелік опознаків:
ОПВ-5 прив’язані ходом полігонометрії IV класу;
ОПВ-4, ОПВ-7, ОПВ-10, ОПВ-13, ОПВ14 - прив’язані ходом полігонометрії 2-го розряду;
ОПВ-8, ОПВ-11, ОПВ-3, ОПВ-6 – прив’язані теодолітними ходами;
ОПВ-1, ОПВ-9 – прив’язані прямою засічкою;
ОПВ-2, ОПВ-12, ОПВ-15 - прив’язані оберненою засічкою.
Згідно інструкції гранична похибка положення пунктів планової знімальної мережі, серед них і ОПВ, відносно пунктів геодезичної основи не мають перевищувати 0,2 мм у масштабі карти (у масштабі 1:5000 на місцевості становитиме 0,2 мм(5000=1 м).
Вважаємо, що 1м – це похибка в положенні найслабшого пункту ходу. Тоді його допустима нев’язка допfS =2м, а після зрівноваження похибка становитиме 1 м.
Тепер знайдемо допустиму довжину ходу.
Оскільки
,
то
,
де Т- відносна похибка ходу.
За цією формулою отримаємо допустиму довжину теодолітного ходу 4 км (Т=2000), а ходу полігонометрії 2-го розряду – 10км (Т=5000).
Для спрощення розрахунку точності теодолітних ходів та ходів полігонометрії 2-го розряду умовно вважатимемо ці ходи витягнутими і розраховуватимемо похибку у положенні опознаку за формулою витягнутого ходу
Якщо хід протягнутий між пунктами з відомими координатами, а кути ходу попередньо ув’язані, то похибка М буде відноситись до середньої точки ходу і обчислюватись за формулою
,
де n - кількість сторін ходу; L – довжина ходу прив’язки, виміряна на карті; m( - гранична похибка виміру кута.
Для ходу полігонометрії 2-го розряду m(гран=10(, а величина .
Для теодолітного ходу, яким прив’язують опознаки m(=30(, а величина [] cтановить .
Опознак ОПВ-4, 7, 10, 13, 14, прив’язаний полігонометричним ходом другого розряду і є його найнебезпечнішим місцем (середина ходу). Довжина ходу L=6 км, n=11, Sсер=347 м. Тоді отримаємо
М=0,718 м ( 1м.
Висновок. Планове положення опознаків, прив’язаних полігонометричним ходом 2-го розряду, визначаються з достатньою точністю, оскільки , а очікувані похибки полігонометричного ходу не перевищують 0,72м.
Опознак ОПВ-8, 11 прив’язаний теодолітним ходом, в якому n=13, довжина ходу L=4,0 км, а Sсер=307 м.
М=0,36 м.
Висновок. Планове положення опознаків, прив’язаних теодолітним ходом, визначаються з достатньою точністю, оскільки , а очікувані похибки теодолітного ходу не перевищують 1м.
Опознак ОПВ-3, 6 прив’язаний теодолітним ходом, в якому n=12, довжина ходу L=2.9 км, а Sсер=244 м.
М=0,34 м.
Висновок. Планове положення опознаків, прив’язаних теодолітним ходом, визначаються з достатньою точністю, оскільки , а очікувані похибки теодолітного ходу не перевищують 1м.Економічно найвигідніше планове прив’язування опознаками різними видами засічок.
Похибку у плановому положенні опознака, що визначається оберненою засічкою обчислюємо за формулою
, (37)
(38)
де - сторони оберненого трикутника;
р= - його півпериметр;
F= його площа;
m( =8( - сумарна випадкова похибка вимірювання кута (24).
Для побудови оберненого трикутника спочатку обчислюємо величини ri:
м, (39)
де Sі – віддалі від вихидних пунктів до визначуваного в м., вимірюються з карти.
Величини ri вдкладаємо у масштабі карти за трьома відповідними сторонами напрямів від визначуваного пункту до вихідних. З’єднавши три точки, отримуємо обернений трикутник із сторонами . Помірявши ці сторони, за формулою () обчислюємо похибку М.
Для прив’язки ОПВ прямою засічкою похибку у плановому положенні обчислюємо за формулою:
, (40)
де S1 i S2 – довжини 2-х (з 3-х) напрямів;
( - кут між цими двома напрямами;
=8( - (24).
Згідно з проектом ОПВ-12 видно 4 пункти полігонометричного ходу IV класу. Тому доцільно прив‘язати цей опознак оберненою засічкою
Для оцінки точності оберненої одноразової засічки виконуємо вимірювання і обчислення.
Розрахунок точності планового положення ОПВ-12 прив‘язаного оберненою засічкою
1250м
165,0м
175м
P
362,5м
850м
242,7м
225м
F
18720,7м
625м
330,0м
325м
6”
Висновок: Похибка планового положення ОПВ-2 не перебільшує допуск, тому що
Для оцінки точності оберненої одноразової засічки виконуємо вимірювання і обчислення.
Розрахунок точності планового положення ОПВ-2 прив‘язаного оберненою засічкою
750м
275,0м
150м
P
312,5м
725м
284,5м
175м
F
9342,4м
1000м
206,3м
300м
6”
Висновок: Похибка планового положення ОПВ-2 не перебільшує допуск, тому що
Розрахунок точності планового положення ОПВ-15 прив‘язаного оберненою засічкою
950м
217,12м
150м
P
200м
900м
229,18м
75м
F
5590.2м
800м
257,83м
175м
6”
Висновок: Похибка планового положення ОПВ-2 не перебільшує допуск, тому що Опознак ОПВ-9 прив’язуємо прямою засічкою.
S1=750 м; S2=975 м; (=18(.
Згідно з (40) маємо:
Висновок. Похибка планового положення ОПВ-9 не перевищує допуску, оскільки М( 1м
Розрахунок точності планового положення ОПВ-1 пряма засічка
S1=550 м; S2=1025 м; (=33(.
Згідно з (40) маємо:
Висновок. Похибка планового положення ОПВ-1 не перевищує допуску, оскільки М( 1м і становить ( 0,030м.
Висотна прив‘язка опознаків
Опознак ОПВ-5, що в плані прив‘язую полігонометричним ходом 4-го классу по висоті прив‘язуємо геометричним нівелюванням ІІІ-го з похибкою (див. стор. 27) що входить в допуск
Опознаки ОПВ-4, 7, 10, 13, 14 що в плані прив‘язані полігонометричним ходом 2-го розряду по висоті будуть прив‘язані геометричним нівелюванням IVкласу ()
, що входить в допуск
3.
а) ОПВ – 3, 6 які в прив‘язані в ході теодолітним ходом довжина якого складає: по висоті буде прив‘язано технічним нівелюванням
,
б) ОПВ – 8, 11 які в прив‘язані в ході теодолітним ходом довжина якого складає: по висоті буде прив‘язано технічним нівелюванням
ОПВ – 1, 9 які в прив‘язані прямою засічкою по висоті буде прив‘язано тригонометричним нівелюванням.
А) Розрахуємо для ОПВ – 1 (пряма засічка)
, ,
,
Що є в допуску.
Б) Розрахуємо для ОПВ – 9 (пряма засічка)
,,
Що є в допуску.
В) ОПВ – 2, 12, 15, які прив‘язані оберненою засічкою по висоті будуть прив‘язуватись тригонометричним нівелюванням
Розрахуємо для ОПВ-15 як для найслабшого з трьох
, , ,
Що є в допуску.6. Методика та організація робіт на об’єкті
6.1. Полігонометричний хід
Запроектований полігонометричний хід 4 класу є ламаним. Починається від пунктуЛинден. Біля свого початку він проходить через населений пункт Курт. Далі йде вздовж покращеної грунтової дороги на південь, перетинає дорогу, далі йде в південно-західному напрямку вздовж дороги, перетинає річку Брон, проходить біля населеного пункту Шёнфельд і замикається на пункті полігонометрії Шёнфельд.
Довжина ходу становить приблизно 9,125км. Усі пункти полігонометричного ходу закріплені центрами типу 15НУ, оскільки пункти знаходяться на незабудованій території і цей тип найбільше підходить. Буде закладено 8 центрів (глибина 1,6 м).
В полігонометричному ході кути вимірюватимуться теодолітом Т2, а довжини ліній в ході – світловіддалеміром Leica TC1100.
Нівелірний хід ІІІ класу
Нівелірний хід ІІ класу починається на грунтовому репері Rp 51 перехрестя доріг проходить через пункт полігонометрії 4 класу Шенфельд і проходить через усі пункти полігонометрії ІV класу, через опознаки ОПВ-5, проходить пункт тріангуляції 2 класу Рід, звідки через поле замикається на репері Rp 33 у населеному пункті Люхотц.
Нівелювання буде виконуватись нівеліром Н3 з використанням двосторонніх суцільних шашкових рейок з круглим рівнем. Довжина нівелірного ходу становить приблизно 14,3км.
На ділянці робіт закладатимуться грунтові репери, оскільки місцевість незабудована. Проектується закладка 1 грунтовий репер.
6.3. Планово-висотні опознаки
Всього запроектовано 15 опознаків. 5 із них маркуються на місцевості, решта розташовані на чітких контурах. Кількість аерофотознімків в одному маршруті становить 10, а кількість знімків проекту – 75, оскільки запроектовано 6 маршрутів.
Загальний перелік опознаків та методів їхньої прив’язки:
ОПВ-5 - прив’язані ходом полігонометрії IV класу;
ОПВ-3, ОПВ-7, ОПВ-10 ОПВ-13, ОПВ-14 - прив’язані ходом полігонометрії 2-го розряду;
ОПВ-8, ОПВ-11, ОПВ-3, ОПВ-6 – прив’язані теодолітним ходом;
ОПВ-1, ОПВ-9, – прив’язаний прямою засічкою;
ОПВ-2, ОПВ-15, ОПВ-12, - прив’язаний оберненою засічкою.
Довжина полігонометричного ходу 2-го розряду становить 6,9км.
Довжина теодолітного ходу становить 4км.
Для лінійних вимірювань будемо використовувати світловіддалемір Leica TC1100, а для кутових вимірювань теодоліт Т2.
Опознаки, де будуть закладатися геодезичні знаки розташовані на незабудованій території. Тому для цієї території найбільше підходить центр типу У15Н.
Рекомендації, щодо виконання запректованих робіт
Роботи бажано виконувати у такому порядку:
1). Маркування опознаків;
2). Рекогностування місцевості вздовж запроектованого полігонометричного ходу 4 класу;
3). Закладка пунктів ходу;
4). Вимірювання кутів та довжин лінійу ході;
5). Нівелювання запроектованої траси;
6). Планова та висотна прив’язка опознаків.
Розпочинати роботи бажано у квітні місяці, оскільки за можливої несприятливої погоди сезон (період) робіт може затягнутися.
7. Кошторис
Розрахунок об’єму робіт та необхідної кількості людино-днів
№№ з/п
Види робіт
Одиниця об’єму робіт
Об’єм робіт
Норма виробітку на
бригаду
Склад бригади
Кількість бригадо-днів
Кількість людино-днів
1
2
3
4
5
6
7
8
1
Закладка пунктів полігонометрії
(грунтових)
пункт
8
1,5
1
5,3
5,3
2
Полігонометричний хід 4-го класу
км
9,6
1,03
7
9,3
65,1
3
Полігонометричний хід 2-го розряду
км
5,6
4,46
6
1,3
7,8
4
Теодолітний хід
км
3,95
5,5
5
0,7
3,5
5
Геометричне нівелювання ІІІ класу
км
11,62
6,94
5
1,7
8,5
6
Технічне нівелювання
км
14,5
8,9
4
1,6
6,4
7
Закладка опознаків
пункт
14
2
1
7
7
8
Визначення окремих точок прямою чи оберненою засічками
пункт
7
0,87
3
8
24
Всього людино-днів:
127,6
8. Література
Інструкція з топографічного знімання в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500. Київ, 1999.
Инструкция по нивелированию І, ІІ, ІІІ, ІV классов. М.: Недра,1990.
Селиханович В.Г. Геодезия, ч.2, М.: Недра, 1981.
Таблицы координат Гаусса-Крюгера и таблицы рамок и площадей трапеций топографических съемок масштаба 1:10000, М.: Госгеотехиздат, 1963.
Условные знаки для топографической карты масштаба 1:10000. М.: Недра,1977.
Большая Советская Энциклопедия.
Географічна енциклопедія України. Київ, 1990-1992.
Українська Радянська енциклопедія. Київ, 1980-1985.