Государственные опорные сети, сети сгущения и съемочные сети. 1. Назначение и виды государственных опорных геодезических сетей - плановых и высотных

1. Назначение и виды государственных опорных геодезических сетей - плановых и высотных.

2. Методы построения, закрепления, точность. Закрепление высотных сетей.

3. Классификация государственных геодезических сетей. Состав и последовательность выполнения работ по развитию сетей.

4. Сети сгущения. Назначение, методы создания, точность, закрепление.

5. Виды планового и высотного съемочного обоснования, методы создания, назначение, точность, закрепление.

6. Теодолитные ходы, особенности построения, виды, закрепление.

7. Полевые работы при прокладке теодолитных ходов, последовательность выполнения работ, рекогносцировка, закрепление, угловые и линейные измерения. Приборы, методы измерений, контроль, допуски, точность.

8. Привязка к пунктам опорной геодезической сети.

9. Вычислительная обработка теодолитных ходов: обработка полевых журналов, увязка углов, вычисление дирекционных углов, приращений координат. Увязка приращений, вычисление координат пунктов теодолитных ходов.

10. Вычисление высот пунктов.

Топографические съемки

1. Виды съемок и их классификация. Область применения.

2. Понятие о выборе масштаба съемки и высоты сечения рельефа.

3. Горизонтальная съемка, ее сущность. Состав и порядок производства полевых работ. Способы съемки ситуации, абрис. Приборы, точность. Вычислительная обработка и составление плана горизонтальной съемки.

4. Особенность производства съемок застроенных территорий.

5. Тахеометрическая съемка. Ее сущность. Приборы, точность. Производство тахеометрической съемки; порядок работы на станции, ведение полевых журналов и абриса. Вычислительная обработка полевых материалов, вычисление МО, углов наклона, превышений, горизонтальных проложений, отметок. Составление плана тахеометрической съемки.

6. Нивелирование поверхности. Способы нивелирования поверхности. Состав, последовательность полевых работ. Вычислительная обработка полевых материалов и составление плана.

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

 

Работа состоит из трех заданий, выполняемых в тетради для выполнения контрольной работы № 1.

Задание 1. Решение задач на топографических картах

 

Исходные данные к работе

 

1) учебная топографическая карта масштаба 1:25000 (карта прилагается в электронном виде или выдается на кафедре для работы в аудитории)

2) две точки на карте, указанные преподавателем либо взятые самостоятельно следующим образом: с нижнего левого угла отложить по оси Х количество сантиметров, равное количеству букв в фамилии студента, по оси У – соответственно количеству букв в полном имени студента.

Например: Тарасенко Александр. Тарасенко – 9; Александр – 9. Откладывает по оси Х 9 см вверх, по оси У – 9 см вправо. В результате получаем точку для решения задач. Это первая точка. Второй будет для всех одна и та же - триангуляционный пункт г. Дубровино, расположенный в центре карты. Перед началом работы карту распрямить, положить на ровную поверхность. Дополнительные построения выполнять мягким карандашом, легкими линиями. Все измерения вести аккуратно, не нанося ущерба карте.

Решить следующие задачи

1) определить прямоугольные координаты Х и У точки 1;

2) указать зону, в которой находится точка 1, и пересчитать У из условного начала в зональную систему (приняв У₀ = 0 в зоне);

3) определить географические координаты φ и λ точки 1;

4) определить отметку (высоту) точки 1;

5) вычислить превышение точки 2 над точкой 1;

6) определить расстояние между точками 1 и 2;

7) вычислить уклон линии 1- 2;

8) определить дирекционный угол линии 1 – 2 и обратный 2 – 1;

9) вычислить румбы линии 1 – 2 и 2 – 1;

10) вычислить истинный и магнитный азимуты линии 1 – 2;

11) построить профиль по линии 1 – 2

 

Подробные пояснения к решению этих задач см. §4­6 [ 2 ].

 

Задание 2. Составление горизонтального плана участка местности

 

В задании требуется вычислить координаты точек теодолитного хода и составить горизонтальный план участка местности в масштабе 1:1000. Для этого в поле произведены геодезические измерения по горизонтальной съемке участка, а именно: проложен теодолитный ход, являющийся съемочным обоснованием, измерены теодолитом Т30 способом приемов правые по ходу горизонтальные углы и стальной мерной лентой в прямом и обратном направлении – длины сторон с относительной ошибкой

не менее 1:2000. Измерены углы наклона сторон теодолитного хода. Результаты измерения приведены в приложениях 1.

Произведена в поле горизонтальная съемка заданного участка местности способами прямоугольных координат, створных промеров. Результаты съемки занесены на абрис – схематический полевой чертеж, на котором нанесены пункты съемочной сети, элементы ситуации и числовые значения промеров от точек съемочной сети до ситуации (представлен в электронном виде). Измерен начальный магнитный азимут, принятый в качестве дирекционного угла линии 1 – 2. Для выполнения задания в индивидуальном варианте начальный дирекционный угол может быть задан студенту преподавателем, либо по шифру.

 

Исходные данные

 

1) схема теодолитного хода;

2) журнал измерения углов и длины сторон;

3) абрис;

4) начальный дирекционный угол линии 1 – 2.

 

2. Основные вычислительные формулы и порядок камеральной

обработки полевых материалов горизонтальной съемки

 

Вычисление координат (приложение 1) производят в ведомости в следующем порядке:

1) в графу 1 записывают номера точек хода, а в графу 2 – величины соответствующих горизонтальных углов, выписанные из угломерного журнала;

2) вычисляют практическую сумму измеренных углов по формуле:

 

Σ β _пр. = β₁ +β₂+β₃+β₄, (1)

где β_{1, 2, 3, 4} - горизонтальные углы;

3) определяют теоретическую сумму углов по формуле:

 

Σ β _теор. = 180⁰ (п – 2) (2)

 

где п – число измеренных углов;

4) вычисляют угловую фактическую невязку по формуле:

f _{β пр.} = Σ _βпр. – Σ _{β теор.;} (3)

5) устанавливают предельную допустимую угловую невязку:

f _{β доп.} = ' , (4)

где nt –количество измеренных углов;

6) если f _{β доп.} > f _{β пр,} вычисляют поправки в углы по формуле:

 

δ _β = - f (5)

где п – количество углов; δ_β - вычисляют с округлением до 0,1

 

7) контроль вычисления поправок:

Σ δ _β = - f _{β пр.}, (6)

причем, если поправки во все углы не получаются одинаковые, то большие (на 0,1) вводят в углы, образованные короткими сторонами.

Поправки записывают красными чернилами над измеренными углами в графу 2;

8) вычисляют исправленные углы по формуле:

β испр. = β изм. ± δ _β, (7)

где β изм. – соответствующий точке угол, а исправленный угол – алгебраическая сумма угла и поправки.

Исправленные углы записывают в графу 3.

Контроль вычисления исправленных углов:

Σ β испр. = Σ β теор. (8)

9) вычисляют дирекционные углы по формуле:

α _2-3 = α _1-2 + 180 ⁰ – β _{2 испр;}

α _3-4 = α _2-3 + 180 ⁰ – β _{3 испр};

α _4-1 = α _3-4 + 180 ⁰ – β _{4 испр.} (9)

Пример: α _1-2 = 19 ⁰ 34 ′, 9

α _{2 –3} = α _1-2 + 180 ⁰ - β ₂ = 19 ⁰ 34 ′,9 + 180⁰ - 99 ⁰ 04 ′,3 = 100 ⁰ 30′, 6,

α _{1 –2} - начальный дирекционный угол, как уже говорилось, может быть задан преподавателем или определен самостоятельно, по шифру (шифр – номер зачетной книжки студента) следующим образом: количество градусов равно двум последним цифрам шифра студента, количество минут равно количеству букв фамилии студента. Например: студент Тарасенко Александр, шифр 99-144. Значит: α _1-2 = 44⁰ 09 ′;

10) для контроля вычисления дирекционных углов следует найти дирекционный угол α _{1 –2} по дирекционному углу α _{4 – 1} последней стороны и исправленному при вершине 1:

α _конеч = α _4-1 + 180 ⁰ – β _{1 испр} (10)

Это вычисленное значение должно совпадать с заданным дирекционным углом α _1-2. Значения дирекционных углов записать в графу 4.

Если при вычислении уменьшаемое окажется меньше вычитаемого, к уменьшаемому прибавляют 360⁰. Если дирекционный угол получится больше 360 ⁰, из него вычитают 360 ⁰;

11) вычисляют румбы. Контролем вычисления румбов является вычисление второй раз по тем же значениям. Румбы записывают в графу 5;

12) в графу 6 выписывают средние длины сторон (горизонтальные проложения) прил.1;

13) вычисляют приращения координат по формулам:

 

Δ Х = ℓ cos α

Δ У = ℓ sin α (11)

или через румбы

∆ Х = ± ℓ cos r

Δ У = ± ℓ sin r (12)

 

Для вычисления Δ Х и Δ У можно пользоваться микрокалькулятором

«Электроника». Вычисленные приращения записывают в графы 7 и 8. Приращения могут быть положительными или отрицательными в зависимости от названия румба или значения дирекционного угла.

 

Пример. Дирекционный угол α _{1 –2} = 19 ⁰ 34,^′ 9, румб= СВ: 19 ⁰ 34^′ , 9;

ℓ _1-2 = 167,58 м; Δ Х = + 167,58 × cos 19 ⁰34^′ , 9= + 157,89;

Δ У = + 167,58 × sin 19 ⁰ 34′,9= + 56, 16

 

14) вычисляют невязки в приращениях координат замкнутого теодолитного хода:

f х = Σ Δ х _пр – Σ Δ х _теор;

f у = Σ Δ у _пр – Σ Δ у _теор; (13)

f х = Σ Δ х _пр;

f у = Σ Δ у _пр; (14)

так как в замкнутом ходе Σ Δ х _теор = 0; Σ Δ у _теор = 0.

где Σ Δ х _пр. – сумма приращения в графе (7);

Σ Δ у _пр. – сумма приращения в графе (8);

15) вычисляют абсолютную линейную невязку по формуле:

f абс = ± √ f х ² + f у ² ; (15)

16) определяют относительную невязку по формуле:

f отн = (16)

где р – периметр, сумма всех сторон хода.

Критерием правильности вычисления приращений координат служит:

f отн ≤ (17)

Примеры в задании подобраны так, чтобы невязка получалась допустимой. Тогда распределяют невязки прямо пропорционально длинам сторон, вычисляют поправки по формулам:

δ х _i = - ℓ _i;

δ у i = - ℓ _i; (18)

где i – соответствующая сторона хода.

Так как невязки f х и f у малы, для удобства вычисления величин Р и ℓ следует выражать в сотнях метров с точностью до 0,1. Поправку с округлением до целых сантиметров вписывают красным цветом непосредственно в графы 7 и 8 над приращениями со знаком, обратным невязке;

17) контроль вычисления поправок:

∑ δ _х = - f х;

Σ δ _у = - f у; (19)

Сумма поправок должна быть равна с обратным знаком невязке по соответствующим приращениям;

18) вычисляют исправленные приращения по формуле:

Δ Х испр. = Δ Х выч. ± δ х _i ;

Δ У испр = Δ У выч. ± δ у _i , (20)

где i - соответствующие приращения, т.е. исправленные приращения находят как алгебраическую сумму вычисленного приращения, и поправки записывают в графы 9, 10;

19) контроль вычисления приращений:

Σ Δ Х испр = 0

Σ Δ У испр = 0 (21)

20) вычисляют координаты точек по формулам:

Х i = Х _{i - 1} + Δ Х _{(i – 1) – i испр;}

У i = У _{i - 1 +} Δ У _{(i - 1) – i испр} (22)

Точку 1 принимают за начало координат. Координаты Х и У могут быть заданы преподавателем. Координаты вершин хода получают последовательно алгебраическим сложением координат предыдущих вершин хода с соответствующими исправленными приращениями, т.е. приращения подставляют в формулу с учетом знака.

Например: Х₁=0; У₁ = 0

Х ₂= Х₁ +Δ Х _{1 –2 испр}; У₂=У₁ + Δ У_{1-2 испр};

 

Х₃= Х₂ + Δ Х _{2-3 испр}; У₃= У₂ + Δ У_{2-3 испр};

 

Х₄= Х₃ + Δ Х _{3-4 испр}; У₄ = У₃ + Δ У _{3-4 испр}; (23)

 

21) контролем служит получение заданной координаты точки 1 с помощью вычисления ее через координату точки 4 и исправленное приращение 4 – 1:

Х ₁ = Х ₄ + Δ Х _{4-1 испр;} У₁ = У₄ + Δ У _{4 – 1 испр.}

Значение координат записывают в графы 11 и 12. Ведомость аккуратно переписывают по форме прил.1 и используют при построении плана, а затем вместе с планом предъявляют к сдаче в контрольной работе.

Составление плана, как уже указывалось, выполняют в масштабе 1:1000 на основании ведомости координат и абриса, сначала в карандаше, а затем убирают дополнительные построения и план вычерчивают тушью, в условных знаках. Работу выполняют в такой последовательности:

1) строят координатную сетку в виде квадратов со сторонами 10 см на листе чертежной бумаги формата А1. Способы построения сетки квадратов подробно описаны в учебнике. Можно применить линейку Дробышева, можно строить другим способом. Сетку вычерчивают остро отточенным карандашом. Построение координатной сетки нужно проконтролировать циркулем-измерителем, сравнивая диагонали квадратов, расхождение не должно быть больше 0,2 мм, иначе сетку строят заново.

Координатную сетку оцифровывают так, чтобы теодолитный ход размещался примерно в середине листа. 10 см в масштабе соответствует

100 м на местности и подписи сетки должны быть кратными 100 м.

Полученную точку накалывают иглой измерителя и обводят окружностью диаметром 2 мм. Рядом с точкой, слева, записывают номер точки, справа – ее отметку, которая будет вычислена в следующем задании. Нанесение точек хода необходимо проконтролировать. Для этого измеряют расстояние между нанесенными вершинами и сличают с записанным в ведомости вычисления координат (графа 6), различие не должно быть больше 0,2 мм в масштабе составляемого плана;

3) нанесение на план ситуации производят в масштабе 1:1000 по абрису. Сначала рекомендуется нанесение ситуации, снятой способом ординат по линии 2 –3. Одна ордината направлена вдоль линии 2 – 3, другая – от линии 2 – 3 до точки ситуации. Здание школы следует наносить по обмерам. Вдоль линии 1 – 2 идет улучшенная грунтовая дорога шириной 6 м, начало которой снято способом полярных координат. Это значит транспортиром отложить угол 74⁰21^′ от линии 1-4 по ходу часовой стрелки и по этому направлению отложить расстояние 90,25м (в масштабе 1:1000 это составляет 90,2 мм). Аналогично получают электрический столб, снятый полярным способом от линии 1-2. По линии 3-4 теплофикационные колодцы и углы забора сняты способом ординат с началом отсчета ординат в точке 3. Улицу Строителей с асфальтным покрытием шириной 10м наносят по 4 - м точкам. Ситуацию вычерчивают согласно абрису в условных знаках (данные в прил.6);

4) оформляют горизонтальный план согласно абрису. Ситуацию вычерчивают в условных знаках черной тушью. На плане только точки пересечения линий координатной сетки вычерчивают зеленым цветом, в виде крестов 6 х 6 мм. Линии теодолитного хода на готовом чертеже не вычерчивают, остаются вычерченными только точки. Затем выполняют рамочное и зарамочное оформление.

Задание. Составление топографического плана участка местности

В задании требуется:

1) вычислить отметки точек теодолитного хода, которые являются высотным обоснованием тахеометрической съемки, выполненной в поле на этом участке;

2) произвести обработку тахеометрического журнала и вычислить отметки реечных точек;

3) составить и вычертить план тахеометрической съемки участка с рисовкой рельефа горизонталями.

В задании даны полевые материалы тахеометрической съемки. Причем съемка произведена с точек 1 и 2 того же теодолитного хода. Цель тахеометрической съемки – получить топографический план участка. Сущность ее сводится к определению точек местности с помощью измерения полярного, горизонтального угла от линии теодолитного хода, дальномерного расстояния и угла наклона. По точкам теодолитного хода проложен нивелирный ход, который послужил высотной основой съемки.

Тахеометрической съемкой доснимали реку, мост, снимали рельеф на горизонтальной съемке. Отдельные реечные точки взяты на точках ситуации, снятой прежде, и служат контролем съемки.

Исходные данные

1) журнал и схема нивелирования точек замкнутого теодолитного хода с привязкой к реперу, расположенному в устое моста (приложение 2);

2) журнал тахеометрической съемки участка(приложение 3);

3) абрис тахеометрической съемки;

4) ведомость координат, вычисленных в предыдущем задании (приложение 1).