Курсовая работа (т): Проект геодезического обоснования для крупномасштабной топографической съемки масштаба 1:2000 (1:5000)

При проектировании сети, направление ходов полигонометрии должны прокладываться по местности, наиболее благоприятной для производства угловых и линейных измерений. Места установки пунктов полигонометрии должны быть легкодоступны, хорошо опознаваться на местности и обеспечивать долговременную сохранность центров и знаков.

Пункты на местности должны выбираться с учетом возможности использования их в качестве точек съемочной сети. Между двумя смежными пунктами должна быть, как правило, обеспечена видимость с земли. Для этого составляют продольные профили по наиболее сложным направлениям хода (см. приложение 4).

Основным критерием точности геодезических измерений, их функций, создаваемых геодезических построений являются их средние квадратические ошибки. СКО служат основой для других критериев точности при оценке результатов геодезических измерений - предельной и относительной ошибками, допустимых невязок.

По вычисленной ско Мк устанавливают предельные значения абсолютной ошибки конечного пункта хода.

к = 2 Мк (4)

где к - предельная ошибка,

и вычисляют предельную относительную ошибку по выражению

. (5)

Полученное значение предельной относительной ошибки не должно превышать его нормативного значения, установленного инструкцией:

. (6)

При этом значение Мср не должно превышать требуемой точности, установленной либо инструкцией, либо техническим заданием или техническим проектом.

При соответствии расчетной точности ходов нормативным требованиям для каждого хода приводится полная его характеристика и составляется таблица основных параметров всех запроектированных на объекте ходов по форме (таблицы 3).

Таблица - 3 Основные характеристики планового обоснования

Средние квадратические ошибки положения пунктов в ходах полигонометрии 4-ого класса в наиболее слабом месте не превышают величины 0,067 м, а величины относительных ошибок ходов полигонометрии не превышают требуемых значений (1/25000), следовательно, полигонометрия 4-го класса обеспечивает создать крупномасштабной съемку с масштабом 1: 2 000.

Средние квадратические ошибки положения пунктов в ходах полигонометрии 1-го разряда в наиболее слабом месте не превышают величины 0,048 м, а величины относительных ошибок ходов полигонометрии не превышают требуемых значений (1/10000), следовательно полигонометрия 1-го разряда обеспечивает создать крупномасштабную съемку с масштабом 1: 2 000.

5. ПРОЕКТ ВЫСОТНОГО ОБОСНОВАНИЯ

Согласно инструкции [2] на все закрепленные центрами точки полигонометрических ходов должны быть переданы высоты над уровнем моря нивелированием IV класса. Выбор вида нивелирования зависит от функционального назначения территории объекта работ и от типа центров на пунктах ходов.

Нивелирные ходы нивелирования IV класса прокладываются между исходными пунктами, реперами в виде отдельных ходов или системы ходов с узловыми точками.

Нивелирные ходы нивелирования IV класса прокладываются в одном направлении, предельные длины ходов технического нивелирования устанавливаются в зависимости от высоты сечения рельефа при топографической съемке согласно таблице 4.

Таблица 4 - Характеристика ходов нивелирования

Создать высотное съемочное обоснование - значит определить высоты пунктов съемочного обоснования в Балтийской системе высот. Высота пункта вычисляется через превышение между этим пунктом и каким-либо другим пунктом с известной высотой. В геодезии высота пункта над уровнем моря часто называется отметкой пункта. Для измерения превышений при создании высотного съемочного обоснования разрешается применять нивелирование IV класса.

Нивелиры для нивелирования IV класса должны иметь следующие основные параметры:

нивелиры для производства технического нивелирования: увеличение зрительной трубы не менее 20×, цена деления уровня не более 45˝ на 2 мм, ошибка самоустановки линии визирования -1,0˝.

Нивелирные рейки должны иметь шашечный рисунок с сантиметровыми или двухсантиметровыми делениями.

Нивелирование выполняется в одном направлении. Отсчеты по рейке, установленной на нивелирный башмак, костыль или вбитый в землю кол, производятся по средней нити.

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

В сеть нивелирования IV класса должны быть включены все пункты плановых сетей сгущения. Длины ходов нивелирования IV класса определяются в зависимости от высоты сечения рельефа топографической съемки. Допустимые длины ходов приведены в таблице 4.

При нивелировании IV класса соблюдается следующий порядок работы на станции:

отсчеты по черной и красной сторонам задней рейки;

отсчеты по черной и красной сторонам передней рейки.

Расхождения превышений на станции, определенных по черным и красным сторонам реек, не должны превышать 5 мм.

Расстояния от прибора до реек определяются по крайним дальномерным нитям трубы.

Нормальная длина визирного луча 120 м. При хороших условиях видимости и спокойных изображениях длину луча можно увеличить до 200м.

Невязки нивелирных ходов или замкнутых полигонов не должны превышать величин, вычисленных по формуле:

пред fh= мм, (7)

где L - длина линии в км.

В процессе нивелирования IV класса попутно нивелируются отдельные характерные точки местности, устойчивые по высоте объекты: крышки колодцев, головки рельсов на переездах, пикетажные столбы вдоль дорог, крупные валуны и т.д. Высоты указанных точек определяются как промежуточные при включении их в ход. Каждая промежуточная точка должна быть замаркирована, или на неё должен быть составлен абрис с промерами до ближайших ориентиров. Особое внимание должно быть уделено определению урезов воды.

В нашем проекте высотное обоснование проложено по пунктам полигонометрии.

Точность нивелирных ходов нивелирования IV класса характеризуется средней квадратической ошибкой нивелирования на линии длиной в 1 км - mкм, невязкой по линии, средней квадратической ошибкой определения высоты точки в наиболее слабом месте хода - его середине.

Средняя квадратическая ошибка точки в середине хода рассчитывается по формуле:

 (8)

Таблица - 5 Основные характеристики высотного обоснования

(нивелирование IV класса)

Высотное обоснование создается нивелированием IV класса. Нивелирование ходы прокладываются на пунктах полигонометрического хода.

На основании предрасчета точности видно, что ошибка в самом слабом месте находится на интервале (0,034- 0,070)м, длина хода находится на интервале (1900-10800)м.

Нивелирование IV класса позволяет обеспечить необходимую точность высотного обоснования для создания крупномасштабной съемки масштабом 1:2000.

. ТИПЫ ЗНАКОВ И ЦЕНТРОВ ПУНКТОВ

Пункты геодезических сетей 2, 3, 4 классов, 1 и 2 разрядов на территориях городов, поселков и промышленных площадок закрепляются центрами в соответствии с требованиями, изложенными в действующем общеобязательном нормативном материале «Центры геодезических пунктов для территории городов, поселков и промышленных площадок», а так же в принятых к нему ГУГК дополнениях и изменениях. При выполнении работ разрешается использование «Руководства по применению стенных знаков в полигонометрических и теодолитных ходах». [2].

В сельской местности на пунктах триангуляции и полигонометрии 4 класса и 1 и 2 разрядов закладывают центры типов 5гр.

Центр типа 5гр состоит из двух частей.

В виде бетонного монолита, в виде усеченной четырехгранной пирамиды с нижним основанием 50х50см, верхним основанием 12х12см и высотой 40см.

В верхней части монолитов заделываются марки. Монолиты устанавливаются так, чтобы оси марок находились на одной отвесной линии.

При развитии геодезического обоснования в городах, поселках и промышленных площадках все пункты триангуляции и полигонометрии 2,3,4 классов, 1 и 2 разрядов независимо от физико-географических условий закрепляется постоянными центрами типов 1гр, 2гр, 3гр, 4гр, 5гр, 6гр, 7гр, 8гр.

На территории сельской местности в триангуляции 4 класса, 1 и 2 разрядов и полигонометрии 4 класса постоянными центрами типов 5гр или 6гр закрепляются пункты не реже, чем через 1000м, а в полигонометрии 2 разряда - 500м.

Центры должны располагаться попарно, обеспечивая закрепление обоих концов линии. Узловые точки подлежат обязательному закреплению постоянными центрами типов 1гр, 2гр, 3гр, 4гр. Над центрами, как правило, устанавливаются постоянные знаки.

На точках полигонометрических ходов, на которых центры типов 5гр и 6гр не устанавливаются, должны закладываться знаки долговременного закрепления, предусмотренные для съемочной сети.

В тех случая, когда на геодезических пунктах 4 класса, 1 и 2 разрядов установлены металлические или железобетонные наружные знаки, окопа не производится. При отсутствии на пунктах таких знаков на расстоянии от 1 до 3м от центра пункта устанавливается опознавательный железобетонный столб размерами 15x15x160см или столб из асбоцементных труб с якорем.

Для лучшего опознавания выступающая над поверхностью земли часть столба окрашивается желтым цветом с горизонтальными черными полосками.

Металлические охранные пластины с надписью «Геодезический пункт. Охраняется государством» крепятся на пирамиде или цементируются в столб. На застроенной территории опознавательные столбы не устанавливаются.

Пункты съемочных сетей закрепляются на местности знаками, обеспечивающими долговременную сохранность пунктов, и временными знаками, с расчетом на сохранность точек на время съемочных работ.

В качестве знаков долговременного типа применяются:

бетонный монолит в виде усеченной четырехгранной пирамиды с нижним основанием 15 x 15 см, верхним 10 x 10 см и высотой 90 см, с заделанным в него кованым гвоздем;

деревянный столб диаметром не менее 15 см с крестовиной, установленный на бетонный монолит в виде усеченной четырехгранной пирамиды с нижним основанием 20 x 20 см, верхним 15 x 15 см и высотой 20 см; на верхней грани монолита делается крестообразная насечка или заделывается гвоздь. Верхнюю часть столба затесывают на конус, ниже затеса делают вырез для надписи;

На застроенных территориях пункты съемочного обоснования, как правило, закрепляются стенными знаками.

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

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

Места расположения пунктов полигонометрии должны быть легкодоступны, легко опознаваться на местности и обеспечивать долговременную их сохранность. Для многолетней сохранности в целях многократного использования пунктов, их положение на местности закрепляется специальными металлическими или железобетонными конструкциями - центрами. Пункты полигонометрии 4 класса, 1 и 2-го разрядов в зависимости от физико-географических условий, характера застройки территории закрепляются центрами разных конструкций. Наибольшее распространение получили типы центров с шифрами 2 г.р (рис.3); 5г.р.,8г.р (рис. 4).

В нашем проекте мы рекомендуем на пунктах полигонометрии 4 класса и 1 разряда закладывать центры типов 2гр на узловых точках или 5гр в населенных пунктах.

Рис.3. Центр пункта полигонометрии для районов глубокого промерзания грунта (свыше 1,5 м) и для районов многолетней мерзлоты. Тип. 2 г.р.

Рис.4. Стенной знак пункта 1 и 2 разрядов. Тип 8 г.р. полигонометрии 2, 3, 4 классов.

Рис. 5. Наружный знак на пунктах полигонометрии и 4 класса, 1 и 2 разрядов

а) б) в) г)

Рис.6. Типы знаков долговременного закрепления точек полигонометрических ходов 1 и 2 разрядов: а) бетонный пилон с металлической маркой в верхней части; б) бетонный монолит в виде усеченной четырехгранной пирамиды; в) железная труба диаметром 35-60 мм с бетонным якорем; г) деревянный столб диаметром не менее 15 см, установленный на бетонный монолит. Размеры даны в см.

7. МЕТОДЫ И СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ, ЛИНИЙ И ПРЕВЫШЕНИЙ В ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ПОСТРОЕНИЯХ

Измерение углов на пунктах полигонометрии производится способом измерения отдельного угла или способом круговых приемов, как правило, по трехштативной системе.

Трёхштативная система, позволяет, с одной стороны, ослабить влияние погрешностей центрирования и редукции на передачу дирекционных углов в ходе и, с другой стороны, значительно повысить продвижение работ.

Комплект приборов, применяемых при измерении углов по трехштативной системе, должен удовлетворять следующему условию: при замене тахеометра визирной маркой или оптическим центриром оси последних должны занимать в пространстве то же самое положение, которое занимала ось вращения тахеометра.

Рис.7 Трёхштативная система

Для измерения углов в полигонометрическом ходе по трехштативной системе устанавливают в трех соседних вершинах А, В, С хода три штатива с закрепленными на них подставками.

На заднем и переднем штативах А и С устанавливают визирные марки, на среднем В-тахеометр. Марки и тахеометр центрируют и приводят в рабочее положение. После измерения угла штатив с подставкой из А переносят в D, а два других штатива остаются на месте. Марку, стоящую в точке А, переставляют в подставку, установленную в точке В. Тахеометр ставят в подставку точки С, а переднюю марку из точки С переносят и ставят в подставку на штативе, установленном уже в точке D. После этого измеряют угол BCD. Таким же порядком измеряют и все другие углы в ходе.

Измерение рекомендуется производить в утренние и вечерние часы. Время, близкое к восходу и заходу солнца (примерно за час до восхода и час после захода), использовать не следует, так как в эти часы наблюдаются наибольшие колебания изображений.

На пунктах полигонометрии измерение углов производят способом измерения отдельного угла или способом круговых приемов.

Способ круговых приемов применяют, когда число наблюдаемых направлений на пункте более двух (на исходных пунктах и узловых точках). На остальных пунктах применяется способ отдельного угла.

При измерениях способом отдельного угла тахеометр вращают только по ходу часовой стрелки или только против хода часовой стрелки.

При измерениях круговыми приемами в первом полуприеме алидаду вращают по ходу часовой стрелки, а во втором - в обратном направлении.

В настоящем проекте число приемов полигонометрии 4 класса и 1-го разряда равно 2.

Результаты измерений отдельных углов или направлений на пунктах полигонометрии должны находиться в пределах допусков, указанных в таблице 6.

Таблица 6 - Допуски отдельных углов на пунктах полигонометрии