Лабораторная работа №9 Обработка результатов полевых измерений, теодолитной и нивелирной съемки

Цель работы: приобретение практических навыков обработки результатов полевых измерений.

Место выполнения работы: лаборатория инженерной геодезии учебного полигона.

Инструменты и принадлежности:

- полевой журнал;

- ведомость вычисления координат точек теодолитного хода;

- журнал нивелирования;

- ведомость определения превышения точек;

- микрокалькулятор;

- пятизначные таблицы.

Результаты полевых работ являются исходными данными для построения плана земельного участка с нанесением ситуации, или обновления существующих планов и карт.

Точки теодолитного хода и ситуации наносятся на лист бумаги или на электронный план в виде координат этих точек. Перед определением координат производится обработка журнала полевых работ. Определяются средние измеренные углы, погрешности измерений. Рассчитываются приращения координат и определяется погрешность в приращениях координат.

Общие теоретические сведения

Лабораторная работа выполняется в камеральных условиях. Исходными данными являются материалы полевых измерений. Перед выполнением лабораторной работы из полевых журналов «Теодолитная съемка» и «Техническое нивелирование» в ведомость вычисления координат выписываются данные измерения углов и длин линий, а в ведомость технического нивелирования – средние превышения, длины линий и углы наклона поверхности Земли.

При обработке ведомости вычисления координат выделяются этапы:

1. определяется угловая невязка, сравнивается с допустимой. При положительных результатах распределяется на все углы поровну. Рассчитываются дирекционные углы.

2. определяются приращения координат. Суммарная алгебраическая сумма сравнивается с допустимой, если она находится в пределах допустимой, то распределяется пропорционально длинам линий на все приращения.

Затем вычисляют координаты точек теодолитного хода и ситуации.

При обработке ведомости технического нивелирования можно выделить следующие этапы:

1. алгебраическая сумма отсчетов сравнивается с алгебраической суммой превышений и с удвоенной алгебраической суммой средних превышений. Если соблюдается равенство, переходят к следующему этапу;

2. определяется невязка средних превышений и сравнивается с допустимой. Если она меньше допустимой, то невязка распределяется на средние превышения поровну.

Далее определяют высоту пикетов, иксовых, плюсовых и промежуточных точек. Вычисление координат производится в специальной ведомости (табл.9.1).

Таблица 9.1

Ведомость вычисления координат замкнутого теодолитного хода

Порядок обработки ведомости вычисления координат:

1. В ведомость из журнала измерения горизонтальных углов выписывают средние углы.

2. Вычисляют угловую невязку по формулам:

а) замкнутый ход:

; (9.1)

б) разомкнутый ход:

(9.2)

(9.3)

в) диагональный ход:

; (9.4)

, (9.5)

где - соответственно, сумма измеренных внутренних правых или левых по ходу углов;

- соответственно дирекционный угол начальной и конечной стороны;

n – количество углов в ходе, в том числе примычные (рис. 9.1);

N – число сторон диагонального хода.

Если угловая невязка удовлетворяет условию то она считается допустимой и распределяется поровну на все углы с обратным знаком.

3. По исправленным горизонтальным углам и дирекционному углу начальной стороны вычисляют дирекционные углы последующих сторон.

Рис. 9.1. Измерение углов: а – левых по ходу от точки 1 к точке 5; б – правых; _прим – примычный угол;  на правление хода

Правые по ходу углы:

(9.6)

(9.7)

Левые по ходу углы:

(9.8)

Если при вычитании 180⁰ получается отрицательный угол, то необходимо к результату прибавить 360⁰.

Контролем правильности вычисления дирекционных углов служат дирекционные углы начальной или конечной стороны замкнутого или разомкнутого хода соответственно.

4. По вычисленным дирекционным углам и горизонтальным проложениям линий теодолитного хода вычисляют приращение координат по формулам:

. (9.9)

Приращения координат вычисляются с точностью 0,01 м.

5. Если значения cos и sin дирекционного угла определяются по пятизначным таблицам, то предварительно определяются румбы (r). Связь дирекционных углов и румбов приведена на рис. 9.2. По румбам определяют значения x и y:

. (9.10)

Рис. 9.2. Связь румбов и дирекционных углов

6. По полученным приращениям вычисляют невязки координат:

а ) замкнутого хода:

(9.11)

б) разомкнутого хода:

, (9.12)

где x_н, x_к, у_к, у_н – соответственно координаты начальных и конечных точек хода.

Затем вычисляют абсолютную и относительную невязки теодолитного хода:

(9.13)

где Р - суммарная длина всего теодолитного хода (периметр).

Относительная невязка считается допустимой, если она не превышает 1:2000 при благоприятной для измерений линий местности, 1:1000 - 1:1500 - при неблагоприятной.

Допустимые невязки f_х и f_у распределяют на все приращения пропорционально длинам линий с обратным знаком.

Сумма приращения координат со знаком плюс и минус равна:

Относительная невязка или

.

Относительная невязка меньше 1/1000, что удовлетворяет условию, поэтому невязки и распределяем пропорционально длинам линий с обратным знаком.

Для этого определяем поправку на единицу длины хода:

, где 846,53 - сумма горизонтальных проложений (периметр).

Поправка для каждой из сторон равна:

В сумме поправка должна быть равна 0,44, поэтому из поправки одной стороны отнимем 0,01 (к примеру, от ) и . Невязка распределяется таким же способом. В данном примере из-за малой величины распределим ее с обратным знаком на длинные стороны.

Координата точки 2 будет равна координате точки 1 (условная или опорная точка), плюс-минус приращения координат.

В рассмотренном примере