- •Передмова
- •Предмет геодезії
- •1.1. Загальні відомості про геометричне нівелювання ні і IV класів
- •1.1.1. Призначення державної нівелірної мережі
- •1.1.2. Класифікація державної нівелірної мережі
- •1.1.4. Складання проекту нівелірної мережі
- •1.1.5. Нівелірні знаки
- •1.2.2. Головні вимоги до нівелірних рейок
- •1.2.4. Будова, перевірки та дослідження нівелірів з компенсаторами
- •1.2.5. Електронні цифрові нівеліри. Тотальні нівелірні станції
- •1.2.6. Перевірки та дослідження нівелірних рейок
- •1.2.8. Дослідження руху фокусувальної лінзи
- •Фокусувальної лінзи
- •1.3. Виконання нівелювання III та IV класів. Похибки та точність нівелювання
- •1.3.1. Послідовність роботи на станції під час нівелювання III класу
- •1.3.2. Послідовність роботи на станції під час нівелювання IV класу
- •1.3.3. Похибки нівелювання. Їхнє зменшення та усунення
- •1.3.4. Точність нівелювання III, IV класів
- •1.4. Зрівноваження нівелірних ходів та мереж
- •1.4.1. Зрівноваження висот окремого нівелірного ходу
- •1.4.2. Зрівноваження нівелірної мережі з однією вузловою точкою
- •1.4.3. Зрівноваження перевищень нівелірних мереж методом еквівалентної заміни
- •1.4.4. Зрівноваження висот нівелірних мереж методом еквівалентної заміни
- •1.4.6. Зрівноваження нівелірної мережі порівнянням нев'язок суміжних ходів
- •1.4.7. Зрівноваження нівелірної мережі методом в.В. Попова
- •11.1.12. Виведення формули поперечної похибки полігонометричного ходу з попередньо ув'язаними кутами
- •11.2.2. Виконання лінійних вимірювань підвісними мірними приладами
- •11.2.4. Розрахунок допусків на окреме джерело похибок лінійних вимірів
- •11.3. Кутові вимірювання у полігонометрії
- •11.3.4. Будова оптичних та електронних теодолітів та тахеометрів
- •Перелік робочих функцій клавіш
- •11.3.5. Перевірки теодолітів
- •11.3.6. Вимірювання горизонтальних кутів способом кругових прийомів
- •Журнал вимірювання кутів способом кругових прийомів (опрацювання без урахування "затягування" лімба)
- •11.3.9. Джерела похибок вимірювання горизонтальних кутів
- •11.3.12. Похибка редукції
- •11.3.13. Похибки центрування теодоліта
- •11.3.16. Інструментальні (приладні) похибки
- •11.3.17. Вплив зовнішнього середовища на вимірювання горизонтальних кутів
- •11.4. Попереднє опрацювання результатів польових вимірювань у полігонометрії
- •11.4.2. Редукування довжин ліній на рівень моря і на площину Гаусса-Крюгера
- •11.4.4. Оцінка точності лінійних вимірювань за результатами польових робіт
- •11.4.5. Оцінка точності кутових вимірювань за результатами польових робіт
- •11.5.9. Лінійна геодезична засічка
- •11.6. Світловіддалемірна полігонометрія. Основи теорії й практики світловіддалемірних вимірювань
- •11.6.9. Перевірки світловіддалеміра ст-5
- •Журнал вимірювання с/в "Блеск"
- •11.7. Оптично-віддалемірна полігонометрія
- •11.7.3. Віддалеміри подвійного зображення
- •11.7.4. Суть паралактичної полігонометрії
- •Коефіцієнти умовних рівнянь
- •Строгим методом
- •111.1. Будова та принцип роботи геодезичних супутникових систем
- •111.1.2. Найважливіші відомості про будову глобальних навігаційних систем
- •Кількісні значення похибок
- •111.1.5. Основні відомості про параметри орбіт супутників
- •111.1.7. Структурна схема геодезичного супутникового приймача
- •111.2.1. Технології gps-вимірювання
- •Орієнтовна тривалість спостережень у статичному режимі
- •111.2.8. Робота у режимі "кінематика"
- •111.3.2. Системи координат, що використовуються у космічній геодезії
- •III.3.4. Складання робочого проекту
- •111.3.5. Підготування комплексу приладів до польового вимірювання
- •Init mode
- •Фактори збурення орбіт супутників
- •111.4.4. Вплив іоносфери
- •Ill.4.5. Вплив тропосфери
- •Ill.4.6. Багатошляховість
- •Ill.4.7. Інструментальні джерела похибок
- •111.4.8. Геометричний фактор
- •IV. 1.1. Топографічні плани та карти
- •IV. 1.5. Обґрунтування масштабу знімання
- •IV.2. Робочі (знімальні) мережі великомасштабного топографічного знімання
- •IV.2.3. Аналітичні мережі (польові роботи)
- •IV.2.6. Розрахунок планової точності та допустимої довжини мензульного ходу
- •Параметри допустимих мензульних ходів під час великомасштабного знімання
- •Допустимі параметри теодолітних ходів для різних масштабів знімання, які прокладаються
- •IV.2.10. Тригонометричне нівелювання для створення висотної знімальної основи
- •IV.2.11. Вимірювання зенітних віддалей. Вертикальна рефракція
- •IV.3.1. Виконання аерофотознімання
- •IV.3.2. Складання накидного монтажу. Оцінка якості аерофотознімання
- •IV.3.4. Прив'язування знімків
- •IV. 3.6. Маркування розпізнавальних знаків
- •IV.3.7. Планове підготування аерознімків
- •IV. 3.8. Висотне підготування аерознімків
- •IV. 3.11. Трансформування знімків
- •IV.3.12. Складання фотопланів
- •IV. 3.13. Складання графічних планів
- •IV.4.1. Встановлення мензули над точкою
- •IV. 6.1. Цифрова аерознімальна система
- •Основні технічні характеристики цифрової аерознімальної системи ads40
- •IV.6.3. Цифрові аерознімальні комплекси із лазерним скануванням
- •V.1. Автоматизація топографо-геодезичних робіт
- •V.1.7. Електронна тахеометрія
- •V. 1.8. Автоматичні координатографи
- •V.1.10. Наземні лазерні сканери
- •Технічні характеристики сканера hds 3000
- •V.2. Цифрові плани та карти
- •V.2.9. Сканування фотознімків
- •V. 2.10. Цифрові фотокамери
- •V.2.11. Цифрові фотограмметричні станції
Строгим методом
и о |
Кути повороту (ліві) (3 |
Дирекцій-ні кути ОС |
Виміряні довжини S, м |
Зрівноважені довжини S3e,M |
Прирости координат (наближені) |
Зрівноважені прирости координат |
||
О 1 II |
О t Н |
Ах = S cos a |
Ду = 5е sin а |
S„cosa, |
SMsmae |
|||
і |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
37 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10138 46 |
|
|
|
|
|
|
|
-2 |
|
|
|
|
|
|
|
38 |
104 12 45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
+6,5 |
+6,5 |
-2,8 |
|
|
|
|
|
|
-2 |
25 51 29 |
423,678 |
423,6752 |
+381,258 |
+184,784 |
+381,249 |
+184,795 |
98 |
18132 13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
+4,3 |
+10,8 |
2.5 |
|
|
|
|
|
|
-2 |
27 23 40 |
366,123 |
366,1205 |
+325,066 |
+168,458 |
+325,055 |
+168,474 |
99 |
174 18 00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
+2,4 |
+ 13,2 |
-2,8 |
|
|
|
|
|
|
-2 |
2141 38 |
412,725 |
412,7222 |
+383,493 |
+152,563 |
+383,481 |
+152,586 |
100 |
188 17 49 |
|
|
|
|
|
|
|
|
+0.3 |
+13,5 |
-1,7 |
|
|
|
|
|
|
-2 |
29 59 25 |
248,645 |
248,6433 |
+215,354 |
+124,286 |
+215,344 |
+124,299 |
101 |
173 28 42 |
|
|
|
|
|
|
|
|
-1.0 |
+12,5 |
-1,4 |
|
|
|
|
|
|
-2 |
23 28 05 |
207,548 |
207,5466 |
+190,380 |
+82,653 |
+190,374 |
+82,664 |
102 |
180 02 40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
-2,0 |
+10,5 |
-1,1 |
|
|
|
|
|
|
-2 |
23 30 43 |
156,267 |
156,2659 |
+143,293 |
+62,341 |
+143,289 |
+62,348 |
303
Розділ II
|
|
|
|
|
Продовження табл. II. 8.3 |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
8 |
9 |
103 |
184 15 11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
-2,8 |
■+■7,7 |
-1,0 |
|
|
|
|
|
|
-3 |
27 45 52 |
138,117 |
138,1160 |
+122,216 |
+64,478 |
+122,213 |
+64,482 |
104 |
178 42 31 |
|
|
|
|
|
|
|
|
-3.6 |
+4.1 |
-0,7 |
|
|
|
|
|
|
-3 |
26 28 20 |
107,485 |
107,4843 |
+96,215 |
+47,913 |
+96,213 |
+47,915 |
40 |
123 08 12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4,1 |
0.0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
329 36 29 |
|
|
|
|
|
|
41 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Кінцеві (точні) координати |
|
|
|
Формули допоміжного обчислення |
|||||
хт |
YT |
||||||||
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
+212,421 |
+7835,154 |
0 |
-1262 |
1592644 |
|||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
+593,670 |
+8109,949 |
+424 |
-838 |
702244 |
|||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
+908,725 |
+8188,423 |
+790 |
^68 |
219024 |
|||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
+1302,206 |
+8341,099 |
+1203 |
-59 |
3481 |
|||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
+1517,550 |
+8465,308 |
+1451 |
+189 |
35721 |
|||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
+1707,924 |
+8547,972 |
+1659 |
+397 |
157609 |
|||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
+1851,213 |
+8610,320 |
+1815 |
+553 |
305809 |
|||||
304
Планові геодезичні мережі
Закінчення табл. II.8.3
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
+1973,426 |
+8674,802 |
+1953 |
+691 |
477481 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+2069,639 |
+8722,717 |
+2060 |
+799 |
638401 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11.8.9. Суть параметричного методу зрівноваження геодезичних мереж
Рис.
11.8.6. До
пояснення
суті
зрівноваження
лінійної
засічки
параметричним
методом
305
Розділ II
Під час параметричного зрівноваження параметрами зазвичай приймають саме координати пунктів, які потрібно визначити. Отже, у нас це ХР та YP. Проте для визначення координат пункту Р достатньо виміряти дві віддалі, наприклад, dx та d2 . Отже, в нашому прикладі два надлишкові виміри с/3 та d4.
Зв'язок виміряних віддалей з координатами пункту Р можна записати в такому вигляді:
di = Щ -ХР)2+ & - YP)2]1/2 . (П.8.69)
Таких рівнянь відповідно до рис. П.8.6 можна записати чотири. Оскільки
невідомих величин тільки дві -ХР та YP, то задача має шість розв'язків.
Справді, можливі шість комбінацій по дві лінії. Тому отримаємо по шість
значень ХР та YP.
Потім достатньо визначити середнє вагове з них. Проте зрівноваження виконується іншим способом: за двома довільними лініями знаходять наближене значення координат ХР t&Yp, а потім визначають найімовірніші поправки до наближених координат. Розглянемо цей метод детальніше.
У загальному вигляді (під час зрівноваження деякої кількості t параметрів) вираз (П.8.69) запишеться так:
(П.8.70)
де Tt - зрівноважені значення шуканих параметрів (координат); dj-зрівноважені значення виміряних величин (у нашому випадку ліній).
Рівняння системи (П.8.70) називають параметричними рівняннями зв'язку.
Замінивши зрівноважені значення di на виміряні dt з шуканими поправками V,, матимемо:
d,=d,+V,. (II.8.71)
Далі із системи (П.8.70) та (П.8.71) знайдемо формули для визначення поправок v;-:
У!=вд,г2,...,7;)-4
v2=F2(Tl,T2,...,Tt)-d2
(П.8.72)
306
Планові геодезичні мережі
Рівняння
(ІІ.8.72) називають рівняннями
поправок у загальному вигляді. Задача
зрівноваження складається із знаходження
поправок v;-
(/=
1, 2,
...,
п)
та параметрів
Для розв'язання системи (ІІ.8.72) приведемо функції Ft до лінійного вигляду, розклавши їх у ряд Тейлора, обмежившись першими членами розкладу. Це можливо, якщо попередньо відомі наближені значення параметрів
Ті
. У
нашому прикладі, як уже відзначалося,
за наближені значення параметрів
можна
прийняти значення координат, визначені
за однією парою виміряних віддалей.
Тоді:
(ІІ.8.73)
Позначимо
часткові
похідні
Тоді отримаємо систему (II.8.72) в лінійному вигляді:
(И.8.74)
Оскільки
відомі значення виміряних величин dt
та
наближені значення
параметрів
,
тобто відомі функції
то,
останні два члени
рівняння (П.8.74) приймемо як вільні члени:
(П.8.75)
Підставивши вирази (П.8.74) та (П.8.75) в (ІІ.8.72), одержимо параметричні рівняння поправок у лінійному вигляді:
V] = aj87j + 6,5Г2 + ■•• + txbTt +/,з вагою Рх
V-, =а-,8Т, + Ь-,ЬТ-, +... + ґт8Г, +U звагою В,
(II. 8.76)
v„ = а„57] + Ь„ЬТ2 +... + tnbTt + /„ з вагою Рп Як відомо, істинна похибка вимірювання А; характеризується тією самою вагою, що й результат вимірювання, тільки поправка v, = -А,, тому можна вважати, що будь-яка поправка V, в системі рівнянь (П.8.76) має вагу, яка дорівнює вазі відповідного виміру d,, який знаходять за формулою
307
Розділ II
Р^/щ2, (ІІ.8.77)
де \і - середня квадратична похибка одиниці ваги; щ— середня квадратична похибка результатів вимірювання.
Проте система (II.8.76) має нескінченну множину розв'язків, оскільки маємо п рівнянь та (n+t) невідомих. Тому застосуємо принцип найменших квадратів і позначимо
(ІІ.8.78)
Для визначення мінімуму функції Ф необхідно знайти похідні цієї функції за всіма аргументами v;, тобто за 8Г , та прирівняти їх до нуля.
Часткова похідна функції Ф за першим параметром 87J буде мати вигляд:
(П.8.79)
Звідси отримаємо
(П.8.80)
Далі визначимо часткову похідну функції Ф за другим параметром ЬТ2 :
(П.8.81)
За аналогією знайдемо часткові похідні за всіма параметрами 8Tj, та, ввівши позначення Гаусса, запишемо:
(II.
8.82)
Система (II.8.82) є системою нормальних рівнянь розміром txt, симетричною щодо діагоналі D D'. На цій діагоналі розташовані квадратичні коефіцієнти, які завжди додатні. Неквадратичні коефіцієнти розміщені симетрично відносно головної діагоналі.
308
Планові
геодезичні
мережі
Розв'язавши систему нормальних рівнянь (ІІ.8.82), знайдемо поправки 5Г до попередніх (наближених) значень шуканих параметрів та отримаємо
зрівноважені значення параметрів (координат). Потім знайдені значення 5Tj підставимо в систему рівнянь поправок (ІІ.8.76). Визначимо поправки у виміряні величини di і, нарешті, знайдемо зрівноважені значення довжин di за (ІІ.8.71).
11.9. Зрівноваження полігонометричних мереж
11.9.1. Зрівноваження полігонометричної мережі, що збігаються в одну вузлову точку
Найпростішою полігонометричною мережею є мережа із трьох ходів, що сходяться в одну вузлову точку. Раніше була розглянута висотна мережа, яка також складалася із трьох нівелірних ходів, що збігались в одну вузлову точку. Проте раніше ми визначали зрівноважене значення висоти вузлової точки. У цьому випадку ми повинні визначити зрівноважені значення координат вузлової точки.
Рис. 11.9.1. Схема полігонометричної мережі із трьох ходів, що збігаються в одну вузлову точку
В основу такого зрівноваження, як у разі визначення висот, так і у разі визначення координат вузлової точки чи дирекційних кутів ліній, що виходять із цієї точки, покладено ваги ходів. Проте зрівноваження полігонометричних мереж має певні особливості, й ми детально його розглянемо.
309
Розділ II
До того ж зауважимо, що на виробництві зрівноважують полігоно-метричні мережі окремо (окремо кути, окремо прирости координат), тобто використовують наближені методи. Тільки для зрівноваження окремих ходів застосовують строгі методи. Якоюсь мірою це правильно, оскільки координати вузлових точок визначають як середні вагові, тобто як зрівноважені.
Нехай маємо полігонометричну мережу, зображену на рис. П.9.1. Формули для визначення ваг дирекційних кутів та приростів координат записані на рисунку. Зрівноваження будемо виконувати у такій послідовності:
1. Спочатку визначимо середнє вагове значення дирекційного кута однієї з ліній, що виходить із вузлової точки М . Візьмемо лінію MN і визначатимемо
її
дирекційний кут
.
Ваги дирекційних кутів Ра.
обернено
пропорційні
до кількості кутів (у ході). Врахуємо, що в ходах вимірювались ліві кути, і крім того, для ходу 1 кількість кутів дорівнює «] +1 («j - кількість ліній цього ходу);
межуючий
кут цього ходу Pj.
Для ходу 2 визначається не
,
а
(обернений
дирекційний кут); під час визначення
останнім
вико-
ристовується
кут Р3>
ДО51
Х°ДУ
2 кількість кутів дорівнює кількості
ліній пг
цього
ходу. Для ходу 3 межуючим є сумарний кут,
що дорівнює
.
Отже,
середнє
вагове значення дирекційного кута
визначимо
за формулою
(П.9.1)
2. Знайдемо кутові нев'язки ходів
3. Виміряні кути Р, виправляються поправками. Суми поправок у кути
будь-якого ходу повинні дорівнювати нев'язці цього ходу, взятій з оберненим знаком:
310
Планові
геодезичні
мережі
4. Переходимо до зрівноваження координат. Розглянемо зрівноваження тільки абсцис. Зрівноваження ординат виконується аналогічно. Знайдемо середнє вагове значення абсциси точки М. Ваги ходів обернено пропорційні до довжини ходів.
(ІІ.9.3)
5. Після визначення Xм та YM вузлової точки мережа розділяється на три незалежні ходи, які врівноважуються окремо строгим або спрощеним методом.
11.9.2. Зрівноваження полігонометричної мережі способом послідовних наближень
Рис. 11.9.2. Полігонометрична мережа з п'яти ходів, що створюють дві вузлові точки
Розглянемо такий спосіб на конкретному прикладі. Припустимо, ми маємо мережу з п'яти ходів, що створюють дві вузлові точки М та N (див. рис. ІІ.9.2). Необхідно знайти ймовірні координати точок М та N способом послідовних наближень. Для стислості будемо виконувати визначення тільки Хм та XN. Ординати YM та YN знаходять аналогічно. Припустимо, що Хм та XN вже знайдені. Тоді для кожного ходу можна скласти рівняння похибок. Цим рівнянням припишемо ваги як величини, обернені до довжини ходів.
311
Розділ II
XM-(xA-[AX\) = Vx XM-(XB+[AX]2) = V2 XM-(XN-[AX\) = V3} XN-(XC-[AX]4) = V4
XN-(XD+[AX]5) = V5
Як відомо, коли ці рівняння розв'язувати за додаткової умови [PFF] = min, то це приведе до нормальних рівнянь, які у скороченому вигляді при двох невідомих (Хм та XN) запишуться так:
(11.9.5)
У (ІІ.9.5) щ - коефіцієнти при першому невідомому (при Хм); у рівняннях похибок (ІІ.9.4), тобто at = 1; своєю чергою, bt- коефіцієнт при другому невідомому (приХд,); у цих самих рівняннях похибок (П.9.4) bt= 1. Відомі частини рівнянь похибок, взяті в круглі дужки, позначені /,. Наприклад,
-
ваги
ходів.
Підставимо в перше нормальне рівняння системи (ІІ.9.5) значення at та /, і запишемо це рівняння в розгорнутому вигляді. Отримаємо:
(П.9.6)
Розв'яжемо (ІІ.9.6) відносно невідомого Хм . Матимемо:
(ІІ.9.7)
(ХА-[ЬХ\)-Рх+(ХВ+[ЬХ]2\Р2+{ХМ-[АХ\)-Рг
Аналізуючи (П.9.7), зауважимо, що Хм знаходять як середнє вагове з
трьох ходів, які збігаються в одну вузлову точку. Аналогічне рівняння ми вже отримали раніше під час зрівноваження мережі з однією вузловою точкою (рівняння ІІ.9.3). Тому для знаходження ймовірної абсциси точки N-XN запишемо аналогічно:
(хс-[АХ]4)-Р4+(х0+[АХ]5)Р5+(хм+[АХ]г)Рі
(П.9.8)
312
Планові геодезичні мережі
Розглядаючи (II.9.7) та (ІІ.9.8), бачимо, що в цих рівняннях невідомі (тобто Хм та XN) є в лівій та у правій частинах. Тому їхнє безпосереднє розв'язання неможливе. Але ці рівняння можна розв'язати методом наближень (ітерації). Щоб знайти значення абсциси цієї точки з першого наближення Хмх,
підставимо у (П.9.7) замість невідомого XN наближену абсцису цієї точки, знайдену з ходу 4 (можна з ходу 5):
(П.9.9)
Тоді, розв'язавши (П.9.7), знайдемо Хт - значення абсциси точки М з першого наближення.
Далі,
у рівняння (ІІ.9.8) підставимо ХМ],
знайдемо
Хт,
тобто
визначимо XNl
з
першого наближення. Маємо Хт
та
Хт
з
першого наближення. Переходимо до
другого наближення. Для обчислення ХМ2
в
(П.9.7) підставляємо
значення XNl,
а для обчислення XN2
підставляємо
в (11.9.8)
ХМ2
■ Достатньо
3-4 наближень. Коли
,
а
,
тобто коли
значення абсцис в останньому і -му наближенні такі самі, як і в попередньому (і -1) наближенні, ітерацію зупиняють.
Аналогічно знаходять кінцеві ординати цих точок YM та YN. Після цього
мережа розпадається на п'ять незалежних ходів, кожний з яких врівноважується, як звичайно.
11.9.3. Зрівноваження полігонометричної мережі методом еквівалентної заміни
Розглянемо, як урівноважуються цим методом горизонтальні кути. Прирости координат врівноважуються аналогічно.
Нехай маємо мережу з п'яти ходів із двома вузловими точками, показану на рис. П.9.3. Дужками на рисунку показано горизонтальні кути.
На вузлових точках М та N вибрані напрямки (М - М') та (N - N'),
•~ • • (М) (N)
шукані дирекщині кути яких позначені ocv ' та tf '.
В усіх ходах мережі виміряні ліві кути, якщо рухатися від вихідних тріангуляційних пунктів (показаних на рисунку трикутниками) у напрямку до вузлових точок М або N. Ваги ходів обчислені як величини, обернені до кількості кутів у ходах:
(П.9.10)
313
Розділ II
Суми виміряних кутів [(З]. також показані на рисунку. Замінимо ходи 1 та
2 еквівалентним ходом. За визначенням вага еквівалентного ходу дорівнює сумі
ваг ходів, які замінені еквівалентним ходом:
(П.9.11)
Під
час зрівноваження далі будемо дотримуватися
такої послідовності: 1.
Визначимо дирекційний кут
лінії
(М - М')
з
еквівалентного
ходу 1,2:
(П.9.12)
Р1+Р2 У (ІІ.9.12), оскільки виміряні ліві кути (див. рисунок), то:
2. Знайдемо кількість кутів в еквівалентному ході 1,2. Відповідно до (П.9.10) маємо:
3. Знайдемо значення дирекційного кута лінії (N - N') з трьох ходів, тобто з першого, другого (точніше, з еквівалентного) та третього ходу:
«і,2 з = «і? + [Рз ] -180- (/і +1),. (П.9.14)
314
Планові геодезичні мережі
4. Визначимо кінцеве значення дирекційного кута лінії (N — N') з усіх ходів (з еквівалентного, третього, четвертого та п'ятого):
(П.9.15)
ДЄ
(ІІ.9.16)
5. Маючи
кінцеве (найточніше) значення дирекційного
кута а' ' лінії
[N
-
N'),
можемо
надалі знайти кутові нев'язки
та
у
ходах 4 та 5:
(ІІ.9.17)
(ІІ.9.18)
6. Підрахуємо сумарну кутову нев'язку, що припадає на еквівалентний та третій ходи:
(П.9.19)
7.Розділимо
цю нев'язку і підрахуємо окремо нев'язки,
що припадають на еквівалентний
та третій ходи. Нев'язка
припадає
на кількість кутів
(w + l)j 2 +(п■'+1)3. Звідки неважко здогадатися, що:
(ІІ.9.20)
(П.9.21)
Формула
(П.9.21) визначає нев'язку у третьому ході.
Знаючи
,
кути
третього ходу, можна зрівноважувати, вводячи поправки у виміряні кути, як в окремому, незалежному ході. Формула (ІІ.9.20) визначає нев'язку еквівалентного ходу 1, 2.
8. Оскільки завжди кутову нев'язку можна знайти, як різницю між попереднім (наближеним) значенням й остаточним (кінцевим) значенням дирекційного кута, то для еквівалентного ходу 1, 2 запишемо:
(ІІ.9.22)
315
Розділ II
9. Розв'язуючи рівняння (П.9.22) щодо невідомого сс , отримаємо формулу для обчислення кінцевого значення дирекційного куга лінії
(П.9.23)
Значення fa визначаємо за (ІІ.9.20), а значення а| 2' - за формулою (ІІ.9.12). Праві члени формули (П.9.23) відомі. Отже, за (П.9.23) знайдемо
сс ' - кінцеве значення дирекційного кута лінії М - М .
10. Знайдемо, нарешті, нев'язки в початкових ходах 1 та 2:
(П.9.24)
(П.9.25)
У результаті виконання дій задана мережа розділена на п'ять незалежних ходів з відомими кутовими нев'язками, кожний з ходів врівноважується як незалежний.
11.9.4. Зрівноваження кутів полігонометричної мережі методом професора В.В. Попова
Як вже відзначалося, професор В.В. Попов удосконалив наближений метод зрівноваження порівнянням нев'язок суміжних полігонів. Зрозуміло, що такий метод (метод порівняння нев'язок) придатний як для зрівноваження висотних, нівелірних мереж, так і для зрівноваження теодолітних та полігонометричних мереж. Удосконалення В.В. Попова привели до створення ним строгих методів зрівноваження геодезичних мереж. Метод В.В. Попова дає змогу, насамперед, підрахувати кількість кутів у ходах межуючих полігонів. На рис. П.9.4 показана мережа з трьох полігонів. Хід A-D є суміжним з першим та третім полігонами. Виникає запитання: скільки у цьому ході кутів? В.В. Попов міркував приблизно так: кут створюється двома напрямками; але кожна лінія ходу також має два напрямки: прямий та зворотний. Кут при точці А в першому полігоні двома напрямками входить в полігон І і, одночасно, одним напрямком (напрямок AN ) в полігон III. Напрямок NA - другий напрямок цієї лінії. Отже, напрямки AN та NA також можна розглядати як кут. Тому у суміжних ходах стільки кутів, скільки ліній.
Справді, два напрямки AN та NA створюють один кут, а інші два напрямки -Ж>та DN - другий кут. Отже, в ході AD два суміжні кути, в ході BD (абоDB) один - суміжний кут. У ході CD (абоDC) два суміжні кути. Це,
316
Планові геодезичні мережі
здавалося б, просте міркування, дає змогу складати нормальні рівняння корелат безпосередньо на основі схеми мережі і виконати строге зрівноваження кутів.
Позначимо корелати - поправки в один кут першого полігона/Tj, в один кут другого полігона К2, третього полігона К^. Тоді можемо записати:
+1КХ-К2-2К3 -30' = 0
(П.9.26)
-2КХ
-2К2
+ 6К3+24"
= 0\ Розв'язавши
цю систему, знайдемо корелати Кх
=
(+4"), К2
=
(+2), Кг
= (-2).
Зовнішні ходи отримають поправки,
відповідно, в першому полігоні (+4),
у другому - (+2), у третьому - (-2). Кут А
в
полігоні І (два напрямки кута входять
в полігон І, одночасно один із цих
напрямків входить в полігон III)
одержить
поправку
Кут А у полігоні III: Аналогічно, у точці В . Полігон І: Полігон II:
317
Розділ II
Так само у точці С , полігон II:
Полігон
III:
Знайдемо поправки у кути в точці N.
На ланку AD :
На
ланку DA
:
Визначимо поправки у кути при точці М .
На ланку CD:
На
ланку DC:
Залишається знайти поправки на три кути при точці D.
Кут у точці D у полігоні І:
Кут у точці D у полігоні II:
Кут
у точці D
у
полігоні
III:
Контроль правильності обчислення поправок: \Vt ] = -fa .
11.9.5. Зрівноваження приростів координат полігонометричних мереж методом професора В.В. Попова
Нехай маємо ту саму мережу з трьох полігонів. У прямокутних рамках подано нев'язки полігонів fx та fY у метрах. У кружках подано довжини ходів
у кілометрах.
(х) їх) (х) Позначимо jSTj , Щ , Щ - поправки у прирости абсцис АХ на 1 км
(у)
ходу відповідно для першого, другого та третього полігонів. Аналогічно Щ ,
(Y) (Y)
(ІІ.9.27)
К\ , КІ — поправки у прирости ординат AY також на 1 км ходу. Складемо нормальні рівняння корелат для зрівноваження приростів АХ
318
Планові геодезичні мережі
Нормальні рівняння корелат для зрівноваження приростів AY будуть відрізнятися тільки вільними членами та позначеннями корелат
AK.\Y) - К{/] - 0, №% ) + 0,22 = 0
(П.9.28)
Розв'язавши системи рівнянь (ІІ.9.27) та (П.9.28), знайдемо поправки
, КУ";, К^"' та КУ ', КУ ', КУ ' у прирости абсцис та ординат на 1 км
зовнішніх ходів мережі. Поправки у прирости координат на окремі ходи обчислюють у відомості (табл. П.9.1). У цій відомості подані буквені вирази для визначення поправок на окремі ланки (ходи), з яких складаються полігони.
У відомості позначено відповідно щ , п2, щ - довжини зовнішніх ходів (ланок) АВ, ВС та СА у кілометрах; пх 3, «21 > пгі ~ довжини суміжних ланок
AD, BD, CD в кілометрах. У стовпчики 2 і 3 вписують числові значення поправок у метрах.
Контроль
правильності введення поправок у
прирости координат виконується
за сумами поправок в окремі ходи, що
створюють полігони: суми цих
поправок повинні дорівнювати відповідним
нев'язкам
та
цих
полігонів, взятих з оберненими знаками.
319
Розділ II
Таблиця П.9 Л Відомість обчислення поправок у прирости координат на окремі ходи (ланки)
11.9.6. Оцінка точності полігонометричних ходів та мереж за результатами зрівноваження
Раніше, під час попереднього опрацювання результатів польових вимірювань, ми виконували оцінку точності лінійних та кутових вимірювань полігонометрії за нев'язками, тобто за результатами польових робіт. Проте достовірнішою є оцінка точності кутових та лінійних вимірювань за результатами зрівноваження на основі поправок у кути Va. та лінії Vs..
Для оцінки точності зрівноважених кутів та ліній скористаємося узагальненою формулою Бесселя. Для кутів:
Для ліній:
(П.9.30)
де л - кількість усіх ходів; к- кількість вузлових точок. Різниця (n — к) дає кількість надлишкових вимірювань у мережі. При цьому, як відомо, кути
320
Планові геодезичні мережі
вважаються
рівноточними, а лінії - нерівноточними.
Ваги ліній можна визначити за
формулою
якщо похибки ms відомі. В іншому разі для визначення ваг оцінюваних величин необхідно кожну з них подавати у вигляді функції результатів вимірювання
Тоді вагу Pt знайдемо за відомою формулою
іЧІ-, (ІІ.9.31)
ddt)Pd
Оцінку точності результатів вимірювань за результатами зрівноваження вважають надійнішою, тому що на таку оцінку впливають як випадкові, так і систематичні похибки вимірювань, тоді як на нев'язки, отримані за результатами польових вимірювань, часто не впливають або менше впливають деякі систематичні похибки, характерні для усього масиву кутових та лінійних вимірювань.
321
РОЗДІЛ
III.
ПРОСТОРОВІ
СУПУТНИКОВІ
МЕРЕЖІ
(ОСНОВИ
СУПУТНИКОВОЇ
ГЕОДЕЗІЇ)
