Ф ГБОУ ВО « Курганская государственная сельскохозяйственная академия им. Т.С. Мальцева»

Агрономический факультет

Кафедра землеустройства земледелия почвоведения и агрохимии

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению курсовой работы дисциплины «Геодезия»

по теме: Составление топографических планов по материалам съемок.

КГСХА 2017 г.

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Геодезия», ее понятия, теоретические и практические положения для студентов, обучающихся по направлению «Землеустройство и земельный кадастр», являются основой при изучении ряда специальных дисциплин и в дальнейшем служат фундаментом профессиональной деятельности.

Курсовая работа на тему «Составление топографических планов по материалам съемок» является для студентов 2-го курса завершающим этапом изучения дисциплины «Геодезия».

Целью выполнения курсовой работы является развитие навыков самостоятельной работы студентов при изучении вопросов выполнения геодезических съемок, а также обработки геодезических данных при построении геодезической основы для производства топографических съемок, земельно-кадастровых работ.

Курсовая работа по содержанию состоит из двух частей: расчетной и графической. При этом цикл выполнения условно разделен на отдельные задания. В каждом задании рассматриваются общие теоретические положения, излагается порядок его выполнения, приводятся отдельные примеры.

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ

Пояснительная записка выполняется на стандартных листах формата

А 4 (297 х 210) в печатном виде или вручную (черными чернилами) оформленных в соответствии с общими требованиями «Стандарта предприятия» указания для оформления текстовых и графических документов. Работа должна содержать титульный лист, лист с заданием, содержание, необходимые графические и расчетные материалы (см приложения). Каждый лист графического и текстового документа должен иметь обрамляющую рамку (приложение А). Титульный лист, без основной надписи (приложение Б), лист с содержанием (приложение В), оформление последующих листов (приложение Г), основная надпись по форме (см. приложение Д), лист с заданием (приложение Е) . Заголовки разделов, планов и схем следует выполнять шрифтом прописными буквами. Все записи выполнять аккуратно, разборчиво без помарок. Каждый рисунок и таблицу необходимо подписать, присвоив им номер по порядку, согласно расположения и названия.

Формулы, которые используют для расчета представить в буквенной форме с присвоенным номером и сами вычисления. План выполнять на листе ватмана формата А3 или А2 черной ручкой.

Раздел 1 содержит:

- указания по математической обработки полевых измерений, выполняемых при создании планового и высотного съемочных обоснований;

- методику построения топографического плана.

Раздел 2 содержит:

- материалы по подготовке участка под горизонтальную площадку и расчет объемов земляных работ с построением картограммы. Каждая часть сопровождается пояснительной запиской на 5-6 страницах. Чертежи оформляются на отдельных листах по установленным размерам и в соответствии с данными полевых измерений и вариантом.

Чертежи выполняются ручкой с черным стержнем в соответствии с требованиями, предъявляемыми к топографическим материалам. Студенты, получившие положительную рецензию на курсовую работу, могут быть допущены к ее защите, а затем и к экзамену.

Раздел 1 Топографическая съемка.

Эта часть курсовой работы включает в себя:

1. Математическую обработку полевых измерений, выполняемых

при создании планового съемочного обоснования.

2. Математическую обработку полевых измерений, выполняемых

при создании высотного съемочного обоснования.

3. Математическую обработку полевых измерений, выполняемых

при тахеометрической съемке.

4. Построение топографического плана.

В соответствии с номером зачетной книжки и своей фамилией, студент выполняет подготовку исходных данных для дальнейшей работы т.е заполняет лист с заданием. Затем на основании подготовленных данных производит обработку полевых измерений по созданию планово-высотного съемочного обоснования, обработку полевых измерений тахеометрической съемки, построение топографического плана.

1.1. Подготовка исходных данных.

Задача 1. Вычисление исходных дирекционных углов .

Исходный дирекционный угол α направления п/п85 – п /п84 для каждого студента берется в соответствии со шифром и фамилией студента: число градусов равно двузначному числу, состоящему из двух последних цифр шифра зачетки; число минут равно 15 плюс столько минут, сколько букв в фамилии студента; число секунд равно 30 плюс столько секунд, сколько букв в имени студента.

Пример .

Петров Иван ЗиК – α_{п /п 85 -п /п 84}=50º21´34´´.

Рис. 1.1. Схема вычисления дирекционных углов смежных сторон

На рис 1.1 приведена схема для вычисления дирекционного угла направления п /п83 –п/п82. Измеренные правые по ходу углы в точках п /п84 –п/п83 одинаковы для всех вариантов.

β _{п / п84}=175° 45' 23";

β _{п / п83}= 57° 52' 19".

Дирекционные углы вычисляют по правилу: дирекционный угол последующей стороны равен дирекционному углу предыдущей стороны плюс 180º и минус горизонтальный угол при общей точке, справа по ходу лежащий:

α _{п/ п 84− п/ п 83}= α _{п/п 85 − п /п 84}+180° − β _{п/п 8 4}; (1.1)

α _{п/п 83 − п /п 82}= α _{п/п 84 − п /п 83}+180° − β _{п/ п 83} (1.2)

Например, для Петрова И. дирекционный угол направления п /п84 –п /п83 будет равен:

α _{п/ п 84−п/ п 83}= 50° 21' 34"+180° −175° 45'23" = 54°36'11"

α _{п/п83−п/п 82}= 54°36'11" +180° − 57°5 2'19" = 176°43'52".

Если при вычислении дирекционный угол получается отрицательным, то кроме 180º к дирекционному углу предыдущей стороны необходимо прибавить 360º. Если дирекционный угол получается больше 360º, то из него вычитают 360º.

Задача 2. Вычисление координат точки п /п83, если координаты точки п /п84 известны и известны длина линии п /п84 –п /п83 и ее дирекционный угол.

Координаты точки п /п84 вычисляются для каждого студента в соответствии с его вариантом:

Х _{п/п 84}=100 м+N _З⋅ 10,15 м ; (1.3)

Y _{п /п84}=300 м+ N_З⋅15,25 м, (1.4)

где Nз – последние две цифры шифра зачетки.

Горизонтальное проложение линии п /п84 –п /п83 равно для всех вариантов 158,98м, а дирекционный угол α_{п /п84 –п /п83} берут из предыдущей задачи.

Таблица 1.1- Перевод дирекционных углов в румбы.

Номер четверти	Название четверти	Формула перевода
I	СВ	r I=α
II	ЮВ	r II=180º-α
III	ЮЗ	r III=α-180º
IV	СЗ	r IV=360º-α

Координаты точки п /п83 вычисляют по формулам:

X _{п / п83}= X _{п / п84}+ ∆x _{п / п84−п / п83}; (1.5)

Y _{п / п83}= Y _{п / п84}+ ∆y _{п / п84−п / п83}, (1.6)

где ∆ x _{п / п84−п / п83}= d _{п / п84−п / п83}cosα _{п / п84−п / п83}; (1.7)

∆y _{п / п84−п / п83}= d _{п / п84−п / п83}sinα _{п / п84−п / п83}. (1.8)

Для удобства вычислений дирекционный угол можно предварительно перевести в румб по табл. 1.1и рис. 1.2 .

Рис.1.2 Зависимость между дирекционными углами и румбами.

При использовании румбов знак приращений координат ставят в соответствии названием румба (табл. 1.2).

Таблица 1.2 -Знаки приращений прямоугольных координат

Приращения	Названия румбов
	СВ	ЮВ	ЮЗ	СЗ
∆ x	+	-	-	+
∆ y	+	+	-	-

Для Петрова Ивана:

X _{п/ п84}= 100м + N _З ⋅10,15 м= 607,50м;

Y _{п /п 84}= 300м + N _З ⋅15,25 м = 1062,50 ;

∆ x _{п/п84−п/п 83}=158,98 ⋅ cos54°63′11"= 92,09 м;

∆ y_{п /п84−п /п83}=98,158⋅sin54°63 ′11"=129,59 м ;

X _{п / п83}= 607,50м + 92,09м = 699,59м ;

Y _п/п83= 1062 ,50 м + 129 ,59 м = 1192 ,09 м.

1.2. Обработка результатов топографической съемки участка местности

Исходные данные. Для съемки участка на местности проложен теодолитно-высотный ход между двумя пунктами полигонометрии п /п84 и п/п83. Схема сети с результатами измерения горизонтальных углов и длин линий приведена на рисунке 1.3, а результаты полевых измерений в таблицы 1.3, являются общими для всех вариантов. Для примера, рассмотренного в учебно-методическом пособии, схема сети приведена на рис. 1.3.

Таблица 1.3 -Результаты измерений горизонтальных углов и длин сторон хода.

Номера вершин хода	Измеренные углы (правые)			Горизонтальные проложения d, м
	º	´	´´
п /п84	202	48	00
				68,74
1	199	12	30
				190,36
6	70	10	00
				104,18
7	106	46	30
				110,05
п /п83	194	39	00

Координаты исходных пунктов п /п84 и п /п83 берутся из подраздела 1.1 (задача 2). Высоты точек п /п84 и п /п83 вычисляются:

H _{п/п 84}= 100м + N _З⋅ 1м + 0,1м + 0,001м⋅ N_З; (1.9)

H _{п /п 83}= H _{п/п 84} +3,89+0,001м ⋅ N_З. (1.10)

Пример . Петров Иван ЗиК 06-50 – Н _{п /п 84} =150,150 м.

Задание выполняется в следующей последовательности:

1. Обработка ведомости вычисления координат вершин теодолитного хода.

2. Обработка результатов вычисления высот точек съемочного обоснования.

3. Обработка результатов тахеометрической съемки (обработка журнала тахеометрической съемки).

4. Составление топографического плана.

1.3. Обработка ведомости вычисления координат вершин теодолитного хода .

Обработка ведется в специальной ведомости (табл. 1.4) в следующей последовательности:

1. В графе 4 записывают исходный дирекционный угол начальной

стороны α_{п /п85 – п /п84} и исходный дирекционный угол конечной стороны α_{п /п83 – п /п82} .

Рис. 1.3. Схема планового и высотного обосновании.

Исходные дирекционные углы выделены жирным шрифтом. Для рассматриваемого примера α _{п /п 85−п /п 84}= 50°21′34"; α _{п/п 83−п /п 82}=176° 43 ′52". Студент исходные данные своего варианта берет из задачи 1 подраздела 1.1.

2. Вычисляется сумма измеренных углов в ходе (значения измеренных углов записаны в графе 2) – ∑ β _пр. Для рассматриваемого примера ∑ β _пр = 773 ° 36 '00".

Если через α_н и α_к обозначим дирекционные углы в начале и конце теодолитного хода, которые заданы как неизменные и безошибочные, то в этом случае должно выполняться равенство:

α _к =α _н +180°⋅ n− , (1.11)

где n – число вершин, на которых измерялись углы.

Если это равенство переписать для ∑ β , то полученное выражение можно использовать для вычисления теоретической суммы углов в ходе. Отсюда

∑ β _теор=α_н − α_к + 180°⋅ n. (1.12)

Для рассматриваемого примера ∑β_теор = 773°37′24'′

В нашем примере α _н = α _{п / п85−п / п84}; α _к = α _{п / п83−п / п82 .}

Вследствие ошибок измерений углов практическая сумма измеренных горизонтальных углов не равна теоретической сумме горизонтальных углов, разность между ними называют угловой невязкой.

∑ β _теор≠ ∑ β _пр

3. Вычисляется угловая невязка хода. Разница между ∑ β _пр и ∑ β _теор и составляет угловую невязку в разомкнутом теодолитном ходе.

f _β = ∑ β _пр − ∑ β _теор (1.13)

Полученную невязку сравнивают с допустимой, которая вычисляется по формуле:

f_{β доп} = 1′ n (1.14)

где n – число измеренных углов.

В нашем примере f β _доп= 2,24 ′. Если выполняется неравенство f β ≤ f β _доп, то f β делят на количество углов и получают величину поправки, которую вводят в каждый измеренный горизонтальный угол с обратным знаком:

δ_β = − (1.15)

Поправки вычисляются до целых секунд. Должно выполняться

равенство ∑δ _β = − f_β .

К измеренным углам прибавляют поправку со своим знаком, результат записывают в графу 3.

β _испр = β_изм + δ _β (1.16)

Контролем правильности исправления углов служит равенство

∑ β _испр= ∑ β _теор (1.17)

После уравнивания углов вычисляют дирекционные углы всех сторон хода по формуле:

α _{n + 1} =α _n +180°−β _испр. (1.18)

Таблица 1.4- Ведомость вычисления координат вершин теодолитного хода

№ вершины хода	Измеренные углы		Исправленные углы		Дирекцион- ные углы		Румбы			Горизонтальное проложение, d,м		Приращения координат									Координаты
	0	' ′′	0	' ′′	0	' ′′	назв	0 ' ′′	+ -			∆x	+ -	∆y	+ -	∆ x	+ -	∆ y	+ -		x		+ -		y
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10					11		12		13		14			15				16
п/п 85	-	-	-	-	50	21 34	СВ	50 21 34															-				-
п/п 84	202	+0,2 48 00	220	48 20																	+		607,50		+		1062,50
					27	33 14	СВ	27 33 14	68,74		+			-0,02 60,94	+	+0,01 31,80	+	60,92	+	31,81
1	199	+0,21 12 30	199	12 51																	+		668,42		+		1094,31
					8	20 23	СВ	8 20 23	1 90,36		+			-0,06 188,35	+	+0,03 27,61	+	188,29	+	27,64
6	70	+0,2 10 00	70	10 20																	+		856,71		+		1121,95
					118	10 03	ЮВ	61 49 57	104,18		-			-0,03 49,18	+	+0,01 91,84	-	49,21	+	91,85
7	106	+0,21 46 30	106	46 51																	+		807,50		+		1213,80
					191	23 12	ЮЗ	11 23 12	110,05		-			-0,03 107,88	-	+0,02 21,73	-	107,91	-	21,71
п/п 83	194	+0,2 39 00	194	39 20																	+		699,59		+		1192,09
					176	43 52	ЮВ	03 16 08									∑=92,09 м		∑=129,59м
п/п 82	-	-	-	-																	∑∆хтеор=х83-х84=92,09м				∑∆yтеор=у83-у84=129,59
Σβпр	776	36 00								∑=473,33м			∑∆хпр=92,23м ∑∆yпр=129,52м
Σβтеор	776	37 42								f∆х=+0,14м f∆у=-0,07м fабс.= =0,16м fотн.= = = ˂ м
ƒβ	-0	01 42	0	00,0
ƒβ ДОП	±	02 24

Дирекционный угол последующей стороны равен дирекционному углу предыдущей стороны плюс 180º и минус правый (исправленный) угол хода, образованный этими сторонами.

Пример .

α _п/п84−1= α _{п/п85−п/п84}+180° − β _{п/п 84} = 50°21'34"+180° −202°48′20" = 27°33'14 "