Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

902

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
742.26 Кб
Скачать

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

Кафедра «Геодезия»

 

 

 

И

АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ОБРАБОТКИ

 

 

А

 

ГЕОДЕЗИЧЕСКИХДИЗМЕРЕНИЙ

 

б

 

и

 

 

Методическ е указан я к лабораторным работам

С

 

 

 

оставитель А.В. Виноградов

Омск 2016

УДК 519 6004: 528

Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации,

причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция

А22

маркировке не подлежит.

 

 

Рецензент

 

канд. техн. наук, доц. А.Г. Малофеев (СибАДИ)

Алгоритмизацияобработкигеодезическихизмерений[Электронный ресурс] : методические указания к лабораторным работам /

А22сост. А.В. Виноградов. – Электрон. дан. − Омск : СибАДИ, 2016. – URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r_plus/ cgiirbis_64_ft.exe. - Режим доступа: для авторизованных пользователей.

Работа утверждена редакционно-издательскимСибАДИсоветом СибАДИ в качестве методических указаний.

Излагается методика выполнения лабораторных работ обучающимися по дисциплине. Имеет интерактивное оглавление.

Адресовано для обучающихся направления «Геодезия и дистанционное зондирование», профиль «Геодезия».

Текстовое (с мвольное) издание (590 КБ)

Системные требования: Intel, 3,4 GHz; 150 МБ; Windows XP/Vista/7; DVD-ROM;

1 ГБ свободного места на жестком диске; программа для чтения pdf-файлов Adobe Acrobat Reader; Google Chrome

Издание первое. Дата подписания к использованию 18.10.2016

Издательско-полиграфический центр СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПЦ СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1

ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2016

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Каждый студент получает индивидуальное задание, по номеру в

списке преподавателя из таблиц выбирают исходные данные.

Уравнительные вычисления и математическая обработка геоде-

зических сетей на лабораторных занятиях предусматривает глубокое

теоретическое изучение (по лекциям и дополнительной геодезической

литературе [1], [4], [6], …и др.) следующих вопросов:

1.

Основные способы уравнивания.

 

2.

Выбор способа уравнивания.

 

3.

Последовательность вычислений.

 

4.

Контроль вычислений.

 

 

5.

Оценка точности уравненных элементов сети.

В конце методических указаний представлен список литерату-

ры, рекомендуемой к изучению.

 

 

 

1. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ УРАВН ВАНИЯ

 

 

 

 

ТРИАНГУЛЯЦИИ

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

1.1. Исходные данные

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

Цель работы: освоить метод уравнительных вычислений триан-

гуляции параметр ческ м спосоАом.

 

 

 

 

 

б

 

Ильмень

 

 

 

и

 

 

 

Круглая

11

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

10

 

 

 

14

13

 

12

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

Морская

7

6

 

 

 

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

18

15

2

Листвянка

 

 

 

 

16

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кума

 

 

 

 

 

Рис. 1.1. Схема сети триангуляции

Координаты исходных пунктов и дирекционные углы исходных направления представлены в табл. 1; схема сети триангуляции представлена на рис.1.1.

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

 

 

Список исходных данных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пункты

Координаты

Дирекционные углы

Стороны

п/п

 

X

Y

α

На пункт

 

1

Ильмень

104078,32

10618,72

210°5456,5

Кума

43734,74

2

Круглая

91190,34

- 4530,06

49°3636,6

Ильмень

19889,32

3

Кума

66557,22

-11851,15

16°3307,9

Круглая

25698,03

1.На чертеже сети необходимо пронумероватьИизмеренные направлении по ходу часовой стрелки Дна пункте. Начинать нумеровать нужно с того направления, которое было принято за начальное при наблюдениях. А

2.Каждый студент выполняет строго свой номер задания. В

табл. 1 содержат исходные данные общие для всех. В табл . 2 необходимо вписать измеренныебнаправления (вместо пропущенных) из табл. 3 по номеру студентаив списке.

3.По измеренным направлениям вычислить углы треугольни-

ков, определить невязки треугольников, распределить каждую невязку на три углаСпоровну в треугольнике.

4.Произвести предварительное решение треугольников для определения координат вновь определённых пунктов сети.

5.Приближённые координаты пунктов Листвянка и Морская вычислить с погрешностью 0,01 м с контролем, то есть с двух пунктов.

6.Вычислить дирекционные углы всех направлений на вновь определяемые пункты Листвянка, Морская, в соответствии с приближёнными координатами определяемых пунктов и точными координа-

тами исходных пунктов.

Дирекционные углы и линии вычисляют по формулам1.2. Порядок выполнения работы

tgα1,2 = (Y2 Y1)/(X2 X1);

 

d1,2 = (Y2 Y1)/sinα1,2 = (X2 X1)/cosα1,2.

(1)

Контроль вычисления дирекционного угла α1,2 выполнить по

формуле

 

tg(45 + α1,2) = (X + Y)/(X Y),

(2)

где X = X2 X1, а Y = Y2 Y1.

Список измеренных направлений приведенных к центрам знаков и редуцированных на плоскость проекции Гаусса-Крюгера приведены

втабл. 2, 3.

7.Составить для всех 18-ти измеренных направлений уравнения погрешностей:

для пункта Листвянка

υ1= Zл + a1ξл + b1ηл + l1;

υ2= –Zл + a2ξл + b2ηл +(– a2ξм )+(– b2ηм) + l2;

υ3= – Zл + a3ξл

+ b3ηл

+ l3;

 

 

 

И

υ4= Zл + a4ξл + b4ηл

+ l4;

для пункта Ильмень

 

Д

 

А

 

 

 

+ l8;

 

 

υ8= –Zл

 

б

 

+ l9;

 

и

υ9= –Zл

 

Сυ10= –Zл+( – a10ξл)+( – b10ηл) + l10.

Аналогично составить уравнения погрешностей для остальных направлений.

8. Далее заполнить схему А (табл. 4), в которую сначала вписывают измеренные, приведённые к центрам знаков и редуцированных на плоскость проекции Гаусса-Крюгера направления М' и предвари-

тельные дирекционные углы α'.

Таблица 2

Список измеренных направлений приведенных к центрам знаков и редуцированных на плоскость проекции Гаусса-Крюгера

Назва-

ние

пункта

Листвянка

Название

пункта

Круглая

Названия

направлений

Кума

Морская

Круглая

Ильмень

Названия

направлений

Ильмень

Листвянка

Кума

Морская

Направления

Название

 

Названия

 

Направления

Название

 

пункта

 

направлений

 

 

пункта

0 0000,0

 

 

 

Круглая

 

 

0 0000,0

 

 

Морская

 

 

 

 

 

Ильмень

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49°38´37,2´´

 

 

Листвянка

 

Д

 

 

 

 

54° 07´35,7´´

 

85°49´29,2´´

 

 

 

Кума

 

 

127°28´46,5´´

 

138°23´01,1´´

 

 

 

 

А

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Направления

Название

 

Названия

 

Направления

Название

 

пункта

 

б

 

 

 

пункта

 

 

направлений

 

 

0 0000,0

 

и

 

 

 

0 0000,0

 

 

 

 

Ильмень

 

 

 

 

Кума

 

 

 

 

 

 

 

Круглая

89° 29´18,8´´

С

 

Л ствянка

 

22° 21´27,4´´

 

146°56´29,0´´

 

Морская

 

325°21´13,7´´

 

 

 

 

 

 

179°10´50,9´´

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Круглая

 

345°38´05,9´´

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Названия

Направления

направлений

 

 

Кума

0

0000,0

 

 

Круглая

18° 41´39,7´´

 

 

 

Листвянка

340

44´31,1´´

 

 

Названия на-

Направления

правлений

 

 

Ильмень

0

0000,0

 

 

 

 

Листвянка

89° 29´18,8´´

 

 

Кума

146° 56´29,0´´

 

 

Морская

179°09'50,9"

 

 

 

Таблица 3

Измеренные направления, приведенные к центрам знаков и редуцированные на плоскость Гаусса-Крюгера в различных индивидуальных заданиях

Назва-

Назва-

 

 

 

 

Плоские направления в индивидуальных заданиях

 

 

ние

ние на-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

II

 

 

III

 

IV

 

V

VI

VII

VIII

пунк-

правле-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

тов

ний

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

 

 

5

 

6

 

7

8

9

10

Мор-

Листвян

54°2835,7

54°2739,7

 

54°2635,7

54°2539,7

54°2435,7

54°2335,7

54°2235,7

54°2135,7

ская

ка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кума

128°0551,9

128°0406,0

128°0220,2

128°0034,3 127°5848,5

127°5702,6

127°5516,6

127°5330,8

Круглая

Морская

178°4950,9

178°5050,9

 

 

А

 

 

178°5450,9

178°5550,9

178°5650,9

 

178°5150,9 178°5250,9 178°5350,9

Кума

Морская

325°3719,1

325°3633,2

 

325°3547,4

325°3501,5 325°3415,7

325°3329,8

325°3243,8

325°3158,0

 

 

IX

X

 

 

XI

 

XII

 

XIII

XIV

XV

XVI

Мор-

Лист-

54°2035,7

54°1935,7

 

б

54Д°1735,7

54°1635,7

54°1535,7

54°1435,7

54°1335,7

 

54°1835,7

ская

вянка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кума

127°5144,7

127°4958,9

 

127°4813,0 127°4627,0 127°4441,1

127°4255,1

127°4109,1

127°3923,1

Круглая

Морская

178°5750,9

178°5850,9

 

178°5950,9 179°0050,9 179°0150,9

179°0250,9

179°0350,9

179°0950,9

Кума

Морская

325°3111,9

325°3026,1

325°2940,2 325°2854,2 325°2808,3

325°2722,3

325°2636,3

325°2550,3

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

XVII

XVIII

 

 

XIX

 

XX

 

XXI

XXII

XXIII

XXIV

Мор-

Лист-

54°1235,7

54°1135,7

 

54°1035,7

54°0935,7

54°0835,7

54°0735,7

54°0635,7

54°0535,7

ская

вянка

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

Кума

127°3736,9

127°3551,1

127°3404,8 127°3218,8 127°3032,7

127°2846,5

127°2700,4

127°2514,2

Круглая

Морская

179°0550,9

179°0650,9

179°0750,9 179°0850,9 179°0950,9

179°1050,9

179°1150,9

179°1250,9

Кума

Морская

325°2504,1

325°2418,2

325°2332,0

325°2246,0

325°2159,9

325°2113,7

325°2027,6

325°1941,4

Окончание табл. 3

1

2

 

 

3

 

 

 

4

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

6

 

7

 

 

8

 

 

 

9

 

 

 

10

 

 

 

 

25

 

 

26

 

 

 

 

27

 

 

 

 

28

29

 

 

30

 

 

31

 

 

32

Морская

Листвянка

54°0435,7

54°0335,7

54°0235,7

 

54°0135,7

54°0035,7

53°5935,7

53°5835,7

53°5735,7

 

Кума

127°2328,1

127°2142,0

 

127°1955,8

 

127°1809,

127°1623,5

127°1437,4

127°1251,1

127°1104,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Круглая

Морская

179°1350,9

179°1450,9

179°1550,9

 

179°1650,9

179°1750,9

179°1850,9

179°1950,9

179°2050,9

Кума

Морская

325°1855,3

325°1809,2

325°1723,0

325°1636,9

325°1550,7

325°1504,6

325°1418,3

325°1332,1

 

 

 

 

33

 

 

34

 

 

 

 

35

 

 

 

 

36

37

 

 

38

 

 

39

 

 

40

Морская

Листвянка

53°5635,7

53°5535,7

53°5435,7

 

53°5335,7

53°5235,7

53°5135,7

53°5035,7

53°4935,7

 

Кума

127°0918,6

127°0732,3

127°0546,1

127°0359,8

127°0213,5

127°0027,2

126°5841,0

126°5654,7

Круглая

Морская

 

°

 

 

°

 

 

 

 

°

 

 

А

° ′ ″

 

°

 

 

°

 

 

°

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

°

 

 

 

 

 

 

 

 

 

179

 

21

 

50 ,9

179

 

22

 

50 ,9

 

179

 

23

 

50 ,9

 

179

 

24

 

50 ,9

И179 25 50 ,9

179

 

26

 

50 ,9

179

 

27

 

50 ,9

179

 

28

 

50 ,9

Кума

Морская

325°1245,8

325°1159,5

325°1113,2

 

325°1027,0

325°0940,7

325°0854,4

325°0808,2

325°0721,9

 

 

 

 

41

 

 

42

 

 

 

 

43

 

 

 

 

44

45

 

 

46

 

 

47

 

 

48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Морская

Листвянка

53°4835,7

53°4735,7

53°4635,7

 

53Д°4535,7

53°4435,7

53°4335,7

53°4235,7

53°4135,7

 

Кума

126°5508,3

126°5321,9

126°5135,5 126°4949,1

126°4802,7

126°4616,3

126°4429,9

126°4243,5

Круглая

Морская

179°2950,9

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

179°3350,9

179°3450,9

179°3550,9

179°3650,9

179°3050,9 179°3150,9 179°3250,9

Кума

Морская

325°0635,5

325°0549,1 325°0502,7 325°0416,3

325°0329,9

325°0243,5

325°0157,1

325°0110,7

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49

 

 

50

 

 

 

 

51

 

 

 

 

52

53

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Морская

Листвянка

53°4035,7

53°3935,7 53°3835,7

 

53°3735,7

53°3635,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кума

126°4057,1

126°3910,7 126°3724,2 126°3537,6

126°3351,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Круглая

Морская

179°3750,9

179°3850,9 179°3950,9 179°4050,9

179°4150,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кума

Морская

325°0029,3

324°5937,9

324°5851,4

 

324°5804,8

324°5718,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После этого вычисляют предварительные ориентирующие углы Z' по формулам

Z1′ =α1′ − M1;

Z2′ =α2′ − M 2;

………..

Zn′ =αn′ − M n.

(3)

Далее на каждом пункте вычисляют средний ориентирующий угол Z0 = (Z1 + Z2 + Z3 +…+ Zn)/n и записывают его в схему А, в строку специально оставленную между соседними пунктами.

Имея предварительные ориентирующие углы на каждом пункте,

для каждого измеренного направления и средний ориентирующий

угол Z0 для данного пункта, вычисляют сводные члены уравнений по-

грешностей как

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

l1 = Z1

Z0 ;

 

 

 

Д

 

l2 = Z2

Z0

;

 

………..

 

 

 

ln = Zn

Z0 .

(4)

б

 

 

 

 

 

Свободные члены l записываются для каждого измеренного на-

правления для данного пункта в столбце после ориентирующих углов.

и

 

Контролем вычисления сво одныхАчленов уравнений погрешностей

служит [l] = 0 на каждом пункте. Допустимое расхождение [l] ≠ 0 за

С

 

счёт округления ц фр не более 0,2″ (при вычислениях до 0,1).

 

Коэффициенты а b выч сляют по формулам

 

а = Sinα · 20,63/ S(км); b = – Cosα · 20,63/S (км).

(5)

Следует иметь в виду, что в ряде геодезических учебников у коэффициентов а и b принимаются знаки противоположных приведённым, то есть не «+» «–», а «–» «+».

Коэффициенты a и b уравнений погрешностей надо вычислять особенно тщательно, так как ошибки в их вычислениях обнаруживаются только после получения поправок координат, а ошибки вычисления свободных членов l могут быть совсем не обнаружены до окончания уравнивания.

Для проверки правильности вычисления коэффициентов а и b следует выполнить контрольные вычисления по формулам:

a2 + b2 = (20,63/Sкм)2; а/b = –y/x = –tgα.

(6)

В формулах (5) вычисления коэффициентов а и b и в контрольных формулах (6) сторона S, между соответствующими пунктами, берётся в километрах.

Коэффициенты а и b вычислять до 0,01, т. е. до двух значащие цифр после запятой. На этом временно заканчивается заполнение схемы А, остальные величины заполняются после уравнивания сети.

9. Заполняется таблица коэффициентов уравнений погрешностей (схема Б) (табл. 5), в первый и второй столбец вписывают названия всех пунктов сети и номера направлений. В третьем коэффициенты при z, в четвёртом, пятом, шестом и седьмом столбцах схемы записывают коэффициенты а и b уравнений погрешностей и в восьмом свободные члены l для всех пунктов сети и для каждой горизонтальной строки на данном пункте вычисляется сумма S.

После заполнения строк по первому пункту пропускают 2–3

каждому пункту сети. В первой строке эти суммы умножаются на –

строки и затем выписывают коэффициенты уравнения погрешностей

следующего пункта и т.д.

 

 

 

И

 

 

 

 

Пропущенная суммарная ([]) строка по каждому пункту (см.

 

 

 

Д

табл. 5) делится на две строки по каждой поправке в координаты ξ и

η. Во второй строке вычисляются суммы [а] = а1 + а2 + а3 + а4;

[b] = b1 + b2 + b3 + b4

 

А

 

т. д.,

[c], [d] (−2,54; −1,49; 1,07; 0,24) по

б

 

 

и

 

 

 

1/n, где n – число направлен й на пункте (−[а]/n; −[b]/n и т.д.), (0,635;

0,372; −0,268 и −0,06).

Суммарные уравнения составляются для исключения из уравне-

ния поправок ориентирующих углов Z, то есть для нахождения ко-

эффициентов редуцированныхС

нормальных уравнений.

10. Коэффициенты редуцированных нормальных уравнений и их свободные члены, для заполнения схемы В в табл. 6,7, находят с помощью табл. 5, коэффициентов уравнений погрешностей (схема Б).

Первый квадратный коэффициент [аiаi][а][а]/n.

Контрольная сумма получается суммированием всех коэффициентов, стоящих в горизонтальных строках столбцов 1, 2, 3, 4, 5, на-

пример для первой строки:

[Ps] контр = [aa]− ∑[an][a] + [ab]− ∑[an][b] + [ac]− ∑[an][c]+[al]и т. д.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]