9547
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Е.К. Никольский, М.В. Кудряшова
ТЕОДОЛИТНАЯ СЪЁМКА
Учебно-методическое пособие
по выполнению самостоятельной практической работы по дисциплине «Геодезия» для обучающихся по направлению подготовки 21.03.02 Землеустройство и кадастры профиль Городской кадастр
Нижний Новгород
2016
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Е.К. Никольский, М.В. Кудряшова
ТЕОДОЛИТНАЯ СЪЁМКА
Учебно-методическое пособие
по выполнению самостоятельной практической работы по дисциплине «Геодезия» для обучающихся по направлению подготовки 21.03.02 Землеустройство и кадастры профиль Городской кадастр
Нижний Новгород
2016
2
УДК 528
Никольский, Е.К. Составление плана по материалам теодолитной съёмки и определение площадей [Электронный ресурс]: учеб. - метод. пос. / Е. К. Никольский, М.В Кудряшова; Нижегор. гос. архитектур. – строит. ун – т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 43 с; ил. 6; электрон. опт. диск (CD-R)
Приведены указания по выполнению самостоятельной практической работы по дисциплине «Геодезия», рассмотрены содержание и последовательность выполнения работы, даны рекомендации по выполнению и обработке результатов теодолитной съемки местности, приведены примеры.
Предназначено обучающимся в ННГАСУ для выполнения самостоятельной практической работы по направлению подготовки 21.03.02 Землеустройство и кадастры, профиль Городской кадастр.
© Е.К. Никольский, 2016 © ННГАСУ, 2016.
3
ВВЕДЕНИЕ
Одной из задач геодезии является составление планов местности для различных целей, в том числе для обеспечения землеустроительных и кадастровых работ. На таких планах часто не требуется изображение рельефа, поэтому их получают по методу теодолитной (горизонтальной) съёмки, а сами планы называются контурными или ситуационными. Итак, теодолитной съёмкой называется комплекс геодезических работ, направленный на получение контурного плана с использованием в качестве основного прибора - теодолита. Получению студентами знаний и умений по камеральной обработке материалов полевых работ при теодолитной съёмке служит эта самостоятельнопрактическая работа (СПР). Итогом выполненной работы является план местности, составляемый в масштабе 1:5000. Следует заметить, что результаты полевых измерений взяты из литературного источника [1].
Каждый студент выполняет индивидуальный вариант СПР, номер которого складывается из блока (буквы) и двух цифр, например, Б-05 или Г-23. Эти варианты используются для выбора из таблицы 1 исходных данных – координат пунктов Арья и Волга опорной геодезической сети. На место точек в координатах подставляются две цифры варианта, закрепленного за студентом, например, для варианта Б-05 координаты
(из таблицы 1) будут следующими: ХА = 1058,20; ХВ = 352,16; YА = 1005,42; YВ = 1703, 05.
Также номер варианта необходимо учесть при нанесении ситуации по линии 1-2 – в значении промера границ редкого и рубленого леса (например, значение промера равно 101,0 для 01 варианта, а для варианта 25 – 1 25,0).
Таблица 1 – Исходные данные
|
Блоки |
|
Название пунктов опорной |
|
|||
|
вариантов |
|
геодезической сети |
|
|||
|
|
|
|
Арья |
|
Волга |
|
|
А |
X |
|
541,13 |
|
1..5,81 |
|
|
Y |
|
10..,53 |
|
1403,.. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Б |
X |
|
1..8,20 |
|
352,16 |
|
|
Y |
|
10..,42 |
|
1703,.. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
В |
X |
|
1141,60 |
|
4..,03 |
|
|
Y |
|
12..,41 |
|
591,.. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Г |
X |
|
562,01 |
|
1..8,33 |
|
|
Y |
|
11..,15 |
|
414,.. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Перед выполнением |
работы студентам |
рекомендуется изучить раздел |
«Теодолитная съёмка» следующих учебников:
4
1.Геодезия: учеб. для вузов. Рекомендовано УМО в качестве учебника для студентов вуза, обучающихся по направлению 120700 «Землеустройство и кадастры» / А.Г. Юнусов, А.Б. Беликов, В.Н. Баранов, Ю.Ю. Кширкин. - М.: Академический Проект;
Гаудеамус, 2011. – 409 с.
2.Геодезия: учеб. для студентов вузов по спец. 120301 «Землеустройство», 120302 «Зем. кадастр», 120303 «Город. кадастр» / А.В. Маслов, А.В. Гордеев, Ю.Г. Батраков 6-ое изд., перераб. и доп. – М.: КолосС, 2006. – 599 с.: ил.
3.Практикум по геодезии: учебное пособие для вузов / под редакцией Г.Г. Поклада - М.: Академический Проект. 2011. -470 с.
Оформление плана теодолитной съёмки необходимо производить в соответствии со стандартом «Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500», Сов. Мин. СССР, Гл. упр. геодезии и картографии. - М.: Недра, 1989. – 286 с. ил.
5
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ
Исходными материалами для задания послужили результаты полевых работ по теодолитной съёмке землепользования фермерского хозяйства «Искра». Целью выполнения работ является составление плана горизонтальной (теодолитной) съёмки и определение площадей землепользований (схематический пример плана представлен на рисунке 1).
Рисунок 1 – Схематический пример плана теодолитной съемки
Угловые измерения производились теодолитом 4Т30КП, линии измерялись стальной рулеткой. Перед началом работ теодолит был поверен, а рулетка прокомпарирована. Поправка за компарирование составила 0,001 м на 20 м длины, что позволило ее не учитывать. Результаты измерения углов и линий основного и диагонального теодолитных ходов, а также съёмки ситуации приведены в Приложении А.
Порядок выполнения задания следующий:
1. Журнал измерения углов и линий, а также абрисы (Приложение А) скопировать на листы формата А4. В журнале измерений произвести вычисления, согласно образцу, представленному для станции 2. При этом следует иметь ввиду, что расхождения в углах, полученных из полуприемов, не должны превышать 1'.
6
2. Установить по таблице 1 допустимые расхождения между двойными измерениями линий и вывести средние значения длин линий, округлив их до 0,01 м. Средние значения подписать под чертой, как это сделано для линии 2-3. Измерение всех линий, за исключением линии 4-5, произведено по благоприятной местности.
Таблица 2 - Допустимые расхождения между двойными измерениями линий
|
|
Неблагоприятная местность |
|
Благоприятная местность |
(высокая трава, кочки, |
Длина линий, м |
(дорога, скошенные луг, |
измерения через ручьи, |
|
невысокие посевы) |
канавы, рубленый лес, |
|
|
кусты) |
50 |
0,10 |
0,15 |
100 |
0,14 |
0,21 |
200 |
0,20 |
0,30 |
300 |
0,24 |
0,36 |
400 |
0,28 |
0,42 |
500 |
0,31 |
0,47 |
Журнал заполняется простым карандашом, за исключением записи средних значений углов (графа 6) и средних значений длин линий (графа 8), которые записываются ручкой.
3. Вычислить поправки за наклон отрезков линий 3-4 и 7-8, которые измерялись по наклонной местности (графа 9). Вычисление произвести по формуле
∆ = 2 , |
(1) |
При вычислении обратите внимание на количество значащих цифр. Исправленные за наклон значения линий (горизонтальные проложения) должны быть записаны с точностью до 0,01 м (графа 8).
4.По журналу измерений и абрису (Приложение А) составить схематический чертеж полигона, на котором выписать средние значения измеренных углов и линий.
5.Выписать в ведомость координат (Приложение Б) средние значения измеренных углов и средние значения горизонтальных проложений линий полигона.
6.Определить сумму измеренных углов и вычислить угловую невязку по
формуле
= п − т ,
(2)
где ∑ п- практическая сумма углов;
∑т- теоретическая сумма углов.
7.Вычислить допустимую невязку в сумме углов полигона по формуле
доп ≤ 1 √ , |
(3) |
где n – число углов в полигоне.
7
8.Если невязка допустимая, то ее распределяют на все углы поровну с противоположным знаком. При необходимости (если получился остаток при делении невязки на число углов) большую поправку ввести в углы с короткими сторонами. Сумма поправок должна равняться невязке с противоположным знаком.
9.Подсчитать сумму исправленных углов, которая должна быть равна теоретической сумме углов полигона.
10.По координатам пунктов опорной геодезической сети Арья («А») и Волга («В») определить длину и направление α линии АВ путем решения обратной геодезической задачи. Длину линии SАВ вычислить до сотых долей метра, а дирекционный угол α до десятых долей минуты. Ведомость решения обратной геодезической задачи представлена на рисунке 2.
1029,29 1290,05
513,40 1891,35
1891,32
1029,29
+ 862,03
513,40
1290,05
- 776,65
1160,293
0,742941
- 0,669356
1160,293
- 1,109933
ЮВ: 47º58,9
132º01,1
1160,29
Выполнил: … Проверил: …
Рисунок 2 – Ведомость решения8обратной геодезической задачи
11. По вычисленному дирекционному углу линии АВ и по углам, записанным на рисунке 3, вычислить дирекционные углы линий В-1 и 1-2 и записать их в ведомости привязки теодолитного хода к пунктам опорной геодезической сети (таблица 3). В основу вычислений положена прямая геодезическая задача. В ведомости привязки теодолитного хода вычислить координаты точки 1, при этом приращения координат для линии В-1 вычисляются на инженерном микрокалькуляторе с округлением до сотых долей метра. Все вычисления должны быть тщательно проверены.
Рисунок 3 – Исходные данные для привязки теодолитного хода
Таблица 3 - Ведомость привязки теодолитного хода
|
|
Измеренны |
Дирекционн |
|
|
|
|
Горизон |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
тальное |
Приращение |
|
|
||||||||
№ |
|
е |
|
|
ые |
|
Румбы |
|
Координаты |
||||||||
|
|
|
|
|
проложе |
координат |
|||||||||||
точек |
|
углы |
|
углы |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
ние |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
o |
|
‘ |
о |
|
‘ |
|
º |
' |
|
'' |
|
x |
y |
x |
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение по левым углам |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
αАВ |
|
|
rAB |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
162 |
|
13,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
513,40 |
1891,32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
αВ-1 |
|
|
rB-1 |
|
217,44 |
xВ-1 |
yВ-1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
119 |
|
11,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х1 |
y1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α1-2 |
|
|
r1-2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение по правым углам |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
αАВ |
|
|
rAB |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
197 |
|
46,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
513,40 |
1891,32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
αВ-1 |
|
|
rB-1 |
|
217,44 |
xВ-1 |
yВ-1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
240 |
|
48,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х1 |
y1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α1-2 |
|
|
r1-2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
|
αВ-1 |
|
- |
|
|
- |
- |
- |
х1 |
y1 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выполнил: … |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Проверил: … |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
12.Дирекционный угол линии 1-2 записать в ведомость координат (Приложение Б). Вычислить дирекционные углы всех линий полигона и румбы.
13.Выписать из табл. 1 в графу 1 ведомости координат номера точек 1, 2, 3, 4, 5 и 1, а в графу 2 и 3 – измеренные углы замкнутого теодолитного хода. При переписывании угла β2 вместо точек подставить номер своего варианта, как было указано во Введении. Записи вести через строчку.
14.Подсчитать сумму измеренных углов
∑ изм. = + + + … + , |
(4) |
Вычислить теоретическую сумму углов замкнутого хода по формуле |
|
|
|
т = 180° # − 2$, |
(5) |
где n- количество углов полигона.
Разность суммы измеренных углов и теоретической суммы называется угловой невязкой, которая равна
= изм. − т, |
(6) |
|
|
|
|
|
|
|
Невязка отражает условия измерений, в частности, точность теодолита. Поэтому при доброкачественных измерениях она не может по модулю превышать величину 2mβ (mβ - средняя квадратическая ошибка измерения углов). Учитывая, что для теодолитов технической точности средняя квадратическая ошибка приблизительно равна 0,5´, допустимая угловая невязка хода вычисляется по формуле
fβдоп =1' √ , |
(7) |
|
где n – количество углов полигона.
Все результаты записываются в ведомость координат.
15. Если угловая невязка fβ по модулю получилась больше допустимого значения fβдоп , то следует проверить все вычисления, начиная с выписки в ведомость координат измеренных углов. При выполнении условия ׀fβ ׀ ≤ fβдоп. можно переходить к дальнейшим вычислениям.
16. Учитывая, что угловые измерения являются равноточными, поправки и измеренные углы должны быть равными по абсолютной величине и противоположными
по знаку невязке. Они вычисляются по формуле |
|
|
|
%& = − |
|
, |
(8) |
|
|
Вычисления производятся с точностью до 0,1' и записываются в графе 4 ведомости координат. Если при делении невязки на количество углов получится остаток, то модули поправок в углы с более короткими сторонами следует увеличить на 0,1'.
17. Контролем вычисления поправок является равенство суммы поправок невязке, взятой с обратным знаком
10