Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
geokniga-геодезия-попов-вн-чекалин-ви-2007.pdf
Скачиваний:
3619
Добавлен:
16.03.2015
Размер:
39.37 Mб
Скачать

9

0

0

-1

0

0

0,84

Вычисляем значения поправок в превышения, предварительно составив уравнения поправок, исходя из табл. 16.41:

ν 1

=

a11τ 1 + l1 =

− 1,7мм

− 2мм

 

 

ν 2

=

a22τ 2 + l2 =

+ 1,466 ≈

+ 1мм

 

 

ν 3

=

a31τ 1 + a32τ 2 + l3

= 1,700 + 1,466 + 7 = + 10,166 ≈

+ 10 мм

 

 

 

 

 

 

ν 4 = a41τ 1 + a44τ 4

+ l4 = 1,700 + 10,026 − 17 = − 5,274 ≈ − 5мм

 

 

 

 

 

 

 

 

(16.182)

ν 5

=

a52τ 2 + a54τ 4 + l5

= 1,466 − 10,026 + 6 =

− 2,560 ≈

− 3мм

ν 6

=

a62τ 2 + a63τ 3 + l6

=

− 1,466 − 4,672 + 16 =

+ 9,862 ≈ + 10 мм

ν 7

=

a73τ 3 + a74τ 4 + l7

=

4,762 + 10,026 − 6 = + 8,788 ≈

+ 9мм

ν 8

=

a84τ 4 + l8 =

− 10,026 ≈ − 10 мм

 

 

ν 9

=

a93τ 3 + l9 =

4,762 ≈

+ 5мм

 

 

Не будем проводить дальнейшие вычисления, поскольку их результаты будут такими же, как и в примере уравнивания данной системы нивелирных ходов коррелатным способом (сравните поправки в превышения в том и другом способах). Но это делается только с целью сокращения объема учебника. Вам же во всех задачах необходимо выполнять полный контроль результатов уравнивания, т. е. необходимо полностью убедиться в правильности решения задачи. Вы можете самостоятельно проверить уравненные значения выбранных в этом примере параметров (высот точек 1, 2, 3 и 4) суммированием их приближенных значений с соответствующими поправками τj. Например, Н1 = 81922 – 1,700 = 81920 мм = 81,920 м.

155.3. Уравнивание полигонометрического хода

Для решения указанной задачи воспользуемся данными примера § 153, п. 153.3.

Шаг 1. Общее число измерений n = 7 (4 угла, 3 расстояния), число

необходимых измерений k = 4, число избыточных измерений r = 3.

 

Шаг 2. Выбор параметров tj.

 

 

 

 

 

 

В качестве параметров tj выбираем координаты точек 1 и 2:

 

 

x1 = t1;

 

 

y1 = t2;

x2 = t3;

y2 = t4.

 

Шаг 3. Выразим измеренные величины через выбранные параметры.

Предварительно найдем дирекционные углы сторон полигонометри-

ческого хода:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α АВ ВА ) - исходный дирекционный угол;

 

α В1

= arctg t2

yB ;........α 1B

= arctg

yB t2

= α B1 ± 180 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

t1

xB

 

 

xB t1

 

α 12 =

arctg

t4 t2

;......... .α 21 =

arctg

t2 t4

= α 12 ± 180 0 ;

(16.183)

 

 

t1 t3

 

 

t3 t1

 

 

 

 

α 2С

= arctg

yC t4

;.........α С 2

= arctg t4

yC = α 2C ± 1800.

 

 

 

 

 

 

xC

t3

 

 

t3

xC

 

α СD DC ) - исходный дирекционный угол.

459

Из рис. 16.9 и формул (16.183) следует, что

β 1 =

α B1 − α BA =

arctg t2

yB

 

− α BA ;

 

 

 

 

 

 

 

t1

xB

 

 

 

 

 

 

 

 

β 2

=

α 12 − α 1B

=

arctg t4

t2

arctg

yB

t2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t3 t1

 

 

 

 

 

xB t1

β 3

=

α 2С − α 21

=

arctg

yC t4

 

arctg t2

t4 ;

xC t3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t1 t3

β 4

=

α CD − α C 2

=

α CD

arctg

t4

yC

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t3

xC

 

 

 

(16.184)

Таблица 16.42

№№

 

Гориз.углы

Дирекц.углы

Рассто-

Приращения

Координаты, м

№№

точек

 

β

α

яния

координат, м

 

 

точек

 

 

 

 

s , м

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

137°13'16,4"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

 

112°36'45,4"

 

 

 

 

 

 

 

 

8365,344

5240,647

B

 

 

-0,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

69°50'00,9"

1245,638

+429,431

+1169,274

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+0,004

-0,005

 

 

 

1

 

213°02'16,8"

 

 

 

 

8794,779

6409,916

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-0,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

102°52'16,8"

963,017

-214,524

+938,819

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+0,003

-0,003

 

 

 

2

 

88°44'26,7"

 

 

 

 

8580,258

7348,732

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11°36'42,7"

1033,151

+1012,006

+207,953

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+0,004

-0,004

 

 

 

С

 

269°22'040"

 

 

 

 

9592,268

7556,681

Cо

 

 

-0,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100°58'45,8"

 

 

 

+1226,913

+2316,046

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

683о 45' 32,9"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

683о 45' 29,4"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+1226,924

+2316,034

 

 

 

 

 

fβ = +3,5"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-0,011

+0,012

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для расстояний:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s1 = (xB t1 )2 + ( yB t2 )2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(16.185)

 

 

 

 

s2 = (t1 t3 )2 + (t2

t4 )2 ;

 

s3 = (t3 xC )2 + (t4 yC )2 .

Шаг 4. Определение приближенных значений параметров tj.

Для этого выполним предварительную обработку полигонометрического хода (табл. 16.42), произведя в нем предварительное (раздельное) уравнивание, которое заключается в отдельном уравнивании углов с распределением угловой невязки поровну в каждый угол и в уравнивании приращений координат пропорционально горизонтальным проложениям, по которым получены данные приращения координат.

При раздельном уравнивании угловая невязка равна +3,5", невязки в координатах: fx = - 0,011 м; fy = + 0,012 м.

Таким образом, приближенные значения параметров tj равны: t10 = 8794,779 м ; t20 = 6409,916 м; t30 = 8580,258 м; t40 = 7348,732 м.

Шаг 5. Приведение функций (16.184) и (16.185) к линейному виду, вычисление коэффициентов а и b и свободных членов уравнений поправок.

460

Запишем уравнения поправок для измеренных углов и расстояний, пользуясь рекомендациями, изложенными в § 154.

1....ν

β 1

= ν

В

= (a

B1

a

BA

 

B

 

+ (b

B1

b

BA

B

+ a

BA

ξ

A

+ b

η

 

a

 

ξ

 

b

 

η

+ l B ;

 

 

 

А1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BA A

 

 

 

B1 1

 

B1 1

 

 

A1

 

2....ν

β 2

= ν

1

= (a

a

 

1

+ (b

 

b

 

1

+ a

ξ

B

+ b η

 

a ξ

2

b η

2

+ l1

 

;

 

 

 

B2

 

 

 

12

 

1B

 

 

 

 

12

 

1B

 

 

 

1B

 

 

 

 

 

1B B

 

12

 

 

 

 

12

 

B2

 

 

3....ν β 3 = ν 12C

 

=

(a2C a21 2

 

+ (b2C b21 2

+ a21ξ 1 + b21η 1 a2C ξ C b2Cη C + l12C ; (16.186)

4....ν

β 4

= ν

C

=

(a

CD

a

C

2

C

+ (b

 

b

 

 

C

+ a

C

2

ξ

2

+ b

η

a

CD

ξ

D

b η

D

+ l C

;

 

 

2D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CD

 

C 2

 

 

 

 

 

C 2 2

 

 

 

 

CD

 

2D

 

5....ν s1

= ν Bs

1

=

− cos α B01ξ B

− sin α B01η B + cos α B01ξ 1 + sin α B01η 1 + lBs

1 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6....ν s2

= ν 12s

=

− cos α 120 ξ 1 − sin α 120 η 1 + cos α 120 ξ 2 + sin α 120 η 2 + l12s ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7....ν s3

= ν 2sC

=

− cos α 20Cξ 2

 

− sin α 20Cη 2 + cos α 20Cξ C

 

+ sin α 20Cη C

+ l2sC .

 

 

 

 

 

 

 

 

Принимая, что погрешности исходных данных равны нулю, т.е. поправки в них также равны нулю, упростим уравнения (16.186):

1....

ν

2....

ν

β1

β2

=ν

=ν

АВ1 = − aB1ξ 1 bB1η 1 + lAB1 ;

1B2 = (a12 a1B 1 + (b12 b1B 1 a12ξ 2 b12η 2 + lB1 2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

3....ν

β 3

= ν

2

= (a

2C

a

21

2

+ (b

2C

b

21

2

+ a

21

ξ

1

+ b η

+ l 2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1C

 

 

 

 

 

 

 

 

21 1

1C

4....ν

 

= ν C

= a

 

ξ

 

+ b η

+ l C

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(16.187)

 

C 2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

β 4 2 D

 

 

 

C 2 2

 

2D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5....ν s1

= ν Bs1 =

cos α B01ξ 1 + sin α B01η 1 + lBs1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6....ν s2

= ν 12s =

 

− cos α 120 ξ 1 − sin α 120 η 1 + cos α 120 ξ 2

+ sin α 120 η 2

+ l12s ;

 

 

 

 

 

 

 

 

7....ν s3

= ν 2sC =

− cos α 20Cξ 2 − sin α 20Cη 2

+ l2sC .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определим

 

коэффициенты

а

и

b и

свободные

члены

 

уравнений

поправок.

Пользуясь табл. 16.42, из решения обратных геодезических задач по предварительным координатам точек 1 и 2 вычислим предварительные

значения дирекционных углов:

 

 

 

 

 

 

 

α BA

=

317 013′16,4′′ - исходный дирекционный угол;

α B01 =

69 050′00,0′′.......... ..α 10B

=

249 050′00,0′′;

0

=

102

0

52

′′

0

=

 

282

0

52

′′

α 12

 

 

16,3 .......... ..α

21

 

 

 

16,3 ;

0

=

11036′41,7′′.......... ...

0

 

 

191 0

36′41,7′′;

α 2С

 

 

 

 

α

С 2 =

 

 

 

 

 

α СD

=

100 05845,8′′ - исходный дирекционный угол.

При вычислении коэффициентов а и b значения s следует подставлять в км, угловые поправки в этом случае выражаются в секундах, а линейные поправки – в дециметрах. Коэффициенты а и b следует вычислять до 0,001.

a

 

=

20,626

 

sin α

0

 

=

+ 15,543;........a

=

− 15,543.

B1

 

 

 

B1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sB01

 

 

 

 

 

1B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

=

− 20,626

cosα

0

=

− 5,709;......... ..b

= + 5,709.

B1

 

 

 

B1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sB0

 

 

 

 

 

 

1B

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

a

 

=

20,626

sin α

0

=

+ 20,880;........a

 

=

− 20,880.

 

 

 

s0

12

21

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

=

− 20,626

cos α

0

=

+ 4,771;......... ..b

 

= − 4,771.

 

 

s0

 

12

21

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

461

a2C

 

20,626

sinα

0

 

 

+ 4,018;........aC 2 = − 4,018.

=

 

 

2C

 

=

 

s20C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

− 20,626

cosα

0

= − 19,556;......... ..b

= + 19,556.

2C

=

 

 

2C

 

 

 

 

 

 

 

 

s

20C

 

 

C 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычисляем по приведенным формулам значения свободных членов уравнений поправок:

l

 

=

l B

 

=

0

− α

 

BA

) −

β

B

=

(69050′00,0′′

317 013′16,4′′) − 112 036′45,4′′

=

− 1,8′′;

1

 

A1

 

 

B1

 

 

 

 

A1

 

 

 

 

 

 

l2

= lB1

2 =

120

− α 10B ) −

β

B1

2

=

(102 052′16,3′′ −

249 050′00,0′′) − 2130 02′16,8′′

=

− 0,5′′;

l

3

=

l 2

 

=

0

− α

 

0

) −

β 2

=

(11036′41,7′′

− 282 052′16,3′′) − 880 44′26,7′′ =

− 1,3′′;

 

 

1C

 

 

2C

 

 

21

 

 

1C

 

 

 

 

 

 

l4

= l2CD =

CD − α

C0

2 ) −

β 2CD = (100 058′45,8′′ − 191036′41,7′′) − 269 0 22′04,0′′ = + 0,1′′;

l5

= lBs

1 =

sB01 sB1

 

= 1245 ,634 − 1245 ,638 =

− 0,004 м = − 0,04дм;

 

 

l

6

=

l s

 

 

=

s0

s

=

963,013 − 963,017 = − 0,004 м = − 0,04дм;

 

 

 

 

12

 

12

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l7

=

l2sС

=

s20С

s2С

= 1033,154 − 1033,151 =

+ 0,003 м = + 0,03дм.

 

 

С учетом полученных значений коэффициентов и свободных членов, а также значений sin и cos дирекционных углов соответствующих направлений составим окончательно уравнения поправок.

1....ν

β 1

= ν

В

= − 15,543 ξ

1

+ 5,709η

 

1

− 1,8;

 

 

 

 

 

 

А1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2....ν

β 2

= ν

1

= 36,423ξ

1

 

 

− 0,938η

1

− 20,880 ξ

2

− 4,771η

2

− 0,5;

 

 

B 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3....ν β 3 = ν 12C = 24,898 ξ 2

− 14,785η 2 − 20,880 ξ 1 − 4,771η 1 − 1,3;

4....ν

 

= ν

 

C

= − 4,018 ξ

 

 

 

+ 19,556η

 

+ 0,1;

 

 

 

(16.188)

β 4

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

2 D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5....ν s1

= ν Bs

1 =

0,3447 ξ 1 + 0,9387η 1 − 0,04;

 

 

 

 

6....ν s2

= ν 12s =

0,2228ξ 1 − 0,9749η 1 − 0,2228ξ 2

+ 0,9749η 2 − 0,04;

7....ν s3

= ν 2sC

=

− 0,9795ξ 2 − 0,2013η 2 + 0,03.

 

 

 

 

Составим матрицу коэффициентов, свободных членов и весов. Значения весов вычислены в примере п. 153.3.

Шаг 6. Составление и решение системы нормальных уравнений для определения поправок в координаты пунктов 1 и 2.

Правила составления указанных уравнений подробно рассмотрены в предыдущих примерах уравнивания параметрическим способом.

1.... 2004 ,4406 ξ 1 − 23,3295η 1 − 1280 ,4837 ξ 2

+ 135 ,3800 η 2 + 36,8749

= 0;

2.... − 23,3295 ξ 1 + 59,2507η 1 − 98,7597 ξ 2 + 73,0746η 2 − 3,5712 = 0;

 

 

 

3.... − 1280 ,4837 ξ 1 − 98,7597 η 1 + 1073 ,8363 ξ 2

− 347 ,1671η 2

− 22,3633 = 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

(16.189)

4....135 ,3800 ξ 1 + 73,0746 η 1 − 347 ,1671ξ 2 + 624 ,7868η 2

+ 23,4712 = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 16.43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j→

1(ξ1)

2(η1)

3(ξ2)

 

4(η2)

 

li

 

pi

i↓

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1(β1)

-15,543

+5,709

0

 

0

 

-1,8

 

1

2(β2)

+36,423

-0,938

-20,880

 

-4,771

 

-0,5

 

1

3(β3)

-20,880

-4,771

+24,898

 

-14,785

-1,3

 

1

4(β4)

0

0

-4,018

 

+19,556

+0,1

 

1

462

5(s1)

+0,3447

+0,9387

0

0

-0,04

1,221

6(s2)

0,2228

-0,9749

-0,2228

+0,9749

-0,04

2,041

7(s3)

0

0

-0,9795

-0,2013

+0,03

1,778

Из решения системы уравнений (16.189) получим:

ξ 1 = − 0,0559 дм;...... η 1 = + 0,0063 дм;...... ξ 2 = − 0,0655 дм;...... η 2 = − 0,0626 дм.

Шаг 7. Вычисление уравненных значений измеренных углов, расстояний и координат.

После подстановки полученных значений поправок в координаты в уравнения (16.188) получим величины поправок в значения измеренных углов и расстояний:

ν=−0,895 2′≈−0,9 ′;

β1

ν=−0,875 7 ′≈−0,9 ′;

β2

ν=−0,86 1′≈−0,9′;

β3

ν=−0,861 0′≈−0,9′;

β4

ν

ν

ν

s1

s2 s3

=− 0,0534 дм ≈ − 5мм;

=− 0,1052 дм ≈ − 10 мм;

=+ 0,1068 дм ≈ + 11мм.

Обратим внимание на то, что сумма поправок в углы на 0,1" больше, чем угловая невязка. Это является результатом округлений полученных в расчетах величин. В связи с этим поправку в угол 4, как меньшую из полученных, уменьшим на 0,1" (по ее абсолютной величине). Здесь мы не будем вычислять уравненные значения углов и расстояний, а выполним это непосредственно в шаге 8 в таблице (16.44) контроля уравнивания результатов измерений.

Вычислим уравненные значения координат пунктов 1 и 2:

x1

= 8794 ,779 − 0,006 = 8794 ,773 м;.........

y1

=

6409 ,916 + 0,001 = 6409 ,917 м;

x2

= 8580 ,258 − 0,007 = 8580 ,251 м;.........

.y2

= 7348 ,732 − 0,006 = 7348 ,726 м.

Шаг 8. Контроль уравнивания.

Для контроля уравнивания выполним вычисление координат пунктов 1 и 2 в ведомости (табл. 16.44), измеренные величины в которой заменим на уравненные их значения. Совпадение вычисленных координат пунктов 1 и 2 с уравненными, вычисленными в шаге 7 покажет правильность решения задачи.

Таблица 16.44

№№

Гориз.углы

Дирекц.углы

Рассто-

Приращения

Координаты, м

№3

точек

β

α

яния

координат, м

 

 

точек

А

 

 

s , м

 

 

 

 

A

 

137°13'16,4"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

112°36'44,5"

 

 

 

 

8365,344

5240,647

B

 

 

69°50'00,9"

1245,633

+429,430

+1169,270

 

 

 

1

213°02'15,9"

 

 

 

 

8794,774

6409,917

1

 

 

102°52'16,8"

963,007

-214,522

+938,809

 

 

 

2

88°44'25,8"

 

 

 

 

8580,252

7348,726

2

 

 

11°36'42,7"

1033,162

+1012,017

+207,955

 

 

 

463