
- •Предисловие
- •Глава 1. Вводная часть
- •§ 1. Предмет и задачи геодезии
- •§ 2. Краткие исторические сведения
- •§ 3. Единицы измерений, применяемые в геодезии
- •§ 4. Фигура и размеры Земли
- •§ 5. Содержание курса и рекомендации по его изучению
- •Глава 2. Топографические карты и планы
- •§ 6. Влияние кривизны Земли на измеренные расстояния
- •§ 7. Краткие сведения о картографических проекциях
- •§ 8. Общие сведения о топографических картах и планах
- •§ 9. Система географических координат
- •§ 10. Равноугольная поперечно-цилиндрическая проекция Гаусса-Крюгера
- •§ 11. Разграфка и номенклатура топографических карт и планов
- •§ 12. Зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса
- •§ 13. Перевычисление координат из зоны в зону
- •§ 14. Система высот
- •§ 15. Условные знаки топографических карт и планов
- •§ 16. Изображение рельефа на топографических картах и планах
- •§ 17. Ориентирование
- •§ 18. Решение некоторых задач с использованием топографической карты
- •18.1. Измерение расстояний
- •18.2. Определение географических и прямоугольных координат
- •18.3. Ориентирование линий
- •18.4. Ориентирование карты на местности
- •18.5. Определение высот точек
- •18.6. Построение профиля
- •18.7. Построение линии заданного уклона
- •18.9. Определение площадей на топографических картах и планах
- •§ 19. Виды измерений
- •§ 20. Классификация погрешностей измерений
- •§ 21. Свойства случайных погрешностей
- •§ 22. Среднее арифметическое
- •§ 23. Средняя квадратическая погрешность
- •§ 24. Средние квадратические погрешности функций измеренных величин
- •§ 25. Обработка ряда равноточных измерений одной величины
- •§ 26. Об учете систематических погрешностей в измерениях
- •§ 27. Средняя квадратическая погрешность двойных равноточных однородных измерений
- •§ 28. Понятие о весе результата измерения
- •§ 29. Средняя квадратическая погрешность единицы веса и арифметической середины
- •§ 30. Обработка ряда неравноточных измерений одной величины
- •Глава 4. Государственные геодезические сети
- •§ 31. Назначение Государственных геодезических сетей
- •§ 32. Классы геодезических сетей
- •§ 33. Методы построения Государственных геодезических сетей
- •§ 34. Закрепление пунктов геодезических сетей
- •§ 35. Оценка точности построения опорных геодезических сетей
- •§ 36. Оценка точности построения сетей триангуляции
- •§ 37. Оценка точности построения звена полигонометрии
- •§ 38. Оценка точности построения сетей трилатерации
- •Глава 5. Геодезические приборы
- •§ 39. Классификация геодезических приборов
- •§ 40. Теодолиты
- •§ 41. Зрительные трубы
- •§ 42. Уровни и компенсаторы наклона
- •§ 43. Устройство теодолита
- •§ 44. Установка теодолита в рабочее положение
- •§ 45. Измерение горизонтальных углов и углов наклона
- •45.1. Способ приемов
- •45.2. Способ повторений
- •45.3. Способ круговых приемов
- •45.4. Измерение углов наклона
- •§ 46. Поверки теодолитов
- •§ 47. Нивелиры
- •§ 48. Устройство нивелира
- •§ 49. Нивелирные рейки
- •§ 50. Установка нивелира в рабочее положение
- •§ 51. Измерение превышений
- •§ 52. Поверки нивелиров
- •§ 53. Приборы для линейных измерений
- •§ 54. Гироскопические приборы
- •§ 55. Приборы для поиска подземных коммуникаций
- •Глава 6. Оптико-электронные геодезические приборы
- •§ 56. Общие замечания
- •§ 57. Краткие сведения о лазерных источниках излучения
- •§ 58. Электромагнитные дальномеры
- •§ 59. Светодальномеры
- •§ 60. Интерферометры
- •§ 61. Угломерные приборы
- •§ 62. Электронные тахеометры
- •§ 63. Электронные нивелиры
- •§ 64. Лазерные приборы
- •Глава 7. Построение съемочного обоснования
- •§ 65. Назначение и виды теодолитных ходов
- •§ 66. Прямая и обратная геодезические задачи на плоскости
- •§ 67. Взаимосвязь дирекционных углов с измеренными на местности горизонтальными углами
- •§ 68. Привязка теодолитных ходов
- •68.1. Способ примыкания
- •68.2. Прямая угловая засечка
- •68.3. Линейная засечка
- •68.4. Обратная угловая засечка
- •68.5. Комбинированные засечки
- •68.6. Задача П.А.Ганзена
- •§ 69. Особые системы теодолитных ходов
- •§ 70. Снесение координат с вершины знака на землю
- •§ 71. Определение элементов приведения и редукции
- •§ 72. Привязка теодолитных ходов к стенным геодезическим знакам
- •§ 73. Спутниковые методы определения координат
- •§ 74. Организация полевых работ при построении съемочного обоснования
- •74.1. Рекогносцировка и закрепление точек съемочного обоснования
- •74.2. Подготовка абрисов горизонтальной съемки
- •74.3. Поверки теодолита и нивелира
- •74.4. Компарирование мерных приборов
- •74.5. Измерение длин линий
- •74.6. Измерение горизонтальных углов и углов наклона
- •§ 75. Вычисления в разомкнутом теодолитном ходе
- •75.1. Предварительные вычисления
- •75.2. Обработка результатов угловых измерений
- •75.3. Вычисление приращений координат и оценка точности хода
- •75.4. Рекомендации к поиску вероятных погрешностей в измерениях и вычислениях при обработке ведомости координат
- •75.5. Уравнивание приращений координат и вычисление координат точек хода
- •75.6. Обработка ведомости высот
- •§ 76. Вычисления в замкнутом теодолитном ходе
- •76.1. Оценка точности угловых измерений и вычисление дирекционных углов
- •76.2. Вычисление приращений координат и оценка точности хода
- •76.3. Уравнивание приращений координат и вычисление координат точек хода
- •76.4. Обработка ведомости высот
- •§ 77. Обработка диагонального хода
- •Глава 8. Топографические съемки
- •§ 78. Назначение и виды топографических съемок
- •§ 79. Понятие о цифровой модели местности
- •§ 80. Теодолитная съемка
- •§ 81. Тахеометрическая съемка
- •§ 82. Составление плана местности по результатам топографической съемки
- •82.2. Нанесение на план точек съемочного обоснования
- •82.3. Нанесение на план результатов тахеометрической съемки
- •82.4. Рисовка рельефа и ситуации
- •82.5. Построение на плане ситуации по результатам теодолитной съемки
- •Глава 9. Нивелирные работы
- •§ 83. Способы и методы нивелирования
- •§ 84. Способы геометрического нивелирования
- •§ 85. Основные источники погрешностей геометрического нивелирования
- •§ 86. Техническое нивелирование
- •§ 87. Трассирование
- •§ 88. Расчет и разбивка главных точек кривых на трассе
- •§ 89. Нивелирование поперечных профилей
- •§ 90. Обработка результатов нивелирования трассы
- •§ 91. Построение профиля трассы
- •§ 92. Построение проектной линии
- •§ 93. Построение поперечного профиля и проектного полотна дороги
- •§ 94. Нивелирование площадей
- •Глава 10. Геодезические разбивочные работы
- •§ 95. Назначение и организация разбивочных работ
- •§ 96. Построение на местности проектного горизонтального угла
- •§ 97. Построение на местности проектного расстояния
- •§ 99. Способы разбивочных работ
- •§ 100. Расчет разбивочных элементов
- •§ 101. Разбивочные работы при трассировании
- •§ 102. Разбивка фундаментов инженерных сооружений
- •§ 103. Оценка точности разбивочных работ
- •Глава 11. Геодезические работы в строительстве
- •§ 104. Общие положения
- •§ 105. Краткие сведения об объектах строительства
- •§ 106. Геодезические работы при строительстве промышленных сооружений
- •§ 107. Геодезические работы при строительстве гражданских зданий
- •§ 108. Геодезические работы при строительстве дорог и мостовых сооружений
- •§ 109. Геодезические работы при планировании и застройке населенных пунктов
- •§ 110. Геодезические работы при строительстве подземных коммуникаций
- •§ 111. Геодезические работы при строительстве гидротехнических сооружений
- •Глава 12. Геодезические работы в подземном строительстве
- •§ 115. Горизонтальная соединительная съемка
- •115.2. Горизонтальная соединительная съемка через один шахтный ствол
- •§ 116. Вертикальная соединительная съемка
- •§ 117. Подземная горизонтальная съемка
- •§ 118. Подземная вертикальная съемка
- •§ 119. Геодезические разбивочные работы в подземном строительстве
- •§ 120. Задачи и содержание топографо-геодезических работ
- •§ 121. Точность геодезических работ
- •§ 122. Создание топографических карт и планов
- •§ 123. Разбивка геодезических сеток и профильных линий
- •§ 124. Разбивочные работы при проведении геологической разведки
- •§ 126. Виды деформаций инженерных сооружений
- •§ 127. Задачи наблюдений и организация работ
- •§ 128. Геодезические знаки и их конструкции
- •§ 129. Размещение геодезических знаков на инженерных сооружениях
- •§ 130. Точность измерения деформаций
- •§ 131. Периодичность наблюдений
- •§ 132. Наблюдения за вертикальными перемещениями
- •§ 133. Наблюдения за горизонтальными смещениями
- •§ 134. Наблюдения за кренами
- •§ 135. Наблюдения за деформациями земной поверхности
- •§ 136. Разработка методики наблюдений
- •§ 137. Обработка и анализ результатов наблюдений
- •Глава 15. Особенности точных и высокоточных измерений
- •§ 138. Основные группы погрешностей измерений
- •§ 139. Учет влияния рефракции атмосферы
- •§ 140. Высокоточное и точное геометрическое нивелирование
- •§ 141. Нивелирование I класса
- •§ 142. Нивелирование II класса
- •§ 143. Нивелирование III и IV классов
- •§ 144. Особенности точного и высокоточного нивелирования при наблюдениях за деформациями
- •§ 145. Высокоточные и точные угловые измерения
- •§ 146. Высокоточные и точные измерения в схемах микротриангуляции, микротрилатерации и короткобазисной полигонометрии
- •Глава 16. Уравнивание геодезических построений
- •§ 147. Основные задачи уравнительных вычислений
- •§ 148. Метод наименьших квадратов
- •§ 149. Классификация основных способов уравнивания
- •§ 150. Основные геометрические условия, возникающие в построениях
- •150.1. Условие фигуры
- •150.2. Условие горизонта
- •150.3. Условие суммы углов
- •150.4. Условие дирекционных углов
- •150.5. Условие сторон
- •150.6. Условие полюса
- •150.7. Условие координат
- •§ 151. Методы решения систем линейных нормальных уравнений
- •151.1. Способ последовательной подстановки
- •151.2. Способ матричных преобразований
- •151.3. Решение систем линейных уравнений по алгоритму Гаусса
- •151.4. Способ краковянов
- •§ 152. Коррелатный способ уравнивания
- •§ 153. Примеры коррелатного способа уравнивания
- •153.1. Уравнивание углов в полигоне
- •153.2. Уравнивание системы нивелирных ходов с несколькими узловыми точками
- •153.3. Уравнивание полигонометрического хода
- •153.4. Уравнивание системы полигонометрических ходов с двумя узловыми точками
- •153.5. Уравнивание триангуляции
- •153.6. Уравнивание триангуляции по условию координат
- •§ 154. Параметрический способ уравнивания
- •§ 155. Примеры параметрического способа уравнивания
- •155.1. Уравнивание углов в полигоне
- •155.2. Уравнивание системы нивелирных ходов с несколькими узловыми точками
- •155.3. Уравнивание полигонометрического хода
- •155.4. Уравнивание системы полигонометрических ходов с двумя узловыми точками
- •155.5. Уравнивание направлений в триангуляции
- •§ 156. Способ раздельного уравнивания
- •156.1. Уравнивание полигонометрического хода
- •156.2. Система полигонометрических ходов с одной узловой точкой
- •156.3. Система нивелирных ходов с одной узловой точкой
- •§ 157. Способ эквивалентной замены
- •§ 158. Способ полигонов В.В.Попова
- •§ 159. Способ последовательных приближений
- •§ 160. Оценка точности уравненных элементов и их функций
- •160.1. Общие положения
- •160.2. Оценка точности при уравнивании коррелатным способом
- •160.3. Оценка точности при уравнивании параметрическим способом
- •Предметный указатель
- •Список литературы
- •Оглавление

γ2 = 180o – (58o24'02'' + 60o45'06'') = 60о 50' 52".
3. По формулам (7.51) дважды (из двух треугольников) находим горизонтальное проложение линии M5:
dМ 5(1) = 88,846 sin 56 032′′23′′′′ = 82,098 м sin 64 032 01
dМ 5(2) = 80,552 sin 62 052′′35′′′′ = 82,092 м sin 60 050 52
Разница в значениях dM5 составляет 0,006 м, что допустимо для расстояния 82 м.
d М 5 |
= 0,5(82,098 + 82,092 ) = 82,095 м. |
|
|
|||||||
4. Вычисляем значения углов β7 и β8: |
|
|
|
|||||||
|
|
æ |
82,095 |
|
0 |
ö |
|
0 |
|
|
β 7 |
= arcsin ç |
|
|
sin 88 19¢14¢¢ |
= |
0 |
|
57¢44,6¢¢ ; |
||
4885 ,605 |
|
|||||||||
|
|
è |
|
|
ø |
|
|
|
||
β 8 |
= |
180 0 − |
(0057′44,6′′ + |
88 019′14′′) = |
90 0 43′01,4′′. |
5. Вычисляем значения координат точки 5 теодолитного хода. Дирекционный угол направления М5
α М 5 |
= 146 002′13,3′′ + 90 0 43′01,4′′ = |
236 |
0 45′14,7′′. |
|
Х 5 = |
6235 ,756 + 82,095 cos 236 0 45′ |
14,7′′ = |
6190 ,749 м. |
|
Y = |
4487 ,064 + 82,095 sin 236 0 45′14,7′′ |
= |
4418 ,406 м. |
|
5 |
|
|
|
|
6. Контрольное вычисление.
Из решения обратной геодезической задачи значение дирекционного угла
направления N5 |
α |
N 5 |
= 325 004′28,7′′. |
Значение |
β 7 |
= |
146 0 02′13,3′′ + 180 0 − 325 0 04′28,7′′ = 0057′44,6′′ , что совпадает с |
вычисленным ранее значением.
7. Выполняем передачу дирекционного угла на определяемую линию 5-6 теодолитного хода:
α 56 = 236 0 45′14,7′′ − 180 0 + 130 0 42′56′′ = 187 0 28′10,7′′ ≈ 187 0 28′11′′ .
§ 71. Определение элементов приведения и редукции
При проведении работ по сгущению плановой геодезической сети, когда выполняются угловые измерения, не всегда удается установить теодолит строго над центром геодезического знака. Кроме того, вертикальная ось визирного цилиндра геодезического знака (сигнала или пирамиды) может не проходить через центр знака. В этих случаях при измерениях углов и направлений возникают погрешности, значительно превышающие необходимую точность измерений. Для исключения погрешностей за центрировку теодолита и редукцию знаков выполняют комплекс измерений на каждом из геодезических пунктов.
189

Рис. 7.16. Определение элементов приведения и редукции.
Рассмотрим схему измерений (рис. 7.16), необходимых для определения элементов приведения и редукции: е – расстояние от теодолита Т до центра знака С; е1 – расстояние от центра знака С до вертикальной оси S визирного цилиндра.
На местности у геодезического пункта разбивают два базиса: основной АВ1 = b1 и контрольный АВ2 = b2. Базисы измеряют стальной компарированной рулеткой. В точках А и В1 первого базиса, а также в точках А и В2 второго базиса измеряют горизонтальные углы β. В точке стояния рабочего теодолита (Т) измеряют угол βТ с целью контроля и уравнивания углов
β ТА , β ТВ , β Т .
Вводят условную систему координат, ось y которой совпадает с направлением базиса, при этом дирекционный угол α АВ1( 2) = 900 ; Х А = 0;YА = b1(2) .
Далее способом прямой угловой засечки, либо прямым расчетом из решения прямых геодезических задач, определяют координаты точек С, Т и S. По разностям полученных координат вычисляют величины е и е1 из решений основного и контрольного базисов. Если расхождения между полученными значениями допустимы, то вычисляют средние их значения.
190
Указанный метод определения элементов приведения называется аналитическим. Он может использоваться при любых значениях е и е1. Если значения е и е1 меньше 30 см, то чаще применяют графический метод.
При графическом методе используют т.н. центрировочный лист (лист бумаги), на который с помощью вспомогательного теодолита с трех точек стояния проектируют точки С, Т и S. Затем отмечают среднее их положение по трем полученным направлениям и графически, с точностью до 1 мм, измеряют искомые элементы приведения.
На этом же центрировочном листе прочерчивают начальное направление на одно из измерявшихся направлений. Значения углов, необходимых для вычисления поправок за центрировку и редукцию, получают также графически с центрировочного листа с помощью транспортира (с точностью до 15'). При аналитическом методе определения элементов приведения идентичные ориентирные углы получают из результатов измерения направлений.
На рис. 7.16 б показана схема, поясняющая принцип введения поправок за центрировку и редукцию на двух геодезических пунктах. Истинным направлением, которое и должно быть определено с указанных пунктов, является линия С1С2. В точках 1 и 2 определены элементы приведения е и е1, а также углы М и t. В точке 1 в качестве нулевого (начального) направления принято направление на пункт N, а в точке 2 – на пункт K. В процессе измерений визирование с точки 1 на точку 2 производилось из точки Т1 на точку S2, а в точке 2 – из точки Т2 на точку S1.
Значения поправок за центрировку с и редукцию r (в секундах) в каждом из пунктов вычисляют по формулам
с1² |
= |
e1 sin(M1 + |
t1 ) ρ ¢¢ |
|
|
|
|
S12 |
|
с2 |
² |
= |
e2 sin(M 2 + |
t 2 ) ρ ¢¢ |
|
|
|
S12 |
|
; |
r1² |
= |
e11 sin(M1 |
+ |
t11 ) |
|
ρ ¢¢ |
(7.57) |
|
S12 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
r2 |
² |
= |
e12 sin(M 2 |
+ |
t12 ) |
ρ ¢¢ |
(7.58) |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
S12 |
|
|
|
|
|
Поправки с и r со своими знаками учитывают в измеренных направлениях следующим образом. Поправку с1 вводят в измеренное направление Т1S2 (1-2), а поправку с2 – в измеренное направление Т2S1 (2-1). Для поправок r – наоборот: поправку r1 вводят в направление 2-1, а поправку r2 – в направление 1-2.
Для иллюстрации сказанного рассмотрим следующий пример.
Пример 7.10. Определение поправок за центрировку и редукцию. Исходные данные (в соответствии со схемами рис. 7.16).
|
|
Пункт 1 |
|
|
|
|
Пункт 2 |
Направление 1-2(Т1S2) = 147о53'12,85" |
|
|
Направление 2-1 (Т2S1) = 63о26'13,18" |
||||
|
е1 = 0,156 м; е11 = 0,056 м; |
|
|
|
|
е2 = 0,170 м; е12 = 0,033 м |
|
М1 = 271о30'; t1 = 110o10'; t11 = 25о25' |
|
|
|
М2 = 210о45'; t2 = 192o00'; t12 = 269о50' |
|||
|
S12 = 4725,35 м |
|
|
|
|
|
|
Решение. |
sin( 271 030¢ + 110 |
010¢) |
|
|
|
|
|
² |
= 0,156 |
20626 |
5 |
¢¢ |
¢¢ |
||
с1 |
4725 ,35 |
|
|
= + 2,51 ; |
|||
|
|
|
|
|
|
|
191
r1² = 0,056 sin( 271 030¢ + 25 0 25¢) 20626 5¢¢ = - 2,18¢¢; 4725 ,35
с2² = 0,170 sin( 210 0 45¢ + 192 0 00¢) 20626 5¢¢ = + 5,04¢¢; 4725 ,35
r2² = 0,033 sin( 210 0 45¢ + 269 050¢) 20626 5¢¢ = + 1,25¢¢. 4725 ,35
Редуцированное направление 1-2:
Т1S2 + с1 + r2 = 147о53'12,85" + 2,51" + 1,25" = 147о53'16,61". Редуцированное направление 2-1:
Т2S1 + с2 + r1 = 63о26'13,18" + 5,04" – 2,18" = 63о26'16,04".
Таким образом, на каждом из пунктов для всех измеренных направлений, после определения элементов приведения, по значениям углов М и t вычисляют соответствующие поправки с и r. Очевидно, что эти поправки заметно зависят от расстояния между пунктами. Обратите внимание на то, что при использовании в примере 7.10 расстояния почти в 5 км поправки с и r даже при небольших значениях е оказались заметно больше точности измерений, например, теодолитом Т2. Фактически часто величины е могут составлять более 25 – 30 см. Если же расстояния между пунктами меньше 5 км, что часто имеет место при сгущении геодезических и маркшейдерских сетей, учет поправок за центрировку и редукцию является весьма ответственной операцией.
§ 72. Привязка теодолитных ходов к стенным геодезическим знакам
На плотно застроенной территории весьма сложно подобрать для привязки пункты, которые наблюдались бы с определяемой точки. В некоторых случаях это удается выполнить, если исходные пункты находятся на стене одного здания и видны с точек съемочного обоснования (рис. 7.17 а). В других случаях исходные пункты не находятся в прямой видимости друг с другом, а также в прямой видимости с определяемой точки съемочного обоснования (рис. 7.17 б).
В схеме а задача решается следующим образом.
Напротив исходных пунктов А и В выполняют разбивку базиса СD примерно параллельно исходному направлению. Измеряют на местности горизонтальные углы β и расстояния S (горизонтальные проложения). Для определения горизонтальных проложений измеряют превышения между соответствующими точками способом геометрического нивелирования. Далее решают треугольники АВС и ВDС, т.е. находят недостающие элементы треугольников, передают дирекционный угол на направление АС и дважды, по ходам А-С и В-D-С, из решения прямых геодезических задач вычисляют координаты точки С. Затем дирекционный угол передают на сторону С-2 и потом 2-3, определяют координаты точки 2 через координаты точки С.
192