geodezia

3 класс – 3-5 км: 4 класс – 2-3 км. Государственные сети 8 – 20 км (сторона треугольника 1 класса 5 – 8 км (сторона треугольника 2 класса) Государственная сеть включает: • ФАГС – фундаментальная астрономо-геодезическая сеть. Сеть пунктов, геоцентрические координаты которых определяются методами космической геодезии относительно центра масс Земли. • ВГС – высокоточная геодезическая сеть. обеспечивает распространение на всю территорию страны геоцентрической системы координат и уточнение параметров связи геоцентрической системы с действующей системой координат СК-95. Пункты ВГС определяются по наблюдениям спутников навигационных систем ГЛОНАСС и GPS. • СГС-1 – спутниковая геодезическая сеть 1-го класса. Сеть, создаваемая по мере необходимости по наблюдениям спутников систем ГЛОНАСС и GPS. Характеристики точности Сеть Расстояние между смежными пунктами, км Погрешность взаимного положения пунктов По плановым координатам По высоте ФАГС 650-1000 2 см 3 см ВГС 150-300 3 мм

+0,05 мм · D 5 мм +0,07 мм · D СГС-1 25-35 3 мм +0,1 мм ·

D 5 мм +0,2 мм · D Сети сгущения Там, где требуется дальнейшее сгущение сети (например, в населенных пунктах), опираясь на государственную геодезическую сеть, развивают сети сгущения 1 и 2 разряда, чем достигается плотность на 1 км2 не менее 4 пунктов на застроенной территории и 1 пункт на незастроенной территории. Закрепление пунктов плановой сети Геодезические пункты надежно закрепляются центрами изготовленными из бетона или металла. Закрепление пунктов плановой сети Над центром устанавливается знак в виде пирамиды или сигнала, которые заканчиваются визирным цилиндром. Съемочные сети Съемочную сеть создают при выполнении

съемки местности. Она развивается от пунктов государственной геодезической сети и сетей сгущения 1 и 2 разрядов. Но при съемке отдельных участков съемочная сеть может быть и самостоятельной, построенной в местной системе координат. В съемочных сетях, как правило, одновременно определяют положение пунктов в плане и по высоте. Съемочные сети Виды теодолитных ходов: • замкнутый, • разомкнутый, • свободный Теодолитный ход (по точности) 1 разряд Точность 1/2000 2 разряд Точность 1/1000 Полевые работы при прокладке теодолитных ходов • Рекогносцировка. Намечают направление хода, его форму, определяют пункты к которым будет выполнена привязка. • Закрепляют вершины колышком и сторожком. • Измерят магнитный азимут начальной стороны. • Измеряют расстояние между вершинами. • Измеряют все правые по ходу горизонтальные углы. • По результатам составляют схему хода. Камеральные работы 1. Через магнитный азимут вычисляют дирекционный угол начальной стороны 2. Вычисляют горизонтальные проложения 3. Вычисляют координаты вершин теодолитного хода 3.1 Уравнивание измеренных углов Уравнивание – т.е. вычисление ошибки и избавление от нее. Ошибка - невязка изм теор= 180 (n

– 2) Для замкнутого хода Σβ теор = Дунач - Дукон +180˚ n Для разомкнутого хода Угловая невязка fβвыч = Σβ изм – Σβ теор f βдоп = ± 1′ n , fβвыч fβдоп Если то угловая невязка распределяется с обратным знаком в измеренные углы поровну поправки δβ = - fβвыч /n Вычисляем исправленные углы: β испр = β изм + δβ Контроль: Σβ испр = Σβ теор 3.2 Вычисление дирекционных углов Дупосл = Дупред + 180˚ – βиспр 3.3 Вычисление приращения координат х i = d cos Ду у i = d sin Ду 3.4 Уравнивание х и у ΣΔх выч ΣΔу выч ΣΔх теор = х кон – х нач; ΣΔу теор = y кон – y нач, 3.5

Вычисляем линейные невязки fх = ΣΔх выч - ΣΔх теор fу = ΣΔу выч - ΣΔх теор fабс = Абсолютная невязка 2 2 x y f + f fотн = fабс / Р Относительная невязка fотн fдоп 1/N 1/2000 – 1 разряд 1/1000 – 2 разряд Линейные невязки fх и fу распределяют в вычисленные приращения координат с обратным знаком пропорционально горизонтальным проложениям. Поправки приращений координат вычисляются следующим образом: δхi = (- fх /Р)·di δуi = (- fу /Р)·di Исправленные приращения координат определяются как алгебраическая сумма вычисленных приращений и поправок хиспр i = хi + δхi уиспрi = уi + δуi Суммы исправленных приращений координат должны быть равны теоретическим суммам приращений координат, что является контролем уравнивания 3.6. Вычисление координат вершин теодолитного хода хпосл = х пред + х испр упосл = упред+ уиспр Высотные геодезические сети • Государственные • Сети сгущения • Съемочные сети Государственные сети создаются методом геометрического нивелирования. В зависимости от точности государственные сети делятся на классы: I, II, III, IV. Сети I класса прокладываются равномерно по всей территории страны вдоль крупных железных и автомобильных дорог, вдоль крупных рек замкнутыми полигонами периметром 3000-4000 км. Сети II класса прокладываются полигонами периметром 500-600 км между пунктами I класса и являются основой для развития сетей III, IV класса. Класс нивелирован ия Периметры нивелирных полигонов, км Обжитые районы России Малообжитые районы России Локальные и площадные геодинамические полигоны Города застроенная территория Незастроенная территория I

1200 2000 40 - - II 400 1000 20 50 80 III 60 - 150 100 - 300 - 25 40 IV 20 - 60 25 - 80 - 8 12 Класс нивелирования

Предельная средняя квадратическая ошибка мм/км Допустимая невязка в полигонах и ходах Расхождение значений превышения на станции, мм I 0.8 3√L 0.5 II 2.0 5√L 0.7 III 5.0 10√L 3 IV 10.0 20√L 5 Построение нивелирных сетей в нашей стране -нивелирование I класса - -нивелирование II класса --нивелирование III класса -- нивелирование IV класса На пункты всех классов ( в основном – IV кл. ) могут опираться ходы технического нивелирования Закрепление пунктов высотной сети РЕПЕРЫ: • Вековые • Фундаментальные • Грунтовые • Стенные Закрепление пунктов высотной сети : 1.Репер. 2.Марка. Вековые реперы Фундаментальные реперы Грунтовые реперы Стенные реперы Марки Грунтовый репер Пункты нивелирных сетей закрепляются на местности специальными конструкциями – реперами и марками ГРУНТОВЫЙ РЕПЕР Грунтовый репер на местности Стенной репер Полочка для установки рейки Стенная марка Отверстие для закрепления подвесной рейки Стенная марка ВРЕМЕННЫЕ ЦЕНТРЫ Пункты ходов технического нивелирования закрепляют на местности временными центрами: кольями, металлическими штырями, контрастной краской на твердой поверхности и т. д. Съемочные сети • Теодолитно-высотный ход • Теодолитнонивелирный ход • Тахеометрический ход Теодолитно - высотный ход – это теодолитный ход, в котором расстояния между вершинами измеряют лентами или рулетками, а превышение между вершинами измеряют тригонометрическим нивелированием В теодолитнонивелирных ходах превышение измеряют геометрическим нивелированием. В тахеометрических ходах расстояние измеряют нитяными дальномером, а превышение тригонометрическим нивелированием. Полевые работы: •

Намечают направление хода, его форму, определяют пункты к которым будет выполнена привязка. • Закрепляют вершины хода колышком и сторожком. • Измерят магнитный азимут начальной стороны. • Измеряют расстояние между вершинами. • Измеряют все правые по ходу горизонтальные углы. • Измеряют превышения тригонометрическим или геометрическим нивелированием • По результатам составляют схему хода и схему нивелирования. Камеральные работы • Вычисляют координаты вершин теодолитного хода • Вычисляют высоты вершин теодолитного хода Вычисление высот вершин теодолитно - высотного хода Превышения между вершинами теодолитного хода h вычисляются через горизонтальное проложение d и вертикальный угол прямого νпрям и обратного νобр : hпрям = d tgνпрям hобр = d tgνобр Знак превышения зависит от знака вертикального угла. Среднее превышение hсред = (|hпрям| + |hобр| ) / 2 Знак среднего превышения принимают по знаку прямого вертикального угла. Для уравнивания превышений вычисляют высотную невязку fh = Σ hсред - (Нкон – Ннач) Допустимая невязка fh доп = ±0,0 4 Рс / n Рс ─ периметр хода в сотнях метров Если высотная невязка fh меньше (или равна) допустимой невязки fh доп, то ее распределяют в средние превышения с обратным знаком пропорционально длинам сторон: δh = (- f / Р) d Исправленные превышения hиспр = hсред + δh Высоты вершин теодолитного хода Нпосл = Нпред + hиспр Вычисление высот вершин теодолитнонивелирного хода Превышения между связующими точками: hч = ач – вч hкр = акр – вкр Если разность между hч и hкр не более 5 мм, вычисляют hсред fh = Σ hср – (Нкон – Ннач)

Нивелирование Нивелирование – процесс определения превышений между точками, выполняемый для последующего вычисления отметок (высот) точек в абсолютной или относительной системе высот. Высоты бывают абсолютные, условные и относительные. При определении высоты точек использует различные физические явления и в зависимости от них подразделяется на: - барометрическое, основанное на определении уменьшения давления с повышением высоты; - гидростатическое - по равновесию жидкости в соединенных сосудах; - радиолокационное - по скорости распространения электромагнитных волн; - механическое – по линии перемещения механических или электромеханических приборов; - стереофотограмметрическое – по различию между снимками одинаковой местности с разных точек; - наземно-космическое – по спутниковой навигации. Этот метод считается наиболее перспективным. Методы нивелирования 1. Физическое нивелирование Гидростатическое нивелирование выполняют с помощью сообщающихся сосудов, заполненных одной жидкостью. Жидкость устанавливается в обоих сосудах на одном уровне, на одной отметке. Пусть высота столба жидкости в первом сосуде будет c1, а во втором c2. Тогда превышение точки В относительно точки А будет равно: h = c1 - c2. Методы нивелирования Гидростатическое нивелирование Тригонометрическое нивелирование выполняется при помощи наклонного визирного луча теодолита (тахеометра) и предназначено для определения превышений между точками. Используется в тех случаях, когда применение геометрического нивелирования затруднительно и не обусловлено требованиями высокой точности или вовсе невозможно. Такие условия возникают в тех случаях, когда

превышение имеет большое значение на ограниченном пространстве, то есть в горной местности, на крутопадающих склонах, наклонных горных выработках и других случаях. Для определения разности высот (превышения) точек 1 и 2 методом тригонометрического нивелирования необходимо знать расстояние l1-2 между этими точками и угол наклона δ1-2 створа этих точек. Методы нивелирования 2. Тригонометрическое нивелирование В зависимости от типа теодолита применяют различные формулы для вычисления δ. При использовании теодолита Т30 эти формулы выглядят следующим образом: 6 2 КП + КЛ где КП и КЛ – отсчеты по вертикальному кругу при круге лево и круге право; М0 – место нуля вертикального круга (отсчет по вертикальному кругу, когда визирная ось трубы параллельна касательной к уровенной поверхности, горизонтальной линии). 2. Тригонометрическое нивелирование Используется в тех случаях, когда применение геометрического нивелирования затруднительно и не обусловлено требованиями высокой точности или вовсе невозможно. Такие условия возникают в тех случаях, когда превышение имеет большое значение на ограниченном пространстве, то есть в горной местности, на крутопадающих склонах, наклонных горных выработках и других случаях. Этот метод особенно популярен при съемке местности, а также при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации некоторых инженерных сооружений. Методы нивелирования 2.Тригонометрическое нивелирование Одностороннее тригонометрическое нивелирование. Превышение между точками определяется по формуле: h lsin i v. тр = + − Тригонометрическое нивелирование из середины . Формулы для расчета превышения: – при использовании по одной визирной цели

на задней и передней точках: н п в з н п в з h = l sin + l sin + v − v 1 2 Методы нивелирования 2.Тригонометрическое нивелирование – при использовании по две визирные цели (без измерения расстояния между точками): Схема тригонометрического нивелирования из середины ( ) ( ) ( ) sin( ) 2 sin sin 2 sin 2 в п в з н з в з н з в з н з в з н п в п н п в п н п в п v v v v v v h − + − − + + − − + = − н з в з v ,v верхний и нижний отсчеты по задней рейке; − н п в п v ,v верхний и нижний отсчеты по передней рейке; − н з в з , углы наклона, образованные визированием на верхнюю и нижнюю задние цели соответственно; − н п в п , углы наклона, образованные визированием на верхнюю и нижнюю передние цели соответственно. Методы нивелирования 2.Тригонометрическое нивелирование 10 Геометрическое нивелирование - это определение превышения между точками при помощи горизонтального луча визирования. Способы нивелирования:нивелирование «вперед»; нивелирование «из середины». 3. Геометрическое нивелирование Нивелирование «вперед» i b h = i - b h = i - b 3. Геометрическое нивелирование Вид в окуляр на рейку 3. Геометрическое нивелирование Нивелирование «из середины» hAB = з - п =а - b Нв=НА+hAB ГП=НА+а Нв=ГП - b 3. Геометрическое нивелирование ГП превышение одной точки над другой определяется с одной станции простое сложное Нивелирование превышение определяется с нескольких станций Простое нивелирование Сложное нивелирование В этом случае точки С и D называют связующими (иксовые) точки. Превышение между ними определяют как при простом нивелировании: Если превышение между точками можно определить только после нескольких установок нивелира, такое нивелирование условно называют

сложным. Виды нивелирования Прибор Вид нивелирования Средняя квадратическая погрешность, мм на l хода Теодолит, тахеометр тригонометрическое до ±40 мм на 100м Барометранероид барометрическое до ± 2,0 м на 1 км Гидростатическая система гидростатическое до ± 2 мм на 50м Нивелир геометрическое до ± 50 мм на 1 км Первый оптический нивелир с сеткой нитей Кеплера Российский оптический нивелир НЗ Д.Д. Гедеонова Нивелиры Нивелир - прибор для определения разницы высот между опорными точками, которую называют превышением. Французское слово "niveau" буквально означает "уровень". Оптикомеханический нивелир представляет собой прибор, состоящий из зрительной трубы, механизма поворота трубы и чувствительного уровня. Прибор устанавливается на штатив. В конструкцию входит рейка и нитяной дальномер для определения расстояния по рейке. Цифровые нивелиры имеют встроенный процессор для автоматизации вычислений результатов измерений их запоминания и оснащены специальной рейкой. Лазерные нивелиры используют для измерений углов и уровней плоским лазерным лучом, а также специальную измерительную рейку. Устройство нивелира Обозначение отечественных нивелиров Согласно действующим ГОСТам нивелиры изготавливают трех типов: высокоточные – Н-05; точные – Н-3; технические – Н-10. Буква Н – нивелир. Число, указывающее среднюю квадратическую погрешность измерения превышения на 1 км двойного хода. Л - прибор снабжен лимбом, с помощью которого можно с точностью отсчета до 6 угловых минут измерять горизонтальные углы. К - в конструкцию прибора входит компенсатор, позволяющий удерживать визирную ось зрительной трубы в горизонтальном положении. П - со зрительной трубой

прямого изображения. Например: Н05, Н1, Н2, Н3, Н10 , 3H3КЛ. Шифр нивелира 3Н2КЛ означает: -третья модель нивелира ; -точности 2 мм на 1 км двойного хода с компенсатором и лимбом 1- корпус, 2 — мушка, 3,8 — уровни, 4 — наводящий винт, 5 — упругая пластинка, 6 — подъёмные винты, 7 — подставка, 9 — элевационный винт, 10 — опорная площадка, 11 — винт кремальеры, 12 — окуляр, 13 — зрительная труба Устройство нивелира Н-3 Уровни Уровни бывают круглыми и цилиндрическими. Цилиндрический уровень состоит из стеклянной трубки, верхняя поверхность которой представляет дугу большого радиуса. На верхней части ампулы имеется шкала делений через 2мм. Центральный штрих шкалы называется нуль пунктом. Прямая, касательная к внутренней поверхности уровня, в его нульпункте, называется осью цилиндрического уровня. Чем больше радиус, тем меньше цена деления; и тем он точнее. Круглый уровень служит для приведения вертикальной оси прибора в отвесное положение. Круглый уровень представляет собой сферическую поверхность. . Зрительная труба Прямая, соединяющая перекрестки сетки нитей с оптическим центром объектива, называется визирной осью трубы. Зрительная труба геодезических приборов состоит из объектива и окуляра. Трубы большинства геодезических приборов дают обратное (перевёрнутое) изображение предмета. Вблизи переднего фокуса окуляра помещается металлическое кольцо, называемое диафрагмой со стеклянной пластинкой, на которой награвированы тонкие нити, составляющие сетку нитей. Сетка нитей снабжена 4- мя исправительными винтами, позволяющими перемещать сетку нитей в своей плоскости. Сетка нитей Подставка и штатив служат для крепления и установки геодезических