Инженерная геодезия. Теодолитная съемка. Учебно-методическое пособие
.pdf
Рис. 6 – Румбы.
Румб заданного направления rпр называется прямым, а противоположного – обратным rобр. Прямой и обратный румбы равны по величине и отличаются только наименованием (рис. 7).
Например, если прямой румб равен rпр = СВ: 350, то обратный румб равен rобр= ЮЗ: 350.
Рис. 7 - Прямой и обратный румбы.
Таблица перехода от дирекционных углов к румбам r приведена ниже (табл. 6).
Таблица 6. – Формулы перехода от дирекционных углов к румбам
|
|
|
Интервал изменения дирекционного угла |
|
|
|
Румб |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
0 ÷90 |
|
|
|
|
СВ : |
|
r1 = 1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
90 ÷180 |
|
|
ЮВ : |
r2 = 180 - 2 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
180 ÷ 270 |
|
|
ЮЗ : |
r3 = 3 - 180 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
270 ÷360 |
|
|
СЗ : |
r4 = 360 - 4 |
|
|
|
|||||
|
|
Определить истинный азимут линии 1-2 (табл.7). |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7 – Определить истинный азимут линии 1-2 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Вариант |
|
1 |
2 |
|
3 |
|
4 |
5 |
|
6 |
|
7 |
|
|||
|
в |
|
2˚42' |
3˚33' |
|
4˚23' |
|
6˚13' |
8˚19' |
|
19˚05' |
|
21˚12' |
||||
|
з |
|
4˚21' |
5˚18' |
|
5˚32' |
|
7˚21' |
9˚03' |
|
21˚18' |
|
|
3˚12' |
|||
|
Ам |
|
42˚15' |
86˚19' |
|
104˚00' |
|
143˚21' |
187˚01' |
|
250˚14' |
|
289˚06' |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11
Определить магнитный азимут линии 1-2 (табл.8).
Таблица 8 – Определить магнитный азимут линии 1-2
Вариант |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
|
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
в |
2˚14' |
5˚26' |
4˚23' |
|
10˚00' |
|
23˚19' |
15˚18' |
21˚55' |
||||
з |
13˚02' |
15˚17' |
19˚20' |
|
20˚13' |
|
4˚02' |
6˚18' |
4˚03' |
||||
Аи |
18˚15' |
43˚15' |
89˚11' |
|
121˚00' |
|
194˚26' |
229˚15' |
283˚00' |
||||
Определить дирекционный угол (табл.9). |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Таблица 9 – Определить дирекционный угол |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
|
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
Аи |
30˚40' |
60˚08' |
33˚45' |
|
40˚13' |
|
55˚48' |
|
60˚18' |
|
71˚25' |
|
|
1 |
0˚20' |
0˚12' |
0˚15' |
|
0˚17' |
|
|
0˚02' |
|
0˚22' |
|
0˚05' |
|
Аи |
31˚10' |
60˚28' |
34˚20' |
|
40˚44' |
|
|
55˚58' |
|
60˚50' |
|
71˚35' |
|
2 |
0˚10' |
0˚08' |
0˚20' |
|
0˚14' |
|
|
0˚08' |
|
0˚10' |
|
0˚05' |
|
Определить истинный азимут по дирекционному углу и сближению меридианов (табл. 10).
Таблица 10 – Определить истинный азимут по α и сближению меридианов
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25˚16' |
37˚12' |
72˚16' |
94˚12' |
186˚01' |
245˚15' |
273˚19' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
западное |
западное |
западное |
восточное |
восточное |
западное |
восточное |
|
|
|
|
|
|
|
|
величина |
0˚05' |
0˚06' |
0˚31' |
1˚00' |
0˚09' |
0˚11' |
0˚15' |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вычислить обратный азимут линий, имеющей длину L км, в расположенной на широте φ под истинным азимутом Апр (табл. 11).
Таблица 11 – Вычислить обратный азимут линий
L км |
φ |
Апр |
Формула |
γ |
Аоб |
|
|
|
|
|
|
55 |
60° |
90° 56' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12
Определить прямой αпр и обратный αоб дирекционные углы по следующим данным Аи и γ (табл.12).
Таблица 12 – Определить αпр и αоб
Аи |
γ |
Формула |
αпр |
αоб |
321˚45' |
-1˚08' |
|
|
|
67˚21' |
+3˚35' |
|
|
|
103˚30' |
+0˚17' |
|
|
|
Определить дирекционный угол последующей стороны а2-3, если известен дирекционный угол предыдущей стороны а1-2 измеренный угол β2 прав, вправо по ходу лежащий (табл.13). Показать это на чертеже.
Таблица 13 – Определить α последующей стороны а2-3
а1-2 |
β2 прав |
Формула |
а2-3 |
99о 56' |
115о 47' |
|
|
Сдаче подлежат:
1.Рабочие формулы.
2.Результаты решения задач (табл. 6-13).
13
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА ПО ТЕОДОЛИТНОЙ СЪЕМКЕ
По измеренным горизонтальным углам и горизонтальным проложениям сторон замкнутого теодолитного хода выполнить:
Замкнутый теодолитный ход
1.Определить угловую невязку теодолитного хода и при допустимой невязке увязать углы полигона.
2.Вычислить дирекционные углы и румбы сторон теодолитного хода по
заданному исходному дирекционному углу и исправленным внутренним
углам. Исходный дирекционный угол взять из табл.14 |
|
|
|
3. |
Определить приращения координат и их невязки. |
|
|
4. |
Определить абсолютную и относительную невязку в |
|
приращениях |
координат теодолитного хода. |
|
|
|
|
1 |
|
|
5. При допустимой относительной невязке (не свыше 1500 |
) распределить |
||
невязки в приращениях координат. |
|
|
|
6. По исправленным приращениям и исходным координатам |
вершины |
||
№1 полигона вычислить координаты остальных вершин. |
|
|
|
Исходные координаты вершины №1 взять из таблицы 15.
Исходные данные
Ведомость измеренных углов и горизонтальных проложений сторон полигона Замкнутый ход (рис.8)
Рис. 8 - Дирекционный угол линии 1-2
14
Таблица 14 - Исходный дирекционный угол
№ |
Дирекционный |
№ |
Дирекционный |
№ |
Дирекционный |
№ |
Дирекционный |
варианта |
угол |
варианта |
угол |
варианта |
угол |
варианта |
угол |
|
α1-2 |
|
α1-2 |
|
α1-2 |
|
α1-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
3°10' |
16 |
169°19' |
31 |
2°03' |
46 |
157°55' |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
19°34' |
17 |
171°12' |
32 |
5° 14' |
47 |
177°50' |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
31°26' |
18 |
194°24' |
33 |
23°22' |
48 |
196°02' |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
47°40' |
19 |
124°30' |
34 |
43°05' |
49 |
243°23' |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
53°02' |
20 |
235°05' |
35 |
54°16' |
50 |
250°19' |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
61°17' |
21 |
247°14' |
36 |
62°44' |
51 |
251°51' |
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
73°44' |
22 |
250°01' |
37 |
71°15' |
52 |
254° 12' |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
86°32' |
23 |
263°14' |
38 |
83°11' |
53 |
257°03' |
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
92°15' |
24 |
212°13' |
39 |
92°43' |
54 |
263°16' |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
101°20' |
25 |
275°04' |
40 |
105°07' |
55 |
270°08' |
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
122°04' |
26 |
280°16' |
41 |
118°14' |
56 |
286°19' |
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
130°16' |
27 |
284°01' |
42 |
127°33' |
57 |
290°01' |
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
139°18' |
28 |
293°33' |
43 |
134°20' |
58 |
302° 13' |
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
143°41' |
29 |
300° 15' |
44 |
156°13' |
59 |
320°14' |
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
159°08' |
30 |
356°16' |
45 |
102°25' |
60 |
349°50' |
|
|
|
|
|
|
|
|
Координаты вершины № 1(табл.15).
Таблица 15 – Координаты вершины №1
№ варианта |
X (м) |
Y(м) |
№ варианта |
X (м) |
Y(м) |
|
|
|
|
|
|
1,2,3 |
+ 16,00 |
+ 5,00 |
31,32,33 |
+ 16,00 |
+6,00 |
4,5,6 |
+ 18,00 |
+10,00 |
34,35.36 |
— 160,00 |
+ 11,50 |
7,8,9 |
+ 19,00 |
+12,50 |
37,38,39 |
+ 23,50 |
+ 14,20 |
10,11,12 |
+ 20,00 |
+15,00 |
40,41,42 |
+27,80 |
+17,00 |
13,14,15 |
+ 25,00 |
+20,00 |
43,44,45 |
+35,00 |
+ 19,00 |
16,17,18 |
+ 30,00 |
0,00 |
46,47,48 |
+40,00 |
0,00 |
19.20,21 |
—170,00 |
— 190,00 |
49,50.51 |
—165,50 |
—180,00 |
22,23,24 |
—175,00 |
+21,30 |
52,53,54 |
—177,30 |
—185,00 |
25,20,27 |
—180,00 |
+30,00 |
55,56,57 |
—182,40 |
—170,00 |
28,29.30 |
—185,00 |
+25,80 |
58,59,60 |
—162,20 |
+24,40 |
|
|
|
|
|
|
15
Последовательность выполнения задания
Замкнутый теодолитный ход
1. Определяют сумму измеренных углов замкнутого теодолитного хода (см. рис. 8) ∑βп и сравнивают ее с теоретической
суммой
|
∑βт= 180° (n — 2), |
|
(8) |
|
|
|
|
||||
где n —число углов замкнутого хода. В нашем |
задании |
п=5, |
|||||||||
|
∑βТ = 180° (5-2)-540°; |
|
|
|
|
||||||
∑β = 82°58,5/ + 154° 47' + 67°45' + 79° 48' + 154°42,5' = 540°01'. |
|||||||||||
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Угловая невязка определяется по формуле |
|
|
|
|
|||||||
|
fβ = ∑βп - ∑βт |
|
(9) |
|
|
|
|
||||
|
fβ = ∑βп - 180° (n - 2), |
(10) |
|
|
|
|
|||||
|
fβ = 540°01' - 540° = +1' |
|
|
|
|
||||||
Угловая |
невязка |
не |
должна |
быть |
более допустимой, |
||||||
определяемой по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
fβдоп ≤ 1,5t |
n |
, |
|
(11) |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где t —точность верньера или |
точность |
отсчета |
по |
|
шкале |
||||||
микроскопа теодолита (в данном |
|
задании t=30"), |
|
|
|
||||||
п — число углов теодолитного хода. |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
невязка fβдоп ≤ 1,5 .30″ |
|
|
|
||||||
Предельно |
допустимая |
5 . |
|
||||||||
В задании невязка допустима 1'<1,5'. Если невязка не превышает |
|||||||||||
допустимую, то ее распределяют с обратным |
знаком по углам, |
||||||||||
округляя дробные значения |
минут |
до целых. Данные заносят в |
|||||||||
ведомость координат. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сумма исправленных углов хода должна быть |
равна |
|
|||||||||
теоретической сумме: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑βиспр= ∑βТ. |
|
(12) |
|
|
|
|
||||
2. По заданному дирекционному углу, |
который указан |
в |
|||||||||
исходных данных (см. табл.14), и увязанным внутренним углам |
|||||||||||
полигона |
вычисляют дирекционные углы всех остальных сторон хода |
по формуле: |
|
|
ап = ап-1 + 180- βиспр, (13) |
где |
ап - дирекционный угол последующей линии, |
ап-1 - дирекционный угол предыдущей линии, βиспр - исправленный угол, вправо по ходу лежащий.
Контролем вычисления дирекционных углов для задания будет
16
определение исходного азимута, т. е.
|
а1-2 = а5-1 + 180°- βисп 1. |
3. |
Вычислив дирекционные углы, определяют румбы. |
Пример: Вычислить дирекционный угол и румб линии 2-3, если |
|
дано: |
|
|
α0 = 16°00' |
Внутренние углы смотреть Рис.8. |
|
1−2 = 0 + испр1 ± 180° = 16°00′ + 82°58′ + 180° = 278°58′2−3 = 1−2 + испр2 ± 180° = 278°58′ + 154°47′ − 180° = 253°45′
|
= |
+ |
|
± 180° = 253°45′ + 67°45′ − 180° = 141°30′ |
|||
3−4 |
2−3 |
испр3 |
|
|
|
|
|
|
= |
+ |
|
± 180° = 141°30′ + 79°48′ − 180° = 41°18′ |
|||
4−5 |
3−4 |
испр4 |
|
|
|
|
|
5−1 = 4−5 + испр5 ± 180° = 41°18′ + 154°42′ − 180° = 16°00′ |
|||||||
По найденным дирекционным углам вычисляют румбы сторон |
|||||||
замкнутого теодолитного хода |
|
|
|
||||
α1-2 = 278°58′, |
r1-2 = 360°- α1-2, |
r1-2 = 360°- 278°58'= СЗ:81°02'. |
|||||
α2-3 = 253°45′, |
r2-3 = α2-3 -180°, |
r2-3 = 253°45′- 180°= ЮЗ:73°45' |
|||||
α3-4 = 141°30′, |
r3-4 = 180°- α3-4, |
r3-4 = 180°- 141°30′= ЮВ:38°30', |
|||||
α4-5 = |
41°18′, |
|
r4-5 = α4-5 |
|
r4-5 = СВ:41°18' |
||
α5-1 = |
16°00', |
|
r5-1 = α5-1. |
|
r5-1 = СВ:16°00′, |
||
|
Вычисленные значения румбов записывают в ведомость |
||||||
вычисления координат. |
|
|
|
||||
|
4. По румбам и горизонтальным |
приложениям сторон вычисляют |
|||||
приращения координат по формулам: |
|
|
|||||
|
|
|
∆x =d cos r, |
∆y =d sin r, или |
(14) |
||
|
|
|
∆x =d cos α, |
∆y =d sin α. |
(15) |
||
где ∆x и ∆y - приращения координат.
При вычислении приращений координат можно пользоваться таблицами для вычисления прямоугольных координат, таблицами натуральных значений тригонометрических функций.
Знаки приращений координат зависят от направления линий.
∆ = 87.22 278°58′ = +13.59 ∆ = 87.22 278°58′ = −86.15 ∆ = 98.44 253°45′ = −27.55 ∆ = 98.44 253°45′ = −94.51 ∆ = 159.97 141°30′ = −125.19 ∆ = 159.97 141°30′ = +99.58
17
∆ = 92.16 41°18′ = +69.24 ∆ = 92.16 41°18′ = +60.83 ∆ = 72.61 16°00′ = +69.80 ∆ = 72.61 16°00′ = +20.01
5. Вычислив приращения координат, определяют их алгебраическую сумму:
∑∆х = - 0.11 м. ∑∆y = -0.24 м.
В замкнутом ходе сумма приращений координат теоретически должна быть равна нулю:
∑∆х = 0, ∑∆y = 0.
Практически алгебраическая сумма вычисленных приращений несколько отличается от теоретической на величину невязок, т. е.
абсолютная невязка определяется по формуле: |
|
|||
|
|
|
|
|
|
= √(ΣΔ )2 + (ΣΔ )2 |
(16) |
||
абс |
|
|
|
|
В данном задании
абс = √(−0,11)2 + (−0,24)2 = 0,26 м.
Относительная невязка определяется по формуле:
|
= |
абс |
= |
1 |
(17) |
|
|
||||
отн |
|
Р |
Р/абс |
|
|
|
|
|
|||
отн = |
0.26 |
= |
|
1 |
= |
1 |
|
|
510.4 |
510.4/0.26 |
1963 |
||||||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
||
Относительная невязка не должна превышать 1500 |
||||||||
|
|
n ≤ |
1 |
|
|
|
||
|
|
1500 |
|
|
|
|||
периметра хода
1 |
< |
1 |
|
; невязка допустима. |
|
|
|
||
1963 |
1500 |
|||
Если невязка допустима, необходимо ее распределить в виде поправок. Поправки распределяют пропорционально длинам сторон полигона.
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Поправка |
∆ |
= |
|
|
|
|
(17) |
||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
∆ |
= |
|
|
|
|
|
(18) |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|||||
где Р – периметр хода в сотнях метров,
d – длина сторон хода в сотнях метров.
Значения найденных поправок округляются до см.
Поправки по оси Х
18
∆ |
= |
−0.11 |
∙ 0.9 = −0.02 м, |
|||
5.1 |
|
|
||||
1−2 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
∆ |
= |
−0.11 |
∙ 1.0 = −0.02 м, |
|||
5.1 |
|
|
||||
2−3 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
∆ |
= |
−0.11 |
∙ 1.6 = −0.03 м, |
|||
5.1 |
|
|
||||
3−4 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
∆ |
= |
−0.11 |
∙ 0.9 = −0.02 м, |
|||
5.1 |
|
|
||||
4−5 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
∆ |
= |
|
−0.11 |
∙ 0.7 = −0.02м. |
||
|
5.1 |
|
|
|||
5−1 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Поправки по оси Y |
|
|
|
|
|
|
∆ |
= |
−0.24 |
∙ 0.9 = −0.04 м, |
|||
5.1 |
|
|
||||
1−2 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
∆ |
= |
−0.24 |
∙ 1.0 = −0.05 м, |
|||
5.1 |
|
|
||||
2−3 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
∆ |
= |
|
−0.24 |
∙ 1.6 = −0.07м, |
||
|
5.1 |
|
|
|||
3−4 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
∆ |
= |
−0.24 |
∙ 0.9 = −0.04 м, |
|||
5.1 |
|
|
||||
4−5 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
∆ |
= |
−0.24 |
∙ 0.7 = −0.04 м, |
|||
5.1 |
|
|
||||
5−1 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Сумма поправок на каждую из осей должна быть равна невязкам
ΣΔx и ΣΔy.
Исправленные приращения определяют по формулам:
∆ испр = ∆ выч + ∆ , |
(19) |
∆ испр = ∆ выч + ∆ . |
(20) |
Поправки прибавляют к вычисленным приращениям со знаком, обратным знаку невязки.
Сумма исправленных приращений должна быть равна нулю
Σ∆x = 0 Σ∆y = 0
Определяют исправленные приращения:
∆ 1−2 = +13.59 + 0.02 = +13.61 м, ∆ 2−3 = −27.55 + 0.02 = −27.53 м, ∆ 3−4 = −125.19 + 0.03 = −125.16 м, ∆ 4−5 = +69.24 + 0.02 = +69.26 м, ∆ 5−1 = +69.80 + 0.02 = +69.82 м.
Σ∆ испр = 0 ∆ 1−2 = −86.15 + 0.04 = −86.11м,
19
∆ 2−3 = −94.51 + 0.05 = −94.46 м, ∆ 3−4 = +99.58 + 0.07 = +99.65 м ∆ 4−5 = +60.83 + 0,04 = +60.87 м, ∆ 5−1 = +20.01 + 0,04 = +20.05 м.
Σ∆ испр = 0
6. Координаты вершин полигона, определяются по формулам:
= |
+ ∆ |
(20) |
||
|
−1 |
|
|
|
|
= |
|
+ ∆ |
(21) |
|
−1 |
|
|
|
где хn и yn – координаты последующей вершины, |
||||
хn-1 и yn-1 – координаты предыдущей вершины. |
||||
Контролем вычислений |
служит определение координат |
|||
вершины 1 по координатам вершины 5 и приращений. Координаты вершины № 1(табл.15).
Определить координаты, если дано
х1 = +40.00 м, y1 = +30.00 м
2 = 1 + ∆ 1−2 = +40.00 + 13.61 = +53.61 м,3 = 2 + ∆ 2−3 = +53.61 − 27.53 = +26.08 м,
4 = 3 + ∆ 3−4 = +26.08 + (−125.16) = −99.08 м,5 = 4 + ∆ 4−5 = −99.08 + 69.26 = −29.82 м,
Контроль: 1 = 5 + ∆ 5−1 = −29.82 + 69.82 = 40.00 м.
2 = 1 + ∆ 1−2 = +30.00 + (−86.11) = −56.11 м,3 = 2 + ∆ 2−3 = −56.11 + (−94.46) = −150.57 м,4 = 3 + ∆ 3−4 = −150.57 + 99.65 = −50.92 м,
5 = 4 + ∆ 4−5 = −50.92 + 60.87 = +9.95 м,
Контроль: 1 = 5 + ∆ 5−1 = +9.95 + 20.05 = 3
Данные заносятся в ведомость координат (табл. 16).
20
