- •Глава 1. Общие принципы разбивочных работ
- •§ 1. Виды разбивочных работ
- •§ 2. Основные элементы
- •§ 3. Нормирование и принципы расчета точности
- •§ 4. Общие принципы геодезической подготовки проекта
- •Глава 2. Способы разбивки сооружений
- •§ 5. Основные источники ошибок при разбивочных работах
- •§ 6. Способы полярных координат и проектного полигона
- •§ 7. Способ прямоугольных координат
- •§ 8. Способы прямой и обратной угловых засечек
- •§ 9. Способ линейной засечки
- •§ 10. Способы створной и створно-линейной засечек
- •§ 11. Способ бокового нивелирования
- •Глава 3. Разбивочные инженерно-геодезические сети
- •§ 14. Общие принципы построения
- •§ 15. Общие принципы оценки проекта
- •§ 18. Приближенные способы вычисления обратного веса функции при оценке проекта
- •§ 19. Оценка проекта триангуляции
- •§ 20. Оценка проекта трилатерации
- •§ 21. Оценка проекта линейно-угловой сети
- •§ 22. Оценка проекта полигонометрии
- •§ 23. Оценка проектов высотной сети
- •§ 24. Общие принципы
- •§ 25. Требования к точности
- •§ 26. Технологические схемы исполнительных съемок
- •Глава 5. Выверка конструкций и оборудования в плане
- •§ 27. Способы выверки
- •§ 28. Струнно-оптический метод
- •§ 29. Дифракционный способ
- •Глава 6. Выверка конструкций и оборудования по высоте и вертикали
- •§ 31. Способ геометрического нивелирования коротким лучом
- •§ 32. Способ гидростатического нивелирования
- •§ 33. Способ микронивелирования
- •§ 34. Выверка конструкций и сооружений по вертикали
- •Глава 7. Особенности изучения осадок и горизонтальных смещений сооружений
- •§ 35. Общие сведения
- •§ 36. Расчет необходимой точности измерения
- •§ 37. Периодичность наблюдений
- •§ 38. Прогнозирование
- •§ 39. Исследование устойчивости реперов исходной геодезической основы
- •§ 40. Высокоточные створные измерения и анализ их ошибок
- •§ 41. Статистический анализ результатов геодезических измерений при наблюдениях
- •Глава 8. Программа и методы наблюдений за деформациями сооружений
- •§ 42. Последовательность разработки программы наблюдений
- •§ 43. Краткое описание объекта наблюдений
- •§ 44. Виды определяемых деформаций и причины их появления
- •§ 45. Выбор основного метода инженерно-геодезических измерений
- •§ 46. Общие формулы для предвычисления главных характеристик методики инженерно-геодезических измерений
- •§ 48. Проектирование схемы инженерно-геодезических измерений
- •§ 49. Проектирование схемы высокоточного геометрического нивелирования
- •§ 50. Пример оценки проекта схемы нивелирных ходов
- •§ 51. Проектирование схемы высокоточной триангуляции
- •§ 52. Выбор единицы веса угловых инженерно-геодезических измерений
- •§ 53. Пример оценки проекта схемы высокоточной триангуляции параметрическим способом
- •§ 55. Проектирование схемы створных измерений
- •§ 56. Разработка методики инженерно-геодезических измерений
- •§ 57. Обоснование методики высокоточного геометрического нивелирования
- •§ 59. Особенности обоснования методики створных угловых измерений
- •§ 62. Аналитическая подготовка для выноса на местность проекта здания сложной конфигурации
- •Глава 10. Промышленное строительство
- •§ 63. Проектирование и оценка проекта плановой геодезической основы для изысканий промышленного комплекса
- •§ 64. Плановая геодезическая основа для переноса проекта промышленного комплекса на местность
- •§ 65. Съемка подземных коммуникаций
- •Глава 11. Дорожно-транспортное строительство
- •§ 66. Расчет элементов поперечного профиля дороги
- •§ 68. Разбивочная сеть мостового перехода
- •Глава 12. Тоннели и подземные сооружения
- •§ 69. Расчет геодезического обоснования для обеспечения сбойки тоннелей
- •§ 70. Аналитический расчет трассы тоннеля
- •§ 71. Способы ориентирования подземной основы и их точность
- •§ 73. Ориентирование методом двух шахт
- •§ 75. Передача отметок с поверхности в подземные выработки
- •§ 78. Оценка проекта сети трилатерации методом математического моделирования
рис. 39. Линейно-угловая сеть с из юмными сторонами и двумя уг лами
Приближенно оценить линейно-угловую разбивочную сеть можно по рабочим формулам, полученным на основе строгих формул для типовых фигур; в случае сложных сетей произвольной формы — на основе метода эквивалентной замены.
§ 22. Оценка проекта полигонометрии
|
Методом полигонометрии разбивочная сеть создается либо в виде |
|||||
отдельного хода (рис. 40), |
опирающегося на два |
исходных пункта |
||||
А, |
В и |
направления, либо |
в виде свободного замкнутого полигона |
|||
(рис. 41), |
опирающегося на |
один |
исходный пункт |
А и |
направление. |
|
В |
последнем случае необходимо, |
чтобы число сторон |
в полигоне |
|||
не |
превышало шести,так |
как могут значительно |
возрасти ошибки |
|||
взаимного положения диаметральных пунктовполигона. |
|
|||||
|
Строгая оценка полигонометрической PC проводится по методике, |
изложенной ранее (см. § 17). Сложную сеть с узловыми пунктами
оценивают параметрическим способом, отдельный |
ход или полигон |
с небольшим числом пунктов — коррелатным. В |
последнем случае |
систему из трех условных уравнений целесообразно решать совместно. Матрицу коэффициентов условных уравнений полигонометричес кого хода (полигона) традиционно можно представить в виде блочной
матрицы вида |
|
|
|
|
/ А, |
! |
0 ! |
0 |
|
А = ( — |
| |
|
----- , |
(196) |
\А2 | |
А 3 | |
А |
|
fit
|
'1 |
|
- О - |
|
А |
si |
Т |
* |
|
40. |
Вытянутый |
ход |
полигонометрии |
где А х— матрица-строка коэффициентов (+1) при поправках в углы
(3, азимутального |
условного |
уравнения (в полигоне — условного урав |
||
нения суммы |
углов), |
|
||
Ai =(1 |
1 |
1 |
1 |
1); |
А2 — матрица коэффициентов при поправках в углы pf двух коор динатных (А" и Y ) условных уравнений,
А |
( АУ^ |
ЛУт |
A j3„ ... |
&хп— |
|
(197) |
||
2 |
p U * i„ |
Ах 2„ |
Ахз п |
|
|
|
||
А 3— матрица |
|
коэффициентов |
при |
поправках в стороны Si двух |
||||
координатных |
(X и У) условных уравнений, |
|
||||||
Ад — |
cosoc! |
|
cosa2 |
cosa3 ... |
cosa„_i |
(198) |
||
^sin ax |
|
sin a2 |
sin a3 |
|
sin a„ _! |
|||
|
|
|
||||||
A4— матрица |
коэффициентов |
двух |
координатных (X и Y) условных |
|||||
уравнений при |
поправках в |
азимуты |
и координаты начального |
|||||
и конечного пунктов хода, |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
1 |
1 |
О |
О |
|
А4— |
|
|
|
|
|
|
|
(199) |
При исходных данных матрица А4 в формуле (196) опускается. Частными случаями разбивочной сети полигонометрии могут быть замкнутые полигоны из трех (см. рис. 38) и четырех (рис. 42) сторон. Для первого случая рациональная форма составления условных уравнений представлена формулами (185), (186). При такой записи условных уравнений блоки А ^ А з в выражении (196) представляются общей матрицей (187). Для равностороннего полигона (см. рис. 38)
она будет иметь конкретный |
вид |
(5 — длина |
стороны; |
А4= 0) |
|||||
|
I s |
S |
S |
о |
о |
о |
\ |
|
|
+ - |
[-5 |
0 |
0 |
1,155 |
-0,577 |
-0.577 |
(200) |
||
\0 |
0 |
-S |
-0,577 |
-0,577 |
1,155 / |
||||
|
|
а для прямоугольного (когда Р—90°)
0= 90° = |
h |
10\/' |
— |
° |
|
— |
\- — Г / 1 |
0 |
» |
||
|
|
|
|
t |
|
|
Л2 |
| |
Л3 |
|
|
|
\ |
|
/ |
-1 |
0 |
|
|
|
|
||
если у = 90°, |
то |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
0 |
0 |
Ау =90° |
— 1 |
о |
р |
0 |
|
|
|||||
|
|
0 |
0 |
р |
р |
|
|
|
|
0 |
0 |
S'» р |
0 |
|
|
■ V р |
р |
s xs 2
~ ч
0
S i ' р
(202)
S2S3
S3 ■р S iS 2 ,
Для замкнутого четырехугольника (см. рис. 42) (наиболее рас пространенная форма PC полигонометрии) координатные условные уравнения могут быть заменены условными уравнениями неизмеряемых (вычисляемых) диагоналей. Для диагонали 4— 2 это уравнение представлено формулой (195). Аналогично получим условное уравнение и для второй диагонали 1— 5, лежащей против углов 2 (S2) и 4 (S4 ) соответственно,
- Т - У2 + |
у Уе + у |
УГ- ~ v |
4 - ^ v |
d- ^ - v k+ w l3 =o, |
(203) |
||
р Л 2 |
А 2 |
А 2 |
р/14 |
/14 |
|
/14 |
|
где Wi3 = S2 — S4,, |
а |
коэффициенты |
Ah |
С,- имеют тот |
же смысл, |
что и в уравнении (195). Если полигон представляет собой прямо угольник, то на основании формул (195), (203) получим следующий вид матрицы А (196) для первых трех блоков:
|
|
(204) |
где S — средняя длина |
диагоналей; S=(S 1 -\-S2)/2; а, |
Ъ— средние |
длины противоположных |
сторон реального полигона; |
a=(l+d)/2 ; |
b = ( f + k ) / 2 . |
|
|
Очевидно, что для квадрата (a = b; S=ciyJ2) матрица (204) будет иметь еще более простой вид. Таким образом, коэффициенты матриц (200), (201), (202), (204) вычисляются просто; они не связаны с системой координат (как в формулах (197), (198), (199)).
Диагональная матрица Qx обратных весов измерений при = состоит из трех блоков диагональных матриц
/ £ р
/х-' л. л
Q,=\ |
Q n - l , n - 1 |
(205) |
|
|
|
б,исх66 |
|
где диагональная |
матрица |
составлена из элементов wj/wp, |
|
а матрица |
0 ИСх6(, |
имеет вид |
|
|
т: |
б и сх 6« |
m h |
|
|
|
m у |
|
/71у |
Матрица |
CXf>h будет диагональной лишь при отсутствии ин |
формации об уравнивании опорной сети, т. е. при априорном суждении
о точности |
исходных данных. |
Заметим, |
что структуры матриц А4 и 0 ИСХ приведены для |
разомкнутого полигонометрического хода (см. рис. 40). Для замкну того полигона (см. рис. 41) в этих матрицах следует опустить элементы, относящиеся к конечному исходному пункту. Если же исходные данные считаются безошибочными, го матрицы А4 и б„сх в обоих случаях принимаются равными нулю (опускаются).
При сплошной оценке точности дирекционных углов сторон хода
|
/1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
Л = |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
(206) |
|
\1 |
1 |
1 |
1 |
1/ |
|
а при |
оценке |
точности |
координат всех |
пунктов |
||
|
|
cos сJiE„~ 1 |
п- |
А |
|
|
|
|
Еп,п |
|
|||
Л,У = |
|
|
|
AXi |
(207) |
|
|
|
|
|
|||
|
|
sin oiEnUn. l |
|
|||
|
|
— Еп. |
|
Ввиду того, что при строгой оценке полигонометрического хода (полигона) даже при небольшом числе пунктов приходится исполь зовать матрицы большого объема, при вычислениях необходимо применять ЭВМ. Чаще всего используют при этом формулы вычис ления обратных весов элементов вытянутого хода (р/^ 1800). Если такой ход длиной L уравнен за условие дирекционного угла, то точечная оценка положения его. конечного пункта не зависит от ориентирования хода и определяется известным равенством
QaL2 п+3
Q x , v - Q s n + - ^ ~ ■
Если этот ход ориентирован вдоль оси Y, имеет равные длины сторон и уравнен за все три условия, то для любого i-то пункта хода справедливы формулы
3/(/+1) |(|+1)(ЗК-2/-1)Ч
а: |
аг(аг2— 1) |
j |
(209) |
|
|||
где г —число сторон хода; i— число |
углов; t = i—\. |
|
|
Для конечной точки и стороны висячего вытянутого полигономет |
|||
рического хода |
|
|
|
Qx'Y — Qsn + Qр |
|
|
(210) |
Для замкнутого полигона правильной формы (см. рис. 41), урав ненного за все три условия,
|
|
|
|
|
(211) |
|
|
2(?i>sin2^ y V |
|
|
|
|
^(2s+G'p) s*n2^ |
|
|
||
где £>'p= Qp/?2/p; |
R — радиус описанной |
окружности. |
|||
Для замкнутого полигона произвольной формы обратные веса |
|||||
длины диагонали |
/ между |
пунктами |
/ |
и j и ее примычного угла |
|
0 определяют по |
формулам |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(212) |
где г\ и £ — координаты точек хода |
в |
частной |
системе координат, |
||
ось £, которой направлена |
вдоль диагонали /; |
a t— дирекционные |
|||
углы сторон хода в этой частной системе. |
|
||||
Приведенные |
формулы |
(208) — (212) |
совместно с выражениями |
(103), (142) позволяют выполнить оценку несложной полигономет рической разбивочной сети. Если же эта сеть включает в себя несколько узловых и исходных пунктов, то приближенную оценку точности положения узловых точек и направлений выполняют раз дельно для АО, У, и а, на основе параметрического способа (119)
в сочетании с методом эквивалентной замены (146) и методц последовательных приближений. Часто в качестве оцениваемого параметра выбирают общее положение узлового пункта, т. е. его оценку QX.Y= QX + QY• Как уже отмечалось, это обусловлено незц, висимосгью данного параметра от ориентирования полигономет. рического хода.
Указанный метод оценки называется приближенным методом узлов. Его отличительная особенность — для любого оцениваемого параметра узлового пункта связь между его поправкой и поправкой в результате измерений принимается (условно) линейной с коэф фициентом пропорциональности К= —1 для начального узлового пункта хода и К= + 1— для конечного узлового пункта хода. Для исходного пункта А^=0. Для каждого оцениваемого параметра X, У, а составляется своя диагональная матрица весов, элементы которой
вычисляются |
по |
рабочим формулам для типовых построений и, |
в том числе, |
по |
приведенным формулам (208) — (212). Простота |
отмеченной зависимости поправок и структуры матрицы Р позволяет,
выписав |
на соответствующие ходы схемы сети элементы матрицы |
Л сразу |
составить матрицу N нормальных уравнений, руководствуясь |
следующими правилами:
диагональные элементы матрицы N- должны быть равны сумме весов ходов, сходящихся в узловых точках;
недиагональные элементы матрицы N должны быть равны весам ходов между узловыми точками, взятым с обратным знаком.
Пусть требуется оценить проект разбивочной сети полигонометрии с двумя узловыми точками А и В и пятью исходными пунктами / — 5. В качестве весовых функций выбраны дирекционные направления
примычных сторон а и h в узлах А и |
В (рис. 43, а) |
и положения |
узловых точек А \ В' (рис. 43,6). |
|
|
Выберем направления ходов. Затем |
для каждого |
хода (считая |
все ходы свободными (висячими) вычислим по формулам (210) обратные веса дирекционного направления конечной стороны и по ложения конечного пункта и выпишем их на схемы. Аналогично
а
5