Методичка_по_геодезии
.pdf
Для рассматриваемого примера ∑βтеор = 773°37'42′′ .
В нашем примере α н = α п / п85−п / п84 ; α к = α п / п83−п / п82 .
Вследствие ошибок измерений углов практическая сумма измеренных горизонтальных углов не равна теоретической сумме горизонтальных углов, разность между ними называют угловой невязкой.
∑ βтеор ¹ ∑ βпр.
3. Вычисляется угловая невязка хода. Разница между ∑ β пр и
∑ βтеор |
и составляет угловую невязку в разомкнутом теодолитном |
||||
ходе. |
|
f β = ∑ βпр - ∑ βтеор. |
|
||
|
|
(1.13) |
|||
Полученную невязку сравнивают с допустимой, которая |
|||||
вычисляется по формуле |
′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n, |
(1.14) |
||
|
|
fβдоп = 1 |
|||
где n – |
число измеренных углов. |
= 2 , 2 4 ′ . Если |
|
||
В |
нашем примере |
f β доп |
выполняется |
||
неравенство f β ≤ f βдоп , то |
f β делят на количество углов и получают |
||||
величину поправки, которую вводят в каждый измеренный горизонтальный угол с обратным знаком:
δ β |
= − |
fβ |
. |
(1.15) |
|
||||
|
|
n |
|
|
Поправки вычисляются до целых секунд. Должно выполняться равенство ∑ δ β = − f β . К измеренным углам прибавляют поправку со
своим знаком, результат записывают в графу 3.
βиспр = βизм + δ β . |
(1.16) |
Контролем правильности исправления углов служит равенство
|
∑ βиспр = ∑ βтеор . |
(1.17) |
После уравнивания |
углов вычисляют дирекционные углы всех |
|
сторон хода по формуле |
α n +1 = αn + 180° − βиспр. |
|
|
(1.18) |
|
Дирекционный угол последующей стороны равен дирекционному углу предыдущей стороны плюс 180º и минус правый (исправленный) угол хода, образованный этими сторонами.
13
Пример.
αп/ п84−1 = αп/ п85−п/ п84 + 180° − βп/ п84 = 50°21'34"+180° − 202°48′20" = 27°33'14".
Для нашего хода вычисления ведут в следующей последовательности:
α п / п84−1 = α п / п85−п / п84 + 180° − β п / п84 ;
α1−6 = αп/ п84−1 + 180° − β1;
α6−7 = α1−6 + 180° − β 6 ;
α7−п/ п83 = α6−7 + 180° − β7 ;
αп/ п83 = α6−7 +180° − β7 ;
αп/ 83−п/ п82 = α7−п/ п83 + 180° − βп/ п83.
Вычисленный αп/ п83−п/ п82 |
должен быть точно равен исходному |
||
α п/ п83−п/ п82 . |
Результаты вычислений записывают |
в графу |
|
«Дирекционные углы». |
|
|
|
Если при |
вычислении |
дирекционный угол |
получается |
отрицательным, то кроме 180º к дирекционному углу предыдущей стороны необходимо прибавить 360º. Если дирекционный угол получается больше 360º, то из него вычитают 360º.
4. Производят уравнивание линейных измерений. Обработка линейных измерений начинается с вычисления приращений координат для всех сторон теодолитного хода по формулам
Dх = d × cosα; |
|
Dу = d × sin α , |
(1.19) |
где d – горизонтальное проложение стороны хода; α – |
дирекционный |
угол этой же стороны.
Вычисленные приращения координат ( Dх и Dу ) записывают в
графы 9 и 11 табл. 1.4, находят их суммы ∑ хпр , ∑ |
упр |
и приступают |
|||||||||||
к их уравниванию. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Зная координаты начальной точки хп / п84 и |
уп / п84 и приращения, |
||||||||||||
можно вычислить координаты всех точек теодолитного хода: |
|
|
|
||||||||||
х1 = хп / п84 + хп/ п84−1 ; |
|
|
у1 = уп/ п84 + уп/ п84−1; |
|
|
|
|||||||
|
|
|
2 |
|
|
= у + у |
= у |
|
2 |
|
|
|
|
х = х + х |
= х |
+ ∑ х ; |
у |
6 |
п/ п84 |
+ ∑ |
у |
i |
; |
||||
6 1 |
1−6 |
п/ п84 |
i |
|
1 |
1−6 |
|
i =1 |
|
|
|||
|
|
|
i =1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14
х7 = х6 + |
3 |
|
|
3 |
х6−7 = хп/ п84 + ∑ |
хi ; |
у7 = у6 + у6−7 = уп/ п84 + ∑ уi ; |
||
|
i =1 |
|
|
i =1 |
|
хп/ п83 = х7 + |
|
n |
|
|
x7−п/ п83 = xп/ п84 + ∑ |
хi ; |
||
|
|
|
i=1 |
|
|
уп/ п83 = у7 + |
|
n |
|
|
y7−п/ п83 = yп/ п84 + ∑ |
уi , |
||
|
|
|
i=1 |
|
где п – число измеренных сторон хода.
|
|
|
|
n |
n |
Из последней строки системы определим ∑ |
хi и ∑ уi : |
||||
|
|
|
|
i =1 |
i =1 |
n |
= хп/ п83 |
n |
|
= уп / п83 − уп / п84 . (1.20) |
|
∑ хi |
− хп/ п84 ; ∑ |
уi |
|||
i =1 |
|
i =1 |
|
|
|
|
n |
хi = хк − хн ; |
n |
уi = ук |
− ун . |
Или в общем виде ∑ |
∑ |
||||
|
i =1 |
|
i =1 |
|
|
Эти формулы справедливы тогда, когда приращения координат не имеют погрешностей. Поэтому суммы данных приращений называют теоретическими и обозначают через ∑ и ∑ утеор , т.е.
∑ xтеор = xк − xн ; ∑ утеор = ук − ун. |
(1.21) |
Для нашего примера
∑ хтеор = хп / п83 − хп/ п84 ; ∑ утеор = уп/ п83 − уп/ п84.
Так как измерения длин сторон имеют погрешности, то суммы вычисленных приращений ( ∑ хпр , ∑ упр ) координат отличаются от теоретического значения. Разности этих величин называют невязками приращений.
f |
х = ∑ |
хпр − ∑ хтеор; f |
у = ∑ упр − ∑ |
хтеор. (1.22) |
Невязки f х |
и |
f у показывают |
отклонение |
вычисленных |
координат конечной точки от её теоретического положения соответственно по осям х и у.
Для оценки точности используют линейную невязку, т.е. расстояние между этими точками (рис. 1.4). Линейную величину fабс невязки определим как гипотенузу прямоугольного треугольника с катетами f х и f у .
f |
абс |
= f 2 |
х + f 2 |
у . |
(1.23) |
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
Наилучшим образом точность измерений в ходе характеризует относительная невязка, т.е. величина линейной невязки, отнесённая ко всему периметру полигона.
f |
|
= |
fабс |
= |
1 |
= |
1 |
, |
(1.24) |
отн |
|
P / fабс |
|
||||||
|
|
P |
|
N |
|
||||
|
|
|
|
|
|||||
где
n −1
P = ∑ di , (1.25)
i =1
здесь п – число измерений сторон хода; Р – длина хода. Относительную невязку
принято записывать в виде дроби с единицей в числителе, что облегчает сравнение двух или нескольких значений. Качество измерений в теодолитном ходе считают удовлетворительным,
если f |
|
= |
1 |
≤ |
|
1 |
. |
|
|
|
отн |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
N |
2000 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
Если |
полученная относи- |
|
||||||||
тельная |
невязка |
не превышает |
Рис. 1.4. Линейная невязка (1-1´) |
|||||||
допустимого |
|
|
значения, |
то |
|
|||||
невязки |
f х и |
f |
у распределяют |
|
||||||
между приращениями координат.
Примеры в задании подобраны так, чтобы относительная невязка получилась допустимой. Если относительная невязка оказалась недопустимой, то в вычислениях допущены ошибки.
Дирекционные углы сторон хода вычислены по исправленным значениям горизонтальных углов βиспр . Следовательно, появление
невязок вызвано погрешностями измерения длин сторон хода. Кроме того, погрешность измерения стороны хода пропорциональна её длине (т.е. чем больше длина стороны, тем большая вероятность появления погрешности в её измерении), поэтому невязки в приращениях координат распределяют пропорционально длинам сторон, для этого в каждое приращение вычисляют поправку по формулам
δ |
хi |
= − |
f х |
d |
; δ |
уi |
= − |
f у |
d |
. |
(1.26) |
|
|
||||||||||
|
|
P |
i |
|
|
P |
i |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
Контролем правильности распределения поправок являются
равенства ∑ δ хi |
= − f х ; ∑ δ уi = − f у . Далее вычисляют исправленные |
|||||||||
значения приращений координат |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
хиспр |
= |
хi + δ хi ; |
|
уиспр |
= |
уi + δ уi . |
(1.27) |
|
|
|
|
i |
|
|
|
i |
|
|
|
Контролем вычислений служит выполнение равенства |
|
|||||||||
∑ |
хиспрi = ∑ хтеор ; |
∑ уиспрi = ∑ |
утеор . |
(1.28) |
||||||
Для разомкнутого теодолитного хода |
|
|
|
|
||||||
|
|
∑ хтеор |
= хк − хн ; |
∑ |
утеор = ук − ун , |
(1.29) |
||||
следовательно, |
|
|
|
= хк − хн ; |
|
|
= ук − ун. |
|
||
|
|
∑ хиспрi |
∑ уиспрi |
(1.30) |
||||||
Вычисление координат точек теодолитного хода производят по |
||||||||||
формулам |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х1 = хп / п84 |
+ |
хиспр.п / п.84−1 ; |
у1 = уп/ п84 |
+ уиспр.п/ п.84−1 ; |
|
|||||
х6 = х1 + |
хиспр.1−6 ; |
|
у6 = у1 + |
уиспр.1−6 ; |
|
|||||
……………………… |
|
|
|
|
………………………. |
|
|
|
|
|
хп/ п83 = х7 |
+ хиспр.7−п/ п83 ; |
уп / п83 = у7 + |
уиспр.7 − п / п83 . |
|||||||
Получение xп/п83 и yп/п83, равных исходным значениям, служит контролем правильности вычисления координат точек теодолитного хода.
1.4. Обработка журнала тригонометрического нивелирования
Тригонометрическое нивелирование – это определение превышения одной точки над другой по углу наклона и
горизонтальному проложению между этими точками. |
|
При тригонометрическом нивелировании над точкой |
с |
известной высотной отметкой Н устанавливают теодолит (рис. 1.5) и измеряют высоту инструмента i (расстояние по вертикали между точкой и осью вращения зрительной трубы), а в другой точке устанавливают рейку. Зрительную трубу наводят на один и тот же отсчет по рейке при «круге лево» и «круге право» и берут отсчеты по вертикальному кругу КЛ и КП соответственно. Все измерения заносят в журнал. Туда же записывают высоту инструмента i, горизонтальное
17
проложение d и отсчет по рейке l, на который наводилась зрительная труба. Превышение вычисляется по формуле
h = d × tgν + i - l , |
(1.31) |
где |
|
ν = КЛ - МО, МО = (КЛ + КП)/ 2 . |
(1.32) |
Рис. 1.5. Схема тригонометрического нивелирования
Обычно при тригонометрическом нивелировании превышения определяют дважды (в прямом и обратном направлениях), и за окончательное значение принимают среднее арифметическое модулей превышения, но со знаком прямого превышения.
hср=(|hпрям|+|hобр|)/2. (1.33)
Контролем правильности определения превышения служит: вопервых, постоянство МО на станции при измерении, во-вторых, превышения hпрям и hобр должны быть с разными знаками, расхождение их абсолютных величин не должно превышать 4 см на 100 м длины линии.
||hпрям| – |h обр|| ≤ 4 см на 100 м.
После вычисления средних превышений всех сторон хода производят их уравнивание в ведомости вычисления высот (табл. 1.5.)
18
Таблица 1.5
Ведомость вычисления высот точек съемочного обоснования
Номер |
Длина |
|
Превышение h, м |
|
Отметки |
||
линии d, |
|
|
|
|
|
||
точки |
|
|
|
|
|
H, м |
|
м |
hпр |
hобр |
|
hср |
hиспр |
||
|
|
|
|||||
п/п84 |
|
|
|
|
|
|
150,15 |
|
68,74 |
1,16 |
-1,17 |
|
1,16 |
1,17 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
151,32 |
|
190,36 |
-0,34 |
0,32 |
|
-0,33 |
-0,32 |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
151,00 |
|
104,18 |
3,35 |
-3,39 |
|
3,37 |
3,39 |
|
7 |
|
|
|
|
|
|
154,39 |
|
110,05 |
-0,29 |
0,33 |
|
-0,31 |
-0,30 |
|
п/п83 |
|
|
|
|
|
|
154,09 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Σhср=3,89 м |
|
|
|
|
|
|
|
Σhтеор=3,94 м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
- |
473,33 |
|
f h = -0,05 м |
|
3,94 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
f hдоп = 0,12 м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Уравнивание выполняют в следующей последовательности. Высотную невязку вычисляют как разность суммы практических
(средних) превышений и теоретической суммы превышений:
fhпр |
= ∑hср − ∑h . |
(1.34) |
|
теор |
|
Для определения ∑ hтеор |
для нивелирного хода, опирающегося на |
|
репера с известными отметками, запишем |
|
|
H1 = H нач + h(нач−1) ; |
|
|
H6 = H1 + h(1−6) ; |
|
|
H 7 = H6 + h(6−7 ); |
(1.35) |
|
|
19 |
|
Hкон = H n −1 + h(n −1− кон) .
Сложив правые и левые части равенств, получим
H кон = H нач + ∑ h , |
(1.36) |
отсюда |
|
∑ h = H кон − H нач . |
(1.37) |
Так как отметки начальной и конечной точек являются исходными, т.е. безошибочными, последнее выражение можно использовать для вычисления теоретической суммы превышений:
∑ hтеор |
= Hкон |
− H . |
(1.38) |
|
|
нач |
|
Итак, теоретическая сумма превышений в нивелирном ходе равна
разности отметок конечного и начального реперов. Для |
нашего |
примера ∑ hтеор = H п / п83 − H п / п84 . |
|
Отсюда высотная невязка для разомкнутого хода |
|
fhпр = ∑ hср − (Hкон − Hнач ). |
(1.39) |
Если вычисленная невязка не превышает величины допустимой невязки, то ее (невязку) распределяют с обратным знаком поровну на все средние превышения и вычисляют уравненные значения превышений.
fh |
= |
0,05 × |
Р |
|
м; |
(1.40) |
|
|
|
||||
|
||||||
доп |
|
100 п |
|
|||
|
|
|
||||
hyp = hcp + (− fhnp / n), |
(1.41) |
|||||
где n – число средних превышений; Р – периметр хода. |
|
|||||
При этом должно выполняться условие |
|
|||||
∑ hyp |
= ∑ hтеор . |
(1.42) |
||||
Затем вычисляют высоты всех связующих точек от высоты начального репера по уравненным превышениям:
Hi +1 = Hi + hyp(i −(i +1)). |
(1.43) |
Контролем является получение в результате вычислений заданной высоты конечного репера.
Отметки реперов берутся из исходных данных (под раздел 1.2).
20
1.5. Обработка журнала тахеометрической съемки
При тахеометрической съемке одновременно определяют плановое и высотное положения точек местности, что позволяет получить топографический план.
Плановое положение характерных точек местности (ситуацию) определяют способом полярных координат, высоты (рельеф) – тригонометрическим нивелированием. При этом расстояния измеряют нитяным дальномером, а горизонтальные и вертикальные углы – теодолитом-тахеометром.
Все измерения выполняют достаточно быстро, что объясняет происхождение названия съемки. Слово тахеометрия в переводе с греческого означает быстрое измерение.
При камеральной обработке журнала тахеометрической съемки
(табл. 1.6) для каждой реечной точки вычисляют: |
|
|||||
1. |
Угол наклона |
|
||||
|
ν = КЛ − МО, |
(1.44) |
||||
где КЛ – отсчет по вертикальному кругу при круге лево; МО – |
место |
|||||
нуля, определенное на станции. |
|
|||||
2. |
Горизонтальное проложение до реечной точки |
|
||||
|
d = L × cos2 ν при |
|
ν |
|
³ 3o , |
(1.45) |
|
|
|
||||
где L – |
расстояние, определенное по нитяному дальномеру. |
|
||||
При |ν |<3º
|
d=L. |
(1.46) |
3. |
Превышение между станцией и реечной точкой: |
|
|
h = d × tgν + i - l |
(1.47) |
или |
|
|
|
h = 1/ 2 × L × sin 2ν + i - l . |
(1.48) |
4. |
Отметку реечной точки |
|
|
Hi = Hст + hi . |
(1.49) |
Отметки станций берут из табл. 1.5.
21
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.6 |
|||
|
|
|
|
|
Журнал тахеометрической съемки участка местности |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Теодолит 2Т30П |
Дата:11.06.2010г. |
Съемка выполнена при Отсчет по горизонтальному кругу на т.№1 |
|
Н6 = |
|
||||||||||||||||||
|
№ 43483 |
|
|
|
"КЛ" |
|
|
|
|
=0° 00' |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Станция №6 |
|
Высота инструмента: |
|
МО = 0º03´ |
|
|
Инструмент ориентирован на |
т. №1 |
151,00 |
|
|||||||||||||
|
|
|
i =1,51 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отсчет по |
Рас- |
Отсчет по |
|
|
|
|
|
|
Вы- |
Горизон- |
|
Превы- |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
горизон- |
стояние |
|
Угол наклона ν |
|
|
|
Отметка |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
тальному |
по |
вертикальному |
|
сота |
тальное |
|
шение h, м |
|
точки |
Приме- |
|||||||||||
|
Номера |
|
|
кругу |
|
|
|
|
|
|
проложение |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
наве- |
|
|
|
||||||||||||
|
точек |
|
кругу |
рейке, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
h=dtgν+i-l |
|
|
|
чание |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дения |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
° |
' |
L=C·n |
Знак |
|
° |
|
' |
Знак |
° |
|
' |
|
l, м |
d = L × cos2 ν |
|
|
Hi=Hст+hi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
1 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
|
6 |
|
7 |
8 |
9 |
|
10 |
|
11 |
12 |
|
13 |
|
14 |
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
1 |
|
8 |
48 |
109,2 |
|
|
− |
|
− |
|
− |
|
− |
− |
− |
|
− |
− |
|
|
Мост |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2 |
|
87 |
30 |
20,3 |
− |
|
2 |
|
02 |
− |
2 |
|
05 |
1,51 |
20,27 |
|
-0,74 |
|
150,26 |
|
Урез |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
3 |
|
1 |
41 |
104,8 |
|
|
− |
|
− |
|
− |
|
− |
− |
− |
|
− |
− |
|
|
Мост |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
4 |
|
3 |
04 |
98,5 |
− |
|
0 |
|
08 |
− |
0 |
|
11 |
1,51 |
98,5 |
|
-0,32 |
|
150,68 |
|
Река |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
5 |
|
7 |
16 |
76,0 |
− |
|
0 |
|
15 |
− |
0 |
|
18 |
1,51 |
76,0 |
|
-0,40 |
|
150,60 |
|
Огражд. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
6 |
|
17 |
30 |
39,6 |
|
|
− |
|
− |
|
− |
|
− |
− |
− |
|
− |
− |
|
|
Река |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
7 |
|
86 |
57 |
7,2 |
− |
|
5 |
|
07 |
− |
5 |
|
10 |
1,51 |
7,14 |
|
-0,65 |
|
150,35 |
|
Река |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
8 |
|
159 |
12 |
34,3 |
− |
|
1 |
|
48 |
− |
1 |
|
51 |
1,51 |
34,3 |
|
-1,11 |
|
149,89 |
|
Река |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
9 |
|
354 |
58 |
20,4 |
+ |
|
1 |
|
15 |
+ |
1 |
|
12 |
1,51 |
20,4 |
|
0,43 |
|
151,43 |
Сенокос |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
