Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методичка_по_геодезии

.pdf
Скачиваний:
49
Добавлен:
02.05.2015
Размер:
4.19 Mб
Скачать

Для рассматриваемого примера βтеор = 773°37'42′′ .

В нашем примере α н = α п / п85п / п84 ; α к = α п / п83п / 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

хтеор

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 |<

 

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