Geodeziya_1_chastina_26-09-2011
.pdf441
19. 2. Азимутальні засічки
19.2.1. Обчислення координат точки визначеної оберненою азимутальною засічкою за трьома вихідними
пунктами
Вихідні дані:
Xа,Yа
Xв,Yв координати вихідних пунктів;
Xс,Yс
αар, αвр, αср – дирекційні кути, отримані на основі гіроскопічних вимірювань.
Шукані величини: Xр,Yр – координати шуканої точки.
Робочі формули:
Xp Xa tg AP Xb tg BP Yb Ya tg AP tg BP
Yp Ya ctg AP Yb ctg BP Xb Xa ; ctg AP ctg BP
Yp Xp Xa tg AP Ya; |
Xp Yp Ya ctg AP Xa; |
Yp Xp Xb tg BP Yb; |
Xp Yp Yb ctg BP Xb; |
Xp Xb tg BP Xc tg CP Yc Yb ; tg BP tg CP
Yp Xp Xb tg BP Yb;
Yp Xp Xc tg CP Yc.
442
Приклад обчислення:
Позна- |
Числові |
По- |
Числові |
Позна |
Числові |
Позна |
Числові |
чення |
значення |
зна- |
значення |
чення |
значення |
чен- |
значення |
|
|
чен- |
|
|
|
ня |
|
|
|
ня |
|
|
|
|
|
Xa |
6 111 000.00 |
Ya |
7 600 000.00 |
Хр |
6 112 999.77 |
Yр |
7 606 001.24 |
αap |
710 34' 14" |
αap |
710 34' 14" |
Xa |
6 111 000.00 |
Ya |
7 600 000.00 |
tgαap |
+3.000961 |
ctgαap |
+0.333227 |
tgαap |
+3.000961 |
сtgαap |
+0.333227 |
Xb |
6 116 500.00 |
Yb |
7 603 000.00 |
Ya |
7 600 000.00 |
Xa |
6 111 000.00 |
αbp |
1390 23' 20" |
αbp |
1390 23' 20" |
Yp |
7 606 001.23 |
Xp |
6 112 999.78 |
tgαbp |
- 0.857 440 |
tgαbp |
- 1.166 262 |
Xp |
6 112 999.77 |
Yp |
7 606 001.24 |
Yb |
7 603 000.00 |
Xb |
6 116 500.00 |
Xb |
6 116 500.00 |
Yb |
7 603 000.00 |
Ya |
7 600 000.00 |
Xa |
6 111 000.00 |
tgαbp |
-0.857 440 |
ctgαbp |
-1.166 262 |
tgαap- |
+3.858 401 |
|
+1.499 489 |
Yb |
7 603 000.00 |
Xb |
6 116 500.00 |
tgαbp |
|
|
|
|
|
|
|
Xp |
6 112 999.77 |
Yp |
7 606 001.24 |
Yp |
7 606 001.24 |
Xp |
6 112 999.77 |
Xb |
6 116 500.00 |
Yc |
7 610 000.00 |
Xp |
6 113 000.40 |
Xp |
6 112 999.77 |
tgαbp |
-0.857 440 |
Yb |
7 603 000.00 |
Xb |
6 116 500.00 |
Xc |
6 119 000.00 |
Xc |
6 119 000.00 |
tgαbp- |
-1.524 034 |
tgαbp |
-0.857 440 |
tgαcp |
+0.666 594 |
|
|
tgαcp |
|
|
|
|
|
αcp |
2130 41' 14" |
Xp |
6 113 000.40 |
Yb |
7 603 000.00 |
Yc |
7 610 000.00 |
tgαcp |
+0.666 594 |
|
|
Yp |
7 606 000.70 |
Yp |
7 606 000.28 |
|
|
Xp |
6 112 999.93 |
Yp |
7 606 000.94 |
|
|
|
|
сер. |
|
сер. |
|
|
|
19.2.2. Обчислення координат точки визначеної оберненою азимутальною засічкою за двома вихідними пунктами
Вихідні дані:
Xa,Ya ,
Xb,Yb − координати вихідних пунктів
αАР,αВР,
αАР′, αВР׳ − дирекційні кути, отримані αРР׳, αР׳Р на основі гіроскопічних вимірювань
Координати точки, визначеної азимутальною засічкою за двома вихідними пунктами, обчислюють за формулами тангенсів (котангенсів) дирекційних кутів (див. обч. попередньої задачі). При цьому спочатку знаходять із одного трикутника – координати допоміжної точки Р׳. Вважаючи обчисленні значення координат допоміжної точки Р׳ вихідними, обчислюють друге значення координат шуканої
443
точки Р. Потім знаходять середні значення координат шуканої точки.
Зразок запису:
Назва |
|
X |
Y |
Назва ліній |
Дирекційні |
||
вершин |
|
|
|
|
кути |
|
|
А |
6 111 |
000.0 |
7 600 000.0 |
АР |
630 |
23' |
46" |
B |
6 116 |
500.0 |
7 603 000.0 |
BP |
164 |
03 |
07 |
|
|
|
|
AP׳ |
52 |
35 |
41 |
|
|
|
|
BP׳ |
150 |
50 |
25 |
|
|
|
|
P׳P |
191 |
18 |
16 |
|
|
|
|
PP׳ |
11 |
18 |
16 |
∆ABP |
|
|
|
|
|
|
|
P |
6 113 |
002.0 |
7 603 997.0 |
|
|
|
|
∆ABP′ |
|
|
|
|
|
|
|
P′ |
6 114 |
252.0 |
7 604 252.0 |
Pcep. |
6 113 003.0 |
||
∆PAP′ |
|
|
|
X |
|||
P |
6 113 |
004.0 |
7 604 000.0 |
Y |
7 603 998.5 |
19. 3. Комбінований спосіб
19.3.1. Обчислення координат точки визначеної комбінованим способом
лінійно-азимутальний ланцюг Вихідні дані:
l1,l2,l3,l4 − виміряні лінії; αАВ,αВР,αАС,αСР − дирекційні кути сторін ланцюга, отримані на основі гіроскопічних вимірювань;
Xa,Ya − координати вихідної точки. Шукані величини: Хр,Yp − координа-
ти шуканої точки. Робочі формули:
1. Обчислення приростків координат:
X AB l 2 cos AB ; |
X BP l1 cos BP; |
Y AB l 2 sin AB; |
Y BP l1 sin BP; |
|
|
444 |
X AC l 4 cos AC; |
X CP l 3 cos CP; |
|
Y AC l 4 sin AC; |
Y CP l 3 sin CP; |
|
2. Обчислення координат точок ланцюга: |
||
Xp Xa Xab Xbp; |
Xp Xa Xac Xcp; |
|
Yp Ya Yab Ybp; |
|
Yp Ya Yac Ycp; |
3. Обчислення нев,язки:
P x P 2 y P 2 , де
x P xP ПР. xP ЛІВ. ,
н P y P ПР. y P ЛІВ. .
Обчислення координат точок ланцюга:
Назва |
Дирек- |
Дов- |
х |
|
у |
|
|
X |
|
Y |
вер- |
ційні |
жини |
|
|
|
|
|
|
|
|
шин |
кути |
ліній |
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
6155127.90 |
|
6631116.80 |
|
|
263001′38″ |
2348.4 |
-285.09 |
|
-2331.03 |
|
|
|
|
|
В |
|
|
|
|
|
|
6154842.81 |
|
6628785.77 |
|
|
257 37 35 |
3757.8 |
-805.24 |
|
-3670.51 |
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
6154037.57 |
|
6625115.26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
6155127.90 |
|
6631116.80 |
|
|
262 39 38 |
2350.2 |
-300.23 |
|
-2330.94 |
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
6154827.67 |
|
6628785.86 |
|
|
257 50 48 |
3754.3 |
-790.38 |
|
-3670.16 |
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
6154037.29 |
|
6625115.70 |
|
Рсер. Х= 6 154037.43 Y=6 625115.48 |
х = 0.28 |
δy = -0.44 |
ω = 0.52 |
|
19.3.2. Обчислення координат точки визначеної комбінованим способом
(оберненою лінійною засічкою за однім вихідним пунктом)
Вихідні дані:
Ха,Ya − координати вихідного пункту;
αbc,αcd − дирекційні кути, отримані на основі гіроскопічних вимірювань.
445
Шукані величини:
Хb,Yb − координати шуканої точки. Робочі формули:
1. Обчислення кутів трикутників здійснюється за формулами:
∆АСВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∆АDВ |
|||||||||||
cos A |
l2 l2 |
l2 |
, |
|
|
cos A |
l2 |
l |
2 |
l2 |
, |
|||||||||||||||||||
|
3 |
|
4 |
|
|
1 |
|
|
|
5 |
|
|
3 |
|
2 |
|
||||||||||||||
|
2 |
l |
|
l |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
3 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
l |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
3 |
|
|
|
|||||
cosC |
|
l2 |
l |
2 |
l |
2 |
, |
|
cos D |
|
l2 |
l |
2 |
l2 |
, |
|||||||||||||||
|
4 |
|
1 |
|
3 |
|
|
|
2 |
|
|
|
5 |
|
3 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
l |
|
l |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
2 l |
4 |
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
5 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
cos B |
|
l2 |
l2 l |
2 |
, |
|
cos B! |
|
|
l2 |
l2 l2 |
|
. |
|||||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
5 |
||||||||||||
|
|
2 l |
l |
|
|
2 l |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
l |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
2. Обчислення кутових нев’язок: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
B' |
|
B |
|
BD |
|
BC |
, |
|
ДОП. |
5' |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Обчислення приростків координат виконується за формулами:
X CA l 4 cos CA,
Y CA l 4 sin CA.
4. Обчислення координат точок:
Xb Xc Xса Хвс,
Yb Yc Yca Ybc.
5. Обчислення нев’язок:
X X B |
X B, |
X доп. 4 , |
|
1 |
|
Y Y B |
Y B , |
Y доп. 4 . , |
1 |
|
де, μ-точність визначення планового положення точки (обирається з таблиць).
446
Приклад запису:
Назва |
Кути |
Дирекційні |
Довжини |
∆Х |
∆У |
Х |
У |
вер- |
трикут- |
кути |
сторін |
|
|
|
|
шин |
ників |
|
|
|
|
|
|
∆АСВ |
|
|
|
|
|
|
|
В 61050′41″ |
|
|
|
|
5680003.3 |
7607001.0 |
|
|
|
180000′00″ |
1000.00 |
-1000.00 |
0 |
|
|
C |
111 25 20 |
|
|
|
|
5681003.3 |
7607001.0 |
|
|
291 25 20 |
7520.00 |
-2746.66 |
+7000.47 |
|
|
A |
6 43 59 |
|
|
|
|
5683750.0 |
7600000.5 |
∑ |
180 00 00 |
|
|
|
|
|
|
∆ADB |
|
|
|
|
|
|
|
B |
80 17 30 |
|
|
|
|
5680005.1 |
7607001.9 |
|
|
18 26 00 |
1580.00 |
-1498.93 |
-499.60 |
|
|
D |
88 14 09 |
|
|
|
|
5681504.0 |
7607501.5 |
|
|
286 40 09 |
7830.00 |
-2246.00 |
+7500.96 |
|
|
A |
11 28 21 |
|
|
|
|
5683750.0 |
7600000.5 |
∑ |
180 00 00 |
|
|
|
Bсер. |
5680004.2 |
7607001.4 |
х=+1.73 δу=+0.89 ω=1.98
19. 4. Кутові засічки
19.4.1. Пряма засічка
19.4.1.1. Обчислення прямої засічки шляхом розв’язання прямих геодезичних задач
Нехай на пунктах А і В, координати яких відомі, виміряні горизонтальні кути α і β між вихідною стороною АВ і напрямками на шуканий пункт Р. Необхідно обчислити координати Хр і Ур вихідного пункту.
Позначимо довжини сторін АР, АВ і ВР трикутника АВР відповідно через dар,dав і dвр,, а дирекційні
кути напрямків сторін – через αар,αав, і αвр.
Довжина вихідної сторони dав і її дирекційний кут αав звичайно бувають відомі з обчислень державної геодезичної мережі і містяться в каталозі геодезичних пунктів. Як-
447
що цих даних у каталозі немає, то вони можуть бути отримані шляхом обчислень за координатами вихідних пунктів за формулами оберненої геодезичної задачі.
Знаючи довжину вихідної сторони dав і прилеглі до неї кути α і β трикутника АВР, можна, користуючись теоремою синусів, обчислити довжини сторін dав і dвр за формулами
d |
|
|
|
d AB |
||
AP |
sin |
|||||
|
|
|
||||
d |
|
|
|
d AB |
||
|
|
BP |
|
sin |
d
sin AB sin ; sin
d
sin AB sin ; sin
За вихідним дирекційним кутом αав і виміряними кутами α і β легко знайти дирекційні кути αар і αвр за такими формулами:
AP AB ; |
BP BA . |
Знаючи координати пунктів А і В, довжини сторін dар і dвр та дирекційні кути αар і αвр, можна обчислити координати пункту Р за формулами прямої геодезичної задачі:
X P X A X AP X A d AP cos AP,
Y P Y A Y AP Y A d AP sin AP,
або
X P X B X BP X B d BP cos BP,
Y P Y B Y BP Y B d BP sin BP.
Визначення пункту прямою засічкою з двох пунктів буде правильним тільки у тому випадку, якщо кути α і β трикутника АВР виміряні правильно і при обчисленні немає помилок.
Щоб забезпечити контроль і мати висновок про точність обчислених координат, засічки шуканих точок здійснюють не менш ніж із трьох вихідних пунктів.
448
Правильність обчислення двох значень загальної сторони dвр, із двох трикутників є контролем вимірювання горизонтальних кутів, а також контролем цих трикутників.\
Приклад обчислення прямої засічки шляхом рішення прямих геодезичних задач:
1. Рішення трикутників:
Назва вер- |
Назва кутів |
Величина кута |
Синуси кутів |
Довж. |
шин |
|
|
|
сторін |
|
|
AB:sinγ1= |
7 157.70 |
|
P |
γ1 |
(120˚ 15′ 33″ ) |
0.863 755 |
6 182.50 |
A |
α1 |
35 45 45 |
0.584 426 |
4 183.15 |
B |
β1 |
23 58 42 |
0.406 391 |
2908.82 |
|
|
BC:sinγ2= |
5149.65 |
|
P |
γ2 |
( 82 07 57 ) |
0.990 587 |
5101.18 |
B |
α2 |
43 33 07 |
0.689 012 |
3548.17 |
C |
β2 |
54 18 56 |
0.812 242 |
4182.76 |
2.Розв’язки обернених геодезичних |
3.Розв’язки прямих геодезичних |
||||||||||||||
|
|
задач: |
|
|
|
|
|
задач: |
|
|
|
|
|||
Пч. пункт |
|
А |
|
|
С |
|
Вих. |
|
А |
|
|
|
С |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
пункт 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Кін. пункт |
|
В |
|
|
В |
|
Визн.пун |
|
Р |
|
|
|
Р |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
кт 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Y2 |
|
7 580 202.11 |
|
7 580 202.11 |
αab , αcb |
2970 40′ 30″ |
|
50 12′ 18″ |
|
||||||
Y1 |
|
7 585 677.32 |
|
7 579 739.34 |
-α1 , +β2 |
-35 |
45 |
45 |
|
+54 18 |
56 |
|
|||
Y2 - Y1 |
|
- 5 475.21 |
|
+ 462.77 |
αap , αcp |
261 |
54 |
45 |
|
59 |
31 |
14 |
|
||
X2 |
|
6 411 279.24 |
|
6 411 279.24 |
αpa-αpc=γ1- |
|
2020 |
|
23׳ |
31״ |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
γ2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
X1 |
|
6 408 407.75 |
|
6 406 199.07 |
X2 |
6 407 998.52 |
|
6 407 998.81 |
|
||||||
X2 - X1 |
|
+ 2 871.49 |
|
+ 5 080.17 |
X1 |
6 408 407.75 |
|
6 406 199.07 |
|
||||||
arctg α1,2 |
|
1.906 749 |
|
0.091 093 |
X2 - X1 |
|
- 409.23 |
|
+1 799.74 |
|
|||||
α1,2 |
|
620 19׳ 30״ |
|
50 |
12׳ |
18״ |
cos α1,2 |
- 0.140 685 |
|
+ 0.507 229 |
|
||||
α 1,2 |
|
297 40 30 |
|
5 |
12 |
18 |
d |
|
2 908.82 |
|
|
3 548.17 |
|
||
sin α 1,2 |
|
0.885 596 |
|
0.090 719 |
sin α 1,2 |
- 0.990 054 |
|
+0.861 811 |
|
||||||
cos α 1,2 |
|
0.464 456 |
|
0.995 876 |
Y2 – Y1 |
-2 879.89 |
|
+ |
3 057.85 |
|
|||||
d |
|
6 182.51 |
|
5 101.14 |
Y1 |
7 585 677.32 |
|
7579 739.34 |
|
||||||
d |
|
6 182.48 |
|
5 101.21 |
Y2 |
7 582 797.43 |
|
7582 797.17 |
|
||||||
d cep. |
|
6 182.50 |
|
5 101.18 |
X cep. |
6 407 998.66 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Y cep. |
7 582 797.30 |
|
|
|
|
|
||
Правильність обчислення |
вихідних дирекційних кутів |
|
|||||||||||||
αва і αвс |
та вимірювання горизонтального кута α2 |
+β1 |
на |
||||||||||||
пункті В можна проконтролювати за формулою: |
|
|
|
|
449
2 1 BC BA. .
Правильність обчислення дирекційних кутів αар і αср контролюється рівнянням:
1 2 PA PC, або |
1 2 AP CP. . |
Обчислення комбінованої засічки здійснюється аналогічно прямій. Різниця полягає лише в тому, що при кресленні трикутників обчислюють кути не на шуканих пунктах, як це має місце при обчисленні прямої засічки, а на вихідних.
19.4.1.2. Обчислення прямої засічки за формулами котангенсів кутів трикутника
Обчислення координат пункту Р, яке визначається прямою засічкою, можна здійснювати, не креслячи трикутників і не розв’язуючи прямих геодезичних задач, а користуючись виміряними кутами і координатами вихідних пунктів. Нехай дані координати
пунктів А ( ха , уа ) і В (хв , ув) та кути α і β трикутника АВР. Необхідно обчислити коорди-
нати Хр і Ур шуканого пункту Р . Позначивши довжини сторін АР, ВР і АВ трикутника АВР відповідно через dap, dbp i dab , а дирекційні кути напрямків цих сторін через
αар,αвр, і αав, можна записати:
X P X A d AP cos AP;
Y P Y A d AP sin AP.
Для випадку, зображеного на рисунку:
AP AB ,
450
тому |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X P X A dAP cos AB cos sin AB sin , |
|||||||||||||||||||||||||||
Y P Y A d AP sin AB cos cos AB sin . |
|||||||||||||||||||||||||||
Але у зв’язку з тим, що: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
cos |
|
|
|
X B X A |
, a |
|
sin |
|
|
Y B Y A |
|
|
, тому |
||||||||||||||
AB |
|
|
|
|
AB |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
d AB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d AB |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
X B X A |
|
|
|
|
|
|
|
Y B Y A |
|
sin , |
|||||||||
X |
X |
|
d |
|
|
cos |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
d |
|
|
|
d |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
P |
|
|
|
A |
AP |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AB |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X B X A |
|
|
||||||||
Y |
|
Y |
|
d |
Y B Y A |
cos |
|
|
sin . |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
P |
|
|
d |
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
A |
AP |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AB |
|
|
Якщо у правих частинах отриманих рівнянь перенести за дужки множник sinα / dab , то
X |
X |
|
|
d AP |
sin X |
|
|
X |
|
ctg Y |
|
Y |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
P |
|
A |
|
d |
AB |
|
|
B |
|
|
A |
|
|
B |
|
A |
, |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Y |
|
Y |
|
d AP |
|
sin Y |
|
Y |
|
ctg X |
|
X |
|
. |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
P |
|
A |
d |
AB |
|
B |
|
|
A |
|
|
B |
|
A |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Із трикутника АВР :
|
|
d |
AP |
|
|
sin |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|||
|
|
d |
AB |
sin |
|
|
||||||
отже, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
dAP sin |
sin |
|
|
sin |
sin sin |
|
1 |
|||||
sin( ) |
sin cos cos sin |
ctg ctg |
||||||||||
dAB |
|
|
|
|
|
Тому значення різниць координат ХР-ХА і УР-УА можна визначити за такими формулами:
X X |
|
X B X A ctg Y B Y A |
, |
|
|||
P |
A |
ctg ctg |
|
|
|