Проектирование и предварительный расчет точности полигонометрического хода при создании геодезического обоснования

Содержание:

1. Введение

2. Физико-географическая характеристика района проектирования

3. Принципы, цели и методы проектирования

4. Составление проекта

5. Характеристика главной геодезической основы

6. Геометрические параметры хода (на основе решения обратных геодезических задач)

7. Критерии вытянутости хода

8. Расчет точности полигонометрического хода

9. Расчет точности положения конечной точки хода

10. Расчет точности линейных измерений

11. Расчет точности угловых измерений

12. Привязочные работы в полигонометрии

13. Схемы центров заложения опорных знаков полигонометрии

14. Заключение

15. Список использованной литературы

16. Приложение

1. Введение

Целью данной курсовой работы является выполнение проектирования и предварительный расчет точности опорной межевой сети в виде полигонометрии 4-го класса.

Задачи, решаемые в ходе курсового проектирования: закрепление и расширение специальных знаний, приобретение опыта проектирования, самостоятельного обобщения выводов и рекомендаций на основе выполненных расчетов.

Проект составляется на территорию, ограниченную рамкой трапеции карты масштаба 1:50000. Проектирование выполняется в соответствии с требованиями к построению государственных геодезических сетей, изложенных в «Основных положениях о построении государственных геодезических сетей».

Полигонометрический ход проложен между пунктами триангуляции, имеющимися на карте с учетом топографии района. Ход запроектирован на местности, наиболее благоприятной для производства линейных и угловых измерений. Ход запроектирован вытянутой формы, что позволит применить упрощенные формулы для предварительного расчета точности построения.

Работа состоит из пояснительной записки и приложения, в котором отражена графическая часть. В графической части представлены:

- копия топографической карты с проектом трассы и используемой геодезической основой;

- схема - выкопировка хода на кальке с карты, с указанием вычисленных углов и длин линий, координат опорных пунктов и запроектированных знаков;

- продольные профили местности для определения взаимной видимости между пунктами хода;

- решение обратных геодезических задач;

- схема хода, выполненная для расчета характеристик, устанавливающих форму хода;

- схемы центров заложения опорных знаков полигонометрии.

В пояснительной записке изложены расчеты, оценка их точности, выводы.

2. Физико-географическая характеристика района проектирования

Район проектирования представляет собой волнистую равнину, расчленённую речными долинами. Водоразделы слегка округлые и плоские. Присутствует одна господствующая возвышенность, высотой 128,9 м. Средние высоты района проектирования – 80-100 метров. Основная форма рельефа – равнинный.

Район проектирования опорно-межевой сети пересекает две реки. Долины рек врезаны на высоте 70-80 метров.

Растительность представлена лесополосами, сенокосом, порослью и широколиственными деревьями.

Неподалеку от района проектирования расположен г. Эльзен, г. Молезон; населенные пункты – Кляйн-Вольтерсдорф, Зеедорф. Через данный район проходит автодорога на Ланбург.

Район проектирования представляет собой незастроенную территорию.

3. Принципы, цели и методы проектирования

Основная задача проектирования состоит в том, чтобы из всех возможных вариантов выбрать тот вариант полигонометрических ходов и сетей, который по точности соответствовал бы поставленным задачам, а для осуществления требовал бы минимальных трудовых и денежных затрат.

Проектирование полигонометрических ходов и сетей 4 класса, производят с учетом масштаба и метода предстоящих съемок, требований Инструкции о построении государственных геодезических сетей.

До начала проектирования необходимо определить границы обеспечиваемого района; собрать данные об условиях работ в нем: сведения о путях и средствах сообщения, метеорологические сведения, физико-географические и геоморфологические описания, данные гидрологических исследований и т. п.; собрать топографические карты масштаба 1 : 25 000 и крупнее, схемы ранее исполненных триангуляционных и полигонометрических сетей, чтобы установить наличие и пригодность исходных пунктов (топографо-геодезическую изученность). Кроме того, до начала работ надо выяснить необходимую густоту обеспечения территории геодезическими пунктами с учетом перспективы развития территорий согласно генеральному плану и плану освоения земель, а также точность определения положения пунктов, дирекционных углов и длин линий.

Полигонометрические ходы проектируют в виде отдельных разомкнутых ходов, опирающихся на два исходных пункта. При обеспечении геодезическими пунктами значительных площадей проектируют полигонометрические сети. При этом следует учитывать, что ходы и сети 4 класса должны опираться на пункты триангуляции и полигонометрии высших классов.

При составлении проекта вначале задаются наиболее целесообразной схемой построения сети, точностью измерения углов и линий и рассчитывают ожидаемые ошибки. Если ожидаемая точность не удовлетворяет предъявляемым требованиям, то изменяют схему построения и повторяют расчет.

Детальное проектирование полигонометрических ходов 4 класса, для незастроенной территории производят на топографических картах масштаба 1 : 25 000, а для застроенной территории — масштаба 1:10 000. На картах вначале наносят исходные пункты на территорию объекта и на смежные участки, после чего намечают направления отдельных ходов в соответствии с принятой схемой развития сети. Ходы намечают в тех местах, где они с максимальной эффективностью могут быть использованы, однако при этом учитывают и характер местности, и имеющиеся приборы для линейных измерений.

Ходы должны прокладываться по местности, наиболее благоприятной для производства угловых и линейных измерений.

В соответствии с этим ходы намечают вдоль дорог или около них, по долинам рек, по существующим лесным просекам, избегая заболоченных мест.

После того как намечено направление отдельных ходов, переходят к выбору положения отдельных пунктов с соблюдением максимальной и минимальной длины линий. Следует также помнить, что места, намечаемые для постановки полигонометрических знаков, должны обеспечивать их долговременную сохранность. Не следует предусматривать постановку знаков на пашне, болотах, оползнях и т. п.

После разработки проекта подсчитывают объем работ, определяют потребности в приборах, материалах, транспорте, техническом персонале и рабочей силе. На основе этого составляют смету затрат и план организации работ. Все эти документы затем уточняют на основании данных рекогносцировки.

4. Составление проекта

Проектирование и создание полигонометрических ходов осуществляются в несколько этапов: составление проекта, рекогносцировка трассы, установка знаков и закладка центров, измерения углов, измерения линий, привязка к пунктом ГГС, обработка результатов полевых измерений, предварительные вычисления и оценка точности полевых измерений, уравнительные вычисления и оценка точности полученных результатов, составление каталога и технического отчета.

Проектирование производят с учетом требований "Инструкции по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000,1:1000,1:500".

При составлении проекта предварительно вычисляется ожидаемая точность хода. С карты снимают [s], замыкающую L, число линий n, число углов n+1, максимальную и минимальную стороны, s_ср .

5. Характеристика главной геодезической основы

Учебная карта, на которой выполняется проектирование опорной межевой сети в виде полигонометрии 4-го класса, представляет собой топографическую карту масштаба 1:50 000. Координаты пунктов полигонометрии находятся в пределах: по оси абсцисс – 6004020.00 - 6004295.00, по оси ординат – 2407695.00 - 2415235.00.

В сетях полигонометрии 2-4-го классов должна обеспечиваться взаимная видимость по линии: визирная цель (отражательная установка) – место установки угломерного инструмента или дальномера.

При изыскании варианта построения полигонометрического хода следует руководствоваться следующими соображениями:

- местоположение и конструкция знаков должны обеспечивать их минимальные высоты;

- расположение пунктов должно быть примерно равномерное с использованием для них командных высот местности;

- места расположения пунктов должны обеспечивать долговременную сохранность центров, безопасность и удобство выполнения наблюдений;

- пункты должны выбираться на устойчивом грунте, в стороне от железных и автогужевых дорог, всякого рода строений, телефонных линий, не ближе, чем на расстоянии двойной высоты знака;

- удаленность пунктов от линии тока высокого напряжения должна быть не менее 120 м.

Высоты знаков могут рассчитываться аналитическим и графическим способами.

Если в створе между пунктами расположено несколько препятствий, то необходимые высоты знаков подсчитывают для каждого препятствия отдельно и из них выбирают те, которые требуют максимального значения высот знаков.

После расчета высот знаков по всем направлениям подбирают выгоднейшую их комбинацию по каждой паре пунктов. Экономически выгоднейшей высотой пары пунктов считается пара с наименьшей суммой высот.

Определив выгоднейшую высоту удаленного от препятствия знака, следует откорректировать высоту второго пункта.

Изменение высоты второго знака может быть рассчитано по правилу «коромысла»:

,

где Dh_A =H¢_A -H _A – изменение высоты первого пункта или новое значение высоты минус прежде рассчитанное.

Окончательно:

H¢_B =H_B + Dh_B

Для контроля высоту знака определяют графически.

Оптимальная высота для каждой пары пунктов, обеспечивающая наименьшие затраты на постройку, может быть рассчитана по формулам

, ,

b = H_A × S_b + H_B × S_a

При проектировании полигонометрии не выше 4-го класса точности рекомендуется строить простые пирамиды общей высотой от 5 до 8 м. Простые пирамиды проектируют в открытых, всхолмленных районах, где видимость на смежные пункты открывается с земли и визирный луч проходит на установленной высоте над препятствием.

Построение и анализ продольных профилей местности предусматривает строительство пирамиды по направлению 7-8 высотой:

b = 97.5 × 350 + 86.7 × 230=54066 м

Следовательно на точке 7 нужно поставить пирамиду высотой 8 м.

6. Геометрические параметры хода (на основе решения обратных геодезических задач)

Найдем значение дирекционного угла и расстояние между пунктами, используя решение обратных геодезических задач.

Обратная геодезическая задача заключается в определении длины линии и ее дирекционного угла по координатам концов этой линии.

Определим дирекционный угол и длину линии для направления Эльзен – 1.

Δx_1-2 =x₂ -x₁ =6004020.00-6004140.00= -120

Δy_1-2 =y₂ -y₁ =2407695.00-2407105.00=590

II четверть.

α _1-2 =180°-78°30'12"=101°29'48"

Определим дирекционный угол и длину линии для направления 1 – 2.

Δx=6004160.00-6004020.00= 140

Δy= 2408155.00-2407695.00= 460

I четверть.

α =73°04'21"

Определим дирекционный угол и длину линии для направления 2 – 3.

Δx =6004095.00-6004160.00= -65

Δy =2408645.00-2408155.00= 490

II четверть.

α =180°- 82°26'37"=97°33'23"

Определим дирекционный угол и длину линии для направления 3 – 4.

Δx =6004130.00-6004095.00= 35

Δy =2409175.00-2408645.00= 530

I четверть.

α =86°13'18"

Определим дирекционный угол и длину линии для направления 4 – 5.

Δx =6004055.00-6004130.00= -75

Δy =2409775.00-2409175.00= 600

II четверть.

α =180°- 82°52'30"=97°07'30"

Определим дирекционный угол и длину линии для направления 5 – 6.

Δx =6004190.00-6004055.00= 135

Δy =2410295.00-2409775.00= 520

I четверть.

α =75°26'47"

Определим дирекционный угол и длину линии для направления 6 – 7.

Δx =6004060.00-6004190.00= -130

Δy =2410810.00-2410295.00= 515

II четверть.

α =180°- 75°49'59"=104°10'01"

Определим дирекционный угол и длину линии для направления 7 – 8.

Δx =6004205.00-6004060.00= 205

Δy =2411390.00-2410810.00= 580

I четверть.

α =70°32'03"

Определим дирекционный угол и длину линии для направления 8 – 9.

Δx =6004110.00-6004060.00= 50

Δy =2412000.00-2411390.00= 610

I четверть.

α =85°18'51"

Определим дирекционный угол и длину линии для направления 9 – 10.

Δx =6004165.00-6004110.00= 55

Δy =2412600.00-2412000.00= 600

I четверть.

α =84°45'45"

Определим дирекционный угол и длину линии для направления 10 – 11.

Δx =6004285.00-6004165.00= 120

Δy =2413205.00-2412600.00= 605

I четверть.

α =78°46'52"

Определим дирекционный угол и длину линии для направления 11 – 12.

Δx =6004205.00-6004285.00= -80

Δy =2413945.00-2413205.00= 740

II четверть.

α =180°-83°49'47"=96°10'13"

Определим дирекционный угол и длину линии для направления 12 – 13.

Δx =6004295.00-6004205.00= 90

Δy =2414555.00-2413945.00= 610

I четверть.

α =81°36'25"

Определим дирекционный угол и длину линии для направления 13 – 14.

Δx =6004160.00-6004295.00= -135

Δy =2415235.00-2414555.00= 680

II четверть.

α =180°-78°46'16"=101°13'44"

Определим дирекционный угол и длину линии для направления 14 – Кольреп.

Δx =6003925.00-6004160.00= -235

Δy =2416700.00-2415235.00= 1465

II четверть.

α =180°-80°53'13"=99°06'47"

Обобщим полученные данные и представим их в форме таблицы 1.

Таблица 1.

7. Критерии вытянутости хода

Проложить полигонометрический ход с углами поворота в 180° практически невозможно, поэтому ход может считаться вытянутым с некоторым приближением. Критерии степени изогнутости хода необходимы при расчетах точности ходов при их проектировании.

Ход можно считать достаточно вытянутым, если точки хода отклоняются в обе стороны от линии, проведенной через центр тяжести параллельно замыкающей хода, в среднем на величину 1:24 ( в пределе на 1:8) длины самой замыкающей, и


29-04-2015, 00:42