СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Общие сведения об инженерно-геодезических сетях

1.1Триангуляция

1.2Трилатерация

1.3Полигонометрия

2. Физико-географическое описание местности

3. Проектирование инженерно-геодезических сетей

3.1Проектирование сети триангуляции

3.2Оценка точности сети триангуляции

3.3Расчет высоты сигнала

3.4Проектирование сети полигонометрии

3.5Оценка точности сети полигонометрии методом последовательных приближений

4. Оценка точности инженерно-геодезической сети

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Государственная геодезическая сеть является основой для развития геодезических сетей сгущения и съемочного обоснования; выполнения топографических съемок, производства инженерно – геодезических работ. Она позволяет вычислять координаты пунктов в единой системе, предоставляет фактические данные для решения научных задач геодезии: определение формы и размеров Земли, изучение деформации земной коры, вывод разностей высот морей и океанов и др.

Целью данного курсового проекта является освоение методов проектирования инженерно геодезических сетей используемых для проведения топографо-геодезических работ и решение различных задач земельного кадастра.

В данном проекте необходимо разработать:

- проект сгущения инженерно-геодезической сети методом триангуляции;

- проект сгущения инженерно-геодезической сети методом полигонометрии;

- выполнить предрасчет точности проекта сети триангуляции;

- выполнить предрасчет точности проекта сети полигонометрии;

- определить наличие видимости между пунктами триангуляции.

При построении необходимо соблюдать требования точности построения сетей данными способами.

По результатам проектирования сделать вывод о соответствии полученных данных необходимой точности. В случае несоответствия произвести необходимые дополнительные вычисления для повышения точности результатов.

Графическая часть проекта должна быть представлена:

1. Карта участка работ.

2.Схема сгущения сети методом триангуляции.

3.Схема сгущения сети методом полигонометрии.

4.Профиль по определению видимости между пунктами триангуляции.

Для изучения местности, на которой проектируется инженерно-геодезические сети составить физико-географическое описание местности.

1.Общие сведения об инженерно-геодезических сетях

Для составления карт и планов, решения геодезических задач, в том числе геодезического обеспечения строительства, на поверхности Земли располагаются ряд точек, связанных между собой единой системой координат. Эти точки на поверхности Земли или в зданиях и сооружениях закрепляются центрами (знаками). Совокупность закрепляемых на местности или здании точек (пунктов), положение которых определено в единой системе координат, называют геодезическими сетями. Геодезические сети подразделяются на плановые и высотные: первые служат для определения координат Х и У геодезических центров, вторые - для определения их высот Н. Для вычисления плановых координат вершин закрепленных на местности точек необходимо знать элементы геометрических фигур и дирекционный угол стороны одной из фигур и координаты одной из вершин. Для определения высот пунктов (реперов) строят в основном сети геометрического нивелирования, а также метод тригонометрического нивелирования. Геодезические сети подразделяются на 4 вида: государственные, сгущения, съемочные и специальные. Они являются исходными для построения всех других видов сетей и подразделяются на 4 класса. Основное назначение государственной геодезической сети 1 класса заключается в следующем:

- служит основой для развития геодезических сетей низших классов и вычисления координат их пунктов в единой системе;

- доставлять фактические данные для решения научных задач геодезии.

Развитие государственной геодезической сети 2 класса и ниже имеет своей целью создание сети геодезических пунктов на территории всего государства с густотой, необходимой для выполнения последующих геодезических и топографических работ и удовлетворения других требований народного хозяйства и обороны страны. Государственная планово-геодезическая сеть 1 класса СССР строится в виде полигонов, образуемых рядами триангуляции или ходами полигонометрии, располагаемыми примерно по меридианам и параллелям. Периметр полигонов - около 800 км, а их стороны (звенья) не должны превышать 200 км. В вершинах полигонов определяются парные астрономические пункты (широта, долгота, азимут). На концах звеньев триангуляции измеряются базисные стороны. Государственная геодезическая сеть 2 класса строится внутри полигонов 1 класса в виде сплошной триангуляционной сети или в виде системы пересекающихся ходов полигонометрии. Внутри полигонов 1 класса на нескольких пунктах 2 класса производятся астрономические определения широты, долготы и азимута. Пункты сетей 3 и 4 классов, определяемые методом триангуляции, строятся в виде отдельных систем треугольников, опирающихся на стороны сети высшего класса. На всех пунктах государственной триангуляции или полигонометрии предусматривается установка двух ориентирных пунктов на расстоянии 500-1000 м от основного пункта и видимых с земли. Между основными сторонами сети и направлениями на ориентирные пункты измеряются углы со средней квадратической погрешностью ±2,5``. Ориентирные пункты предназначаются для азимутальных привязок геодезических сетей низших разрядов. Плотность геодезических пунктов как опорной сети для топографических съемок установлена:

- для съемок в масштабах 1:25000 и 1:10000- 1 пункт на 50-60 км² ;

- для съемок в масштабах 1:5000- 1 пункт на 20-30 км² ;

- для съемок в масштабах 1:2000 и крупнее- 1 пункт на 5-15 км² .

Состав работ по развитию геодезической сети на каждом участке заключается в следующем:

- составление проекта геодезической сети по имеющимся картам наиболее крупного масштаба;

- рекогносцировка, заключающаяся в уточнении проекта на местности - в отношении расположения пунктов, высот знаков, проверки целесообразности намеченной в проекте методике и т. д.;

- постройка геодезических знаков и закладка центров;

- производство геодезических измерений - угловых, линейных, астрономических, гравиметрических;

- математическая обработка результатов измерений, в результате которой вычисляются координаты геодезических пунктов, сводимые далее в каталоги. Последовательность обработки – от высшего к низшему.

При проектировании геодезической сети, методов её развития и использования должны выбираться варианты, наиболее выгодные в экономическом отношении в данных физико-географических условиях.

Геодезические сети сгущения (ранее называвшиеся сетями местного значения), служащие для дальнейшего увеличения плотности геодезической сети, подразделяются на:

- сети 1 и 2 разряда, развиваемые методом триангуляции, - триангуляционные сети сгущения (ранее называвшиеся аналитическими сетями);

- сети 1 и 2 разряда, развиваемые методом полигонометрии;

- сети технического нивелирования, развиваемые методом геометрического нивелирования.

Сети сгущения прокладываются, как правило, между сторонами и пунктами государственной геодезической сети. Постоянные знаки закрепляются подземными знаками – центрами. Конструкции центров обеспечивают их сохранность и неизменность положения в течении длительного периода времени. Как правило, подземный центр представляет собой бетонный монолит, закладываемый ниже глубины промерзания грунта и не в насыпной массив. У поверхности земли в монолите устанавливают чугунную марку, на которой наносят центр в виде креста или точки. Положение этого центра соответствуют координаты Х и У и во многих случаях отметки Н. Для того, чтобы с одного знака был виден другой (смежный), над подземными центрами устанавливают наружный знак в виде металлических или деревянных трех – или четырехгранных пирамид или сигналов. Пирамиды или сигналы имеют высоту 3…30 м и более.

Как правило, пункты разбивочных сетей и сетей сгущения закрепляют подземными центрами, такими же, как и пункты государственных сетей. Так как расстояние между этими пунктами сравнительно небольшие, оформления их наружными знаками не требуется. Иногда над ними устанавливают Г – образные металлические или деревянные вехи. В городах знаки оформляют в виде специальной надстройки на крышах зданий или внутри самих зданий (стенные). Государственные высотные сети всех классов закрепляют на местности грунтовыми реперами. Стенные реперы закладывают в фундаментах устойчивых сооружений – водонапорных башен, капитальных зданий, каменных устоев мостов. Временные знаки. Точки съемочных, а иногда и разбивочных сетей закрепляют временными знаками – деревянными или бетонными столбами, металлическими штырями, отрезками рельсов и т.д. Их закрепляют в земле на глубину до 2 м. в верхней части такого знака крестом, точкой или риской отмечают местоположение центра или точки с высотной отметкой. При продолжении использования (более 0,5 г) временные знаки закладывают на глубину 0,5 м (минимальное расстояние до подземных коммуникаций от поверхности грунта принято 0,7 м). При наличии твердого покрытия и отсутствии интенсивного движения транспорта используют штыри из отрезков арматуры и труб, деревянные столики. В процессе строительства на возведенных конструкциях и близкорасположенных зданий высоты и створы осей фиксируют окрасками.

1.1 Триангуляция

Триангуляция – построение на местности примыкающих друг к другу треугольников, в которых измеряются горизонтальные углы и длина стороны одного треугольника. Триангуляционные сети в инженерно – геодезических работах используются в качестве основы для топографических съемок и разбивочных работ, а также для наблюдений за деформациями сооружений.

При развитии инженерно – геодезических сетей методом триангуляции наиболее типичными построениями являются цепи треугольников (для линейно протяженных объектов), центральные системы (для городских и промышленных территории), геодезические четырехугольники (для мостовых и гидротехнических сооружений), вставки пунктов в треугольники и небольшие сети из этих же фигур. Но возможны и комбинированные построения. В сетях триангуляции треугольники стараются проектировать близкими к равносторонним, в особых случаях острые углы допускаются до 20˚, а тупые – до 140˚. В свободных сетях для контроля масштаба сети необходимо иметь не более 2-х непосредственно измеренных базисных сторон. Решая последовательно треугольники от начальной стороны I-II (рисунок 1), находим все стороны системы треугольников. Если для точки I даны координаты х и у и дирекционный угол α˚ направления I-II, то из вычислений получаем дирекционные углы направлений всех сторон треугольников и координаты их вершин II, III, IV, V,…, называемых геодезическими пунктами или более конкретно пунктами триангуляции. Непосредственно измеряемая сторона I-II называются базисной стороной, а точка I, для которой задаются координаты и азимут стороны, - исходным пунктом триангуляции.

Рисунок 1 -Триангуляция и трилатерация

Таблица 1 – Основные характеристики триангуляционных сетей

Показатели	1 класс	2 класс	3 класс	4 класс
Длина звена триангуляции	200	-	-	-
Средняя длина стороны треугольника	20-25	7-20	5-8	2-5
Относительная ошибка выходной стороны
Приблизительная относительная ошибка стороны в слабом месте
Минимальное значение угла треугольника	40˚	20˚	20˚	20˚
Средняя квадратическая ошибка угла	±0,7´´	±1´´	±1,5´´	±2´´

1.2 Трилатерация

Трилатерация – построение на местности примыкающих друг к другу треугольников и измерение длин всех их сторон. Сети трилатерации, создаваемые для решения инженерно – геодезических задач, часто строят в виде свободных сетей, состоящих из отдельных типовых фигур: геодезических четырехугольников, центральных систем или комбинаций с треугольниками. Решаются треугольники по формулам тригонометрии, находятся углы треугольников аналогично вычислениям элементов системы треугольников на рисунке 1. Широкое распространение сети трилатерации получили при строительстве высокоэтажных зданий, дымовых труб, атомных электростанции.

1.3 Полигонометрия

Полигонометрия – построение на местности системы ломаных разомкнутых и замкнутых линий и измерений длин d отдельных отрезков, образующих ломаную линию, и горизонтальных углов поворота β между смежными сторонами (рисунок 2). В методе полигонометрии все элементы построения измеряются непосредственно, а дирекционные углы α и координаты вершин углов поворота определяются на тех же основаниях, что и в методе триангуляции. Метод полигонометрии в общем случае предусматривает выделение через несколько сторон хода некоторых главных пунктов, между которыми углы измеряются с более высокой точностью; в этом случае определение координат хода производится с меньшими погрешностями.

Рисунок 2 – Полигонометрия

Таблица 2 – Основные характеристики полигонометрических сетей

2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ МЕСТНОСТИ

На район работ имеется учебная карта масштаба 1:50 000 с номенклатурой У-34-37-В (Снов). На данном участке работ необходимо запроектировать инженерно-геодезическую сеть триангуляции 4 класса и полигонометрию 4 класса.

Район работ представлен горным рельефом местности. Рельеф данного участка характеризуется постепенным переходом высот. Максимальная отметка района работ составляет 293.4 м, расположенная в юго-восточной части района работ. Минимальная отметка составляет 108.9 м, расположенная в юго-западной части. В районе работ расположены горы Долгая (211.4 м), Зеленая (259.4 м), Крутая (224.0 м), Губановская (223.8 м), Лысая (242.9 м), Большая (249.9 м).

Гидрография представлена сетью рек, расположенных почти по всей территории. Наиболее крупная река – Соть, русло которой проходит в юго-западной части. Берега р. Соть и ее притоки представляют собой овраги и промоины, встречаются обрывы высотой до 16 м. Скорость течения реки Соть 0,1м/с, ширина русла 285 м, глубина 4,8 м, грунт дна песчаный. Отметки урезов воды на реке Соть 109.7м, 108.9 м, на реке Соть сосредоточены следующие инженерные сооружения: каменный мост, ширина которого 13м, длина моста 400 м, грузоподъемность 50 тонн, недалеко от с.Ивановка, а также паромная переправа вблизи с.Быково, длина реки у паромной переправы 285 м, размеры парома 5х4, грузоподъемность 5тонн . На реке Соть находятся две пристани.

Главные притоки реки Соть – это река Андога, расположенная в юго-западной части, по правому берегу реки Соть; река Тихая, является левосторонним притоком реки.

Река Андога имеет скорость течения 1 м/с, характер грунта дна – песчаный, глубина 1,2м, ширина реки 17м. Недалеко от села Коровино, на р. Андога находится инженерное сооружение – каменный мост, длина которого составляет 30 м., ширина проезжей части 5 м., грузоподъемность 5 тонн.

Скорость течения реки Тихая составляет 0.2 м/с, 109.4 м. – отметка уреза воды. На реке Тихая имеется брод, ширина которого составляет 40 м., длина – 2.1 м., грунт дна песчаный. Недалеко от села Борисово, на реке Тихая имеется деревянный мост, длина которого составляет 50 м., ширина проезжей части 4 м., грузоподъемность 6 тонн. Участок представлен сетью озер: в направлении с севера на юг оз. Ясное, оз. Вольное, оз. Долгое, оз. Холодное. Берега рек Сакмара, Орляна, Губановка и их притоки представляют собой овраги и промоины.

Северо-западная часть района работ представляет собой проходимые и труднопроходимые болота глубиной до 0.5 м.

В районе работ сосредоточено несколько смешанных лесных массивов (сосна, береза, дуб). Наиболее крупные из них находятся в центральной, юго-восточной, северо-восточной частях района работ. Средняя высота деревьев 15-50 м., средняя толщина составляет 0.20-0.30 м., среднее расстояние между деревьями 3-5 м. Площадь лесного массива в среднем 10000 га.

В юго-западной части данного участка также располагается менее крупный лесной массив (сосна, береза). Средняя высота деревьев 15-16 м., средняя толщина 0.25-0.30 м., расстояние между деревьями 5 м.

Участок застроен поселками сельского и дачного типа с населением менее 100 жителей (Костино, Марково, Натальино, Окунево, Крюково, Быково, Иваново, Коровино, Ворониха, Лукино и др.). они представлены огенстойкими и неогнестойкими сооружениями. На участке работ находятся кирпичные и бумажные заводы. Кирпичный завод находится в юго-западной части, близ села Демидово. Рядом расположено месторождение глины. Бумажный завод расположен возле поселка Быково.

На данном районе работ хорошо развита дорожная сеть. В направлении с севера на юг (Мирцевск - Павлово) в районе работ проходят две крупные автомобильные дороги с усовершенствованным покрытием: ширина покрытой части составляет 13 м., ширина земляного полотна – 17 м., материал покрытия – асфальт.

Через р. Андога проходит двупутная железная дорога. На участке работ помимо автомобильных дорог, железной дороги также сосредоточены проселочные дороги, связывающие между собой все населенные пункты, также сосредоточиваются полевые и лесные дороги.

Площадь территории данного участка составляет 15200 га. На данной территории 8 пунктов государственной геодезической сети триангуляции III класса. Плотность пунктов составляет на 1 пункт 1900 га.

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

3.1 Проектирование сети триангуляции

триангуляция полигонометрический невязка геодезический

Проектирование сети триангуляции включает:

- анализ геодезической изученности района работ с целью возможно более полного использования ранее развитых сетей;

- составление схемы проектируемой сети на карте с учетом наилучшего расположения пунктов и создания нужной их густоты в соответствии с техническим заданием;

- предварительный расчет высоты сигналов на пунктах триангуляции;

- установление методики работ, технических допусков в соответствии с действующими инструкциями по производству геодезических работ и предрасчет ожидаемой точности элементов триангуляционной сети;

- разработку мероприятий по организации и плана их выполнения.

Важным моментом при проектировании является правильное определение местоположения проектируемых пунктов с учетом следующих условий:

1 Длины сторон треугольников должны соответствовать для сети триангуляции 2 класса от 7 до 20 км, для сети 3 класса от 5 до 8 км, для 4 класса от 2 до 5 км (таблица 1).

2 Углы в треугольниках не должны быть менее 30° в триангуляции 2 класса (между направлениями 2 класса) и менее 25° в триангуляциях 3 и 4 классов (между направлениями данного класса). В отдельных случаях в сплошных сетях триангуляции 2 - 4 классов величина углов (между направлениями данного класса) может доходить до 20°, если это ведет к снижению высоты знаков.

3 Учитывать топографические требования к геодезической сети 2 - 4 классов в отношении примерной равномерности расположения пунктов.

4 В рядах и сетях триангуляции проектируются базисные стороны (в исключительных случаях базисные сети). В сплошных сетях триангуляции 2 класса базисные стороны должны располагаться не реже, чем через 25 треугольников. Если сети 3 и 4 классов развиваются па малых участках как изолированные сплошные триангуляционные сети, в них предусматриваются базисные стороны через 20 - 25 треугольников, но не менее двух базисных сторон.

5 В сплошных сетях триангуляции диагональные направления не проектируются, так как при заметном увеличении объема работ дают слишком небольшой выигрыш в точности уравненных элементов (на 10%).

6 Предусматривать возможность дальнейшего развития сети. Пункты сети должны быть видимы на возможно большей площади, а не только по направлениям сети.

7 Высоты знаков на пунктах должны быть наименьшими; для сетей 2 - 4 классов должна обеспечиваться взаимная видимость по линии: визирная цель - место установки угломерного прибора.

8 Для ослабления действия боковой рефракции на результаты наблюдений необходимо при проектировании избегать направлений вдоль крупных


29-04-2015, 00:44