3.2. Главная плановая геодезическая основа и сети сгущения.
Топографическая съемка местности возможна при наличии на ней соответствующей сети геодезических пунктов – геодезической основы. Геодезическая основа по назначению разделяется на плановую и высотную, а по точности на государственную геодезическую сеть, геодезические сети сгущения, геодезическое съемочное обоснование.
В плановом отношении геодезической основой крупномасштабных съемок служат:
1) Государственные геодезические сети: триангуляции и полигонометрия 1, 2, 3 и 4 классов;
2) Геодезические сети сгущения: триангуляция и полигонометрия 1 и 2 разрядов;
3) геодезическое плановое съемочное обоснование: плановые, планово-высотные съемочные сети, отдельные пункты, а также точки фотограмметрического сгущения [17].
В зависимости от класса сети различаются между собой точностью измерения углов и расстояний, длиной сторон и порядком последовательного развития. Все работы производятся с учетом требований инструкций.
Рекомендуемые классы ГГС и разряды полигонометрии, развиваемые в зависимости от размера площади топосъемки, показаны в таблице 3.2.1.
Обоснование крупномасштабных съемок. Таблица 3.2.1.
Площадь топосъемки, км2 |
Плановые опорные геодезические сети | Классы нивелирных сетей | |
| Классы ГГС | ГС сгущения (разряды) |
||
| Более 200 | 2, 3 и 4 | 1, 2 | II, III, IV |
| 50-200 | 3 и 4 | 1, 2 | II, III, IV |
| 25-50 | 4 | 1, 2 | III, IV |
| 10-25 | - | 1, 2 | IV |
| 2,5-10 | - | 2 | IV |
| До 2,5 | - | IV | |
Средняя плотность пунктов ГГС при съемках в крупных масштабах должна быть доведена да величин, указанных в таблице 3.2.2.
Средняя плотность пунктов ГГС Таблица 3.2.2.
| Масштаб съемки | Исходные пункты |
|
| плановые | Высотные | |
| 1:5000 | 1 на 20-30 км2 | 1 на 10-15 км2 |
| 1:2000 и крупнее | 1 на 5-15 км2 | 1 на 5-7 км2 |
В городах и прочих населенных пунктах, на промышленных площадках плотность плановой геодезической основы доводят сетями сгущения до следующих величин: в застроенной части не менее 4 пунктов на 1 км2 , а в незастроенной – не менее 1 пункта на 1 км2 . для обеспечения инженерно-геодезических работ при изысканиях могут создаваться геодезические сети и большей плотности. Для вновь осваиваемых и труднодоступных районов возможно уменьшение плотности пунктов опорной геодезической сети, но не более чем в 1,5 раза [17].
Сгущение геодезической основы производиться от общего к частному, от высшего к низшему.
Дальнейшее увеличение плотности пунктов плановой геодезической основы крупномасштабных съемок достигается развитием геодезических сетей сгущения в виде триангуляции, трилатерации или полигонометрии 1 и 2 разрядов и съемочного обоснования в виде сетей теодолитных ходов или триангуляционных построений.
Сети проектируются с учетом максимального использования в последующих разбивочных работах и исполнительных съемках, размещая пункты, по возможности, вне зон строительства будущих сооружений. Выбор метода зависит от конкретных условий проведения работ и района; основным фактором является экономический.
Работы должны проводиться в строгом соответствии с требованиями "Инструкции о построении государственной геодезической сети" и " Инструкции по нивелированию I, II, III и IV классов ".
В данном проекте в качестве главной плановой геодезической основы предусмотрена полигонометрия 4 класса (обладает необходимой точностью для работ, предусмотренных проектом). Этот метод в ряде случаев оказывается более оперативным и экономичным, чем метод триангуляции. Это обусловлено тем, что на пунктах триангуляции строят более высокие геодезические знаки, чем на пунктах полигонометрии. Постройка же геодезических знаков является самым дорогостоящим видом работ при создании геодезической сети (в среднем 50-60 % всех затрат) [7]. Кроме того, в данном районе работ достаточно сложно развить сеть триангуляции в силу сложности рельефа местности.
Цель создания исходной геодезической основы - получить систему прочно закрепленных на земной поверхности точек, удаленных друг от друга на значительное расстояние.
3.2.1. Требования, предъявляемые к созданию опорных геодезических сетей .
Координаты пунктов опорных сетей определяются методами триангуляции, трилатерации и полигонометрии.
В данном курсовом проекте предлагается прокладывать полигонометрические хода 4 класса и 1 разряда.
При построении полигонометрических сетей должны соблюдаться следующие требования.
Требования, предъявляемые к полигонометрическим
сетям 4 класса 1 и 2 разрядов. Таблица 3.2.3.
| Показатели | Полигонометрия | ||
| 4 класс | 1 разряд | 2 разряд | |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Предельная длина отдельных полигонометрических ходов при измерении линий светодальномерами или электр. тахеометрами в зависимости от числа сторон (n) в ходе, км | 8 n=30 10 n=20 12 n=15 15 n=10 20 n=6 |
8 n=30 10 n=20 12 n=15 15 n=10 20 n=6 |
8 n=30 10 n=20 12 n= 15 15 n= 10 20 n= 6 |
| Предельная длина хода при измерении линий другими методами, км | 15 | 5 | 3 |
Предельные длины ходов: - между исходной и узловой точкой - между узловыми точками |
2/3 длины отдельного хода 1/2 длины отдельного хода |
||
Длина сторон хода, км - наименьшая - наибольшая |
0,25 2,0 |
0,12 0,8 |
0,08 0,35 |
| Относительная погрешность хода, не более | 1/25000 | 1/10000 | 1/5000 |
| Угловая невязка хода или полигона, угловые секунды, не более, где n – число углов в ходе | 5√n |
10√n |
20√n |
| СКП измеренного угла (по невязкам в ходе), угловые секунды, не более | 2 | 5 | 10 |
СКП измерения длины сторон: - до 500 м - 500–1000 м - свыше 1000 м - до 1000 м - свыше 1000 м |
± 2 см ± 3 см 1/40000 |
± 3 см 1/30000 |
± 5 см 1/20000 |
При измерении линий электронными тахеометрами TrimbleDR3300 предельные длины сторон не устанавливаются, но следует избегать переходов от наименьших сторон к предельным.
При проектировании полигонометрических сетей должны учитываться
следующие требования:
- отдельные полигонометрические ходы должны опираться на 2 исходных пункта с дирекционными углами, проложение висячих ходов не допускается, исключая ходы 1 и 2 разрядов, опирающихся на 2 исходных пункта и 1 дирекционный угол;
- допускается проложение замкнутого хода полигонометрии 1 и 2 разрядов, опирающегося на 1 исходный пункт, при условии передачи или измерения с этих точек хода двух дирекционных углов с погрешностью до 15";
- углы в ходах полигонометрии следует измерять способом круговых приемов по трехштативной системе с соблюдением числа приемов (таблица 3.2.4);
- погрешность центрирования инструмента и визирных марок не более 1 мм;
- измерение сторон производится тахеометром TrimbleDR3300.
Таблица 3.2.4.
| Ср. кв. ошибка измерения углов | 3" |
| Диапазон работы компенсатора | 3’ |
| Минимальное расстояние визирования | 1,3 м |
| Дальность измерения расстояний на однопризменный отражатель | 2000 м |
| Дальность измерения расстояний на пленочной отражатель | 350 м |
| Дальность измерения расстояний без отражателя | 250 м |
| Точность измерения расстояний до отражателя | ± (2+2 ppmхD) мм |
| Точность измерения расстояний без отражателя | ± (2+2 ppmхD) мм |
| Точность измерения расстояний на пленочный отражатель | ± (0,6 + 2 ppmхD) мм |
3.2.2. Требования, предъявляемые к сетям планового съемочного обоснования.
Съемочная геодезическая сеть создается с целью обеспечения геодезической основой топографических съемок, а так же для создания рабочего обоснования для выполнения различных инженерно-геодезических работ в строительстве.
В настоящем проекте съемочными плановыми сетями будут являться теодолитные ходы. С точек теодолитных ходов будут производиться мензульная и тахеометрическая съемки. Теодолитные ходы между исходными пунктами прокладываются в виде отдельных ходов или систем с узловыми точками.
Допускается проложение висячих ходов с числом сторон не более трех. Длина висячих ходов не более 300 м при съемке в масштабе 1:2000 и 150 м в масштабе 1:500.
Предельные длины линий и абсолютные линейные невязки теодолитных ходов при выполнении топосъемок представлены в таблице 3.2.5. [3]
Таблица 3.2.5.
Масштаб съемки |
Предельная длина хода, км | Предельная линейная невязка | |||
между исходными пунктами |
между исходной и узловой или между узловыми точками |
висячие | застроенная территория |
незастроенная территория |
|
| 1:2000 | 3,0 | 1,1 | 0,3 | 1,0 | 1,5 |
| 1:500 | 0,9 | 0,3 | 0,15 | 0,3 | 0,4 |
Максимальная длина линии – 350 м, минимальная – 20 м.
Измерение углов в теодолитных ходах должно производится тахеометрами TrimbleDR3300 одним приемом. Расхождение в значениях угла между приемами не должно превышать 45”.
Угловые невязки в ходах и полигонах не должны превышать величину
F=3"√n, (3.2.1)
где n – число углов.
Проложение теодолитных ходов начинается с закрепления на местности колышками или деревянными знаками (столбами) вершин углов поворота. Их выбирают так, чтобы стороны между соседними точками было удобно измерять.
Закрепление пунктов съемочных сетей производится в соответствии с утвержденным ГУГК «Руководством по постройке геодезических знаков». Для закрепления используются деревянные столбы диаметром 10-15 см, металлические трубы диаметром 40 мм, которые закладывают на глубину 0,4-0,5 метра.
Пункты планово-высотных съемочных сетей в основном закрепляют временными знаками – это металлические штыри, костыли, кованые гвозди, деревянные колья. Эти – пункты также могут закрепляться постоянными знаками с таким расчетом, чтобы на каждом планшете было закреплено не менее 1 точки при съемке в масштабе 1:2000 и крупнее.
3.2.3. Предрасчет необходимой плотности пунктов геодезической основы и сетей сгущения, соотношение пунктов различных классов.
Как известно, средние ошибки точек планового съемочного обоснования относительно ближайших пунктов геодезической основы не должны превышать 0,1 мм в масштабе карты.
n = 0,1 мм * М (3.2.2.)
где М – знаменатель масштаба карты.
Предельные ошибки не должны превышать удвоенного значения средних ошибок и их количество не должно превышать 10 % от общего количества контрольных измерений (Инструкция по созданию карт и планов):
Dпред. < 2*n (3.2.3.)
Пусть координаты точек планового съемочного обоснования определяются из вытянутого теодолитного хода, опирающегося на исходные пункты. Предельная погрешность теодолитного хода Dпр /S при измерении путем укладывания на землю мерных приборов составляет 1/2000.
Абсолютная погрешность хода зависит от масштаба и определяется по формулам (3.2.2.) и (3.2.3.)
Для расчета длины теодолитного хода воспользуемся зависимостью:
fs /S = 1/2000, откуда S= fs *2000 (3.2.4.)
Невязки ходов не должны превышать удвоенной предельной ошибки:
Dпред. ≥ fs (3.2.5.)
Предельные ошибки в определении плановых координат не должны
превышать:
(3.2.6.)
Плотность исходных пунктов, на которые опирается съемочное обоснование, рассчитывается по формуле:
(3.2.7.)
где S-длина теодолитного хода, опирающегося на исходные пункты.
Расчет плотности пунктов главной геодезической основы и сетей сгущения для различных масштабов съемки представлен в таблице 3.2.6.
Расчет плотности пунктов Таблица 3.2.6.
| Масштаб 1:500 | Масштаб 1:2000 |
|
|
;
;
;
;
;
То есть, для масштаба 1:500 1 пункт должен обеспечивать 0,14 км2 , а для масштаба 1:2000 1 пункт должен обеспечивать 2,23 км2 .
Для территории промзоны необходимо запроектировать 17 пунктов, для полей фильтрации 7 пунктов.
Кроме того, на территории промзоны, учитывая влияние ситуации и рельефа, количество пунктов следует повысить [6].
3.2.4. Подсчет общего количества пунктов и отдельно по каждому классу .
Согласно данному проекту имеется следующее количество пунктов различных классов:
Общее число пунктов Таблица 3.2.7.
| Класс полигонометрии | Количество пунктов на территории промзоны |
| 4 класс | 11 |
| 1 разряд | 36 |
| Всего | 47 |
3.3. Главная высотная геодезическая основа
и сети сгущения.
Для съемки рельефа и высотной привязки пунктов (определение отметок) на участке работ необходимо создать высотную опорную сеть. Высотная опорная геодезическая основа создается нивелированием III и IV классов. Нивелирные сети должны обеспечивать все потребности строительства в высотах.
3.3.1. Требования, предъявляемые к построению высотных опорных сетей.
Нивелирная сеть создается в виде отдельных ходов, системы ходов или в виде самостоятельной сети и привязывается не менее чем к двум исходным нивелирным знакам высшего класса.
Параметры полигонов не должны превышать величин указанных в таблице 3.3.1.
Допустимые основные технические требования к точности нивелирования должны быть в пределах, предусмотренных таблицей 3.3.2.
Предельные значения случайных и систематических СКП нивелирования не должны превышать величин, указанных в таблице 3.3.3 [6].
Параметры нивелирных полигонов Таблица 3.3.1
Класс нивелирования |
Параметры нивелирных полигонов, км | |
застроенная территория |
незастроенная Территория |
|
| III | 25 | 40 |
| IV | 8 | 12 |
Технические требования к точности нивелирования Таблица 3.3.2
Класс нивелирования |
Допустимые невязки в полигонах и ходах, км |
СКП определения превышений, мм |
||
при n ≤ 15 на 1 км хода |
при n > 15 на 1 км хода |
на станции | в ходе длинной 1 км | |
| III | 10√L | 2,5√L | ±1,5 | ±4,0 |
| IV | 20√L | 5√L | ±3,0 | ±8,0 |
Предельные значения случайных
и систематических СКП Таблица 3.3.3
Класс нивелирования |
ПредельныеСКП | |
| случайные | систематические | |
| III | 5,0 | –– |
| IV | 10,0 | –– |
3.3.2. Требования, предъявляемые к высотному съемочному обоснованию.
В качестве высотного съемочного обоснования предусмотрено проложение ходов технического нивелирования.
Ходы технического нивелирования должны опираться на точки нивелирования высшего класса и на узловые точки. Допускаются, как исключение, висячие ходы, которые должны прокладываться в прямом и обратном направлениях, а также замкнутые, опирающиеся на один пункт.
Для определения отметок пунктов геодезических сетей и пунктов съемочного обоснования топосъемок масштаба 1: 5000 - 1: 500 при съемках рельефа местности и при инженерных изысканиях наряду с нивелированием III и IV классов применяется техническое нивелирование. В настоящем проекте оно является высотным съемочным обоснованием.
Количество точек съемочного обоснования должно быть не менее 12 на 1км2 при съемке в масштабе 1: 2000, в котором будет производиться съемка промзоны, где ходы технического нивелирования необходимо проложить по теодолитным ходам.
Техническое нивелирование следует выполнять нивелирами, теодолитами с компенсаторами или уровнем при трубе с отсчетом по средней нити по двум сторонам рейки.
Расстояние от нивелира до реек не должно превышать 150 м. Расхождения между превышениями на станции допускаются не боле 5 мм.
Невязка хода или полигона не должна превышать величины 50√L, мм - где L-длина хода в км, или 10√n , мм – где n число станций в ходе.
Длины ходов технического нивелирования в зависимости от высоты сечения рельефа приведены в таблице 3.3.4. [3]
Длины ходов технического нивелирования. Таблица 3.3.4.
| Характеристика ходов | Длина хода, км при сечении рельефа, м | ||
| 0,25 | 0,5 | 1,0 и более | |
| Между двумя исходными пунктами | 2,7 | 11,0 | 22 |
Между исходным пунктом и узловой точкой |
2,0 | 8,5 | 17 |
| Между узловыми точками | 1,5 | 5,6 | 11 |
Уравнивание съемочных сетей производится упрощенным способом. Значения высот определяются до 0,01м.
3.3.3. Обоснование и расчет необходимой точности пунктов главной высотной основы и сетей сгущения.
Согласно требованиям к точности, средние погрешности отметок точек относительно ближайших пунктов геодезической основы не должны превышать
n=0,1*h, (3.3.1.)
где h – высота сечения рельефа.
Предельные погрешности определения высот точек не должны превышать удвоенных средних погрешностей Dпред. < 2*n. И их количество не должно превышать 10 % от общего числа контрольных измерений.
Средняя погрешность съемки по высоте составляет 1/3 h, иногда 1/4 h.
Исходя из этих требований, имеем:
1) для масштаба съемки 1:500 с h=1м
n=0,1*h=10см;
Dпред. < 2*n < 20см;
Невязка в превышении fh < 40см.
2) для масштаба съемки 1:2000 с h=1м
n=0,1*h=10см;
Dпред. < 2*n < 20см;
Невязка в превышении fh < 40см;
fдоп IV =50мм;
fдоп III =25мм.
3.3.4. Подсчет количества запроектированных центров по каждому классу нивелирования.
Согласно данному проекту имеется следующее количество центров различных классов:
Число центров Таблица 3.3.5.
| Класс нивелирования | Количество центров на территории промзоны |
| III | 11 |
| IV | 36 |
| всего | 47 |
4. Графическая часть проекта.
Данная часть курсового проекта для плановой и высотной сетей выполняется в соответствии с условными знаками.
Проекты высотного и планового геодезического обоснования должны быть вычерчены на кальке раздельно или совмещенно. Пункты триангуляции вычерчиваются синим цветом, пункты полигонометрии – красным. Проектируемые линии высотного обоснования изображаются зеленым цветом, согласно условным знакам. Исходные репера – синим цветом.
Кроме этого в данной части проекта приводятся чертежи проектных типов знаков, центров и т.д.
Если полигонометрические пункты ненадежно закреплены, если не будет обеспечена их долговременная устойчивость, то даже самые качественные измерения будут обесценены. При закладке центров мы в основном имеем дело с сезоннопромерзающим типом грунтов. Долговременная устойчивость и сохранность грунтового центра обеспечивается не только правильным выбором конструкции, но и глубиной установки якоря и соблюдением правил закладки.
В приложении 1показан центр для закрепления пунктов триангуляции, полигонометрии и трилатерации для районов с сезоннопромерзающими грунтами. Центр закладывается на незастраиваемых территориях, но может закладываться и на застроенных, если вблизи отсутствуют подземные коммуникации.
Точки съемочной сети закрепляют временными знаками: металлическими, деревянными столбами и кольями, гвоздями, вбитыми в пни и столбы.
На незастроенной территории, когда съемочная сеть является самостоятельной геодезической основой, не менее чем пятая часть точек съемочной сети закрепляется постоянными знаками, в качестве которых могут использоваться центры люков смотровых колодцев, четко обозначенные местные предметы. [3]
Что касается нивелирных знаков – реперов, то они должны удовлетворять следующим требованиям:
– состоять из материала, обеспечивающего длительную сохранность знака в грунтовой среде;
– обеспечивать стабильность во времени в пределах точности геодезических измерений;
– иметь конструкцию, позволяющую по возможности механизировать земляные работы при закладке центров.
Одним из наиболее употребляемых типов реперов на линиях нивелирования является репер. В верхнюю грань пилона должна быть зацементирована марка.
Если пункты полигонометрии совмещаются с пунктами нивелирных сетей (предусмотрено в данном проекте), то на верхней части сферической головки репера просверливается отверстие диаметром 2 мм и глубиной 4-5 мм, которое должно служить центром полигонометрического пункта.
На застроенных территориях следует использовать чугунные колпаки со съемными крышками (приложение 2).
В стены искусственных сооружений, зданий закладывают стенные
29-04-2015, 01:03