Глава 4. Построение съёмочных сетей

Геодезические съёмки должны производиться в государственной системе координат и высот. Сети сгущения 1-го и 2-го разрядов, как правило, служат основой для развития съёмочных сетей – сетей съёмочного обоснования.

Плановое съёмочное обоснование

До производства съёмочных работ на участке местности должно быть создано плановое съёмочное обоснование. Пункты съёмочного обоснования закрепляются на местности временными или долговременными центрами. Для возможности обнаружения для каждого пункта составляются абрисы, где они привязываются линейными засечками к местным предметам.

Для создания съёмочного обоснования могут использоваться различные способы. Традиционным способом считается построение теодолитного хода. Могут использоваться прямые и обратные угловые засечки. Наличие лазерного прибора DISTO D5 позволяет обходиться, при построении съёмочного обоснования без теодолита.

Теодолитный ход

Для производства съёмочных работ на участке местности прокладывают теодолитный ход в виде многоугольника или ломаной линии. Теодолитный ход прокладывается на местности для того чтобы координаты можно было передать на все пункты съёмочного обоснования.

Начало и конец теодолитного хода должны опираться на «твёрдые» пункты, то есть такие пункты, положение которых известно в местной системе координат. Это делается для того чтобы можно было обеспечить контроль всех измерений.

Полевые работы в теодолитном ходе.Теодолитный ход обязательно начинается с привязки. Привязка теодолитного хода это комплекс работ по определению координат исходного пункта и направления исходной стороны в местной системе координат. Для привязки используются пункты опорной геодезической сети, в числе которых могут быть координированные углы капитальных зданий. Привязке следует уделять особое внимание. Работа должна сопровождаться журналами измерений и наглядной схемой.

Рис.4.1. Пример схемы теодолитного хода с результатами измерений

В теодолитном ходе измеряются горизонтальные углы при вершинах. Для измерений используется способ приёмов. Если приходится наблюдать с одной станции более двух направлений, то следует использовать способ круговых приёмов. Запись результатов должна производиться в журнал установленной формы (см. табл. 2.1). Параллельно с записью в журнале средние значения горизонтальных углов выписываются на схеме хода.

Горизонтальные проложения линий следует измерять лазерным прибором DISTO D5. Результаты измерений в прямом и обратном направлениях приводятся на схеме хода (см. рис. 4.1).

При возможности следует использовать трёхштативнную систему. Для этого, кроме трёх штативов необходимо иметь ещё два трегера с отражателями (см. рис. 3.3). При отсутствии достаточного количества штативов необходимо запастись вехами с отражающими пластинами и отвесами. Отражающие пластины можно изготовить из листов фанеры 150×150×3 мм и прикрепить к вехам. При установке вехи в вертикальное положение нитяный отвес можно держать в руке. Вехи должны иметь остро заточенные концы. При измерении горизонтальных углов визирование следует производить на самый низ вехи или на минимальном удалении от него. При производстве работ лазерный прибор должен быть настроен на измерение горизонтальных проложений.

Работа на станции выполняется в следующей последовательности:

· - измеряется горизонтальный угол;

· - верхняя часть теодолита снимается с трегера;

· - в трегер устанавливается адаптер к которому крепится лазерный прибор DISTO;

· -над задней точкой устанавливается отражающая пластина и производится измерение с горизонтального проложения;

· -над передней точкой устанавливается отражающая пластина и производится измерение горизонтального проложения;

В целом по ходу, в полевых условиях должна быть проконтролирована угловая невязка. Угловая невязка это разность суммы измеренных углов при вершинах теодолитного хода и теоретической суммы этих же углов.

Теоретическая сумма внутренних углов n-угольника вычисляется по формуле

∑β_теор= 180º (n-2). (4.1)

Угловая невязка по абсолютной величине должна быть менее допускаемой.

Камеральная обработка теодолитного хода. Результаты измерений из полевого журнала переписываются в специальную ведомость (см. табл. 4.1).

Ниже рассматривается пример обработки теодолитного хода, приведенного на рисунке 4.1.

Теодолитный ход выполнен в виде пятиугольника. Теоретическая сумма внутренних углов пятиугольника составляет значение

∑β_теор = 180º (5-2) =540º 00'.

Фактическая сумма измеренных углов находится путём их последовательного сложения в виде

184º 02,0'

+91º 55,2'

275º 57,2'

+…………

∑β_изм = 539º 57,9'

Угловая невязка вычисляется в виде

f_β = Σβ_изм – Σβ_теор = -2,1' . (4.2)

Допускаемая угловая невязка для полигона из пяти вершин составляет

{f_β} = 1 = 2,2′.

Угловая невязка по абсолютной величине не должна превышать допускаемую, иначе угловые измерения следует повторить. Если угловая невязка по абсолютной величине менее допускаемой, то производится уравнивание измеренных углов путём введения поправок.

Поправки распределяются поровну между измеренными углами. Точность поправки не должна быть выше точности измерений, то есть 0,1′ ,и сумма поправок должна составлять точное значение невязки, но с обратным знаком. Поправки выписываются в ведомости в виде целых чисел над последней значащей цифрой измеренного угла.

Исправленные углы записываются в ведомости рядом с измеренными углами.

Для вычисления приращения координат линии теодолитного хода необходимо знать горизонтальное проложение этой линии и её направление, то есть дирекционный угол.

Результаты измерения горизонтальных проложений линий в прямом и обратном направлениях приведены на схеме (см. рис.4.1). Горизонтальное проложение каждой линии находится, как среднее арифметическое из двух значений.

Направление исходной стороны определено в результате привязки. Дирекционный угол последующей стороны полигона равен дирекционному углу предыдущей стороны плюс 180º и минус исправленный правый угол при вершине. Вычисления производятся в виде непрерывного столбца:

α_т.1-т.2= 113 54,6

+180 00

293º 54,6

-184º 02,4

α_т.2-т.3= 109º 52,2

………….

………….

α_т.1-т.2= 473º 54,6

-360º 00

α_т.1-т.2= 113º 54,6

В результате вычислений по замкнутому контуру должно получиться точное значение исходного направления. Если условие контроля выполнено, то полученные значения дирекционных углов выписываются в ведомость (табл. 4.1 , ст. 4). Для каждой линии теодолитного хода, с помощью калькулятора вычисляются приращения координат. При работе с калькулятором следует помнить, что аргумент тригонометрической функции должен быть в градусах и десятичной форме.

Например, требуется найти значение cos(113º 54,6').

Для этого выполняются следующие действия:

54,6/60 +113 = функция cos результат -0,40530.

Линия т.1-т.2:

∆X₂ = 26,76 cos(113º54,6') = 10,85 м;

∆Y₂ = 26,76 sin(113º54,6') = 24,46 м.

Линия т.2-т.3: и т. д.

Теоретическая сумма приращений координат по Х и по Y равна нулю так, как теодолитный ход замкнутая фигура. Фактические суммы приращений координат замкнутого полигона могут отличаться от нуля и их величины принято называть невязками.

Таблица 4.1

Ведомость вычисления координат пунктов теодолитного хода

∑β_изм =539º57,9´ f_Х = -0,07 f_У = -0,11 f_абс=√( f_Х² +f_У²) = 0,13

∑β_теор =180º (n-2) = 540º00´ f_отн =1/(Р:f_абс)= 1/2480

f_β =∑β_изм - ∑β_теор= -2,1´ {f_отн} =1/2000

{f_β} = 1´ = 2,2′ f_отн <{f_отн}

Невязка по Х составит

f_Х = ΣΔX = -0,07 м.

Невязка по Y

f_Y = ΣΔY = -0,11 м.

Абсолютная невязка полигона

f_абс = √(f_x² + f_y²)= 0,13 м .

Отношение абсолютной невязки к периметру полигона называется относительной невязкой:

f_отн = 1/(P:f) =1/2480.

Относительная невязка не должна превышать предельного значения{f_отн}, в зависимости от условий на местности.

В случае, если относительная невязка допустима, следует выполнить уравнивание приращений координат путём введения поправок. Поправки вводятся пропорционально длинам линий с точностью до сантиметра. Сумма поправок должна быть равна невязке с обратным знаком по соответствующей координате. Исправленные приращения координат выписываются в ведомости под соответствующими вычисленными ранее значениями.

Координаты исходного пункта теодолитного хода получены в результате привязки. Координаты последующих пунктов хода вычисляются через исправленные приращения в виде:

X, м Y, м

т. 1 724,60 999,06

-10,85+24,46

т. 2 713,75 1023,52

-19,82+54,86

………………………………………………………

т. 1 724,60 999,06

Контроль вычислений состоит в получении значений координат исходного пункта. По завершении контроля вычислений значения координат всех пунктов выписываются в ведомость (см. табл. 4.1).

Ход трилатерации

На участке студенческого городка ЮЗГУ в период учебной полевой практики был проложен экспериментальный ход TLR на 4 секции. Начало хода опиралось на координированные углы капитальных зданий, а замыкался ход на твердый пункт ппТп. Схема хода и результаты измерений приведены на рисунке 4.2.

Все вычисления можно свести в специальную ведомость (см. табл. 4.2).

Для привязки хода требуется вычислить длину исходной стороны и её направление, то есть решить обратную геодезическую задачу.

Рис. 4.2. Ход трилатерации (TLR) на участке ЮЗГУ

Линия 1-2: находим приращения координат, горизонтальное проложение и направление

Вычисления в секции I.

Контроль:

Примычный угол:

Дирекционный угол:

Приращения координат:

Вычисления в секциях II, III, IV выполняются аналогично и их результаты приведены в таблице 4.1.

После вычисления приращений координат необходимо вычислить невязки в приращениях координат и невязку в периметре хода.

Невязка по оси x:

,

где

Невязка по оси y:

,

где

Невязка в периметре хода

Поскольку абсолютная невязка меньше точности представления координат, то уравнивание хода не производилось.

Координаты 3-х новых пунктов хода приведены в таблице 4.2

Таблица 4.2

Ведомость вычисления координат в ходе трилатерации

Для составления технического плана при постановке на кадастровый учет требуется координирование углов капитальных зданий. Координированные углы могут быть использованы как пункты съёмочного обоснования при горизонтальной съёмке.

Для координирования углов капитальных зданий в ходе TLR создаются дополнительные и промежуточные секции, которые опираются на элементы основных связующих секций.

Рассмотрим последовательность вычисленной обработки при координировании Y1, Y2, и Y3 (рис. 4.7).

Секция 4R-6L-Y1 положительно ориентирована. Для неё имеем:

и

Примычный угол: U=49,946°.

Дирекционный угол: α=76,919°.

Приращения координат:

Δx = 11,488 м; Δy = 49,441 м

Координаты:

Секция 4R-5L-Y2 положительно ориентирована. Для неё имеем:

и .

Примычный угол: U = 5,291°.

Дирекционный угол: α=121,574°.

Приращения координат:

Δx = -50,756 м; Δy = 82,586 м.

Координаты:

.

Секция 3L-4R-Y3 положительно ориентирована. Для неё имеем:

и

Примычный угол: U = 61,785°.

Дирекционный угол: α = 209,849°.

Приращения координат:

Δx = -41,266 м; Δy = -23,680 м.

Координаты:

Рис. 4.3. Схема координирования углов капитальных зданий

Расстояния между координированными углами по фасаду здания были измерены в период съёмки и показаны на рисунке 4.7.

Вычисляя по координатам горизонтальные проложения, определяем погрешности в промежуточных секциях, а именно для линии Y1-Y2 это 10 мм и для линии крд2-Y3 это 15 мм.

Требуемая точность координирования при составлении технического плана ±100 мм.