Тема «Обработка материалов теодолитной съемки».

УРОК- 1

Тема «Обработка материалов теодолитной съемки».

Горизонтальная съемка.

Горизонтальная съемка является ситуационной, при которой горизонтальные углы измеряют теодолитом, длины линий – стальной лентой или рулеткой или же светодальномером.

Съемочным обоснованием горизонтальных съемок являются теодолитные ходы разомкнутые или замкнутые.

В практике изысканий объектов строительства съемочное обоснование теодолитных съемок в виде разомкнутого теодолитного хода применяют при изысканиях линейных сооружений (автомобильных дорог, оросительных систем, инженерных коммуникаций различного назначения и т.д.).

Съемочное обоснование в виде замкнутых теодолитных ходов применяют при изысканиях сосредоточенных объектов, занимающих определенные территории.

В горизонтальных съемках в полевой период выполняют следующие основные виды работ:

 

· рекогносцировку,

· прокладывают теодолитный ход,

· выполняют съемку ситуации.

 

Рекогносцировку подлежащего съемке участка производят с целью установления границ съемки, определения направления и положения теодолитных ходов и выбор способа съемки ситуации.

Прокладка теодолитного хода включает в себя измерение углов и длин линий.

Съемку характерных подробностей ситуации осуществляют относительно точек съёмочного обоснования в зависимости от конкретных условий местности и используемых приборов одним из следующих способов: способом перпендикуляров, способом угловых засечек, линейных засечек, полярных координат, обхода и створов, способ обмера.

При съемке на местности определяют положение характерных точек ситуации (углов зданий, изгибов дороги). В последующем с помощью графических построений на бумаге получают изображение этих точек и зарисовывают ситуацию в условных знаках.

При производстве теодолитной съемки ведут абрис и журнал измерений.

Абрис представляет собой схематический чертеж отдельных сторон съемочного обоснования и контуров ситуации в произвольном масштабе, но с обязательным указанием промеров. В журнале записывают отсчеты при измерении углов.

При горизонтальной съемке вдоль трассы линейного сооружения ведут угломерный журнал, а абрис изображают в пикетажной книжке, приблизительно придерживаясь принятого масштаба.

В ходе камеральных работ осуществляют проверку журналов измерений и абрисов, составляют схематический чертеж ходов, вычисляют горизонтальные проложения сторон съемочного обоснования при n> 2º, составляют ведомость координат теодолитных ходов, строят координатную сетку на чертежной бумаге и составляют ситуационный план местности в заданном масштабе.

 

Расчетно-графическая работа.

Комплекс работ по топографической съемке включает:

- создание планового и высотного съемочного обоснования;

- проложение теодолитных и нивелирных ходов;

- топографическую съемку;

- камеральные работы по обработке полученных материалов и

- составление плана теодолитной съёмки.

Исходные данные.

Общая схема замкнутого теодолитного хода, на которой даны измеренные правые по ходу углы и горизонтальные проложения линий (рисунок 1);

Исходный дирекционный угол линии от пт. 1- 2 вычислить индивидуально каждому по формуле (2) в соответствии с порядковым номером по журналу преподавателя и номером группы студента, а координаты исходного пункта пт. 103 вычисляют по формуле (1) в соответствии только с номером группы.

Плановое обоснование в виде замкнутого теодолитного хода, включая пункт 102 и точки съемочного обоснования 1-2-3 (рисунок 1).

Х₁= 5420,08 метров_,
Y₁ = 2732,56 метров. (1)

Дирекционный угол для стороны 103 – 102 рассчитывается по формуле: a = 0⁰ 40¢ + N⁰_вар, (2)

N⁰_вар= N⁰_{зачетной книжки} (последние две цифры)

 

Горизонтальные углы

˂1= 110⁰ 41¹

˂2= 106⁰ 06¹

˂3= 101⁰ 56¹

˂4= 107⁰ 00¹

˂5= 114⁰ 19¹

Горизонтальныепроложения линий

1-2 = 637,52 м

2-3 = 751,48 м

3-4 = 652,54 м

4-5 = 676,46 м

5-1 = 587,50 м

Рис.1Схема планово-высотного съемочного обоснования:

ХОД №1 1-2-3-4-5-1

пт 1 - исходный пункт триангуляции

– точки и стороны теодолитного хода

Порядок выполнения работы.

1. Вычисление координат точек планового съемочного обоснования (теодолитного хода).

Выписать в ведомость вычисления координат со схемы (рисунок 1) горизонтальные утлы и длины сторон теодолитного хода. Вычислить значения координат исходного пункта и дирекционного угла исходной стороны по данным, приведенным соответственно в формулах (1) и (2). Для нулевого варианта значение дирекционного угла равно 0°40'.

1.1. Произвести увязку измеренных углов, для этого подсчитать угловую невязку и распределить угловую погрешность по углам замкнутого полигона:

Для этого:

а) рассчитать практическую сумму измеренных углов Sb _пр;

б) определить теоретическую сумму углов замкнутого полигона по формуле:

Sb_теор=180⁰(n-2) (3)

где n - число углов теодолитного хода;

в) найти угловую невязку по формуле

f _b = Sb _пр- Sb_теор (4)

г) вычислить допустимую угловую невязку по формуле

f _bдоп = 1¢Ön (5), где 1' = 2t, t = 30² – точность теодолита 2Т30;

д) если невязка в углах не превышает допустимой величины, вычисленной по формуле, её распределить с обратным знаком поровну во все углы полигона.

Поправки выписать с их знаками над значениями соответствующих измеренных углов.

Сумма поправок должна быть равна невязке с обратным знаком. Учитывая поправки, вычислить исправленные углы.

Сумма исправленных углов должна быть равна теоретической сумме углов:

Sb_испр= Sb_теор

1.2. Вычислить дирекционные углы и румбы замкнутого теодолитного хода.

По начальному дирекционному углу a_103-102 и исправленным внутренним углам b найти дирекционные углы всех остальных сторон хода. Подсчет ведут последовательно с включением всех исправленных углов хода по формуле:

a_посл = a_пред + 180⁰ - b_правый (6)

Дирекционный угол последующей линии a_посл, равен дирекционному углу предыдущей a_предплюс 180° и минус внутренний, правый по ходу угол b_правый.

Если a_пред + 180⁰ окажется меньше угла b, то к этой сумме прибавляют 360°.

Пример 1: 161 57’+180 -93 15’=248 42’.

Пример 2: 54 23’+180 -129 18’=105 05’; и т.д.

Контролем правильности вычислений дирекционных углов (азимутов) служит значение конечного дирекционного угла, равное заданному дирекционному углу, к которому должно привести последовательное вычисление дирекционных углов (азимутов) всех сторон, заканчивая первоначальной.

1.3. По найденным дирекционным углам найти румбы сторон замкнутого полигона по таблице 1.

Таблица 1.- Перевод дирекционных углов в румбы

Номер четверти	Название четверти	Формула перевода
I	СВ	r I= α
II	ЮВ	r II=180º- α
III	ЮЗ	r III= α -180º
IV	СЗ	r IV=360º- α

 

При использовании румбов знак приращений координат ставят в соответствии с названием румба (таблица 2).

 

Таблица 2.-. Знаки приращений прямоугольных координат

 

Приращения	Название румбов
СВ	ЮВ	ЮЗ	СЗ
∆x	+	-	-	+
∆y	+	+	-	-

 

 

Рис.2.Схема зависимости между дирекционными

углами и румбами

 

В качестве исходных данных привязочного хода служат: дирекционный угол стороны 1- 2

1.4. Вычислить приращения координат.

Приращения координат DX иDY найти по формулам:

D X = d _* cos r; (7)

D Y = d _* sin r, (8)

где d - горизонтальное положение стороны теодолитного хода;

r - румб стороны.

Пример. Румб – ЮВ 74° 55’, горизонтальное проложение – 123,53м. Так как название румба ЮВ, приращение будет иметь знак "-", приращение знак "+", а их значения составят:

,

.

Вычисления приращений координат произвести с точностью два знака после запятой, округлив до 0,01 м.Результаты вычислений записать в ведомость координат (таблица),. Знаки приращений координат выставить по названию r, в зависимости от того, в какой четверти он находится.

1.5. Увязка приращений координат.

Теоретическая сумма приращений координат замкнутого хода раздельно по каждой из осей Х и Y равна нулю:

SDX_теор= 0;

SDY_теор= 0. (9)

Однако вследствие неизбежных погрешностей при измерении углов и длин линий при полевых съемках сумма приращений координат равна не нулю, а некоторым величинам f_DX и f_DY - погрешностям (невязкам) в приращении координат:

SD X_пр= f _{D X};

SDY _пр= f _{D Y}. (10)

Из-за погрешностейf_DX и f_DY замкнутый полигон, построенный в системе координат, получается разомкнутым на величину f_абсназываемую абсолютной линейной погрешностью в периметре полигона, вычисляемую по формуле

f_абс= Ö(f²_DX + f²_DY) (11)

^Пример

Чтобы оценить точность линейных и угловых измерений по теодолитному ходу, следует вычислить относительную погрешность:

f_отн= f_абс /P = 1/(P/ f_абс ) (12)

Необходимо полученную относительную погрешность сравнить с допустимой.

f_отн£ 1/2000.

Пример: – условие выполняется.

Величины невязок и , являющиеся оценкой качества произведенных полевых работ, вписываются в ведомость вычисления координат

 

При допустимой погрешности вычисленные приращения координат исправить (увязать). При этом найти поправки к приращениям координат по осям X, Y. Поправки ввести в вычисленные приращения пропорционально длинам сторон с обратным знаком. Поправки d выписать над соответствующими приращениями. Значения вычисленных поправок округлить до сантиметров. Сумма поправок в приращениях по каждой оси должна быть равна невязке по соответствующей оси, взятой с обратным знаком.

Для вычисления поправок пользуются формулами:

d_{D X} = -f _{D X} d_i / P;

d_{D X} = -f _{D Y} d_i / P; (13)

где d _DX, d _DX- поправки в приращения координат;

f_DX, f_DY - невязки по осям X, Y;

Р - периметр полигона;

d_i- горизонтальное проложение линии.

Найденные поправки прибавить к вычисленным приращениям координат со знаком, обратным знаку невязки, и получить исправленные приращения.

DX_испр= DX_i+ d_DXi;

DY_испр = DY_i+ d_DYi. (14)

Сумма исправленных приращений координат в замкнутом полигоне должна быть равна 0

SDX_испр= 0;

SDY_испр= 0 (15)

1.6. Имея координату пт. 1,(Х, Y) последовательно найти координаты остальных точек полигона.

В результате последовательного вычисления координат всех то-чек замкнутого полигона должны получиться координаты пт. 102 по формулам:

X_посл = X_пред +DX_испр;

Y_посл=Y_пред +DY_испр (16)

Контроль вычислений - получение координат X и Y исходной точки пт.1.

 

 

Вопросы для самопроверки.

1. Что такое дирекционный угол и румб?

2. Связь между дирекционными углами и румбами.

3. Как передать дирекционный угол на линию?

4. Как увязать измеренные углы в теодолитном ходе разомкнутом, замкнутом? Допустимые невязки.

5. Что такое приращение координат и как их вычислить?

6. Как увязать приращения координат в замкнутом и разомкнутом ходах?

7. Порядок, формулы при вычислении координат.

8. Объясните, что такое горизонтальная съёмка.