Проектування і розрахунок полігонометрії згущення

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст:

1.Підбір топографічних матеріалів для проектування полігонометрії

2.Фізико-географічна характеристика району робіт

3.Топографо-геодезична вивченість району робіт

4.Характеристика полігонометрії згущення

5.Характеристика паралельно-прокладених ходів полігонометрії

6.Можливі схеми побудови полігонометрії та елементів ходу

7.Умови проектування полігонометричних ходів

8.Визначення центру ваги окремого ходу полігонометрії графічним і аналітичним способами

9.Визначення форми ходу

10.Прямий розрахунок окремого ходу полігонометрії

11.Зворотний розрахунок окремого ходу полігонометрії

12.Типи центрів пунктів полігонометрії

13.Схеми закріплення полігонометрії стінними знаками

14.карточка закладки геодезичного пункту

Список використаної літератури



1. Підбір топографічних матеріалів для проектування полігонометрії

Вихідні дані:

Довгота ? =35?10'

Широта ? =47?50'

Місто Запоріжжя

Визначення номенклатури і координат кутів рамки трапеції

Основою номенклатури топографічних карт різних масштабів є карта масштабу 1:1000000, розміри кожного листа якої 4? по широті і 6? по довготі.

Довгота ? відраховується від початкового (Гринвіцького) меридіана на захід і схід. Широта ? відраховується від екватора на північ і південь.

Номенклатура листа карти 1:1000000 складається з позначень пояса і зони.

Розраховую свій пояс і номер колони:

За визначенням буквою поясу є L.

Номером колони є 5, однак згідно номенклатури використовується номер зони, тому визначаю номер зони:

Nз = Nк + 30 = 30 + 5 = 36

Номенклатура карти 1:1000000 : L-36

Визначаю номенклатуру карти 1:100000.

Для цього необхідно поділити карту L:1000000 на 144 частини

30? 31? 32? 33? 34? 35? 36?
48? 47? 46? 45? 44?	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
	25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35	36
	37	38	39	40	41	42	43	44	45	46	47	48
	49	50	51	52	53	54	55	56	57	58	59	60
	61	62	63	64	65	66	67	68	69	70	71	72
	73	74	75	76	77	78	79	80	81	82	83	84
	85	86	87	88	89	90	91	92	93	94	95	96
	97	98	99	100	101	102	103	104	405	106	107	108
	109	110	111	112	113	114	115	116	117	118	119	120
	121	122	123	124	125	126	127	128	129	130	131	132
	133	134	135	136	137	138	139	140	141	142	143	144

Необхідно визначити координати кутів рамок трапеції. Для цього номер поясу L (12) треба помножити на 4?. Отримана величина є координатою північної рамки трапеції: 48?00'. Аналогічно визначається координата східної рамки трапеції, множенням на номер колони: 36?00'

Від координат верхньої рамки трапеції відняти 4?, отримана координата буде координатою південної рамки: 44?00'. Координата західної рамки визначається так само: 30?00'.

Карта масштабу 1:100000 отримується шляхом ділення карти масштабу 1:1000000 на 144 (12х12). Поділивши 6? і 4? на 12 частин можна визначити, що карти масштабу 1:100000 чергуються через 30' по довготі і 20' по широті. Номер карти L 1:100000 визначаю згідно координат свого міста.

Номенклатура карти L 1:100000: L-36-11.

Карта масштабу 1:25000утворюєься шляхом поділу карти М1:50000 на 4 частини, яка , в свою чергу, утворюється шляхом поділу карти М 1:100000 на 4 частини. З карти L 1:1000000 необхідно визначити координати рамки трапеції L 1:100000:



L-36-11

35?00' 35?30 '
48?00' 47?40'	А	Б
	В	Г

1:100000

Поділом карти L 1:100000 на 4 частини, врахувавши координати міста, отримую карту L 1: 50000.

Карту L 1:25000 отримую поділом карти L 1:50000 на 4 частини.

L-36-11-А

35?00' 25?30'
48?00' 47?50'	а	Б
	в	г
35?7,5' 35?15'
48?00' 47?55'	г

1:50000 1:25000

З карти L 1:100000 (L-36-11) визначаю карту L 1:5000, поділом на 256 частин (16х16).

Номенклатура карти L 1:5000 для листа L 1:25000

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32
33	34	35	36	37	38	39	40	41	42	43	44	45	46	47	48
49	50	51	52	53	54	55	56	57	58	59	60	61	62	63	64
65	66	67	68	69	70	71	72	73	74	75	76	77	78	79	80
81	82	83	84	85	86	87	88	89	90	91	92	93	94	95	96
97	98	99	100	101	102	103	104	105	106	107	108	109	110	111	112
113	114	115	116	117	118	119	120	121	122	123	124	125	126	127	128
129	130	131	132	133	134	135	136	137	138	139	140	141	142	143	144
145	146	147	148	149	150	151	152	153	154	155	156	157	158	159	160
161	162	163	164	165	166	167	168	169	170	171	172	173	174	175	176
177	178	179	180	181	182	183	184	185	186	187	188	189	190	191	192
193	194	195	196	197	198	199	200	201	202	203	204	205	206	207	208
209	210	211	212	213	214	215	216	217	218	219	220	221	222	223	224
225	226	227	228	229	230	231	232	233	234	235	236	237	238	239	240
241	241	243	244	245	246	247	248	249	250	251	252	253	254	255	256

М : 100000

Креслю на кальці трапецію аркуша карти L 1:25000 і підписую його номенклатуру та географічні координати кутів рамок трапеції

За географічними координатами визначаю прямокутні координати вершин кутів рамки трапеції 1:25000, користуючись таблицями Гауса-Крюгера. Довготу осьового меридіана визначаю за формулою:

За цими ж таблицями визначаю значення зближення меридіанів для вершин кутів трапеції і обчислюю середнє значення .

Прямокутні координати та розміри рамки трапеції М 1:25000

L - L0 l В	35?7.5' 35?15' -33?00' -33?00' 2?7.5' 2?15'
47?00' 47?50' 47?00' 47?50' 47?00' 47?50'	Абсциси Х (м) 5625118,4 5625274,9 5615848,4 5616005,0 Ординати Y (м) 88217,9 97039,3 88374,4 97211,5 «Умовні» ординати Y (м) 588217,9 597039,3 588374,4 597211,5 Зближення меридіанів ? 0?58'05? 1?03'54? 0?58'09? 1?03'58?



Середнє значення ? = 1?01'1,5?

Розміри рамки трапеції в масштабі карти 1:25000

Номенклатура сусідніх листів карти м 1:25000

L-36-11-A-а	L-36-11-A-б	L-36-11-Б-а
L-36-11-A-в	L-36-11-A-г	L-36-11-Б-в
L-36-11-B-a	L-36-11-B-б	L-36-11-Г-а

2. Фізико-географічна характеристика району робіт

Місто Запоріжжя розташовано в південно-східній частині України на обох берегах Дніпра.

У цілому клімат міста є помірно-континентальним з м'якою зимою і теплим (інколи спекотним) літом.

Середньорічна температура повітря становить 9,4 °С, найнижча вона у січні (мінус 4,2 °С), найвища - в липні (22,0 °С). Найнижча середньомісячна температура повітря в січні (мінус 14,1 °С) зафіксована в 1950 р., найвища (2,6 °С) - в 2007 р. Найнижча середньомісячна температура в липні (19,5 °С) спостерігалась у 1976 р., найвища (26,5 °С) - в 1938 р. Абсолютний мінімум температури повітря (мінус 31,8 °С) зафіксовано 10 січня 1940 р., абсолютний максимум (39,9 °С) - 20 серпня 1946 р. В останні 100-120 років температура повітря в Запоріжжі, так само як і в цілому на Землі, має тенденцію до підвищення. Протягом цього періоду середньорічна температура повітря підвищилася щонайменше на 1,0 °С. Найтеплішим за всю історію спостережень виявився 2007 р. Більшим у цілому є підвищення температури в першу половину року.

У середньому за рік у Запоріжжі випадає 510 мм атмосферних опадів, найменше - у жовтні, найбільше - у червні. Мінімальна річна кількість опадів (273 мм) спостерігалась у 1951 р., максимальна (770 мм) - в 1981р.Максимальну добову кількість опадів (120 мм) зафіксовано 23 червня 1969 р. У середньому за рік у місті спостерігається 121 день з опадами; найменше їх (по 6-7) у серпні та вересні, найбільше (18) - у грудні.

Щороку в Запоріжжі утворюється сніговий покрив, проте його висота незначна. полігонометрія геодезичний топографічний згущення

Відносна вологість повітря в середньому становить 73%, найменша вона у серпні (62%), найбільша - у грудні (87%).

0 балів - ясно. Менше 5 балів нижнього ярусу, або хмарсереднього ярусу, що просвічують, або будь-яка кількість хмар верхнього ярусу - невелика хмарність. Від 1-3 до 6-9 балів або 3-8 балів хмар нижнього ярусу або щільних хмар середнього ярусу - мінлива хмарність. Від 8-10 до 0-3 балів хмар нижнього ярусу - хмарно з проясненнями.7-10 балівхмар нижнього ярусу - хмарно.10 балів хмар нижнього ярусу - похмуро.

Найбільшу повторюваність у Запоріжжі мають вітри з півночі та північного сходу, найменшу - з південного заходу. Найбільша швидкість вітру - в лютому, найменша - влітку. У січні вона в середньому становить 3,1 м/с, у липні - 2,0 м/с.

Середня температура води в Дніпрі біля міста (Дніпровське водосховище) становить: червень - 21 °С, липень - 24 °С, серпень - 22 °С, вересень - 19 °С. В окремі дні температура води сягає 27-28 °С.

3. Топографо-геодезична вивченість району

На даній ділянці земної поверхні необхідно скласти проект полігонометрії 4 класу, та згустити її полігонометрією 1 та 2 розряду, на основі трьох наявних пунктів вищого розряду, з відповідними координатами та висотою:

Назва пункту	X, м	Y, м	H, м
Пн.	5309587,5	6668012,5	104,9
Пд.-Зх.	5303575	6660200	214,3
Пд.-Сх.	5305955	6666860	171,3

4. Характеристика полігонометрії згущення

Приведення густоти пунктів до необхідної, виконується за допомогою розвитку мереж згущення, методами полігонометрії 4 класу, 1 та 2 розряду, побудова яких, виконується відповідно до вимог інструкції.

Полігонометрія 4 класу, 1 та 2 розряду прокладається у вигляді окремих ходів та мереж. Ходи повинні спиратися на два вихідні пункти вищого класу і дві сторони з вихідними дирекцій ними кутами, не мати крутих зламів, та за сприятливих умов бути прямими. Не допускається прокладання замкнених ходів, які спираються тільки на один вихідний пункт, а також прокладання висячих (розімкнених) ходів, що опираються на один пункт з одним вихідним напрямом.

Мережі полігонометрії повинні мати надлишкову кількість вихідних даних. З метою підвищення жорсткості ходу, проектування слід виконувати з найменшою кількістю зламів.

Закріплення пунктів ходу на місцевості необхідно виконувати за допомогою геодезичних центрів, зі щільністю, яка відповідає інструкції, з обов'язковим закріпленням зв'язкових пунктів.

Висоти полігонометричних пунктів визначають за допомогою нівелювання 4 класу, або технічним, в залежності від розряду. На території гірської місцевості зі значним перерізом рельєфу більше 2-5 метрів, допускається тригонометричне нівелювання.

Параметри	4 клас	1 розряд	2 розряд
Довжина ходу, км
а) окремо	14	7	4
б) між вихідною і вузловою точкою	9	5	3
в) між вузловими точками	7	4	2
Периметр полігону, км	40	20	12
Довжина сторін ходу, км
а) максимальна	3	0.8	0.35
б) оптимальна	0.5	0.3	0.2
в) мінімальна	0.25	0.12	0.08
Відносна похибка вимірювання ліній, 1/Т	1/25000	1/10000	1/5000
Максимальна кількість сторін в ході, n	15	15	15
Середня квадратична похибка вимірювання	3	5	10
Кутова нев'язка	5v n+1	10v n+1	20v n+1
Мінімальна відстань між паралельними ходами, км	2.5	1.5	-

5. Характеристика паралельно прокладених ходів полігонометрії

Віддалі між пунктами паралельних ходів полігонометрії даного розряду (класу), що близькі до граничних, повинні бути не менше:

- у полігонометрії 4 класу - 2.5 км;

- у полігонометрії 1 розряду - 1.5 км.

При менших віддалях найближчі пункти паралельних ходів повинні бути зв'язані ходами відповідного розряду.

Рис.1 Паралельно прокладені ходи



6. Можливі схеми побудови полігонометрії та елементів ходу

Рис.2 Окремий хід

P - пункти ходу

S - сторони ходу

L - замикальна лінія

? - дирекцій ний напрямок

Рис.3 Хід з однією вузловою точкою

Рис.4 Хід з кількома вузловими точками

Рис.5 Система полігонів



7. Умови проектування полігонометричних ходів

Середня щільність пунктів ДГМ для М 1:25000 становить 1 пункт на

50-60 км кв. Для М 1:5000 - 1 пункт на 20-30 км кв. Для М 1:2000 - 1 пункт на 5-10 км кв.

Для масштабу 1:500 на незабудованій території 1 пункт на 1 км кв., на слабозабудованій - 4 пункти на 1 км кв., на забудованій потрібно брати 8 пунктів на 1 км кв.

1) окремий хід полігонометрії повинен опиратися на два вихідних пункти. На вихідних пунктах вимірюють прилеглі кути (прилеглі кути - кути між дирекційним і виміряним по ходу);

2) при створенні мереж полігонометрії 4 класу, 1 і 2 розрядів треба дотримуватися вимог;

3) при вимірюванні сторін полігонометрії слід уникати переходу від дуже коротких сторін до найдовших;

4) лінії полігонометрії 4 класу, 1 та 2 розрядів вимірюють світловіддалемірами, електронними тахеометрами та іншими приладами, що забеспечують необхідну точність вимірювання.

Вимоги до положення пунктів полігонометрії:

1) пункти повинні знаходитись в місцях довготривалого зберігання (обочини доріг, лінії передачі енергії, на межах землекористувань та ін.)

2) сторони полігонометрії ходи повинні бути приблизно однакової довжини;

3) повинна бути забспечена видимість між пунктами із землі;

4) повинні бути доступні і зручні пункти для спостереження;

5) хід не повинен бути у формі «пилки».



8. Визначення центру ваги окремого полігонометричного ходу двома способами: графічним і аналітичним

Для розрахунку точності вибираю хід, який знаходиться в найсприятливіших умовах - Північний - Східний. Центр ваги полігонометричного ходу т. О з координатами:

Аналітичний метод

№ пункту	Координати, м	Довжини S,м
	X	Y
	5303575	6660200	897,5
1	5303375	6661075
2	5303175	6661075	775
3	5303687,5	6662675	1000
4	5304295	663287,5	950
5	5304575	6664402,5	1025
6	5303545	6664585	1037,5
7	5303402,5	6665830	1075
8	5303305	6667050	1225
9	5304050	6667395	800
10	5304847,5	6666700	1062,5
	5305955	6666860	1125
?	63647787,5	79971860

9. Визначення форми ходу

Визначення форми ходу проводять за 3 критеріями. Хід можна назвати витягнутим, якщо він відповідає всім трьом критеріям. Якщо ж хоч одна з них підтверджує зігнутість ходу, то хід вважають зігнутим.

1) якщо кут між замикальною лінією та будь-якою стороною ходу не перевищує 24?

з-поміж 12 пунктів ходу, є кути які перевищують дану кутову величину.

2)відношення суми сторін ходу до довжини замикальної лінії повинно бути менше чи рівне значенню в 1.3.

відношення суми довжин сторін до довжини замикальної: 11172,5/7075=1,57?1,3

3)ні одна з точок ходу не повинна виходити за межі коридору шириною 2а, що відкладається по обидві сторони лінії, що проходить через центр ваги, паралельно до замикальної. Величину а вираховують з довжини замикальної.

а=L/8=7075/8=884,375 м. згідно масштабу карти це значення рівне 3.53сантиметра.

Точки запроектованого ходу з обох сторін виходять за межі коридору.

ВИСНОВОК: за всіма трьома критеріями хід виявився зігнутим, тож всі подальші розрахунки виконую саме для зігнутого ходу.

10. Прямий розрахунок окремого ходу полігонометрії

За результатами прямого розрахунку визначається гранична похибка положення точки в слабкому місці після зрівнювання.

(при P=0.997 =>2)

Висновок: відносна гранична похибка задовольняє вимоги інструкції

11. Зворотній розрахунок окремого ходу полігонометрії

Обернений розрахунок ходу є окремою операцією, та ніяк не пов'язаний з прямим. За його результатами знаходять скп вимірювання кутів і ліній, користуючись якими, визначаємо типи кутомірних та віддалемірних приладів. Розрахунок ведеться від граничної похибки ходу 1/T відповідної категорії ходу:

- визначимо граничну похибку положення точки всередині ходу через граничну відносну похибку 1/Т:

- на основі рівного впливу визначимо СКП вимірювання ліній:

- визначаємо СКП вимірювання кута:

ВИСНОВОК: для вимірювання кутів необхідно обрати теодоліт з СКП 3” і менше, тому краще всього обрати теодоліт типу Т2, чи його модифікацій. Вимірювання ліній слід виконувати за допомогою світловіддалеміра з СКП менше 34 мм, для цього нам підійде світловідділемір типу СТ5 «Блиск».

12.Типи центрів для закріплення пунктів полігонометрії

Закріплення пунктів полігонометрії виконується груповими центрами або тимчасовими та стінними знаками. Ці пункти служать для точного відображення місця пункту та його збереження на тривалий строк. Типи центрів регламентуються інструкцією «Інструкція про типи центрів геодезичних пунктів». Центр геодезичного пункту - це споруда, що є носієм координат. Грунтові і стінні центри використовуються одночасно як репери нівелювання 3, 4 і технічного класів. На забудованій територіях усі пункти полігонометрії закріплюються постійними центрами.

Для забезпечення прямої видимості між пунктами будують зовнішні геодезичні знаки. Центри і зовнішні знаки встановлюють, дотримуючись вимог нормативних документів. Центри роблять з бетону або з металевих труб, заповнених бетонним розчином і надійно захищених від корозії. В бетонні блоки чи труби закладають марки, в центрі яких є полусфера і отвір чи хрест, останні означають точку на місцевості, координати якої знаходять в подальшому. На марках чи на верхній грані бетонних центрів ставлять номера. В залежності від способу закладення в грунт і центри, що закладаються в фундамент і стіни бетонних будівель і споруд. В населених пунктам центри полігонометрії закріплюють не далі, ніж 20м від будівлі, а стінні знаки на висоті 0.3-1.2м.



Рис.6 Ґрунтовий центр

Рис.7 Тип У15Н

Пункти полігонометрії мереж 4 класу( тобто не вузлові і не суміжні з вузловими), а також пункти полігонометрії 1 і 2 розрядів закріплюються не менш капітальними монолітами, висота яких становить 70-75см. На незабудованих територіях закладають центр типу У15Н. На рисунку показано конструкція цього центру, його розміри, також форма зовнішнього оформлення у вигляді круглої канави з внутрішнім діаметром 130см, зовнішнім 180см і глибиною 30см.

Виготовлення центрів здійснюється, як правило, централізованим шляхом за замовленням геодезичних організацій на заводах залізобетонних конструкцій.



Рис.8 Тип У15К

Закладання центрів здійснюється з допомогою техніки (екскаваторів) або вручну із застосуванням найпростіших інструментів.

На забудованих територіях пункти полігонометрії можуть бути закріплені стінними знаками. Загальний вигляд стінного знаку типу 1В показані на рисунку. У стіні або фундаменті капітальної будівлі видовбують отвір, у який на цементному розчині встановлюють стінний знак. Використовувати його для роботи можна не раніше, ніж через два дні після закладання.

Рис.9 Тип 143



13. Схеми закріплення пунктів полігонометрії стінними знаками

На забудованій території пункти полігонометричного ходу закріплюються тимчасовими центрами, а центри закріплюються стінними знаками.

Стінний знак:

(рис. 10)

Стінні знаки бувають:

- відновлювальні (не мають координат)

- орієнтирні (мають координати)

З допомогою відновлювальних знаходять місцеположення тимчасового центру, координати якого є в каталозі.

Орієнтирні мають координати. З їх допомогою знаходять координати будь-якого центру, що лежить поблизу тимчасового.

Схеми закріплення відновлювальних стінних знаків:

- створний стінний знак



(рис. 11)

- створний стінний знак із контролем

(рис. 12)

- Створний між двома будинками

(рис.13 )

-створний на перехресті



(рис. 14)

- Трикутні відновлювальні схеми

(рис. 15)

Орієнтирні стінні знаки:

- одинарні

- подвійні

- потрійні

(рис. 16)



Координати від тимчасового центру до стінних знаків передаються за допомогою полярного способу.

? - дирекцій ний кут

X, Y - координати стінного знака

Польові роботи при передачі координат від тимчасового центру на стінний знак:

- кути на стінний знак в полігонометрії вимірюють одночасно з кутами в полігонометричному ході.

- В полігонометрії 4 класу окремо вимірюють кути в полігонометричному ході, та окремо кути на стінний знак.

Лінії l вимірюються 3 рази методом зсуву

(рис. 8)

14. Карточка закладки геодезичного пункту

Кожен центр повинен мати карточку закладки, яка необхідна для подальшого знаходження пункту полігонометрії в разі його втрати.

Відомості, які містить карточка:

1. Об'єкт

2. Номер пункту

3. Категорія ходів полігонометрії

4. Тип центру

5. Номенклатура трапеції

6. Детальний абрис місцеположення пункту з трьома промірами до сантиметрів

7. Стан пункту



Список використаної літератури

1. Селіханович В.Г. «Геодезія» - М.:Недра, 1981. - 543с

2. Литвин Г.М. «методичні вказівки до виконання курсового проекту» - К.:КНУБА, 2007. - 28с.

3. Шевченко Т.Г. «Геодезичні прилади» - Л.: Львівська політехніка, 2006. - 464с.

Размещено на Allbest.ru