Вычисление координат вершин основного хода

РОСЖЕЛДОР

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего образования

«Ростовский государственный университет путей сообщения»

(ФГБОУ ВО РГУПС)

В.И. Куштин, О.А. Гугуева

СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНА УЧАСТКА МЕСТНОСТИ 

ПО МАТЕРИАЛАМ ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ

Учебно-методическое пособие

для выполнения практических работ

Ростов-на-Дону

 2017

УДК 528.48(07) + 06

Рецензент – доктор технических наук, профессор М.С. Плешко

Куштин В.И.

Составление плана участка местности по материалам топографической съемки: учебно-методическое пособие для выполнения практических работ / В.И. Куштин, О.А. Гугуева; ФГБОУ ВО РГУПС. – Ростов н/Д, 2017. – 30 с.

Даны подробные пояснения по всем этапам составления топографического плана участка местности по результатам теодолитной и тахеометрической съемок, приведены образцы заполнения полевых и камеральных документов, а также пример законченного топографического плана.

    Предназначено для выполнения практических работ студентами очной и заочной форм обучения по дисциплине «Геодезия» по направлению подготовки «Строительство».

Одобрено к изданию кафедрой «Изыскания, проектирование и строительство железных дорог».

Ó Куштин В.И., Гугуева О.А., 2017

ÓФГБОУ ВО РГУПС, 2017

Введение

3. Цель задания

1. Освоить камеральную обработку результатов измерений при создании съемочного обоснования для топографической съемки.

2. Выполнить обработку полевых материалов тахеометрической съемки.

3. Составить топографический план участка местности в масштабе 1:1000    с высотой сечения рельефа 1метр.

Содержание задания

    В соответствии с программой курса вначале изучаются создание планового съемочного обоснования и теодолитная съемка. Далее изучаются высотное обоснование и тахеометрическая съемка.

Поэтому целесообразно составление топографического плана выполнять в два этапа: в первую очередь выполнить обработку планового съемочного обоснования, результатов теодолитной съемки и составить контурный план; далее - обработать материалы высотного съемочного обоснования и тахеометрической съемки, нанести на контурный план отметки всех характерных точек и изобразить рельеф горизонталями.

    Для составления контурного плана участка местности по его границам проложен замкнутый теодолитный ход, а для съемки застроенной части внутри этого хода проложен диагональный. С точек съемочного обоснования выполнена горизонтальная (теодолитная) съемка методами прямоугольных и полярных координат, линейных и угловых засечек, створов.

    Высотное съемочное обоснование создается методом геометрического нивелирования по уже имеющимся точкам планового съемочного обоснования. Высотное положение всех пикетных точек определяется методом тригонометрического нивелирования в процессе тахеометрической съемки.

Исходные данные (общие)

1. Схема замкнутого теодолитного хода.

2. Схема диагонального теодолитного хода.

3. Журнал измерения горизонтальных углов и линий.

4. Абрис теодолитной съемки.

5. Схема высотного обоснования.

6. Журнал геометрического нивелирования основного хода.

7. Абрис тахеометрической съемки.

8. Журнал тахеометрической съемки.

Индивидуальные данные

1. Дирекционный угол лини 1-2.

2. Координаты точки №1 теодолитного хода.

3. Отметка точки №1 теодолитного хода.

(Индивидуальные данные выдаются преподавателем).

Порядок выполнения работы

1. Обработка журнала измерения горизонтальных углов.

2. Вычислительная обработка теодолитных ходов.

3. Построение координатной сетки и на её основе накладка точек планового съемочного обоснования по их координатам.

4. Составление контурного плана в М 1:1000 по данным абрисов теодолитной съемки.

5. Обработка журнала геометрического нивелирования.

6. Обработка журнала тахеометрической съемки.

7. Составление топографического плана участка местности с h _с.р.=1м.

Материалы, подлежащие сдаче

1. Схема теодолитных ходов.

2. Журналы измерения горизонтальных углов.

3. Ведомость вычисления координат пунктов основного хода.

4. Ведомость вычисления координат пунктов диагонального хода.

5. Абрисы теодолитной съемки.

6. Контурный план в М 1:1000.

7. Схема нивелирного хода.

8. Журнал геометрического нивелирования.

9. Абрисы тахеометрической съемки.

10.  Журнал тахеометрической съемки.

11.  Топографический план участка в М 1:1000, с h _с.р.=1м.

Приборы и принадлежности

Для выполнения задания требуются:

-калькуляторы с тригонометрическими функциями;

-чертежные принадлежности (линейка, треугольник, циркуль – измеритель, транспортир, масштабная линейка);

-листы чертежной бумаги формата А4;

-листы писчей бумаги;

-карандаши Т, Т2.

Литература

1. Громов А.Д. Современные методы геодезических работ: учеб. Пособие/ А.Д. Громов, А.А. Бондаренко; Учеб.-метод. Центр по образованию на ж.-д. трансп. – М., 2014. – 139 с.: а-ил.

2. Громов А.Д. Специальные способы геодезических работ: учеб. Пособие/ А.Д. Громов, А.А. Бондаренко; Учеб.-метод. Центр по образованию на ж.-д. трансп. – М., 2014. – 211 с.: а-ил.

3. Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500. – М.: Недра, 2005.

Порядок выполнения работы

Часть 1. Теодолитная съемка

Для выполнения топографической съемки участка местности было создано съемочное обоснование, которое представляет собой замкнутый и разомкнутый теодолитные ходы (прил.1).

    1.Обработка журнала измерения горизонтальных углов заключается в заполнении граф 5,6 (прил. 2). В графе 5 вычисляют значения угла в полуприеме: из отсчета на правое направление вычитают отсчет на левое направление (если отсчет на правое направление меньше отсчета на левое направление, то к нему необходимо прибавить 360^°). Получают два значения угла: при круге право (b_пр) и при круге лево (b_лев). Если разность между ними не превышает двойную точность инструмента

                                           │b_пр-b_лев │ £ 2t,                                              (1)

то следует вычислить среднее значение угла в приеме и записать в графу 6.

Пример. Значение угла в полуприеме при круге право

b_пр1 = (103°15' + 360°) – 344°40' = 118°35'

         Значение угла в полуприеме при круге лево 

b_лев1 = 234°31' – 115°55' = 118°36'

           Значение угла в приеме

b₁ = 118°35'30»

Вычислительная обработка теодолитных ходов

Вычислительная обработка теодолитных ходов заключается в вычислении координат их вершин. Она выполняется в «Ведомости вычисления координат» для основного и для диагонального ходов (прил. 3,4). Первоначально обрабатывают замкнутый полигон, а затем диагональный ход, который рассматривается как разомкнутый ход между известными пунктами и сторонами.

Вычисление координат вершин основного хода

1.Значения измеренных углов переносятся из журнала измерения горизонтальных углов в графу 2 ведомости вычисления координат (прил. 3). Вычисляют сумму åb_пр измеренных углов хода. Определяют теоретическую сумму углов (используя формулу для замкнутого полигона):

åb_т  = 180⁰ (n – 2) ,                                     (2)

где n — число вершин хода.

Затем находят фактическую угловую невязку:

и допустимую невязку

¦_bдоп= ± 2m_β ,                                                     (4)

где m_β – средняя квадратическая ошибка измерения горизонтального угла одним приемом (m_β =30");

n – число углов.

Если выполняется условие

¦_b£¦_bдоп,

то невязку распределяют в виде поправок (u_i) с обратным знаком поровну на все углы хода. Если невязка не делится без остатка на количество углов, то несколько большие поправки вводятся в углы с короткими сторонами.

Исправленные этими поправками углы (b_испр) записывают в графу 3 ведомости.

b_испр= b_изм+ u_b.                                               (5)

Контроль распределения поправок: сумма исправленных углов должна равняться теоретической сумме.

åb_испр= åb_{теор .}                                                                (6)

2.Далее приступают к вычислению дирекционных углов сторон хода. По исходному дирекционному углу a_1-2 и исправленным значениям углов b_испр хода по формуле для правых углов вычисляют дирекционные углы всех остальных сторон: дирекционный угол последующей стороны равен дирекционному углу предыдущей стороны плюс 180° и минус правый (исправленный) угол хода, образованный этими сторонами

a_i+1 = a_i+ 180° -b_испр .                                        (7)

Вычислив дирекционные углы всех сторон хода, для контроля следует найти дирекционный угол исходной стороны, значение которого должно совпасть с заданным дирекционным углом

a_1-2 = a_5-1 + 180° - b₁ .

Значения дирекционных углов записываются между соответствующими вершинами теодолитного хода, т.к. определяют направление линии, соединяющей эти вершины.

В графе 5 вычисленные дирекционные углы переводят в румбы сторон теодолитного хода. Для этого используют зависимость между дирекционными углами и соответствующими румбами (рис.1).

3. Затем вычисляют горизонтальные проложения длин сторон теодолитного

 хода, в том случае если угол наклона превышает 1,5º, по формуле:

s = d×cosn,(8)

где d- измеренная длина стороны,

n- угол наклона,

s – горизонтальное проложение.

4. Приращения координат вычисляют по формулам прямой геодезической задачи:

                                           Dх= s cos a = ± s cos r

(9)

                                          Dу = s sin a = ± s sin r .

Вычисленные значения приращений Dх и Dу выписывают в графы 7 и 8 ведомости с точностью до сотых долей метра. Знаки приращений устанавливают в зависимости от знаков cosa иsina, либо по названию румба, руководствуясь рис.1. В каждой из граф складывают все вычисленные значения Dх и Dу, находя практические суммы приращений координат åDх_пр и åDу_пр.

5. Затем вычисляют невязки ¦_х и ¦_ув приращениях координат по осям хи у:

¦_х= åDх_пр - åDх_т,                                       

(10)

¦_у= åDу_пр - åDу_т.    ,

где åDх_т=X_кон- X_начи åDу_т= Y_кон- Y_нач — теоретические суммы приращений координат, вычисляемые как разности абсцисс и ординат конечной и начальной точек хода. В замкнутом ходе åDх_ти åDу_т равняются нулю, тогда

¦_х = åDх_пр

(11)

¦_у = åDу_пр.

Эти невязки записывают в строке сумм 7 и 8 «Ведомости…».

Абсолютную линейную невязку ¦_S хода вычисляют по формуле

¦_S =                                              (12)

и записывают с точностью до сотых долей метра.

Относительная линейная невязка:

                                               (13)

 выражается простой дробью с единицей в числителе.

Если полученная относительная невязка больше допустимой, то необходимо проверить вычисления.

Если относительная невязка окажется меньше допустимой 1/2000, то невязки ¦_х и ¦_у распределяют, вводя поправки в вычисленные значения приращений координат:

                                               (14) 

    Поправки в приращения распределяют прямо пропорционально длинам сторон хода, записанным в графе 6, и вводят со знаком, обратным знаку соответствующей невязки. Значения поправок округляют до сотых долей метра и записывают в ведомости над соответствующими приращениями, следя за тем, чтобы суммы поправок в Dх и Dу равнялись невязке соответственно ¦_х или ¦_у с противоположным знаком. Исправленные приращения записывают в графы 9 и 10;

Dх_испрi= Dх+u_Dx

                                          Dy_испрi= Dy+u_{D y}                                                                    (15)

Суммы исправленных приращений координат должны быть равны соответственно åDх_т и åDу_т.

6. По известным координатам начальной вершины полигона и исправленным приращениям координат последовательно вычисляют координаты всех вершин полигона

х_i+1 = х_i+ Dх_испрi

(16)

у_i+1 = у_i+ Dу_испрi

Полученные значения записывают в графы 11 и 12 ведомости вычисления координат.

Внизу ведомость подписывают согласно образцу.