Как найти поправки к углам

Вычисление коррелат:

L(2)

k3=

3

,

N33(2)

N23(1)

L(1)2

k2=

k3

,

N22(1)

N22(1)

N12

N13

L1

k1=

k2

k3

.

N11

N11

N11

По найденным коррелатам k1, k2 и k3 получают поправки в измеренные углы и линии по формулам

vi = qiai1k1 +qiai2k2 + . . . + qiai rkr

(i=1, . . . , n)

(31)

или

vi = qiai1k1 +qiai2 k2 + qiai 3 k3

(i=1, . . . , n)

(32)

вобщем виде.

Внашем примере поправки вычисляем по формулам

vβi = qβ·(k1 (yn+1 – yi)·k2 + (xn+1 – xi)·k3) (i = 1, . . . , n);

(33)

vsi = qs·(cosαi ·k2 + sinαi ·k3)

(i = 1, . . . , n).

(34)

Контролем правильности вычисления поправок в углы является равенство

Вычисления по формулам (33) и (34) удобно выполнять в табл. 14 и заносить в шестой столбец. Поправки вычислять до 0,1″ и до тысячных долей метра.

2.8. Вычисление уравненных значений приращений координат

и вычисление уравненных значений координат

Дальнейшие вычисления можно производить двумя путями.

Первый путь. Поправки vβi и vsi вводят в измеренные значения углов и линий. Далее по исправленным углам вычисляют дирекционные углы, а затем по дирекционным углам и исправленным линиям – исправленные приращения координат xиспр и yиспр. Заключительный контроль производят по следующим формулам

[Δxиспр] = xкон – xнач; [Δyиспр] = yкон – yнач .

(36)

Уравненные (окончательные) координаты x и y получают по формулам

xi+1 = xi + Δxiиспр;yi+1 = yi + Δyiиспр.

(37)

Также можно вычислить координаты вторым путем. Для этого вычисляют поправки в приращения координат у x и у у по формулам

у xi = vsicosαi –уαi/ρ″·Δyi; у yi = уsi sinαi + уαi/ρ″ ·Δxi .

(38)

Заключительным контролем вычисления поправок в приращения

координат являются равенства

[уΔx] = – fx’; [у у] = – fy’.

(39)

Вычисления по формулам (38) можно производить в табл. 19 с округлением координат до тысячных долей метра.

Таблица 19

Вычисление уравненных координат

vsicosαi,

·Δyi

vΔx

vsisinαi,

·Δxi,

vΔy,

Уравненные коор-

пунк

см

см

см

см

динаты

тов

см

см

Х, м

У, м

1

1,913

0,499

2,412

1,425

-0,670

0,755

4800,595

6149,970

2

-0,256

1,693

1,437

0,987

0,439

1,426

5243,306

6479,811

3

0,278

1,180

1,459

1,773

-0,185

1,588

5101,356

7027,117

4

1,819

0,896

2,715

1,549

-1,053

0,496

5153,912

7362,131

5

2,109

0,366

2,475

0,674

-1,146

-0,472

5458,792

7621,809

6

2,008

0,182

2,190

0,277

-1,325

-1,048

5798,717

7730,499

7

2,008

0,202

2,210

0,276

-1,470

-1,194

6167,502

7781,323

8

6512,994

7828,888

2.9. Выполнить оценку точности выполненных измерений по результатам уравнивания

Оценка точности измерений по результатам уравнивания заключается в вычислении средней квадратической погрешности единицы веса по формуле.

.

µ =

[p vv]

(40)

r

В формуле (40) p = pβ = 1, r = 3; vi = vβ,i получим μ = mβ. Предельное значение mβ выбирается в зависимости от класса

или разряда полигонометрии (табл. 20). Для первого разряда предельное значение mβ принимается равным 5″. Сравнивая mβ вычисленное с mβпред делают вывод о соответствии измеренных углов по точности данному классу или разряду.

Таблица 20

Исходные данные для полигонометрии 1-го разряда

Измеренные углы

Линии s

Дирекционные

Пункты

β

углы

м

левые

Вариант № 0

Сухой

35°35′ 27″

1

181°05′ 47″

552,007

2

247°51′ 08″

565,338

3

156°32′ 35″

339,025

4

139°20′ 11″

400,408

5

157°18′ 32″

356,831

6

170°06′ 59″

372,236

7

179°59′ 41″

348,716

8

253°30′ 32″

81°20′ 40″

Исток

mβ=4”

ms=2.0 см

Полевые данные для всех вариантов постоянные (табл. 21). Дирекционные углы вычисляются по формулам

Сухой – 1 α = 35°35′ 27″ + 20′ № варианта; 8 – Исток α= 81°20′ 40″ + 20′ № варианта.

Таблица 20

Исходные данные координаты для полигонометрии 1-го разряда

№ п/п

X1

Y1

X8

Y8

0

4801,025

6150,4

6513,372

7828,890

1

4802,939

6153,314

6505,502

7841,748

2

4804,853

6156,228

6497,574

7854,548

3

4806,767

6159,142

6489,589

7867,291

4

4808,681

6162,056

6481,547

7879,977

5

4810,595

6165,969

6473,477

4810,595

6

4812,509

6167,884

6465,292

4812,509

7

4814,423

6170,798

6457,081

4814,423

8

4816,337

6173,712

6448,814

4816,337

9

4818,251

6176,626

6440,491

4818,251

10

4821,025

6180,399

6432,879

4821,025

11

4822,939

6183,314

6424,448

4822,939

12

4824,853

6186,228

6415,962

4824,853

13

4826,767

6189,142

6407,422

4826,767

14

4828,681

6192,056

6398,828

4828,681

15

4830,595

6194,971

6390,148

4830,595

16

4832,509

6197,884

6381,482

4832,509

17

4834,423

6200,798

6372,729

4834,423

18

4836,337

6203,712

6363,925

4836,337

19

4838,251

6206,626

6355,068

4838,251

20

4841,025

6210,401

6346,933

4841,025

21

4842,939

6213,314

6337,975

4842,939

22

4844,853

6216,228

6328,966

4844,853

23

4846,767

6219,142

6319,906

4846,767

24

4848,681

6222,056

6310,797

4848,681

25

4850,595

6224,970

6301,638

4850,595

26

4852,509

6227,884

6292,43

4852,509

27

4854,423

6230,798

6283,173

4854,423

28

4856,337

6233,712

6273,867

4856,337

29

4858,251

6236,626

6264,513

4858,251

30

4861,025

6240,399

6255,891

4861,025

37

4874,423

6260,798

6188,782

4874,423

38

4876,337

6263,712

6179,013

4876,337

Контрольные вопросы изадания

1.Какая матрица симметричная? Приведите пример матрицы столбца и матрицы строки. Как находится произведение матриц?

2.Какие измерения называются необходимые и какие избыточные? Для чего нужны необходимые и избыточные измерения?

3.Сколько и какие математические зависимости можно записать

всети из двух треугольников имеющих общую сторону?

4.Какую роль должны выполнять поправки в измерения?

5.Назовите основную цель уравнивания.

Списокрекомендуемой литературы

1.Виноградов, А.В. Современные технологии геодезических изысканий : учебное пособие / А.В. Виноградов, А.В. Войтенко. − Омск : СибАДИ, 2012. – 108 с.

2.Федотов, Г.А. Инженерная геодезия : учебник / Г.А. Федотов. – 4-е изд., стер.– М. : Высшая школа, 2007. – 463 с.

3.Кремер, Н.Ш. Теория вероятностей и математическая статистика / Н.Ш. Кремер. – М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2002. – 543 с.

2.Лесных, Н.Б. Теория математической обработки геодезических измерений. Метод наименьших квадратов : учебное пособие / Н.Б. Лесных – Новосибирск : СГГА, 2003. – 60 с.

3.Маркузе, Ю.И. Книга 2 Основы метода наименьших квадратов и уравнительных вычислений : учеб. пособ. / Ю.И. Маркузе. – М. : МИИГАиК, 2005. – 280 с.

4.Поклад, Г.Г. Геодезия : учебное пособие для вузов / Г.Г. Поклад, С.П. Гриднев – 2-е изд. – М. : Академический Проект, 2013. – 592 с.

5.Селиханович, В.Г. Практикум по геодезии / В.Г. Селиханович. – М. :

Недра, 2000. – 544 с.

Обработка материалов теодолитного хода. Вычисление координат вершин замкнутого хода

Страницы работы

Содержание работы

  Вычисление координат вершин
замкнутого хода

Исходные данные:

TV-I=640 00,0’

X5= +500,00 м.

Y5= +500,00 м.

Номера вершин

Измеренные правые по ходу
горизонтальные углы

Горизонтальные проложения длин
сторон, м.

I

1020 48,0’

128,95

195,67

152,84

141,70

154,75

II

1170 40,5’

III

860 04,5’

IV

1200 01,0’

V

1130 24,0’

I

  • Вычисление исправленных горизонтальных углов:

Угловая
невязка в замкнутом ходе определяется по формуле:

где -сумма
измеренных углов; -теоретическая сумма улов, при
этом          -сумма внутренних углов
замкнутого многоугольника (n – число углов);

Допустимая
угловая невязка в замкнутом ходе определяется по формуле:

Условие выполняется, следовательно, угловую невязку
можно распределить на все углы поровну с округлением до 1’, отдавая предпочтение углам, образованным короткими сторонами.

Контроль вычисления поправок

Номера вершин

Правые по ходу исправленные
горизонтальные углы

I

1020 48,4’

II

1170 40,9’

III

860 04,9’

IV

1200 01,4’

V

1130 24,4’

Проверка
правильности вычислений:

Проверка
выполняется.        

  • Вычисление
    дирекционных углов всех сторон хода по исправленным горизонтальным углам
    :

Дирекционный
угол Т-это угол, отсчитываемый от положительного (северного) направления
осевого меридиана до данного направления по ходу часовой стрелки. Он измеряется
от 00 до 3600.

Исходный
дирекционный задан , дирекционные углы последующих
сторон вычисляются по формуле:

Где
Тn+1-дирекционный угол последующей
стороны; Тn— дирекционный угол предыдущей
стороны; -правый по ходу исправленный угол между
этими сторонами.

Контролем
правильности вычислений служит равенство вычисленного значения дирекционного
угла исходной стороны его заданному значению.

Приращение
координат ∆X и ∆Y по дирекционным углам и горизонтальным проложениям
сторон теодолитного хода определяется по формулам:

где
di— горизонтальное проложение стороны
хода; Ti-дирекционный угол, соответствующие
данному направлению.

    

  • Вычисление поправок к приращениям:

Невязки
приращения координат – это разности их вычисленного и теоретического значения

Так
как ход замкнут, то теоретические суммы приращений координат

и невязки
приращения координат равны вычисленным суммам приращений координат:

Абсолютная
невязка: м.

Относительная
невязка:

Относительная
невязка удовлетворяет указанному допуску, следовательно  и
 нужно распределить на каждое приращение с
обратным знаком пропорционально длине линии

где 
и -поправки
в приращениях с точностью 0,01 м; P
и di— длина периметра и соответствующей
стороны в сотнях метров.

                                     

Проверка:

  • Вычисление
    исправленных приращений
    :

Исправленные
значения приращений координат для каждой линии вычисляется по формуле: 

                

Контроль:

,

.

  • Вычисление координат вершин замкнутого хода:

Координаты
X и Y вершин замкнутого хода определяются по формулам:

Контролем
правильности вычислений служит получение значений координат конечного исходного
пункта X1 и Y1
(он же — начальный пункт).

                       

·  Накладка вершин
углов теодолитного хода на план:

Накладка
теодолитного хода по координатам вершин на план в масштабе 1:2000 начинается с
построения координатной сетки. Для её построения применяются линейки Дробышева.
Это металлическая линейка с вырезами. Края вырезов скошены, на первом из них
нанесён индекс «0». Края других вырезов представляют дуги, описанные радиусами
10, 20, 30, 40, и 50 см; конец линейки представляет также дугу радиусом 70, 711 см, что соответствует гипотенузе треугольника с катетами 50х50 см.

На листе бумаги проводим диагонали,
от точки пересечения откладывают равные отрезки к углам листа, получая таким
образом вершины прямоугольника. Затем по сторонам прямоугольника откладывают
отрезки(10 см), величину которых определяют по масштабу. Соответствующие точки
на противоположных сторонах соединяют линиями, которые образуют сетку
квадратов. Контролируют построения по равенству диагоналей в каждом квадрате.
Расхождение диагоналей не должно превышать 0,2 мм. Затем полученная сетка квадратов оцифровывается так, чтобы весь ход оказался примерно в
середине листа, при этом +Х направляется вверх листа, а +У – вправо.

При нанесении на план точек по
прямоугольным координатам прежде всего определяют квадрат, в котором они
находятся. Построение производят с помощью циркуля-измерителя и масштабной
линейки. Каждую точку накладывают и обвожу кружком диаметром 1,5 мм с «усиками» длиной 0,5 мм, слева подписывают номера вершин. Правильность накладки проверяют,
сравнивая расстояния между точками с горизонтальным положением сторон в
масштабе плана. Допустимое расхождение ±0,6 мм. 

Работу оформляют карандашом в
соответствии с образцом и условными знаками.

СГУПС

Кафедра «Инженерная
геодезия»

Расчетно-графическая
работа №1

«Обработка материалов
теодолитного хода»

Выполнил: ст.гр. У-215

Дмитрук А. А.

Проверил: Астраханцев В. Д.

Новосибирск 2010

План теодолитного хода

Похожие материалы

  • Вычисление координат вершин замкнутого теодолитного хода, выполнение накладок точек на план
  • Обработка результатов нивелирования трассы и составление профиля
  • Обработка материалов и составление плана тахеометрической съемки. Решение задач по топографическому плану

Информация о работе

Тип:

Расчетно-графические работы

Уважаемый посетитель!

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Ссылка на скачивание — внизу страницы.

Измерение по карте расстояний, площадей и углов

Вопросы занятия:

  • Масштабы карт. Измерение по карте прямых и извилистых линий. Точность измерения расстояний по карте. Поправки на расстояние за наклон и извилистость линий. Простейшие способы измерения площадей по карте.
  • Азимуты и дирекционный угол. Магнитное склонение, сближение меридианов и поправка направления.
  • Измерение и построение дирекционных углов на карте. Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту и обратно.
  • Подготовка по карте данных для движения по азимутам.
  • Выполнение нормативов.

1. Масштабы карт. Измерение по карте прямых и извилистых линий. Точность измерения расстояний по карте. Поправки на расстояние за наклон и извилистость линий. Простейшие способы измерения площадей по карте.

  • Масштабы карт.

Масштаб карты показывает, во сколько раз длина линии на карте меньше соответствующей ей длины на местности. Он выражается в виде отношения двух чисел. Например, масштаб 1:50 000 означает, что все линии местности изображены на карте с уменьшением в 50000 раз, т. е. 1 см на карте соответствует 50000 см (или 500 м) на местности.

Рис. 1. Оформление численного и линейного масштабов на топографических картах и планах городов

Масштаб указывается под нижней стороной рамки карты в цифровом выражении (численный масштаб) и в виде прямой линии (линейный масштаб), на отрезках которой подписаны соответствующие им расстояния на местности (рис. 1). Здесь же указывается и величина масштаба — расстояние в метрах (или километрах) на местности, соответствующее одному сантиметру на карте.
Полезно запомнить правило: если в правой части отношения зачеркнуть два последних нуля, то оставшееся число покажет, сколько метров на местности соответствует 1 см на карте, т. е. величину масштаба.
При сравнении нескольких масштабов более крупным будет тот, у которого число в правой части отношения меньше. Допустим, что на один и тот же участок местности имеются карты масштабов 1:25000, 1:50000 и 1:100000. Из них масштаб 1:25000 будет самым крупным, а масштаб 1:100 000-самым мелким.

Чем крупнее масштаб карты, тем подробнее на ней изображена местность. С уменьшением масштаба карты уменьшается и количество наносимых на нее деталей местности
Подробность изображения местности на топографических картах зависит от ее характера: чем меньше деталей содержит местность, тем полнее они отображаются на картах более мелких масштабов.
В нашей стране и многих других странах в качестве основных масштабов топографических карт приняты: 1:10000, 1:25000, 1: 50000, 1: 100000, 1: 200000, 1: 500000 и 1:1000000.
Используемые в войсках карты подразделяются на крупномасштабные, среднемасштабные и мелкомасштабные.

Масштаб карты

Наименование карты

Классификация карт

по масштабам

по основному назначению

1:10 000 (в 1 см 100 м)

десятитысячная

крупномасштабные

тактические

1:25 000 (в 1 см 250 м)

двадцатипятитысячная

1:50 000 (в 1 см 500 м)

пятитысячная

1:100 000 ( в 1 см 1 км)

стотысячная

среднемасштабные

1:200 000 (в 1 см 2 км)

двухсоттысячная

оперативные

1:500 000 (в 1 см 5 км)

пятисоттысячная

мелкомасштабные

1:1 000 000 ( в 1 см 10 км)

миллионная

  •  Измерение по карте прямых и извилистых линий.

Чтобы определить по карте расстояние между точками местности (предметами, объектами), пользуясь численным масштабом, надо измерить на карте расстояние между этими точками в сантиметрах и умножить полученное число на величину масштаба.
Пример, на карте масштаба 1:25000 измеряем линейкой расстояние между мостом и ветряной мельницей (рис. 2); оно равно 7,3 см, умножаем 250 м на 7,3 и получаем искомое расстояние; оно равно 1825 метров (250х7,3=1825).


Рис. 2. Определить по карте расстояние между точками местности с помощью линейки.

Небольшое расстояние между двумя точками по прямой линии проще определить, пользуясь линейным масштабом (рис. 3). Для этого достаточно циркуль-измеритель, раствор которого равен расстоянию между заданными точками на карте, приложить к линейному масштабу и снять отсчет в метрах или километрах. На рис. 3 измеренное расстояние равно 1070 м.

Рис. 3. Измерение на карте расстояний циркулем-измерителем по линейному масштабу

Рис. 4. Измерение на карте расстояний циркулем-измерителем по извилистым линиям

Большие расстояния между точками по прямым линиям измеряют обычно с помощью длинной линейки или циркуля-измерителя.
В первом случае для определения расстояния по карте с помощью линейки пользуются численным масштабом (см. рис. 2).
Во втором случае раствор «шаг» циркуля-измерителя устанавливают так, чтобы он соответствовал целому числу километров, и на измеряемом по карте отрезке откладывают целое число «шагов». Расстояние, не укладывающееся в целое число «шагов» циркуля-измерителя, определяют с помощью линейного масштаба и прибавляют к полученному числу километров.
Таким же способом измеряют расстояния по извилистым линиям (рис. 4). В этом случае «шаг» циркуля-измерителя следует брать 0,5 или 1 см в зависимости от длины и степени извилистости измеряемой линии.

Рис. 5. Измерения расстояния курвиметром

Для определения длины маршрута по карте применяют специальный прибор, называемый курвиметром (рис. 5), который особенно удобен для измерения извилистых и длинных линий.
В приборе имеется колесико, которое соединено системой передач со стрелкой.
При измерении расстояния курвиметром нужно установить его стрелку на деление 99. Держа курвиметр в вертикальном положении вести его по измеряемой линии, не отрывая от карты вдоль маршрута так, чтобы показания шкалы возрастали. Доведя до конечной точки, отсчитать измеренное расстояние и умножить его на знаменатель численного масштаба. (В данном примере 34х25000=850000, или 8500 м)

  •  Точность измерения расстояний по карте. Поправки на расстояние за наклон и извилистость линий.

Точность определения расстояний по карте зависит от масштаба карты, характера измеряемых линий (прямые, извилистые), выбранного способа измерения, рельефа местности и других факторов.
Наиболее точно определить расстояние по карте можно по прямой линии.
При измерении расстояний с помощью циркуля-измерителя или линейкой с миллиметровыми делениями средняя величина ошибки измерения на равнинных участках местности обычно не превышает 0,7-1 мм в масштабе карты, что составляет для карты масштаба 1:25000 — 17,5-25 м, масштаба 1:50000 – 35-50 м, масштаба 1:100000 – 70-100 м.
В горных районах при большой крутизне скатов ошибки будут больше. Это объясняется тем, что при съемке местности на карту наносят не длину линий на поверхности Земли, а длину проекций этих линий на плоскость.
Например, При крутизне ската 20° (рис. 6) и расстоянии на местности 2120 м его проекция на плоскость (расстояние на карте) составляет 2000 м, т. е. на 120 м меньше.
Подсчитано, что при угле наклона (крутизне ската) 20° полученный результат измерения расстояния по карте следует увеличивать на 6% (на 100 м прибавлять 6 м), при угле наклона 30° — на 15%, а при угле 40° — на 23%.

Рис. 6. Проекция длины ската на плоскость (карту)

При определении длины маршрута по карте следует учитывать, что расстояния по дорогам, измеренные на карте с помощью циркуля или курвиметра, в большинстве случаев получаются короче действительных расстояний.
Это объясняется не только наличием спусков и подъемов на дорогах, но и некоторым обобщением извилин дорог на картах.
Поэтому получаемый по карте результат измерения длины маршрута следует с учетом характера местности и масштаба карты умножить на коэффициент, указанный в таблице.

Характер местности

Коэффициент увеличения длины маршрута, измеренного по карте масштаба

1: 50000

1: 100000

1: 200000

Горная (сильнопересеченная)

1,15

1,20

1,25

Холмистая (среднепересеченная)

1,05

1,10

1,15

Равнинная (слабопересеченная)

1,00

1,00

1,05

  •  Простейшие способы измерения площадей по карте.

Приближенную оценку размеров площадей производят на глаз по квадратам километровой сетки, имеющейся на карте. Каждому квадрату сетки карт масштабов 1:10000 — 1:50000 на местности соответствует 1 км2 , квадрату сетки карт масштаба 1:100000 — 4 км2, квадрату сетки карт масштаба 1:200000 — 16 км2.
Более точно площади измеряют палеткой, представляющей собой лист прозрачного пластика с нанесенной на него сеткой квадратов со стороной 10 мм (в зависимости от масштаба карты и необходимой точности измерений).
Наложив такую палетку на измеряемый объект на карте, подсчитывают по ней сначала число квадратов, полностью укладывающихся внутри контура объекта, а затем число квадратов пересекаемых контуром объекта. Каждый из неполных квадратов принимаем за половину квадрата. В результате перемножения площади одного квадрата на сумму квадратов получают площадь объекта.
По квадратам масштабов 1:25000 и 1:50000 площади небольших участков удобно измерять офицерской линейкой, имеющей специальные вырезы прямоугольной формы. Площади этих прямоугольников {в гектарах ) указаны на линейке для каждого масштаба гарты.

2. Азимуты и дирекционный угол. Магнитное склонение, сближение меридианов и поправка направления.

Истинный азимут (Аи) — горизонтальный угол, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0° до 360° между северным направлением истинного меридиана данной точки и направлением на объект (см. рис. 7).
Магнитный азимут (Ам) — горизонтальный угол, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0е до 360° между северным направлением магнитного меридиана данной точки и направлением на объект.
Дирекционный угол (α; ДУ) — горизонтальный угол, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0° до 360° между северным направлением вертикальной линии координатной сетки данной точки и направлением на объект.
Магнитное склонение (δ; Ск) — угол между северным направлением истинного и магнитного меридианов в данной точке.
Если магнитная стрелка отклоняется от истинного меридиана к востоку, то склонение восточное (учитывается со знаком +), при отклонении магнитной стрелки к западу — западное (учитывается со знаком -).

Рис. 7. Углы, направления и их взаимосвязь на карте

Сближение меридианов (γ; Сб) — угол между северным направлением истинного меридиана и вертикальной линией координатной сетки в данной точке. При отклонении линии сетки к востоку – сближение меридиана восточное (учитывается со знаком +), при отклонении линии сетки к западу — западное (учитывается со знаком -).
Поправка направления (ПН) — угол между северным направлением вертикальной линии координатной сетки и направлением магнитного меридиана. Она равна алгебраической разности магнитного склонения и сближения меридианов:

3. Измерение и построение дирекционных углов на карте. Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту и обратно.

На местности при помощи компаса (буссоли) измеряют магнитные азимуты направлений, от которых затем переходят к дирекционным углам.
На карте наоборот, измеряют дирекционные углы и от них переходят к магнитным азимутам направлений на местности.

Рис. 8. Изменение дирекционных углов
на карте транспортиром

Дирекционные углы на карте измеряются транспортиром или хордоугломером.
Измерение дирекционных углов транспортиром производят в следующей последовательности:

  • ориентир, на который измеряют дирекционный угол, соединяют прямой линией с точкой стояния так, чтобы эта прямая была больше радиуса транспортира и пересекала хотя бы одну вертикальную линию координатной сетки;
  • совмещают центр транспортира с точкой пересечения, как показано на рис. 8 и отсчитывают по транспортиру значение дирекционного угла. В нашем примере дирекционный угол с точкой А на точку В равен 274° (рис. 8, а), а с точки А на точку С – 65° (рис. 8, б).

На практике часто возникает необходимость в определении магнитного АМ по известному дирекционному углу ά , или, наоборот, угла ά no известному магнитному азимуту.

Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту и обратно
Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту и обратно выполняют тогда, когда на местности необходимо с помощью компаса (буссоли) найти направление, дирекционный угол которого измерен по карте, или наоборот, когда на карту необходимо нанести направление, магнитный азимут которого измерен, на местности с помощью компаса.
Для решения этой задачи необходимо знать величину отклонения магнитного меридиана данной точки от вертикальной километровой линии. Эту величину называют поправкой направления (ПН).

Рис. 9. Схема магнитного склонения, сближения меридианов
и поправка направления

Рис. 10. Определение поправки для перехода от дирекционного угла
к магнитному азимуту и обратно

Поправка направления и составляющие ее углы — сближение меридианов и магнитное склонение указываются на карте под южной стороной рамки в виде схемы, имеющей вид, показанный на рис. 9.
Сближение меридианов (g) — угол между истинным меридианом точки и вертикальной километровой линией зависит от удаления этой точки от осевого меридиана зоны и может иметь значение от 0 до ±3°. На схеме показывают среднее для данного листа карты сближение меридианов.
Магнитное склонение (d) — угол между истинным и магнитным меридианами указан на схеме на год съемки (обновления) карты. В тексте, помещаемом рядом со схемой, приводятся сведения о направлении и величине годового изменения магнитного склонения.
Чтобы избежать ошибок в определении величины и знака поправки направления, рекомендуется следующий прием.
Из вершины углов на схеме (рис. 10) провести произвольное направление ОМ и обозначить дужками дирекционный угол ά и магнитный азимут Ам этого направления. Тогда сразу будет видно, каковы величина и знак поправки направления.

Если, например, ά = 97°12′, то Ам = 97°12′ — (2°10’+10°15′) = 84°47.

4. Подготовка по карте данных для движения по азимутам.

Движение по азимутам – это основной способ ориентирования на местности, бедной ориентирами, особенно ночью и при ограниченной видимости.
Сущность его заключается в выдерживании на местности направлений, заданных магнитными азимутами, и расстояний, определенных по карте между поворотными пунктами намеченного маршрута. Направления движения выдерживают с помощью компаса, расстояния измеряют шагами или по спидометру.
Исходные данные для движения по азимутам (магнитные азимуты и расстояния) определяют по карте, а время движения – по нормативу и оформляют в виде схемы (рис. 11) или вписывают в таблицу (табл. 1). Данные в таком виде выдают командирам, которые не имеют топографических карт. Если командир имеет свою рабочую карту, то исходные данные для движения по азимутам он оформляет непосредственно на рабочей карте.
Маршрут движения по азимутам выбирают с учетом проходимости местности, ее защитных и маскировочных свойств, чтобы он обеспечивал в боевой обстановке быстрый и скрытный выход к указанному пункту.

Рис. 11. Схема для
движения по азимуту.

В маршрут обычно включают дороги, просеки и другие линейные ориентиры, которые облегчают выдерживание направления движения. Поворотные пункты выбирают у ориентиров, легко опознаваемых на местности (например, постройки башенного типа, перекрестки дорог, мосты, путепроводы, геодезические пункты и т. п.).
Опытным путем установлено, что расстояния между ориентирами на поворотных пунктах маршрута не должны превышать 1 км при движении днем в пешем порядке, а при движении на машине – 6–10 км.
Для движения ночью ориентиры намечаются по маршруту чаще.
Чтобы обеспечить скрытный выход к указанному пункту, маршрут намечают по лощинам, массивам растительности и другим объектам, обеспечивающим маскировку движения. Необходимо избегать передвижений по гребням возвышенностей и открытым участкам.
Расстояния между выбранными на маршруте движения ориентирами на поворотных пунктах измеряют по прямым линиям с помощью циркуля-измерителя и линейного масштаба или возможно точнее – линейкой с миллиметровыми делениями. Если маршрут намечен по холмистой (горной) местности, то в измеренные по карте расстояния вводят поправку за рельеф.

Таблица 1

№ точки

Участок пути

Ам,
градусов

Расстояние, м

Время,
мин

Расстояние,
пары шагов

1

Сарай — курган

35

675

10

450

2

Курган — развилка просеки и дороги

338

750

11

500

3

Развилка просеки и дороги — башня

47

930

14

633

4

Башня — труба под дорогой

346

980

15

653

5. Выполнение нормативов.

№ норм.

Наименование норматива

Условия (порядок) выполнения норматива

Категория обучаемых

Оценка по времени

«отл.»

«хор.»

«уд.»

1

Определение направления (азимута) на местности

Дан азимут направления (ориентир). Указать направление, соответствующее заданному азимуту на местности, или определить азимут на указанный ориентир.
Время на выполнение норматива отсчитывается от постановки задачи до доклада о направлении (значении азимута).
Выполнение норматива оценивается
«неудовлетворительно», если ошибка в определении направления (азимута) превышает 3° (0-50).

Военнослужащий

40 с

45 с

55 с

5

Подготовка данных для движения по азимутам

На карте М 1:50000 указаны два пункта на расстоянии не менее 4 км. Изучить по карте местность, наметить маршрут движения, выбрать не менее трех промежуточных ориентиров, определить дирекционные углы и расстояния между ними.
Оформить схему (таблицу) данных для движения по азимутам (дирекционные углы перевести в магнитные азимуты, а расстояния – в пары шагов).
Ошибки, снижающие оценку до «неудовлетворительно»:

  • ошибка в определении дирекционного угла превышает 2°;
  • ошибка в измерении расстояния превышает 0,5 мм в масштабе карты;
  • не учтены или неправильно введены поправки на сближение меридианов и склонение магнитной стрелки.

Время на выполнение норматива отсчитывается от момента выдачи карты до представления схемы (таблицы).

Офицеры

8 мин

9 мин

11 мин

Координаты – это величины, которые отображают местоположение конкретной точки в пространстве. Они определяются путем проведения геодезических измерений, к которым относится триангуляция, а также построение тахеометрического и теодолитного хода.

На плоскости координаты можно вводить неисчислимым количеством способов и через различные математические задачи создавать координатные системы. Благодаря вычислению координаты точек теодолитного хода на карту или план наносятся как эти самые пункты, так и жесткие объекты в зоне их видимости.

Содержание

  • 1 Общие понятия о системах координат в геодезии
  • 2 Исходные данные для расчетов
  • 3 Уравнивание измерений
  • 4 Вычисление дирекционных углов вершин
  • 5 Решение прямой и обратной геодезической задачи
    • 5.1 Создавайте будущее вместе с нами
  • 6 Приращение координат и их увязка
  • 7 Как вычислить координаты точек хода
  • 8 Нанесение точек на план и его оформление

Общие понятия о системах координат в геодезии

Столь глубокие познания о строении и форме Земли, которые человек осваивал на протяжении веков, сегодня позволяют создавать невероятно точные координатные системы и картографические проекции.

Координатные системы заданы двумя направлениями на плоскости, а в пространстве – тремя. Осевые направления всегда перпендикулярны друг другу, а ориентированы горизонтально и вертикально. Их пересечение и определяет местоположение точки в заданной системе.

Координаты точек теодолитного хода: последовательность вычислений

В геодезии координатные системы разделены на следующие две группы:

  1. Прямолинейные прямоугольные. К ним причисляют проекцию Гаусса-Крюгера, индивидуальные референцные и местные системы.
  2. Полярные. Это геодезические, географические, астрономические, а также геоцентрические и топоцентрические координаты.

Теодолитный ход можно считать самым распространённым плановым обоснованием. Он не требует дорогостоящего и высокоточного оборудования, но помогает создать надежную плановую основу на территориях со сложной местностью. Его развивают от пунктов государственных геодезических сетей (ГГС) и сетей сгущения с уже установленными координатами.

Вычисляются координаты точек замкнутого и разомкнутого теодолитного хода посредством нахождения дирекционных углов его сторон и решения прямой геодезической задачи. Но перед этим следует проверить, соответствуют ли измерения нормативным требованиям.

Исходные данные для расчетов

Теодолитный ход может быть проложен в виде замкнутой фигуры или ломаной линии. Это зависит от характера снимаемой местности. Он является отличной геодезической основой для многих инженерных изысканий.

По итогу проведенных измерений составляется план или карта местности, а все вычисления заносятся в специальные ведомости. В нее заносятся следующие данные:

– горизонтальные углы пунктов;

– измеренное расстояние между ними;

– координаты пункта ГГС или опорной сети;

– значение исходного дирекционного угла.

Координаты точек теодолитного хода: последовательность вычислений

Для привязки хода к пункту ГГС или опорной сети необходимо определить местоположение одной его точки относительно этого пункта. Это можно сделать, измерив расстояние и горизонтальный примычной угол между ними. Такая процедура называется передачей координат и дирекционных углов.

Уравнивание измерений

Не существует еще методов, позволяющих без погрешностей выполнить измерения, но уравнивание позволит свести их к минимуму. Для замкнутого хода первым делом рассчитывается невязка:

(f_{beta}=sum beta _{изм}-sum beta_{теор})

где:

(sum beta _{изм}=beta _{1}+beta _{2}+…beta _{n}) – сумма углов пунктов;

(sum beta _{теор}) – теоретическая сумма, определяемая выражением:

(sum beta _{теор}=180^{circ}cdot (n-2))

(n) – количество углов.

Вычисленная невязка допустима, если соответствует требованию:

(beta _{испр}=pm 1,5sqrt{n})

Когда полученное значение не превышает допуск, то невязку разбрасываются между углами с противоположным знаком равномерно. Можно также распределить ее только между самыми короткими сторонами. Учитывая поправки и их знак, вычисляют исправленные углы:

(beta _{испр}=beta _{изм}+delta _{beta })

(delta _{beta }) – поправка.

Координаты точек теодолитного хода: последовательность вычислений

Правильность уравнивания подтверждается следующим условием:

(sum beta _{теор}=beta _{испр})

Поскольку разомкнутый ход является ломаной линией, математические расчеты для него проводятся как для хода, в котором две исходные стороны и дирекционных угла. Для него применяют следующие выражения:

для левых углов:

(sum beta _{теор}=alpha _{кон}-alpha _{нач}+ncdot 180^{circ})

правых:

(sum beta _{теор}=alpha _{нач}-alpha _{кон}+ncdot 180^{circ})

Для упрощения дальнейших вычислений поправки могут быть распределены с целью округления десятых долей минут в углах до целых минут.

Вычисление дирекционных углов вершин

В геодезии за дирекционный угол ((alpha )) принимают угол, который начинают отсчитывать от северного направления осевого меридиана и до заданной стороны. Он измеряется от 0 до 360°. Вычислить его значение для правой стороны хода можно по формуле ниже:

(alpha _{n}=alpha _{n-1}+eta )

(eta=180^{circ} -beta _{пр.испр})

(a _{n}=alpha _{n-1}+180^{circ}-beta _{пр.испр})

Для левой стороны это выражение будет иметь такой вид:

(alpha _{n}=alpha _{n-1}+eta )

(eta=beta _{лев.исп.}-180^{circ} )

(a _{n}=alpha _{n-1}-180^{circ}+beta _{лев.исп.})

где:

(alpha _{n-1}) – дирекционный угол предыдущей стороны, а (n) – последующей;

(beta _{пр.исп.}) – значение правого исправленного угла между сторонами отрезка, а (beta _{лев.исп.})– левой стороны.

Координаты точек теодолитного хода: последовательность вычислений

Вычисления выполнены верно при равенстве заданного α и начальной стороны теодолитного хода. Если дирекционный угол больше 360° или имеет отрицательное значение, то это говорит об ошибке в расчетах.

После дирекционных углов необходимо найти румбы – острые углы, отсчитываемые от 0 до 90°. Они берут свое начало от ближайшего окончания осевого меридиана до ориентирной линии.

Четверть румба Название четверти Пределы изменения α Формула румба Знаки приращения
ΔХ ΔУ
I С.В. (северо-восток) 0° – 90° r = α + +
II Ю.В. (юго-восток) 90°-180° r = 180° – α +
III Ю.З. (юго-запад) 180°-270° r = α – 180°
IV С.З. (северо-запад) 270°-360° r = 360° – °α +

Таблица 1. Связь дирекционного угла и румба

Вычисление румбов и их знаков приращений зависит от четверти геодезических прямоугольных координат, в которой находится линия ориентирования.

Решение прямой и обратной геодезической задачи

Суть прямой геодезической задачи состоит в том, чтобы определить координатные значения вершины при заданных координатах соседней. Это возможно при известной горизонтальном проложении между ними и дирекционным углом линии. Для ее решения используются следующие формулы:

(Delta X=dcdot cos alpha )

(Delta Y=dcdot sin alpha )

где:

Создавайте будущее вместе с нами

Присоединяйтесь к нашей команде: мы создаем финтех-сервисы для 28 млн клиентов и опережаем рынок на 5 лет. Работаем на результат и делаем больше, чем от нас ждут.

(d)–расстояния между соседними пунктами.

(alpha ) – значение дирекционного угла.

Знаки приращений зависят от четверти, определяемой дирекционным углом направления. Координатные значения конечной точки линии равняется сумме координаты начальной и приращения между ними. Из этого следует следующие выражение:

(X_{2}=X_{1}+Delta X)

(Y_{2}=Y_{1}+Delta Y)

(X_{2}=X_{1}+d_{1-2}cdot cosalpha _{1-2})

(Y_{2}=Y_{1}+d_{1-2}cdot sinalpha _{1-2})

Координаты точек теодолитного хода: последовательность вычислений

Стоит также упомянуть и обратную геодезическую задачу, которая позволяет определить дирекционный угол, румб и горизонтальное проложение при установленных координатах пунктов теодолитного хода. Вычисления имеют такую последовательность:

(Delta X=X_{2}-X_{1})

(Delta Y=Y_{2}-Y_{1})

определяется румб линии (r_{1-2}):

(tgr=frac{Delta Y}{Delta X})

из этого выходит, что:

(r=arctgfrac|{Delta Y}{Delta X}|)

По знакам приращения определяют четверть, в котором находится направление и по уже известному румбу вычисляют дирекционный угол. Определение горизонтального проложения будет завершающим этапом в решении обратной задачи:

(d=frac{Delta X}{cosalpha })

(d=frac{Delta Y}{sinalpha })

(d=sqrt{Delta X^2+Delta Y^2})

Приращение координат и их увязка

Приращением называют величины, на которые будут увеличены координаты предыдущей точки для вычисления последующей. В основу этих расчетов берется уже знакомая формула прямой задачи:

(Delta X=dcdot cos alpha )

(Delta Y=dcdot sin alpha )

Полученные значения также необходимо уровнять, чтобы равномерно распределить погрешности и получить наиболее точный результат. Начинают расчеты с определения невязок. Поскольку сумма проекций в сторонах многоугольной замкнутой фигуры равняется нулю, для вычисления невязок пунктов замкнутого хода используют следующую формулу:

(f_{X}=sum Delta X_{выч}-sum Delta X_{теор};sum Delta X_{теор}=0)

(f_{Y}=sum Delta Y_{выч}-sum Delta Y_{теор};sum Delta Y_{теор}=0)

(sum Delta X_{выч},sum Delta Y_{выч}) – суммы приращений, рассчитанные с учетом знаков для замкнутого и разомкнутого хода;

(sum Delta X_{теор},sum Delta Y_{теор}) – теоретические суммы приращений.

Если невязки не находятся в допуске, необходимы повторные расчеты, чтобы определить ошибку и устранить ее. В противном случае проводятся повторные измерения на участке.

Координаты точек теодолитного хода: последовательность вычислений

Вследствие влияния погрешностей на ход, он будет разомкнут на величину , которая представляет собой абсолютную невязку в его периметре. По этому причине проверяется соответствие условию допустимости его невязок.

  1. Абсолютное значение:

(f_{p}=sqrt{f_{x}^2+f_{y}^2})

  1. Относительное

(f_{отн}=frac{f_{абс}}{P})

P – периметр хода, полученный суммированием всех его сторон.

Допустимая невязка должна удовлетворять условие 1/2000, а при соответствии выражению (|f_{отн}|leq |f_{доп}|) выполняют ее распределение с противоположным знаком. Однако перед этим рассчитывают поправки приращений, которые определяют для каждой стороны:

(delta _{x_{i}}=-frac{f_{x}d_{i}}{P});(delta _Delta {y_{i}}=-frac{f_{y}d_{i}}{P})

(delta _{x_{i}},delta _{y_{i}})– значения поправок в приращениях.

Чтобы упростить дальнейшие расчеты поправки, необходимо округлить их до 0,01 м.

Для разомкнутого хода за теоретическую сумму приращений берется разность между двумя соседними точками.

(f_{X}=sum Delta X_{выч}-sum Delta X_{теор};   sum Delta X_{теор}=x_{B}-x_{A})

(f_{Y}=sum Delta Y_{выч}-sum Delta Y_{теор};   sum Delta Y_{теор}=y_{B}-y_{A})

Для обоих ходов поправки имеют противоположный приращению знак. Уравнивание выполнено верно, если сумма исправленных приращений равна или максимально приближена к нулю.

Как вычислить координаты точек хода

Вычисляют значения координат вершин замкнутого и разомкнутого теодолитного хода сначала для опорного пункта, а потом уже для остальных его вершин.

Координаты точек теодолитного хода: последовательность вычислений

Значение следующего пункта хода вычисляют суммированием предыдущего пункта и исправленного приращения. Это наглядно отображено в формуле:

(X_{n}=X_{n-1}+Delta X _{n-1(испр)})

(Y_{n}=Y_{n-1}+Delta Y _{n-1(испр)})

(X_{n-1},Y_{n-1}) – координатные значения предыдущего пункта

(Delta X_{теор}=x_{B}-x_{A},Delta Y_{теор}=y_{B}-y_{A}) – исправленные приращения.

В данных формулах применяется алгебраическая сумма, поэтому знаки также необходимо учитывать при расчетах. Если в конце вычислений получены координатные значения начальной точки, то они выполнены правильно.

Нанесение точек на план и его оформление

После завершения обработки измерений, которые были проведены на местности, составляется ее контурный или ситуационный план. Построение плана теодолитного хода происходит поэтапно и состоит из следующих этапов:

  1. Создание координатной сетки. Ход необходимо равномерно отобразить на плане, поэтому сначала определяют середину листа. Через весь лист проводят два диагональных отрезка, от которых и будет строиться сетка, состоящая из отрезков по 10 см. Допускается погрешность не более 0,2 мм. Определить их количество можно по формуле:

(N_{X}=(x_{max}-x_{min})/200)

(N_{Y}=(y_{max}-y_{min})/200)

(x_{max},y_{max}) – наибольшие значения координат, увеличенные до большего значения, которое кратное 200.

(x_{min},y_{min}) – наименьшее значение, но уменьшенное и кратное 200.

200 – длина стороны квадрата в метрах , которая в плане равна 10 см.

Координаты точек теодолитного хода: последовательность вычислений

  1. Обозначение точек на плане. Лучше всего подходят для нанесения координат пунктов на план циркуль и масштабная линейка. Соседние вершины должны иметь такое же расстояние и дирекционный угол, как записано в ведомости.
  2. Нанесение ситуации на план. Участки снимаемой местности в процессе полевых работ отображают на специальном схематическом бланке – абрисе. В дальнейшем их используют для переноса контуров, линий и вершин точек. Ситуация изображается на планах и картах специальными обозначениями – условными знаками.
  3. Оформление плана в соответствии с требованиями. Все топографические материалы должны строго соответствовать нормативным документам. В частности, нужно выдерживать заданные очертания и их размеры. Должны присутствовать пояснительные надписи, легенда, а также указан масштаб.

Сегодня координаты замкнутого теодолитного хода вычисляются значительно проще, а создание всех графических материалов выполняется при помощи специализированных программ автоматически. Это значительно ускорило процесс выполнения геодезических работ и других инженерных изысканий.

Понравилась статья? Поделить с друзьями:

Не пропустите также:

  • Как найти внутренний угол треугольника в градусах
  • Как составить декларацию на покупку жилья
  • Как найти первоначальную стоимость оборудования формула
  • Найдите штайнера в лаборатории как пройти
  • Как найти площадь по координатам геодезия

  • 0 0 голоса
    Рейтинг статьи
    Подписаться
    Уведомить о
    guest

    0 комментариев
    Старые
    Новые Популярные
    Межтекстовые Отзывы
    Посмотреть все комментарии