книги из ГПНТБ / Геодезические разбивочные работы
..pdfИзложенный способ применим и для расчета точности других геодезических построений. Допустим, построена трилатерационная сеть (рис. 6), углы которой определим по измеренным сторонам. Из треугольника найдем
|
|
|
COS ß = - |
2Ъс |
|
|
|
|
(1.83) |
||
Следовательно, |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
dß |
|
i^ada- |
62 _ С 2 _|_ А |
2 |
db- |
С 2_62_|_-А 2 |
de) . |
(1.84) |
||
|
р |
be sin ß |
|
2b |
|
|
|||||
|
У^""*"- |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Переходя |
к стандартам, |
получим |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
62—C 2_LÖ ,2 |
|
\2 |
C 2 — 62+Й2 \ 2 |
а? |
(1.85) |
||
о |
be sin ß У |
\ |
26 |
|
|
2c |
) 2 |
||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
er« |
&c sin ß ]/o* -f- cos2 yo% + COS2 |
Vö?. |
(1.86) |
|||||
|
|
|
Если а = & — c = s, о а = ай |
|
|
|
sin ß = sin 60° = 4- V3, cos ß = cos 60° |
1 |
|
|
TO |
|
|
(1.87) |
Теперь придем к формуле веса положения пункта (1.68). Если поставить условие (1.78), то получим формулу (1.86). Практически углы ß, V и у изменяются в пределах от 20 до 140°. Упрощая задачу,
примем, |
что V = у — 90° |
тогда а = s, |
Ъ = с |
2sinß/2 ' |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
cos V = cos Y = cos ^90° — ~) |
= s |
i n \ • |
|
||
Кроме |
Т О Г О , öa=Os, |
Ob ~Ос |
°° |
- | |
|
|
|
|
|
2 sin |
|
|
|
Отсюда |
|
|
|
|
|
|
|
^tg — — J/ 1 + Т - ~ 1 ~ *»Т |
(1.88) |
||||
Для ß=20° и 140° получим соответственно о-я = |
4,3р — и 8 , 9 р ^ . |
|||||
|
|
|
|
|
5 |
S |
Для |
предварительного расчета точности трилатерационного построе |
ния |
примем ß 90°, когда |
30
Тогда |
согласно (1.63) |
|
|
|
|
и |
|
о=о,Ѵг |
= онѴЗк |
(1.89) |
|
|
|
р = |
\ . |
(1.90) |
|
|
|
|
|||
При |
этом |
u. = o"s„ Ѵ^З- |
Расчет |
точности |
трилатерационной сети |
приводит к тем же данным, которые указаны в табл. 1. |
|||||
Для Ос = |
3 мм и jo m i n |
= 2,29 получим ц = ОсѴРт\п — 4,5 мм и |
aSo = ü ^ 2 , 6 M M .
Если строится триангуляционная сеть, то длины сторон (см. рис. 6) определяют по формуле
|
sin ß |
|
а = Ъ^±. |
Логарифмируем |
sin V |
|
In а = In b + In sin ß — In sin v,
отсюда
|
|
da |
db |
, |
. о dß |
. |
dv |
|
|
= _ |
+ |
c t g ß ~JL_ ctg v — . |
|||
Переходя |
к стандартам, |
получим |
|
|
|||
|
а |
у |
|
ьг H - c t ^ ß ^ f |
+ ctg*v-^-. |
||
|
Ы |
|
|
|
|||
Если ß = |
v = |
60°, |
ctg ß = ctg v = —— и 0^ = 0,, то |
(1.91)
Ѵ'
(1.92)
/ т |
п о ч |
(1.93)
(1.94)
Учитывая, что 03 — ОаѴ^, будем иметь
fe2 |
"Г 3 p2 • |
(1.96) |
|
Отсюда, согласно формуле (1.63), получим
Пренебрегая значением о"6, перейдем к приближенной формуле
31
Полагая, что стандарт единицы веса
найдем
Р = -§—Ж- |
(1-99) |
Вычисление весов для триангуляционной сети с базисом в пунк тах 7—12 выполнено способом приближений и результаты приве дены в табл. 1. Необходимая точность измерения горизонтальных направлений определяется по формуле
|
Р=<*еѴршп или оа = 0,65^ - o c l/7 W |
(1.100) |
В |
приведенном примере (см. рис. 5) ртіп = 1,44 и |
s0 = 20 м. |
Если |
стс = 3 мм, то 0„ ~ 24" и сгр = 34". |
также для |
Способ последовательных приближений используется |
расчета точности высот пунктов сети. Стандарт определения высоты
пункта |
относительно |
начального |
|
будет |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
<=1 |
|
(1.101) |
|
|
|
|
|
|
|
ѵ |
|
|
||
где п — число станций |
(штативов). |
станции при |
двукратных |
|||||||
Стандарт |
измерения |
превышения на |
||||||||
наблюдениях |
и стандарте |
«взгляда» 0 В З |
составит |
|
||||||
|
|
|
|
|
- |
VI |
|
= 0 в з . |
(1.102) |
|
|
|
|
|
|
|
а в з / 2 |
|
|
|
|
Продолжая приближенный расчет и учитывая только основные |
||||||||||
источники случайных |
погрешностей, получим |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
о-Вэ = Ѵ Ч + < 4 , |
|
(1.103) |
||
где а0 |
— стандарт |
отсчета |
по рейке, оу |
— стандарт установки пу |
||||||
зырька |
уровня в |
нульпункт. |
|
|
|
|
Стандарт отсчета по рейке обусловлен рядом факторов. Если
учесть только |
стандарт |
визирования тв, |
то |
|
|
o-0 = s-f-, |
(1.104) |
где s — длина |
визирного |
луча. |
|
Стандарт приведения визирной оси зрительной трубы в горизон тальное положение, зависимый от стандарта щ установки пузырька
уровня в нульпункт, будет |
|
' о-у = s -Р5 - . |
(1.105) |
32
Воспользовавшись |
формулами |
(1.51), получим |
|
oh = у Va? + o?=j |
|Ло,15т)з + ( - ^ ) 2 , |
(1.106) |
|
где т — цена деления |
уровня и ѵ — увеличение зрительной |
трубы. |
Например, для т = 20" и ѵ = 30х найдем а/, = 3,1" -^. В усло виях возведения здания или сооружения на нуль-ярусе длины визир
ных лучей короткие. |
Если s = |
20 м, то он — 0,3 мм. Однако для |
||
дальнейшего расчета |
примем, |
что |
о" = |
lArâ2 + о'у, |
|
о-Л = у |
а " . |
(1.107) |
Выполняя предварительный расчет, считаем, что передача высот между смежными пунктами сети выполняется при одной установке нивелира. Примерная длина визирного луча составляет l,25s/2 =
=0,62« ='0,62ÄS0 .
Тогда
|
О/, = 0,62А; —^- о". |
(1.108) |
||
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
а" |
Если стандарт единицы веса ц = 0,62s0 |
—, то вес превышения |
|||
будет |
|
p=-w- |
|
(U09> |
|
|
|
||
Используя полученные величины ртіп |
= |
1,44, s0 = 20 м и ас = |
||
= 0,5 мм, найдем ц. = |
a c l /Pmin — 0>6 м м - |
Следовательно, |
||
~» _ |
9Y- |
_ 206 265 -0,6 |
_ |
1 0 „ |
|
0,62s0 |
0;62 • 20 000 |
|
|
о"
Приняв, что о"в = Oy = 7", с некоторым запасом точности
0,25т = 7" или т = 28" найдем ™ = 7" или г; = 14*.
3 Заказ 2181
Г л а в а I I
ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ СЕТЬ § 6. Базисная система
Базисная система строится на нуль-ярусе здания или сооружения из простых взаимно связанных базисных фигур. Конструкция этих фигур и базисной системы в целом зависит от вида здания или соору жения, расположения вертикальных коммуникаций, технологии строительно-монтажных работ и др. Обычно базисную систему
Рис. 7
строят в виде геодезических четырехугольников и центральных систем (рис. 7), располагая пункты так, чтобы представилась воз можность проектировать вертикальные направления.
Проектируя базисные системы на рабочих чертежах сооружений, выделяют каркасные базисные фигуры, которые предварительно разбивают на нуль-ярусе. Измеряют элементы таких фигур и вычис ляют координаты вершин их. После редуцирования каркасных фигур определяют положение рабочих пунктов обычно способом створной засечки. В каркасных базисных фигурах измеряют длины сторон, горизонтальные углы и превышения. Необходимая точность этих измерений зависит от допустимой погрешности положения пунктов относительно начального.
Если стандарт положения пункта каркасной сети в наиболее слабом месте не должен превышать ак> т 0 расчет точности отдельных операций по построению этой сети ведут с учетом погрешностей фик-
34
сации пунктов о ф |
, измерения элементов |
сети 0 С , |
редуцирования |
а р |
|||||||
и окончательного |
закрепления пунктов оф- Поэтому |
|
|
||||||||
|
|
|
aK=VaJ+af+2af. |
|
|
|
(II.1) |
||||
Стандарт положения пункта ас т |
> расположенного в створе двух |
||||||||||
каркасных пунктов, зависит от погрешностей |
положения |
этих |
|||||||||
пунктов оК і |
измерений 0 И , |
фиксации |
а ф , редуцирования а |
р |
и |
||||||
окончательного закрепления |
пунктов оф. Приближенно |
|
|
||||||||
|
|
ас т |
= і/"2оі + о2 |
и |
+ о-р + 2о-$.* |
|
(ІІ.2) |
||||
Стандарт положения пункта о 3 |
, |
определяемого створной засечкой |
|||||||||
со створных |
пунктов, |
зависит от погрешностей |
этих пунктов |
ас т > |
|||||||
наблюдений |
ан> |
фиксации |
Оф, редуцирования |
о Р и окончатель |
|||||||
ного закрепления |
пунктов аф - По |
аналогии |
получим |
|
|
||||||
таким образом, |
о-з = Vialr + al + al + 2o%, |
(И.З) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
о-з = Ѵѣа\ + 13ар + 26<4 + 4о2и |
+ о2„. |
(ІІ.4) |
При проектировании базисной системы выдвигают условие, чтобы 0 3 =^ о , где о — допустимый стандарт положения пункта в наиболее слабом месте системы относительно начального (исход ного) пункта. Для предварительного расчета точности системы мож но воспользоваться принципом равного влияния отдельных источни ков погрешностей, т. е. принять, что ас — 0р — 0ф = о и = о н — tfo» тогда
Отсюда |
0 3 = о0 1/52 = 7,2І0О. |
(ІІ.5) |
|||
^ |
^ ^ - = 0,140. |
(ІІ.6) |
|||
|
|||||
Величина |
0 С = 0,14о определяет необходимую точность измере |
||||
ний элементов каркасной сети. Воспользовавшись способом последо |
|||||
вательных |
приближений, |
определяют |
минимальный |
вес пункта |
|
ртіп и вычисляют стандарт единицы |
веса |
|
|||
|
|
fA = o - c / / w |
|
(II.7) |
Этот стандарт связан со стандартом измерений углов, длин сто рон и превышений сети. Он зависит от вида геодезического построе ния, конструкции его и принятого соотношения между точностями измерения элементов сети. Примеры расчета точности измерения элементов сети разобраны в предыдущем параграфе. Из методиче ских соображений они даны для сравнительно больших значений ас -
* Примечание редактора: Сомножители 2 и 4 при и oj5x в формулах (П.2), |
|
( I I . 3), |
а также в формулах (V.15) и (V.25), отражающие влияние погреш |
ностей |
исходных данных на погрешность положения определяемой точки, |
преувеличены и требуют уточнения.
3* |
35 |
В действительности значение а не очень велико. Например, для о = = 2 мм получим 0 С = 0,3 мм. Тогда в линейно-угловой сети, пред
ставленной на рис. |
5 |
|
для |
случая |
ртіп |
|
— 2,29, |
р, = 0,3]/2,29 |
= |
||||||||||||
=0,45 мм. |
Этот |
вес |
найден |
при |
|
условии |
aSo |
= |
0,71ас |
V / W - |
|||||||||||
|
Следовательно, |
as „ |
= |
0,71(ы я« 0,32 |
|
мм или |
|
osJs0 |
= ] |
/ 6 0 ооо • |
|||||||||||
Кроме того, соблюдалось условие (1.77), где для |
ктах |
= |
4,35 |
полу |
|||||||||||||||||
чено а а |
= |
0,48р - ^ . |
Отсюда оа |
= 1,7* |
и а р |
= |
1,7" |
/ 2 |
= 2,4". Если |
||||||||||||
же вводилось условие (1.78), то ртіп |
= |
0,85 |
и ц. = O s o |
= |
а с |
l / p m i n |
= |
||||||||||||||
= |
0,3 і/0,85 = |
0,28 |
|
мм. Следовательно, |
— ~ |
^г-г^ и о а = р |
— |
~ |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<u UUU |
|
|
|
|
5о |
|
|
~ |
3", aß = Oal/2 = |
|
4,2". Для трилатерационной сети as» |
= |
0,26 мм |
||||||||||||||||
и |
os |
|
1 |
Д л |
|
' |
т Р и а н г У л я Ц И 0 Н |
|
|
сети |
a a |
= |
2,3" |
и aß |
= |
||||||
3,2". |
='sölxxr |
я |
|
Н 0 |
И |
||||||||||||||||
= |
Эти примеры |
свидетельствуют |
о |
необходимости |
высокой |
||||||||||||||||
точности |
измерений |
элементов каркасной базисной сети. |
|
|
|
||||||||||||||||
|
Редуцирование пункта |
базисной |
сети |
связано |
с |
погрешностями |
центрирования редуцирующего приспособления и введения попра вок. При редуцировании пункта в плане такие поправки вводятся по осям координат или в виде вектора. Если длина этого вектора Ъ
и ориентирующий угол |
ß, |
то |
стандарт поправки |
будет |
|||||||
|
|
|
|
an |
= Yàl |
+ V^-. |
|
|
(II.8) |
||
Учитывая стандарт |
центрирования а Ц І |
получим |
|||||||||
|
|
Op=V^+àî |
= Vol |
+ aî + b ^ . |
(II.9) |
||||||
Вновь используя принцип равных влияний источников погреш- |
|||||||||||
ностей, |
т. е. принимая, |
что а ц = |
оь ~ Ь — , |
получим |
|||||||
|
|
|
|
ар = ац |
Уъ= |
1,73<Гц. |
|
(11.10) |
|||
Если |
а р = 0,14а, |
то |
а ч |
= 0,08аДля а |
= 2 |
мм выполнение |
|||||
редуцирования |
становится |
довольно точной |
операцией. Очевидно, |
||||||||
с ц = оь — 0,16 |
мм. |
Кроме |
того |
|
aß = |
-^5 - |
с возрастанием длины |
вектора-поправки возникает необходимость более точного построе
ния ориентировочного угла ß. Для Ъ — 20 мм и а ц = 0,16 |
мм най |
|||
дем aß = 0,45°. |
|
|
|
|
Погрешность фиксации пунктов зависит от устройства этих |
||||
пунктов и способа фиксации их |
центров. Для |
допуска a |
= |
2 мм |
и принятого условия аф = 0,14а |
получим Оф = |
0,3 мм. |
|
|
Аналогично можно вычислить значения стандартов aft |
и |
<тн- |
||
Стандарт установки рабочего пункта в створе двух каркасных пунк |
||||
тов обусловлен погрешностями |
центрирования |
визирного |
приспо- |
36
собления и визирного знака а ц , визирования ов |
и измерения длины |
|
отрезка s — 0 S : |
|
|
|
а и = і / 2 а ц + а 2 в + а | |
(11.11) |
ЕСЛИ Оц = о в = os , |
то |
|
|
ои = 2од. |
(11.12) |
Приняв, что о и = |
0,14а, получим а ц = ов |
= os = 0,07а. Для |
а = 2 мм найдем Оц = ов = оs ~ 0,14 мм. Заметим, что а в = s или ов = р Если s = 20 м, то стандарт угловой погрешности
30"
будет Ов = 1,4". Учитывая, что ов = — , найдем требуемое увеличение зрительной трубы ѵ > 2 1 х . При возрастании s требуется большее увеличение зрительной трубы.
При определении пункта створной засечкой, учитывая погреш ности центрирования визирных приспособлений и знаков а ц и погрешности визирования ов, приближенно найдем погрешность наведения
|
|
ан = т/4ац + 2ав . |
|
(11.13) |
|
ЕСЛИ Од = ов> |
то |
|
|
|
|
|
ан = ац 1/6" = 2,4ац = 2,4ав . |
(11.14) |
|||
|
|
|
|
0 14 |
|
Приняв Он = |
0,14а, |
получим а ц = а в |
= - ^ - а |
0,06а. Тогда |
|
для о = 2 мм найдем оц |
= ов |
= 0,12 мм. В случае s = 20 м имеем |
|||
ст; = р Sis. = 1,2". Если s = |
40 м, то ав |
= 0,6" и |
ѵ = Щг=* 50*. |
Конечно, приведенный расчет может быть выполнен другими
способами. Например, в формуле |
(II.4) можно |
принять, что |
||
тогда |
Ос Ѵ8 = Op / 1 3 - а ф |
1/26 = ап VI |
= ан = а0 , |
|
а , = с т 0 1 / 5 " - о . |
(11.15) |
|||
Отсюда |
||||
|
|
|
||
|
o-0 = -j7jr= 0,45а. |
(11.16) |
||
В этом |
случае |
|
|
|
ас = 0,16а, |
ар = 0,13а, а ф = 0,09а, аи = 0,23а, |
ан = 0,45а. (11.17) |
||
Во всех случаях проектирования базисной системы нужно учи |
||||
тывать реальные возможности осуществления |
отдельных операций |
и более или менее сложные условия выполнения их в процессе про
изводства строительных |
работ. Если принять, что |
о'в = 1", а ц |
= |
= 0,2 мм, Os — 0,3 мм, ав = 1° (при редуцировании), о в = 0,3 мм, |
|||
|
о" |
|
|
Оф = 0,3 мм, то для s = |
20м, Ъ =• 2 см и ов = s |
= 0,1 мм полу |
|
чим он = /4 - 0,2 2 + 2-0,12 = 0,4 мм, а„ = 1/2 - 0.022 |
+ 0,12 +0,3 |
2 = |
|
|
|
|
37 |
= 0,4мм, о„ |
= |
] / 0 , 1 2 + |
~ |
= |
0,4 |
мм, |
а Р |
= "|/0,22 .+ |
0,42 |
= |
= 0,5 мм, о3 |
= |
Ѵ&оі + |
6.39 |
= о- Еслиас |
= |
2 мм, то а = |
6,2 |
мм. |
||
Этот расчет показывает, что измерения обычной точности мало |
||||||||||
пригодны для выполнения разбивочных работ. |
|
|
||||||||
Для измерения длин |
сторон |
в |
базисной |
системе используют |
проволоки и рулетки, оптические и светолокационные дальномеры. При измерении проволоками и рулетками действуют различные источники погрешности. Если измеряются короткие расстояния, то основными являются случайные погрешности отсчетов. Приняв
стандарт этих |
погрешностей равным о о» получим |
стандарт измере |
ния длины стороны |
|
|
|
os = a0Vn, |
(11.18) |
где п — число |
пролетов. |
|
Мы приводим эту формулу для того, чтобы показать целесообраз ность использования более короткого прибора при малом значении
о 0. Например, сопоставляя по точности измерения длины стороны сети, равной 24 м, рулеткой и контрольным метром, можно прийти
к выводу, что в случаях п = |
1 и 24, а 0 |
= 0,4 и 0,04 |
мм |
соответ |
|||
ственно более эффективным оказывается |
применение |
контрольного |
|||||
метра. |
Действительно, при |
измерении |
рулеткой |
as |
= |
a0 V^l — |
|
= |
0,4 |
мм, а при измерении |
контрольным метром as |
= о |
= |
||
= |
4,9a0 — 0)2 мм. Этим объясняются рекомендации |
использования |
контрольного метра при выполнении специальных видов геодезиче ских разбивочных работ. Конечно, линейные измерения с помощью контрольного метра, а также применение отсчитывающих микро скопов при измерениях проволоками являются достаточно громозд кими. Геодезические разбивочные работы требуют создания специ альных приборов для линейных измерений, например, портативного мекометра (светолокационного дальномера), высокоточного оптиче ского дальномера и др.
При отсутствии электронных устройств для разбивочных работ на строительной площадке большая роль остается за триангуляцион ными построениями. Стандарт измерения горизонтального угла ß в этих условиях существенно зависит от погрешностей фиксирова ния центров знаков, центрирования теодолита и визирных знаков о • Если длины сторон измеряемого угла равны s, то такая связь в наи худшем случае осуществляется по формуле
о ѵ = Р у Ѵ Т . |
(11.19) |
При стандарте собственно измерения угла aß получим |
|
°-ß = W ß + a " ß - |
( п - 2 ° ) |
Приняв, что aß = ар, найдем |
|
aß = aß J/2". |
(И.21) |
38
Для заданного значения aß допустимый стандарт фиксирования центров, центрирования теодолита и визирных знаков будет
ff=* |
VQ |
£ 1 = 0,41* - ^ . |
(11.22) |
|
|
P |
P |
|
|
Если aß = 5" и s = 20 м, то a = |
0,2 мм. Для о ц = |
Оф = jTjf ~ |
= 0,71 a = 0,14 мм. Это требует особой фиксации центров знаков и весьма тщательного, лучше всего принудительного, центрирования приборов. Заметим, что в случае определения углов по измеренным
сторонам aa = 2p—, следовательно,
o v = s | r . |
(Н.23) |
Для а а = 5" и s = 20 м получим os — 0,25 мм. Однако в это значение o s включена также погрешность фиксации центров знаков. Приведенное сопоставление способов определения горизонтальных углов показывает, что непосредственное измерение их является более выгодным. Тем не менее определенные сложности в установке при боров сохраняются.
§ 7. Уравновешивание базисной системы
Уравновешивание базисной системы можно выполнять различ ными способами. Если система сравнительно простая, то нет какихлибо затруднений в уравновешивании ее одним из строгих способов. В случае сложной системы использование строгих способов стано вится громоздким и практически мало способствует повышению точности определения положения пунктов системы. Из приближен ных способов уравнительных вычислений выбирают такой, который требовал бы меньшей затраты времени и приводил бы к возможно меньшим искажениям результатов измерений.
Достаточно просто выполнить уравновешивание базисной системы раздельно. Если построена линейно-угловая сеть, то сначала про изводят постанционное уравновешивание измеренных горизонталь ных направлений или углов. Затем вычисляют дирекционные углы сторон системы способом последовательных приближений. По урав новешенным дирекционным углам и измеренным длинам сторон находят приращения координат. Способом последовательных при ближений вычисляют координаты пунктов системы.
Способ последовательных приближений основан на принципе общей арифметической средней. Если результаты измерения углов на всех пунктах системы считать равноточными, то стандарт опре
деления дирекционного угла ап относительно |
исходной стороны |
составит |
|
< Ч = с т Р / й , |
(11.24) |
где о fi — стандарт измерения угла, п — число передаточных углов.
39