Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Геодезические разбивочные работы

..pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
11 Mб
Скачать

Изложенный 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,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

.

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 = 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

 

 

 

 

 

~

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

н-

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