№6 Плановые и высотные геод-ие сети

Геодезические сети подразделяют на плановые и высотные первые служат для определения координат Х и У, вторые для определения высот Н. Для вычисления плановых координат необходимо знать элементы геометрических фигур и дирекционный угол стороны одной из фигур и координаты одной из вершин. Для определения высот строят сети геометрического нивелирования (в основном), применяют и тригонометрическое нивелирование. Сети строят по принципу от общего к частному. Геодезические сети бывают:

1. Гос-ые – являются основой для решения научных задач, строятся в виде полигонов. 2. Сети сгущения- для увеличения плотности пунктов опорной геодезической сети, которые создаются методом триангуляции и полигонометрии. 3. Съемочные- с целью обеспечения геодезической основы топосъемок, и создания рабочего основания для инженерных работ в строительстве. 4. Специальные- для обеспечения строительства сооружений. Крупномасштабные инженерно- топографические съемки застроенных территорий

Наиболее эффективным методом из топографических съемок является стереотопографический с применением фотограмметрических приборов высокого класса точности с автоматической регистрацией координат и аналитическим способом обработки результатов измерений. Крупномасштабная аэрофотосъемка выполняется в масштабе, который в 4-6 раз мельче масштаба создаваемого плана, городские кварталы, населенные пункты по возможности должны располагаться в пределах 1-го аэрофотоснимка. Оси залетов проектируют параллельно основным линейным контурам и улицам. Тахеометрическая - выполняется теодолитом или тахеометром- автоматом. Съемочную сеть создают в виде теодолитно-нивелирных ходов, тахеометрические ходы отличаются тем что все элементы хода определяют теодолитом или тахеометром. Мензульная- при этой съемке план местности создается прямо в поле, т.е. результаты съемки ситуации и рельеф наносят на план на каждом пункте, где установлен прибор для съемки. Для ее выполнения применяют кипрегель и рейку. При мензульной съемке горизонтальные углы не измеряют, а строят на планшете графически, для этого планшет должен быть ориентирован на местности. Нивелирование поверхности - это съемка рельефа на небольшом участке местности, выполняется с помощью нивелира и рейки. В вертикальных квадратах или прямоугольниках, разбиваемых на местности фиксируют пункты колышками, по результатам съемки вычерчивают план местности на котором рельеф изображают точно, а изображение ситуации либо нет либо выполнено с невысокой точностью. При горизонтальной съемке положение отдельных точек определяют относительно пунктов съемочного обоснования и линий, соединяющих их применяя способ засечек, створов получают план участка местности на котором нет рельефа. Фототеодолитная - при этом снимки местности получают с помощью фототеодолита а их обработку плана выполняют на стереокомпараторе. Аэрофототопографическая- для создания карт и планов больших территорий. С самолета с определенной высоты местность фотографируют аэрофотоаппаратом при почти вертикальной его оптической оси. В результате получают снимок местности, близкий к горизонтальному. Всю площадь делают несколько снимков с перекрытием.

5 Виды планов, методы их создания (1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500) в строительстве иногда создают планы в масштабе 1:200; 1:100; 1:50.

По назначению планы делятся на основные и специальные. К основным относятся все общегосударственного картографирования. Это планы многоцелевого назначения поэтому на них отображаются все элементы местности. Специальные создаются для решения конкретных задач. На них выборочно показывают ограниченный круг элементов (геологии, почвенные структуры) Разграфка:

1) Для съемки и создания планов на S>20

1:100000: 256 → 1:5000: 9→ 1:2000

N- 44 – 1,2… 144 N- 44- 1- (1.. 256) N- 44- 1(1.a…n)

2) Для участка S< 20

1:5000: 4 → 1:2000→ :16= 1:500

↓ 1: А, Б, В, Г 1-А, 1,2…16

:4 = 1:1000 1-А, I, II, III, IV

Основные направления автоматизации, крупномасштабных съемок.

1. Эл. Тахеометр- позволяет получить при попадании на отражатель сразу координаты точек. Внедрение электронной техники в методы производства измерений.

2. Радиоэлектронные (GPS)

Цифровые модели местности (цмм)

В памяти компьютера цифровые данные о местности наилучшим образом могут быть представлены в виде координат Х,У,Н некоторого множества точек земной поверхности. По своему содержанию ЦММ разделяют на модель ситуации и ЦМ рельефа. ЦМР характеризует топографическую поверхность местности ЦМР может иметь вид таблицы значений координат Х,У,Н в вершинах некоторой сетки квадратов или правильных ∆-в. Может быть задана в виде таблицы координат точек, расположенных в характерных местах (перегибах) местности.

Высотные сети создают для распространения по всей территории страны в единой системе высот. За начало высот РФ принят средний уровень Балтийского моря. Несколько пересекающихся ходов создают высотную сеть. Сети образуют полигоны с узловыми точками. Каждый ход опирается на реперы ходов более высокого класса.

Фазовый метод gps. Уравнение фазы. Принцип определения базовых линий из относительных определений. Фазовые разности.

Фазовый метод-определение дальности от спутника до спутникового приёмника по измерению на этом пути фазы несущей волны.

Уравнение фазы:

n-целое число колебаний волн

- дробная часть волны в относительной мере.

Колебания КА и АП несинхронные (начальные фазы неодинаковы, частоты отличаются) кроме этого дальность спутника не остаётся постоянной. Пока волна идёт от передатчика на спутнике до приёмника на Земле, спутник движется скорость движения спутника может увеличиваться и изменяться. Дальности, определяемые по фазе несущей для краткости, будем называть фазовыми. В сущности, это псевдодальности, Фазовая дальность P отличается от геометрического расстояния R м/у приёмником и спутником на величины d и D, определяемые отличием шкалы времени соответственно на спутнике и в приёмнике от шкалы системного времени.

Геометрическая = - исправленной на величины d и D. Поэтому .

билет № 7 Назначение требуемой точности контроля геометрических параметров при исследовании осадок и деформаций инженерных сооружений. В соответствии со СНиПом осадки должны определятся с ошибкой:

1. 1мм, если сооружение расположено на скальных и полускальных грунтах;

2. 2мм, если сооружение расположено на песчаных и др. крупнозернистых грунтах;

3. 5мм – на насыпных грунтах

Горизонтальное смещение сооружений расположенных на этих же грунтах должно определятся с ошибкой соотв. 1) 1мм; 2)3мм; 3)10мм

В этих допусках есть определенная логичность, заключающаяся в том что сооружение на скальных основаниях устойчиво, т.е. испытывает минимум деформации, а сооружение возведенное на насыпных грунтах гораздо менее устойчиво и деформация при этом максимальна. А точность измерения деформации наоборот. Это противоречие снимается Новоком следующим образом. Осадки сооружений.

S= Hi –H0, поэтому ms = mh + mh , если m_h = m_h = m_h , то m_s = m_h => m_h =

Новое предложил, чтобы предельная ошибка осадки не превышала

∆S – пред. Ошибка определения осадки

∆S = S - критическое значение осадки

t- коэф. значение которое зависит от уровня вероятности, в геодезии t= 2или 3

перейдем от предельной ср.к.о. получим:

ms = => mh =

Выбор методов и средств измерений при контроле осадок и деформации сооружений.

Методы бывают геодезические и негеодезические. К геодезическим относятся все способы, позволяющие определить плановое и высотное положение контролируемых точек.

Высотные (осадки)

Геометрическое нивелирование- контролирует точки доступные для измерений и расположены примерно на одном уровне. Выполняется высокоточным нивелиром Н-0.5 и инварными рейками. Наблюдения выполняются при 2-х горизонтах инструмента, или прямом и обратном направлениях. Длины визирных лучей от 5 до 30-40м, т.е. нивелирование короткими лучами.

1. Гидростатическое нивелирование – когда высота м/у точками 50-70мм, а точки расположены в закрытых помещениях.

2. Геодезическое нивелирование- точки открыты, но недоступны для измерения, нивелир на отвесной стене, для осадки бетона, при железобетонных сооружений.

3. Стереофотограмметрическое- используется когда марок контролируемых точек большое кол-во, они закрыты и расположены на разных высотах. Почти мгновенно по снимкам.

К негеодезическим относятся способы использующие специальные приборы, измеряющие наклоны, крена.

Наблюдения за деформациями включают в себя следующие процессы:

1. Составление программы измерений

2. Разработка проекта геодезической сети

3. Определение типов знаков, которые будут использованы при наблюдении и их соответствие.

4. Определение необходимой точности измерений и периодичности измерений

5. Выполнение самих измерений и обработка результатов, которым предшествует анализ устойчивости реперов

6. Анализ деформации за период с момента наблюдения и прогноз на будущее

Редуцирование горизонтальных углов и направлений

Так как любой горизонтальный угол определяется как разность двух горизонтальных направлений, то и рассмотрим только теорию редуцирования горизонтальных направлений. В случае же редуцирования углов поправка за переход на эллипсоид, очевидно, может быть получена как разность поправок редуцирования правого и левого направлений данного угла. Для редуцирования направлений необходимо ввести три поправки:

1) поправку за уклонение отвесной линии;

2) поправку за высоту наблюдаемого пункта;

3) поправку за переход от азимута нормального сечения к азимуту геодезической линии.

Поправка за уклонение отвесной линии

В процессе измерения горизонтальных направлений на пунктах геодезической сети вертикальная ось теодолита приводится при помощи уровня в отвесное положение, то есть измеренному углу будет соответствовать некоторый двугранный угол, ребром которого является отвесная линия, а гранями вертикальные плоскости, проведённые в заданных направлениях. Обработка результатов измерений выполняется на эллипсоиде, где роль вертикальной линии выполняет нормаль к поверхности эллипсоида. Таким образом, на эллипсоиде измеренному углу должен соответствовать двугранный угол, ребром которого является нормаль, а гранями нормальные плоскости. Но так как нормаль и отвесная линия не совпадают, то при редуцировании направлений или углов с поверхности Земли на эллипсоид необходимо вводить поправки за уклонение отвесной линии.

Пусть с некоторого пункта О на пункт Q измерено горизонтальное направление QQ (рис. 3.19).

Горизонтальное направление - это отсчет по горизонтальному кругу при определенной ориентировке нулевого диаметра лимба. Предположим, что нулевой диаметр лимба совпадает с продолжением дуги Z_Г Z_A- Тогда непосредственно измеренному горизонтальному направлению будет соответствовать угол К). Этому углу на эллипсоиде будет соответствовать двугранный угол Я, ребром которого является нормаль к эллипсоиду, а гранями - нормальные плоскости.

Из рис. 3.19 следует, что

R=R₁+(R-R₁)=R₁+ Δ_э

где разность в скобках и есть искомая поправка Δ_э за уклонение отвесной линии. Для её вычисления выше уже была выведена формула (3.71), поэтому

Δ_э =( η cosA- ξsinA)ctgz (3.73)

Величина поправки в равнинной местности несколько десятых долей секунд, а в горной местности может достигать и нескольких секунд. Поправка за высоту наблюдаемого пункта

Геометрический смысл этой поправки (рис. 3.20) заключается в том, что нормали пунктов с которого наблюдают А и на который наблюдают В не лежат в одной плоскости. И если пункт, на который мы наблюдаем, расположен не на эллипсоиде, а на некоторой высоте Н над ним, то коллимационная плоскость зрительной трубы теодолита в момент наблюдения пересечет поверхность эллипсоида по кривой аb', не совпадающей с прямым нормальным сечением аЬ. Следовательно, при редуцировании в измеренное необходимо вводить поправку за высоту наблюдаемого пункта Δн.

Сложность вывода формулы для вычисления поправки Δн будет зависить от её величины. Если поправка мала, то тогда можно сферический треугольник аbb’ принять за плоский и вывод значительно упрощается. Поэтому, вначале приближённо оценим косвенным путём величину этой поправки (рис. 3.20).

Рис. 3.20. Определение поправки за высоту наблюдаемого пункта

При Н = 1000 м и В = 45° величина поправки составляет 0.05". Поэтому эта поправка учитывалась только при построении геодезических сетей 1 и 2 классов в горной местности.

Поправка за переход от азимута нормального сечения к азимуту геодезической линии

Геометрический смысл этой поправки рассматривался в разделе 2.8. Из-за двойственности нормальных сечений, вместо замкнутого треугольника на эллипсоиде образуется рваная фигура (см. рис. 2.26). Для устранения этого противоречия мы вводим геодезические линии, соединяющие вершины треугольника. Но тогда возникает необходимость введения поправок за переход к геодезическим линиям. Вывод этой поправки очень сложный, поэтому, опуская вывод, запишем

При 3 = 30 км поправка равна 0.003". Поправка очень мала и учитывалась только в триангуляции 1 класса и то не всегда.

Редуцирование измеренных расстояний

Высокоточные измерения расстояний при построении наземных геодезических сетей могут выполняться либо с помощью инварных проволок, либо радиодальномерами или светодальномерами. Так как в настоящее время расстояние инварными проволоками почти не измеряют, рассмотрим только редуцирование наклонных дальностей, измеренных радиодальномерами или светодальномерами.

Предположим, что с точки Q₁ на точку Q₂ измерена наклонная дальность, которая обозначена через d (рис. 3.21).