Проектування і розрахунок полігонометрії згущення

Проектування і розрахунок полігонометрії згущення

Курсовий проект

НА ТЕМУ:

ПРОЕКТУВАННЯ І РОЗРАХУНОК ПОЛІГОНОМЕТРІЇ ЗГУЩЕННЯ

Зміст

Вступ

1.   Фізико-географічна характеристика району робіт

2.      Топографо-геодезична вивченість району робіт

.        Характеристика полігонометрії

.        Характеристика паралельно прокладених ходів полігонометрії

.        Умови проектування полігонометричних ходів

.        Проект полігонометрії 4 класу, 1 і 2 розрядів

.        Визначення центра ваги окремого ходу полігонометрії графічним та аналітичним способами

.        Визначення форми ходу

.        Прямий розрахунок окремого ходу полігонометрії

.        Обернений розрахунок окремого ходу полігонометрії

.        Типи центрів пунктів полігонометрії

Висновок

Список використаної літератури

Вступ

Визначення номенклатури і координат кутів рамки трапеції масштабу 1:25 000

В основі номенклатури топографічних карт всіх масштабів лежить номенклатура карти масштабу 1:1 000 000, розміри кожного листа якої 4° по широті і 6° по довготі.

Місцезнаходження точки на поверхні Землі визначається її географічними координатами: широтою і довготою. Довгота позначається λ і відраховується від Гринвіцького меридіана на захід і схід. Широта позначається φ і відраховується від екватора на північ і південь.

Поверхню землі, поділяють меридіанами на смуги, які проводяться за довготою через 6°. Ці смуги називають колонами. Початок відліку колон-меридіан з довготою 180° і нумерація їх збільшується з заходу на схід від 1 до 60. Крім цього поверхню Землі поділяють на пояси паралелями через 4° за широтою, починаючи від екватора, в обидві сторони. Кожний ряд позначають великою літерою латинської азбуки від А до V.

Номенклатура окремих аркушів карти масштабу 1:1 000 000 складається з літери поясу і номера колони.

Визначення номенклатури карти М 1:25 000 виконують поділом:

—  1:1000 000 на 144 частини і отримаємо аркуш карти 1:100 000. Номенклатура аркуша карти масштабу 1:100000 складається з номенклатури аркуша масштабу 1:1000000 і номера аркуша карти. Розміри аркуша карти за широтою 20¢ і за довготою 30¢.

—      1:100 000 на 4 частини - одержимо аркуш карти масштабу 1:50 000. Розміри аркуша карти за широтою 10¢ і за довготою 15¢. Позначаються літерами українського алфавіту від А до Г.

—  1:50000 на 4 частини - одержимо аркуш карти масштабу 1:25000. Кожна частина позначається літерами а, б, в, г. Розміри аркуша карти за широтою 5¢ і за довготою 7¢30².

—      1: 100 000 на 256 частин - отримаємо аркуш карти 1:5000 з розмірами по широті 1¢15², по довготі 1¢52,5², які позначаються цифрами від (1) до (256).

Вихідні дані: φ= 51º 25′10″, λ=31º17′05″

º:4 = 13 = М,

º:6 = 6(зона) +30=36(колона).

М-36

1:1 000 000

M-36-15

M-36-15-Г-а

Визначення прямокутних координат кутів рамки трапеції М-36-15-Г-а,

М 1:25000

За географічними координатами визначаємо прямокутні координати вершин кутів рамки трапеції 1:25000. Їх виписують з таблиць Гаусса-Крюгера по широті і різниці довгот вершин кутів рамки трапеції і осьового меридіана зони. Довготу осьового меридіана визначають за формулою:

L0 = 6°n - 3°,

n - номер координатної шестиградусної зони,в якій розміщено аркуш карти.

L0 = 6°*6 - 3° = 33°

За тими ж даними з таблиць виписуємо значення зближення меридіанів для вершин кутів трапеції і обчислюємо середнє значення зближення меридіанів.

Визначення розмірів рамки та площі трапеції М-36-15-Г-а, М 1:25 000

Поправки розмірів рамок за спотворення проекції Гаусса-Крюгера

Δапівн. = 0,00см,

Δапівд. = 0,00см,

Δс = 0,00см,

Δd = 0,00см.

Р = 80,70 км2

c = 37,09 + 0,00= 37,09 см;

d = 50,87 +0,00 = 50,87 см;

а півн. = 34,85 + 0,00 = 34,85 см;

а півд. = 34,78 + 0,00 = 34,78 см.

Визначення номенклатури сусідніх аркушів карти 1:25000

Визначення географічних координат кутів рамки трапеції М 1:5000

М-36-16

М-36-16-186

1. Фізико-географічні характеристики Чернігівської обл.

Територія - 31,9 тис. кв. км

Населення - 1151,9 тис. осіб

Обласний центр - Чернігів

Географічне та адміністративне положення району робіт

Розташована Чернігівська область у північній частині України на кордоні трьох держав. Межує на півночі - з Брянською областю Росії (199 км держкордону), на північному заході - з Гомельською областю Білорусі (227 км держкордону), на заході і південному заході - з Київською, на півдні - з Полтавською та на сході - із Сумською областями України.

Населені пункти.

Область поділяється на 22 райони, в ній налічується 15 міст, у т. ч. 3 міста обласного підпорядкування (Чернігів, Ніжин, Прилуки), 30 селищ міського типу, 1487 сільських населених пунктів. Обласний центр - Чернігів, розташований на правому березі Десни, в 150 км від Києва. Це найбільше місто області, в ньому проживає 299,4 тис. жителів.

Більша частина території Чернігівської області належить Придніпровській низовині, південно-східна частина відноситься до краю Полтавської рівнини.

Рельєф місцевості.

Рельєф, в основному, - низинна рівнина (поліська частина) та хвилясто-яружна в межах лісостепової частини області. Наддеснянська вододільна рівнина в окремих пунктах досягає висоти 220 м.

За ландшафтними особливостями Чернігівщина поділяється на 4 фізико-географічні провінції:

Чернігівське Полісся охоплює близько 13 тис.км2 у північно-західній частині області і являє собою слабохвилясту піщану рівнину морено-льодовикового походження. Численні пониження (давні річкові та прохідні долини ) досить заболочені.

Новгород-Сіверське Полісся площею 5,5 тис.км2 займає північно-східну частину області. Основу його складає Придеснянське лесове плато з численними глибокими ярами, які врізані до корінних крейдяних порід. Є тут і карстові заглибини.

На півдні області 7,3 тис.км2 займають ландшафти понижених слабкохвилястих рівнин (Дніпровські тераси) з численними лощинами, балками і западинами (степові блюдця).

Південний схід області являє собою незначно підняту, глибоко розчленовану річковими долинами, ярами та балками лесову рівнину (Полтавське плато).

Гідрографія.

Довжина річкової мережі річок - 7017 км. Усі вони належать до басейну Дніпра. Територією області протікають великі річки: Дніпро (91км в межах області), Десна; Сож (30 км), Судость (17 км). Сейм (56 км), Снов (190 км), Остер (195км), Трубіж (15 км), Супой (25 км). Удай (195 км). Ширина долин змінюється залежно від характеру річки, найчастіше 1-3 км, а на більших річках досягає 6-18 км. Нахил рік незначний, тому їхня течія повільна.

Основними водними артеріями Чернігівщини є Дніпро та Десна з найбільшими притоками Сеймом, Сновом і Остром. Всі вони належать до рівнинних річок.

За своїм режимом річки області належать до типу рівнинних, переважно снігового живлення. Живляться річки також ґрунтовими водами, зокрема влітку і взимку. Характерною особливістю водного режиму, особливо поліської частини області, є відносно інтенсивне підняття рівня води на початку весни, здебільшого один максимум за весняний період, поступовий спад рівнів і порівняно низьке стояння вод протягом літнього сезону, з незначними короткочасними підняттями після дощів.

В області налічується 26 великих та десятки малих озер. Найчастіше їх ділять за територіями, на яких вони розташовані:

Озера від Велими до Новгород-Сіверського: Демина, Люшино, Мамкінські пруди, Десенка, Осотне, Зване, Красне, Писи, Хости, Роговате і Болоння.

Від Вишеньок до заплави Сейму: Коропська стариця, Остров, Валуй, Лужок, Хавинь.

Від заплави Сейму до Чернігова: Солицьке, Бузимка, Лош, Трубин, Тесняк.

Від Чернігова до Дніпра: Печі, Стара Жавинка, Криве, Колюче, Кручм, Іванівські озера, Попиха, Баграч, Дайниче.

Лісами зайнято 21% загальної території області. Основні лісові масиви знаходяться на півночі області, на правобережжі Десни. У лісах переважають молоді та середньовікові дерева. Серед порід поширені сосна, дуб, ялина, береза, осика, вільха, липа, клен.

Клімат.

Клімат області помірно-континентальний, з досить теплим літом та порівняно м’якою зимою та достатньою зволоженістю. Середня багаторічна температура найбільш теплого місяця (липня) +18,4-19,9°С, найбільш холодного (січня) від -6°С до -8°С. Але в окремі роки температура значно відхиляється від вказаних величин. Абсолютний температурний максимум +38°С, а мінімум -34°С. Безморозний період продовжується 155-170 днів. В окремі роки бувають сильні морози. Тривалість періоду зі стійким сніговим покривом 95-105 днів.

Грунти.

Ґрунтовий покрив області різноманітний. За типами поширення можна поділити її на три зональних частини: поліську, перехідну до лісостепової, що простягається на південь від означеної межі, і лісостепову. В поліській зоні переважають бідні безструктурні малородючі ґрунти. В основному тут поширені дерново-слабосередньопідзолисті піщані й глинисто-піщані ґрунти. В районах Ріпкинському, Щорському переважають дерново-слабопідзолисті глейові ґрунти в комплексі з дерново-глейовими і болотними ґрунтами. В долинах Десни, Сейму та Дніпра часто трапляються дерново-глейові, лучні й лучно-болотні та торф’янисті ґрунти. Окремими невеликими плямами у Чернігівському і Ріпкинському районах, північній частині Новгород-Сіверського поширені світло-сірі або опідзолені лісові ґрунти.

Максимальна глибина промерзання ґрунту.

Для Чернігівської області глибина промерзання ґрунту взимку 140-160см.

2. Топографо-геодезична вивченість району

Ділянка робіт забезпечена топографічною картою масштабу 1:25000. На території збереглися 3 пункти тріангуляції.

Дані пункти тріангуляції можуть бути використані для проектування полігонометрії згущення.

. Характеристика полігонометрії згущення

Примітки:

. При вимірюванні сторін полігонометрії слід уникати переходу від дуже коротких сторін до найдовших.

. Як виняток, у ходах полігонометрії 1 розряду довжиною до 1 км і в ходах полігонометрії 2 розряду довжиною до 0.5 км допускається абсолютна лінійна нев’язка 10 см.

. Кількість кутових і лінійних нев’язок, близьких до граничних, не повинна перевищувати 10 %.

. Характеристика паралельно прокладених ходів полігонометрії

При прокладанні паралельних полігонометричних ходів одного класу чи розряду і по довжині близьких до граничних, відстань між пунктами повинна бути не менше ніж 2,5 км в 4 класі і 1,5 км - 1 розряді. При менших відстанях між найближчими пунктами повинен бути прокладений хід відповідної категорії. В такому разі два ходи перетворюються в систему ходів з двома вузловими точками. Ця система обраховується сумісно, підвищується точність.

При прокладенні полігонометричних ходів різної точності, наприклад 1 розряду і 4 класу, які йдуть паралельно, і при наявності відстані між пунктами менше 1,5 км між цими ходами повинен бути прокладений хід 1 розряду.

. Умови проектування полігонометричних ходів

Щільність геодезичної основи повинна бути в містах, селищах та інших населених пунктах і на промислових майданчиках не менше чотирьох пунктів на 1 кв.км у забудованій частині та одного пункту на 1 кв.км на незабудованих територіях.

Мережі полігонометрії 4 класу, 1 і 2 розрядів створюються у вигляді окремих ходів та систем ходів.

Ходи полігонометрії повинні прокладатися на місцевості, найбільш сприятливій для проведення кутових і лінійних вимірювань.

Окремий хід полігонометрії повинен опиратися на два вихідних пункти. На вихідних пунктах вимірюють прилеглі кути.

Прокладання висячих ходів не допускається.

Ходи полігонометрії повинні прокладатися на місцевості, найбільш сприятливій для проведення кутових і лінійних вимірювань. Місця встановлення пунктів полігонометрії повинні бути легкодоступні, добре розпізнаватися на місцевості і забезпечувати довгочасне збереження центрів і знаків. Не можна вибирати місця на зсувних ділянках, на ріллі, на штучних насипах, на проїжджих частинах доріг, на територіях, які підлягають забудові тощо. Пункти повинні бути закладені так, щоб візирний промінь проходив не ближче ніж за 0,5 м від перешкоди. Для дотримання техніки безпеки пункти полігонометрії не повинні бути дуже близько до колії, лінії електропередач високої напруги тощо.

На забудованих територіях місця закладання пунктів вибирають переважно у фундаментах і стінах капітальних бетонних або цегляних споруд, з метою збереження.

6. Характеристика запроектованої полігонометрії

Запроектовані полігонометричні ходи опираються на 3 пункти тріангуляції.

Висновок: Запроектована полігонометрія 4 класу повністю відповідає інструкції.

. Визначення центра ваги окремого полігонометричного ходу графічним і аналітичним способами

Для розрахунку точності обираємо хід, який знаходиться в найнесприятливіших умовах.

X0 = ∑Xi/n =91056,1175/15 = 6070,4078 м

Y0 = ∑Yi/n = 64634,077/15 = 4308,9385 м

Координати, визначені графічним методом:

X0 = м

Y0 = м

Висновок: координати, визначені графічним та аналітичним способами не відрізняються більше допустимого, отже визначені правильно.

. Визначення форми ходу

Хід вважається витягнутий якщо:

-        довжина перпендикуляру від замикаючої L до найбільш віддаленої точки ходу не більше

         відношення суми довжин сторін ходу до замикаючої не повинно перевищувати 1,3 , тобто .

         різниця дирекційних кутів замикаючої і найбільш відхиленої сторони ходу не перевищує 24°

Аналіз ходу:

1.   Довжина перпендикуляру від прямої, що проходить через центр ваги паралельно до замикаючої, до найбільш віддаленої точки ходу більше .

2.     

.        Різниця дирекційних кутів замикаючої і найбільш відхиленою стороною ходу більше 24°.

Висновок - хід Стаче-Сосна є зігнутим.

.Прямий розрахунок окремого ходу полігонометрії

Визначаємо граничну похибку положення точки в слабкому місці( в середині ходу) для ходу Стача-Сосна.

Для зігнутого ходу з попереднім вирівнюванням кутів формула буде:

Δ2=M2=[ms2] +mβ2/ρ2·[Do,i2]= 2956,52+(32/2062652)· 187064218,75

=2956,56мм,

Δ=√2956,56=54,37мм.

де Do,i2 - відстань від центру ваги до кожного його пункту, включаючи початковий і кінцевий.

При вимірюванні ліній світловіддалеміром, вважаючи сторони приблизно однакової довжини:

[ms2]=nm2Sсер=14·(14,63)2=2956,52 мм

Середня квадратична похибка вимірювання ліній для світловіддалеміра СТ-5 «Блеск» визначається за формулою:

сер=(10+5·Sсер {км})мм =10+5·0.926=14.63мм,

де Sсер- середня довжина сторони запроектованого ходу в кілометрах.

Середня квадратична похибка вимірювання кутів вибирається з інструкції і дорівнює 3".

Після обчислення граничної похибки положення точки в слабкому місці(середині ходу), визначаємо абсолютну граничну похибку на весь хід:

fs = 2Δ=2·54,37=180,75мм=0,181м

Граничну відносну похибку знаходять за формулою:

/[S] = 1/T=13890/0,181= 1/77 000

Висновок: Очікувана відносна точність вимірювання ліній задовольняє інструкції, оскільки 1/77 000<1/25 000.

. Обернений розрахунок окремого ходу полігонометрії

Визначаємо граничну похибку положення точки в середині ходу через граничну відносну похибку 1/Т:

Δ=M=[S]/2T=13890/2·77000=0,0902м=90,2мм,

На основі принципу рівного впливу записуємо для зігнутого ходу:

[ms2]= mβ2/ρ2·[Do,i2] =М2/2=8135,04/2=4068,02мм2

Із відповідних співвідношень знаходимо с.к.п. вимірювання кутів mβ і ліній ms. На їх основі підбираємо тип теодоліту і світловіддалеміра, які б забезпечили таку точність.

= [ms2]/ n = 4068,02/14 = 290,573 мм2,=√ms2 = √290,573 =17,06мм

mβ2 = ([ms2] · ρ2)/ [Do,i2]= 290,573·2062652/187064218,75 = 2,32"

mβ = √mβ2 = 1,52"

Виходячи з того, що кількість джерел похибок при кутових вимірах n=5 та використовуючи принцип рівного впливу знаходимо величину похибки одного джерела для центрування mц і редукції mρ і обчислюємо точність центрування теодоліта е і візирної марки е'.

ц = mρ = mβ/√5 =1,52"/√5 = 0,68"≈1"ц = ρ · е/S · √2

mρ = ρ·е'/S,

де S - мінімальна сторона в ході.

Звідки:

е = mцS/ρ√2 = 1"·890/206265"·1,41 = 6,1мм,

е' = mρ/ρ·S =1"/206265"·890 = 4,8мм.

Знайдемо абсолютну і відносну похибки вимірювання найдовшої сторони:

mSнайд = (10+5·Sнайд.(км))мм = 10+5·1,075 = 15,38мм,

/0,015 = 1/72 000

Знайдемо абсолютну і відносну похибку вимірювання найкоротшої сторони:

mSнайк = (10+5·Sнайк.(км))мм = 10+5·0,890 = 14,45 мм,

/0,014 = 1/64 000

Висновок: Вимірювання кутів на пунктах полігонометрії необхідно виконувати способом прийомів теодолітом Т2, а відстані вимірювати світловіддалеміром СТ-5. Центрування приладу візирних марок виконують з точністю 6 мм, що може бути забезпечено оптичним центриром, а візирні марки встановити з точністю 4 мм. Тоді запроектований хід буде відповідати закладеній в нього точності.

11. Типи центрів пунктів полігонометрії

Пункти полігонометричних мереж закріплюються на місцевості центрами. Центри служать для точного позначення місця розміщення пункта і довготривалого його збереження. Вони можуть мати різну конструкцію, в залежності від фізико-географічних умов їх закладання.

При побудові геодезичної мережі в містах, селищах та на промислових майданчиках всі пункти полігонометрії закріплюють постійними центрами типів У15, У15К, У15Н, У16, 143, 160.

Вузлові та суміжні з ними пункти полігонометрії 4 класу закріплюють центрами типу 160. Ці центри закладаються на глибину, що знаходиться нижче межі промерзання ґрунту на 50 см. Таким чином, висота залізобетонного моноліту становить не менше 120 см.

Інші пункти полігонометричних мереж 4 класу (тобто не вузлові і не суміжні з вузловими), а також пункти полігонометрії 1 і 2 розрядів закріплюються менш капітальними монолітами, висота яких становить 70-75 см. На незабудованих територіях закладають центр типу У15Н, на забудованих - типу У15 або У15к

На забудованих територіях пункти полігонометрії можуть бути закріплені групою з двох-трьох стінних знаків. В стіні або фундаменті капітальної будівлі видовбують отвір, у який на цементному розчині встановлюють стінний знак. Використовувати його для роботи можна не раніше ніж через два дні після закладання.

Зовнішнє оформлення центрів пунктів 4 класу, 1 і 2 розрядів виконують обкопуванням круглої (у плані) форми (крім центра типу 160, зовнішнє оформлення якого виконують обкопуванням квадратної форми) з канавою шириною 50 см зверху, 20 см знизу і глибиною 30 см. Внутрішній радіус обкопування 1.3 м. Над центром насипають курган висотою 10 см

Висновок

Стінний знак - пристрій, що закріплений у конструкції капітальних споруд, який є носієм координат та (або) нормальної висоти. Стінні знаки в порівнянні із ґрунтовими мають ряд істотних переваг й їм, по можливості, віддають перевагу. Стінні знаки більше стійкі, вартість їхнього виготовлення й закладки значно менше, ними зручніше користуватися в будь-який час року. Стінні знаки закладають у міцні кам'яні, цегельні, залізобетонні будинки й споруди на висоті від 0,3 до 1,2 м від поверхні землі.

У вигляді стінних знаків використовуються відливки стінних реперів (тип 143), конструкцією яких передбачений отвір для установки візірної цілі. Від стінних реперів вони відрізняються відсутністю на лицевій стороні букви "Д", оскільки вони є пунктами місцевого значення.

Стінний знак встановлюється на цементному розчині (1:2) у стіни будинків та споруд.

Стінний знак полігонометрії 1 і 2 розрядів супроводжується тимчасовим пунктом у вигляді робочого центра, відлитого з чавуну та бетонованого врівень з поверхнею землі на глибину до 30 см, або у вигляді диска, прикріпленого до твердого покриття дюбель-цвяхом.

Список використаної літератури

полігонометрія хід прокладення

1.      Інструкція з топографічного знімання, 1998.

2.      Інструкція. Про типи центрів геодезичних пунктів. ГКНТА. - М.: Надра,1982

.        Литвин Г.М. «Методичні вказівки до виконання курсового проекту» - К.:КНУБА, 2007

.        Островський А.Л., Геодезія, «Львівська політехніка», 2008р.

.        Перович Л.М., Геодезія, Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів Львів, «Новий світ», 2005 р.

6.      Селиханович В.Г., Геодезия, Москва, Надра, 1981 г.

.        Таблицы для вычисления координат рамок трапецій в проекции Гаусса-Крюгера на эллипсоиде Красовского. - М.:ГУК.

.        Тревого И.С. Городская полигонометрия. - М.: Недра, 1986.