Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Луцький національний технічний університет

Кафедра міського будівництва і господарства

Курсова робота

Побудова плану місцевості за результатами теодолітної і тахеометричної зйомок

Виконав:

студент гр. БДН

Керівник:

ас. Малишко О.І

Луцьк - 2011

Завдання до курсової роботи з інженерної геодезії

теодолітний тахеометричний зйомка координатний

Варіант № 21

Видане: гр. БДН-12

Координати точки: ХСт1 = 2200; YСт1 = 2700

Дирекцій ний кут лінії: Ст1 - Ст2 282?00ґ01Ѕ

Позначка точки Rp: 335,359

Теодолітний хід лівий

Побудова плану місцевості за результатами теодолітної і тахеометричної зйомок

Масштаб 1:500

Керівник Малишко О.І.

Зміст

Вступ

Розділ 1. Теодолітна зйомка

1.1 Суть теодолітної зйомки, склад і порядок робіт

1.2 Ув'язка кутів теодолітного полігону

1.3 Обчислення дирекційних кутів

1.4 Обчислення румбів сторін полігону

1.5 Обчислення і ув'язка приростів координат

1.6 Обчислення координат точок теодолітного ходу

1.7 Побудова координатної сітки. Нанесення на план точок за координатами

1.8 Обчислення площі полігону за координатами його вершин

Розділ 2. Геометричне нівелювання

2.1 Суть і способи нівелювання поверхні

2.2 Обробка журналу нівелювання

2.3 Побудова профілю місцевості

Розділ 3. Тахеометрична зйомка

3.1 Суть тахеометричної зйомки, склад і порядок робіт

3.2 Порядок роботи на станції при тахеометричній зйомці

3.3 Порядок обчислень

3.4 Порядок виконання графічних робіт

Висновки

Література

Додатки

Вступ

Одним з основних завдань геодезичної галузі в Україні є забезпечення народного господарства топографо-геодезичною і картографічною продукцією. На сьогоднішній день на всю територію України складені топографічні карти масштабів 1:100000-1:10000. Сучасний етап картографування території України полягає в створенні топографічних планів великих масштабів 1:5000, 1:2000, 1:1000 і 1:500, які знаходять широке застосування в різних галузях народного господарства. Топографічні плани створюються шляхом топографічних знімань місцевості, які виконуються такими методами:

а) аеротопографічними, до яких відноситься:

- стереографічне знімання;

- комбіноване знімання;

б) наземними, які поділяються на:

- мензульне знімання;

- тахеометричне знімання;

- фототеодолітне знімання;

- теодолітне знімання.

Під час виконання курсової роботи ми застосували необхідні теоретичні знання та навички їх практичного застосування. Курсова робота сприяла поглибленому засвоєнню лекційного курсу і отриманню навичок у галузі вирішення практичних завдань. Курсову роботу ми виконували відповідно до поставленого завдання, згідно якого ми провили математичні розрахунки, графічні побудови, пов'язували питання теорії з практикою, робили узагальнення, поглибили, розширили та систематизували теоретичні знання і практичні навички, отримані нами за період вивчення дисципліни, поліпшили навички в проведенні самостійних аналітичних робіт, оволоділи методами та формами їх виконання.

Розділ 1. Теодолітна зйомка

1.1 Суть теодолітної зйомки, склад і порядок робіт

Вимірювання горизонтальних і вертикальних кутів при топографо-геодезичних роботах виконують геодезичним приладом - теодолітом.

Теодоліт - геодезичний прилад, призначений для вимірювання горизонтальних та вертикальних кутів, відстаней та кутів орієнтування.

Теодоліти бувають різних конструкцій, але основні частини в усіх типах теодолітів і їх призначення однакові.

Теодоліти класифікують за точністю, призначенням, конструктивними особливостями й мірою автоматизації окремих операцій.

За точністю теодоліти бувають високоточні (середня квадратична похибка вимірювання кутів пір =0,5 - 1,0"), точні (пір =2 - 5") й технічні (пір =15 - 30); за конструктивними особливостями - прості, повторювальні, з компенсатором біля вертикального круга й автоколімаційні; за призначенням - спеціальні, кодові, маркшейдерські й технічні.

Серійно випускаються такі типи теодолітів: Т05, ТІ, Т2, ТІ5 і Т30. Цифра означає середню квадратичну похибку вимірювання кута за один прийом (у секундах). Якщо зорова труба теодоліта має пряме зображення, до його позначення додають літеру П (Т30П). При наявності компенсатора біля вертикального круга додають літеру К (2Т15К). Якщо на основі єдиної базової моделі розроблена нова модифікація, спереду додається цифра 2, а на маркшейдерське виконання вказує літера М (2Т30М).

Теодолітною називається горизонтальна зйомка місцевості, результатом якої може бути одержаний план із зображенням ситуації місцевості без рельєфу. Теодолітна зйомка належить до великомасштабних (масштабу 1:5000 і більше), вона застосовується в рівнинній місцевості в умовах складної ситуації і на забудованих територіях. Основною планового знімального обґрунтування під час теодолітної зйомки здебільшого є точки теодолітних ходів.

Теодолітні ходи - це система ламаних ліній, в яких горизонтальні кути вимірюються технічними теодолітами, а довжини сторін -- сталевими мірними стрічками і рулетками або оптичними далекомірами.

Теодолітні ходи розвиваються від пунктів планових державних геодезичних сіток. За формою їх розрізняють: розімкнутий хід, початок і кінець якого опираються на пункти геодезичного обґрунтування; замкнутий хід (полігон) - замкнутий многокутник, який здебільшого примикає до пунктів геодезичного обґрунтування; висячий хід, один з кінців якого примикає до пункту геодезичного обґрунтування, а другий залишається вільним. Форма теодолітних ходів залежить від характеру території, яка знімається. Так, для зйомки смуги місцевості при трасуванні осей лінійних об'єктів (доріг, трубопроводів, ЛЕП тощо) прокладають розімкнуті ходи. При зйомках населених пунктів, будівельних площадок, промислових підприємств здебільшого по межі ділянки прокладають замкнутий полігон. Часто всередині полігона прокладають діагональні ходи, які можуть утворювати вузлові точки.

Теодолітна зйомка складається з підготовчих, польових і камеральних робіт. Найбільший обсяг припадає на польові роботи, які включають рекогносцирування ділянки, що знімається, прокладання теодолітних ходів і полігонів, прив'язку їх до пунктів геодезичної опорної сітки і зйомку ситуації.

У камеральний період з'ясовують необхідність зйомки і вибирають її масштаб, виходячи з планової точності зображення ситуації місцевості. Потім добирають і вивчають наявні картографічні матеріали (плани, карти і профілі), а також географічні описи району майбутньої зйомки. Якщо в районі є пункти геодезичної опорної сітки, то складають схему їх розміщення, а з каталогів виписують координати. На основі наявних планів і карт великих масштабів намічають теодолітні ходи, довжини яких вибирають виходячи з масштабу зйомки.

Для виконання теодолітної зйомки необхідно мати теодоліт, стальну стрічку з комплектом шпильок або оптичний далекомір, рулетку, екліметр і екер.

Рекогносцирування включає в себе обхід і огляд місцевості з метою ознайомлення з об'єктами зйомки, відшукання пунктів опорної геодезичної сітки, остаточного вибору місцезнаходження точок теодолітних ходів на місцевості.

Точки теодолітних ходів повинні розташовуватися в місцях з добрим оглядом місцевості; між суміжними вершинами теодолітного ходу повинна забезпечуватися добра взаємна видимість. При користуванні мірними стрічками точки слід намічати на рівних, з твердим ґрунтом і зручних для вимірювань лініях місцевості. Довжини сторін теодолітних ходів не повинні бути більшими 350 м і меншими 20 м, а кути нахилу ліній не повинні перевищувати 5°.

Вершини теодолітних ходів відповідним чином закріплюються на місцевості.

У процесі закріплення точок теодолітного ходу складають схематичний малюнок, на якому показують місце розташування вершин і сторін ходу відносно ситуації місцевості.

Під час геодезичних робіт широко застосовуються прилади для вимірювання горизонтальних і вертикальних кутів будь-якої величини. Як правило, важко відшукати на місцевості такі два пункти візування, які б знаходились в одній горизонтальній площині і щоб ця площина проходила через точку стояння приладу. А в геодезії використовують горизонтальні кути, що являють собою проекції кутів місцевості на горизонтальну площину.

Найточніше горизонтальні кути вимірюються під час зйомки теодолітом. Вимірювання необхідно виконувати перевіреним теодолітом. Перед початком вимірювань теодоліт встановлюють у вершині кута в робоче положення, для чого здійснюють центрування приладу, приведення його осі в прямовисне положення, встановлення труби для візування. На задній і передній точках у створі ліній прямовисно встановлюють віхи, на нижню частину яких здійснюється візування.

Для вимірювання горизонтальних кутів застосовують переважно спосіб прийомів під час вимірювання одного кута, спосіб кругових прийомів - під час вимірювання на станції кутів між трьома напрямами і більше.

Прокладання теодолітних ходів як основи планового знімального обґрунтування під час теодолітної зйомки включає проведення кутових і лінійних вимірювань.

Горизонтальні кути в теодолітних ходах і полігонах вимірюються технічними теодолітами одним повним прийомом з точністю, не нижчою ЗО". Довжини сторін вимірюють сталевими мірними стрічками або оптичними далекомірами, які забезпечують встановлену точність. Одночасно з лінійними вимірюваннями визначають кути нахилу v ліній (або їх окремих ділянок): якщо v<5° - за допомогою екліметра, якщо v>5° - за допомогою вертикального круга теодоліта. Поправку за нахил ліній до горизонту враховують тоді, коли кути нахилу ліній перевищують 1°. Результати кутових і лінійних вимірювань заносяться в польові журнали встановленої форми.

Для одержання координат точок теодолітних ходів у загальнодержавній системі координат і для здійснення контролю вимірювань теодолітні ходи необхідно прив'язувати до пунктів державної опорної сітки. Суть прив'язування полягає в передачі з опорних пунктів планових координат як мінімум на одну точку з точок теодолітного ходу і дирекційного кута на одну або кілька його сторін. Координати опорних пунктів і дирекційні кути вихідних напрямів вибираються з каталогів пунктів геодезичної сітки.

Якщо в районі прокладання теодолітного ходу відсутні пункти опорної сітки, то дирекційні кути однієї або декількох сторін ходу можуть бути обчислені, виходячи із значень дійсних азимутів напрямів, які встановлюються на основі астрономічних спостережень небесних світил або визначаються за допомогою гіротеодоліта (гірокомпаса). Знаючи величину зближення меридіанів у, вираховують дирекційні кути визначуваних напрямів за формулами.

За допомогою бусолі, встановленої на теодоліті, можна виміряти магнітні азимути однієї або кількох сторін теодолітного ходу, а потім з урахуванням величин схилення магнітної стрілки 8 і зближення меридіанів у визначити дирекційні кути цих сторін за встановленими формулами.

Координати початкової точки теодолітного ходу задаються умовно.

Зйомка ситуації місцевості полягає у визначенні положення характерних точок контурів і місцевих предметів відносно вершин і сторін теодолітного ходу. Зйомку можна виконувати одночасно з прокладанням теодолітного ходу або незалежно. Результати вимірювань заносять на схематичне креслення - абрис, масштаб якого приймається довільним. На абрисі показують взаємне розміщення вершин теодолітних ходів, ліній і об'єктів, які знімаються, з усіма числовими значеннями вимірювань і пояснювальними записками. Абрис наносять олівцем чітко і акуратно. Він є основним документом зйомки і матеріалом для складання плану місцевості.

Залежно від характеру місцевості та розміщення контурів відносно теодолітних ходів застосовують той або інший спосіб зйомки ситуації. Основні з них: перпендикулярів (ординат або прямокутних координат), біполярних координат (засічок), створів (промірів), обходу.

Зйомка ситуації місцевості вимагає від виконавців ретельності й акуратності під час проведення вимірювань, проведення записів і замальовок у польових журналах. Оскільки абрис, як відомо, є основним знімальним документом, на основі якого складається план місцевості, до його складання слід підходити особливо уважно. У процесі зйомки виконавець повинен постійно вивчати ситуацію, форму контурів, вибираючи оптимальні способи зйомки того чи іншого елемента ситуації, намагатися детально знімати контури місцевості і фіксувати їх на абрисі, не допускаючи пропусків у записах результатів вимірювань. Розмір абриса має забезпечувати чітке точне розміщення на ньому всіх графічних побудов і записів.

Польові журнали й абриси необхідно оформляти якісно, щоб у них міг легко розібратися інший виконавець, який не брав участі в зйомці.

План ділянки складають у камеральних умовах. Камеральні роботи передбачають обчислення і графічні побудови. В результаті обчислень визначають планові координати вершин теодолітних ходів; кінцева мета графічних побудов - держання ситуаційного плану місцевості.

Складання плану теодолітної зйомки розпочинають з побудови координатної сітки, для чого використовують лінійку Дробишева. Такою лінійкою можна побудувати сітку дециметрових квадратів з найбільшим розміром 6x8 дм (6 +8 =10). Лінії сітки підписують відповідно координатам пунктів, які необхідно нанести на план, і масштабові плану. Швидше і точніше координатну сітку можна побудувати за допомогою координатографа або координатної дошки. Щоб скласти план ділянки невисокої точності, необхідно спочатку нанести на папір знімальний опорний хід. Для цього за виміряним дирекційним кутом першої сторони обчислюють дирекційні кути всіх сторін ходу за формулою а2.з=аі.2±180о-р2, яка показує, що дирекційний кут наступної сторони ходу дорівнює дирекційному кутові попередньої мінус внутрішній кут між цими сторонами і плюс або мінус 180°. Дирекційні кути відкладають за транспортиром від прямої, прийнятої за осьовий меридіан зони, а відстані між точками - циркулем-вимірювачем за поперечним масштабом. Внаслідок нагромадження помилок під час вимірювань і графічних побудов положення початкової і кінцевої точок замкнутого ходу можуть не збігатися. Утворюється лінійна неув'язка до 1/200 довжини ходу. Якщо одержана неув'язка не перевищує допустимої, її усувають здебільшого способом паралельних ліній. Положення нанесених на план пунктів контролюють порівнянням виміряних між ними відстаней з відповідними горизонтальними закладеннями ліній місцевості. Допустима розбіжність - 0,2 мм в масштабі плану. Після накладання ходу наносять положення точок ситуації за допомогою транспортира, вимірювача і поперечного масштабу, беручи дані з абриса, і креслять план в умовних знаках.

Складений план ретельно коректують; якщо це можливо, то план звіряють з місцевістю. Потім виконують за рамкове оформлення і креслять план тушшю з дотриманням правил топографічного креслення.

1.2 Ув'язка кутів теодолітного полігону

Із завдання до курсової роботи виписуємо середні значення кутів і обчислюємо практичну суму кутів теодолітного полігону за формулою:

,

де - виміряні кути.

192?00ґ30Ѕ+65?07ґ31Ѕ+101?42ґ06Ѕ+131?52ґ28Ѕ+126?11ґ47Ѕ+

+103?05ґ14Ѕ=719?59ґ36Ѕ

Обчислюємо теоретичну суму кутів теодолітного полігону за формулою:

,

де п - кількість кутів теодолітного полігону.

180?(6-2)=720?00ґ00Ѕ

Потім обчислюється величина кутової нев'язки за формулою:

719?59ґ36Ѕ-720?00ґ00Ѕ =-24Ѕ

Допустимість кутової нев'язки визначається за формулою:

,

де п - кількість кутів теодолітного полігону.

1ґ*2,449=2,44ґ

Якщо кутова нев'язка допустима (), то вона розподіляється з оберненим знаком на всі кути порівну. Величина поправки обчислюється за формулою:

-24Ѕ/6=4Ѕ

Якщо при діленні нев'язки на кількість кутів удержується остача, то деякі поправки будуть більшими і вводитимуться в кути, утворені коротшими сторонами.

Сума поправок у виміряні кути повинна дорівнювати величині нев'язки з оберненим знаком:



Поправки виписуються у відомість червоним кольором з точністю до 0,1 над кожним значенням виміряного кута в правому верхньому куточку.

Обчислюємо значення виправлених кутів алгебраїчним додаванням поправок до виміряних кутів. Сума виміряних кутів повинна дорівнювати теоретичній, що є контролем обчислень.

1.3 Обчислення дирекційних кутів

Для обчислення дирекційних кутів сторін полігону необхідно виписати у відомість обчислення координат дирекційний кут вихідної сторони з таблиці вихідних даних. Дирекційні кути решти сторін теодолітного полігону обчислюються за формулами:

, ,

де - дирекційний кут і-тої лінії;

- дирекційний кут попередньої лінії;

- внутрішні кути відповідно праві (ліві).

= 282?00ґ01Ѕ -180? + 65?07ґ35Ѕ = 167?7ґ36Ѕ

=167?7ґ36Ѕ - 180? + 101?42ґ10Ѕ = 88?49ґ46Ѕ

=88?49ґ46Ѕ - 180? + 131?52ґ32Ѕ = 40?42ґ18Ѕ

= 40?42ґ18Ѕ- 180? + 126?11ґ51Ѕ = 346?54ґ9Ѕ

= 346?54ґ9Ѕ-180? + 103?05ґ18Ѕ = 269?19ґ27Ѕ

Здійснимо контроль обчислення

= 269?19ґ27Ѕ-180? + 192?00ґ34Ѕ = 282?00ґ01Ѕ

При послідовному обчисленні дирекційних кутів всіх ліній полігону одержимо дирекційний кут вихідної сторони, що є контролем обчислень. Результати обчислень заносимо у відомість обчислення координат замкненого теодолітного ходу (додаток 1).

1.4 Обчислення румбів сторін полігону

Потім дирекційні кути потрібно перевести в румби. Для контролю необхідно виконати повторне обчислення румбів.

Перехід від дирекційних кутів до румбів здійснюється за формулами:

Номер чверті	Залежність між румбом і дирекцій ним кутом
I	Пн. Сх.:
II	Пд. Сх.:
III	Пд. Зх.:
IV	Пн. Зх.:

=282?00ґ01Ѕ; 77?59ґ59Ѕ ; Пн. Зх.

=167?7ґ36Ѕ; 12?52ґ24Ѕ ; Пд. Сх.

=88?49ґ46Ѕ; 88?49ґ46Ѕ ; Пн. Сх.

=40?42ґ18Ѕ; 40?42ґ18Ѕ ; Пн. Сх.

=346?54ґ9Ѕ; 13?5ґ51Ѕ ; Пн. Зх.

=269?19ґ27Ѕ; 89?19ґ27Ѕ ; Пд. Зх.

Результати обчислень заносимо у відомість обчислення координат замкненого теодолітного ходу (додаток 1).

1.5 Обчислення і ув'язка приростів координат

Після обчислення дирекційних кутів та румбів сторін полігону необхідно виписати горизонтальні прокладання ліній із схеми теодолітних ходів і для кожної лінії обчислюються прирости координат за формулами:

, ,

де S - горизонтальне прокладання лінії,

- дирекцій ний кут.

282?00ґ01Ѕ * 89.13 = 18,53

167?7ґ36Ѕ* 146.07 = -142,4

88?49ґ46Ѕ* 76.01 = 1,55

40?42ґ18Ѕ* 85.77 = 65,02

346?54ґ9Ѕ* 59.77 =58,22

269?19ґ27Ѕ* 62.93 = -0,74

282?00ґ01Ѕ * 89.13 = -87,18

167?7ґ36Ѕ* 146.07 =32,54

88?49ґ46Ѕ* 76.01 = 76

40?42ґ18Ѕ* 85.77 = 55,94

346?54ґ9Ѕ* 59.77 = -13,54

269?19ґ27Ѕ* 62.93 = -62,92

Обчислення приростів координат проводяться з точністю до 0,01 м і записуються із своїми знаками.

Теоретична сума приростів координат у замкненому теодолітному ході дорівнює нулю:

Практична сума приростів координат не дорівнює нулю і становить величину нев'язки.

Далі алгебраїчно додаємо прирости координат по осі абсцис та осі ординат і визначаємо значення нев'язки в приростах координат і за формулою:

0,18

0,84

Абсолютна лінійна нев'язка обчислюється за формулою:

.

Периметр полігону Р та допустимість лінійної нев'язки в периметрі полігону обчислюються за формулою:

.

P=89.13 + 146.07 + 76.01 + 85.77 + 59.77 + 62.93 = 519.68

Якщо лінійна нев'язка допустима, то розподіліть нев'язки в приростах координат ( і ) пропорційно довжинам ліній. Величини поправок обчислюються за формулами:

, ,

де - поправки в прирости координат і-тої лінії, Si - довжина і-тої лінії.

-0,18/519.68 * 89.13 = -0.03

-0,18/519.68 * 146.07 =-0.05

-0,18/519.68 * 76.01 = -0.03

-0,18/519.68 * 85.77 = -0.03

-0,18/519.68 * 59.77 = -0.02

-0,18/519.68 * 62.93 = -0.02

-0.84/ 519.68 * 89.13 = -0.14

-0.84/ 519.68 * 146.07 = -0.24

-0.84/ 519.68 * 76.01 =- 0.12

-0.84/ 519.68 * 85.77 = -0.14

-0.84/ 519.68 * 59.77 = -0.1

-0.84/ 519.68 * 62.93 = -0.1

Значення поправки необхідно заокруглити до 0,01 м. Контролем обчислення поправок є рівність суми поправок по осі абсцис і осі ординат величині нев'язки з оберненим знаком, тобто:

, .

Обчислені поправки додаємо алгебраїчно до відповідних приростів і знаходимо ув'язані прирости координат і .

Результати обчислень заносимо у відомість обчислення координат замкненого теодолітного ходу (додаток 1).

Суми виправлених приростів координат у замкненому теодолітному ході мають дорівнювати нулю, що є контролем обчислень.

1.6 Обчислення координат точок теодолітного ходу

Для обчислення координат точок необхідно виписати у відомість обчислення координат координати X і Y вихідної точки. Координати решти точок теодолітного полігону обчислюються за формулами:

, ,

2200+18,5=2218,5

2218,5-142,45=2076,05

2076,05+1,52=2077,57

2077,57+64,99=2142,56

2142,56+58,2=2200,76

2700-87,32=2612,68

2612,68+32,3=2644,98

2644,98+75,88=2720,86

2720,86+55,8=2776,66

2776,66-13,64=2763,02

Здійснимо контроль обчислення

2200,76-0,76=2200

2763,02-63,02 = 2700

де - шукані координати точки, , - відомі координати передньої точки; , - прирости координат.

Після послідовного обчислення координат всіх точок полігону одержуємо координати початкової точки, що є контролем обчислень. Результати обчислень заносимо у відомість обчислення координат замкненого теодолітного ходу.

Після послідовного обчислення координат всіх точок полігону одержуємо координати початкової точки, що є контролем обчислень. Результати обчислень заносимо у відомість обчислення координат замкненого теодолітного ходу (додаток 1).

1.7 Побудова координатної сітки. Нанесення на план точок за координатами

На аркуші креслярського паперу формату А-1 треба побудувати координатну сітку 2 х 2см через 2см. Точність побудови сітки ±0,2мм.

Перед нанесенням на план точок за координатами сітку потрібно цифрувати. Для симетричного розміщення плану обчислюються розміри плану, тобто його протяжність відносно осей X та Y за формулами:

, ,

де - протяжність плану по осям X та Y;

- максимальна і мінімальна абсциси (X);

- максимальна і мінімальна ординати (Y);

т - кількість метрів на місцевості, що відповідають 1см на плані заданого масштабу.

=(2218,5-2076,05)/ 10 = 14

=(2776,66-2612,68) / 10 = 16,3

Наносимо за координатами точки теодолітного ходу від найближчих ліній координатної сітки.

Контроль нанесення точок за координатами здійснюється порівнянням довжин ліній, взятих із плану, з їх горизонтальним прокладанням за відомістю обчислених координат. (додаток 3).

1.8 Обчислення площі полігону за координатами його вершин

Для обчислення площі полігону за координатами його вершин у відомість обчислення площ випишіть з відомості обчислення координат, координати точок теодолітного полігону з точністю до 0.01 м. Обчислення площ виконується за формулами:

, ,

де і - номер точки теодолітного полігону.

Проміжним контролем при обчисленні площі за координатами є те, що суми різниць абсцис та суми різниць ординат повинні дорівнювати нулю. Значення площі полігону, обчислене за різницею абсцис і ординат, повинно співпадати. Результати обчислень заносимо у відомість обчислення площ за координатами (додаток 2).

Різниці:

1)

2)

3)

4)

5)

6)

1)

2)

3)

4)

5)

6)

Добутки:

1) 2200*(-150,34)=-330748

2) 2218,5*(-55,02)=-122061.87

3) 2076,05*108,18=224587,1

4) 2077,57*131,68=273574,4

5) 2142,56*42,16=90330,3

6) 2200*(-76,66)=-168710,3

1) 2700*17,74=47898

2) 2612,68*(-123,95)=-323841,7

3) 2644,98*(-140,93)=-372757

4) 2720,86*66,51=180964,3

5) 2776,66*123,19=342056,7

6) 2763,02*57,44=158707,8

S=1,65 га

Розділ 2. Геометричне нівелювання

2.1 Суть і способи нівелювання поверхні

Сукупність геодезичних вимірювань, які виконують з метою визначення перевищень між точками фізичної поверхні Землі або їх висот відносно прийнятої початкової поверхні називають нівелюванням.

Нівелювання використовується для визначення висот опорних точок державної і зйомочних висотних та планово-висотних геодезичних мереж, при топографічних зйомках місцевості, при будівництві автомобільних та залізничних шляхів сполучення, водо- та газопроводів, при проектуванні, будівництві і експлуатації промислових та соціально-культурних об'єктів тощо.

Розрізняють декілька основних методів нівелювання: геометричне, тригонометричне, фізичне, стереофотограмметричне та механічне.

Рис 1.1. Методи нівелювання:

а - геометричний, б - тригонометричний.

Геометричне нівелювання виконують горизонтальним променем візування. При цьому використовують нівелір і рейки (рис. 1.1, а).

Тригонометричне нівелювання виконують похилим променем (мал. 1.1, б). Вимірявши кут нахилу лінії і відстань між точками, перевищення обчислюють за тригонометричними формулами.

Фізичних способів нівелювання кілька. При цьому використовують певні закономірності природних явищ. Сюди належать барометричне, гідростатичне, радіо- і звукове нівелювання.

Барометричне нівелювання засноване на тому, що із зміною висоти точок над рівневою поверхнею змінюється атмосферний тиск. Вимірюючи тиск барометрами, анероїдами та іншими приладами, одержують дані для обчислення висот точок.

Гідростатичне нівелювання засноване на властивості рідини займати в сполучених посудинах однакову висоту.

Механічне нівелювання виконують нівелірами-автоматами, будову яких засновано на дії виска. До рами велосипеда (рис. 1.2) або автомобіля підвішено маятник. Системою передач маятник зв'язано з олівцем, який на міліметровому папері накреслює профіль пройденого шляху.

Масштаб профілю для горизонтальних ліній 1 : 2000 або 1 : 5000, для вертикальних ліній в 10 разів більший.

Середню квадратичну помилку визначення висот нівелірами-автоматами в сприятливих умовах обчислюють за формулою:

м, (1.1)

де L - довжина нівелірного ходу, км.

Рис 1.2. Нівелір-автомат Артанова

При роботі на зораній ріллі помилка збільшується вдвоє.

Нівеліри-автомати доцільно вико-ристати при попередньому виборі трас доріг, каналів та інших лінійних споруд, а також при визначенні поперечних перерізів долин рік або лощовин, на яких передбачають побудувати греблі.

Рис 1.3. Схема нівелювання між двома твердими точками.

Фотограмметричне нівелювання застосовують при наземній і аерофотозйомці.

Нівелювання називають складним, якщо перевищення між двома точками визначають більш як з однієї станції. У переважній більшості випадків користуються складним нівелюванням (рис. 1.3).

2.2 Обробка журналу нівелювання

Нівелювання проводиться для визначення висот точок земної поверхні, необхідних для вивчення рельєфу місцевості і зображення його на планах і картах.

У польовій практиці геодезистів передбачається нівелювання для побудови профілю місцевості.

При виконанні геометричного нівелювання особливу увагу слід звертати на сутність і формули геометричного нівелювання, на проведення нівелювання поверхні та обробку його результатів, на побудову профілю місцевості.

Обробка результатів польових вимірювань складається з перевірки польових журналів (додаток 4), обчислення висот точок профілю і викреслювання профілю.

Порядок обчислення висот точок

1. Виписуємо в журнал нівелювання номери станцій і пікетів точок.

2.Виписуємо відліки по рейках у графи журналу "задні", "передні". Для контролю відліки на кожній станції беруться по чорній і червоній сторонах рейки.

3. Обчислюємо на кожній станції перевищення між зв'язуючими пікетами:

, ,

де а - відлік по задній рейці;

b - відлік по передній рейці;

- перевищення, обчислене по чорній стороні рейки;

- перевищення, обчислене по червоній стороні рейки.

=2466-232=2234; =7150-4914=2236;

=2784-548=2236; =7462-5228=2234;

=1111-5163= -4052; =3796-7848= -4052;

=2809-2830= -21; =5696-5719= -23;

=1285-1628= -343; =5965-6306= -341;

=2245- 2057=188; =6926-6738=188;

=1854-2066= -212; =6539-6751=-212;

=5287-858=4429 =8968-4541=4427

4. Обчислюємо середнє перевищення:

.

h1=(2234+2236)/2= 2235;

h2=(2236+2234)/2= 2235;

h3= (-4052-4052)/2= -4052;

h4= (-21-23)/2= -22;

h5= (-343-341)/2= -342;

h6= (188+188)/2= 188;

h7= (-212-212)/2= -212;

h8=(4429+4427)/2= 4428;

5. Вираховуємо нев'язку в перевищенні в нівелірному ході:

а) підраховуємо суму всіх середніх перевищень ходу, ;

=-4052-22-342+188-212+4428=-12;

6) для здійснення посторінкового контролю знаходять суми всіх чисел у відповідних графах журналу нівелювання місцевості. Контролем правильності обчислень на кожній сторінці журналу є додержання рівностей

,

= (52481-52505)/2=-12;

= -4052-4052-21-23-343-341+188+188-212-212+4429+4427 = -24;

=-24/2 = -12

де сума всіх задніх відліків на чорному та червоному боках рейок, мм

,

=1111+3796+2809+5696+1285+5965+2445+6926+1854+

+6539+5287+8968=52481;

сума всіх передніх відліків на чорному та червоному боках рейок, мм

,

=5163+7848+2830+5719+1628+6306+2057+6738+

2066+6751+858+4541= 52505;

де - алгебраїчна сума обчислених перевищень - алгебраїчна сума середніх перевищень.

В замкненому нівелірному ході сума перевищень повинна дорівнювати нулю, тобто нев'язка ходу

6. Для приведення практичних результатів вимірювання до теоретичних у середні перевищення вносимо поправки, які обчислюються за формулою , де п - кількість станцій:

7. Перевищення виправляємо за формулою ( береться з протилежним знаком):

.

=-4052+2= -4050;

=-22+2= -20;

=-342+2= -340;

=188+2= 190;

=-212+2= -210;

=4428+2=4430.

8. Обчислення відміток зв'язуючих точок виконуємо за формулою:

,

де - відмітка наступної точки, - відмітка попередньої точки, - виправлене перевищення між наступною і попередньою точками.

H1=335,359+ 2.235=337,594

H2=337,594+2.235=339,829

H3=339,829-4,050=335,779

H4=335,779-0.02=335,759

H5=335,759-0.34=335,419

H6=335,419+0.19=335,609

H7=335,609-0.21=335,399

H8=335,399+4.430=339,829

2.3 Побудова профілю місцевості

Побудова профілю починається з вибору горизонтального і вертикального масштабів та відмітки умовного горизонту. Горизонтальний масштаб вибирають з урахуванням рельєфу місцевості і залежно від точності, яка передбачається для даного виду робіт. Щоб надати профілю наочності, вертикальний масштаб вибирають у 10-20 разів більший за горизонтальний.

При побудові профілю треба правильно вибрати відмітку умовного горизонту. Відмітку умовного горизонту вибирають так, щоб найнижча точка профілю була вища за лінію умовного горизонту на 5-6 см. Відмітка умовного горизонту повинна бути кратною 10 м.

Профіль викреслюється на міліметровому папері. Лінію умовного горизонту проводять на аркуші міліметрового паперу з таким розрахунком, щоб на ній можна було розмістити сітку профілю. Сітка профілю складається з таких горизонтальних граф:

а) відмітки;

б) відстані;

в) номер пікету.

Після проведення лінії горизонту і всіх ліній сітки розбивають пікетаж на лінії горизонту в заданому масштабі (в нашому випадку 1:2000 - горизонтальний і 1:100 - вертикальний). У кожній точці в заданому вертикальному масштабі відкладають відмітки пікетів і плюсових точок (графа 9).

Отримані точки з'єднують прямими чорними лініями товщиною 0.3 мм, і це є лінія профілю. В графі сітки "відмітки" виписуються абсолютні відмітки пікетів і плюсових точок. Вертикальні лінії в графі сітки "відстані" проводять чорною тушшю в тих місцях, де є плюсові точки, записують відстані в метрах від заднього і переднього пікетів до даної плюсової точки. Під графою "відстані" підписуються номери пікетів.

Після проведення лінії горизонту і всіх ліній сітки розбивають пікетаж на лінії горизонту в заданому масштабі (в нашому випадку 1:2000). У кожній точці в заданому вертикальному масштабі відкладають відмітки пікетів і плюсових точок (графа 9).

Отримані точки з'єднують прямими чорними лініями товщиною 0.3 мм, і це є лінія профілю. При цьому вісь траси проводять червоною тушшю, а всі контури - згідно з умовними знаками. В графі сітки "відмітки" виписуються абсолютні відмітки пікетів і плюсових точок. Вертикальні лінії в графі сітки "відстані" проводять чорною тушшю в тих місцях, де є плюсові точки, записують відстані в метрах від заднього і переднього пікетів до даної плюсової точки. Під графою "відстані" підписуються номери пікетів (додаток 5).

Розділ 3. Тахеометрична зйомка

3.1 Суть тахеометричної зйомки, склад і порядок робіт

Тахеометричне знімання пов'язано з тим, що при його виконанні відстані від теодоліта (тахеометра) до точок місцевості, які знімають, вимірюють не землемірною стрічкою, а оптичним (нитковим) віддалеміром, що істотно прискорює цей процес.

Тахеометричне знімання на відміну від теодолітного є одночасно плановим (визначають положення точок на плані) і висотним (визначають висотні позначки точок). Інакше кажучи, тахеометричне знімання є планово-висотним.

Плановою основою тахеометричного знімання є точки теодолітного ходу -- станції. Навколо кожної станції роблять знімання ситуації і рельєфу місцевості на площі круга радіусом 80-100 м.

Для цього в характерних точках ситуації і рельєфу послідовно встановлюють нівелірну рейку, наводять на неї теодоліт і беруть відліки на вертикальному і горизонтальному кругах і віддалемірі. Такі точки називають рейковими, знімальними, або пікетами

Замкнений теодолітний хід, І, II, III, IV, V точки якого є плановою основою для тахеометричного знімання. На цих точках встановлюють теодоліт і навколо кожної роблять знімання місцевості. Наприклад, на станції І знято рейкові точки /, 2,..., 9, на станції// -- точки 10, 11,..., 18 тощо. Рейкові точки мають рівномірно покривати знімальну площу місцевості, без пропусків об'єктів і "білих плям" на деяких ділянках.

Характерними точками ситуації обирають кутові точки будинків і споруд, точки, розміщені на осі дороги, на перехресті осей доріг, на їх розгалуженнях і приляганнях, на початковій і кінцевій точках осей мостових споруд, на контурах сільгоспугідь (лісів, плантацій, посівів, лугів, нив, перелогових земель), на берегах річок, водоймищ, каналів тощо.

Висотною основою тахеометричного знімання є позначки станцій. їх визначають або методом тригонометричного нівелювання, або методом геометричного нівелювання. Тригонометричне нівелювання виконують похилим променем візування за допомогою теодоліта, а геометричне -- горизонтальним променем із застосуванням нівеліра. Докладніше ці методи розглянуто нижче.

Позначки характерних точок рельєфу визначають на основі позначок станцій методом тригонометричного нівелювання. За характерні точки рельєфу обирають найвищі й найнижчі точки всіх його форм і нерівностей (вершини гір, сопок, горбів, підвищень; осі ярів, лощин, ущелин, улоговин, западин), а також точки на згинах схилів горбів, сопок, гір, ярів, улоговин, ущелин, западин.

Кількість і розміщення рейкових точок навколо кожної станції мають бути такими, щоб профіль місцевості між двома будь-якими сусідніми знімальними точками можна було вважати приблизно прямолінійним, а поверхню рельєфу всередині трикутника, обмеженого трьома сусідніми знімальними точками, - приблизно плоскою. При такому розміщенні й щільності точок фізична поверхня рельєфу замінюється багатогранною поверхнею, складеною з великої кількості граней у формі трикутників. Що більше буде таких граней і що меншими будуть розміри кожного трикутника, то точніше буде подано рельєф на плані й меншими будуть похибки його узагальнення під час знімання.

Оскільки зі збільшенням кількості точок зростають обсяг робіт і терміни виконання, то їх щільність обмежують деякою оптимальною межею, за якої похибки узагальнення рельєфу можна вважати допустимими за такої складності і з урахуванням вимог проектування цієї інженерної споруди. Під час знімання масштабу 1 : 1000 максимальна відстань між рейковими точками має бути 15-20 м, при 1 : 2000 -- 25-30 м, 1 : 5000 - 35-50 м.

Слід звернути увагу на те, що при тахеометричному зніманні всі точки (і контурів ситуації, і рельєфу) повинні мати висотні позначки. Завдяки цьому вдається дещо зменшити кількість точок, що виступають тільки як рельєфні, оскільки контурні точки можуть характеризувати і рельєф.

3.2 Порядок роботи на станції при тахеометричній зйомці

1. Роботу на станції починають з огляду місцевості біля станції і визначенні точок, які будуть підлягати зніманню. Складають кроки (кроки - аналогічні абрису з тією відмінністю, що додатково показують напрями зміни рельєфу).

2. На кожній точці (пікеті), що підлягає зніманню, ставлять рейку.

3. Центрують і приводять теодоліт в робоче положення над точкою планової основи. Орієнтують нулі лімба на сусідню точку планової основи. Наводять зорову трубу теодоліта на рейку на відлік і. Беруть відліки по горизонтальному та вертикальному кругах та відлік на рейці за допомогою віддалекомірних ниток.

Положення кожної рейкової точки (пікету) відносно станції (знімальної основи) визначається:

а) горизонтальним кутом між напрямком на сусідню станцію і напрямком на сусідню точку;

б) відстанню між станцією і рейковою точкою, яка визначається за далекоміром по рейці;

в) перевищення, яке обчислюється за поміряним вертикальним кутом і відстанню.

При виконанні тахеометричної зйомки одночасно з польовим журналом ведеться абрис місцевості, на якому позначаються номери пікетів. Стрілками показують напрямки схилів, а деколи умовними горизонталями чітко виражені форми рельєфу. Результати вимірювань на кожну точку записують у журнал під тим самим номером, що і в абрисі.

Обчислення відміток точок ходу і пікетів проводиться в польовому журналі тахеометричної зйомки.

3.3 Порядок обчислень

Обробку результатів тахеометричної зйомки на станції виконують згідно варіанта за формулами:

1. Кути напрямку нахилів обчислюються за формулами:

v=МО-КЛ,

v=КП-МО,

де КП і КЛ - відліки за вертикальним кругом при його положенні відповідно з правого чи лівого боку відносно зорової труби.

2. Перевищення h обчислюємо за формулами:

, коли ,

де i - висота інструмента, v - висота візування по рейці, і

, якщо .

3. Горизонтальне прокладання S обчислюється за формулою:

.

Величини h і S можна також визначити за спеціальними тахеометричними таблицями. Горизонтальні прокладання вираховуються з точністю до 0,1 м, а перевищення - з точністю до 0,01 м.

4. Висоти пікетів обчислюються за формулою:

.

Позначки станцій беремо із журналу нівелювання.

Результати обчислень заносимо у (Додаток 6).

3.4 Порядок виконання графічних робіт

1. На креслярському аркуші будується координатна сітка.

2. За обчисленими прямокутними координатами точок знімальної основи наносяться станції.

3. За горизонтальними кутами і відстанями накладають пікетні точки з кожної станції. Для цього використовується круговий топографічний тахометр або транспортир і масштабна лінійка. Біля кожного пікету підписується його відмітка. Згідно з абрисом (рис.2, а, б, в, г) викреслюють ситуацію.

4. Графічною інтерполяцією між сусідніми пікетами намічають точки з відмітками, що кратні 1 м.

Після побудови плану в олівці приступають до викреслювання всіх умовних знаків тушшю. Підписи, контури і умовні знаки ситуації креслять чорною тушшю, а горизонталі та природні форми рельєфу (яри, обриви, зсуви) - коричневою (додаток 7).

Висновок

Курсова робота поєднує в собі як теоретичні так і практичні відомості теодолітної та тахеометричної зйомок.

Під час виконання курсової роботи ми закріпили знання щодо розрахунків дирекційних кутів, вивчили межі зміни румбів та формули їх обчислення, навчились обраховувати приріст координат, та обчислення площі полігону за координатами його вершин, будувати профіль місцевості. Ознайомились із прокладкою тахеометричних ходів, з порядком роботи на станції при тахеометричній зйомці, обробка результатів цієї зйомки на станції.

За даними обрахунками будували замкнутий теодолітний полігон та профіль місцевості, план місцевості.

Виходячи з курсової роботи можна зробити висновки:

1. Для побудови плану місцевості без рельєфу використовують теодолітну зйомку.

2. Для визначення перевищень між точками, або визначення їх висот проводять нівелювання. Нівелювання використовують при будівництві автомобільних чи залізничних шляхів сполучення, при проектуванні, будівництві та експлуатації промислових та соціально-культурних об'єктів.

3. Для визначення планового і висотного положення даного пікету виконують тахеометричну зйомку.

Література

1. Білятинський О.А., Володін М.О., Демчишина К.С., Омельчук С.К. Інженерна геодезія: Зб. задач. - К.: Вища шк., 1992. - 190 с.

2. Кузьмін В.І., Білятинський О.А. Інженерна геодезія в дорожньому будівництві: Навч. посіб. - К.: Вища шк., 2006. -278 с.

3. Курс инженерной геодезии /Под ред. Новака В.Е. - М.: Недра, 1989.

4. Куштин И.Ф., Куштин В.И. Инженерная геодезія: Учебник. - Ростов-на-Дону: Издательство ФЕНИКС, 2002 - 416 с.

5. Лабораторный практикум по инженерной геодезии /В.Ф. Лук'янов, В.Е. Новак и др. - М.: Недра, 1990.

6. Левчук Г.П. Курс инженерной геодезии. - М.: Недра, 1970. - 411 с.

7. Монін І.Ф. Вища геодезія. - К.: Вища шк., 1993. -230 с.

8. Норкин С.П., Кузнецов О.Ф. Инженерная геодезия: Учебное пособие. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2003. - 111 с.

9. Плишкина О.В. Методическое пособие. Практикум по картографии. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006. - 64 с.

10. Шилов П.И., Федоров В.И. Инженерная геодезия и аэрогеодезия. - М.: Недра, 1971. - 384 с.

11. Федоров В.И., Шилов П.И. Инженерная геодезия. - М.: Недра, 1982. - 357 с.

12. Топографія з основами геодезії: Підручник / А.П. Божок, В.Д. Барановський, К.І. Дрич та ін.; За ред. А.П. Божок. - К.: Вища шк., 1995. - с. 164-232, 236-241.

Размещено на Allbest.ru