Геодезические съемки

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА 1. ВИДЫ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ  СЪЕМОК И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ 4

1. 1. Нивелирование 4

1.1.1. Виды нивелирования 4

1.1.2. Способы геометрического  нивелирования 4

1. 2. Теодолитная съемка 6

1. 3. Тахеометрическая  съемка 7

1. 4. Система спутникового  позиционирования 9

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ 12

2.1. Обработка результатов  нивелирования 12

2.2. Обработка результатов  теодолитной съемки 14

2.2.1. Общие положения 14

2.2.2. Обработка результатов  измерений в замкнутом теодолитном  ходе 15

2.2.3. Особенности обработки  результатов измерений диагонального  (разомкнутого) теодолитного хода 18

2.3. Обработка результатов  тахеометрической съемки 20

ГЛАВА 3. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ И РЕЗУЛЬТАТЫ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ  ИЗЫСКАНИЙ 23

3.1. Результаты нивелирования 23

3.2. Результаты теодолитной  съемки 25

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 32

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 34

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

      Геодезия  — наука об измерениях Земли  и других космических объектов, получении их изображений в  графическом и электронном видах  и измерениях этих изображений.

Геодезия — одна из древнейших наук о Земле, которая возникла исходя из практических потребностей человека, связанных с измерениями земной поверхности для строительства  различных инженерных сооружений, ведения  сельского хозяйства, учета земель, создания карт и планов.

Современная геодезия представляет собой сложную многогранную науку, опирающуюся на последние достижения таких фундаментальных наук, как  математика, физика, астрономия, география. Ее основным назначением является изучение фигуры, размеров и гравитационного  поля Земли, составление планов и  карт и их электронных аналогов —  цифровых моделей местности (ЦММ) и  электронных карт (ЭК), решение различных  инженерных задач на местности в  интересах народного хозяйства  и обороны страны.

Карты, созданные в результате геодезических съемок, используют в  различных областях человеческой деятельности. Без карт невозможна работа по прокладке  нефтепроводов и газопроводов, строительству  электростанций и городов. Ни одна отрасль  науки и промышленности сегодня  не может обойтись без карты.

Основную роль в создании карт играют в настоящее время  геодезические съемки. Именно о них  речь пойдет в данной работе.

Целью курсовой работы является получение наглядного представления  о геодезических съемках, закрепление и углубление знаний по данной дисциплине.

Задачи:

1. Изучить особенности всех видов геодезических съемок.
2. Получить навыки и умения при работе с приборами.
3. Выполнить  обработку данных и построить планы местности по полученным данным.
4. Сформулировать определенные выводы по данной теме.

 

 

ГЛАВА 1. ВИДЫ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ СЪЕМОК И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

1. 1. Нивелирование

1.1.1. Виды  нивелирования

Нивелированием называют полевые измерения, в результате которых определяют высоты точек местности и превышения между ними. Выделяют несколько видов нивелирования:

-геометрическое, выполняемое горизонтальной визирной осью;

-тригонометрическое, выполняемое наклонной визирной осью;

-барометрическое, выполняемое при помощи барометров, действие которых основано на известной зависимости между атмосферным давлением и высотой над уровнем моря;

-гидростатическое, основанное на свойстве свободной поверхности жидкости в сообщающихся сосудах всегда находиться на одной и той же уровенной поверхности;

-стереофотограмметрическое, выполняемое посредством измерений на стереоскопических парах фотоснимков;

-аэрорадионивелирование, выполняемое с помощью радиовысотомеров, устанавливаемых на летательных аппаратах;

-механическое, выполняемое при помощи приборов, автоматически вычерчивающих профиль проходимого пути.

Из перечисленных видов  нивелирования наиболее точным является геометрическое и гидростатическое, несколько менее точное - тригонометрическое, остальные виды нивелирования имеют  менее точные измерения.

1.1.2. Способы  геометрического нивелирования

Геометрическое нивелирование  выполняют при помощи нивелира и  нивелирных реек.

Нивелир - геодезический прибор, обеспечивающий при работе горизонтальную линию визирования. Он представляет собой сочетание зрительной трубы с цилиндрическим уровнем или с компенсатором. Уровень и компенсатор служат для приведения визирной оси в горизонтальное положение.

Нивелирные рейки - это деревянные бруски, чаще всего с сантиметровыми делениями, оцифрованными от нуля (пятки рейки), снизу вверх, через каждый дециметр.

Геометрическое нивелирование  заключается в определении превышения h точки B над точкой А.

Точки закрепляют на местности  забитыми в землю деревянными  кольями, металлическими костылями  и др., обеспечивающими прочное, без  осадок положение их по высоте.

Нивелирным отсчетом по рейке называют отрезок отвесной линии от точки, на которой стоит рейка, до горизонтальной визирной оси. Отсчеты и превышения выражают в миллиметрах и записывают их с округлением до миллиметра. (Маслов А. В., Гордеев А. В, Батраков Ю. Г. Геодезия. Учеб. пособие для вузов. - М.: КолосС, 2007. С. 157-158)

Существует два способа  геометрического нивелирования: «из  середины» и «вперед» (Рис. 1.1)

Рис. 1.1. Способы геометрического  нивелирования:

а-способ «из середины»;  б-способ «вперед»

Геометрическое нивелирование  «из середины» осуществляют следующим  образом. Для определения превышения h между точками А и В (см. рис. 1.1, а) в этих точках отвесно устанавливают рейки и берут отсчеты а («взгляд назад») на точку А и b («взгляд вперед») на точку В.

Как следует из Рис. 1.1, а, превышение между точками А и В равно:

                                  h = a – b.                                              (1.1) 

Если превышение h оказалось положительным, то это означает, что передняя точка В расположена выше задней точки А и, наоборот, при отрицательном значении превышения h передняя точка расположена ниже задней.

Таким образом, превышение передней точки над задней равно разности отсчетов «взгляд назад» минус «взгляд вперед».

Если известна высота H_a заднее точки А, вычислив превышение h, легко определить высоту H_b передней точки B по формуле:

                                  H_b = H_a + h .                                           (1.2)

То есть высота передней точки равна высоте задней плюс соответствующее превышение.

Высота последующей точки  может быть определена и через горизонт прибора H_i (см. рис. 1.1, а):

                                  H_i = H_a + a.                                           (1.3)

Горизонт прибора  равен высоте точки плюс «взгляд  на эту точку». Тогда высоту передней точки В легко определить по формуле:

                                  H_b= H_i – b.                                            (1.4)

Высота точки  равна горизонту прибора минус  «взгляд на эту точку».

Способ нивелирования  «из середины» является основным при производстве инженерных работ, поскольку на результаты нивелирования  практически не сказывается точность юстировки прибора (нивелира), а также  влияние кривизны Земли и рефракции  земной атмосферы.

При геометрическом нивелировании способом «вперед» прибор устанавливают таким образом, чтобы окуляр его трубы находился над точкой A (рис. 1.1, б). Вертикальное расстояние от центра окуляра до точки А называют высотой прибора i. Высоту прибора обычно измеряют с помощью вертикально установленной рейки.

Если в точке В установить рейку и взять на нее отсчет «взгляд вперед» b, то превышение между точками А и В определится:

                                  h = i – b,                                               (1.5)

т. е. превышение между точками равно высоте прибора минус «взгляд вперед».

На результаты нивелирования  способом «вперед» существенное влияние  оказывает точность юстировки прибора (т. е. обеспечение практической горизонтальности визирной оси), а также влияние  кривизны Земли и рефракции земной атмосферы. Поэтому геометрическое нивелирование способом «вперед» используют, как правило, при поверках и юстировках нивелиров перед началом полевых  работ.

1. 2. Теодолитная  съемка

Теодолитной называется горизонтальная (контурная) съемка местности, в результате которой может быть получен план с изображением ситуации местности (контуров) без рельефа. Теодолитная съемка относится к числу крупномасштабных (масштаб 1:5000 и крупнее) и применяется в равнинной местности в условиях сложной ситуации и на застроенных территориях: в населенных пунктах, на строительных площадках, промплощадках предприятий, на территориях железнодорожных узлов, аэропортах и т. п. В качестве планового съемочного обоснования при теодолитной съемке обычно используются точки теодолитных ходов.

Теодолитные ходы представляют собой систему ломаных линий, в которых горизонтальные углы измеряются техническими теодолитами, а длины сторон – стальными мерными лентами и рулеткам либо оптическими дальномерами. По точности теодолитные ходы подразделяются на ходы точности 1:3000, 1:2000 и 1:1000. Обычно теодолитные ходы нужны не только для выполнения съемки ситуации местности, но и служат геодезической основой для других видов инженерно-геодезических работ. Теодолитные ходы развиваются от пунктов плановых государственных геодезических сетей и сетей сгущения.

По форме различают  следующие виды теодолитных ходов:

1. разомкнутый ход, начало и конец которого опираются на пункты геодезического обоснования (рис. 1.2, а);
2. замкнутый ход (полигон) – сомкнутый многоугольник, обычно примыкающий к пункту геодезического обоснования (рис. 1.2, б);
3. висячий ход, один из концов которого примыкает к пункту геодезического обоснования, а второй конец остается свободным (рис. 1.2, в).

Рис. 1.2. Теодолитные ходы:

а – разомкнутый ход; б  – замкнутый ход (полигон); в –  висячий ход.

Форма теодолитных ходов  зависит от характера снимаемой  территории. При необходимости внутри полигона прокладывают диагональные ходы. (Поклад Г. Г., Гриднев С. П. Геодезия. Учеб. пособие для вузов.- 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Академический Проспект; Парадигма, 2011. С. 138)

1. 3. Тахеометрическая  съемка

Тахеометрическая  съемка является самым распространенным видом наземных топографических съемок, применяемых при инженерных изысканиях объектов строительства. Высокая производительность тахеометрических съемок обеспечивается тем, что все измерения, необходимые для определения пространственных координат характерных точек местности, выполняют комплексно с использованием одного геодезического прибора – теодолита-тахеометра. При этом положение снимаемой точки местности в плане определяют измерением полярных координат: измеряют горизонтальный угол между направлениями на одну из соседних точек съемочного обоснования и снимаемую точку измеряют расстояние до точки нитяным дальномером или лазерным дальномером электронного тахеометра. Высотное положение снимаемых точек определяют методом тригонометрического нивелирования:

горизонтальная  проекция расстояния

                                 d = Lcos²γ;                                         (1.6)

превышение

                                 h = dtgγ + i – l                                          (1.7)

где L=Cn^’- дальномерное расстояние; n^’- разность отсчетов по дальномерным штрихам сетки нитей; γ – угол наклона; i – высота прибора над съемочной точкой; l – высота наводки (Рис. 1.3).

Рис.1.3. Схема тригонометрического  нивелирования

Тахеометрические съемки используют для подготовки крупномасштабных топографических планов и цифровых моделей местности (ЦММ), по которым  осуществляется системное автоматизированное проектирование объектов строительства.