Проектування державних геодезичних мереж та висотних геодезичних мереж згущення

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний авіаційний університет

Інститут Екологічної Безпеки

Кафедра землевпорядних технологій

КУРСОВА РОБОТА

на тему:

«ПРОЕКТУВАННЯ ДЕРЖАВНИХ ГЕОДЕЗИЧНИХ МЕРЕЖ ТА ВИСОТНИХ ГЕОДЕЗИЧНИХ МЕРЕЖ ЗГУЩЕННЯ»

Київ 2013

Зміст

1. Коротка характеристика системи ходів нівелірної мережі І та ІІ класів

2. Проектування системи ходів нівелювання ІІ класу з вузловою точкою

3. Розрахунок точності системи ходів нівелювання ІІ класу з вузловою точкою

4. Закріплення на місцевості проекту нівелірної мережі

5. Порядок взяття відліків на станціях нівелювання І та ІІ класів

6. Практична частина

7. Техніка безпеки та охорона праці

Список використаної літератури

1. Коротка характеристика державної нівелірної мережі І та ІІ класів

геодезичний нівелірний мережа

Висотні державні геодезичні мережі України встановлюють єдину геодезичну систему висот на території держави. Вони служать висотною основною топографічних знімань усіх масштабів, а також для вирішення різноманітних інженерних та наукових завдань.

Державна нівелірна мережа України поділяється на чотири класи: мережі І, ІІ, ІІІ та ІV класів. За початковий рівень (нульову відмітку висоти) в Україні взято рівень Балтійського моря, зафіксований рискою на мідній дошці - нуль Кронштадтського футштока.

Державні нівелірні мережі І та ІІ класів - головна висотна основа країни, яка забезпечує єдиною системою висот її територію. Нівелірні мережі ІІІ та ІV класів згущують висотну основу.

Лінії нівелювання І та ІІ класів прокладають вздовж шосейних, ґрунтових, залізничних шляхів та за їх відсутністю - по берегах річок та стежках, по трасах з твердим, незаболоченим ґрунтом та рівнинній місцевості.

Нівелірні мережі всіх класів закріплюють на місцевості вздовж траси постійними ґрунтовими, скельними та стінними реперами через 5 км. У важкодоступних районах на окремих ділянках траси, де важко вибирати місця відстань між реперами може бути збільшена до 7 км. Лінії нівелювання І та ІІ класів закріплюють через 50 - 60 км фундаментальними реперами, які встановлюють також у вузлових точках та поблизу морських, основних річкових та озерних рівневих постів. В місцях перетину ліній нівелювання І класу закладаються вікові репери.

Лінії нівелювання І класу прокладають ходами довжиною близько 1000 км, якими пов'язують рівні морів та океанів. Нівелірні мережі ІІ класу прокладають між пунктами І класу у вигляді окремих ходів або системи ходів з вузловими точками, утворюючи полігони з периметром до 400 км.

Лінії нівелювання І та ІІ класів, які прокладаються до морів або вздовж великих річок, водосховищ, озер обов'язково включають основні і робочі репери, нулі рівневих рейок вікових і постійних морських, річкових та озерних рівневих постів.

Нівелювання І класу виконують через кожні 25 років, а в сейсмічних районах - через кожні 15 років. Нівелювання ІІ класу повторюють відповідно через 35 та 25 років.

2. Проектування системи ходів нівелювання ІІ класу з вузловою точкою

Проектувати систему ходів нівелювання ІІ класу з вузловим репером можна користуючись дорожньою мережею та відстанями між реперами, вказаними у попередньому розділі. Якщо нівелірний хід проходить через населений пункт, то в даному населеному пункті проектують закладку стінного репера. Репери повинні розміщуватись у місцях довготривалого зберігання.

Проектування системи ходів виконується на карті олівцем, тонкими лініями, які переносять на кальку тушшю або кульковою авторучкою з чорною пастою та нумерують всі репери та ходи від вихідного реперу до вузлового. Репери позначають згідно зразка (рис. 1) колом з діаметром 3Ч3 мм. Лінії нівелювання позначають вздовж доріг та вимірюють відстані між реперами курвіметром з точністю до десятих часток поділок курвіметра, які переводять у відстані на місцевості, користуючись масштабом карти. За відсутності курвіметра відстані між реперами вимірюють лінійкою з точністю до десятих часток міліметра, вписуючи хорди у криві дорожньої мережі.

3. Розрахунок точності системи ходів нівелювання ІІ класу з вузловою точкою

Обчислення середньої квадратичної похибки (СКП) нівелювання виконують за формулою

,

де - СКП нівелювання на 1 км ходу,

- середня квадратична систематична похибка нівелювання на 1 км ходу,

- довжина ходу в кілометрах.

Значення та для різних класів нівелювання подано в табл. 1.

Таблиця 1. Граничні значення , та припустимі невязки

Розрахунок за наведеною вище формулою має сенс для ІІ класу, коли довжина ходу від вихідного репера до кінцевого у ході складе 33,3 км і більше. Тоді , і систематичну складову для розрахунку необхідно враховувати.

Карта масштабу 1:100000, яка пропонується для проектування нівелірної мережі, дозволяє проектувати окремі ходи між вихідним та вузловим репером меншої довжини, тому в даному випадку застосовують наближену формулу, отриману з наведеної вище для , що достатньо для розрахунку точності проекту нівелірної мережі ІІ класу. Тоді СКП кінцевого репера окремого ходу обчислюється за формулою

,

де (див. табл. 1).

Таблиця 2. Розрахунок СКП вузлового репера

= (мм)²

Довжина ходу дорівнює сумі довжин окремих його ліній від вихідного репера до кінцевого репера в ході, тобто в даному випадку до вузлового. СКП кінцевого репера окремого ходу, який не є репером вищого класу, обчислюється за наведеною вище формулою. Вага кінцевого репера окремого ходу дорівнює

де - постійна величина для даної системи ходів, яка підбирається такою, щоб значення були близькі до одиниці з розмірністю, рівною розмірності .

Практично значення визначається як середнє арифметичне з ваг вузлового репера по кожному ходу. Вага вузлового репера дорівнює сумі ваг в окремих ходах.

Наступним кроком є обчислення СКП положення по висоті вузлового репера із системи ходів за формулою, яка випливає з формули визначення ваги кінцевого репера в ході. Тоді

,

де - вага вузлового репера.

4. Закріплення на місцевості проекту нівелірної мережі

Лінії нівелювання І класу закріплюють на місцевості віковими, фундаментальними, грунтови і стінними реперами. Лінії нівелювання ІІ класу закріплюють фундаментальними, грунтови і стінними реперами.

Грунтовий репер типу 160 Фундаментальний репер типу 161

Фундаментальний репер для скельних порід. Віковий репер для неглибокого залягання

Тип 114 скельних порід. Тип 173

5. Порядок взяття відліків на станціях нівелювання І та ІІ класів

Нівелювання ІІ класу проводиться в прямому і зворотному напрямках. Віддалі від нівеліра до рейок вимірюють з допомогою троса або рулетки. Нормальна довжина візирного променя -- 65 м. Якщо збільшення зорової труби не менше 44Ч, то при сприятливих умовах спостережень дозволяється збільшити довжину променя до 75 м. Нерівності плеч на станціях не повинні перевищувати 1 м, а їх накопичення в секції -- 2 м. Висота променя при спостереженнях повинна бути не меншою 0,5 м (при довжині візирного променя до 30 м -- не меншою 0,3 м). Рейки встановлюють на костилі. Під час спостережень на станції нівелір захищають від сонячних променів геодезичною парасолькою. Нівелювання слід виконувати при спокійних і чітких зображеннях рейки. Забороняється виконувати нівелювання при сильному і поривчатому вітрі. Сприятливими годинами для нівелювання II класу, як і для нівелювання нівелювання III класу, є години в проміжки часу: вранці, що починаються 0,5 год. після сходу Сонця і закінчуються біля 10 год.; ввечері, що починаються приблизно з 16 год. і закінчуються за 0,5 год. о заходу Сонця.

Порядок роботи на станції нівелювання ІІ класу

При нівелюванні в прямому напрямку порядок спостережень на станції такий:

Непарна станція

1. Відліки по основній шкалі задньої рейки (верхня нитка, нижня нитка, бісектор, відліковий барабан)

2. Те ж по основній шкалі передньої рейки

3. Відліки по додатковій шкалі передньої рейки (бісектор, відліковий барабан)

4. Те ж по додатковій шкалі задньої рейки

Парна станція

1. Відліки по основній шкалі передньої рейки (верхня нитка, нижня нитка, бісектор, відліковий барабан)

2. Те ж по основній шкалі задньої рейки

3. Відліки по додатковій шкалі задньої рейки (бісектор, відліковий барабан)

4. Те ж по додатковій шкалі передньої рейки

При нівелюванні в зворотному напрямку спостереження на непарних станціях розпочинається з передньої рейки, на парних -- з задньої.

Перед взяттям відліків бульбашку циліндричного рівня щоразу виводять в нульпункт. При взятті відліків по віддалемірних нитках плоско паралельна пластинка нівеліра повинна знаходитись у вертикальному положенні (відлік по відліковому барабану дорівнює 50).

Контролі на станції ІІ класу :

1. Різниці в перевищеннях, отриманих з допомогою основної та додаткової шкал, не повинні бути більшими 0,7 мм (14 ділень барабана)

2. Різниці нулів рейок, обчислених з результатів досліджень, та отриманих з результатів спостережень, не повинні бути більшими 0,7 мм (14 ділень барабана).

При різницях, більших за вказані, спостереження на станції повторюють, змінивши горизонт приладу не менше, ніж на 3 см.

Методика нівелювання І класу

Нівелювання І класу виконують в прямому і зворотному напрямках по двох парах костилів (двох лініях нівелювання: лівій і правій, що прокладаються поруч і в один і той же проміжок часу). Таким чином, для кожної секції отримують 4 результати:

- ліве нівелювання -- з прямого і зворотного ходу,

- праве нівелювання -- з прямого і зворотного ходу.

Віддалі від нівеліра до рейок вимірюють з допомогою троса або рулетки. Використовувати для цієї мети віддалемір нівеліра забороняється. Максимальна довжина візирного променя 50 м. Нерівності віддалей від нівеліра до задньої та передньої рейок допускаються 0,5 м, а їх накопичення в секції -- 1 м. Висота променя над підстилаючою поверхнею повинна бути не менше 0,8 м, а при довжині візирного променя до 25 м -- не меншою 0,5 м. Спостереження виконують при спокійних і чітких зображеннях в ранкові періоди (розпочинають їх через 0,5 год. після сходу Сонця і закінчують біля 10 год.) та післяполудневі (розпочинають біля 16 год. і закінчують за 0,5 год. до заходу Сонця). Не дозволяється виконувати нівелювання при хитких зображеннях, сильному і поривчатому вітрі, сильних і стрибкоподібних коливаннях температури. Під час спостережень нівелір захищають від сонця геодезичною парасолькою. Через кожних дві станції на станції вимірюють термометром-пращем температуру повітря на висоті приладу. Рейки встановлюють на металеві лівий і правий костилі, які забивають не ближче, ніж 0,5 м один від одного. Відліки по рейках беруть не раніше, ніж через 30 сек. після встановлення рейки на костилі.

Порядок роботи на станції I класу :

На станції нівелювання І класу при одній і тій же висоті нівеліра виконується нівелювання костилів спочатку правої, а потім лівої ліній нівелювання. Порядок взяття відліків для правої і для лівої ліній нівелювання одинаковий, він такий же як і при нівелюванні ІІ класу (див. п.5.3.2.3), з тією лише різницею, що крім відліків по верхній та нижній віддалемірних нитках береться відлік по середній нитці.

При завершенні взяття відліків і контрольних обчислень на станції, переходять на наступну станцію, при цьому костилі на задній рейці не виймаються. Виймаються костилі, на які ставилася задня рейка на попередній станції.

Контролі на станції І класу :

1. Різниці в перевищеннях, отриманих з допомогою основної і додаткової шкал, не повинні перевищувати 0,5 мм (10 ділень відлікового барабана). В протилежному випадку спостереження на станції повторюють, змінивши горизонт приладу не менше, ніж на 3 см.

2. Середнє перевищення заднього правого костиля над заднім лівим (отримане за допомогою основної і додаткової шкал) на даній станції не повинно відрізнятися від середнього перевищення між цими ж костилями на попередній станції, де вони були передніми, більше ніж на 0,7 мм (14 діл. барабана).

Якщо ці різниці вийшли більші допустимих, то спочатку повторюють спостереження на попередній станції, потім на даній; в цьому випадку попередні результати на обох станціях в обробку не беруть.

6. Практична частина

Оцінка точності висотної мережі згущення методом послідовних наближень.

Нівелювання починають з ознайомлення з тією місцевістю, де повинен бути прокладений нівелірний хід. Під час такої рекогносцировки вибирають місця для установки постійних реперів, а також розшукують розташовані поблизу ходи й придатні прив'язці центри тригонометричних і полігонометрических пунктів, марки й репери раніше виконаних нівелювань, водомірні пости, метеорологічні станції й ін.

Попередньо виконують оцінку точності проекту висотної мережі корелатним, параметричним методом, послідовних наближень або еквівалентної заміни.

Нівелірні ходи складаються із секцій довжиною 0,5-5 км кожна, кінці яких закріплюються постійними реперами.

Нівелювання III класу можна виконати нівелірами всіх типів, за винятком нівеліра з перекладною трубою й рівнем при підставці. При роботах на місцевості з болотистим або пухким ґрунтом рекомендується користуватися нівелірами з компенсатором.

Рейки використовують тільки двосторонні. їх установлюють вертикально, на башмаках або милицях, міцно забитих в очищену від дерну землю. На кожній станції виконують такі дії:

беруть відлік по трьом нитям при наведенні на чорну сторону задньої рейки;

відлік по трьом нитям при наведенні на чорну сторону передньої рейки;

відлік по середній нитці при наведенні на червону сторону передньої рейки;

відлік по середній нитці при наведенні на червону сторону задньої рейки.

Відліки записують в журнал нівелювання. Проводять контроль вимірів на кожній станції.

Розглянемо на прикладі даної висотної мережі згущення оцінку точності проекту методом послідовних наближень.

Маємо мережу згущення III класу. Отже, максимальна довжина ходу між вихідними пунктами може досягати 15 км, а між вузловими точками 5 км; максимальна віддаль між постійними знаками на забудованих територіях - 0,2 км, на незабудованих - 0,8 км; допустимі нев'язки в полігоні

Так як нев'язки приймають в 2 рази більшими від середніх, то при розрахункахмм, для даного випадку. Коефіцієнт с, доцільно приймати таким, щоб вага приблизно дорівнювала одиниці.

В результаті обчислень отримаємо середні квадратичні похибки всіх вузлових точок та загальні похибки для них.

Схема висотної мережі згущення:

7. Техніка безпеки та охорона праці

Техніка безпеки при проведенні геодезичних робіт у містах, на автомобільних і залізничних дорогах.

До початку робіт у містах необхідно отримати в органах, керуючих даною територією, дозвіл на право виконання робіт і погодити вимоги безпеки, висунуті місцевими органами до проведення геодезичних робіт.

Перед початком робіт на автомагістральних дорогах з рухом транспортних засобів або ж перед виходом бригади на автостради керівник зобов'язаний проінструктувати робітників про використання умовної сигналізації, яка подається жестами або прапорцями, а також про порядок руху на маршруті.

Переходи вздовж дороги дозволяється виконувати тільки по узбіччю земляного полотна назустріч руху транспортних засобів.

До виконання робіт на автомобільних дорогах дозволяється приступати після облаштування місця роботи усіма необхідними тимчасовими дорожніми знаками та огородженнями.

При виконанні любих геодезичних робіт на полотні автодороги на працюючих повинні бути одіті сигнальні оранжеві жилети.

При переході з приладом з одного місця роботи на інше дозволяється, при відсутності тротуару, йти по проїжджій частині вулиці автодороги назустріч руху транспорту.

Особливу обережність слід дотримуватись при обході транспортних засобів або інших перешкод, обмежуючих огляд проїжджої частини.

Під час виконання робіт на проїжджій частині доріг забороняється:

- залишати на дорозі без нагляду геодезичні інструменти та обладнання;

- використовувати замість вишок сторонні предмети, створюючи при цьому аварійну ситуацію у випадку провішування ліній по осі дороги;

- проводити роботи на дорогах в туман, заметіль, грозу при ожеледиці;

- під час перерв в роботі знаходитися на проїжджій частині доріг усіх категорій;

При виконанні промірів сторін планово-висотної мережі стрічкою або рулеткою виключаються випадки перетаскування стрічки або рулетки на проїжджу частину дороги.

Під час роботи на автодорожніх мостах до 50 м повинні виділятися з числа робітників регулеровщики-сигнальщики, які зобов'язані спостерігати за рухом транспорту і подавати сповіщаючи сигнали робітникам.

Працюючі при отриманні сигналу про рух транспортних засобів повинні йти з проїжджої частини моста або небезпечного місця за межі моста.

При роботі на мостах більш 50 м працюючі повинні переховуватись на спеціальних майданчиках, які є в конструкціях мостів.

При виконання робіт на полотнині залізниці варто виставляти сигнальників (один перед по ходу, інший позаду) на таких місцях, відкіля можна знайти і попередити техніка умовним знаком про приближений потяга, на відстані не менш 1 км. Усі члени бригади повинні працювати в жовтогарячих демаскуючих жилетах.

На автомобільних дорогах сигнальники-регулювальники вставляються за 50-100 м по обох сторонах від місця роботи техніка. Побачивши сигнал про наближення потяга, робітники повинні піти зі шляху на узбіччя (знаходитися на відстані 2 м від крайньої рейки).

Небезпечно працювати на шляхах залізних і шосейних доріг у грозу, заметіль, туман. При наближенні грози і т.п. працюючі на дорогах завчасно повинні піти з полотнини дороги в намети табору. Не можна залишати на дорогах без нагляду геодезичні прилади, штативи, рейки й інше устаткування. При вимірах ліній сталевою стрічкою чи рулеткою поблизу рейок електрифікованої залізниці не можна допускати зіткнення стрічки з рейками.

Список використаної літератури

1. Топографо-геодезична та картографічна діяльність. Законодавчі та нормативні акти. Частина 1.

2. Геодезія, Грабовий В.М., Житомир, 2006 р.

3. Геодезия, Селиханович В.Г., Москва, Недра, 2000 р.

4. Высшая геодезия, В.А. Асур, М.Н. Кутузов, М.М. Муравин, Москва, Недра, 2001р.

5. Інструкція про типи центрів геодезичних пунктів -- К.: ГУГКіК, 2002 р.

Размещено на Allbest.ru