Проектування планової і висотної основи топографічного знімання

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗМІСТ

Вступ

1. Призначення робіт. Характеристика об'єкта

1.1 Призначення робіт

1.2 Фізико-географічна і економічна характеристика об'єкту

1.3 Вивченість об'єкта в топографо-геодезичному відношенні

2. Створення планової основи

2.1 Проектування полігонометричних ходів 4 класу 1і 2 розрядів

2.2 Оцінка проектів полігонометричних ходів

2.3 Вибір типів центрів для мереж згущення 4 класу, 1і 2 розрядів

2.4 Методика камеральної обробки полігонометричних ходів

3. Проектування пунктів знімальної мережі прямими та зворотніми засічками

3.1 Пряма засічка

3.2 Зворотня засічка

3.3 Вибір типів центрів для закріплення пунктів знімальної основи

4. Створення висотної основи

4.1Проектування висотної основи

4.2 Методика польових робіт

Висновки

Список використаної літератури

ВСТУП

полігонометричний засічка висотний польовий

Важлива роль при вирішенні завдань топографо-геодезичного виробництва відводиться технічному проектуванню. Від якості виконання технічного проектування безпосередньо залежить успіх топографо-геодезичних робіт. Великомасштабні топографічні знімання не перестають бути актуальними для сучасності і майбутнього нашої держави при розв'язанні питань проектування капітального будівництва і експлуатації цивільних, промислових, гірничих та сільськогосподарських підприємств усіх галузей. Виконання таких знімань у масштабах 1:5000, 1:2000 і крупніше проводиться на основі технічного проекту, який визначає обсяги, трудові витрати, вартість, основні технічні умови та організацію виконання топографо-геодезичних робіт.

У даній курсовій роботі виконано проектування планової і висотної основи топографічного знімання в масштабі 1:25000 на Чорноморському об'єкті. Топографічні плани масштабу 1:25000 будуть використані для розробки проекту сільськогосподарського підприємства на даній території.

Робота складається із чотирьох розділів. Перший розділ містить фізико-географічну та економічну характеристики Чорноморського району. Також тут висвітлена вивченість даного об'єкта в топографо-геодезичному відношенні. Другий розділ присвячений створенню планової основи топографічного знімання. Зокрема, здійснено проектування полігонометричних ходів 4 класу і 1 та 2 розрядів, виконана оцінка точності їх проектів, вибрані типи центрів для закріплення на місцевості й описана методика польових робіт. Третій розділ містить інформацію про проектування пунктів знімальної мережі методом прямої та зворотньої засічок, оцінку точності їх запроектування. В четвертому розділі виконано проектування висотної основи та описано методику польових робіт при виконанні її на місцевості.

1. ПРИЗНАЧЕННЯ РОБІТ. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБ'ЄКТА

1.1 Призначення робіт

На Чорноморському об'єкті необхідно побудувати планову і висотну основу для топографічного знімання в масштабі 1:25000, яке буде використано для розробки проекту сільськогосподарського підприємства на даній території.

Вихідними даними є два пункти тріангуляції. Перший розташований у селі Зоряне, займає центральне положення (3 кл.). Другий розміщений у селі Великі Броди у південно-східній частині карти, (3 кл., Rp IV кл.). Між вихідними пунктами необхідно запроектувати полігонометричний хід 4-го класу, пункти якого потрібно згустити ходами 1-го та 2-го розрядів. Також треба запроектувати 2 пункти знімальної мережі методами прямої і зворотної засічок.

Висотну основу необхідно згустити технічним нівелюванням, яке буде проходити між вихідними пунктами.

1.2 Фізико-географічна і економічна характеристика Чорноморського району

Фізико-географічне положення

Чорноморський район розташований у північно-західній частині АР Крим, його межі збігаються з межами Тарханкутського півострова. Чорноморський район межує зі сходу з Роздольненським районом, з півдня і південного сходу з Сакським районом, на північному заході омивається Каркинітською затокою Чорного моря, а на південному сході - озером Донузлав. Берегова протяжність становить 150 км .

Найзахідніша точка Криму і Чорноморського району - мис Прибійний - тупий, скелястий, складений вапняками. З півночі замикає Караджинську бухту.

Загальні відомості про Чорноморський район

Площа Чорноморського району складає 1508,6 тис. кв. км, від загальної території автономії - 5,7% , відстань від районного центру селища Чорноморське до столиці автономії Сімферополя - 140 км.

На території району знаходяться 34 населених пункти, одна районна, одна селищна і 10 сільських рад.

Населення району складає -32,1 тис. осіб. Щільність населення становить 42,7 чол. / кв.км. Національний склад: росіяни - 53 % , українці - 29 % , кримські татари - 12,6 % , білоруси - 0,015 %.

У Чорноморському районі 24 освітніх установ: 8 дитячих садків, 15 загальноосвітніх шкіл, 1 філія Євпаторійського професійно-будівельного ліцею.

Також 30 установ охорони здоров'я: Центральна районна лікарня, 8 амбулаторій, 21 ФАП.

Рельєф

Тарханкутський півострів являє собою хвилясту рівнину, розчленовану долинами і балками. Рельєф Чорноморського району піднесений, більшу частину займає Тарханкутська височина (її висота до 179 м над рівнем моря), складена вапняками. Береги в основному урвисті, але є і піщані пляжі, морські бухти. Бухти рясніють підводними гротами і печерами.

Рельєф Тарханкутської піднесеної рівнини відрізняється великою складністю : на сході розташоване Східно-Тарханкутське плато, що досягає висоти 120-130 м, а в західній частині в рельєфі виражені чотири пасма, які змінюються з півдня на північ, розділені зниженнями. Поверхня рівнини сильно розчленована : в пониженнях pозташовані довгі та порівняно пологі балки, більш короткі і круті яри прорізають схили пасм. Неглибоке залягання неогенових вапняків і часті виходи їх на денну поверхню обумовлюють досить широкий розвиток карсту (невеликі гроти і печери). Закарстованість вапняків різна : в одних місцях вона проявляється на глибину кілька десятків метрів, в інших - до 100-120 м, в третіх - закарстована вся їх товща .

У прибережній зоні Тарханкутської піднесеної рівнини є ряд соляних озер лиманного типу : Джарилгач, Бакальське, Панське, Лиман і Донузлав. Останнє озеро представляє собою велику водойму, витягнуту більш ніж на 30 км у північно-східному нaпрямі і досягає глибини понад 25 м. Береги озера звивисті, переважно обривисті .

Береги Тарханкутської піднесеної рівнини високі (30-50 м), обривисті . Механічна та розчиняюча дія води зумовила велику розчленованість берегового обриву, формування пластових ступенів з масою різного роду поглиблень, ніш, гротів і печер. На Джангульській ділянці узбережжя , яка простягається на 5 км на північ від мису Kapa-Мурун , розвинені зсуви. В основі високого (до 60 м) берегового обриву залягають сарматські глини, тeрраси , бугри , вали і брилові розвали .

Клімат

Клімат Чорноморського району помірно теплий, степовий, з жарким посушливим літом і м'якою зимою. Характерні часті вітри. В основному це бризи, що змінюють свій напрямок два рази на добу (вдень вони дмуть з моря на сушу, а вночі - навпаки).

Чорноморський район не поступається знаменитим кримським курортам по великій кількості сонячного світла. Середньорічна кількість годин сонячного сяйва становить 2300-2400 (для порівняння: в Сочі - 1980). Середньорічна температура повітря на території Чорноморського району складає 9,9-11,9 градусів. Для порівняння: в передгірному Криму цей показник складає 8-10 градусів.

У різні роки на території Чорноморського району випадає неоднакова кількість опадів. Їх величина може коливатися від 120-220 мм до 500-750 мм на рік. Для порівняння: на Південному березі Крима - від 169-260 мм до 800-1000мм на рік.

Важливим показником клімату є відносна вологість повітря. Для Чорноморського району її середньорічний показник складає 70-75 %. Найнижча відносна вологість спостерігається влітку, вона складає 66-74 % і нижче.

Водні ресурси

Тарханкутський півострів, на якому знаходиться Чорноморський район, омивається Чорним морем (з півночі - Каркинітською затокою, з півдня - Каламітською). На території Чорноморського району річок немає, але об'єкт рясніє балками різної протяжності. Найбільш відомі балки: Великий і Малий Кастель, Кипчак, Ожинова, Очеретай, Глядова. Найглибшою балкою є Великий Кастель, яка досягає 30 метрів в глибину.

Підземні води рівнинного Криму використовуються для водопостачання і зрошення. Але Чорноморський район, як і Кримський півострів в цілому, обіднілий прісними підземними водами. Тому необхідне дбайливе ставлення до них - вода накопичується і очищується (внаслідок природньої фільтрації ) не так швидко , як її використовує людина . У деяких місцях підземні води виходять на поверхню. Умови їх розповсюдження і формування визначаються, в основному, кліматичними і геологічними факторами. Максимальна глибина залягання грунтових вод, що досягає 60-75 м, зазначена в центральній частині Тарханкутського півострова.

На території Чорноморського району грунтові води розвантажуються джерелами на узбережжях моря та озер. Тут спостерігається значна мінералізація грунтових вод морськими.

Існують досить великі для цих місць джерела, наприклад, поблизу с. Водопойне (дебіт 40 л). У раніше існувавшему с. Родники, завдяки підйому підземних вод на поверхню грунту, біля одного з великих карстових джерел було споруджено водоймище місткістю близько 8 тис. куб. м. В даний час водоймище не використовується по призначенню.

Для Чорноморського району дуже важливою є проблема забезпечення водою. Зі спеціально пробурених свердловин вода за допомогою насосів подається в населені пункти. У межах Тарханкуту налічується кілька водоносних горизонтів , але через надмірне споживання (особливо в літній період) чистої прісної води не вистачає . Джерела глибшого горизонту сильно мінералізовані або мають неприємний запах через вміст у них сірководню. На окремих площах мінералізація води досягає 8-8,5 г / літр.

Грунти

На території Чорноморського району, якому притаманна степова рослинність, найбільш поширені грунти чорноземного типу. Наявність його в Криму довів своїми дослідженнями В. В. Докучаєв у 1878 р.. Чорноземи, притаманні даному району, можна поділити на 3 групи:

щебенюваті чорноземи на елювії карбонатних порід, що сформувалися під петрофітними (кам'яними) степами;

південні чорноземи на лесових породах та щільних глинах, які утворилися під типчаково-ковиловими степами;

солонцюваті чорноземи, які утворилися на лесовидних породах.

Карбонатні чорноземи найбільш поширені на височинах і утворюються на лесовидних суглинках , дрібнозернистих , малощебенчатих і кам'янистих продуктах вивітрювання вапняків, на червоно-бурих глинах .

У рівнинному Криму в умовах посушливого клімату і розрідженого травостою на лесовидних породах сформувався так званий південний чорнозем: важкосуглинистий і глинистий. Зими тут досить м'які і біохімічні процеси в грунтах (діяльність мікроорганізмів) проходять майже цілий рік. У зв'язку з цим відбувається більш інтенсивне розкладання органічних речовин і формується чорнозем з невеликим вмістом гумусу (3-4 %). Південний чорнозем вимагає фосфорних добрив. У зв'язку з важким ( глинистим ) механічним складом південний чорнозем під час дощу запливає, а при висиханні покривається кіркою. Незважаючи на це, південний чорнозем є все ж таки найкращим з грунтів Чорноморського району.

У зв'язку з розвитком гумусових горизонтів чорноземи поділяють на середньоглибокі і малопотужні . Для грунтів Чорноморського району взагалі характерний низький вміст фосфору.

Значне поширення мають також дерново-карбонатні грунти, що сформувалися під томілярами.

Менш поширені на території району темно-каштанові і лучно-каштанові грунти, які зустрічаються на низинах. Вони містять гумусу від 2,5 до 3 %. Ці грунти сформувалися в умовах посушливого клімату під впливом злакової і полинно-злакової рослинності.

Вздовж моря простягаються солонці і солончаки. Ці грунти дуже сильно засолені.

Рослинність

Для Тарханкутського півострова домінуючою рослинністю завжди була степова. Також на території Чорноморського району поширена ковилово-типчакова, злакова, різнотравна рослинність, в балках зустрічаються чагарникові зарості. Великі площі зайняті сільськогосподарськими угіддями, в тому числі садами, виноградниками та пасовищами.

Тваринний світ

Тваринний світ Чорноморського району характерний для степової смуги. Це птахи (близько 100 видів), їжаки, ховрахи, зайці, лисиці, тхори, летючі миші. Рідко, але зустрічається по балках або в скулях степова гадюка. Це єдина отруйна змія в Криму.

Економіка

Основні галузі Чорноморського району - промисловість, туризм, охорона здоров'я, сільське господарство, торгівля.

На території району знаходяться 5 промислових підприємств , 36 підприємств АПК (з них 18 селянсько-фермерських господарств).

Промислові підприємства Чорноморського району: Тарханкутська вітряна електростанція, маслозавод, інкубаторо-птахорозвідна станція, побутовий комбінат з майстернею пошиття одягу, фотографією. Підприємницьку діяльність здійснюють 1967 суб'єктів малого бізнесу.

Проектна потужність Тарханкутської ВЕС 70 МВт. Будівництво було розпочато в 1996 році, станом на 2009 рік встановлена потужність ВЕС становить 15,5 МВт і видається в мережу 35 кВ по двом ПЛ до ПС 110 кВ «Тарханкут».

Сільське господарство Чорноморського району спеціалізоване в зерново- тваринницькому напрямі, виноградарстві, садівництві, овочівництво, а також на обробці ефіроолійних культур. Площа сільськогосподарських угідь складає 127,2 тис. га .

На півострові Тарханкут влаштувалася газова столиця Криму. Чорноморський район з 60-их років перетворився на центр газодобувної промисловості Криму. У 1965 р. розвідано Глібовське родовище, яке послужило сировинною базою для розвитку газодобувної галузі Криму.

Слід зазначити,що у сфері економічного розвитку Криму протягом трьох кварталів 2013 року першість утримував Чорноморський район.

Транспортні шляхи

Вантажні та пасажирські автомобільні перевезення автопідприємствами району здійснюються в міському, приміському та міжміському напрямку.

Автомобільні дороги загальнодержавного і місцевого значення складають 292,9 км.

Курортно-рекреаційний потенціал

Рекреаційно-туристричний комплекс Тарханкуту - це сукупність зв'язаних між собою галузей і підприємств, об'єднаних загальною метою цілорічного використання курортів півострова в цілях відновного лікування, медичної реабілітації і оздоровлення населення України, ближнього і далекого зарубіжжя, а також використання природних, лікувальних,соціально-культурних і виробничо-економічних ресурсів Тарханкуту.

Рекреаційно-туристичний комлекс Кримського півострова включає понад 3 тисячі об'єктів природного і антропогенного характеру, з них 5 % зосереджені в Чорноморському районі.

Тарханкутське плоскогір'я - унікальний, екологічно чистий куточок природи з цілющим кліматом і неповторною природою.

Тарханкутський півострів - прекрасне місце для занять дайвінгом. Унікальний рельєф, найчистіша вода, велика кількість морської флори і фауни.

Півострів славиться вітрами і відсутністю штормів, тому добре підходить для занять кайт-серфінгом і віндсерфінгом.

Багатий Тарханкут і на цілющі грязі, особливу цінність мають грязі села Міжводне, яке знаходиться на території Чорноморського району.

Розташування Чорноморського району створює унікальний мікроклімат для відпочинку і відновлення здоров'я.

1.3 Вивченість об'єкта в топографо-геодезичному відношенні

1) Пункт ДГМ 3 класу Зоряне розташований в селі Зоряне, займає центрально положення на карті. Населення складає 0,27 тисяч жителів. На північному сході від вихідного пункту, на віддалі 1125 м знаходиться пункт ДГМ Багряне. Кількість жителів становить 0,31 тис.. На південному заході від пункту, на віддалі 1075 м знаходиться пункт ДГМ Кушівка, населення якого складає 0,38 тисяч жителів. На півдні від вихідного пунтку, на віддалі 450 м знаходиться пункт ДГМ 178,4, висота якого 178,4 м.

На заході та північному заході від пункту, на віддалі 450 м є луки. На півночі від пункту (віддаль 625 м), а також на північному сході (віддаль 300м) розташовані фруктові сади. На півночі і на північному сході зустрічаються кущі.

На північному заході від пункту ДГМ Зоряне, на віддалі 825 м тече річка Крива.

2) Пункт ДГМ 3 класу Великі Броди, репер 4 класу розташований у селі Великі Броди, яке розміщене на південному сході. Населення складає 0,3 тисяч жителів. На північному заході від вихідного пункту, на віддалі 1150 м знаходиться пункт ДГМ Федорівка. Кількість населення становить 0,90 тисяч чоловік. На півночі від пункту, на віддалі 1750 м знаходиться пункт ДГМ 171,8, висота якого 171,8 м.

На заході, на віддалі 475 м від вихідного пункту, з півдня на північ простягається автомобільна дорога з удосконаленим покриттям. Ширина проїжджої частини 13 м, ширина земляного полотна 17 м. Зі сходу на захід через пункт проходить ґрунтова дорога. На північному сході від пункту, на віддалі 675 м розташований дерев'яний міст довжиною 30 м і шириною 6 м.

На півночі від пункту, на віддалі 875 м є хвойний ліс, де ростуть сосни висотою 15 м, з товщиною стовбура 0,25 м; середня відстань між деревами 5 м. На півночі (віддаль 875 м), північному сході (віддаль 275 м) і заході (віддаль 300 м) знаходяться фруктові сади.

З північного заходу на південний схід тече річка Кубодта, глибина якої 0,5, довжина 17, швидкість течії 0,1 м/с.

3) Пункт тріангуляції третього класу розташований у південно-західній частині карти. Він закладений на висоті 171,8м поблизу автомобільної дороги. Автомобільна дорога асфальтована, ширина проїжджої частини - 13м, ширина земляного полотна становить 17м.

На півдні від пункту розташований населений пункт Федорівка. Кількість населення становить 900 чоловік, у населеному пункті є школа, 2 церкви . На околицях міста є фруктові сади загальною площею 1,8 га. На північному сході , на віддалі 1 км від пункта розташований мішаний ліс: середня висота - 25 м, середня товщина стовбурів становить 25 см, а середня відстань між деревами 5м. На віддалі 1400 м розташована гора Лісова, її висота становить 150,2м. На схід від пункта, на віддалі 950м, протікає річка Куболта, уріз води становить 126,6.

На південний схід від пункта, на віддалі 875 м, розташований сосновий ліс середня висота дерев - 15 м, середня товщина стовбурів становить 25 см, а середня відстань між деревами 5м.

2. СТВОРЕННЯ ПЛАНОВОЇ ОСНОВИ

2.1 Проектування ходів 4 класу, 1 та 2 розядів

Полігонометричні мережі 4 класу, 1 і 2 розрядів створюють для згущення державних планових геодезичних мереж 1, 2 і 3 класів, яких недостатньо для виконання топографічних знімань. Згущення здійснюють до тих пір, поки не буде забезпечена необхідна щільність пунктів, яка забезпечить умови для виконання топографічного знімання.

Полігонометричні мережі 4 класу, 1 і 2 розряду для територій поза населеними пунктами проектують на топографічних картах, як правило, масштабів 1:25000-1:10000, а для територій, що знаходяться в населених пунктах або на будівельних майданчиках -- на планах масштабів 1:5000 та 1:2000.

Полігонометричні мережі проектують у вигляді окремих ходів або систем з однією або кількома вузловими точками.

При проектуванні дотримуються технічних вимог “Інструкції” [1].

Вони представлені в табл. 3.1. Проектується прив'язка полігонометричних ходів 4 класу, 1 і 2 розряду до пунктів державної геодезичної мережі. Висячі ходи не допускаються.

Віддалі між пунктами паралельних ходів полігонометрії одного і того ж класу чи розряду повинні бути не меншими у полігонометрії 4 класу -- 2.5 км, у полігонометрії 1 розряду -- 1.5 км.

При менших віддалях найближчі пункти паралельних ходів повинні бути зв'язані ходами відповідного класу чи розряду [1, п.4.1.4].

Таблиця 2.1 - Технічні характеристики мереж полігонометрії

Показники	4 клас	1 розряд	2 розряд
Гранична довжина ходу, км: окремого між вихідною і вузловою точками між вузловими точками	14,0 9,0 7,0	7,0 5,0 4,0	4,0 3,0 2,0
Граничний периметр полігону, км	40	20	12
Довжини сторін ходу, км: найбільша найменша середня	3,00 0,25 0,50	0,80 0,12 0,30	0,50 0,08 0,20
Кількість сторін у ході, не більше	15	15	15
Відносна помилка ходу, не більше	1:25000	1:10000	1:5000
Середня квадратична помилка виміряного кута (за нев'язками у ходах і в полігонах), кутові секунди, не більше	3	5	10
Кутова нев'язка ходу або полігона, кутові секунди, не більше, де n+1 -- кількість кутів у ході
Середня квадратична помилка вимірювання довжини сторони, см: до 500 м від 500 до 1000 м понад 1000 м	1 2 1:40000	1 2 --	1 -- --

2.2 Оцінка проектів полігонометричних ходів

На даному об'єкті запроектовано 1 полігонометричний хід 4 класу. Перший запроектовано від пункта ДГМ 3 класу Зоряне (знаходиться в центральній частині карти) до пункта ДГМ 3 класу Великі Броди (розташований у південно-східній частині карти). Хід пролягає з центру на південний схід.

Під час проектування я керувалася нормативними вимогами, що приведені в таблиці 2.1. Характеристики запроектованого ходу 4 класу наводжу в таблиці 2.2.1

Згущення полігонометричної мережі 4 класу здійснила полігонометричними ходами 1 та 2 розрядів. Характеристики запроектованих ходів 1 та 2 розрядів наведено в таблиці 2.2.2

Запроектовані на карті мережі підлягають попередній оцінці, при якій встановлюється очікувана точність полігонометричних мереж і відповідність її вимогам Інструкції [3].

Для того щоб виконати оцінку проектів полігонометричних ходів потрібно обчислити:

середню квадратичну помилку найбільш слабкої точки ходу;

очікувану нев'язку ходу ;

відносну нев'язку ходу і порівняння її з гранично допустимою величиною для даного класу або розряду полігонометрії.

Очікувана середня квадратична помилка М найбільш слабкої точки ходу може бути обчислена за формулою

. (2.1 )

В формулі (2.1) 1-й член правої частини виражає вплив помилок лінійних вимірювань, 2-й член - вплив помилок кутових вимірювань.

Для світловіддалемірів величину [] розраховують:

, (2.2 )

де - середня квадратична помилка вимірювання лінії середньої довжини, яку згідно з Інструкцією [3] приймають:

1 см для ліній довжиною до 500м,

2 см для ліній від 500 до 1000 м,

для ліній, довших, ніж 1000м,

n - кількість ліній в ході;

Крім цього, в формулі (2.1):

m_в - середня квадратична помилка вимірювання кутів в даному класі полігонометрії (4 клас - 3", 1 розряд - 5")

[S] - довжина ходу.

Очікувана нев'язка ходу ѓ може бути визначена як подвійна величина М, тобто

ѓ=2М (2.3)

Очікувану відносну помилку ѓ_відн обчислюють за формулою

(2.4)

Ця величина не повинна перевищувати гранично допустимої відносної помилки ходу , яка передбачена Інструкцією [3] (для полігонометрії 4 класу - , для 1 розряду - ).

Нижче наведені розрахунки оцінки точності запроектованих мною полігонометричних ходів.

Загальна площа території становить:

Кількість сторін:

Таблиця 2.2.1 - Характеристика запроектованого ходу 4 класу

Пор. №	Показник	4 клас
1	Периметр ходу [S], м	4700
2	Кількість сторін ходу n	8
3	Мінімальна сторона Smin, м	300
4	Максимальна сторона Smax, м	1150
5	Середня сторона Sсер=[S]/n, м	587,5
6	Середня квадратична помилка вимірювання кутів, mв	3?
7	Гранична кутова нев'язка в ході ѓв	14,?14
8	Середня квадратична помилка вимірювання сторін (для Sсер) ms , см	2 2
9	Очікувана відносна нев'язка ходу

Для 4 класу:

Отже, полігонометричний хід 4 класу відповідає необхідній точності.

Таблиця 2.2.2 - Характеристика запроектованих ходів 1 та 2 розряду

Пор. №	Показник	1 розряд	2 розряд
1	Периметр ходу [S], м	8525	5425
2	Кількість сторін ходу n	13	14
3	Мінімальна сторона Smin, м	225	100
4	Максимальна сторона Smax, м	800	500
5	Середня сторона Sсер=[S]/n, м	655,8	385,7
6	Середня квадратична помилка вимірювання кутів, mв	5?	10?
7	Гранична кутова нев'язка в ході ѓв	36,?05	74,?83
8	Середня квадратична помилка вимірювання сторін (для Sсер) ms , см	2	1
9	Очікувана відносна нев'язка ходу

Для 1 розряду:

Отже, полігонометричний хід 1 розряду відповідає необхідній точності.

Для 2 розряду:

Отже, полігонометричний хід 2 розряду відповідає необхідній точності.

2.3 Вибір типів центрів для мереж згущення 4 класу, 1 та 2 розрядів

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 місцевості, де вони закладаються.

Пункти геодезичних мереж 4 класу, 1 і 2 розрядів закріплюють центрами відповідно до вимог, що викладені в діючій Інструкції про типи центрів геодезичних пунктів [4].

Виготовлення центрів здійснюється, як правило, централізованим шляхом за замовленнями геодезичних організацій на заводах залізобетонних конструкцій. При цьому використовуються багатосекційні опалубки, вібратори для ущільнення бетону, бетонозмішувачі та інша техніка.

Закладання центрів здійснюється з допомогою техніки (автоямобурів, екскаваторів) або вручну.

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

Врахувавши фізико-географічні особливості місцевості, для закладання пунктів запроектованих ходів я вибрала центри типу У15Н, У15 та тип 143.

Тип центру У15Н застосовують для пунктів полігонометричних мереж 4 класу (не вузлових і не суміжних з вузловими), а також для пунктів полігонометрії 1 і 2 розрядів на незабудованих територіях. Пункти закріпляються монолітами, висота яких становить 70-75см. На рисунку 2.1 показана конструкція цього центру та його розміри. Зовнішнє оформлення центрів типу У15Н виконують обкопуванням круглої (у плані) форми з канавою шириною 50 см зверху, 20 см знизу і глибиною 30 см (рис 2.2). Внутрішній радіус обкопування 1,3 м. Над центром насипають курган висотою 10 см.

Рис. 2.1 - Центр пункту полігонометрії, трилатерації і тріангуляції 4 класу, 1 і 2 розрядів для незабудованої території (тип У15Н)



Рис. 2.2 - Зовнішнє оформлення центру типу У15Н.

Тип центру У15 застосовують для пунктів полігонометричних мереж 4 класу (не вузлових і не суміжних з вузловими), а також для пунктів полігонометрії 1 і 2 розрядів на території райцентрів, міст, селищ, сільських населених пунктів. Пункти закріпляються монолітами, висота яких становить 70см. Бетонний моноліт виконаний у вигляді трапеції з довжиною нижньої основи 20 см, верхньої - 12 см. На рисунку 2.3 показана конструкція цього центру.

Рис. 2.3 - Центр пункту полігонометрії, трилатерації і тріангуляції 4 класу, 1 і 2 розрядів для територій райцентрів, міст, селищ, сільських населених пунктів (тип У15)

На забудованих територіях пункти полігонометрії також можуть бути закріплені стінними знаками. Загальний вигляд стінного знаку типу 143 показано на рис 2.4.

Рисунок 2.4 - Стінний знак типу 143

У 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.

2.4 Методика камеральної обробки полігонометричних ходів

Камеральна обробка полігонометричних ходів складається з двох етапів: попередньої обробки результатів польових спостережень і вирівнювальних обчислень. В даному підрозділі коротко опишемо методику попередньої обробки результатів польових спостережень.

Польові журнали повинні бути належним чином оформлені і перевірені. Всі обчислення, в тому числі контрольні, виконують у дві руки.

Обчислення ліній, приведених на рівень моря і на площину в проекції Гауса-Крюгера. У довжини ліній, які приведені до горизонту, вводять поправку за наведення на рівень моря за формулою:

(2.5)

де H_m -середня висота лінії над рівнем моря, яка обчислюється як середнє арифметичне з висот кінців лінії:

(2.6)

R_m - радіус кривизни земного еліпсоїда в точці m, що лежить посередині лінії. Його можна знайти за спеціальними таблицями як функцію широти точки;

S' - виміряна лінія і приведена до горизонту.

Оскільки в Україні від'ємні висоти точок земної поверхні на суші відсутні, то поправки ДS_H завжди будуть від'ємними.

Поправку за редукування лінії на площину у проекції Гауса-Крюгера обчислюють за формулою:

(2.7)

де Y_m - віддаль точки m, що лежить посередині лінії, від осьового меридіану.

Складання робочої схеми полігонометричного ходу. Робоча схема складається тушшю на креслярському папері в масштабі 1:50000 або 1:25000. Спочатку наносять вхідні пункти за координатами, потім інші пункти ходу графічно за допомогою транспортира та лінійки. Виписують номери або назви пунктів, значення кутів і сторін, значення вихідних дирекційних кутів. Схему складають в умовних знаках.

Обчислення кутової нев'язки ходу та порівняння її з допустимими значеннями. Кутова нев'язка розімкненого полігонометричного ходу обчислюється за формулою:

(якщо виміряні ліві по ходу кути) (2.8)

(якщо виміряні праві по ходу кути) (2.9)

Для замкненого ходу нев'язку знаходять за формулою:

(2.10)

У цих формулах - сума виміряних кутів,

n - кількість сторін полігонометричного ходу.

Отримані нев'язки порівнюють із допустимими значеннями, які регламентуються інструкцією:

для полігонометричного ходу 4 класу (2.11)

для полігонометричного ходу 1 розряду (2.12)

Якщо , роблять висновок, що якість кутових вимірів відповідає необхідним технічним вимогам. У випадку, коли необхідно обчислити наближені координати пунктів без вирівнювання, нев'язку розподіляють порівну в усі виміряні кути і подальші обчислення координат виконують за виправленими кутами.

Обчислення нев'язок. За виправленими кутами обчислюють дирекційні кути сторін ходу:

 (2.13)

(2.14)

де і - дирекційні кути попередньої та наступної сторін ходу;

та - ліві та праві кути ходу.

Приростки координат обчислюють за відомими формулами:

(2.15)

(2.16)

а нев'язки у координатах за формулами:

якщо хід розімкнений

(2.17)

(2.18)

якщо хід замкнений

(2.19)

За нев'язками f_x та f_y обчислюють абсолютну лінійну нев'язку в периметрі ходу

(2.20)

Відносну нев'язку знаходимо таким чином:

 (2.21)

де [S] - периметр ходу, і порівнюють її з допустимою, яка наведена в інструкції:

для 4 класу

для 1 розряду.

Якщо , роблять висновок, що прокладений хід відповідає необхідним технічним вимогам.

Далі потрібно виконати нестроге роздільне вирівнювання приростків координат, розділивши нев'язки f_x та f_y за формулами:

(2.22)

(2.23)

де V_Xi, V_{Y i} - поправки у приростки координат і-ї сторони, обчислені за попередньо виправленими кутами; - периметр ходу; S_i - довжина і-ї сторони.

Після цього за виправленими приростками координат обчислюють

наближені координати пунктів полігонометричного ходу за формулами:

(2.24)

3. ПРОЕКТУВАННЯ ПУНКТІВ ЗНІМАЛЬНОЇ МЕРЕЖІ ПРЯМИМИ ТА ЗВОРОТНІМИ ЗАСІЧКАМИ

3.1 Пряма засічка

Визначення пункта з прямої багаторазової засічки здійснюється як мінімум з трьох пунктів державної геодезичної мережі або мережі згущення, які знаходяться від пункта , що визначається, на відстані від 0,3 до 5,0 км. Використання одноразових засічок на виробництві не дозволяється, оскільки вони є безконтрольними. Схема прямої багаторазової засічки зображена на рисунку 3.1. Найбільш вигідним вважається варіант, коли кути і в точці близькі до , а відстані з пунктів до точки приблизно рівні.

При цьому слід пам'ятати: чим менші сторони , і , тим точнішими будуть визначення координат точки .

Рисунок 3.1 - Схема прямої багаторазової засічки

Оцінку проекту виконують окремо для двох одноразових засічок: з точок і та з точок і .

Середня квадратична помилка визначення координат пункта може бути обчислена за формулами:

З першої засічки

(2.25)

з другої засічки

(2.26)

де - середня квадратична помилка вимірювання кутів, яку приймають для знімальних мереж рівною ;

віддалі - визначені з карти, в метрах;

- кута при точці Р, виміряні на карті.

За остаточне значення приймають середнє вагове

(2.27)

Якщо не перевищує 1м (для знімань в масштабі 1:5000), роблять висновок, що запроектована засічка відповідає необхідним технічним вимогам.

Вихідні дані:

S₁=675м

S₂=400м

S₃=500м

З першої засічки

<1

з другої засічки

<1

Середнє вагове значення :

М_р не перевищує 1 м, тобто запроектована засічка відповідає необхідним технічним вимогам.

3.2 Зворотня засічка

Визначення пункта зворотною засічкою здійснюється як мінімум на 4 вихідні пункти (рис. 3.2), які знаходяться на віддалях 0,3-5 км від пункта.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Найбільш вигідним є варіант, коли точка лежить посередині чотирикутника, утвореного вихідними пунктами.

Сумнівні результати можуть бути одержані у випадку, коли точка Р знаходиться поблизу кола, яке проходить через вихідні пункти. Задача стає невизначеною, якщо точка лежить на цьому колі (рис. 3.3). Таке коло називається «небезпечним».



Рисунок 3.3 - Схема «небезпечного» кола

Оцінку проекту зворотної засічки зручно виконувати графічним методом. Виконують її окремо для двох варіантів одноразових засічок на 3 напрямки. Вибирають два з чотирьох варіантів, які найбільше підходять за розміщенням для зворотної засічки.

Методика оцінки проекту полягає в наступному (варіант на пункти ).

На чистому аркуші ставлять точку і з неї проводять промінь, який приймають за напрямок на пункт , від нього відкладають кути і і проводять через них промені в напрямках і (рис 3.4).

Рисунок 3.4 - Оцінка проекту зворотної засічки

На променях , , , відкладають в певному масштабі, наприклад 1:5000, відповідно величини , , , які являють собою значення обернені до відстаней , , . При цьому радіан беруть в секундах (), - в метрах. Величини мають розмірність .

Сполучивши точки , отримують трикутник зі стороною , яка лежить проти кута , стороною , яка лежить проти кута або і третьою стороною . Цей трикутник називають оберненим.

Середня квадратична помилка в положенні пункта може бути визначена за формулою

(2.28)

де - середня квадратична помилка вимірювання напрямку

, , - довжини сторін оберненого трикутника, визначені графічно в тому ж прийнятому масштабі, - площа оберненого трикутника, яку можна обчислити як

, (2.29)

де - висота, проведена з вершини на , або за формулою Герона

, (2.30)

де .

Оскільки площа має розмірність ,

- в , корінь має розмірність , то отримаємо в метрах.

Аналогічну оцінку виконують для другого варіанту зворотної одноразової засічки, наприклад на пункти і отримують друге значення .

За остаточне значення приймають середнє вагове

(2.31)

Якщо не перевищує 1м знімань (для знімань в масштабі 1:5000), роблять висновок, що запроектована засічка відповідає необхідним технічним вимогам.

Вихідні дані:

S₁=1125 м

S₂=625 м

S₃=900 м

S₄=1000 м

Перший варіант зворотньої засічки:

Р=

F=

=<1

Другий варіант зворотньої засічки:

Р=

F=

=<1

Остаточне значення СКП:

М_р =<1

Запроектована засічка відповідає технічним нормам.

3.3 Вибір типів центрів для пунктів знімальної основи

Пункти знімальної мережі закріплюють на місцевості центрами, що забезпечують тривале збереження пунктів та тимчасовими центрами з метою збереження їх на час знімальних робіт.

Найбільш поширено використовують такі типи центрів тривалого збереження:

бетонний паралелепіпед з розмірами 10^х10^х70, у вершину якого закладають штир або кований цвях (Рис. 3.5).

металева труба, штир, залізний костиль, які закріплюють цементним розчином у бетонні основи різноманітних споруд, на ділянці землі з твердим покриттям або в скелі (Рис. 3.6).

пень свіжозрубаного дерева, діаметром не менше 15 см, що оброблений у вигляді стовпа із вирізом для напису, поличкою і забитим кованим цвяхом (Рис. 3.7 ).

Бетонні центри тривалого збереження закладають на глибину 60 см і обкопують канавами у вигляді квадрата зі сторонами 2,0 м, глибиною 0,3 м, шириною в нижній частині 0,2 м і верхній частині - 0,5 м.



Рисунок 3.5 - Бетонний паралелепіпед

Рисунок 3.6 - Металева труба, штир, залізний костиль

Рисунок 3.7 - Пень із забитим кованим цвяхом

Для тимчасового закріплення центрів знімальної основи у ґрунті використовують кілок із забитим цвяхом (Рис. 3.8), а також металеву трубу, штир, ріжкову сталь (Рис. 3.9)



Рисунок 3.8- Кілок із забитим цвяхом

Рисунок 3.9 - Металева труба, штир, ріжкова сталь

4. СТВОРЕННЯ ВИСОТНОЇ ОСНОВИ

4.1 Проектування висотної основи

Призначення і класифікація висотних ДГМ України.

Висотні ДГМ України призначені для встановлення єдиної геодезичної системи висот на території держави. Вони служать висотною основою топографічних знімань усіх масштабів, а також для вирішення різноманітних інженерних, наукових завдань та завдань оборони країни.

Висотні ДГМ України діляться на нівелірні мережі І, ІІ, III і IV класів. Висоти пунктів нівелірних мереж в Україні визначаються в Балтійській системі висот 1977 року. Лінії нівелювання І і II класів є головною висотною основою України. Вони були прокладені за спеціально розробленими програмами і схемами і призначені для розв'язання таких наукових завдань: вивчення фігури Землі, геодинамічних явищ, сучасних вертикальних рухів земної поверхні та ін.

Вимірювання на цих лініях проводяться декількома послідовними циклами через відповідні проміжки часу (15-35 років). Нівелювання І класу прокладається окремими лініями з найвищою точністю, яка досягається завдяки використанню найбільш сучасних приладів та методів спостережень з якомога повнішим виключенням систематичних помилок. На території України лінії нівелювання І класу прокладено переважно вздовж автомобільних доріг або залізниць, їх загальна довжина становить і 1975 км. Довжина найдовшої лінії 1302 км.

Нівелірні мережі II класу створюються всередині полігонів І класу окремими лініями або ж системами з вузловими пунктами. Згідно з "Основними положеннями створення Державної геодезичної мережі України". К., 1998, довжини полігонів II класу не повинні перевищувати 400 км.

Лінії нівелювання III класу прокладаються всередині полігонів II класу так, щоб утворювались полігони з периметром 60-150 км. Для забезпечення топографічних зйомок у масштабі 1:5000 і більшому лінії нівелювання III класу створюються у вигляді полігонів з периметром до 60 км, які утворюються окремими лініями або системами з вузловими пунктами.

Нівелювання IV класу виконується для згущення нівелірних мереж III класу. Нівелірні мережі IV класу можуть утворювати полігони периметром до 50 км у вигляді окремих ліній або систем з вузловими пунктами.

Важливою характеристикою кожної нівелірної мережі є її точність. Найбільш зручно точність результатів нівелювання характеризувати величинами середньої квадратичної випадкової помилки і середньої квадратичної систематичної помилки а на 1 км. нівелювання. Контролювати якість прокладання нівелірних мереж дуже зручно шляхом порівняння фактично отриманих нев'язок в нівелірних лініях або полігонах з їх допустимими значеннями . Величини і , являють собою технічні характеристики нівелірних мереж, їх значення для державних нівелірних мереж приведені в табл. 4.1

Таблиця 4.1 - Характеристика нівелірних мереж

Клас нівелювання	С.к.п. нівелювання 1 км, мм
	випадкова	систематичне
І	0,8	0,08
ІІ	2,0	0,2
ІІІ	5,0	-
ІV	10,0	-

- довжина лінії або периметр полігону в км.

Обчислення СКП висоти будь-якої точки висотного ходу.

Згідно з завданням, вихідною висотною основою служать 2 пункти тріангуляції 3 класу, які одночасно є реперами нівелювання IV класу. Між цими пунктами необхідно запроектувати висотну знімальну мережу. При цьому слід пам'ятати, що немає необхідності закладати нові репери. Пункти висотної знімальної мережі суміщають з пунктами планових знімальних мереж. Важливо правильно запроектувати висотні ходи, які б охоплювали максимальну кількість, пунктів при мінімальних довжинах ходів, використовуючи автомобільні дороги, залізниці; грунтові дороги, береги річок тощо, а при їх відсутності, ділянки з щільними грунтами.

Висотні знімальні мережі створюють, як правило, методом технічного нівелювання. В передгірськнх та гірських районах, якщо висота перерізу рельєфу при зніманнях дорівнює 2 або 5 м, дозволяється застосування тригонометричного нівелювання.

Висотні знімальні мережі проектують у вигляді окремих ходів, які опираються на пункти висотних державних геодезичних мереж, або у вигляді систем з однією або кількома вузловими точками. В даній курсовій роботі пропонується висотні знімальні мережі запроектувати у вигляді окремих ходів технічного нівелювання.

Довжини ходів технічного нівелювання не повинні перевищувати допустимих значень, що регламентуються "Інструкції". Ці значення залежать від висоти перерізу рельєфу топографічного знімання.

Середня квадратична помилка висоти будь-якої точки висотного ходу технічного нівелювання може бути визначена за формулою

(4.1)

де - середня квадратична помилка відмітки вихідних реперів, між якими запроектовано хід;

- випадкова середня квадратична помилка одного кілометра нівелювання;

- довжина ходу.

- віддаль від репера до ближчого пункта.

Найбільш слабкою у ході буде точка ходу, яка знаходиться на його середині, тобто при . Підставивши у формулу, отримаємо формулу для обчислення середньої квадратичної помилки висоти найслабшої точки ходу

(4.2)

Якщо величина не перевищуватиме , де - висота перерізу рельєфу топографічного знімання, роблять висновок, що запроектована висотна знімальна мережа відповідає необхідним технічним вимогам.

Обчислення:

Висотна знімальна геодезична мережа запроектована одним ходом.

Допустиме:

Отже, запроектована висотна знімальна основа відповідає необхідним технічним вимогам.

4.2 Методика польових вимірів в нівелірних ходах

Нівелювання виконують в одному напрямку. Віддалі від нівеліра до рейок вимірюють нитковим віддалеміром . Рейки встановлюють на башмаки або костилі. Нормальна довжина нівелірного променя - 100 м при збільшенні труби до 30^х, якщо більше, то до 150 м .

Нерівності плеч не повинні перевищувати 5 м, а їх накопичення в секції - 10 м.

Нівелювання виконують секціями. Секція - це частина нівелірного ходу, що розміщена між двома нівелірними знаками. В кожній секції нумерацію станцій починають з першого номера. При нівелюванні слідкують за правильністю чергування рейок; в цьому випадку знак різниці нулів рейок на наступній станції буде протилежний знаку на попередній станції.

Нівелювання проводять з допомогою середньої нитки. Відліки беруть після виведення бульбашки циліндричного рівня у нульпункт у такій послідовності:

- відлік за середньою ниткою чорного боку задньої рейки;

- відлік за середньою ниткою червоного боку задньої рейки;

- відлік за середньою ниткою чорного боку передньої рейки;

- відлік за середньою ниткою червоного боку передньої рейки.

Різниці у перевищеннях на станції, обчислених з огляду на відліки за чорним і червоними боками рейок, не повинні перевищувати 5 мм.

Оцінку якості технічного нівелювання виконують за нев'язками окремих ходів, полігонів, прокладених між вихідними пунктами. Вони не повинні перевищувати допустимих значень, що обчислюються за формулою:

f_h=50мм, (4.3)

де L - довжина ходу чи полігону в кілометрах, або за формулою

f_h=10мм, (4.4)

де n - кількість штативів у ході або полігоні.

ВИСНОВОК

Практичним результатом виконаної роботи є проект планово-висотної основи на Чорноморському об'єкті. Я виконала проектування полігонометричних ходів 4 класу, 1 та 2 розрядів згідно з відповідними нормативними вимогами Інструкції [3] та здійснив оцінку точності їх запроектування. В результаті обчислень та обрахунків було встановлено, що запроектовані ходи відповідають необхідній точності.

Очікувані середні квадратичні помилки найбільш слабких точок 4 класу становлять

Очікувані середні квадратичні помилки найбільш слабких точок ходів 1 та 2 розрядів становлять відповідно та

Отримані значення знаходяться в межах допусків, регламентованих Інструкцією [3].

Також я зробив проекти прямої та зворотної багаторазової засічок та виконав оцінку точності цих проектів.

Середня квадратична помилка визначення координат пункта Р₁ із прямої засічки дорівнює М_Р1=0,03 м, а координат точки Р₂ із зворотної засічки М_Р2=0,12 м.

У відповідних розділах роботи я обґрунтувала вибір центрів для закріплення пунктів полігонометричних ходів та знімальних мереж.

Щодо висотної основи, то я виконала обчислення середньої квадратичної помилки висоти найслабшої точки ходу. В результаті обрахунків виявилось, що М =± 42,21мм.

Порівнявши отримане значення з допустимим, я зробила висновок, що запроектований хід задовольняє необхідним технічним умовам.

Таким чином, в результаті виконання курсової роботи я отримала практичні навики проектування планово-висотної основи для великомасштабного топографічного знімання на конкретному об'єкті, набула навиків виконання теоретичних розрахунків, письмового викладу технічних розрахунків, письмового викладу технічних рішень, аналізу та узагальнених одержаних на практиці результатів.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

Географічна Енциклопедія України в 3 томах. К.,1990.

Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов.-М.:Недра, 1990.

Інструкція з топографічного знімання у масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 та 1:500 Київ: ГУГК:К 1999р.

Інструкція про типи центрів геодезичних пунктів (ГКНТА-2.01, 02-01-93)-К-ГУГКіК-1994р.

Л.Перович, М.Лісевич Геодезія. Навчальний посібник. Львів, Новий світ, 2005.

Основні положення про створення Державної геодезичної мережі України К., ГУГК і К, 1998.

Селиханович В.Г. Геодезия. М., Недра, 1981, с.544.

Размещено на Allbest.ru

...