Подготовить доклад на а4 методы триангуляции и полигонометрии
Обновлено: 05.07.2024
Один из основных методов по определению координат вершин ломаных линий, закрепленных на местности в виде специальных геодезических знаков. Ломаные линии называют полигонометрическими ходами, в которых измеряют углы между сторонами и длины между вершинами. Замкнутые фигуры ломаных линий в виде многоугольников именуют полигоном.
Сложное слово полигонометрия состоит из простых слов греческого языка, означающих следующее: много - (поли), угол - (гон), измеряю - (метрия). Именно за счет возможности произвольного построения ломаных линий, измерений большого числа углов и сторон такой способ имеет очень широкое применение в геодезических построениях. Наиболее универсальный метод с использованием разных форм ходов, гибкий в изменении конфигурации ломаной линии полигонометрия может использоваться в различных климатических поясах, природных зонах и районах с разным рельефом.
Цели и виды полигонометрии
Как и два других способа основных геодезических работ триангуляция и трилатерация, метод полигонометрия представляют собой процесс формирования на всей земной поверхности множества сетей в виде геодезических пунктов в определенной системе отсчета, относительно которой производятся все геодезические измерения. На практике метод полигонометрии заключается в прокладывании через пункты, предусмотренные техническим проектом, полигонометрических ходов с выполнением технологических операций по измерению углов и длин сторон. Соединив их между собой, можно получить геодезические сети.
Изначально, первая точка полигонометрического хода должна опираться на исходное направление с известным дирекционным углом (астрономическим азимутом) и известными координатами одного или двух исходных пунктов. Это означает, что первой точкой хода, на которой измеряются углы (осуществляется так называемая привязка), будет служить геодезический пункт высшего по классу точности. Конечными точками ходов в обязательном порядке также служат пункты с уже известными координатами, то есть выполняется так называемое замыкание на твердую точку.
Вычисления координат центров геодезических пунктов проводится по известным алгоритмам вычисления теодолитных ходов.
Отдельные полигонометрические ходы могут быть замкнутого типа (рис.1, б), то есть начинаться и заканчиваться с одной и той же точки или базисной стороны. Кроме этого могут быть в виде разомкнутых (рис.1,а) ходов, то есть начинаться с одного исходного направления, а заканчиваться другим. Более того полигонометрические ходы могут составлять целые сети ходов и соединяться между собой узловыми точками (рис.1, в), то есть в одной узловой точке могут сходиться как минимум три хода. Бывают случаи, когда в сети находятся и две, и более узловых точек. Отдельные ходы, прокладываемые от одной узловой точки до другой или до жесткого пункта, именуют звеньями сети.
Рис.1. Виды полигонометрических ходов.
Полигонометрию в зависимости от количества исходных данных разделяют на:
- свободные сети с одним исходным пунктом и направлением (дирекционным углом);
- несвободные сети с большим числом исходных сведений.
Помимо этого полигонометрию различают по методам построения и измерений в виде:
- светодальномерной, по одноименному мерному прибору;
- траверсной, по подвесному методу измерений;
- короткобазисной;
- паралактической.
По точности измерений полигонометрия делятся на сети:
- I класса;
- II класса;
- III класса;
- IV класса;
- 1 разряда;
- 2 разряда.
Метод полигонометрии считается одним из самых экономичных и производительных способов. Однако, стоит отметить наличие меньшего количества связей, и поэтому данный способ является менее точным, чем триангуляция.
Технологическая схема построений полигонометрии
Оптимальный выбор конфигурации сетей производят при разработке проекта, который представляет технический документ с программой работ определенной последовательности, графиком и сроками исполнения. При проектировании полигонометрической сети или отдельных ходов предусматриваются предварительные расчеты (оценка точности) определения среднеквадратических погрешностей в слабом месте, узловой точке и предельных (ожидаемых) погрешностей.
Алгоритм определения положения пунктов полигонометрии
Для разных классов точности можно сказать один, с отличием лишь в классности инструментов, способах измерений и их количестве. Помимо составления основного документа в виде технического проекта все виды полевых и камеральных работ укладываются в небольшой перечень:
Государственная геодезическая сеть является основой для развития геодезических сетей сгущения и съемочного обоснования; выполнения топографических съемок, производства инженерно – геодезических работ. Она позволяет вычислять координаты пунктов в единой системе, предоставляет фактические данные для решения научных задач геодезии: определение формы и размеров Земли, изучение деформации земной коры, вывод разностей высот морей и океанов и др.
Целью данного курсового проекта является освоение методов проектирования инженерно геодезических сетей используемых для проведения топографо-геодезических работ и решение различных задач земельного кадастра.
В данном проекте необходимо разработать:
- проект сгущения инженерно-геодезической сети методом триангуляции;
- проект сгущения инженерно-геодезической сети методом полигонометрии;
- выполнить предрасчет точности проекта сети триангуляции;
- выполнить предрасчет точности проекта сети полигонометрии;
- определить наличие видимости между пунктами триангуляции.
При построении необходимо соблюдать требования точности построения сетей данными способами.
По результатам проектирования сделать вывод о соответствии полученных данных необходимой точности. В случае несоответствия произвести необходимые дополнительные вычисления для повышения точности результатов.
Графическая часть проекта должна быть представлена:
1. Карта участка работ.
2.Схема сгущения сети методом триангуляции.
3.Схема сгущения сети методом полигонометрии.
4.Профиль по определению видимости между пунктами триангуляции.
Для изучения местности, на которой проектируется инженерно-геодезические сети составить физико-географическое описание местности.
1.Общие сведения об инженерно-геодезических сетях
Для составления карт и планов, решения геодезических задач, в том числе геодезического обеспечения строительства, на поверхности Земли располагаются ряд точек, связанных между собой единой системой координат. Эти точки на поверхности Земли или в зданиях и сооружениях закрепляются центрами (знаками). Совокупность закрепляемых на местности или здании точек (пунктов), положение которых определено в единой системе координат, называют геодезическими сетями. Геодезические сети подразделяются на плановые и высотные: первые служат для определения координат Х и У геодезических центров, вторые - для определения их высот Н. Для вычисления плановых координат вершин закрепленных на местности точек необходимо знать элементы геометрических фигур и дирекционный угол стороны одной из фигур и координаты одной из вершин. Для определения высот пунктов (реперов) строят в основном сети геометрического нивелирования, а также метод тригонометрического нивелирования. Геодезические сети подразделяются на 4 вида: государственные, сгущения, съемочные и специальные. Они являются исходными для построения всех других видов сетей и подразделяются на 4 класса. Основное назначение государственной геодезической сети 1 класса заключается в следующем:
- служит основой для развития геодезических сетей низших классов и вычисления координат их пунктов в единой системе;
- доставлять фактические данные для решения научных задач геодезии.
Развитие государственной геодезической сети 2 класса и ниже имеет своей целью создание сети геодезических пунктов на территории всего государства с густотой, необходимой для выполнения последующих геодезических и топографических работ и удовлетворения других требований народного хозяйства и обороны страны. Государственная планово-геодезическая сеть 1 класса СССР строится в виде полигонов, образуемых рядами триангуляции или ходами полигонометрии, располагаемыми примерно по меридианам и параллелям. Периметр полигонов - около 800 км, а их стороны (звенья) не должны превышать 200 км. В вершинах полигонов определяются парные астрономические пункты (широта, долгота, азимут). На концах звеньев триангуляции измеряются базисные стороны. Государственная геодезическая сеть 2 класса строится внутри полигонов 1 класса в виде сплошной триангуляционной сети или в виде системы пересекающихся ходов полигонометрии. Внутри полигонов 1 класса на нескольких пунктах 2 класса производятся астрономические определения широты, долготы и азимута. Пункты сетей 3 и 4 классов, определяемые методом триангуляции, строятся в виде отдельных систем треугольников, опирающихся на стороны сети высшего класса. На всех пунктах государственной триангуляции или полигонометрии предусматривается установка двух ориентирных пунктов на расстоянии 500-1000 м от основного пункта и видимых с земли. Между основными сторонами сети и направлениями на ориентирные пункты измеряются углы со средней квадратической погрешностью ±2,5``. Ориентирные пункты предназначаются для азимутальных привязок геодезических сетей низших разрядов. Плотность геодезических пунктов как опорной сети для топографических съемок установлена:
- для съемок в масштабах 1:25000 и 1:10000- 1 пункт на 50-60 км 2 ;
- для съемок в масштабах 1:5000- 1 пункт на 20-30 км 2 ;
- для съемок в масштабах 1:2000 и крупнее- 1 пункт на 5-15 км 2 .
Состав работ по развитию геодезической сети на каждом участке заключается в следующем:
- составление проекта геодезической сети по имеющимся картам наиболее крупного масштаба;
- рекогносцировка, заключающаяся в уточнении проекта на местности - в отношении расположения пунктов, высот знаков, проверки целесообразности намеченной в проекте методике и т. д.;
- постройка геодезических знаков и закладка центров;
- производство геодезических измерений - угловых, линейных, астрономических, гравиметрических;
- математическая обработка результатов измерений, в результате которой вычисляются координаты геодезических пунктов, сводимые далее в каталоги. Последовательность обработки – от высшего к низшему.
При проектировании геодезической сети, методов её развития и использования должны выбираться варианты, наиболее выгодные в экономическом отношении в данных физико-географических условиях.
Геодезические сети сгущения (ранее называвшиеся сетями местного значения), служащие для дальнейшего увеличения плотности геодезической сети, подразделяются на:
- сети 1 и 2 разряда, развиваемые методом триангуляции, - триангуляционные сети сгущения (ранее называвшиеся аналитическими сетями);
- сети 1 и 2 разряда, развиваемые методом полигонометрии;
- сети технического нивелирования, развиваемые методом геометрического нивелирования.
Сети сгущения прокладываются, как правило, между сторонами и пунктами государственной геодезической сети. Постоянные знаки закрепляются подземными знаками – центрами. Конструкции центров обеспечивают их сохранность и неизменность положения в течении длительного периода времени. Как правило, подземный центр представляет собой бетонный монолит, закладываемый ниже глубины промерзания грунта и не в насыпной массив. У поверхности земли в монолите устанавливают чугунную марку, на которой наносят центр в виде креста или точки. Положение этого центра соответствуют координаты Х и У и во многих случаях отметки Н. Для того, чтобы с одного знака был виден другой (смежный), над подземными центрами устанавливают наружный знак в виде металлических или деревянных трех – или четырехгранных пирамид или сигналов. Пирамиды или сигналы имеют высоту 3…30 м и более.
Как правило, пункты разбивочных сетей и сетей сгущения закрепляют подземными центрами, такими же, как и пункты государственных сетей. Так как расстояние между этими пунктами сравнительно небольшие, оформления их наружными знаками не требуется. Иногда над ними устанавливают Г – образные металлические или деревянные вехи. В городах знаки оформляют в виде специальной надстройки на крышах зданий или внутри самих зданий (стенные). Государственные высотные сети всех классов закрепляют на местности грунтовыми реперами. Стенные реперы закладывают в фундаментах устойчивых сооружений – водонапорных башен, капитальных зданий, каменных устоев мостов. Временные знаки. Точки съемочных, а иногда и разбивочных сетей закрепляют временными знаками – деревянными или бетонными столбами, металлическими штырями, отрезками рельсов и т.д. Их закрепляют в земле на глубину до 2 м. в верхней части такого знака крестом, точкой или риской отмечают местоположение центра или точки с высотной отметкой. При продолжении использования (более 0,5 г) временные знаки закладывают на глубину 0,5 м (минимальное расстояние до подземных коммуникаций от поверхности грунта принято 0,7 м). При наличии твердого покрытия и отсутствии интенсивного движения транспорта используют штыри из отрезков арматуры и труб, деревянные столики. В процессе строительства на возведенных конструкциях и близкорасположенных зданий высоты и створы осей фиксируют окрасками.
Триангуляция – построение на местности примыкающих друг к другу треугольников, в которых измеряются горизонтальные углы и длина стороны одного треугольника. Триангуляционные сети в инженерно – геодезических работах используются в качестве основы для топографических съемок и разбивочных работ, а также для наблюдений за деформациями сооружений.
При развитии инженерно – геодезических сетей методом триангуляции наиболее типичными построениями являются цепи треугольников (для линейно протяженных объектов), центральные системы (для городских и промышленных территории), геодезические четырехугольники (для мостовых и гидротехнических сооружений), вставки пунктов в треугольники и небольшие сети из этих же фигур. Но возможны и комбинированные построения. В сетях триангуляции треугольники стараются проектировать близкими к равносторонним, в особых случаях острые углы допускаются до 20˚, а тупые – до 140˚. В свободных сетях для контроля масштаба сети необходимо иметь не более 2-х непосредственно измеренных базисных сторон. Решая последовательно треугольники от начальной стороны I-II (рисунок 1), находим все стороны системы треугольников. Если для точки I даны координаты х и у и дирекционный угол α˚ направления I-II, то из вычислений получаем дирекционные углы направлений всех сторон треугольников и координаты их вершин II, III, IV, V,…, называемых геодезическими пунктами или более конкретно пунктами триангуляции. Непосредственно измеряемая сторона I-II называются базисной стороной, а точка I, для которой задаются координаты и азимут стороны, - исходным пунктом триангуляции.
Рисунок 1 -Триангуляция и трилатерация
Таблица 1 – Основные характеристики триангуляционных сетей
| Показатели | 1 класс | 2 класс | 3 класс | 4 класс |
| Длина звена триангуляции | 200 | - | - | - |
| Средняя длина стороны треугольника | 20-25 | 7-20 | 5-8 | 2-5 |
| Относительная ошибка выходной стороны |  |  |  |  |
| Приблизительная относительная ошибка стороны в слабом месте |  |  |  |  |
| Минимальное значение угла треугольника | 40˚ | 20˚ | 20˚ | 20˚ |
| Средняя квадратическая ошибка угла | ±0,7´´ | ±1´´ | ±1,5´´ | ±2´´ |
Трилатерация – построение на местности примыкающих друг к другу треугольников и измерение длин всех их сторон. Сети трилатерации, создаваемые для решения инженерно – геодезических задач, часто строят в виде свободных сетей, состоящих из отдельных типовых фигур: геодезических четырехугольников, центральных систем или комбинаций с треугольниками. Решаются треугольники по формулам тригонометрии, находятся углы треугольников аналогично вычислениям элементов системы треугольников на рисунке 1. Широкое распространение сети трилатерации получили при строительстве высокоэтажных зданий, дымовых труб, атомных электростанции.
Полигонометрия – построение на местности системы ломаных разомкнутых и замкнутых линий и измерений длин d отдельных отрезков, образующих ломаную линию, и горизонтальных углов поворота β между смежными сторонами (рисунок 2). В методе полигонометрии все элементы построения измеряются непосредственно, а дирекционные углы α и координаты вершин углов поворота определяются на тех же основаниях, что и в методе триангуляции. Метод полигонометрии в общем случае предусматривает выделение через несколько сторон хода некоторых главных пунктов, между которыми углы измеряются с более высокой точностью; в этом случае определение координат хода производится с меньшими погрешностями.
Методы создания государственной геодезической сети: триангуляция, трилатерация, полигонометрия. Совершенствование системы геодезического обеспечения в условиях перехода на спутниковые методы координатных определений. Геодезическая основа межевания земель.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Предмет | Геодезия |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Прислал(а) | Сергей |
| Дата добавления | 13.01.2015 |
| Размер файла | 1,1 M |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Подобные документы
Физико-географические условия работ: рельеф, климат, геология местности, растительность, животный мир и гидрография. Топографо-геодезическая изученность района. Триангуляция, полигонометрия, нивелирование. Уравнивание геодезического четырехугольника.
курсовая работа [138,0 K], добавлен 28.10.2013
Понятие государственного кадастра недвижимости. Государственная геодезическая сеть, опорные и съемочные межевые сети. Местные системы координат. Совершенствование и перспективы развития геодезической основы государственного кадастра недвижимости.
реферат [29,4 K], добавлен 06.11.2014
Сведения об инженерно-геодезических сетях. Триангуляция и трилатерация, характеристики. Рельеф местности, гидрография. Проектирование сети триангуляции. Расчет высоты сигнала. Оценка точности полигонометрической сети методом последовательных приближений.
отчет по практике [384,9 K], добавлен 11.06.2011
Перевод геодезических координат с эллипсоида Вальбека на эллипсоид Красовского, из геодезических в прямоугольные координаты. Измерение углов в треугольниках сети. Уравнение геодезической сети, построенной методом триангуляции, кореллатным способом.
курсовая работа [58,6 K], добавлен 17.08.2013
Основные принципы организации геодезических измерений. Методы построения планов геодезических сетей. Классификация государственных плановых геодезических сетей. Государственная высотная основа. Съёмочные геодезические сети.
статья [56,0 K], добавлен 04.04.2006
Общие сведения о геодезических сетях. Рассмотрение особенностей государственной политики в сфере координат и высот. Описание геодезических сетей сгущения. Съёмочные сети и способы их создания. Изучение геодезических знаков для закрепления опорных точек.
презентация [313,8 K], добавлен 22.08.2015
Создание геодезических сетей методами триангуляции, полигонометрии, трилатерации, геометрического и тригонометрического нивелирования. Построение на местности системы ходов в виде ломаных линий. Определение координат и азимута базисной стороны.
Основными методами создания плановых геодезических сетей являются методы триангуляции, трилатерации и полигонометрии.
Методы триангуляции и трилатерации предусматривают построение на местности цепочки или сети треугольников. В триангуляции в каждом из треугольников измеряют все горизонтальные углы, а в конце их цепи, либо в каком-либо определенном месте сплошной сети - как минимум две стороны, называемые базисами. Это позволяет легко вычислить длины других сторон треугольников по известным формулам тригонометрии и геометрии. Часто в цепочках треугольников строят геодезические четырехугольники (2-4-5-3) и центральные системы (7=5-6-9-10-8). В трилатерации измеряют все стороны треугольников, а углы в их вершинах определяют по теореме косинусов. Цепочки треугольников трилатерации также включают в себя базисные стороны с известной длиной (базисом) и азимутом (дирекционным углом). На рисунке для ряда трилатерации базисные стороны не указаны.
Рис. 1. Методы построения геодезических сетей а) - метод триангуляции; б) - метод трилатерации; в) метод полигонометрии
Иногда, для повышения надежности и обеспечения высокой точности оба указанных метода объединяют, т. е. во всех треугольниках измеряют горизонтальные углы и стороны. Такие сети называют линейно-угловыми. Элементами сети трилатерации также могут служить не только треугольники, но и геодезические четырехугольники, центральные системы. Метод трилатерации используется, в отличие от метода триангуляции, только при построении сетей 3 и 4 классов, поскольку он уступает ему по точности, а также и в технико-экономическом отношении.
Метод полигонометрии характеризуется построением на местности систем ломаных линий (ходов), в которых измеряют все линии и горизонтальные углы в точках поворота. В вершинах, являющихся исходными пунктами высших классов, измеряют т. н. примычные горизонтальные углы, которые используются для азимутальной привязки полигонометрического хода.
Сеть триангуляции 1 класса (астрономо-геодезическая сеть) строится в виде рядов треугольников (звена) длиной 200 - 250 км и периметром 800 -1000 км . Базисы в цепочках таких треугольников измеряют с относительной погрешностью не хуже 1: 400000. На концах базисов (в пунктах Лапласа) выполняют определение широт, долгот и азимутов. Иногда, вместо цепочки треугольников, прокладывают полигонометрический ход 1 класса. При этом в указанном полигонометрическом ходе углы измеряют с погрешностью не более 0, 4, а стороны - с относительной погрешностью не более 1: 300000.
Рис. 2. Схема построения Государственной геодезической сети • - пункты Лапласа; ▲ - пункты 1 класса; Δ - пункты 2 класса; ■- пункты 3 класса; ■ - пункты 4 класса.
Пункт Лапласа - это геодезический пункт, на котором из астрономических наблюдений были определены астрономический азимут и астрономическая долгота. Для астрономических наблюдений используют небесные светила: Солнце и звезды.
Геодезическая сеть 2 класса представляет собой сплошную сеть треугольников, либо полигонометрических ходов с узловыми точками, которая полностью заполняет полигоны 1 класса.
Сети 3 и 4 классов могут быть представлены как сплошной сетью треугольников, опирающихся на пункты высших классов, так и могут быть отдельными точками, координаты которых определяются засечками привязкой к пунктам высших классов. При этом для точек 4 класса высшими по классу являются и пункты 3 класса. На схеме рис. 2 увеличен фрагмент нижнего правого угла построений, на котором показано примерное размещение пунктов 3 и 4 классов и схемы их возможной привязки к пунктам высших классов.
Построение высотной нивелирной сети заключается в прокладке нивелирных линий. Нивелирная сеть I класса строится в виде замкнутых полигонов и отдельных линий большой протяженности. Сеть II класса опирается на пункты I класса и создается в виде полигонов периметром от 400 до 800 км (до 2000 км), в необжитых районах - до 6 - 7 тыс. км. Периметры полигонов нивелирования III класса имеют длину до 150 км (в северных и северовосточных районах страны - до 300 км). Периметр полигона IV класса не должен быть более 50 км. Нивелирные линии III и IV классов опираются на пункты I и II классов и могут создаваться в виде отдельных линий или их систем с узловыми точками.
Используемая литература: В.Н. Попов, С.И. Чекалин. Геодезия: Учебник для вузов.- М.: "Горная книга", 2007.
Читайте также: