Проектирование сети триангуляции 3 класса. Предрасчёт точности и расчет высот сигналов в триангуляции Вариант 3

 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра геоинформатики и геодезии

Отчет

по курсу «Высшая геодезия»

по лабораторной работе №5:

Тема: «Проектирование сети триангуляции 3 класса. Предрасчёт точности и расчет высот сигналов в триангуляции »

Вариант №3

Выполнил:

Ст. гр

Проверил:

асс.каф.ГиГ

Ковалёв К. В.

г. Донецк 2013

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ ТРИАНГУЛЯЦИИ 3 КЛАССА.

ПРЕДРАСЧЁТ ТОЧНОСТИ. РАСЧЁТ ВЫСОТ СИГНАЛОВ.

Цель работы: научиться проектировать сеть триангуляции 3 класса (для ССР), выполнять предрасчёт точности запроектированной сети и рассчитывать высоты геодезических сигналов.

Исходные данные:

Карта «Ланбург» масштаба 1:50000 с номенклатурой: У-32-64-А и 3 пункта триангуляции 2 класса. Координаты пунктов триангуляции 2 класса представлены в таблице 1.

Таблица 1.Координаты исходных пунктов

Теоретические сведения:

Триагуляция – один из методов создания опорной геодезической сети.

Состоит в построении рядов или сетей примыкающих друг к другу треугольников и в определении положения их вершин в избранной системе координат. В каждом треугольнике измеряют все три угла, а одну из его сторон определяют из вычислений путём последовательного решения предыдущих треугольников, начиная от того из них, в котором одна из его сторон получена из измерений. Если сторона треугольника получена из непосредственных измерений, то она называется базисной стороной триангуляции. В рядах или сетях триангуляции для контроля и повышения их точности измеряют большее число базисов или базисных сторон, чем это минимально необходимо.

Схема сетей триангуляции представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема сетей триангуляции

При создании сетей триангуляции 3 класса необходимо придерживаться показателей, которые представлены в таблице 2.

Также при проектировании сети триангуляции необходимо учитывать плотность геодезических пунктов.

Плотность геодезических пунктов как опорной сети для топографических съемок установлена:

— для съемок в масштабах 1:25000 и 1:10000- 1 пункт на 50-60 км²;

— для съемок в масштабах 1:5000- 1 пункт на 20-30 км²;

— для съемок в масштабах 1:2000 и крупнее- 1 пункт на 5-15 км².

Таблица 2 Таблица основных технических показателей ГГС СССР

Пункты геодезических сетей на местности закрепляются геодезическими центрами и сигналами. Пример такого сигнала представлен на рис. 2.

Центры геодезических пунктов предназначены для точного обозначения места пункта и его долговременной сохранности. Центры имеют разную конструкцию и подразделяются на типы, которые зависят от характера грунта и глубины промерзания почвы. Центры изготовляют из бетона, либо из металлических труб, заполненных бетонным раствором и надежно защищенных от действия коррозии. В верхней части бетонного блока или трубы заделывается специальная металлическая марка с отверстием, которое является носителем координат.

Наружные знаки (сигналы) устанавливаются над центрами пунктов для обеспечения прямой видимости между пунктами при измерении углов (горизонтальных и вертикальных) и длин светодальномерами.

Рис.2 Геодезический сигнал

Выполнение работы:

Карта с запроектированной сетью представлена в Приложении А.

Описание карты

1. Название (номенклатура) карты.Учебная карта №3-50 У-32-64-А (Ланбург)

2. Исходные данные:Карта составлена по съемке 1949 г, отпечатана в 1951 г.; съемщик Алексеев Н. К.

3. Математические элементы карт:

   1. Масштаб карты 1:50 000

   2. Долготы и широты рамок карты.

   3. Широта и долгота северо-западного угла составляет 54°20′ и 7°30′

Широта и долгота юго-западного угла составляет 54°10′ и 7°30′;

Широта и долгота северо-восточного угла составляет 54°20′ и 7°45′;

Широта и долгота юго-восточного угла составляет 54°10′ и 7°45′.

3. Километровая сетка, частота ее линий и оцифровка.

На карте нанесена километровая сетка прямоугольных координат (1 км). Квадраты сетки имеют на карте размеры сторон 200 мм (в масштабе карты 1 см соответствует 500 м на местности). На листе карты нанесены 18 горизонтальных линии километровой сетки и 16 вертикальных линий сетки.

4. Геодезическая основа на карте (виды опорных знаков, их количество).

В качестве исходных пунктов были даны пункты триангуляции 2 класса: I,II,III. Пункт I расположен на возвышенности к югу от населённого пункта Леппин.Пункт II расположен на горе с отметкой 144.0 к юго-западу от населённого пункта Брюге. Пункт III расположен на возвышенности западу от населенного пункта Бельцке.

4. Физико-географические элементы.

С юго – запада на северо – запад протекает река «Мербах», вдоль которой находится болотная растительность. С запада на восток протекает река Уйсола. На юго-востоке располагается сосновый лес «Рейнкнес», в котором средняя высота ствола 18м и толщина ствола 0.20 м. На востоке располагается сосновый лес «Картане», в котором средняя высота ствола 20 м и толщина ствола 0.25 м. В северной части карты протекает река «Эмс». Высота сечения рельефа 10м. В рельефе преобладают возвышенности. Самая большая отметка находится в северо-западной части карты – «гора Везель»

5.Социально-экономические элементы.

С юго-запада на юго-восток располагаются линии электропередач железные дороги. Асфальтированые и грунтовые дороги располагаются с юго- запада на юг, запад, северо- восток и восток. На юге расположены населённые пункты: Ланбург, Мюлен, Кемтлен, Петерсдоф, Канн, Фенцкен, Шварцен, Брюц, Клинкен, Корф. В центральной части расположены населённые пункты: Брегенц, Хаген, Альзен, Шарфек, Мондорф, Овшлаг, Барнин, Вессеин, Трамм, Бельцке, Анкер, Хейлиген, Ангомер, Штреккен, Банкаль Кенке Пенцлин. В северной части карты располагаются населенные пункты: Трогн, Зукмаль, Блезен, Визен, Вольтер, Блезен, Глинке, Файн, Брюге, Фольке, Хом.

Предрасчет точности запроектированной сети триангуляции 3 класса

Всего было запроектировано 8 пунктов. Для расчёта точности на ЭВМ необходимо вычислить прямоугольные координаты всех пунктов.

Координаты 8 пунктов триангуляции представлены в таблице 3.

Таблица 3 Координаты пунктов триангуляции

 Для предрасчёта точности на ЭВМ использовался программный продукт «MГСети».

Для того чтобы выполнить предрасчёт точности, необходимо открыть данную программу и создать проект. После этого в появившемся диалоговом окне ввести имя исполнителя – Григоренко, объект работ — Ланбург, и выбрать прибор с соответствующими допустимыми ошибками. Также необходимо указать допустимые ошибки в этом диалоговом окне. После этого в программе необходимо ввести координаты всех пунктов триангуляции. При этом в столбце «Признак» для исходных пунктов необходимо указать признак 2, а для проектируемых пунктов — 4. После того как были внесены координаты всех пунктов, в программе необходимо указать какие измерения выполнялись на каждом пункте. Так как в триангуляции измеряются углы, то в столбце «Горизонтальный угол» необходимо поставить символ «*». После того как были указаны все измерения необходимо кликнуть на клавишу «Уравнивание сети». В результате чего в правом окне графически будет изображена спроектированная сеть. Чтобы посмотреть результаты измерений, необходимо нажать на клавишу «Предрасчёт сети» и выбрать пункт «Предрасчёт сети». Результаты предрасчёта сети представлены в Приложении Б.

Расчет высот геодезических сигналов

Для того чтобы обеспечить видимость между пунктами геодезических сетей возникает необходимость в постройке сигналов. На лабораторной работе для расчёта высоты знаков между двумя пунктами была выбрана сторона III -7.Отметка пункта III равняется 76,7 м, а пункта 7 соответственно 83,2 м.

Для того чтобы убедиться в наличии видимости между двумя пунктами триангуляции, был построен профиль видимости по линии III-7, представленный в приложении В.

На лабораторной работе по профилю видимости было выяснено, что видимость между пунктами III-7отсутствует. Превышение препятствия над пунктом III составляет 6,6 м, а над пунктом 7 составляет 0,1 м. Поэтому возникает необходимость в постройке геодезического сигнала.

Аналитический расчёт высот сигналов производится по формулам:

 (1)

 (2)

Где , — превышение препятствия над соответствующими пунктами триангуляции;

 — высота визирного луча над препятствием, равная 2м.

— поправка за кривизну Земли и рефракцию.

Величина  рассчитывается по формуле:

 (3)

где R- средний радиус Земли;

k- коэффициент рефракции, равный 0.14;

 — расстояние от геодезического пункта до препятствия.

На лабораторной работе величину  расчитывали по упрощённой формуле:

 (4)

На лабораторной работе было принято, что на пункте III уже есть сигнал высотой  равной 10 м, и его высота не может быть изменена, в этом случае выполняется корректирование высот. Для этого по известной заданной высоте первого знака  ,вычисляют высоту второго знака  по формуле:

 (5)

Где , — высоты знаков определённых по формулам 1 и 2;

 — известная высота первого знака;

 — определённая высота второго знака.

Все результаты вычислений занесены в таблицу 4.

Таблица 4 Расчёт высот сигналов

Видно, что  меньше чем = поэтому её необходимо принять за окончательные.

Графическая проверка высот выполняется на миллиметровой бумаге. В середине листа вычерчивается горизонтальная линия АВ, на которой отмечается точка М, которую условно считают вершиной препятствия. В обе стороны от этого препятствия откладывают расстояния , в масштабе 1:50 000 в результате получают точки С и D. От этих точек вниз откладываются величины  и  в масштабе 1:1000 и получают точки Е и F.От них в том же масштабе откладывают значения  и (абсолютные отметки пунктов триангуляции), а от точки M откладывают величину  (абсолютную отметку препятствия). Полученные точки 1,Q,2 образуют неполный профиль местности с учётом кривизны Земли и рефракции. После этого от точек 1 и 2 откладывают высоты знаков  после чего их соединяют линией. Графический контроль состоит в том, что расстояние от визирного луча до препятствия должно быть равным 2м.

Неполный профиль местности представлен в приложении Г.