Как сделать схему теодолитного хода в мапинфо

Добавил пользователь Skiper
Обновлено: 04.10.2024

Теодолитный ход начинают создавать с осмотра местности — рекогносцировки, цель которой — определить наиболее благоприятные места для закрепления вершин теодолитного хода и створов для промеров углов и линий между ними. Как правило, теодолитные ходы прокладывают между точками государственной геодезической сети, например II , III . Связь теодолитных ходов с пунктами более высокого класса называют привязкой.

Если теодолитные ходы не привязаны к государственным геодезическим сетям, то 20 % точек закрепляют железобетонными знаками. Эти знаки, в свою очередь, привязывают к предметам местности: зарисовывают глазомерно план и измеряют расстояния не менее чем до трех постоянных предметов местности — углов капитальных зданий, колодцев, деревьев.

Длины сторон между точками теодолитных ходов колеблются в пределах 20. 350 м, а длины ходов зависят от многих факторов. I Из них главные: масштабы топографической съемки и застроенность территории, по которой прокладывают ход. Например, уменьшение масштаба съемки с 1:500 до 1:1000 позволяет увеличить I длину хода с 0,8 до 1,2 км .

Если производят съемку в масштабе 1:2000, то на застроенной территории длина хода допускается до 2 км , а на незастроенной — до 3 км .

После того как выбраны и закреплены вершины сторон теодолитного хода, производят измерения сторон и горизонтальных углов.

Измерение горизонтальных углов между точками теодолитного хода (либо левые, либо правые по ходу продвижения) выполняют теодолитами.

В зависимости от применяемых теодолитов правильность измерений контролируют по разности углов между полуприемами П и Л.

В журнале измерения горизонтальных углов часть места отводят для схематической зарисовки (абриса) положения точек теодолитного хода и пояснительных записей. Абрис служит основным документом, по которому находят на местности точки теодолитного хода.

Для передачи координат на точки теодолитных ходов производят привязку их к геодезическим пунктам более высокого класса. Привязка состоит в том, что определяют положение хотя бы одной точки хода относительно точек более высокого класса: измеряют между ними расстояние и примычный угол. Плановую привязку называют передачей координат и дирекционных углов с пунктов привязки на точки ходов. В зависимости от числа пунктов государственной геодезической сети и удаленности их от точек теодолитного хода привязку производят разными способами. Например, пункты государственной геодезической сети II , III включают в теодолитный ход, измеряют примычные углы β₁ и β₂ и линии D_II _- _I , D_III _-4 (рис. 2). Результаты линейных и угловых измерений обрабатывают.

Первичную обработку (полевой контроль и оценку их пригодности для последующих вычислений) выполняют непосредственно в полевых журналах. При первичной обработке находят среднее значение из множества измерений одной и той же величины, определяют допустимость отклонений, делают повторные вычисления (выполняет другой специалист).

Основную обработку результатов измерений в теодолитном ходе выполняют после полевого контроля и записывают на бланках-ведомостях.

Исходные данные для обработки: горизонтальные углы, длины сторон, дирекционный угол примычной стороны и координаты точек государственной геодезической сети, к которым привязывают теодолитный ход.

Для замкнутого теодолитного хода сумму углов подсчитывают как сумму углов многоугольника: β_т = 180°( n -2), где п — число углов.

Для разомкнутого теодолитного хода, т. е. хода, привязанного к пунктам государственной геодезической сети с двух сторон, невязку вычисляют по формуле: f _βпр= a_кл - a_ил β_изм, где a_кл , a_ил — дирекционные углы сторон, к которым привязан теодолитный ход; β_изм — сумма измеренных углов на вершинах теодолитного хода.

3. Определяют допустимость вычисленной угловой невязки по сравнению с заранее вычисленной: f _βпр =2 t где t — приборная точность измерения углов; n — число измеряемых углов.

4. При f _βпр f _{β доп} невязку распределяют поровну на все углы введением поправок. Поправки вычисляют по формуле v_i = f _βпр/ n и вводят с обратным знаком в значения измеренных углов, получая исправленные углы.

Как правило, поправки вводят с округлением до десятых долей минуты, если углы измерены с точностью до минут. Если измерения более точные, то при округлении удерживают один лишний знак по отношению к измеренным углам. Если невязку нельзя разделить поровну на все углы, то большую поправку вводят в утлы, образованные короткими сторонами.

5. По исходному дирекционному углу, который, например, для стороны II . III равен 260°52,5', вычисляют дирекционные углы (рис.3) остальных сторон теодолитного хода. Вычисления ведут по следующему правилу: дирекционный угол последующей стороны равен дирекционному углу предыдущей стороны плюс 180° и минус горизонтальный угол, лежащий справа по ходу: a_ш-4 =a _II _- _III +180 0 – β _III _-4.

Если при вычислении уменьшаемый угол окажется меньше вычитаемого, то к уменьшаемому углу прибавляют 360°. Если вычисленный дирекционный угол окажется больше 360°, то из него вычитают 360°.

Если измерены левые углы, то дирекционный угол последующей стороны вычисляют по формуле a_посл = a_пред + β - 180°.

7. Вычисляют горизонтальные проложения длины линий и записывают их значения в графу 9. Горизонтальные проложения линии вычисляют по формуле d = D -- ∆ d_h , где D — измеренная длина стороны; ∆ d_h - поправка к измеренной длине за наклон к горизонту.

В таблицах приращений координат помещены произведения синусов и косинусов углов от 0 до 90° через 1' на горизонтальные проложения, кратные 10, 20, . 90 м . Приращения координат выбирают из таблиц, сохраняя второй знак после запятой. Вычисление приращений координат можно вести на микрокалькуляторе, с помощью таблиц натуральных значений тригонометрических функций и таблиц логарифмов.

10. Подсчитывают алгебраическую сумму положительных и отрицательных значений приращений координат ∆х_пр и ∆у_пр

11. Из каталогов координат в графы выписывают координаты х и у исходных пунктов II и III и подсчитывают теоретические суммы приращений координат: ∆х_т =х_к –х_н =х _II – x_III , ∆х_т =х_к –х_н =х _II – x_III ,

13. Определяют абсолютную невязку хода f_D = и записывают в ведомость с погрешностью до сотых долей метра.

14. Вычисляют относительную линейную невязку f_D / где D — сумма длин сторон хода, выражаемая простой дробью с единицей в числителе. Для ее нахождения сумму длин сторон хода целят на абсолютную линейную невязку.

15. Если относительная невязка меньше 1/2000, то невязки f_x и f _у, распределяют, вводя поправки в вычисленные значения координат. Поправки вычисляют по следующим формулам: ∆х _i = f_x D_i / D , ∆у _i = f _у D_i / D , где ∆х _i , ∆у _i — поправки в вычисленные значения координат, вводимые с обратным невязкам знаком.

16. Координаты вершин теодолитного хода получают последовательным алгебраическим сложением координат предыдущей точки хода с соответственно исправленными приращениями:

Самой распространённой процедурой в инженерной геодезии считается построение теодолитного хода – системы ломаных линий и измеренных между ними углов. Замкнутым его называют, если он опирается только на один исходный пункт, а его стороны образуют многоугольную фигуру. Рассмотрим подробнее, как создается теодолитный ход замкнутого типа и какие у него особенности.

Разновидности теодолитных ходов

Ходы могут образовывать целые сети, пересекаясь между собой и охватывая значительные территории, а их форма определяется особенностями местности. Их принято разделять на:
– замкнутый (полигон);
– разомкнутый;
– висячий;
– диагональный (прокладывают внутри других ходов).Если необходимо заснять ровный участок, вроде строительной площадки, лучшим выбором будет полигон. На объектах вытянутого типа, вроде автодорог, принято использовать разомкнутый ход, а висячий – для съемки закрытой местности, вроде глухих улиц.

Замкнутый ход по своей сути является многоугольной фигурой и опирается только на один базовый пункт с установленными координатами и дирекционным углом. Вершинами стороны выступают точки, закрепленными на местности, а отрезками – расстояние между ними. Его чаще всего создают для съемки стройплощадок, жилых зданий, промышленных сооружений или земельных участков.

Порядок выполнения работ

Как и другие геодезические мероприятия, эта процедура проводится с предварительной подготовкой для получения точных метрических данных. Немаловажную роль играет также их математическая обработка. Сами работы выполняются по принципу от общего к частному и состоят из следующих этапов:

Рекогносцировка местности. Оценка снимаемой территории, изучение ее особенностей. На этом этапе определяется местоположение снимаемых точек.
Полевая съемка. Работы непосредственно уже на местности. Выполнение линейных и угловых измерений, составление абрисов, предварительные расчеты и внесение изменений при необходимости.
Камеральная обработка. Завершающий этап работ, который заключается в вычислении координат замкнутого теодолитного хода и последующего составления плана и технического отсчета.

Рекогносцировка и полевые измерения выполняются непосредственно на объекте и являются наиболее трудоемкими и затратными мероприятиями. Тем не менее, от качества их проведения зависит дальнейший результат.
Обработка данных проводится уже в помещении. Сегодня она осуществляется при помощи специального программного обеспечения, хотя и ручные расчеты все также остаются актуальными и могут быть использованы геодезистом в целях проверки.

Обработка данных

Обработка результатов измерений замкнутого теодолитного хода позволит оценить качество проделанной работы и внести исправления в полученные геометрические величины. Чтобы убедится в том, что угловые и линейные измерения находятся в допуске, еще во время полевых работ выполняют первичные расчеты.
Для вычисления значений координат точек замкнутого хода используют такие данные:
– координаты исходного пункта;
– исходный дирекционный угол;
– горизонтальные углы;
– длины сторон.

Полевые измерения, выполненные даже при соблюдении всех правил и требований, будут иметь неточности. Они обусловлены систематическими и техническими ошибками, а также человеческим фактором.

Расчеты проводятся в определенной последовательности, которую рассмотрим далее.

Уравнивание

При начале расчетов определяют теоретическую сумму углов , а потом увязывают их, распределяя между ними угловую невязку.

n- количество точек полигона;

\(\sum \beta _\)– значение измеренных угловых величин;

Для получения \(f_\), необходимо рассчитать разность между \(\beta _\), в которой присутствуют погрешности, и \(\sum \beta _\).

В уравнивании \(f_\) выступает как показатель точности проведенных измерительных работ, а ее значение не должно быть выше предельной величины, определяемой из следующей формулы:

t-точность измерительного устройства,
n – количество углов.
Уравнивание заканчивается равномерным распределением полученной невязки между угловыми величинами.

Определение дирекционных углов

При известном значении дирекционного угла (\(\alpha \)) одной стороны и горизонтального (\(\beta \)) можно определить значение следующей стороны:

\(\beta _\)– значение правого по ходу угла, из чего следует:

Для левого (\(\beta _\)) эти знаки будут противоположными:

Поскольку значение дирекционного угла не может быть больше, чем \(360^\), то из него, соответственно, отнимают \(360^\). В случае с отрицательным углом, необходимо к предыдущему \(\alpha \) добавить \(180^\) и отнять значение \(\beta _\).

Вычисление румбов

У румбов и дирекционных углов существует взаимосвязь, а определяют их по четвертям, которые носят название четырех сторон света. Как видно из табл.1. расчёты проводят согласно установленной схеме.
Таблица 1. Расчеты румба в зависимости от пределов дирекционного угла.

Четверть	Название относительно стороны света	Пределы α	Формула	Знаки приращений
Четверть	Название относительно стороны света	Пределы α	Формула	ΔХ	ΔУ
I	СВ (северо-восточный)	0° – 90°	r = α	+	+
II	ЮВ (юго-восточный)	90°-180°	r = 180° – α	–	+
III	ЮЗ (юго-западный)	180°-270°	r = α – 180°	–	–
IV	СЗ (северо-западный)	270°-360°	r = 360° – °α	+	–

Приращения координат

Для приращений координат в замкнутом ходе применяют формулы, использующиеся при решении прямой геодезической задачи. Ее суть состоит в том, что по известным значениям координат исходного пункта, дирекционного угла и горизонтального приложения можно определить координаты следующего. Исходя из этого, формула приращения значений будет иметь следующий вид:

\(\Delta X = d\cdot cos \alpha \)

\(\Delta Y = d\cdot sin \alpha \)

d-горизонтальное проложение;
α-горизонтальный угол.

Для полигона, который имеет вид замкнутой геометрической фигуры, теоретическая сумма приращений будет равняться нулю для обеих координатных осей:

Линейная невязка и невязка приращения значений координат

Несмотря на вышесказанное, случайные погрешности не позволяют алгебраическим суммам выйти в ноль, поэтому они будут равняться другим невязкам приращений координат:

Переменные \(f_\) и \(f_\) – проекции линейной невязки \(f_

\) на координатной оси, которую можно рассчитать по формуле:

При этом \(f_

\), не должно быть боле, чем 1/2000 от доли периметра полигона, а распределения \(f_\) и \(f_\) проводится следующим образом:

В этих формулах \(\delta X_\) и \(\delta Y_\) – поправки приращения координат.
і- номера точек;

В расчетах важно не забывать о значениях алгебраической суммы, иначе говоря – знаках. При внесении поправок они должны быть противоположны знакам невязок.

После приращений и внесения поправок в данные измерений, проводят расчет их исправленных значений.

Вычисление координат

Когда будут произведены увязки приращений точек полигона, следует определение координат, которое осуществляют с использованием следующих формул:

Значения \(X_\) \(Y_\) – координаты последующих пунктов, \(X_\) и \(Y_\) – предыдущих.
\(\Delta X_\) и \(\Delta Y_\) – исправленные приращения между этими двумя значениями.
Если координаты первой и последней точки совпадают, то обработку можно считать завершённой.
На основе полученных координат и составленных во время полевых измерений абрисов в дальнейшем составляется план теодолитного хода.

Теодолитная съемка выполняется на основе съемочного обоснования, создаваемого в виде теодолитных ходов.

Практическая работа №26. Построение плана теодолитной съемки.

Теодолитная съемка выполняется на основе съемочного обоснования, создаваемого в виде теодолитных ходов.

Теодолитный ход – это система ломаных линий, для которых измерены расстояния между точками и горизонтальные углы между сторонами. Бывают замкнутые и разомкнутые ходы, свободные и несвободные.

Свободный ход – ход, в котором имеются только необходимые исходные данные, а несвободный ход имеет избыточные данные.

Порядок работ при теодолитной съемке:

1. Рекогносцировка – осмотр местности с выбором и закреплением будущих точек съемочного обоснования.

2. Привязка пунктов съемочного обоснования к пунктам ГГC. Для этого на местности выполняют измерения примычных углов и расстояний.

3. Измерение горизонтальных углов и длин сторон теодолитного хода. Горизонтальные углы измеряются способом приемов, расстояние при помощи стальной мерной ленты или рулетки в прямом и обратном направлениях, с относительной погрешностью не более 1:2000. Для определения горизонтального проложения также измеряют углы наклона местности теодолитом.

4. Съемка контуров местности (ситуации). Заключается в привязке этих контуров к пунктам съемочного обоснования.

Съемка контуров местности выполняется следующими способами:

1. Способ перпендикуляров (способ прямоугольных координат)

2. Способ полярных координат

3. Способ угловых засечек

4. Способ линейных засечек

5. Способ створов – применяется в тех случаях когда смешанный контур пересекает сторону теодолитного хода или ее продолжение.

По результатам съемки составляют абрис.

Абрис – это схематичный чертеж на котором изображены стороны теодолитного хода, снимаемые контуры и результаты угловых и линейных промеров (β и l)

Абрис может быть составлен для всего хода или отдельно для каждой стороны.

Камеральная обработка результатов измерения теодолитного хода

1. Вычисление координат точек теодолитного хода.

Перед началом вычисления проверяют все журналы (значения вычисленных горизонтальных и вертикальных углов, горизонтальных проложений). Уравнивают горизонтальные углы, для этого вычисляют сумму измеренных горизонтальных углов:

Вычисляют теоретическую сумму углов

Σβ_т=180º(n–2) – для замкнутого хода

Σβ_т=α_нач– α_кон±180º∙n – для разомкнутого хода

n – число измеренных углов

Вычисляют угловую невязку: f_β= Σβ_ф– Σβ_т сравнивая ее с допустимой: f_{β доп}=1.5t

где t–точность отсчетного приспособления теодолита.

Невязка f_βпо абсолютной величине не должна превышать допустимого значения f_{β доп}, в противном случае углы измеряют заново. Если условие вычисляют поправку в каждый угол и записывают в ведомость над значениями измеренных углов: δ_β=– f_β/n.

Контролем правильности распределения невязки служит равенство: Σδ_β=– f_β

Исправленные углы вычисляют по формуле: β_{i испр}= β_{i изм}+ δ_{β i}

Для контроля подсчитывают сумму исправленных углов, которая должна быть равна теоретической сумме углов: Σβ_испр= Σβ_т

Примычный угол β_примне исправляют.

2. Вычисление дирекционных углов и румбов.

По исходному дирекционному углу α_пт–I и исправленным значениям углов определяют дирекционные углы сторон теодолитного хода:

α_n=α_n–1±180º–β_n – для правых углов

α_n=α_n–1±180º+β_n – для левых углов

Контролем правильности вычислений дирекционных углов является совпадение значения дирекционного угла начальной стороны α_I–II:

α_I–II= α_пт–1±180º–β_пр=α_V–I±180º–β₁

Вычисляют румбы

r=α–180º

3. Вычисление приращений координат

По значениям дирекционных углов и горизонтальными проложениям сторон теодолитного хода вычисляют приращения координат с точностью до 0.01м:

∆х=d·cos r

∆у=d·sin r

Знаки приращения координат определяют в зависимости от названия румба.

4. Вычисление линейных невязок по осям координат

Находят суммы вычисленных приращений

И теоретические суммы приращений

Линейные невязки по осям координат

Вычисление абсолютной и относительной невязок теодолитного хода

f_абс =

Определяют относительную линейную невязку f_отнтеодолитного хода: f_отн=

где Р – периметр хода.

Допустимое значение относительной невязки не должно превышать погрешности линейных измерений . Если это условие нарушено, то длины линий перемеряют, а если выполняется, то вычисляют поправки в вычисления координат:

Поправки округляют до 0.01 мм и выписывают их со своими знаками над соответствующими приращениям ∆х и ∆у.

Сумма поправок должна равняться невязке с обратным знаком:

Вычисляют исправленные приращения координат и записывают результаты в ведомость:

∆х_испр= ∆х_{выч +} δ_Δх

∆у_испр= ∆у_{выч +} δ_Δу

Для контроля определяют суммы исправленных приращений координат, которые должны быть равны теоретическим суммам приращений:

5. Вычисление координат точек теодолитного хода

Контролем вычислений служит получение координат известных точек х₁ и у₁:

Вычисленные значения координат вершин теодолитного хода записывают в ведомость.

6. Построение плана теодолитной съемки.

Построение координатной сетки: на листе бумаги проводят две пересекающиеся линии и от точки их пересечения откладывают произвольные равные отрезки при помощи циркуля. Получают точки АВСД, где ОА=ОВ=ОС=ОД. Соединив эти точки получают правильный прямоугольник. Вспомогательные линии стирают, на сторонах прямоугольника откладывают по 10 см и строят квадраты – сетку. Правильность построения сетки квадратов проверяют по равенству длин сторон и длин диагоналей – циркулем–измерителем.

Точки пересечения всех координатных линий по диагонали должны лежать на одной прямой.

Оцифровка координатной сети.

Производиться в соответствии с масштабом чертежа таким образом, чтобы значение координатных линий были кратны 10 см в заданном масштабе и все точки съемочного обоснования поместились на чертеже и расположились по возможности в средней его части.

Нанесение точек съемочного обоснования.

Контролем правильности будет служить равенство дирекционных углов сторон на плане и в ведомости и равенства длин сторон на плане и ведомости.

Нанесение ситуации на план.

Ситуация наносить по абрису и изображается условными знаками, при этом вспомогательные линии на план не переносят.

Оформление надписи на плане.

Вдоль северной рамки подписывают название чертежа, вдоль южной – масштаб, внизу справа – год съемки и исполнитель.

Точки по их координатам наносят на план при помощи циркуля – измерителя, вычерченного заранее на плотном ватмане графика поперечного масштаба.

Рис. 63. Построение по координатам точек планового съемочного обоснования: а – оцифровка координатной сетки; б – построение точки по координатам

Нанесение точек по координатам контролируется по известному горизонтальному расстоянию между вершинами хода, записанному в ведомости координат. Это расстояние, взятое по поперечному масштабу при помощи циркуля, сравнивается с расстоянием между теми же точками на чертеже. Расхождение допускается не более 0,2 мм. При большем расхождении проверяется правильность нанесения точек по координатам, а при отсутствии погрешностей – правильность построения координатной сетки.

После построения вершин теодолитных ходов и контроля работы, их последовательно соединяют тонкими линиями, причем линию доводят до кружка, очерченного вокруг нанесенной по координатам точки. Построенное таким образом плановое обоснование служит опорой для нанесения контуров местности.

Нанесение ситуации на план по данным абриса

План теодолитной съемки составляют по данным абриса съемки (рис. 64), используя результаты всех измерений, сделанные в поле при съемке ситуации. Способ построения контуров на плане соответствует способу съемки их на местности.

Точки, снятые способом перпендикуляров, строят измерителем, используя поперечный масштаб; перпендикуляры к сторонам хода восстанавливают прямоугольным треугольником и линейкой.

Точки, снятые способом полярных координат, наносят, используя измеритель, транспортир и поперечный масштаб.

Для этого центр транспортира прикладывают к точке хода, на которой при съемке стоял теодолит, а нулевой диаметр его совмещают с линией, по которой был ориентирован лимб. Отметив на бумаге все полярные углы, прочерчивают направления и откладывают на них в масштабе плана соответствующие радиус – векторы.

Точки, снятые угловыми засечками, строят транспортиром и линейкой; углы на плане строят от тех же опорных линий, от которых их измеряли при съемке.

Точки, снятые способом линейных засечек, наносят на план с помощью измерителя и поперечного масштаба.

Точки, снятые створным способом, строят в створе соответствующих сторон хода измерителем по поперечному масштабу.

Измеренные при съемке ситуации расстояния и углы на плане не подписывают. По мере накладки точек на план по ним вычерчивают в соответствии с абрисом необходимые контуры и предметы местности. Временно, впредь до изображения ситуации условными знаками, на чертеже подписывают карандашом наименование отдельных контуров в пределах изображенных границ и предметов местности.

Вычерчивание плана тушью

К вычерчиванию плана тушью приступают после того, как составление его в карандаше закончено.

Сетку квадратов полностью не вычерчивают, а обозначают лишь крестиками зеленого цвета 6х6 мм их вершины.

С северной стороны участка подписывают значения Y, а с восточной – Х линий координатной сетки возле соответствующих вершин квадратов черным цветом.

Береговые линии рек, ручьев, озер кюветы с обеих сторон шоссе вычерчиваются тушью зеленого цвета плавными кривыми (без угловых изломов).

Все остальные линии, условные знаки и надписи выполняют черной тушью. Стороны диагонального хода оставляют в карандаше.

Характеристика строений (КЖ – каменный жилой, Н – деревянный нежилой) подписывается параллельно большей стороне строения; название реки и направление течения – вдоль реки. Все остальные надписи на плане делаются строго горизонтально; высота букв строчных – 2-3 мм, заглавных и цифр – 4-5 мм.

Против середины каждой стороны основного полигона подписывают тушью в виде дроби значение румба (в числителе) и горизонтального проложения стороны (в знаменателе). Эти надписи делают вне полигона так, чтобы черта дроби была параллельно оси ординат; дробь должна отстоять от стороны полигона на 1-1,5 см.

Под вычерченным полигоном симметрично вычерчивают черной тушью график поперечного масштаба 1: 1 000 (или 1: 2 000)с основанием 2 см и высотой 3 см (вся длина графика 12-12,5 см).

На расстоянии 10 мм от края листа проводят двойную рамку, внешняя линия которой толщиной 1,0 мм, внутренняя – 0,2 мм; между этими линиями – 2 мм.