Проект построения сети полигонометрии 4 класса 1-2 разрядов и геометрического нивелирования 4 класса на заданном плане М 1:25000 для топографической съемки

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Кафедра МДиГИС Курсовая работа по геодезии на тему:

«Проект построения сети полигонометрии 4 класса 1−2 разрядов и геометрического нивелирования 4 класса на заданном плане М 1:25 000 для топографической съемки незастроенной территории М 1:5000»

Выполнила студентка группы ПГ-12

Давлятчина Екатерина Проверил преподаватель Турова Т.А.

Пермь 2013

1.Введение

2. Задание

3.Физико-географическое описание и топографо-геодезическая изученность района работ

3.1 Физико-географическое описание района работ

3.2 Топографо-геодезическое описание района работ

4. Методы создания планово-высотного съемочного обоснования

5. Составление проекта полигонометрии

5.1 Принципы, цели и методы проектирования

5.2 Характеристика сети, количество пунктов и места их расположения

5.3 Выбор типа знаков и центров для закрепления ходов полигонометрии

5.4 Выбор инструментов для угловых и линейных измерений. Методика наблюдений

5.5 Обоснование плотности пунктов

5.6 Предвычисление точности ходов и систем ходов полигонометрии

6. Проектирование высотной сети сгущения

6.1 Закрепление пунктов нивелирования

6.2 Выбор инструментов и методика нивелирования 4 класса

6.3 Предвычисление точности нивелирных ходов

7. Выполнение топографической съемки

7.1 Методика выполнения съемки

7.2 Требования инструкции к выполнению съемки масштаба 1:5000

7.3 Выбор инструментов и методика выполнения тахеометрической съемки

7.4 Разграфка и оформление планшетов

8. Перечень выполняемых работ

9. Заключение

10. Список используемой литературы

Данная курсовая работа посвящена проекту построения сети полигонометрии 4 класса 1 и 2 разрядов геометрического нивелирования 4 класса на заданном плане М 1:25 000 для топографической съемке незастроенной территории М 1:5000.

Решение данной проблемы имеет теоретическое и практическое значение. Во-первых, проект облегчает работу уже непосредственно на полигоне. Во-вторых, мы заранее можем рассчитать стоимость всех работ и сократить затраты до минимума.

Задачи, которые предстоит выполнить в данной курсовой работе: получить специальные навыки в составления проекта построения сети полигонометрии, выполнить практическую часть на топографической карте масштаба 1:25 000.

полигонометрия сеть сгущения тахеометрическая съемка

3. Физико-географическое описание и топографо-геодезическая изученность района работ

3.1 Физико-географическое описание района работ

Рельеф.

Город расположен на новых (кайнозойских) образованиях, которые лежат на пермских и каменноугольных породах, образовавшихся 240—300 млн. лет назад. Кристаллический фундамент архейской эры залегает на глубине 1400—1600 м. Рельеф города умеренно всхолмлённый. Наибольшей высотой отличается северная часть города (Красноглинский район), в состав которого входят Сокольи горы. Наивысшей точкой местности, входящей в административную городскую черту Самары является гора Тип-Тяв — 286 м над уровнем моря. На юго-юго-запад, вдоль Волги, местность, рассекаемая кое-где оврагами, плавно понижается примерно до площади Революции, после которой быстро снижается до уровня минимальных высот, который составляет 28 м над уровнем моря и совпадает с уровнем Волги. На юг и юго-восток, вплоть до улицы Победы местность понижается более резко, далее очень медленно снижается вплоть до минимальных высот, совпадающих с уровнем реки Самары (те же 28 м над уровнем моря).

Со стороны Волги преобладают песчаные почвы, со стороны реки Самара — глинистые.

Климатические условия.

Климат Самарской области обусловлен ее расположением в юго-восточной части Европейской России и значительной удаленностью от Атлантического океана. Поэтому климат Самарской области формируется под влиянием суши, и характеризуется как континентальный климат умеренных широт.

В целом, особенностями климата Самарского Поволжья являются: засушливость, высокая континентальность, интенсивная ветровая деятельность, высокая инсоляция и большая изменчивость год от года, особенно по количеству выпадающих осадков.

Средняя месячная температура колеблется: от -13,5°С (в январе) до 21,4°.

Колебания температуры воздуха отражаются на температуре почв. Годовая амплитуда колебаний уменьшается с глубиной в почвенном профиле, но все-таки до глубины 50 см она еще значительная. Если средняя годовая амплитуда воздуха равна 33°, то на глубине 10 см она достигает 27,3°, на глубине 25 см — 25,4°, а на глубине 50 см — 20,7°.

Для климата области типично невысокое давление воздуха и активная циклоническая деятельность. Зима здесь холодная и продолжительная, лето жаркое с частыми засухами, с большими колебаниями температуры и неустойчивостью погоды. Осень и весна продолжительны и хорошо выражены. Снежный покров и ледостав на водоемах устанавливается во второй-третьей декаде ноября. Таяние снегов и вскрытие рек обычно происходит в первой декаде апреля. В год выпадает около 400 мм осадков.

На температурном режиме почвы отражаются ее физические свойства и густота растительного покрова. Особенно резким колебаниям температур подвергаются голые скалистые возвышенные участки.

Почвенный покров.

Почвенный покров Самарской области в своем распространении подчиняется закону биоклиматической зональности. В соответствии с этим законом, почвы разных типов (от серых лесных до темно-каштановых) сменяются на территории Самарской области в связи с изменением с севера на юг биоклиматических факторов почвообразования.

3.2 Топографо-геодезическая изученность района работ

Для построения нивелирного хода на территории изучаемого района имеются 4 пункта государственной геодезической сети, также имеем учебную топографическую карту масштаба 1:25 000. Координаты начального пункта -(6 071 750;4307217), координаты конечного пункта -(6 068 140;4312920).

4. Методы создания планово-высотного съемочного обоснования

Съёмочное обоснование создают с целью сгущения плановой и высотной основы до плотности, обеспечивающей выполнение съёмки ситуации и рельефа тем или иным методом.

Плотность и расположение пунктов съёмочного обоснования устанавливается в техническом проекте в зависимости от выбранного метода ведения съёмки ситуации и рельефа.

Съёмочное обоснование развивают от пунктов государственных геодезических сетей, геодезических сетей сгущения 1 и 2 разрядов и технического нивелирования.

Плановым съемочным обоснованием являются полигонометрические сети 4 класса, 1 и 2 разрядов.

Плановое съемочное обоснование создается:

— классическим методом (приложением отдельных теодолитных ходов);

— с применением глобальных навигационных спутниковых систем (GNSS).

При построении полигонометрических сетей 4 класса, 1 и 2 разрядов должны соблюдаться требования нормативных документов.

К высотному обоснованию относят: нивелировочные сети.

Нивелирование III и IV класса является основным методом сгущения (развития) государственной нивелирной сети для производства крупномасштабных топографических съемок.

Нивелирные сети при крупномасштабных топографических съемках создаются в виде отдельных ходов, полигонов и, как правило, привязываются не менее чем к двум исходным нивелирным знакам (маркам, реперам) высшего класса. Получают редкую сеть пунктов, которая в последующем сгущается высотными ходами. В этих ходах превышения определяют тригонометрическим способом.

5. Составление проекта полигонометрии

Полигонометрия проектируется, как правило, на застроенных территориях, вдоль дорог и в заселенных равнинных районах. При этом следует иметь в виду, что полигонометрические построения уступают триангуляционным в жесткости и контролируемости результатов измерений и отличаются неравномерной плотностью пунктов на местности.

Для закрепления пунктов полигонометрии на застроенных территориях следует, как правило, проектировать применение стенных знаков, которые лучше сохраняются в этих условиях. Проектированию полигонометрии, прокладываемой на застроенных территориях, должно предшествовать обследование сохранности пунктов всех ранее проложенных геодезических сетей.

Особое внимание при проектировании полигонометрии следует уделять геометрии полигонометрических построений, укрепляя их жесткость прямыми засечками со вспомогательных пунктов, соблюдая параметры ходов, предусмотренные инструкцией.

В целях обеспечения высокого качества полигонометрических работ линейные и угловые измерения, а также предварительные вычисления организационно и технологически должны проектироваться без разрыва во времени и выполняться комплексными бригадами.

Перед проектированием предварительно собирают топографо-геодезическую информацию:

— какие геодезические работы проводились ранее на участке;

— какие имеются пункты на участке и сохранились ли они.

В зависимости от размеров территории полигонометрия проектируется в виде:

— систем ходов с узловыми точками (s больше 10 км2);

— отдельных ходов (для небольших участков съёмки).

При проектировании:

— размещают ходы в местах, удобных для производства угловых и линейных измерений (вдоль дорог, в поймах рек);

— следят, чтобы между пунктами по возможности имелась видимость с земли;

— ход должен опираться на 2 исходных пункта и не менее, чем на два исходных направления на каждом исходном пункте (рисунок 6);

— ходы должны иметь по возможности вытянутую форму, а изогнутые ходы не должны иметь резких углов поворота. Не допускается:

— проложение замкнутых ходов, опирающихся только на один исходный пункт;

— проложение висячих ходов, опирающихся на один исходный пункт и одно исходное направление.

В исключительных случаях при отсутствии между исходными пунктами видимости с земли, допускается:

— проложение хода, опирающегося на 2 исходных пункта без угловой привязки на одном из них; для контроля угловых измерений используют дирекционные углы (б) на ориентирные пункты ГГС или дирекционные углы примычных сторон, полученных из астрономических измерений с точностью 5″ - 7″ ;

— проложение замкнутого хода в полигонометрии 1-го и 2-го разрядов, опирающегося на 1 исходный пункт, при условии передачи или измерения 2х дирекционных углов с точностью 5″ - 7″ на две смежные стороны в слабом месте хода;

— допускается координатная привязка к пунктам геодезической сети. Для контроля измерения углов используют дирекционные углы на ориентирные пункты или азимуты полученные из астрономических наблюдений. Длины ходов и число сторон в ходе должны соответствовать требованиям, изложенным в таблице 2. После проектирования хода на карте выполняют оценку точности проекта, то есть расчёт точности.

5.1 Принципы, цели и методы проектирования

Основанием дм выполнения топографа — геодезических работ служит техническое здание и технический. Необходимость составления технического проекта или программы работ устанавливается техническим зданием в соответствии с инструкциями Технический проект является документом, определяющим содержание, объём, трудовые затраты, сметную стоимость, основные технические условия, сроки и организацию выполнения затраты, сметную стоимость.

Технический проект должен предусматривать полный комплекс работ, необходимых для создания топографических планов, удовлетворяющих требованиям технологических инструкций Обязательным в техническом проекте на производство всех видов топографических съемок является обоснование выбора масштаба съемки и высоты сечения рельефа.

Масштаб топографической съёмки и сечение рельефа устанавливают в зависимости от назначения и использования топографических планов, требуемой точности последующих инженерных работ. При выборе сечения рельефа учитывается крутизна скатов.

Технический проект содержит текстовую, графическую и сметную часть. В текстовой части проекта отражаются следующие вопросы:

— целевое назначение проектируемых работ;

— краткая физико-географическая характеристика района работ.

— сведения о топографо-геодезической обеспеченности района работ,

— обоснование необходимости и способов построения планово высотной основы и выбор масштаба съёмки;

— организация и сроки выполнения работ,

— мероприятия по технической безопасности и охране труда;

— перечень топографо-геодезических. картографических и других материалов, подлежащих сдаче по окончании работ.

Проведению основных видов работ, предусмотренных техническим проектом, должен предшествовать сбор и анализ топографо-геодезических материалов.

По результатам сбора и анализа материалов уточняются:

— топографо-геодезическая изученность объекта работ (наличие материалов выполненных работ с указанием года исполнения, их качество и соответствие современным требованиям и т. п.);

— работы, подлежащие использованию, и тс, которые не могут быть использованы при выполнении работ;

Конечным результатом сбора и анализа материалов являются следующие документы:

— пояснительная записка;

— сводный каталог геодезических пунктов, составленный в единой системе координат и высот с приложением уточнённых схем изученности в масштабе, удобном для пользования;

— сводная картосхема выполненных топографических работ с описанием степени использования последних в новых работах (только геодезическое обоснование, рельеф, контурная нагрузка) и порядок приведения координат и высот в единую систему.

5.2 Характеристика сети, количество пунктов и места их расположения

Учебная карта, на которой выполняется проектирование сети полигонометрии 4 класса, представляет собой топографическую карту масштаба 1:25 000.

В сетях полигонометрии 4 класса должна обеспечиваться взаимная видимость по линии: визирная цель — место установки угломерного инструмента или дальномера.

При изыскании варианта построения полигонометрического хода следует руководствоваться следующими соображениями:

— местоположение и конструкция знаков должны обеспечивать их минимальные высоты;

— расположение пунктов должно быть примерно равномерное с использованием для них командных высот местности;

— места расположения пунктов должны обеспечивать долговременную сохранность центров, безопасность и удобство выполнения наблюдений;

— пункты должны выбираться на устойчивом грунте, в стороне от железных и автогужевых дорог, всякого рода строений, телефонных линий, не ближе, чем на расстоянии двойной высоты знака;

— удаленность пунктов от линии тока высокого напряжения должна быть не менее 120 м.

Высоты знаков могут рассчитываться аналитическим и графическим способами.

Если в створе между пунктами расположено несколько препятствий, то необходимые высоты знаков подсчитывают для каждого препятствия отдельно и из них выбирают те, которые требуют максимального значения высот знаков.

После расчета высот знаков по всем направлениям подбирают выгоднейшую их комбинацию по каждой паре пунктов. Экономически выгоднейшей высотой пары пунктов считается пара с наименьшей суммой высот. Определив выгоднейшую высоту удаленного от препятствия знака, следует откорректировать высоту второго пункта.

В моём проекте:

Начальный пункт располагается вблизи с. Новоселки вдоль дороги. Конечный пункт находится в г. Михалинская, вблизи с сосновым лесом.

5.3 Выбор типа знаков и центров для закрепления ходов полигонометрии

Глубина промерзания в Самарской области в среднем составляет 1,6 м. Для своего проекта я выберу центр пункта триангуляции, полигонометрии 4 классов для районов глубокого промерзания грунта (свыше 1,5 м) 1-металическая труба диаметром 60 мм или бет труба диаметром 120 — 160 мм, рельс 2-бетонный якорь диаметром 50 см 3-слой цем. Раствора

Типы знаков долговременного закрепления съемочных сетей я выбрала: деревянный столб, установленный на бетонный монолит.

Типы знаков временного закрепления съемочных сетей (плановых и высотных). Деревянный столб.

На застроенных территориях.

В городах, поселках, сельских населенных пунктах, промышленных предприятиях, гидротехнических и линейных сооружениях, где это возможно, центры пунктов закрепляются, как правило, стенными знаками.

Стенные знаки для закрепления пунктов съемочного обоснования имеют значительные преимущества по сравнению с грунтовыми, которые при густой сети подземных коммуникаций (газ, водопровод, канализация, теплофикации, кабельные прокладки и др.) либо подпадают под дорожное покрытие, либо уничтожаются.

Кроме того, снежный покров и обледенение в зимнее время значительно затрудняют разыскивание и пользование грунтовыми знаками. При насыщенности улиц подземными коммуникациями и устройством усовершенствованных дорожных покрытий требуются значительные затраты времени на согласование места постановки грунтовых знаков.

Наиболее устойчивы и долговечны знаки, закрепленные не в грунте, а в стенах капитальных зданий, устоев мостов и плотин.

В качестве стенных знаков могут использоваться металлические штыри, железнодорожные костыли, болты длиной 10—15 см. Предварительно на концах штыря перпендикулярно к его оси просверливают отверстие диаметром 5—6 или 2—3 мм в передней части, выступающей от стены здания. Штырь бетонируют в здание на высоте 0,5—0,7 м от земли, так чтобы передний конец штыря выступал на 1—3 см от поверхности стены, а просверленное отверстие (2—3 мм) было примерно вертикальным. Это отверстие используется для плановой привязки штыря, а верхняя его часть — для привязки по высоте. В хвостовое отверстие диаметром 5—б мм вставляют гвоздь или проволоку в качестве якоря при бетонировании штыря в стене.

Стенным знаком постоянного съемочного обоснования может служить на фермах мостов, опорах контактной сети и семафорах привариваемый металлический штырь.

Для закрепления рабочих центров (вспомогательных точек) и временных точек можно использовать скальные марки, железные остыли, кованые гвозди, штыри из обрезков арматуры, труб и т. д.

На незастроенных территориях.

Пункты планово-высотного обоснования на незастроенной территории станции или в полосе отвода вдоль перегона железных дорог закрепляют закладным репером в виде рельса.

Временными знаками могут служить валуны, пни деревьев, деревянные колья диаметром 5—8 см, деревянные столбы, металлические трубы, уголковая сталь, забитые в грунт на 0,3— 0,5 м с установленными рядом сторожками или свайки.

Центрами временных знаков могут быть гвозди, вбитые в верхний срез пня или столба, или перекрестие, отмеченное краской на валуне. И, наконец, временным стенным знаком и одновременно репером может служить металлический костыль в дереве. Временные знаки окапывают круглой канавой диаметром 0,8 м. В заселенной местности затесываются ближайшие к знаку деревья. Центры съемочного обоснования нумеруют порядковыми номерами с тем, чтобы на объекте номера не повторялись.

При включении в ход (сеть) знаков ранее произведенных съемок не разрешается менять присвоенные им номера или перезакладывать их.

5.4 Выбор инструментов для угловых и линейных измерений. Методика наблюдений

Нивелирование четвёртого класса выполняют в одном направлении способом «средней нити».

Нивелирование 4 класса производят глухими нивелирами с уровнем или компенсатором, удовлетворяющими следующим требованиям:

— увеличение трубы, крат.25

— цена деления цилиндрического контактного уровня («/2 мм), не более 30

— ошибка самоустановки линии визирования у нивелиров с компенсатором не более 0,5

При нивелировании 4 класса применяют нивелиры с уровнем Н-3, НВ, Ni- 030, а также нивелиры с компенсатором Н-ЗК, НСЗ, НС4, NiB-3, 4, 5, 6 и Ni-025.

При нивелировании 4 класса применяют трёхметровые рейки.

Для привязки к стенным маркам используют подвесную рейку с такими же делениями, как и в основных рейках. Случайные ошибки дециметровых и метровых интервалов реек не должны превышать 1 мм.

Перед началом полевых работ нивелиры исследуют и поверяют по программе:

— определение коэффициента дальномера;

— поверка установочного круглого уровня нивелира;

— поверка плавности вращения верхней части нивелира;

— определение угла i нивелира, т. е. угла между визирной линией и горизонтальной плоскостью.

Я планирую использовать разных производителей и брендов, такие как Nikon, Trimble точностью измерений от 2″ до 5″ (сек).

Для определения координат и высот используем GPS/ГЛОНАСС приемники.

Для линейных измерений — светодальномер СМ-3 предназначен для производства линейных измерений при создании планового обоснования крупномасштабных съемок. Использование данного комплекса оборудования позволяет выполнять работы с высокой точностью и высокой производительностью.

Помимо этого, используется множество дополнительного оборудования, которое ускоряет производство работ.

5.5 Обоснование плотности пунктов

Плотность и расположение пунктов съемочного обоснования устанавливается техническим проектом в зависимости от выбранной технологии работ, определенной с соблюдением инструкции. Съемочная сеть развивается от пунктов государственных геодезических сетей, геодезических сетей сгущения 1 и 2 разрядов и технического нивелирования.

Пункты съемочной сети определяются построением съемочных триангуляционных сетей, проложенном теодолитных и мензульных ходов, прямыми, обратными, комбинированными засечками. При развитии съемочной сети одновременно определяются, как правило, положения точек в плане и по высоте.

Высоты точек съемочной сети определяются геометрическим или тригонометрическим нивелированием.

Предельные погрешности положения пунктов плановой съемочной сети, в том числе плановых опознаков, относительно пунктов государственной геодезической сети и геодезических сетей сгущения не должны превышать на открытой местности и на застроенной территории 0,2 мм в масштабе плана и 0,3 мм — на местности, закрытой древесной и кустарниковой растительностью. При стереотопографическом методе съемки расположении точек геодезического обоснования определяется выбранной технологией съемки, высотой фотографирования и масштабом аэрофотосъемки.

Пункты съемочного обоснования закрепляются на местности долговременными знаками с таким расчетом, чтобы на каждом съемочном планшете было, как правило, закреплено не менее трех точек при съемке в масштабе 1:5000 и двух точек при съемке в масштабе 1:2000, включая пункты государственной геодезической сети и сетей сгущения (если технические условия заказчика в техническом проекте не требуют большей плотности закрепления).

На территории населенных пунктов и промышленных площадок все точки съемочных сетей и планово-высотные опознаки закрепляются знаками долговременного закрепления. В случаях, когда съемочные сети являются самостоятельные геодезическим обоснованием, они закрепляются постоянными знаками по типу центров триангуляции и полигонометрии 1 и 2 разрядов в том же объеме, как и сети сгущения, но не менее 20% точек съемочной сети. Уравнивание съемочного обоснования производится упрощенными способами. Вычисление висячих ходов производится с пунктов геодезических сетей и точек теодолитных ходов 1 и 2 порядков.

5.6 Предвычисление точности ходов и систем ходов в полигонометрии

Установление формы хода. Ход считается вытянутым, если выполняется соотношение:

? 1,3, где S — сторона хода, L — длина хода.

В нашем случае: = = 1,02, значит ход можно считать вытянутым. Определение предельной погрешности планового положения точки в самом слабом месте хода после его уравнивания. Средняя квадратическая погрешность положения пункта в слабом месте хода:

Средняя квадратическая погрешность положения конечной точки хода М определяется из выражения _предf = 2M,

Для которого f_S — предельная линейная невязка хода — находится из соотношения Определим М по формуле:

Тогда для нашего хода M = = 0,125

Расчет точности угловых измерений:

Где 1/Т — предельная относительная невязка полигонометрического хода, установленная инструкцией для соответствующего класса и разряда.

Расчет влияния погрешностей при линейных измерениях. Ее величине при вычислении хода по исправленным на угловую невязку углам может быть подсчитана при измерении сторон светодальномерами.

Для ходов вытянутой формы Где m_s и m_b — соответственно средние квадратические погрешности измерения стороны и угла. Д_0,I расстояние от точки с номером i до центра тяжести хода.

6. Проектирование высотной сети сгущения

6.1 Закрепление пунктов нивелирования

Место установки геодезических пунктов должно быть легкодоступно для подъема или подхода, хорошо опознаваться на местности и обеспечивать долговременную сохранность центров, реперов и наружных знаков.

Реперы служат исходными (опорными) пунктами для определения высот промежуточных точек земной поверхности при топографических съемках и разного рода изыскательских работах, а также используются в научных целях при изучении разности уровней морей.

Реперы по их значимости разделяются на:

— вековые

— фундаментальные

— рядовые Вековые реперы распределены по всей территории страны, по особой схеме, в местах, установленных инструкцией, в основном для научных целей. Глубина закладки определяется залеганием горных пород.

Фундаментальные реперы, представляющие собой железобетонные пилоны, закладывают в грунт через 50—80 км на всех нивелирных линиях 1-го класса, а также на наиболее ответственных линиях 2-го класса и близ важнейших морских водомерных установок.

Рядовые реперы, закладываемые через 5—7 км на нивелирных линиях всех классов, подразделяются на грунтовые, устанавливаемые в земле, скальные (закрепленные в скальных породах) и стенные, закладываемые в стены капитальных сооружений.

В труднодоступных районах расстояние между реперами может быть увеличено до 6−7 км, а в сейсмоактивных районах должна быть уменьшена до 3−3,5 км.

6.2 Выбор инструментов и методика нивелирования 4 класса

Для технического нивелирования я выбрала нивелир SAL32ND CST/Berger, из-за удобства его использования и дешевизны.

Характеристика выбранного прибора:

Методика нивелирования 4 класса.

Основные требования:

— нивелирные ходы IV класса прокладываются в одном направлении. Длина линий нивелирования IV класса не должна превышать 50 км;

— нивелирование IV класса выполняется нивелирами, имеющими увеличение трубы не менее 25х, цену деления уровня не более 25″ на 2 мм;

— перед началом полевых работ должны выполняться полевые поверки и исследования нивелиров, а также компарирование реек;

— рейки для нивелирования IV класса применяются двусторонние шашечные, отсчеты по черным и красным сторонам реек производят по средней нити. Для определения расстояний от нивелира до реек производятся отсчеты по дальномерным нитям по черным сторонам реек;

— расхождение значений превышения на станции, определенного по черным и красным сторонам реек, допускается до 5 мм;

— невязки в ходах между исходными пунктами и в полигонах должны быть не более 20 (мм) при числе станций менее 15 на 1 км хода и 5 (мм) при числе станций более 15 на 1 км хода, где L — длина хода (полигона) в км; n — число станций в ходе (полигоне).

Нивелирование IV класса производят глухими нивелирами с уровнем или компенсатором, удовлетворяющими следующим требованиям:

— увеличение трубы, крат 25

— цена деления цилиндрического контактного уровня («/2 мм), не более 30

— ошибка самоустановки линии визирования у нивелиров с компенсатором, утл. с, не более 0,5

6.3 Предвычисление точности нивелирных ходов

Предельное значение невязки считается по формуле:

или если число сторон в ходе больше 10.

Для нашего хода: = 25 мм

Вес высоты репера, расположенного в середине нивелирного хода, после уравнивания: или, где n-количество станций, L — длина хода, тогда для нашего случая Средняя квадратическая ошибка в самом слабом месте нивелирного хода после уравнивания:

7. Выполнение топографической съемки

7.1 Методика выполнения съемки

Топографическая съемка — комплекс геодезических работ, выполняемых с целью получения оригинала топографической карты или плана, а также получение топографической информации в другой форме. Конечным продуктом при производстве топосъемки является топографический план местности. По методу выполнения топографическую съемку разделяют на:

— наземную (выполняемую посредством измерений углов, расстояний, превышений с помощью геодезических приборов — тахеометра, нивелира, мерных лент и т. д.);

— аэрофотосъемку (выполняемую с высоты от сотен метров до десятков километров при помощи аэрофотоаппарата, установленного на летательном аппарате (самолете, вертолете и пр. или их беспилотном аналоге);

— космическую (выполняемую при помощи получения космических снимков со спутников GPS).

Каждый метод съемки предназначен для определенных задач, а главное, масштабов съемки.

Так космическая съемка предназначена для обзорных карт и составления цифровых моделей местности огромных территорий. Аэросъемка выгодна в том случае, если площадь снимаемого участка более 500 ГА, а масштабы съемки — 1:5000 и мельче.

Часто аэросъемка нужна для составления планов целых городов и населенных пунктов. Наземная, самая востребованная съемка, ведется при выполнении крупномасштабных съемок, инженерно-геодезических изысканиях, землеустроительных работах.

Съемку выполняют либо теодолитом, либо тахеометром-автоматом; в комплект приборов для съемки еще входит рейка. Съемочное обоснование для тахеометрической съемки создают, прокладывая теодолитные ходы, ходы технического нивелирования, высотные или тахеометрические ходы.

Тахеометрический ход — это комбинация теодолитного и высотного ходов в одном. На каждом пункте хода измеряют горизонтальный угол, углы наклона на заднюю и переднюю точки и дальномерное расстояние прямо и обратно.

Превышение между пунктами вычисляют по формуле тригонометрического нивелирования.

Тахеометрическая съемка выполняется с пунктом съемочного обоснования в полярной системе координат. Теодолит центрируют над пунктом А, горизонтируют, приводят трубу в рабочее положение и ориентируют на соседний пункт В съемочного обоснования, т. е. устанавливают на лимбе отсчет 0^o 0' при наведении трубы на этот пункт. Другими словами, полюсом полярной местной системы координат является пункт А, а направление полярной оси совмещается с направлением АВ.

Трубу теодолита наводят на рейку, установленную в какой-либо точке местности и измеряют три величины, определяющие положение снимаемой точки в плане и по высоте: горизонтальный полярный угол, угол наклона и дальномерное расстояние. Затем вычисляют превышение и горизонтальное проложение.

Все результаты измерений записывают в журнал тахеометрической съемки; затем там же вычисляют углы наклона, горизонтальные проложения, превышения пикетов относительно точки стояния теодолита и отметки пикетов.

Одновременно с ведением журнала составляют схематический чертеж местности — абрис (кроки), на котором показывают все заснятые с этой станции пикеты, контуры, ситуацию, формы рельефа, направления скатов. Иногда абрис рисуют до начала съемки, намечая на нем плановые и высотные пикеты, и затем уже ведут съемку в соответствии с абрисом.

7.2Требования инструкции к выполнению съемки масштаба 1:5000

Тахеометрическая съемка применяется для создания планов небольших участков как основной видсъемки или в сочетании с другими видами, когда

— проведение стереотопографической или мензульной съемок экономически нецелесообразно либо технически невозможно;

— выполняется съемка только рельефа на застроенной территории;

— выполняется съемка узких полос (высоковольтные линии, трассы трубопроводов и т. п.).

Тахеометрическая съемка производится, как правило, тахеометрами-автоматами и, как исключение, теодолитами.

При коэффициенте дальномера, не равном 100, изготовляются специальные рейки с учетом постоянной дальномера. При съемке тахеометрами-автоматами применяются специальные рейки.

До начала тахеометрических работ геодезическая основа, включая пункты сетей съемочного обоснования, должна быть доведена до плотности, обеспечивающей возможность проложения тахеометрических ходов с соблюдением технических требований, приведенных в таблице.

Угловые невязки в тахеометрических ходах не должны превышать

где п — число углов в ходах.

Допустимые линейные невязки определяются по формуле

где S — длина хода в м,

п — число линий входе.

Высотная невязка недолжна превышать

(см),

где S — длина хода в м,

п — число линий входе.

При ведении тахеометрической съемки особое внимание должно уделяться контролю за сохранением ориентировки инструмента. По окончании работы на точке ориентировка инструмента должна быть проверена. Допускается изменение ориентировки инструмента за период съемки с данной точки не более 1,5'.

7.3 Выбор инструментов и методика выполнения тахеометрической съемки

Полевые работы при тахеометрической съемке делят на предварительные работы и работу на станции. Из предварительных работ выделяют создание (восстановление, дополнение) съемочного планово-высотного обоснования, т. е. получения достаточного количества точек с известными координатами и высотами с которых будет производиться съемка, и рекогносцировка (разведка) района съемки.

Плановой и высотной основой для съемки служат точки с известными координатами и высотами, которые могут быть определены теодолитными ходами и засечками в плане, нивелирными ходами и тригонометрическим нивелированием по высоте. При нехватке густоты съемочного обоснования одновременно со съемкой, или отдельно, прокладывают тахеометрические хода. Тахеометрические хода относятся к линейно-угловым построениям для совместного определения планово-высотного положения точек. При этом, горизонтальные углы измеряются теодолитом технической точности (например, 2Т30) полным приемом, углы наклона при двух кругах в прямом и обратном направлениях, расстояния по нитяному дальномеру при двух кругах в прямом и обратном направлениях.

На этапе рекогносцировки производится осмотр местности, подлежащей съемке с каждой станции, выявляются её особенности, степень застроенности, мешающие съемке факторы. В пределах заданного участка съемки должны быть сняты все объекты ситуации, выражающиеся в заданном масштабе плана и предусмотренные условными знаками.

Работа на станции при тахеометрической съемке сводится к следующей последовательности:

1. Установка центрирование, горизонтирование и ориентирование теодолита над закрепленной точкой станции. При этом центрирование возможно производить с точностью до 5 см, а ориентирование выставлением нуля лимба на любую видимую точку съемочного обоснования.

2. Определяют с контролем место нуля вертикального круга.

3. Выбор контурных и высотных реечных точек (пикетов) на местности, причем так, чтобы с каждой выбранной точки реечник видел трубу прибора.

4. Определение пикетных точек измерением

— горизонтального угла

— отсчета по вертикальному кругу

— наклонного расстояния по нитяному дальномеру.

Измерения выполняют при одном положении круга. По окончании работы на станции проверяют ориентирование лимба: расхождение должно быть не более 2'. В равнинной местности превышения целесообразно получать горизонтальным лучом (выставляя по вертикальному кругу значение места нуля МО).

5. Измеренные на станции расстояния до пикетных точек, горизонтальные и вертикальные углы (или превышения на пикетные точки) записывают в пикетный журнал. В журнале помимо результатов измерений заносятся номер станции, точка ориентирования, высота инструмента, высота наведения, место нуля, погода, исполнитель.

Параллельно с пикетным журналом на каждой станции ведутся абрисы (кроки) — сделанные от руки схематичные планы снимаемых участков местности. От качества абрисов зависит правильность изображения на плане ситуации и рельефа местности, поэтому на их ведение должно быть обращено самое серьезное внимание. При этом взаимное расположение на абрисах зарисовок элементов местности должно соответствовать тому, что имеется в натуре. На абрисах показываются: опорные геодезические пункты, пикеты, объекты ситуации, характерные точки и линии рельефа местности, дополненные в необходимых случаях схематическими горизонталями, направления скатов местности. У пунктов и пикетов выписываются их номера, причем нумерация пикетов ведется сплошная в пределах всей снимаемой территории. Заполняющие контурные условные знаки заменяются пояснительными надписями.

В плане обязательно должны сниматься:

— все объекты ситуации, выражающиеся в масштабе и предусмотренные условными знаками.

— изгибы меньшие 0.5 мм на плане спрямляются,

— площадные объекты площадью до 10 мм² на плане не снимаются.

Высотные пикеты, необходимые для изображения рельефа на плане, должны располагаться на характерных точках и линиях рельефа местности. Из характерных точек выделяют положительные (вершина см. рис. 2 точка 5 и т. п.), отрицательные (дно котловины и т. п.), нулевые или точки перегиба (плечевые 3, локтевые 4 и т. п.).

Также пикетированию для адекватного отображения рельефа подлежат перегибы скатов, переход одной формы рельефа в другую, урезы воды в реках, ручьях, озерах, прудах.

Пикеты, расположенные на таких объектах ситуации, как мосты, плотины, шлюзы, пересечения дорог, колодцы, заметные строения, одновременно являются ситуационными и высотными.

Еще одно требование к высотным пикетам, это их густота, которая зависит: от характера рельефа, масштаба съемки, назначения съемки, принятой высоты сечения hсеч. рельефа.

Очевидно, чем расчлененнее рельеф, чем крупнее масштаб, чем меньше высота сечения рельефа, тем чаще должны располагаться высотные пикеты.

Из контуров, подлежащих съемке выделяют твердые и не твердые контура. К твердым контурам относятся такие, положение которых на местности долговременно устойчиво (очертания искусственных сооружений, отдельно стоящие фундаментальные предметы и т. п.), а к нетвердым — имеющие тенденцию изменяться, либо неотчетливо выраженные (границы сельскохозяйственных угодий, опушки леса, сезонные дороги и т. п.). Очевидно, что точность определения твердых и не твердых контуров различна и твердые контура сами могут быть точками как планового, так и высотного обоснования.

Камеральные работы, при обработке результатов тахеометрической съемки можно свести к следующей последовательности:

— построение координатной сетки;

— нанесение точек съемочного обоснования по координатам;

— нанесение ситуации и проведение горизонталей;

— проверка плана в поле;

— оформление плана в туши.

Построение координатной сетки выполняют по тем же правилам и теми же методами что и при теодолитной съемке: в зависимости от масштаба, методом диагоналей или линейкой Дробышева разбивают сетку с 10 см квадратами. Сетку квадратов оцифровывают, получая координатную сетку. Методом перпендикуляров, обязательно с использованием масштабной линейки наносят по координатам точки съемочного обоснования, подписывая их принятым образом.

Нанесение на план реечных точек производится в соответствии с абрисами постанционно полярным способом с помощью кругового транспортира и масштабной линейки или тахеографом. Особое внимание обращают на части плана, наносимые с двух станций как контроль съемки.

Тахеограф представляет собой круговой транспортир с линейкой из прозрачного материала (целлулоида), по окружности которого нанесены деления через 30', причем оцифровка делений выполнена против хода часовой стрелки. Вдоль нулевого радиуса расположена миллиметровая шкала линейки с начальным штрихом в центре круга, в котором закреплена игла.

Для нанесения реечной точки центр круга тахеографа совмещают с точкой станции на плане. Затем поворотом диска совмещают начальное направление на плане с отсчетом, равным полярному углу на съемочную точку. Затем по линейке откладывают в масштабе плана соответствующее полярное расстояние и накалывают точку. Около нанесенных на план реечных точек подписывают их номера и отметки. Согласно абрису и примечаниям в полевых журналах вычерчивают контуры и предметы местности. По отметкам реечных точек, пользуясь методом графического интерполирования, проводят горизонтали.

7.4 Разграфка и оформление планшетов

Чаще всего применяются два вида разграфки карт:

— прямоугольная разграфка — когда карта делится на прямоугольные или квадратные листы одинакового размера;

— трапециевидная разграфка — при которой границами листов служат меридианы и параллели.

В некоторых случаях, для удобства пользования разграфка карт может даваться с более или менее значительными перекрытиями листов, например, для морских навигационных карт. Государственные топографические и тематические карты обычно имеют стандартную разграфку, которая кладется в основу системы номенклатуры карт.

Система разбиения на шестиградусные зоны в проекциях UTM и Гаусса-Крюгера тесно связана с построением системы разграфки и номенклатуры листов топографических карт разных масштабов.

Каждой шестиградусной зоне соответствует одна колонна листов карты 1:1 000 000.

В основе разграфки и номенклатуры лежит лист карты масштаба 1:1 000 000, который имеет размеры 4° по широте и 6° по долготе.

В нашей стране лист карты масштаба 1:1 000 000 является исходным для установления номенклатуры листов карт более крупного масштаба.

Для получения карты масштаба 1:500 000 лист карты масштаба 1:1 000 000 делят на 4 части, которые обозначают прописными буквами русского алфавита. Номенклатура листа карты масштаба 1:500 000 складывается из номенклатуры листа исходного масштаба1:1 000 000 с добавлением индекса листа масштаба 1:500 000, например N-37-Г.

В одном листе карты масштаба 1:1 000 000 содержится 9 листов карты масштаба 1:300 000, которые обозначаются римскими цифрами от I до IX, приписываемыми перед номенклатурой миллионного листа, например, IX-N-37. Если миллионный лист карты разделить на 36 частей, то каждая часть будет составлять лист карты масштаба 1:200 000. Каждый лист нумеруется римскими цифрами от I до XXXVI, начиная с северо-западного угла. Номенклатура листа карты масштаба 1:200 000 слагается из номенклатуры миллионного листа с добавлением к ней соответствующей римской цифры, например, N-37-XXXVI.

Лист карты масштаба 1:100 000 получается при делении листа карты масштаба 1:1 000 000 на 144 части, которые нумеруются арабскими цифрами от 1 до 144. Его номенклатура слагается из номенклатуры миллионного листа с добавлением к ней соответствующей арабской цифры, например, О-36−1.

Листы карт масштабов от 1:50 000 до 1:10 000 получают последовательным делением листа карты более мелкого предыдущего масштаба на 4 части. Так, если разделить лист карты масштаба 1:100 000 на 4 части, обозначив каждую из них прописными буквами русского алфавита А, Б, В, Г, то получим 4 листа карты масштаба 1:50 000. Номенклатура листа Г масштаба 1:50 000 будет N-37−144-Г.

Лист карты масштаба 1:50 000 делится на 4 листа масштаба 1:25 000, обозначаемые строчными буквами русского алфавита. Например, лист в масштаба 1:25 000 имеет номенклатуру N-37−144-Г-в.

Лист карты масштаба 1:25 000 делится на 4 листа масштаба 1:10 000, которые обозначаются арабскими цифрами 1, 2, 3, 4. Номенклатура листа карты данного масштаба получается добавлением справа к номенклатуре листа карты масштаба 1:25 000 соответствующей арабской цифры; например, лист 4 имеет номенклатуру N-37−144-Г-а-4.

Лист карты масштаба 1:100 000 служит также основой для разграфки и номенклатуры листов топографических планов масштабов 1:5000 и 1:2000. Одному листу карты масштаба 1:100 000соответствуют 256 (16×16) листов плана масштаба 1:5000, которые обозначаются арабскими цифрами 1, 2, 3 … 256, заключенными в скобки. Например, номенклатура 256-го листа плана масштаба 1:5000 запишется: N-37−144-(256). Одному листу плана масштаба 1:5000 соответствуют 9 листов плана масштаба 1:2000, которые обозначаются строчными буквами русского алфавита от, а до и, также заключенными в скобки. Тогда номенклатура листа плана масштаба 1:2000 будет: N-37−144-(256-и).

На участки местности с площадью менее 20 км² применяется прямоугольная разграфка планшетов. В основу этой разграфки положен планшет масштаба 1:5000 с размерами рамок 40×40 см, обозначаемый арабскими цифрами. Ему соответствуют 4 листа планов масштаба 1:2000, каждый из которых обозначается присоединением к номеру планшета масштаба 1:5000 одной из прописных букв русского алфавита (А, Б, В, Г).

Листу масштаба 1:2000 соответствуют 4 листа масштаба 1:1000, обозначаемых римскими цифрами (I, II, III, IV), и 16 листов масштаба 1:500, обозначаемых арабскими цифрами (1, 2, 3, 16). Такая разграфка приводит к образованию планшетов масштабов 1:2000, 1:1000 и 1:500 с размерами 50×50 см. Номенклатура листов планов масштабов 1:1000 и 1:500 складывается из номенклатуры листа масштаба 1:2000 и соответствующей римской цифры для листа масштаба 1:1000 или арабской цифры для листа масштаба 1:500.

Показанные на рисунке заштрихованные планшеты масштабов 1:2000, 1:1000 и 1:500 имеют соответственно номенклатуру: 7-Г, 7-Б-II и 7-В-15.

8. Перечень выполняемых работ

Для составления сметы и экономического обоснования работ требуется перечисление все выполняемых работ. Полигонометрия:

— рекогносцировка

— составление проекта работ

— выбор типа и изготовление геодезических центров

— закладка знаков

— привязка к пунктам ГГС

— угловые и линейные измерения

— предварительные вычисления, уравнивание и оценка точности хода

— составление каталога пунктов

— отчет о проделанной работе Нивелирование

— рекогносцировка

— закладка реперов

— нивелирование

— обработка полученных результатов

— составление каталога Съемочное обоснование

— рекогносцировка

— изготовление и закрепление пунктов

— угловые и линейные измерения

— составление отчета Тахеометрическая съемка

— рекогносцировка

— составление технического плана

— съемки района работ

— составление отчета Полигонометрических пунктов 4, нивелирных пунктов 32.

9. Заключение

В результате выполнения данной работы был создан проект по созданию сети сгущения методом полигонометрии 4 класса, 1 разряда для производства тахеометрической съемки местности, так же на пункты полигонометрии были переданы высотные отметки способом геометрического нивелирования 4 класса. Ход был запроектирован наиболее выгодно для съемки местности, с учетом топографии района работ.

Составление проекта значительно облегчает последующее выполнение полевых работ. На плане заранее выбирается наиболее удобный маршрут проложения хода, с учётом особенностей местности, таких как болота, реки и т. п., производится предвычисление точности нивелирных ходов и полигонометрической сети.

С помощью данной работы можно примерно узнать время выполнения всех работ и их сметную стоимость. Таким образом, составление технического проекта работ является неотъемлемой частью комплекса геодезических работ.

10. Список использованной литературы

1. Основные положения о государственной геодезической сети Российской Федерации, М.: ЦНИИГАиК, 2004 г. — 14 с.

2. Инструкция по нивелированию I, II, III, IV классов. — М: Недра, 1974.-160с.

3. ИНСТРУКЦИЯ ПО ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ СЪЕМКЕ В МАСШТАБАХ 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500. — М.: Недра, 1973

4. Инженерная геодезия. Учебное пособие, часть I / Е. С. Богомолова, М. Я. Брынь; под ред. В. А. Коугия. — СПб.: Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2006. — с.

5. http://ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ/data_normativ/48/48 100/#i443200