Решение прямой геодезической задачи.
ФГБОУ ВО ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ОБЩЕСТРОИТЕЛЬНЫХ ДИСЦИПЛИН ОСНОВЫ ГЕОДЕЗИИ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ, КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ И ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ ДЛЯ СТУДЕНТОВ – ЗАОЧНИКОВ Специальность (направление подготовки): 35.03.10 Ландшафтная архитектура
Профиль (программа) подготовки: Ландшафтная архитектура
Квалификация (степень) бакалавр ОРЕЛ 2015 КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ И УКАЗАНИЯ ПО ИХ ВЫПОЛНЕНИЮ. Учебный план для строительных специальностей предусматривает выполнение студентами - заочниками предусматривает выполнение двух контрольных работ. Каждую работу следует выполнять только после проработки соответствующего учебного материала по литературе. КОНТОРЛЬНАЯ РАБОТА №1 Работа состоит из двух заданий, выполняемых в тетради. Ответы на вопросы и решения всех задач, входящих в данную работу, высылаются на рецензирование одновременно.
Задание 1. Вычисление дирекционных углов линий; решение прямой геодезической задачи. Задача 1. Вычислить дирекционные углы линий BC и CD, если известны дирекционный угол αАВ линии АВ и измеренные правые по ходу углы β1 и β2 (рис.1).
Рис.1 К вычислению дирекционных углов сторон теодолитного хода.
Исходный дирекционный угол αАВ берется в соответствии с шифром и фамилией студента: число градусов равно двузначному числу, состоящему из двух последних цифр шифра; число минут равно 30´ плюс столько минут, сколько букв в фамилии студента. Например: Зуев 85 229 αАВ = 29°34´ Иванова 85 020 αАВ = 20°37´ Правый угол при точке В (между сторонами АВ и ВС) β1 = 189°59´, правый угол при точке С (между сторонами ВС и CD) β2 = 159°28´ для всех вариантов.
Дирекционные углы вычисляют по правилу: дирекционный угол последующей стороны равен дирекционному углу предыдущей стороны плюс 180° и минус горизонтальный угол, справа по ходу лежащий. Следовательно: αВС = αАВ +180° - β1, αСD = αВС +180° - β2. Примечание: если при вычислении уменьшаемое окажется меньше вычитаемого, то к уменьшаемому прибавляют 360°. Если дирекционный угол получается больше 360°, то из него вычитают 360°. Задача 2. Найти координаты точки XC YC точки С (рис.1), если известны координаты XВ YВ точки В, длина (горизонтальное проложение) dBC линии ВС и дирекционный угол αВС этой линии. Координаты точки В и длина dBC берутся одинаковыми для всех вариантов: XВ= -14,02м; YВ = 627,98м; dBC = 239,14м. Дирекционный угол αВС линии ВС следует взять из решения предыдущей задачи. Координаты точки С вычисляются по формулам: XC = XВ + ΔXВС; YВ = YВ + ΔYВС, где Δ XВС и Δ YВС – приращения координат, вычисляемые по формулам: Δ XВС = dBC cos rBC Δ YВС = dBC sin rBC; знаки вычисленных приращений координат определяют по названию румба, руководствуясь таблицей 1. Вычисления выполняют с контролем полученных результатов по формуле: .
Таблица 1. Перевод дирекционных углов в румбы. Знаки приращений координат.
Задание 2. Составление топографического плана строительной площадки. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.
По данным полевых измерений составить и вычертить топографический план строительной площадки в масштабе 1: 2000 с высотой сечения рельефа 1м. Работа состоит из следующих этапов: обработка ведомости вычисления координат вершин теодолитного хода; обработка тахеометрического журнала; построение топографического плана.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ. 1. Для съемки участка на местности между двумя пунктами полигонометрии ПЗ8 и ПЗ19 был проложен теодолитно-высотный ход. В нем известны длины всех сторон (рис.2), а на каждой вершине хода – правый по ходу горизонтальный угол и углы наклона на предыдущую и последующую вершины. Результаты измерений горизонтальных углов и линий (табл.2), а также тригонометрического нивелирования (табл.4 и 2а) являются общими для всех вариантов.
Рис. 2 Схема теодолитно-высотного хода съемочного обоснования.
Таблица 2. Результаты измерений углов и длин сторон хода.
2. Известны координаты полигонометрических знаков ПЗ8 и ПЗ19 (т.е. начальной и конечной точек хода): ХПЗ8 = -14,02; УПЗ8 = 627,98 (для всех вариантов); ХПЗ19 и УПЗ19 принимаются равными значениям ХС и УС полученным при решении задачи 2 в задании 1. α0 – дирекционный угол направления ПЗ7 – ПЗ8 берется равным αАВ также как и в задании 1; αn – дирекционный угол стороны ПЗ19 –ПЗ20 принимается равным дирекционному углу αСD линии CD, вычисленному в задаче 1. 3. Отметки пунктов ПЗ8 и ПЗ19 должны быть известны из геометрического нивелирования. При выполнении же задания значение отметки ПЗ8 следует принять условно: количество целых метров в отметке должно быть трехзначным числом, в котором количество сотен метров равно единице, а количество десятков и единиц метров составляют две последние цифры шифра студента. В дробной части отметки ставятся те же цифры, что и в целой части. Например: Зуев 85 229 129,129 Иванова 85 020 120,120 Отметка ПЗ19 для всех студентов принимается на 3,282м больше отметки ПЗ8. 4. При съемке участка были составлены абрисы (рис. 3а,б и 4а-г).
УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ.
Обработка ведомости вычисления координат вершин теодолитного хода.
Увязка углов хода. Значения измеренных углов записывают в графу 2 ведомости вычисления координат (табл.3). В графе 4 записывают и подчеркивают исходный дирекционный угол α0 (на верхней строчке) и конечный дирекционный угол αn (на нижней строчке). Угловая невязка разомкнутого хода вычисляется по формуле
, где n – число вершин хода. Если невязка fβ не превышает допустимой величины , то ее распределяют с обратным знаком поровну на все углы с округлением до 0,1/. Исправленные этими поправками углы записывают в графу 3 ведомости. Сумма исправленных углов должна равняться теоретической. Вычисление дирекционных углов и румбов сторон хода. По известному дирекционному углу и по откорректированным после расчетов невязок значениям углов полигона вычисляют дирекционные углы всех сторон по правилу дирекционный угол последующей стороны равен дирекционному углу предыдущей стороны плюс 180° и минус горизонтальный угол, справа по ходу лежащий. Примечание: если при вычислении уменьшаемое окажется меньше вычитаемого, то к уменьшаемому прибавляют 360°. Если дирекционный угол получается больше 360°, то из него вычитают 360°. α ПЗ8 -I = α0 + 180О – βПЗ8; …………………………. αn = αIII –ПЗ19 + 180О – βПЗ19; Это вычисленное значение αn должно совпасть с заданным дирекционным углом αn. При переходе от дирекционных углов α к румбам r см. табл. 1. Значения дирекционных углов записывают в графу 4 ведомости с точностью до десятых долей минут, а румбов в графу 5; при этом значение румбов округляют до целых минут. Вычисление приращений координат. При помощи румбов приращения координат вычисляются по формулам: Приращения координат имеют знаки, которые зависят от знака косинуса и синуса дирекционного угла или от названия румба линии:
Вычисленные значения приращений и выписывают в графы 7 и 8 ведомости с точностью до сотых долей метра. В каждой из граф складывают все вычисленные значения и находя практические суммы приращений координат пр и пр Нахождение абсолютной и относительной линейных невязок хода; увязка приращений координат. Сначала вычисляют невязки fx и fy в приращениях координат по осям x и y:. , где
теоретические суммы приращений координат, вычисляемые как разности абсцисс и ординат конечной ПЗ 19 и начальной ПЗ 8 точек хода. Примечание. Координаты начальной и конечной точек хода предварительно записывают в графах 11 и 12 ведомости и подчеркивают. Абсолютную линейную невязку хода вычисляют по формуле и записывают с точностью до сотых долей метра. Таблица 3. Ведомость вычисления координат вершин теодолитного хода.
f - 0,21 +0,18 = 0,28
Относительная невязка в периметре должна быть не больше допустимой , где P – периметр полигона. Если невязка в периметре допустима, то невязки fx и fy распределяют с обратным знаком соответственно на все приращения Dx и Dy пропорционально длинам сторон. Сумма поправок должна равняться невязкам с обратным знаком. Исправленные приращения записывают в графы 9 и 10; суммы исправленных приращений координат должны быть равны соответственно ΣΔХт и ΣΔУт. Вычисление координат вершин хода. Вычисляют координаты вершин полигона пользуясь правилом: координата последующей точки плюс соответствующее приращение, т. е.
, . Контролем правильности вычислений являются полученные из расчета известные координаты конечной точки ПЗ19 хода.
Обработка тахеометрического журнала. В табл.4 приведена часть журнала тахеометрической съемки, в котором студент должен обработать результаты измерений, выполненных на станции ПЗ19. Вычисление места нуля вертикального круга и углов наклона. Из отсчетов по вертикальному кругу при «круге лево» (КЛ) и «круге право» (КП) на предыдущую и последующую станции дважды вычисляют место нуля (МО). Для оптического теодолита 2Т30, которым была выполнена тахеометрическая съемка МО = (КЛ +КП)/2. При наведении со станции ПЗ19 на станцию III М0 = 0° 00,75' +0°00,8'. Углы наклона v на предыдущую и последующую точки теодолитно-высотного хода вычисляют с контролем по формуле: v =(кл-кп)/2=кл-мо=мо-кп и записывают со своим знаком (плюс или минус) в графу 6. Таблица 4. Тахеометрический журнал
При наблюдении со станции ПЗ19 на станцию III угол наклона v = -1°34,75' -1°34,8' v =-1°34'- 0°00,75'= -1°34.75' -1°34,8' v =+0°00,75' - 1О35,5'=-1°34,75' -1°34,8 Значение МО для направления на ПЗ20 следует вычислить самостоятельно. Полученные на станции ПЗ19 два значения МО не должны различаться более чем на двойную точность отсчетного приспособления теодолита; записывают их в графе 5 табл.4 на соответствующих строчках. Далее из двух значений МО выводят среднее и используют для вычисления углов наклона на реечные точки: v = КЛ – МО. Углы наклона на реечные точки также записывают в графе 6 табл. 4. Вычисление горизонтальных проложений и превышений. Значения горизонтальных расстояний между вершинами теодолитно-высотного хода переписывают в графу 7 табл. 4 из ведомости вычисления координат (табл. 3). Вычисление горизонталиных проложений d от станций до реечных точек производят по значениям расстояний D' (табл. 4, графа 2), полученных по нитяному дальномеру: d=D' сos2 v, Превышения h точек относительно станции вычисляют по формуле где i— высота инструмента на данной станции; l - высота наводки (табл. 4, графа 9). При вычислении превышений по сторонам теодолитно-высотного хода, длины которых измерены стальной землемерной лентой, h'=dtgv При определении же превышений на реечные точки, расстояния до которых изме h'= Для вычисления d и h' используют микрокалькулятор или тахеометрические таблицы различных авторов. Значения горизонтальных проложений d записывают а графу 7 журнала с округлением до десятых долей метра. Если угол наклона меньше 2°, то горизонтальное проложение принимают практически равным измеренному расстоянию. Вычисленные значения h' записывают в графу 8 с округлением до сотых долей, метра. В графу 10 записывают значения превышений h. Если при визировании на точку труба наводилась на высоту, равную высоте инструмента (l=i, то h=h' и значение превышения из графы 8 без изменения переписывают в графу 10. Результаты измерений, выполненных на станциях ПЗ 8,1, II и Ш, обработаны почти полностью, и для этих станций, вместо журнала тахеометрической съемки, в табл. 4а приведена выписка из его граф 1, 3, 7, 10, П и 12. Данные в графах 1-4 этой таблицы - общие для всех студентов, а отметки станций и реечных точек в графах 5, 6 каждый студент находит самостоятельно.
Таблица 4а. Выписка из тахеометрического журнала.
Вычисление отметок станций. Вычисление отметок станций выполняют в "Ведомости увязки превышений теодолитно-высотного хода и вычисления отметок станций" (табл. 5). Известные отметки Hпз8 и Hпз19 округленные до сотых долей метра, записывают в графу 8 на первой и последней строчках ведомости. Из журнала тахеометрической съемки выписывают значения прямых hпр и обратных hобр - превышений по сторонам хода, вычисляют средние значения hср этих превышений. Затем определяют сумму ср полученных превышений, вычисляют теоретическое значение суммы превышений, равное разности известных отметок конечной и начальной точек хода: т= конHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH - нач: находят невязку хода , и ее допустимое значение: h доп= , где L – длина хода,км. В графе 6 ведомости в превышения введены поправки пропорционально длинам сторон хода. Отметки станций вычисляют по известной отметке пз 8 станции ПЗ 8 и поисправленным превышениям испр и записывают в графу 8: = пз 8+ пз 8-1 II= I I-II и т.д Контролем правильности вычислений является получение известной отметки станции ПЗ 19, записанной ранее в графе 8. Вычисление отметок реечных точек. Вычисленные отметки станций переписывают в графу 11 (табл. 4) или графу 5 (табл. 4а) на одной строчке с номером той станции, к которой данная отметка относится. Отметки станций аккуратно подчеркивают. Отметки реечных точек на каждой станции студент вычисляет самостоятельно путем алгебраического сложения отметки данной станции с соответствующим превышением. Полученные отметки записывают в графу 11 табл. 4 или в графу 6 табл, 4а..
Таблица 5. Ведомость увязки превышений теодолитно-высотного хода и вычисления отметок станций.[1]
Построение топографического плана. Построение координатной сетки (масштаб плана 1: 2000). Координатную сетку в виде квадратов со сторонами по 10 см. вычерчивают на листе чертежной бумаги формата А3. Сетку вычерчивают остро отточенным карандашом. Построение координатной сетки необходимо тщательно проконтролировать: циркулем-измерителем сравнивают между собой диагонали квадратов. Расхождения в их длинах допускаются не более 0,2 мм; если расхождения получаются больше, сетку строят заново. Координатную сетку оцифровывают так, чтобы теодолитный ход размещался примерно в середине листа бумаги. Построение теодолитного хода по координатам его вершин. Вершины хода наносят на план по их вычисленным координатам (табл. 3, графы 11, 12). Нанесение точек выполняют с помощью циркуля-измерителя и масштабной линейки. Полученную точку обозначают слабым наколом иглы циркуля-измерителя и сразу же обводят окружностью диаметром 1,5 мм; внутрь этой окружности никакие линии проводить нельзя. Рядом записывают в виде дроби: в числителе - номер точки, а в знаменателе - взятую из табл. 5 ее отметку с точностью до сотых долей метра. Нанесение точек хода необходимо проконтролировать. Для контроля измеряют расстояния между нанесенными вершинами: получившиеся на плане длины сторон хода должны отличаться от записанных в графе 6 ведомости вычислений координат не более чем на 0,2 мм в масштабе составляемого плана. Последующие графические работы по составлению плана: нанесение реечных точек, изображение ситуации и рельефа местности - каждый студент выполняет по одному из двух вариантов ("а" или "б"), Нанесение на план реечных точек. Реечные точки наносят на план с помощью циркуля-измерителя, масштабной линейки и транспортира. Данные для нанесения берут из тахеометрического журнала (табл. 4 и 4а). Вариант "а". Студенты, фамилии которых начинаются с букв, А, Б, В,..., К, наносят реечные точки 1, За, 4-12, так как им следует изобразить ситуацию и рельеф местности в пределах участка, ограниченного линией ПЗ 8 - II, рекой и шоссейной дорогой. Вариант "б". Студенты, фамилии которых начинаются с букв Л, М, Н.,..., Я, наносят реечные точки 1-3, За, 11-22, изображая ситуацию и рельеф в пределах участка, ограниченного линией ПЗ 8 - II, рекой, линией 17-19, грунтовой и шоссейной дорогами. При съемке на станции ПЗ 8 лимб теодолита был ориентирован по направлению на следующую станцию I (отсчет по горизонтальному кругу в направлении на станцию I равен 0°00' - табл. 4а, графа 2). С помощью транспортира вправо (по ходу часовой стрелки) от направления ПЗ 8-1 откладывают горизонтальные углы (отсчеты по горизонтальному кругу), измеренные при визировании на реечные точки 1, 2, 3, За я 4 (рис. 6). Получив на плане направления на эти реечные точки, от станции ПЗ 8 по ним откладывают в масштабе 1: 2000 значения соответствующих горизонтальных расстояний (табл. 4а, графа 3). При съемке со станций I, II, III и ПЗ 19 лимб ориентировали по направлению на предыдущую (заднюю) станцию. Поэтому при нанесении реечных точек на план горизонтальные углы на этих станциях надо откладывать по часовой стрелке от направления на предыдущую станцию (рис. 7). Нанесенную на план реечную точку обозначают слабым наколом иглы циркуля-измерителя и обводят окружностью диаметром 1,0 мм. Рядом карандашом подписывают в виде дроби номер точки и ее отметку с округлением до десятых долей метра. Реечные точки 7, 10, 13-15 и 17, в которых были определены отметки уреза воды в реке, надо обвести окружностями диаметром 1,2 мм, указав отметки уреза воды с точностью до сотых долей метра. Возле остальных реечных точек, взятых на линии уреза воды, подписывают только их номера. Изображение ситуации на плане. Накладку ситуации производят в масштабе 1: 2000 по абрисам съемки зданий (см. рис. 3) и абрисам тахеометрической съемки (см. рис, 4,й-г). Вначале рекомендуется нанести здание, снятое способами перпендикуляров и линейных засечек. Вариант "а". Используются абрис съемки здания (см. рис. 3,й) и абрисы тахеометрической съемки (см. рис. 4,д-в). Шоссе наносится по реечным точкам За, 5 и 6; ширина его (22 м) в пределах участка съемки везде одинакова. Линия уреза воды в реке Ик проводится по реечным точкам 7, 10, 11 и 8, 12; ширина реки определяется взаимным положением точек 7 и 8, 11 и 12. Вариант "б". Используются абрис съемки здания (рис. 3,6) и абрисы тахеометрической съемки (см. рис. 4, а, б, г), Шоссе и грунтовая дорога наносятся по реечным точкам За, 3, 20, 19; ширина шоссе (22 м) и грунтовой дороги (6 м) в пределах участка съемки сохраняются постоянными. Линия уреза воды в реке Ик проводится по реечным точкам 11, 13, 14, 15, 17 и 12, 16; ширина реки определяется взаимным положением точек 11 и 12, 16 и 17. Рисовка рельефа на плане. По отметкам станций и реечных точек на плане проводят горизонтали с сечением рельефа через 1 м. Следы горизонталей следует отыскивать графической интерполяцией; ее выполняют только между точками, которые в абрисах тахеометрической съемки (рис. 4,а-в - по варианту "а" или рис. 4,а, в, г - по варианту "б") соединены стрелками. Соединение каких-либо двух точек в абрисе стрелкой говорит о том, что местность между ними имеет один скат (без перегибов), направление по которому сверху вниз и указывает стрелка. Приступая к изображению рельефа, точки на плане, между которыми в абрисах имеются стрелки, соединяют карандашом, тонкими вспомогательными линиями. Найденные интерполяцией следы одноименных горизонталей соединяют плавными кривыми и таким образом получают горизонтали. Отметки горизонталей, кратные 5 м, подписывают в разрывах горизонталей; при этом верх цифр должен быть обращен в сторону повышения ската местности. При некоторых горизонталях ставят берг-штрихи в направлениях характерных линий рельефа; бергштрих обязательно, ставят при каждой замкнутой горизонтали. Через контуры здания, шоссе и грунтовой дороги горизонтали не проводят.
Пример расчета. Задание 1. Вычисление дирекционных углов линий;
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|