Федеральное Агентство Геодезии и Картографии.

НОВОСИБИРСКИЙ ТЕХНИКУМ ГЕОДЕЗИИ И  КАРТОГРАФИИ (НТГиК)

 

Специальность 3001Прикладная Геодезия 

      Выпускная квалификационная работа        соответствует установленным требованиям и     направляется в ГАК для защиты. 
 

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

НА  ТЕМУ :

«Создание сети сгущения: закладка стенных знаков и  определение координат» 
 
 
 
 

      Студент                               П.И. Ермаков

      Руководитель                       Л.А. Шунаева

      Консультант                         . В.Н.Афонин

        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

НВОСИБИРСК

2005

Содержание: 

Федеральное агентство геодезии и картографии 

 

НОВОСИБИРСКИЙ ТЕХНИКУМ ГЕОДЕЗИИ И КАРТОГРАФИИ

                                                                                                               «УТВЕРЖДАЮ»

Заместитель директора 

по  учебной работе

__________________  С.Н. Буровцеа

4  апреля 2005г. 

ЗАДАНИЕ

НА  ВЫПУСКНУЮ КВАЛИФИКАЦИОННУЮ РАБОТУ

Студент:                        Ермаков Павел Иванович

Группа:  ПГ - 41      Специальность:   3001  Прикладная геодезия

Тема  выпускной квалификационной работы: Создание геодезической сети сгущения: закладка стенных знаков и привязка к стенным знакам.

Руководитель:                Шунаева Людмила Алексеевна

Место работы, должность  руководителя:    преподаватель    НТГиК

Срок сдачи  полностью оформленного задания  в цикловую комиссию: 20.05.2005г.

Исходные данные к выпускной работе:

I.  Документация  программного комплекса CREDO.

II. Документация электронного тахеометра Trimble 3305DR

III. Нормативно-техническая документация:

1) «Инструкция  по топографической съемке в  масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500», Москва, Недра, 1981г.

2)“Руководство  по применению стенных знаков  в полигонометрических и теодолитных  ходах“, Москва, Недоа, 1972г.

IV. Литература:

1) Б.И. Коськов  «Справочное пособие по съемке  городов», Москва, Недра, 1986г.

V. Конспект лекций по прикладной геодезии.

Перечень рассматриваемых  вопросов:

 А. Цель  работы. Проложение полигонометрического  хода 1 разряда по ранее заложенным  стенным пунктам с привязкой  хода к стенным знакам. Освоение  электронного тахеометра Trimble 3305DR. Освоение программного комплекса CREDO в необходимом объеме.

 
 

Основные вопросы, подлежащие разработке:

1. Освоение электронного тахеометра Trimble 3305DR – устройство, поверки, приемы работы, возможности прибора при решении геодезических задач, обработка результатов измерений.

Подготовка файла – презентации для дальнейшего использования в учебных целях.

2. Проложение полигонометрического хода 1 разряда по ранее заложенным стенным пунктам с привязкой хода к стенным знакам.

Подготовка файла  измерений для дальнейшего использования  в учебных целях.

Подготовка файла-презентации  по технологии закладки стенных знаков.

3. Освоение программного комплекса CREDO в необходимом объеме – импорт данных с прибора в программу, обработка измерений, уравнивание, формирование выходныхх документов, компоновка чертежа.

Подготовка 20 вариантов исходных данных для учебных  целей.

Использование новейших достижений науки и техники.

1. Электронный тахеометр Trimble 3305DR
2. Программный комплекс CREDO.
3. Персональный компьютер «Intel Celeron».

3. Плоттер Hewlett Packard design jet 500.

4. Сканер Hewlett Packard skan jet 5100C.

4. Принтер HP Desk Jet 1220C.
5. Цифровой фотоаппарат Nicon Coolpix 4300

 

Б. Перечень предлагаемого  графического материала, с указанием  основных чертежей

1. Файл съемки  в формате  .dat (ELTA R5)

2. Каталог координат заложенных пунктов, перевычесленный на 20 вариантов.

 

КАЛЕНДАРНЫЙ ГРАФИК

 
 
 
 

« 4 »    апреля    2005г.                                                                      

                                                                                  Руководитель         

                                                                                                                __________                                                               

                                                                                 (подпись)

 

Задание принял к исполнению и с графиком согласен студент      __________

                                                                                (подпись) 

ВВЕДЕНИЕ

 

   Целью выпускной квалификационной работы является качественное оформление материалов закладки стенных знаков, и определение  их координат, в соответствии с требования требованиями НТД (нормативно техническая документация).

   Эта работа включает в себя описание электронного тахеометра, комплекса CREDO, и методику работы с ними. За основу взяты материалы закладки стенных знаков группой ПГ-31 (учебная практика 2004)

   Результатом работы являются: методика работы с электронным тахеометром Trimble 3305DR; каталог координат заложенных стенных знаков.

   Работу  выполнил студент группы ПГ-41, специальность 3001 «Прикладная геодезия» Ермаков  П.

   Срок  выполнения работы: 4 недели (с 1 ноября  по 10 ноября, и с 13 апреля по 30 апреля)

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

1.1. Общие положения  о стенных знаках

 

1.1.   Пункты  полигонометрии 2,  3,  4 классов,  1  и 2 разрядов и  съемочного   обоснования   (когда   оно   является   самостоятельной опорой) на территории городов, поселков, промышленных площадок и сельских населенных пунктов рекомендуется, где это возможно, закреплять   стенными   знаками.

1.2.  Стенные   знаки   более   долговечны,   чем   грунтовые,   более экономичны, просты при закладке, не требуют  согласований с организациями, эксплуатирующими подземные коммуникации и сооружения,  легко  отыскиваются в любое время года.

1.3. По конструкции стенные знаки подразделяются на консольные (штанговые) и на знаки типа стенного нивелирного репера.

1.4.  Пункт  полигонометрии или съемочного обоснования может быть закреплен  одним стенным  знаком типа  нивелирного  репера или группой из двух-трех таких знаков, образующих либо восстановительные,   либо   ориентирные   системы.

1.5.  На стенные  знаки, входящие в ориентирные  системы, передаются координаты с временных грунтовых точек, на которых выполняются  все  угловые  и  линейные  измерения  полигонометрических или теодолитных ходов.

В случае утраты временных грунтовых точек их определяют заново при привязке или проложении полигонометрических или теодолитных ходов.

1.6. На стенные  знаки, входящие в восстановительные  системы, координаты  не передаются.   В  случае  утраты  рабочих   грунтовых центров местоположение  их восстанавливается промерами от стенных знаков.

1.2. Требования к стенным  знакам

 При   выборе  мест  установки  стенных   знаков   необходимо соблюдать   следующие   условия:

1) Устанавливать  временные грунтовые точки или  рабочие грунтовые центры в местах, не подверженных влиянию постоянно действующих   вибраций   (например, от   работающего промышленного оборудования);

2) Между временными  точками и центрами стенных  знаков ориентирных систем, а также между рабочими центрами и стенными знаками восстановительных систем должна быть обеспечена хорошая видимость; при этом визирный луч при   наблюдениях должен проходить не ниже чем на 0,5 м от поверхности земли и не ближе чем на 0,5 м к вертикальной поверхности местных предметов;

3) Если пункт  сети закрепляется системой из двух или трех стенных знаков, то эти знаки должны быть установлены на одном уровне, с колебанием высот не более 10см; в исключительных случаях разность высот может   быть  больше и  должна быть учтена  при   камеральной   обработке материалов полевых наблюдений;

4)  здания  и сооружения, на которых устанавливают  стенные знаки, как правило,  должны быть удалены от временных  грунтовых точек или от рабочих  грунтовых центров не далее  чем на 20 м с тем, чтобы обеспечить точность измерения расстояний до стенных знаков.

(Для  передачи координат  СКО ±2мм для  любой полигонометрии  и ±4мм в теодолитных  ходах.)

5) Между стенными  знаками, входящими в одну систему  и закрепляющими один пункт сети, не должно быть осадочных швов, а также архитектурных элементов, затрудняющих   измерение расстояний между этими знаками;

6)  для   установки  стенных  знаков  выбирают  места  на  стенах  зданий  и сооружений на высоте 0,3—1,2 м  от поверхности земли (тротуары, отмостки) с таким расчетом, чтобы архитектурные элементы и конструктивные выступы не препятствовали постановке на знак нивелирной   рейки.

1.3. Процесс закладки.

 

   Для закрепления пунктов полигонометрических  и теодолитных ходов можно  использовать два типа стенных знаков (7 г.р. и 8 г.р.), конструкции которых утверждены Федеральным Агентством Геодезии и Картографии.

   Стенной знак изготавливают, как правило, из чугуна. На сферической головке знака  просверливают отверстие диаметром 2 мм и глубиной 5 мм, которое служит центром знака и используется для передачи на нее отметки.

   Примечание: в нашем случае в качестве стенных  знаков использовались, имеющиеся в наличие  марки, которым присвоили  условное обозначение  Тип А и Тип  Б.

(Приложение 1).

   Для закладки стенного знака в стене  здания или сооружения при помощи шлямбура, дрели или шурфобура (отбойного молотка) пробивают отверстие такого размера, чтобы хвостовая часть знака входила в него свободно.

   Для диска знака (репера) выдалбливают гнездо с таким расчетом, чтобы плоскость  диска оказалась заподлицо со стеной здания.

   Приготовленное  углубление и гнездо очищают от мусора и обильно смачивают водой. Если этого не делать, то сухой кирпич будет впитывать воду из цементного раствора и тем самым нарушит его связующую способность.

   Отверстие в стене заполняют кашеобразным раствором цемента, смешанного с чистым речным песком в пропорции 1:1. Смесь цемента с речным песком приготавливают в сухом виде, тщательно перемешивают, и только после этого разводят водой. Для кирпичных стен раствор приготавливают жидкий, для блочных и панельных — более густой.

   Растворы  с мелким песком менее прочны, чем  с крупным. Присутствие в песке  торфа, перегноя, глины отрицательно сказывается на прочности бетона. Загрязнение песка не должно превышать 2% его веса.

   Загрязненная вода также значительно понижает прочность бетона и замедляет его схватывание.

   В работах  по установке стенных знаков такая  вода не должна применяться. При закладке знаков в зимний период, при температуре  воздуха ниже +3°, воду следует подогревать.

   После установки знака поверхность здания (сооружения) приводят в порядок — затирают раствором, штукатурят и т. д. Наружную часть знака покрывают антикоррозийным лаком или краской.

   Для закрепления рабочих центров  и временных точек можно использовать скальные марки, железные костыли, кованые гвозди, штыри из обрезков арматуры, труб и т. д. которые либо забивают в асфальтовое покрытие дорог и тротуаров, либо бетонируют в грунте. Центры таких знаков фиксируют просверленным отверстием, запиленным крестом или керном.

   Временные точки у одинарных стенных  знаков можно закреплять менее капитально: простыми гвоздями на асфальтовом покрытии и деревянными кольями на открытом грунте.

   Стенные знаки имеют на лицевой стороне  номера, отлитые или отчеканенные при заводском изготовлении.

   Нумерацию систем стенных знаков производят следующим  образом:

   1. Если система стенных знаков дублирует грунтовый (постоянный) знак, то всему комплексу присваивается номер грунтового знака с указанием в скобках номеров входящих в него стенных знаков.

   Например: пз. 123 (ст. зн. 1432, 1124, 2819) — грунтовый  полигонометрический знак № 123, продублированный стенными знаками № 1432, 1124, 2819.

   2. Если система стенных знаков является самостоятельным пунктом сети, то этой системе присваивают номер основного знака.

   Например: ст. пз. 1432 (ст. зн.1124,1432, 2819) — стенной  полигонометрический знак № 1432, состоящий  из трех знаков — № 1432, 1124, 2819.

   Основным  в такой системе является средний  знак. В системе из двух стенных  знаков основным служит левый знак.

   Рабочему центру или временной точке в системе стенных знаков присваивают номер основного знака: вр. т. 1432 — временная точка системы стенных знаков № 1432.

1.4. Сведения о заложенных стенных знаках.

Во время  летней учебной практики по прикладной геодезии в 2004 г. было заложено 11 стенных знаков:

3 знака в  фасаде здания средней школы  № 54 ,по адресу ул. Крылова 18, со стороны улицы Крылова    (ст.зн. 1938, ст.зн. 1431, ст.зн. 4116 тип знаков- Б).

5 знаков  в  фасаде здания НТГиК, по адресу ул. Крылова  9, с различных сторон (ст.зн. 6161, ст.зн. 2202, ст.зн. 0571, ст.зн. 1810, ст.зн. 1089 тип знаков -А).

4 знака в стенах гаражного кооператива «Ветеран» (ст.зн. 1046, ст.зн. 1545, ст.зн. 7217, СТЗ ст.зн. 7081 тип знаков -А).

2.1. Геодезическая основа.

 

   Для обеспечения крупномасштабных съемок, удовлетворения потребностей проектирования, строительства, монтажа и эксплуатации инженерных сооружений в городах строят геодезическую основу, 'состоящую из пунктов государственной геодезической сети, в основном 2—4 классов, геодезических сетей сгущения 1 и 2 разрядов и съемочных сетей.

   Городская полигонометрия благодаря ряду преимуществ  и использованию новой высокопроизводительной техники в настоящее время  является одним из основных и перспективных методов построения планового геодезического обоснования в городах.

 

       

2.2. Привязка хода к стенным знакам.

 

   Так как известных твердых грунтовых  пунктов в районе не обнаружено, то в качестве исходных пунктов были использованы стенные знаки, имеющиеся на прилегающей к техникуму территории.

   Исходные  пункты :

   3 стенных  знака в фасаде здания РУВД  центрального района,

   по  улице Мичурина, 27

   Это ст.зн. 10383-1, ст.зн. 10383, ст.зн. 10383-2.

   3 стенных  знака в фасаде здания по адресу ул. Крылова, 1

   Это ст.зн. 10580-1, ст.зн. 10580 , ст.зн. 10580-2.

   Привязка  производилась к системе из трёх стенных знаков, один из которых, средний, был ещё и репером.

   Прибор  устанавливают на начальной/конечной точке хода P1, которую выбирают против осевого стенного знака, и измеряют направления на соседний пункт привязываемого хода, а также на центры стенных знаков А, В, С ориентирного пункта. Кроме того, измеряют полярное расстояние l₀ от точки стояния до осевого стенного знака А.

   

   Из  решения треугольников  САР₁  и АВР₁ находим углы α и δ по формулам:

   sinα= (l_O*sin1)/d₁;    sinδ=(l₀*sin2)/d₂

   затем углы β и γ:

   β =180°  -(α+1);  γ=180°-( δ +2).

   Далее вычисляем расстояния CP₁ и BР₁:

   CP₁ = (d₁*sinβ)/sin1     BР₁= (d₂*sinγ)/sin2.

   По  полученным данным трижды вычисляют координаты точки P₁ по формулам:

   αАP₁= αАB + γ;  αBP₁= αBA - δ; αCP₁= αCА + α.

 

         Xp₁=X_A+ l*cosαАP₁;     Yp₁=Y_A+ l*sinαАP₁;

         Xp₁=X_B+ BP₁*cosαBP₁;   Yp₁=Y_B+ BP₁*sinαBP₁;   

         Xp₁=X_C+ CP₁*cosαCP₁;   Yp₁=Y_C+ CP₁*sinαCP₁;   

    

   Так как известны координаты всех трёх стенных знаков ориентирной системы, то при определении координат  рабочего центра P₁ мы получают ориентирную систему из двух базисов, позволяющую осуществить привязку с контролем, что даёт точность привязки как к обычным пунктам полигонометрии.

2.3. Нормативные требования, предъявляемые к построению городской полигонометрии.

 

   В зависимости  от площади города, его формы, обеспеченности пунктами государственной геодезической сети городская полигонометрия может строиться в виде отдельных ходов, опирающихся на два исходных пункта высшего класса (разряда) и два исходных дирекционных угла, или сети, покрывающей всю территорию города.

   Полигонометрические сети в городах состоят из ходов 4 класса, 1 и 2 разрядов. Полигонометрия 4 класса, создаваемая в городах, существенно отличается от полигонометрии 4 класса государственной геодезической сети. Ее развивают в соответствии со специальными требованиями, изложенными в инструкции.

Основные нормативные  показатели городской    полигонометрии 4   класса,   1 и 2 разрядов

ТАБЛИЦА  1

 

   Допускаются некоторые отклонения от требований, приведенных в табл. 1. При измерении  сторон полигонометрии светодальномерами в отдельных случаях разрешается увеличивать длины привязочных сторон до 30 %. В порядке исключения допускается абсолютная невязка 10 см в ходах полигонометрии 1 разряда длиной до 1 км и 2 разряда — до 0,5 км. Если в ходах 1 и 2 разрядов не чаще, чем через 15 сторон и не реже, чем через 3 км хода определены дирекционные углы сторон с ошибкой менее 7", то длины полигонометрических ходов сторон допустимо увеличивать до 30%.

   Проложение  висячих ходов не допускается.

   На  исходных пунктах измеряют примычные углы.

   В исключительных случаях, при утрате наружных знаков и отсутствии видимости с земли  между исходными пунктами допускается:

   - прокладывать ходы без угловой привязки   на одном из исходных пунктов;

   - осуществлять координатную привязку к пунктам геодезической сети.

   Проложение  замкнутых ходов, опирающихся на один исходный пункт, допускается в  отдельных случаях в разрядной  полигонометрии при условии, что  в слабом месте таких ходов  будут определены два дирекционных угла двух смежных сторон со средней квадратической ошибкой менее 7".

   При построении городской полигонометрии возможно параллельное следование ходов  одного класса или разряда. Если их длина приближается к предельной, то расстояние между их ближними пунктами должно быть более 2,5 км для 4 класса и 1,5 км для I разряда. При меньших расстояниях ближайшие пункты следует связывать ходами того же класса или разряда.

   При параллельном следовании ходов полигонометрии 4 класса и 1 разряда допустимое минимальное  расстояние между ними 1,5 км. Если это  условие не выполняется, между ближайшими пунктами этих ходов надо проложить связующий ход полигонометрии 1 разряда.

   Пункты  городской полигонометрии, расположенные  на застроенной территории и на промышленных площадках, закрепляют постоянными центрами или стенными знаками установленных типов. За городом, в сельской местности, постоянными центрами закрепляют не все пункты полигонометрии, а разреженно, через 500 — 1000 м, При этом центры располагают попарно, обеспечивая закрепление обоих концов линии. Узловые точки подлежат обязательному закреплению постоянными центрами.

   Высоты  всех закрепленных точек полигонометрической  сети определяют, как правило, геометрическим нивелированием.