Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Метрологическое обеспечение геодезических работ при проектировании и строительстве аппаратурного завода в Завьяловском районе Алтайско

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Алтайский государственный аграрный университет»

Кафедра геодезии и картографии

Курсовой проект

«Метрологическое обеспечение геодезических работ при проектировании и строительстве аппаратурного завода в Завьяловском районе Алтайского края»

Руководитель

Барнаул 2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. Описание объекта

ГЛАВА II. Государственные геодезические сети

ГЛАВА III. Необходимость в метрологии

ГЛАВА IV. Технические характеристики теодолитов Т-2, Т-5, Т-30, их назначение и поверки

ГЛАВА V. Технические характеристики нивелиров НВ-1, Н-3, НЗ-К

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Метрологическое обеспечение геодезических работ при проектировании и строительстве аппаратурного завода является важнейшим этапом при выполнении топографической съемки.

Топографическая съемка – это создание топографического плана местности посредством измерений расстояний, высот, углов или прямого получения координат, с помощью специальных геодезических инструментов, а так же получение изображений земной поверхности с летательных аппаратов.

Топосъемка необходима для проектирования, получения разрешения на строительство и сдачи в эксплуатацию объектов недвижимости. Потребность в ней возникает при выполнении привязки объектов строительства к местности.

ГЛАВА I. Описание объекта

Завья́ловский райо́н — расположен в западной части края. Район основан в 1925 г. Административный центр: село Завьялово (основано в 1782 году). В районе 19 населенных пунктов.

Село Завьялово расположено в 250 км от краевого центра г. Барнаула, связь осуществляется по автодороге краевого значения: Завьялово — Романово — Барнаул, до ближайшей железнодорожной станции Овечкино 41 км. По территории района проходят автомобильные трассы, а так же железная дорога «Барнаул — Кулунда».

Завьяловский район расположен в восточной части Кулундинской степи, является частью Кулундинской неизменности. Рельеф - равнинную лесостепь, в понижениях которой расположены многочисленные болота и озёра, такие как: Кривое, Соленое, Щелочное, Бакланье, Мостовое.Почвы – черноземы выщелоченные, обыкновенные и южные. По территории района протекает река Кулунда.

Климат резко континентальный, умеренно тёплый, слабо увлажненный. Средняя температура января -18,2°С, июля +19,2°С. Годовых атмосферных осадков - 367 мм.

Растут сосна, береза, осина, тополь, злаково-полынное разнотравье. Обитают виды животных: лиса, заяц, лось, барсук, белка, колонок, косуля; птиц - утка, цапля, журавль.

Основное направление экономики – сельское хозяйство. Основная специализация сельхозпредприятий района: производство растениеводческой продукции, в основном зерновых культур, мясомолочное скотоводство. Социальная сфера: общеобразовательные школы и детские дошкольные учреждения, медучреждения, клубы, библиотеки, музеи.

Район имеет значительный потенциал для развития широкого спектра туристско-рекреационных услуг. Это и лечебная минеральная вода, грязи схожие по составу с грязями Мертвого моря, рапа и синяя глина. Ежегодно район посещают сорок тысяч человек, что бы на себе ощутить уникальный целебный эффект компактно расположенных целебных озер, каждое из которых обладает своими исключительными свойствами. На небольшом участке с промежутком 200-300 метров расположены три озера: большое пресное; озеро насыщенное солями; и щелочное озеро. Озера расположены по кромке реликтового, ленточного соснового бора.

ГЛАВА II. Государственные геодезические сети

Государственная геодезическая сеть (ГГС) – система закрепленных на местности пунктов, положение которых определено в единой системе координат и высот.

ГГС предназначена для решения следующих основных задач, имеющих хозяйственное, научное и оборонное значение:

- установление и распространение единой государственной системы геодезических координат и высот на всей территории страны и поддержание ее на уровне современных и перспективных требований;

- геодезическое обеспечение изучения земельных ресурсов и землепользования, кадастра, строительства, разведки и освоения природных ресурсов;

- обеспечение исходными геодезическими данными средств наземной, морской и аэрокосмической навигации аэрокосмического мониторинга природной и техногенной сред;

- изучение поверхности и гравитационного поля Земли и их изменений во времени;

- метрологическое обеспечение высокоточных технических средств определения местоположения и ориентирования.

Пункты государственных геодезических сетей надежно закрепляются на местности долговременными центрами. По точности эти сети должна находиться на уровне современных требований и ближайшего будущего.

Геодезические сети сгущения (ГСС) создаются для обоснования топографических съемок масштаба 1: 5000 - 1: 500 и инженерно - геодезических работ. Они создаются методами триангуляции и полигонометрии.

ГГС, созданная по состоянию на 1995 год, объединяет в одно целое:

- астрономо-геодезические пункты космической геодезической сети (далее - АГП КГС);

- доплеровскую геодезическую сеть (далее - ДГС);

- астрономо-геодезическую сеть (далее - АГС) 1 и 2 классов;

- геодезические сети сгущения (далее - ГСС) 3 и 4 классов.

Пункты указанных построений совмещены или имеют между собой надежные геодезические связи

Точность определения взаимного планового положения пунктов, полученных в результате выполненного в 1991 году общего уравнивания АГС как свободной сети, характеризуется в собственной системе координат средними квадратическими ошибками:

• 0,02...0,04 м для смежных пунктов,

• 0,25...0,80 м при расстояниях от 500 до 9 000 км.

Высоты квазигеоида над референц-эллипсоидом Красовского определены методом астрономо-гравиметрического нивелирования.

Сеть линий астрономо-гравиметрического нивелирования покрывает всю территорию страны и образует 909 замкнутых полигонов, включающих 2897 астрономических пунктов. При вычислениях превышений квазигеоида использованы данные гравиметрических съемок масштаба 1:1 000 000 и крупнее.

Точность определения превышений высот квазигеоида характеризуется средними квадратическими ошибками:

• 0,06...0.09 м при расстояниях 10...20 км,

• 0,3...0,5 м при расстоянии около 1000 км.

ГЛАВА III. Необходимость в метрологии

Как известно, метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства, и требуемой точности. В свою очередь, геодезия - научная и прикладная дисциплина, занимающаяся определением фигуры и размеров Земли, изучением ее гравитационного поля, разработкой и применением методов и средств измерений на поверхности Земли, в ее недрах, на континентальном шельфе, в околоземном космическом пространстве, определением координат пунктов в единой системе, а также разработкой и реализацией методик проведения измерений, необходимых для решения разнообразных технических задач при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений.

И в геодезии, и в метрологии используются много общих принципов, главный из которых связан с необходимостью обеспечения единства измерений. При этом под единством измерений понимается такое состояние измерений, при котором их результаты выражаются в узаконенных единицах, а погрешности измерений известны с заданной вероятностью. Одна из главных задач измерений в процессе производства геодезических работ состоит не только в получении результата измерений, но и в оценке его достоверности. Этой задаче подчинена технология геодезических работ, обязательным условием построения которой является наличие избыточных измерений, обеспечивающих не только контроль работ, но и возможность количественной оценки их качества и надежности.

К метрологическим характеристикам относят характеристики средств измерений, влияющие на результаты измерений и их погрешности.

Метрологические характеристики, устанавливаемые в нормативной документации, называют нормируемыми метрологическими характеристиками (НМХ), а определяемое экспериментально в результате испытаний, поверки или калибровки средств измерений – действительными метрологическими характеристиками (ДМХ).

Принципы выбора метрологических характеристик средств измерений и правила их нормирования в зависимости от особенностей конструкции средств измерений установлены ГОСТ 8.009 «Нормируемые метрологические характеристики средств измерений».

В основу выбора номенклатуры нормируемых метрологических характеристик (НМХ) средств измерений положен характер модели погрешности средств измерений в реальных условиях его применения. При этом рассматриваются только инструментальная составляющая погрешности измерений.

Среди важнейших метрологических характеристик геодезических средств измерений:

- диапазон измерений (действия, работы, функционирования);

- цена деления шкалы (отклонение от номинального значения);

- приборные поправки, входящие в уравнения измерений (коэффициенты измерительных преобразователей);

- погрешность работы осевых систем (эксцентричность осей);

- погрешность работы установочных приспособлений;

- суммарная (основная) погрешность.

Главная цель геодезической метрологии – метрологическое обеспечение топографо-геодезических работ, которое осуществляется на основе комплексного решения ряда научно-технических задач.

В своем развитии геодезическая метрология опирается, прежде всего, на геодезию как научную и прикладную дисциплину, и основы метрологии, а так же на достижения математики, физики, астрономии, механики, оптики, метеорологии и других дисциплин.

На современном этапе развития геодезии к основным задачам геодезической метрологии относятся:

совершенствование технологий передачи размеров единиц геодезических величин от рабочих эталонов к рабочим средствам геодезических измерений;
разработка и внедрение в практику работ современных контрольно-измерительных средств и поверочного оборудования;
формирование и совершенствование нормативной базы метрологического обеспечения производства;
хранение и поддержание в состоянии метрологической готовности эталонов и всех применяемых рабочих средств измерений;
разработка и внедрение средств геодезических измерений на уровне современных требований;
разработка и метрологическая аттестация методик выполнения измерений геодезического назначения;
разработка совершенных методик поверки геодезических средств измерений.

ГЛАВА IV. Технические характеристики теодолитов Т-2, Т-5, Т-30, их назначение и поверки

Теодолит Т-2 и его модификации.

Предназначен для угловых измерений в триангуляции 3 и 4 классов полигонометрии 4 класса I и II разряда, ОМС-1, ОМС-2, а так же при различных геодезических работах на объектах строительства.

Вертикальная ось цилиндрическая, полая, жестко связана с алидадной частью прибора. Горизонтальная ось жестко связана с корпусом зрительной трубы, опирается на несущие лагеры в колонках, при этом одна из лагер имеет возможность регулировки положения по высоте горизонтальной оси.

Зрительная труба центральная, астрономическая. Сетка нитей состоит из биссектора с угловым расстоянием 40", вертикальной и горизонтальной нитей, образующих перекрестие, а также двух дальномерных нитей, составляющих нитяный дальномер.

Круги теодолита разделены через 20', оцифровка градусная, вертикальный круг разделен одинарными штрихами, горизонтальный— двойными. В отсчетной системе прибора применен оптический клиновой микрометр, содержащий шкалу с ценой деления 1".

Конструкцией теодолита предусмотрены два уровня — при алидаде горизонтального круга с ценой деления 15" и при вертикальном круге с ценой деления 20", последний контактного типа.

Теодолит Т-5 и его модификации.

Предназначен для измерений углов в полигонометрии 1 и 2 разрядов теодолитных ходах, аналитических сетях.

Вертикальная ось цилиндрическая, полая, саморегулирующаяся. Горизонтальная ось жестко скреплена с корпусом зрительной трубы и установлена во втулках — лагерах колонки. Лагеры выполнены в виде эксцентриков, что позволяет регулировать положение горизонтальной оси. Горизонтальный круг может быть соединен с алидадой и вращаться с ней. Соединение осуществляется с помощью защелки повторительного устройства.

Теодолит с двухканальной оптической- системой, обеспечивающей независимое построение изображений обоих кругов в плоскости шкалы микроскопа. В отсчетной системе применен шкаловой микроскоп с ценой деления 1'. Круги разделены через 1о одинарными штрихами.

Конструкция теодолита предусматривает использование двух уровней при алидаде горизонтального круга с ценой деления 45" и при алидаде вертикального круга с ценой деления 15".

Теодолит Т-30.

Предназначен для угловых измерений при инженерно-строительных изысканиях. Теодолит с повторительной системой осей. Круги разделены через 10', оцифровка градусная, в отсчетной системе использован микроскоп с индексом с точностью отсчета 1'. Прибор имеет уровень при алидаде горизонтального круга с ценой деления 45". Отверстие в алидаде позволяет центрировать теодолит зрительной трубой через полую вертикальную ось.

К метрологическим характеристикам теодолитов, подлежащим контролю в процессе поверки, следует отнести: погрешности измерения горизонтальных и вертикальных углов, систематические составляющие погрешности измерений, значение цены деления шкал рабочих мер (или их отклонения от номинальных значений). Метрологические характеристики теодолитов, выпускаемых по ГОСТ 10529—79, приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Характеристики	Тип теодолита
Характеристики	Т-2	Т-5	Т-30
Средняя квадратическая погрешность измерения горизонтального угла	2	5	30
Средняя квадратическая погрешность измерения вертикального угла	3	8	45
Погрешность диаметров горизонтального круга,	±1,5	±2,5	±10,0
Коэффициент нитяного дальномера, %	100	100	100
Погрешность за ход фокусирующей линзы	2	3	30
Эксцентриситет вертикального круга	-	10	60
Коллимационная погрешность	5	15	60
Место нуля вертикального круга	10	15	120

Поверки теодолита.

Проверку внешнего состояния и комплектности теодолита проводят визуальным осмотром. При осмотре устанавливается соответствие теодолита следующим требованиям: маркировка прибора и футляра должна соответствовать требованиям ГОСТ 10529-86, а также технической документации на поверяемый теодолит; прибор и футляр не должны иметь механических повреждений, следов коррозии, препятствующих или затрудняющих работу с ними; теодолит должен иметь чистые поля зрения зрительной трубы и отсчетных устройств, а также четкие изображения визирных целей и отсчетных шкал; комплектность прибора должна соответствовать указанной в паспорте для данного вида работ.

Проверку работоспособности и взаимодействия подвижных узлов теодолита выполняют опробованием. При опробовании должны быть проверены: работоспособность замков, прижимов и винтов, фиксирующих прибор в футляре; работоспособность установочных приспособлений и плавность вращения всех подвижных частей; фиксация зеркала подсветки.

Обычно поверке подлежат следующие геометрические условия, которым должно удовлетворять взаимное расположение частей теодолита.
      1.Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения теодолита. Поверку производят обычным способом, поворотом алидады на 180 градусов. Юстировку выполняют юстировочным винтом цилиндрического уровня.
      2.Ось круглого уровня должна быть параллельно оси вращения теодолита. Юстировку круглого уровня производят его юстировочными винтами после точной установки оси вращения теодолита в отвесное положение по выверенному цилиндрическому уровню.
      3.Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы.
      Поверку выполняют обычным способом. Несоблюдение условия вызывает коллимационную ошибку. Устранение коллимационной ошибки в теодолите производят юстировочными винтами сетки нитей обычным способом.
      4.Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения теодолита.
      Поверка проводится также, как и в технических теодолитах. Величину угла "i", на который отклоняется ось вращения трубы от положения, перпендикулярного к оси вращения прибора определяют по формуле i=b*p*ctgv/2S
      Где b*p*ctgv /2- линейная ошибка в следствии наклона оси вращения трубы, равная половине расстояния между проекциями точки;
v-угол наклона визирной оси при наведении на точку;
S-расстояние от горизонтальной проекции точки до теодолита .
Соблюдение условия гарантируется заводом.
      5.Вертикальная нить сетки должна лежать в коллимационной плоскости трубы. Поверка производится также как в технических теодолитах. Если будет замечено смещение изображения точки с вертикальной нитки более чем на 3 толщины штриха, то сетку необходимо повернуть.
      Для этого в теодолите Т2 снимают колпачок, закрывающий юстировочные винты сетки, слегка отпускают винты, скрепляющие окуляр с корпусом трубы, и поворачивают окуляр вместе с сеткой. После чего поверку повторяют.
      6.Визирная ось оптического центрира должна совпадать с осью вращения теодолита.
      Прибор устанавливают на штативе и приводят ось вращения теодолитом в отвесное положение. Отмечают на листе бумаги, подложенном под штатив, проекцию середины кружка оптического центрира. Затем, медленно вращая алидаду вокруг вертикальной оси, наблюдают за изображением точки. Если в процессе вращения изображение точки остаётся на месте, условие выполнено; в противном случае в теодолите отвинчивают 2 винта и отсоединяют крышку оптического центрира от боковой крышки теодолита. При этом открываются головки винтов, скрепляющих окулярное колено оптического центрира с боковой крышкой. Слегка освободив эти винты, перемещением окулярного колена в плоскости боковой крышки добиваются совмещения визирной оси оптического центрира с осью вращения теодолита.

ГЛАВА V. Технические характеристики нивелиров НВ-1, Н-3, НЗ-К

Оптический нивелир НВ-1.

Предназначен для нивелирования, то есть определения разности высот между несколькими точками. Нивелир, устанавливаемый обычно на треножник (штатив), оборудован зрительной трубой, приспособленной к вращению в горизонтальной плоскости, и чувствительным уровнем.

Изображение –увеличение зрительной трубы – 31 крат, среднее квадратическое отклонение на 1 км двойного хода – 3 мм., минимальное расстояние визирования – 3 м., вес – 1.8 кг., размер – 148-134-126 мм.

Нивелир Н-3 и модификации.

Относится к точным нивелирам с уровнем при зрительной трубе. Предназначен для нивелирования III и IV классов в инженерно-геодезических изысканиях, но его применяют и при техническом нивелировании. Основными частями нивелира является зрительная труба с прикрепленными к ней цилиндрическим уровнем, опорная площадка с осью, подставка с подъемными винтами и пружинная пластинка с отверстием и резьбой для станового винта.

Цилиндрический уровень с ценой деления 15 град. расположен в коробке вместе с призменным устройством, при помощи которого изображение концов пузырька уровня в виде двух его половинок передается в поле зрения трубы. Точное привидение визирной оси трубки в горизонтальное положение выполняется элевационным винтом и заключается в совмещение изображений концов пузырька уровня. Цилиндрический уровень имеет четыре юстировочных винта, закрытых крышкой.

ПОВЕРКИ И ЮСТИРОВКА НИВЕЛИРА.

1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.

Вращая подъемные винты, приводят пузырек круглого уровня в нуль-пункт, а затем поворачивают верхнюю часть нивелира на 180°. Условие считается выполненным, если пузырек уровня остался в нуль-пункте. В противном случае выполняют юстировку следующим образом: исправительными винтами уровня перемещают пузырек на половину отклонения и подъемными винтами окончательно приводят его в нуль-пункт. Для контроля поверку повторяют. Эту поверку выполняют ежедневно перед началом работ.

2. Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира, а вертикальная – ей параллельна.

Взаимная перпендикулярность нитей сетки обеспечивается заводом – изготовителем. Поверку выполняют после исправления круглого уровня и приведения прибора в рабочее положение, которое заключается в приведении оси вращения в отвесное положение с помощью круглого уровня и установки сетки нитей на резкость «по глазу» вращением окулярного (диоптрийного) кольца. На расстоянии 20-25 м от нивелира подвешивают отвес, наводят на него трубу и фокусируют его изображение вращением фокусирующего винта – кремальеры, добиваясь четкого изображения наблюдаемого предмета (отвеса). Совмещают один из концов вертикальной нити сетки с нитью отвесом наводящим винтом. Если другой конец нити сетки отклоняется от нити отвеса меньше, чем на двойную толщину нити, то условие выполнено. Либо наводят зрительную трубу на рейку и берут отсчет по краю горизонтальной нити сетки, затем, вращая наводящий винт, перемещают трубу в горизонтальной плоскости и берут отсчет по другому краю горизонтальной нити сетки. Если отсчет изменился меньше чем на 1 мм, условие считается выполненным. В случае несоблюдения условия выполняют юстировку. Ослабив крепежные винты, пластинку с сеткой поворачивают до совпадения вертикальной нити сетки с нитью отвеса. После юстировки крепежные винты закрепляют.

3. Визирная ось зрительной трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня (главное условие нивелира).

Поверку можно производить разными методами. Наиболее часто поверку выполняют двойным нивелированием «вперед» следующим образом. На местности с небольшим уклоном закрепляют колышками две точки на расстоянии 50-70 м одна от другой.

Устанавливают нивелир так, чтобы окуляр находился на расстоянии 1-2 см от вертикали точки А, и измеряют высоту прибора i1 от верха колышка до центра окуляра рулеткой или рейкой. На точке В устанавливают рейку, наводят на нее трубу, совмещают элевационным винтом концы пузырька уровня в поле зрения трубы и берут отсчет b1 по рейке. При не параллельности оси отсчет по рейке будет содержать ошибку х. Далее меняют местами нивелир и рейку, измеряют высоту прибора i2 и берут отсчет b2. Превышение между точками получится из следующих выражений:

h= i1-x-b1

h= b2+x- i2

Так как правые части этих равенств выражают одно и то же превышение, то приравняв их, находят величину не параллельности визирной оси и оси цилиндрического уровня.

Если величина х не превышает + 4 мм, то считают, что условие выполнено.

При большем значении делают юстировку. Для этого вычисляют правильный отсчет по рейке, соответствующий горизонтальному положению нить сетки на этот отсчет. Изображения концов пузырька уровня разойдутся. Вертикальными исправительными винтами цилиндрического уровня точно совмещают изображения концов пузырька уровня, следя за тем, чтобы отсчет по рейке не изменился. После юстировки поверку повторяют.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Тем самым топографические работы при проектировании и строительстве являются неотъемлемой составляющей. Большая часть построений и промеров происходит за счет этого действия.

Метрология в топографических работах является важнейшей частью, благодаря которой добиваются высокой точности геодезических измерений.

Используемая литература:

А.В. Маслов и др. Геодезия, М., «КолосС», 2008 г.
Б.И. Коськов Справочное руководство по съёмке городов. М., «Недра», 1974 г.
Б.Н. Дьяков Геодезия. Общий курс. Новосибирск, 1997г
ГКИНП (ГНТА) 17-004-99 Инструкция о порядке контроля и приёмки топографических и картографических работ.
Инструкция о порядке осуществления государственного геодезического надзора в РФ ГКИНП-17-002-93 М,1993г
Инструкция о построении государственной геодезической сети СССР/ Главное управление геодезии и картографии при СМ СССР. - М.: Недра, 1966. – 342 с.
Инструкция об охране геодезических пунктов, ГУГК, изд. 1984 г
Инструкция по нивелированию I, II, III, IY классов / управление геодезии и картографии при СМ СССР. - М.: Недра, 1990. - 167 с.: ил.
Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500 / Главное управление геодезии и картографии при СМ СССР. - М.: Недра, 1982. - 160 с.
Общие требования к цифровым топографическим картам, установленные Федеральной службой геодезии и картографии России, изд. 2000 г.
Правила по технике безопасности на топографо-геодезических работах (ПТБ-88) -М.: Недра, 1991.
Развернутый перечень сведений, подлежащих засекречиванию по системе федеральной службы геодезии и картографии России-М.: 1996.
Перечень сведений, подлежащих засекречиванию федеральной службы геодезии и картографии России М, 2003 г
Сборник инструкций по производству поверок геодезических приборов / Главное управление геодезии и картографии при СМ СССР. - М.: Недра, 1988. - 77 с.: ил.
СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения, Госстрой России, 1996 г.
СП 11-104-97 Инженерно-геодезические изыскания для строительства. Госстрой России, 1997 г.
Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500 / Главное управление геодезии и картографии при СМ СССР. - М.: Недра, 1989. - 286 с.: ил.

Метрологическое обеспечение геодезических работ при проектировании и строительстве аппаратурного завода в Завьяловском районе Алтайско 📙 Курсовая → 🆔 129806