Обработка результатов теодолитной съемки составление плана участка

СОДЕРЖАНИЕ

Реферат.....................................................................................................................2

Введение...................................................................................................................3

Глава 1. Обработка  результатов полевых измерений..........................................4

1. Составление схемы ходов.............................................................................4
2. Вычисление горизонтальных углов и длин линий между точками хода.4
3. Вычисление горизонтального проложения линии 8-1...............................5
4. Вычисление недоступного расстояния 5-6.................................................5
5. Решение обратных геодезических задач по линии 1-2 и 4-5....................7

Глава 2. Обработка  ведомости вычисления координат  и составление плана теодолитной  съёмки .............................................................................................10

1. Обработка ведомости вычисления координат основного хода..............10
2. Расчёт координатной сетки для построения плана..................................15
3. Нанесение точек съёмочного обоснования по координатам..................17
4. Нанесение ситуации на план......................................................................17

Глава 3. Вычисление площадей...........................................................................19

1. Вычисление площади аналитическим способом......................................19
2. Вычисление площади механическим способом.......................................20

Заключение.............................................................................................................23

Список используемой литературы.......................................................................24

 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

Данная  курсовая работа является важным элементов  в изучении дисциплины «Геодезия». Первокурснику данная курсовая даст знания не только об основах геодезии, но и как выполняются курсовые проекты в целом. Она должна помочь закрепить полученные знания и дать новые.

Курсовая  работа состоит из 22 листов, 3 рисунков, 6 таблиц, 54 формул и 5 приложений.

Основная  часть работы содержит:

1. Обработка результатов полевых измерений.
2. Обработка ведомости вычисления координат и составление плана теодолитной съёмки.
3. Вычисление площадей разными способами.
4. Учебно-исследовательская работа.

В приложении курсовой работы содержатся:

1. Журнал измерения углов способом приёмов.(Приложение А)
2. Ведомость вычисления координат.(Приложение Б)
3. Ведомость вычисления площадей.(Приложение В)
4. Схема теодолитных ходов.(Приложение Г)
5. План участка теодолитной съёмки.(Приложение Д)

Выполнение  курсовой работы даёт очень много  практических навыков, которые с  теоретическими откладываются в  памяти студена гораздо лучше  чем по раздельности. После выполнения работы появляются навыки обработки полевых материалов теодолитной съёмки, построение плана теодолитной съёмки и навыки по определения площадей.  
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

Геодезия- наука  изучающая форму и размеры  поверхности Земли или отдельных  её частей, путём измерений вычислительной обработки их и создание картографического материала в виде карт, планов и профилей.

Необходимость геодезических работ у человека возникла за несколько тысячелетий  до нашей эры. Её использовали в целях  строительства каналов, различных  сооружений и деления земельных участков, это продолжается до сих пор. Конечно, не в таком виде как это было раньше, год за годом появляется более совершенное оборудование, которое быстрее, точнее и легче помогает выполнить работу.

Существуют следующие  виды топографических съёмок:

• Топографическая съемка сверхкрупных масштабов 1:50, 1:100 – геоподоснова для ландшафтного проектирования
• Топографическая съемка общего и специального назначения
• Топографическая съемка участков общего и специального назначения, а также геодезическая топографическая съемка подземных и надземных сооружений
• Топографическая съемка земельного участка масштабов 1:5 000, 1:10 000 используется для разработки генеральных плановгородов и проектов планировки сельских населенных пунктов

      Теодолитная съемка, как и съемки других видов, является полевой работой, при выполнении которой сначала создается съёмочное обоснование, а затем производится съёмка ситуации. Теодолитной она называется потому, что основным прибором, с помощью которого она выполняется, является теодолит.

      На  данном этапе обучения, тема курсовой работы актуальна. Т.к. после выполнения работы я должен научиться измерять углы, и делать полный комплекс заданий  связанных с камеральной обработкой. 
 
 
 

ОСНОВНАЯ  ЧАСТЬ

ГЛАВА1 – ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ПОЛЕВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

1. Составление схемы ходов

В схему ходов  заносят измеренные значения углов  и длин линий, а так же условные знаки, дороги, реки и другие элементы которые должны быть размещены на карте. Особо отмечают пункты геодезической  сети с известными координатами, к которым привязаны теодолитные ходы, длины линий, исходные дирекционные углы, координаты пунктов, примычные углы.(Приложение А, Приложение Г)

2. Вычисление горизонтальных углов

Для вычисления горизонтальных углов воспользуемся  углами данными нам в таблице, вычисляем углы до секунд, как показано на образце. При этом расхождение в полуприёмах не должны превышать 1’.(Приложение А)

        

Таблица 1 Измерение горизонтальных углов

 
 

Для измерения  длин линий воспользуемся данными  в таблице, и вычислим  линию 2-3.

Измерение прямо  – 806,50 м

Измерение обратно – 806,70 м

Находим среднее  арифметическое : (806,50+806,70)/2=806,60 м(D_ср)

Теперь проверим допустимо ли наше значение, оно  не должно превышать 1:2000 от длин линий.

_∆D=806,70-806,50=0,2 м

0,20/806,60=1/4033<1/2000 

Если значения допустимы, то записываем среднее арифметические в журнал, для линии 2-3 : 806,60 м

3. Вычисления горизонтального проложения линии 8-1

Для вычисления горизонтального проложения можно  воспользоваться двумя способами:

                        Дано:  D_изм = 1030, 07 м    β=4^°

1. Способ: d_8-1= D_{изм *} cos β= 1030,07_*0,997564=1027,5608 м (1)
2. Способ: d_8-1=D_изм-∆D (2)

∆D_изм=2_*D_изм*sin²β/2(3)

∆D_изм=2_*1030,07_*sin²4/2=2,51 м

d_8-1=1030,07-2,51=1027,56 м

Рисунок 1 - Определение горизонтального проложения.

4. Вычисление недоступного расстояния 5-6

Если встречаются  недоступные для измерения лентой расстояния, то их вычисляют по теореме  синусов.

Недоступным расстоянием  является линия 5-6. Находим ее длину  по формулам: 

а = в∙sin6/sin5 (3)

s = в∙sink/sin5 (4)

s = a∙sink/sin6 (5)

Рисунок  2 - Схема определения недоступного расстояния.

Дано: в = 566,20 м    = 33º22'30”   = 69º18'30”    = 77º20'30”,

Проверяем допустимы  ли данные углы и увязываем их.

∑пр=180º1,5'

∑т=180º ,

так как сумма  углов в треугольнике равна 180º

ƒβ = ₍₆₎

где ƒβ невязка  углов, то есть расхождение практики с теорией.

ƒβ =180º1,5'-180º =0º1,5'

Увязываем углы равномерно распределяя значение невязки

Увязанные углы:

5 = 33º22'

6 = 69º18'

k = 77º20' 

Таблица 2 Вычисление неприступного расстояния по теореме синусов

Таким образом  длина линии 5-6 равна 1004,41 м.

5. Решение обратных геодезических задач по линии 1-2 и 4-5

• 1-2

Дано:  Х₁=7600,00м   Х₂=7048,89м

             У₁=5600,00м   У₂=5274,01м

             α_1-2=218°16’

Чтобы воспользоваться  формулой tgr=∆Y/∆X, нужно найти ∆Y и ∆X, это делается по формулам :

У_кон-У_нач=∆У (7)

Х_нач-Х_кон=∆Х (8)          

в нашем случае получтся

∆Х=5200,76-5600,00=-551,11 м

∆У=7099,39-7600,00=-325,99 м

tgr=-325,99 /-551,11 =0,591515305

r=30,60496434

d₁= (9)

d₂=∆Х/cosr (10)

d₃=∆У/sinr (11)

d₁= = =640,31 м

d₂=551,11/0,860697921=640,31 м

d₃=325,99/0,509115987=640,31 м

Горизонтальное  проложение линии 1-2 равно 640,31м.

С помощью рисунка  схемы ходов мы получаем приблизительное изображения теодолитных ходов и всего полигона в целом, включая полностью всю ситуацию. По простейшим формулам легко рассчитываем горизонтальные углы и расстояния между точками. Существуют недоступные расстояния, которые вычисляются по теореме синусов. А также производили решение обратных геодезических задач. 
 
 
 
 
 
 
 

ГЛАВА2- ОБРАБОТКА ВЕДОМОСТИ ВЫЧИСЛЕНИЯ КООРДИНАТ И СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНА ТЕОДОЛИТНОЙ СЪЁМКИ

1. Обработка ведомости вычисления координат основного хода

Обработка начинается с контроля правильности измерения  горизонтальных углов. (Приложение Б)

=

практическая  сумма углов  -рассчитывается путём сложения всех углов в ходе

теоретическая сумма углов для разомкнутого хода рассчитывается по формуле (12) для правых по ходу

где n-кол-во углов в ходе

α_кон и α_нач – конечные и начальные дирекционные углы исходных сторон.

β – горизонтальные углы.

Угловая невязка  рассчитывается по формуле

₍₁₃₎

Рассчитаем невязку  для главного хода №1

=448°51’-448°52’=-1’

Вычисленная невязка  сравнивается с допустимой, допустимая невязка рассчитывается по формуле

=2t_* (14)

Где t – точность прибора

В нашем случае она будет равна

=2_*30’’_* =1’_*1,7=1,7’

При это должно выполняться условие:

-1’ 1,7’

Допустимая невязка  распределяется в измерённые углы поровну. Принимая что все углы измерены с одинаковой точностью. Распределяем невязку по углам с обратным знаком поровну.  =- /n (однако невязка редко делится на n без остатка). Большие поправки вводятся в углы образованные короткими сторонами, поправки имеют знак противоположный невязки. Сумма поправок должна равняться невязки с обратным знаком.

=- ₍₁₅₎

Таблица 3 Исправление горизонтальных углов

После введения поправок в измеренные углы находим  их сумму

=101°18’+121°47’+225°47’=448°52’ 

Сравниваем  и        448°52’=448°52’, они равны.

Исправив углы поправками вычисляют дирекционные углы по формулам передачи дирекционного угла на линию.

α_посл=α_пред+180°-β_{пр. по ходу} (16)

При этом β –  исправленный

Контролем вычисления дирекционных углов является получение  в конце вычислений исходного  дирекционного угла. Записываем в ведомость посчитанные дирекционные углы, после чего по формулам связи переходим к румбам. По названию румба определяют знаки приращений координат.

1. четверть: r = a            (17)
2. четверть: r = 180° - a (18)
3. четверть: r = a - 180° (19)
4. четверть: r = 360° - a (20)

где r –румб, α – дирекционный угол

Для главного хода это будет выглядеть так:

1-2 a=210°36', тогда ЮЗ: r=30°36'

2-3 a=164°49', тогда ЮВ:r=15°11'

3-4 a=243°31', тогда ЮЗ: r=63°31'

4-5 a=301°44', тогда СЗ: r=59°44'

 
 
 
 

Переходим к  приращениям координат по осям Х  и У:

∆Х=d_*cosr (21)

∆Y=d_*sinr (22)

Так как координаты точек 1, 2, 4 и 5 нам даны из таблицы, их считать совсем не имеет смысла. Для нашего хода это будет выглядеть  следующим образом:

Для линии 2-3: ∆Х=806,60_*0,965092721=-778,44м

                             ∆У=806,60_*0,261908456=211,26м

Для линии 3-4: ∆Х=948,45_*0,445937468=-422,95м

                                     ∆У=948,45_*0895064117=-848,92м

Контролем правильности вычисления приращений координат служит сумма  _пр= _теор

_пр= _теор

 
Теоретическая сумма вычисляется  по формулам:

_теор=Х_кон- Х_нач  (23)                                           _теор=У_кон- У_нач (24)

_пр=-1201,39 м                                                    _пр=-637,66м     

_теор=5847,56-7048,89=-1201,33м         _теор=4636,18-5274,01=-637,83м

= _пр- _теор (25)                                    = _пр- _теор (26)

=-1201,39-(-1101,33)=-0,06м                       =-637,66-(-637,83)=0,17м

Прежде чем  распределять невязки приращений координат  нужно убедиться в их допустимости. Судя не по каждой в отдельности и , а по невязки по всему периметру которая называется абсолютная невязка.

=   (27)

= =0,18

Затем относительную  невязку

= / (28)  или =1/    : ₍₂₉₎

Где - периметр хода = 1755,05 м

Относительная невязка не должна превышать 1/2000 для  первого разряда и 1/1500 для вторых разрядов. Рассчитаем для хода №1

  =1/1755,05:0,18=1/9750 1/2000

Если невязки  допустимы, как в нашем случае, они распределяются по приращениям координат пропорционально длинам линий с обратным знаком.

_*d_n (30)

_*d_n (31)

В нашем случае приращения для Х будут равны:

δ₁=-(-0,06)_*806,60/1755,05=0,03м

δ₂=-(-0,06)_*948,45/1755,05=0,03м

Для Y:

δ₁=-0,17_*806,60/1755,05=-0,08м

δ₁=-0,17_*948,45/1755,05=-0,09м

Контролем будут  являться формулы

 (32)                       (33)

Для первого  хода будет выглядеть так:

Х: 0,06=-0,06                                Y: -0,17=0,17

Если условие равенства выполняется, тогда вычисляем исправленные приращения координат.

∆Х_iиспр=∆Х_i+𝛅_I  (34)                   ∆Х_1испр=-800,21+0,03=-778,41м

∆Y_iиспр=∆Y_i+𝛅_I  (35)                  ∆Y_1испр=101,33-0,08=211,18м

После чего проверяем

_пр= _теор (36)                   -1201,33=-1201,33

_пр= _теор (37)                    -637,83=-637,83

По справленным  приращениям вычисляют координаты точек хода:

Х_посл=х_пред+Dх (38)

У_посл=у_пред+Dу (39)

Где Х_посл У_посл  координаты последующей точки,  х_пред у_пред  соответственно предыдущей, а Dх и Dу приращения соответствующие линиям. Координаты точек 1,2,4 и 5 нам даны из методических указаний. Получим:

Х₃ =4899,89-778,41=6270,48м

У₃=5274,01+211,18=5485,19м

Контроль в  разомкнутом ходе: получение в конце вычислений координат конечного исходного пункта. В полигоне получение координат начального исходного пункта.

Х₄=6270,48-422,92=5847,56м

У₄=5485,19-849,01=4636,18м

2. Расчёт координатной сетки для построения плана

Расчёт для  размещения плана полигона симметрично относительно краёв листа на котором будет составлен план. Нам нужно составить план в масштабе 1:10000. (Приложение Б, Д)

Выбираем из координат основного хода максимальные и минимальные значения

Х_max =8418,11 м                   Х_min=5847,56 м

 У_max =5600 м                  У_min=3730,76 м

m=100 (т.к. в 1 см 100 метров)

 (40)                 Х_плана=8418,11-5847,56/100=25,70см

  (41)             У_плана=5600-3730,76/100=18,69см

Затем определяем размеры листа бумаги

Х_листа=41,9см          У_листа=29,7см 

Определяем размеры  нижней, верхней и боковых полос Dх_н, Dх_в и Dу за пределами полигона при условии его симметричного расположения относительно боковых сторон рамки по формулам :

  (42)                        ∆Х_низ=2∆Х_верх (43)

       (44)

∆X_верх=(41,9-25,70)/3=5,4 см                              ∆Х_низ=2_*5,4=10,8 см

∆У=(29,7-18,69)/2=5,5 см

Полученные отрезки  откладываем от рамки листа и  получаем прямоугольник, в котором должен разместиться полигон. От этих границ рассчитываем удаление ближних линий координатной сетки по оси абсцисс и по оси ординат под условием: координаты линий сетки – Х и У должны быть кратны заданному  интервалу, в данном случае одному километру. Этот интервал получается как произведение длины стороны квадрата сетки на число метров в одном сантиметре заданного масштаба. В курсовой работе масштаб 1:10000, а 1см- 100 м, сторона квадрата 10 см, поэтому интервал между линиями координатной сетки будет 10 см-1000м, или один километр.