Составление проекта геодезической сети IV класса (плановой и высотной),выполнение предрасчета точности запроектированной геодезической с

Министерство образования и науки Украины

Приднепровская государственная академия науки и архитектуры

кафедра геодезии, землеустройства и строительства автодорог

Курсовой проект на тему:

Составление проекта геодезической сети IV класса (плановой и высотной),выполнение предрасчета точности запроектированной геодезической сети на участке местности

Выполнила:

студентка 416 группы

Билык Александра

Проверила:

Андреева И.Г.

Днепропетровск – 2012

Содержание

1.      Введение. Задача

а) триангуляционная сеть;

б) полигонометрическая сеть;

в) предрасчет точности сети;

2. Характеристика района работ

На район работ имеется карта масштабом, номенклатура. Характеристика входит: населенные пункты, рельеф местности, горные вершины и их высотные отметки, гидрография, грунты, растительность, дорожная сеть, климат.

3. Проектирование триангуляционной сети IV класса. Теория, требования. Описать свою сеть. Изучить местность участка на карте. Описать пункты высотных точек, масштабов карты. Перенести схему сети триангуляции. Привести таблицу координат и высотных отметок триангуляционной сети. Знаки и центры геодезических пунктов(теория – знаки и сигналы).

4.Проектирования полигонометрической сети

Требование, что это такое, суть, чем закрепляются пункты местности, рисунок – схема полигонометрической сети, таблица координат и высот, предрасчет точности полигонометрического хода.

5.Характеристика программного обеспечения CREDO_DAT31

6.Построение участка работ в программе CREDO

7.Построение триангуляционной сети и полигонометрического хода в программе

8.Выводы.

9.Список литературы

Введение

Целью данной курсовой работы является выполнение проектирования и предварительный расчет точности опорной межевой сети в виде триангуляции 3-го класса и полигонометрии 4-го класса.

Задачи, решаемые в ходе курсового проектирования: закрепление и расширение специальных знаний, приобретение опыта проектирования, самостоятельного обобщения выводов и рекомендаций на основе выполненных расчетов.

Проект составляется на территорию, ограниченную рамкой трапеции карты масштаба 1:50000. Проектирование выполняется в соответствии с требованиями к построению государственных геодезических сетей, изложенных в «Основных положениях о построении государственных геодезических сетей».

ТРИАНГУЛЯЦИОННЫЕ СЕТИ

Триангуляция - построение на местности примыкающих друг к другу треугольников, в которых измеряются горизонтальные углы и длина стороны одного треугольника.

Триангуляционные сети в инженерно-геодезических работах используются в качестве основы для топографических съемок и разбивочных работ, а также для наблюдений за деформациями сооружений.

Для съемочных работ триангуляционная сеть позволяет сократить длины развиваемых на ее основе сетей сгущения и способствует уменьшению ошибок в сетях низших разрядов и съемочных сетях. Выбор класса сети для этой цели определяется в основном площадью съемки. Так, для крупнейших городов применяется триангуляция до 2 класса включительно. В большинстве случаев исходным обоснованием для съемочных работ служит триангуляция 4 класса. Триангуляция используется и для построения сетей сгущения 1 и 2 разрядов.

Приведем основные характеристики триангуляции для инженерно-геодезических работ широкого назначения.

Основные характеристики триангуляционных сетей

Для разбивочных работ триангуляция может служить непосредственной основой, с пунктов которой производится разбивка сооружений, или опорой для развития сетей низших разрядов, в свою очередь используемых для разбивки. Примером может служить триангуляция для строительства гидротехнических сооружений, тоннелей, мостов.

При развитии инженерно-геодезических сетей методом триангуляции наиболее типичными построениями являются цепи треугольников (для линейно протяженных объектов), центральные системы (для городских и промышленных территорий), геодезические четырехугольники (для мостовых и гидротехнических сооружений), вставки пунктов в треугольники и небольшие сети из этих фигур. Возможны и комбинированные построения.

В сетях триангуляции треугольники стараются проектировать близкими к равносторонним; в особых случаях острые углы допускают до 20°, а тупые - до 140°. В свободных сетях для контроля масштаба сети необходимо иметь не менее двух непосредственно измеренных базисных сторон.

Уравнивание результатов измерений выполняют строгими способами.

При разработке проектов триангуляционных сетей расчет ожидаемой точности производят, как правило на ЭВМ, используя различные программы.

Для предварительной оценки ожидаемой точности некоторых, применяемых в инженерной практике, схем и построений можно пользоваться приближенными формулами.

Для предварительной оценки ожидаемой точности некоторых, применяемых в инженерной практике, схем и построений можно пользоваться приближенными формулами.

Характеристика района работ

На район моего участка работ имеется карта М 1: 50000 с номенклатурой У-34-39-А. На данном участке необходимо запроектировать инженерно-геодеическую сеть триангуляции IV и полигонометрии IV класса.

Район работ представлен преимущественно горной местностью. Рельеф данного участка характеризуется постепенным переходом высот. Максимальная отметка района работ составляет 293,4 м, расположена в северо-восточной части района. Минимальная отметка составляет 108,9 м, расположена в юго-западной части района. В районе работ расположена гора Михалинская (212,8),которая является пунктом триангуляции.

Гидрография представлена сетью рек, которые проходят по району работ. Наиболее крупная река Соть, русло которой находится в юго-западной части. Берега р. Соть и ее притоки представляют собой овраги и промоины. Скорость течения р. Соть 0,1 м/с, ширина русла 285 м, глубина 4,8 м, грунт дна песчаный. Отметка урезов воды на реке Соть составляет 108,9м. На реке Соть сосредоточены следующие инженерные сооружения: паромная переправа вблизи с.Быково, длина реки у паромной переправы 285 м, размеры парома 5х4, грузоподъемность 5тонн, а также каменный мост ширина которого 8м, длина 17м, грузоподъемность 50 тонн, который находится недалеко от пристани Каменская с оборудованным причалом.

Река Соть имеет множество приток – река Воронцовка, река Ключевая, которые являются левосторонними притоками рек.

Река Воронцовка протирается с севера на юг, отметка уреза воды составляет 139,8 м.. Между ними находится озеро Лича, которые впадает в р.Соть, находится в южной части района работ, при этом отметка уреза воды составляет 107,8м.

Река Ключевая простирается с северо-восточной части местности и направляется на восток.

По направлению с северо-западной к юго-западной части район работ представляет собой проходимые болота. На юге расположены водяная мельница и лесопильня.

Растительность на данном участке сосредоточена неравномерно. В районе работ сосредоточено несколько смешанных лесных массивов (сосна, дуб). Наиболее крупные находятся в северо-восточной и северо-западной частях района работ. Высота которых 20 м, толщина 0,2-0,3 м, расстояние между деревьями от 5 м.

В восточной части района данного участка также располагается менее крупный лесной массив(сосна, дуб). Средняя высота деревьев 5 м, толщина 0,1 м, а расстояние между деревьями – 3 м.

Участок застроен поселками сельского и дачного типа с населением менее 100 жителей (Быково, Окунево, Озерное, Михайлово, Федино), они представлены огнестойкими и не огнестойкими сооружениями. Населенные пункты располагаются, в основном, у берегов рек и озер. На участке работ находятся кирпичный бумажный заводы. Бумажный завод расположен возле поселка Быково.  Возле города Каменогорск находится кирпичный завод, а также действующая угольная шахта. Также в населенных пунктах имеются церкви, кладбища, линии связи.

На данном районе работ неравномерно развита дорожная сеть. Параллельно реке Соть, с северо-западной стороны проходит шоссе, ширина которого 8 м покрытой части, 11 м – ширина дороги, покрыта бетоном. По центру участка проходит полевая и лесная дороги, которые идут на юг. В восточной, западной и юго-западной частях района работ расположена грунтовая дорога.

В северно-восточной части района работ расположен путепровод, который находится над шоссейной дорогой (ширина которого 5м).

Данный район работ имеет континентальный климат. В горной местности при изменении высоты на 200 метров температура изменяется примерно на 1 градус. Средняя температура летом на данном участке находится в районе 30 градусов тепла, а зимой — 25-30 градусов мороза. Средняя толщина снежного покрова составляет 3 метра.

Грунты на данном районе работ представлены горно-черноземными и горно-каштановыми. На горах, и более высоких возвышенностях также находится глинистые грунты.

Проектирование триангуляционной сети IV класса

Проектирование сети триангуляции включает:

- анализ геодезической изученности района работ с целью возможно более полного использования ранее развитых сетей;

- составление схемы проектируемой сети на карте с учетом наилучшего расположения пунктов и создания нужной их густоты в соответствии с техническим заданием;

- предварительный расчет высоты сигналов на пунктах триангуляции;

- установление методики работ, технических допусков в соответствии с действующими инструкциями по производству геодезических работ и предрасчет ожидаемой точности элементов триангуляционной сети;

- разработку мероприятий по организации и плана их выполнения.

Важным моментом при проектировании является правильное определение местоположения проектируемых пунктов с учетом следующих условий:

1. Длины сторон треугольников должны соответствовать для сети триангуляции II класса от 7 до 20 км, для сети III класса от 5 до 8 км, для IV класса от 2 до 5 км (таблица 1).

2. Углы в треугольниках не должны быть менее 30° в триангуляции II класса (между направлениями II класса) и менее 25° в триангуляциях II и IV классов (между направлениями данного класса). В отдельных случаях в сплошных сетях триангуляции II - IV классов величина углов (между направлениями данного класса) может доходить до 20°, если это ведет к снижению высоты знаков.

3. Учитывать топографические требования к геодезической сети II - IV классов в отношении примерной равномерности расположения пунктов.

4. В рядах и сетях триангуляции проектируются базисные стороны (в исключительных случаях базисные сети). В сплошных сетях триангуляции II класса базисные стороны должны располагаться не реже, чем через 25 треугольников. Если сети II и IV классов развиваются па малых участках как изолированные сплошные триангуляционные сети, в них предусматриваются базисные стороны через 20 - 25 треугольников, но не менее двух базисных сторон.

5. В сплошных сетях триангуляции диагональные направления не проектируются, так как при заметном увеличении объема работ дают слишком небольшой выигрыш в точности уравненных элементов (на 10%).

6. Предусматривать возможность дальнейшего развития сети. Пункты сети должны быть видимы на возможно большей площади, а не только по направлениям сети.

7. Высоты знаков на пунктах должны быть наименьшими; для сетей II - IV классов должна обеспечиваться взаимная видимость по линии: визирная цель - место установки угломерного прибора.

8. Для ослабления действия боковой рефракции на результаты наблюдений необходимо при проектировании избегать направлений вдоль крупных рек, озер, склонов, а также над городами и заводами. Реки стремиться пересекать под прямым углом, поверхности озер и больших болот - симметрично.

9. В зависимости от условий района работ необходимо выбрать соответствующий тип геодезических знаков. В безлесных районах предпочтительнее металлические или деревянные разборные знаки. В заселенных и полузакрытых районах с наличием местного строительного леса выгодней строить постоянные деревянные знаки.

10. В зависимости от климатических условий и характера грунта (глубина промерзания, наличие многолетней мерзлоты) выбирают типы центров, подлежащие закладке.

11. При наличии в районе работ ранее исполненных геодезических сетей по основным положениям 1939 г. необходимо предусмотреть связь с ними проектируемой сети. Эта связь осуществляется путем совмещения старых и новых пунктов триангуляции старших классов (нового и старого II класса или нового II со старым пунктом I класса).

Сплошная сеть триангуляции I (II) разряда должна опираться не менее чем на три исходных геодезических пункта старшего класса (или разряда) и не менее чем на две выходные стороны (базиса). Цепочка должна опираться на два исходных геодезических пункта и примыкающие к ним две выходные стороны (базиса).

К выбору местоположения для геодезических пунктов предъявляются следующие требования:

- место каждого пункта должно быть найдено и уточнено на местности с учетом последующего выполнения привязки сетей низших разрядов и других работ;

- место пункта должно обеспечить долговременную сохранность центров и наружных знаков. Пункт должен находиться не ближе 120 м от линий тока высокого напряжения и на расстоянии не менее двойной высоты знака от линии автомобильных и железных дорог, а также различных строений;

- пункты триангуляции следует назначать на господствующих высотах, а также на крышах высоких зданий. Видимость по всем направлениям (с запроектированной высоты знака) должна быть проверена непосредственно на местности.

Моя триангуляционная сеть представлена 5 пунктами, расположены в виде четырехугольника. Масштаб карты 1:50000.

Схема триангуляционной сети

Перед выполнением геодезических работ точки на местности закрепляют различными знаками и центрами. Самый простой способ закрепления точки на местности – это колышек длиной 20-40 см, который забивают до поверхности земли, рядом заби­вают сторожок – колышек, длиной примерно 50 см, забивают рядом с основным так, чтобы над поверхностью оставалась его часть, на которой простым карандашом или лучше масляной краской обозначают номер точки. Около колышка и сторожка выкапывают неглубокую канаву в виде окружности, треугольни­ки, квадрата и т.п. для более быстрого отыскания точки. Часто в верхний срез колышка забивают гвоздь, который и будет обо­значать положение точки.

На строительных площадках точки закрепляют металличе­скими трубами, штырями и т.п. На участках с твердым покрыти­ем точки обозначают несмываемой масляной краской или заби­тыми в асфальт гвоздями.

На местности пункты геодезической сети обозначают со­оружением, состоящим из подземной и наружной части. Под­земная часть является центром геодезического пункта, центр имеет марку с меткой на ней, к метке отнесены координаты пункта. Наружная   часть, называемая  геодезическим  знаком, предназначена для установки визирной цели и подъема измери­тельных приборов на требуемую высоту над землей. В геодези­ческих сетях применяют следующие знаки: тур, пирамида, пира­мида со штативом, простой и сложный сигналы.

Туры строят на остроконечных вершинах гор, когда видимость по всем направлениям открывается с земли, а скальный грунт, на котором устанавливается тур, залегает на глубине до 1,5 м. Над туром ставят простую пирамиду.

Простая пирамида применяется, если имеется видимость на соседние пункты с земли и наблюдения можно выполнять с тура или штатива. Если прибор надо поднять на высоту 2-3 м над землей, строят пирамиду с визирным цилиндром и изолированным от нее штативом. Площадку для наблюдателя крепят к пирамиде и изолируют от штатива. Пирамиды строят деревянные и металлические высотой 5-8 м.

Простые сигналы строят, если измерительный прибор нужно поднять на высоту 4 -10 м; он состоит из двух изолированный пирамид: внешней для визирного цилиндра и площадки для наблюдателя и внутренней – для установки прибора.

Сложные сигналы строят, когда геодезический прибор надо поднять над землей на высоту 11-40 м.

Центры геодезических пунктов являются носителями координат, поэтому необходимо обеспечить их сохранность и стабильность в течении длительного времени. Центры изготавливают из высокопрочных строительных материалов. Основание центра располагают ниже границы промерзания (оттаивания) грунта на 0,5-1 м. На верхней части центра укрепляют чугунную марку, на ее поверхности имеется отверстие – метка. К метке относят координаты и результаты измерений.

Сигнал геодезический, геодезический знак (вышка), сооружаемый на пунктах триангуляции и иногда на пунктах полигонометрии. Сигнал геодезический. Предназначаются для установки геодезических инструментов (теодолитов) на высоте, обеспечивающей непосредственную видимость на смежные знаки, находящиеся в зависимости от класса триангуляции на расстоянии от 5-10 км до 30-50 км. На сигнал геодезический устанавливаются визирные цели, служащие объектом визирования.
Сигнал геодезический подразделяются на простые и сложные.

Простой сигнал геодезический. Состоит из двух несоприкасающихся пирамид – внутренней и наружной. Внутренняя пирамида, обычно трёхгранная, служит подставкой (штативом) для инструмента, наружная, четырёхгранная, используется для устройства пола наблюдателю и установки визирной цели.

У сложного сигнала геодезического внутренняя пирамида укрепляется на тех же столбах, что и пол для наблюдателя. Простые сигналы имеют высоты от 6 м до 15 м, сложные – от 16 м до 55 м. В лесных районах сигнал геодезический сооружают из дерева, в безлесных – используют металлические знаки (постоянные или переносные). В открытых районах строятся простые пирамиды, несущие только визирную цель. В этом случае геодезический инструмент устанавливается под пирамидой на обычном штативе.

а) – тур или пирамида;

б) – простой сигнал;

в) – сложный сигнал;

Проектирование геодезических пунктов проводится на основании 8 профилей, сделанных между пунктами триангуляционной сети III и  IV класса(профиля прилагаются).

Для моей триангуляционной сети я построила простые сигналы для пунктов: I – II(13 м); II – B(5 м); A – II (8 м); A – B (6 м); II – C (15 м).

Для моей триангуляционной сети я построила сложные сигналы для пунктов:

Сложные сигналы для пунктов: I – A (50 м); I – C (55 м); B – C (50 м).

Проектирование полигонометрической сети

Полигонометрия – построение геодезической сети путем измерения расстояний и углов между пунктами хода.

В процессе проектирования полигонометрической сети намечается целесообразный вариант проложения ходов, закрепления центров, производство наблюдений и обработки результатов. На карте, прежде всего, наносят имеющиеся в районе работ пункты триангуляции и полигонометрии. Проектируемые ходы намечают сначала для высших, а затем для низших классов и разрядов с учетом следующих условий:

- линии ходов располагают вдоль улиц, дорог, рек, по просекам и вообще на участках удобных для угловых и линейных измерений; пункты намечают вблизи объектов съемки и строительства в местах, удобных для разбивочных и работ и обеспечивающих их сохранность;

- предусматривается возможность привязки ходов к пунктам высшего класса; если к исходному пункту нельзя примкнуть непосредственно, составляют проект передачи координат с него на пункт полигонометрии с учетом указаний;

- полигонометрические ходы должны быть по возможности вытянутыми и равносторонними; короткие стороны не следует располагать рядом с длинными; практически ход считается вытянутым, если пункты его расположены вправо или влево от замыкающей не более чем на 1/10 ее длины, а стороны составляют с замыкающей углы не более 200;

- для ходов с большим числом подсчитывают ожидаемую линейную невязку М'; если относительная невязка окажется больше допустимой, проект следует изменить. Следует отметить, что величина относительной невязки полигонометрического хода не всегда является достаточным критерием точности определения координат пунктов, поэтому в отдельных случаях при проектировании ломанных ходов целесообразно вычислять ожидаемую ошибку определения отдельных пунктов.

- привязка полигонометрических ходов IV класса I и II разряда проектируется к пунктам государственной геодезической сети. Полигонометрические сети 4 класса создают в виде системы или отдельных ходов. Проложение замкнутых ходов, опирающихся на один исходный пункт, и висящих ходов не допускается

- длина сторон в полигонометрии IV класса I разряда должна лежать в пределах от 120 до 800 метров.

- количество сторон в ходе не должно превышать 15.

- относительная ошибка хода не больше чем 1/10000.

Схема полигонометрической сети

Предрасчет точности полигонометрического хода

2 способ

При проектировании одиночного полигонометрического хода, опирающегося концами на исходные пункты и исходные дирекционные углы, необходимо определить ошибку в положении пункта и ошибку дирекционного угла в средний части хода после уравнивания его за все условия.

Формулы расчета точности основаны на предположении, что в ходах произвольной формы ошибка положения пункта в наиболее слабом месте, этим местом является сторона полигонометрического хода 2-3.

Ошибка положения пункта в наиболее слабом месте:

mαслаб=

М – ошибка в положении конечного пункта хода, относительно начального 9и начальной линии ориентирования) после уравнивания хода только за условие дирекционных углов, определяемая по формуле:

М2= [ms2] + [ Doi] β22

где ms – средняя квадратическая ошибка измерения стороны (светодальномер ms= 20,00 мм);

m β – средняя квадратическая ошибка измерения угла;

Doi – расстояние от каждой вершины до центра тяжести хода;

Подставляя численные значения в формулы написанные выше получаем:

М2= 202 + 4,242 =400,001;

мм;

mαслаб= ,00мм;

Находим относительную ошибку стороны:

Производя расчет точности полигонометрического хода можно сделать сделать следующие выводы:

Из анализа полученных результатов следует, что среднеквадратическая ошибка слабой стороны 2-3 находится в допуске; относительная ошибка стороны mα2-3чем ms допустимая. Относительная ошибка слабой стороны получилась

Характеристика программного обеспечения CREDO_DAT3.1

 Эта программа применяется для автоматизации камеральной обработки инженерно-геодезических данных при создании опорных геодезических сетей, инженерных изысканиях, разведке и добыче полезных ископаемых, геодезическом обеспечении строительства и землеустройстве. 

Области применения:
- линейные и площадные инженерные изыскания объектов промышленного, гражданского и транспортного строительства;
- геодезическое обеспечение строительства;
- маркшейдерское обеспечение работ при добыче и транспортировке нефти и газа;
- подготовка информации для кадастровых систем (наземные методы сбора);
- геодезическое обеспечение геофизических методов разведки;
- маркшейдерское обеспечение добычи полезных ископаемых открытым способом;
- создание и реконструкция городских, межевых, фрагментов государственных опорных сетей.