Реферат на тему:

Проектні роботи за методом триангуляції

Проектування — один з найвідповідальніших процесів великого комплексу
тріангуляційних робіт. Від якості проектних робіт залежить велика
частина успіху усієї роботи. Виконують проектні роботи найдосвідченіші
спеціалісти геодезичного виробництва.

Проектні роботи полягають в складанні документу, який називається
технічним проектом на виробництво робіт. Як правило, технічний проект
складає та організація, яка буде виконувати роботи.

Технічний проект складають в такій послідовності. Спочатку висвітлюються
такі питання: мета робіт, які проектуються, адміністративне розміщення
об’єкту, фізико-географічний огляд і економічна характеристика об’єкту,
топографо-геодезична вивченість об’єкту. Потім розробляється проект
мережі на карті, який супроводжується необхідними техніко-економічними
розрахунками, пізніше висвітлюється технологія та організація польового
і камерального виробництва і складається кошторис на виконання робіт
(кошторис — документ, в якому представлені всі витрати на виконання
польових і камеральних робіт на об’єкті).

Зупинимося на питаннях проектування тріангуляційних мереж на
топографічній карті, яке супроводжується розрахунком висот
тріангуляційних знаків.

1. Проектування тріангуляційних мереж на топографічній карті

Проектувати державні мережі тріангуляції 2 класу найкраще на картах
масштабу 1:100000. При проектуванні дотримуються основних вимог до
побудови геодезичних мереж, якими є: а) запроектована мережа
тріангуляції

2 класу повинна мати зв’язок не менше, ніж з трьома пунктами
астрономо-геодезичної мережі 1 класу (АГМ-1), яка побудована з
використанням систем GPS; б) довжини сторін в тріангуляції 2 класу
повинні лежати в межах 7–20 км (див. табл. 1.3).

Проектування розпочинають з нанесення на карту існуючих на даному
об’єкті або поблизу нього пунктів АГМ-1. Пункти тріангуляції 2 класу
проектують у вигляді суцільної мережі близьких до правильних трикутників
з довжинами сторін від 7 до 20 км. Пункти розміщують на командних
висотах, щоб забезпечити видимість між ними. Якщо рельєф місцевості не
дозволяє побудувати трикутники близькі до правильних, дозволяється
будувати різносторонні трикутники, але кути в них повинні бути меншими
30?.

Рис 2.1. Зв’язок мережі тріангуляції 2 класу з пунктами АГМ-1

Для зв’язку з пунктами АГМ-1 можуть застосовуватись різні схеми, але
найдоцільнішим є безпосереднє примикання мережі 2 класу до пунктів
АГМ-1, з допомогою яких буде здійснено орієнтування мережі 2 класу
відносно осьового меридіану (рис. 2.1). Для масштабування мережі
необхідно не менш ніж на двох її сторонах запроектувати
світловіддалемірні вимірювання. Ці сторони називають базисними. Їх
розміщують не рідше ніж через 25 трикутників мережі.

Для проектування державних мереж 3 класу можна використати як карти
масштабу 1:100000, так і карти масштабу 1:50000. При проектуванні
дотримуються вимог таблиці 1.4. Довжини сторін мережі 3 класу повинні
лежати в межах 5–8 км. Пункти 3 класу проектуються у вигляді вставок у
трикутники вищого класу або у вигляді жорстких систем, про які
згадувалося у п. 1.1.2 (див. рис. 1.5 і 1.6).

Для проектування мереж згущення (4 класу, 1 і 2 розряду) використовують
топографічні карти масштабів 1:25000 і 1:10000. Мережі згущення
будуються у вигляді вставок у трикутники вищого класу або у вигляді
жорстких систем (див. рис. 1.5 і 1.6), а також у вигляді рядів
тріангуляції (рис. 2.7).

2. Розрахунок висот зовнішніх знаків

Між суміжними пунктами планової геодезичної мережі, яка будується
методом тріангуляції, має бути взаємна видимість. Якщо цього не вдається
досягнути безпосередньо з землі, на пунктах будують зовнішні знаки у
вигляді пірамід або у вигляді сигналів. Піраміда — це дерев’яна або
металічна споруда, на якій закріплюється візирний циліндр, що служить
візирною ціллю для спостережень з інших пунктів тріангуляції. Сигнал —
це дерев’яна або металічна споруда, на якій крім візирного циліндра,
встановлюється столик для приладу (теодоліта, світловіддалеміра чи
відбивача). Висоти зовнішніх знаків повинні бути такими, щоб
забезпечувалась видимість між пунктами при спостереженнях, і в той же
час оптимальними (достатніми, але не надмірними). Їх визначають
заздалегідь при проектуванні.

2.1. Теоретичне обґрунтування розрахунку висот знаків

Щоб правильно визначити висоту зовнішніх знаків, які мають забезпечити
видимість між двома пунктами тріангуляції, необхідно врахувати вплив
таких факторів:

а) кривизни Землі;

б) вертикальної рефракції;

в) висоти перешкоди.

На рис. 2.2 точки А і В — пункти тріангуляції, НA і НB — їх висоти над
рівнем моря, які показані відрізками по нормалях між геоїдом і рівневими
поверхнями, що проходять через точки А і В.

С — вершина перешкоди (на рис.2.2 — вершина лісу на горі).

НC — висота вершини перешкоди над рівнем моря.

Позначимо hA=НC–НA, hB=НC–НB — перевищення вершини перешкоди над
основами знаків А і В.

Для того, щоб забезпечити видимість між пунктами А і В, в пункті А
необхідно побудувати сигнал висотою LA=АА», в пункті В — висотою LB=ВВ».

Рис. 2.2. Врахування впливу кривизни Землі, вертикальної рефракції і
висоти перешкоди на висоти тріангуляційних знаків

З рис. 2.2 видно, що

LA=hA+VA, (2.1)

LB=hB+VB, (2.2)

де VA і VB — поправки за кривизну Землі і вертикальну рефракцію для
пунктів А і В відповідно. Перевищення ha і hв легко знаходяться за
допомогою висот пунктів А і В, знятих з карти, і висоти вершини
перешкоди С, яка дорівнює висоті земної поверхні, знятій з карти плюс
висота лісу чи споруди над поверхнею Землі.

Обґрунтування впливу кривизни Землі покажемо з допомогою рис. 2.3.

Рис. 2.3. Вплив кривизни Землі на висоту сигналу

Точка С — вершина перешкоди, точка Ас — точка в пункті А, піднята на
рівневу поверхню, яка проходить через точку С. СА? — дотична до дуги САс
в точці С, вона являє собою пряму, по якій проходить горизонтальний
світловий промінь. Щоб в точці А? побачити точку С, там треба піднятися
на висоту V?A=АсА?. Розглянемо прямокутний трикутник ОА’С, в ньому ОС=R
— радіус Землі, А’С=SAC — віддаль між пунктом тріангуляції А і
перешкодою С. Тоді:

. Оскільки ОАс=R, то АсА?=ОА?–R=0.5S2/R.

Раніше ми позначали АсА?=VA?. Це буде висота зовнішнього знаку, який
треба побудувати в точці Ас, щоб врахувати кривизну Землі при
забезпеченні видимості між пунктами А і С.

Отже:

. (2.4)

Але візирний промінь від т. С буде проходити не по прямій СА?, а буде
заломлюватися внаслідок зміни густини повітря на своєму шляху, яка в
свою чергу змінюється від зміни метеорологічних параметрів (температури,
вологості, тиску). Це явище носить назву рефракції. Заломлення променя
буде відбуватись по кривій, яка має подвійну кривизну у просторі. Цю
криву можна розкласти на дві: одну — в горизонтальній площині, другу — у
вертикальній. Заломлення променів в горизонтальній площині назвемо
горизонтальною рефракцією, у вертикальній — вертикальною рефракцією. В
даному випадку маємо справу з вертикальною рефракцією. Встановлено, що
крива СА» по якій проходить промінь за рахунок вертикальної рефракції,
своєю вигнутістю направлена до Землі, вона має приблизно таку ж природу,
що і кривизна Землі, з тією лише різницею, що її вплив на висоту знака
буде здійснюватися з коефіцієнтом k, який називається коефіцієнтом
вертикальної рефракції, причому цей вплив приводить до зменшення висоти
знака на величину А?А»=VA», де:

. (2.5)

Сумарний вплив кривизни Землі і вертикальної рефракції:

(2.6)

або:

. (2.7)

З досліджень встановлено, що к в середньому дорівнює 0,14–0,16.

Якщо за середній радіус Землі взяти R=6373 км, а за середній коефіцієнт
вертикальної рефракції k=0,15,то отримаємо таку величину впливу кривизни
Землі і вертикальної рефракції(в км):

Після переведення в метри

або

, (2.8)

де SAC — довжина сторони між пунктами А і С в кілометрах.

Аналогічно можемо отримати величину впливу кривизни Землі і вертикальної
рефракції для пункту В

. (2.9)

Підставивши (2.8) і (2.9) у формули (2.1) і (2.2) відповідно, отримаємо:

, (2.10)

. (2.11)

За цими формулами виконують аналітичний розрахунок висот знаків на
пунктах А і В.

2.2. Коректування висот знаків за правилом коромисла

Запроектовані висоти знаків на пунктах тріангуляції повинні, по-перше,
забезпечувати видимість між пунктами, а по-друге, бути оптимальними.
Оптимальними вважають висоти знаків, якщо їх сума є мінімальною. Тому
проектування виконують в кількох варіантах, з яких вибирають
оптимальний. Часто при аналізі варіантів доводиться на одному з пунктів
змінювати висоту знаку, що призводить до зміни висот сигналів на інших
пунктах, суміжних з даним. Цю зміну можна визначити за правилом
коромисла, а саме: якщо на пункті А збільшити висоту знаку на величину
?Н1, то на пункті В висоту знаку необхідно зменшити на висоту

де S1 і S2 — віддалі до перешкоди від пунктів А і В відповідно (рис.
2.4).

Цим правилом вигідно коректувати висоти знаків у випадку, коли S2 більша
за S1 в 2–3 рази, тоді висота знака на пункті В зменшиться на величину

в 2–3 рази більшу тієї, на яку збільшується висота знака на пункті А. В
результаті — зменшення суми висот знаків на стороні АВ.

Рис. 2.4. Правило коромисла

На рисунку:

L1 — початкова висота знаку в т. А,

?H1 — величина, на яку необхідно збільшити висоту знаку в т. А,

L?1 — скоректована висота знаку в т. А,

L2 — початкова висота знаку в т. В,

?H2 — величина, на яку необхідно зменшити висоту знаку в т. В

L?2 — скоректована висота знаку в т. В

2.3. Графічний розрахунок висот знаків

Графічний розрахунок висот знаків виконується на міліметровому папері.
На горизонтальній осі в масштабі карти відкладають віддалі SА і SВ
перешкоди С до пунктів А і В і під віссю підписують відмітки біля основи
знака і біля вершини перешкоди. Горизонтальній осі присвоюють умовну
відмітку, яка повинна бути на 5–10 м меншою підписаних відміток під
точками А, В і С

(рис. 2.5).

На вертикальних лініях в масштабі 1:1000 відкладають відмітки НС,

НА–V1 і НВ–V2, де V1 і V2 — поправки за кривизну Землі і вертикальну
рефракцію, які обчислюються за формулами 2.8. і 2.9.

Рис. 2.5. Графічний розрахунок висот знаків

Масштаби: горизонтальний 1:50 000, вертикальний 1:1 000

Дотикаючись точки С’ лінійкою, проводять лінію А»В». Відрізки А’А» і
В’В» являють собою висоти знаків LA, LB. З багатьох варіантів лінію А»В»
намагаються провести так, щоб сума висот знаків LA і Lв була
мінімальною. Запроектовані знаки наносять на міліметровий папір чорним
кольором і підписують їх висоту. Тут під висотою знака розуміють віддаль
по вертикалі від центра пункту до столика під прилад.

Якщо визначення в результаті розрахунку висоти менші 1,5 м (висота
штативу на землі), на пункті проектують піраміду. Намагаються не
проектувати сигнали, якщо отримані висоти лежать в межах 1,5–4 м. В
цьому випадку коректують висоти знаків, зменшивши на даному пункті
висоту до нуля і збільшивши висоту знака на протилежному кінці лінії.
Але в цьому випадку, можливо, необхідно буде підкоректувати висоти
знаків на інших суміжних пунктах.

Якщо на одному з пунктів, наприклад, А, існує знак або його
запроектовано раніше (для мережі вищого класу), його висоту LA слід
нанести в вертикальному масштабі червоним кольором. Лінію A»B» в цьому
випадку проводять з врахуванням висоти LA. При розрахунку висот знаків
можуть виникнути інші ситуації, до вирішення яких необхідно підходити з
точки зору зменшення вартості будівельних робіт.

Похожие записи