Реферат: Проектирование геодезической сети сгущения и съемочной сети в равнинно-пересеченных и всхолмленных районах при стереотопографической съемке для получения карты масштаба 1:25 000 с высотой сечения рель
Введение:
Курсовая работа представляет собой комплекс вопросов по проектированию геодезической сети сгущения, по планово-высотной привязке опознаков, а также имеет учебную цель: практическое использование учебных формул в конкретных технических задачах.
Глава 1
Разграфка и номенклатура листов топографической карты 1:5000 на участке съемки.
1.1. Определение географических координат углов рамки трапеции листа топографической карты масштаба 1:25000
N-41-41-A-а
N-14 буква, поэтому северная параллель рамки трапеции: 14?4?=56?
восточный меридиан рамки трапеции: (41-30)?6?=66?
1.2. Определение номенклатуры и географических координат углов рамок трапеции листов топографической карты 1:5000 на участке съемки
N-41-41
Схема расположения листов карт масштаба 1:5000
2
Проект аэрофотосъемки и размещение планово-высотных опознаков.
При стереотопографической съемке изготовление карт выполняют с использованием пар перекрывающихся аэрофотоснимков (стереопар)
Фотографирование местности при аэрофотосъемке выполняют с самолета автоматическими аэрофотоаппаратами.
2.1. Определение маршрутов аэрофотосъемки и границ поперечного перекрытияснимков.
Направление маршрутов аэрофотосъемки (съемки) выполнияют с востока на запад (с запада на восток). Первый маршрут, как правило, выполняют по северной рамке трапеций, последний - около южной. Съемку производят таким способом, чтобы снимки перекрывались по маршруту (продольное перекрытие Р=80 %-90% ) и поперек маршруту ( поперечное перекрытие Q=30%-40% ).
Пусть аэрофотосъемку выполняют АФА с фокусным расстояением 100 мм.. Примем масштаб фотографирования ( масштаб съемки ) в соответствии с инструкцией по топографической съемке равным 1:20000 ( m=20000 - знаменатель численного масштаба аэрофотосъемки ).
Пусть размер аэрофотоснимка 18см.?18см. ( l=18 см. - размер стороны снимка); продольное перекрытие Р=80 %. Поперечное перекрытие Q=30 %.
Базис фотографирования при аэрофотосъемке ( расстояние между центрами снимков в пространстве )
На карте масштаба 1:25000 ( М=25000 - знаменатель численного масштаба используемой карты ) базис фотографирования равен:
Расстояние D между осями маршрутов на местности равно:
Расстояние d между осями маршрутов на карте вычисляется по формуле:
Граница маршрута, определяющая поперечное перекрытие аэрофотосников находиться по обе стороны от оси маршрута.
На карте имеем:
2.2. Схема размещения планово-высотных опознаков на участке съемки.
Для выполнения фотограмметрических работ, в частности для трансформирования аэрофотоснимков ( устранение искажений и приведение снимков к масштабу создаваемой карты), необходимо иметь в пределах рабочей зоны каждого аэрофотоснимка четыре точки с извесными координатами, расположенные примерно по углам.
Любая контурная точка на снимке и на местности , координаты которой определены геодезическим способом, называется опорным пунктом или опознаком. При сплошной подготовке координаты опознаков определяют из наземных геодезических работ.
В последнее время производят разрешенную привязку аэрофотоснимков, т.е. значительную часть опознаков определяют фотограмметрическим методом.
При создании карты масштаба 1:5000 с высотой сечения рельефа h=2 м., высотные опознаки совмещаются с плановыми ( планово-высотные опознаки ).
Опознаки выбираются в зонах перекрытия. В качестве опознаков выбираю четкие контуры, которые четко опознаются на снимке с точностью не менее0,1 мм. в масштабе создаваемой карты ( это могут быть перекрестки дорог, троп и т.д.). На крутых склонах опознаки не выбираются.
В районах где отсутствуют естественные контуры, которые можно было бы использовать в качестве опознаков, выполняют маркировку - создают на месте искусственные геометрические фигуры (круг, квадрат, и т.д.), которые четко изобразятся на аэрофотоснимке.
При создании карт в масштабе 1:5000 на участках, протяженность которых по направлению маршрутов аэрофотосъемки составляет 160-200 см. в масштабе создаваемой карты, опознаки располагают по схеме:
Схема расположения планово-высотных
опознаков.
Глава 3
Проект геодезической сети сгущения.
3.1. Проектирование и оценка проекта полигонометрического хода 4 класса.
Для сгущения ГГС проектируют полигонометрические ходы 4 класса таким образом, чтобы созданная геодезическая сеть сгущения наилучшим образом удовлетворяла задаче построения съемочного обоснования.
При проектировании следует руководствоваться инструкцией по топографической съемке для масштабов 1:5000, 1:2000,1:1000, 1:500.
Полигонометрия
4 класс
1 разряд
2 разряд
Длинна ходов, км.
между твердыми пунктами
?15
?5
?3
между твердыми пунктами и узловой точкой
?10
?3
?2
между узловыми точками
?7
?2
?1,5
Длинна сторон , км
Smax
?2,00
?0,80
?0,35
Smin
?0,25
?0,12
?0,08
Sпред
0,50
0,30
0,20
Число сторон в ходе
?15
?15
?15
Относительная ошибка хода
?1/25000
?1/10000
?1/5000
СКО измерения угла
?3?
?5?
?10?
Предельная угловая невязка
5?
10?
20?
Прооектировать желательно по дорогам, на вершине холма, не проектировать на пашне. В полигонометрические ходы можно включать опознаки, т.е. пункты можно объеденить с опознаками
Определение формы хода Т 3-Т 2
пункты хода
Si
м.
??i
?
?i?
м.
L,
км.
MSi
мм.
m2Si
Т 3
1070
708
72
13,54
183,3
пп 1
1743
1305
33
16,52
272,9
пп 2
1015
1048
53
15,24
232,6
пп 3
170
835
60
14,18
201,1
пп 4
565
5,472
1252
38
16,26
264,4
пп 5
1350
1100
44
15,50
240,2
пп 6
2118
1302
22
18,48
341,5
пп 7
1625
1270
53
16,35
267,3
пп 8
622
1240
57
16,20
262,4
пп 9
637
547
21
12,74
162,3
ОПВ 5
585
878
33
14,39
207,1
Т 2
1070
[S]=11485
[mS2]=2635,1
Критерии вытянутости хода.
1. Должно выполняься условие:
?i? ? 1/8 L
?max?=2118==> 1/8 L=684
2118>684==> Первый критерий не выполнен
2. Должно выполняься условие:
??i ? 24
??max=72?
72?? > 24??==> Условие не выполнено
3. Должно выпоняться условие:
==> Условие не выполнено
Вывод: так как не выполняеться 1,2,3 критерий, то ход являеться изогнутым
3.1.1. Определение предельной ошибки положения пункта в слабом месте хода.
Для запроектированного хода должно выполняться условие:
(s /[S] ?1/T (для 4 класса 1/T= 1/25000 )
т.е. пред.(s /[S]=1/T
так как M= пред.(s /2 , то средняя квадратическая ошибка M положения конечной точки полигонометрического хода до уравнивания будет равна:
M=[s]/2T=11485/50000=0,2297
Тогда предельная ошибка положения пункта в слабом месте полигонометрического хода после уравнивания равно:
пред.=2mв сл.м.х.=M=0,230
3.1.2. Расчет влияния ошибок линейных измерений и выбор приборов и методов измерений.
Так как выполнено проектирование светодальномерного полигонометрического хода, то СКО (М) положения пункта в конце хода до уравнивания в случае, когда углы исправлены за угловую невязку, будет вычисляться с использованием формулы:
C учетом принципа равного влияния ошибок линейных и угловых измерений на величину М можно записать:
Для измерения длин линий необходимо выбрать такой светодальномер, чтобы выполнялось условие:
С учетом этой формулы можно записать:
Тогда:
Этим требованиям удовлетворяет светодальномер СТ5
Для этого светодальномера . Далее вычислим для каждой стороны хода в таблице 3.1
Должно выполняться условие:
- условие выполнено
Расчет предельных ошибок.
1. Компарирование мерной проволки.
2. Уложение мерного прибора в створе измеренной линии.
3. Определение температуры мерного проибора
4. Определение превышения одного конца мерного прибора.
5.Натяжение мерного прибора.
Следовательно, чтобы создать базис длиной 360 м. с предельной относительной ошибкой необходимо:
1. Выполнять компарирование мерного прибора с ошибкой 0.09 мм.
2. Выполнять вешение с помощью теодолита при измерении длины базиса
3. Температуру измерять термометром-пращой
Следовательно светодальномер СТ5 пригоден для выполнения измерений в запроектированном ходе.
Технические характеристики светодальномера СТ5
Средне квадратическая погрешность измерения расстояний, мм10+5.10-6
Диапазон измерения расстояний, м
с отражателем из 6 призмот 2 до 3000
с отражателем из 18 призмот 2 до 5000
Предельные углы наклона измеренной линии?22?
Зрительная труба
увеличение, крат12
угол поля зрения3?
пределы фокусированияот 15 м. до ?
Оптический центрир светодальномера:
увеличение, крат2,5
пределы фокусированияот 0,6 до ?
Цена деления уровня светодальномера30?
Средне потребляемая мощность, Вт5
Цена единицы младщего разряда цифрового табло, мм1
Большой отражатель:
количество трипель-призм6
количество трипель-призм на отражателе с приставками18
увеличение оптического центрира, крат2,3
угол поля зрения5?
пределы фокусирования от 0,8 до 6 м.
цена деления уровней 2? и 10?
Источник питания
выходное напряжение, Вт:
начальное8,5
конечное6,0
емкость при токе разряда 1 А и температуре 20? С, А.ч не менее 11
допустимое уменьшение емкости, %
при температуре от +5? до +35?10
при температуре +50?20
при температуре -30?40
Масса, кг :
светодальномера4,5
светодальномера без основания3,8
большого отражателя ( с 6 призмами )1,8
малого отражателя0,5
подставки0,7
источника питания3,6
светодальномера в футляре10,0
Габаритные размеры:
светодальномера230?255?290
большого отражателя 60?170?320
малого отражателя 60?100?250
источника питания300?80?150
футляра для светодальномера335?310?340
3.1.3. Проектирование контрольного базиса и расчет точности его измерений для уточнений значений постоянных.
Измеряем 360 метровый отрезок базисным прибором БП-3 :
При расчетах точности измерения базиса исходим из условий самих наблюдений, а именно, из предположения о систематическом характере влияния источников ошибок на результат измерений.
3.1.4. Расчет влияния ошибок угловых измерений и выбор приборов и методов измерений.
С учетом принципа равных влияний СКО измерения угла m? определим на основании соотношения: , где Dц.т.,i - расстояние от центра тяжести хода до пункта хода i
тогда
Определим Dц.т.,i графическим способом.
№№
пунктов
Dц.т.,i
D2ц.т.,i
Т 3
3722,5
13857006
пп 1
3777,5
14269506
пп 2
2490
6200100
пп 3
1667,5
2780556
пп 4
1380
1904400
пп 5
1385
1918225
пп 6
2185
4774225
пп 7
2377,5
5652506
пп 8
2687,5
7222656
пп 9
3175
10080625
ОПВ 5
2712,5
7357656
Т 2
2182,5
4763306
[D2ц.т.,i]=80780767
CКО измерения угла, ровна ?
Следовательно, при измерении углов необходимо использовать теодолит 3Т2КП или ему равноточные.
Технические характеристики теодолита 3Т2КП:
Зрительная труба:
увеличение, крат30
поле зрения1?30?
фокусное расстояние объектива, мм.239
диаметр выходного зрачка, мм1,34
пределы фокусирования от 1,5 до?
пределы фокусировния с насадкой от 0,9 до 1,5 м
Отсчетная система
диаметр лимбов,мм90
цена деления лимбов20?
увеличение микроскопа, крат45
цена деления шкалы микроскопа1?
Погрешность отсчитывания0,1?
Уровни:
цена деления уровней при алидаде горизонтального круга:
целиндрического15?
круглого5?
цена деления накладного уровня, поставленного по заказу10?
Самоустонавливающийся индекс вертикального круга:
диапазон действия комренсатора?4?
погрешность компенсации0,8?
Оптический центрир:
увеличение, крат2,5
поле зрения4?30?
диаметр выходного зрачка, мм.2,2
пределы фокусирования от 0,6 до ?
Круг искатель:
цена деления10?
Масса, кг. :
теодолита ( с подставкой )4,4
теодолита в футляре8,8
Расчет точности установки теодолита, марок и числа приемов при измерении углов.
Точность угловых измерений обуславливается следующими источниками ошибок:
ошибкой центрирования mц; ошибкой редукции mр; инструментальными ошибками mинстр.; ошибкой собственно измерения угла mс.и. ; ошибкой, вызванной влиянием внешних условий mвн.усл., ошибкой исходных данных mисх.д.
.
С учетом принципа равных влияний получим:
?
Определим допустимые линейные элементы редукции с учетом следующих формул:
, где Smin - наименьшая длина стороны запроектированного хода
с учетом таблицы 3.1. имеем Smin=480 м.
тогда :мм.
Следовательно теодолит и визирные марки необходимо визировать с помощью оптического центрира.
Расчитаем число приемов n? при измерении углов:
,
где -СКО визирования, для теодолита 3Т2КП
- СКО отсчета; =2.0?
углы необходимо измерять 3 приемами.
Пояснительная записка.
При выполнении угловых измерений рекомендуется использовать трехштативную ( многоштативную ) систему. Для исключения влияния ошибок центрирования и редукции и, для сокращения времени измерений.
На начальном и конечном пунктах полигонометрии углы следует измерять способом круговых приемов, при этом должны выполняться следующие допуски:
- расхождение при двух совмещениях не более 2?
- незамыкание горизонта не более 8?
- колебание двойной коллимационной ошибки в приеме не более 8?
-расхождение сооответственно приведенных направлений в приемах не более 8?
Между приемами осуществляеться переустановка лимба на величину
На пунктах 1,2,3,4,5,6,7,8,9 углы следует измерять способом приемов (т.е. способом измерения отдельного угла)
Теодолит и визирные марки необходимо центрировать с помощью оптического центрира.
3.1.5. Оценка передачи высот на пункты полигонометрии геометрическим нивелированием.
Высоты пунктов полигонометрического хода определяются из геометрического нивелирования IV класса. Вычислим предельную ошибку определения отметки пункта в слабом месте полигонометрического хода после уравнивания.
, где - СКО отметки пункта в конце нивелирного хода до уравнивания
Сначала вычислим предельную невязку хода :
,где L=[S] - длина хода в км.
тогда предельная ошибка определения отметки пункта в слабом месте полигонометрического хода после уравнивания равна:
При производстве нивелирования рекомендуется использовать нивелир Н3КЛ
Технические характеристики нивелира Н3КЛ:
Средне квадратическая погрешность измерения превышения, мм.:
на 1 км. хода3
на станции, при длине визирного луча 100 м.2
Зрительная труба:
Длина зрительной трубы, мм.180
Увеличение зрительной трубы, крат30
Угол поля зрения зрительной трубы1,3?
Световой диаметр объектива, мм.40
Минимальное расстояние визирования, м.2
Компенсатор:
Диапазон работы компенсатора?15?
Время успокоений колебаний компенсатора, с.1
Погрешность компенсации0,1?
Лимб :
Цена деления лимба1?
Погрешность отсчитывания по шкале лимба0,1?
Температурный диапазон работы нивелира от -40? до +50?
Коэфициент нитяного дальномера100
Цена деления круглого уровня 10
Масса, кг.:
нивелира2,5
укладочного ящика2,0
Нивелирный ход прокладывается в одном направлении по программе IV класса:
-нормальная длина визирного луча - 100 м.
-минимальная высота визирного луча над подстилающей поверхностью - 0,2 м.
-разность плеч на станции не более - 5 м.
-накопление разности плеч в секции не более 10 м.
-расхождение значений превышений на станции, определенных по черным и красным сторонам реек, не более 5 мм. ( с учетом разности нулей пары реек ).
Глава 4.
Проектирование съемочной сети.
Все запроектированные в зоне поперечного перекрытия опознаки должны быть привязаны к пунктам геодезической сети сгущения или ГГС (пункты полигонометрии и триангуляции). При этом используются следующие методы привязки опознаков:
1) обратная многократная засечка
2) прямая многократная засечка
3) проложение теодолитных ходов.
Для определения высот опознаков применяют методы тригонометрического и технического нивелирования. Расчет точности выполняется исходя из требований инструкции. Для масштаба 1:5000 с высотой сечения рельефа 2 м. СКО определения планового положения опознаков не должна превышать 0,1 мм.. m = 0,5 м. Предельная СКО не должна превышать 1 м. СКО определения высот опознаков не должна превышать 0,1 высоты сечения рельефа ( h ), h=0,1.2 м.=0,2 м. Предельная СКО не должна превышать 0,4 м.
4.1. Проектирование и оценка проекта обратной многократной засечки
4.1.1. Расчет точности положения опознака определенного из обратной многократ ной засечки.
Расчет выполняется для опознока ОПВ№ 9
Наименование направления
Вывод: многократная обратная засечка обеспечивает необходимую точность определения планового положения опознака.
Пусть углы измеряются теодолитом 3Т5КП методом круговых приемов
Технические характеристики теодолита 3Т5КП
Зрительная труба
увеличение, крат30
поле зрения 1?30?
фокусное расстояние объектива, мм.239
диаметр выходного зрачка, мм1,34
пределы фокусировки от 1,5 до ?
пределы фокусировки с насадкой от 0,5 до 1,5 м
Отсчетная система
диаметр лимбов, мм90
цена деления лимбов 1?
увеличение микроскопа, крат70
цена деления шкалы1?
Погрешность отсчитывания0,1?
Уровни
цена деления уровня при алидаде горизонтального круга
целиндрического30?
круглого5?
Самоустонавливающийся индекс вертикального круга
диапазон действия компенсатора?4?
погрешность компенсации1-2?
Оптический центрир
увеличение, крат.2,5
поле зрения 4?30?
диаметр выходного зрачка, мм.2,2
пределы фокусировкиот 0,6 до ?
Круг искатель
цена деления10?
Масса
теодолита (с подставкой), кг.4,0
теодолита в футляре, кг8,8
Расчитаем число приемов n? при измерении углов.
Следовательно углы следует измерять 2 приемами.
4.1.2. Расчет точности определения высоты опознака ОПВ № 9 полученного из обратной многократной засечки.
Для определения высоты опознака ОПВ №
производится тригонометрическое нивели-
рование по направлениям засечки, в этом
случае превышение вычисляется по форму-
ле . Будем считать, что
ошибками Si, Vi, i. Тогда СКО предечи вы-
соты по одному направлению вычисляется
по формуле: и вес значения
высоты Hi:. Так как
окончательное значение высоты опознака равно среднему весовому из значений высот получаемых по каждому направлению, то СКО окончательной высоты равна:, где PH=[ ] - сумма весов отметок по каждому направлению
отсюда, с учетом формулы для веса значения высоты, получим:
Вертикальные углы измерены теодолитом 3Т5КП с m?=12?
Название направления
S, м.
S2, м2
1
S2
ОПВ 9- Т3
1,475
2175625
460.10-9
ОПВ 9-пп2
1,430
2044900
489.10-9
ОПВ 9-пп3
1,325
1755625
570.10-9
ОПВ9-пп6
3915
15327225
65.10-9
сумма
1584.10-9
Следовательно метод тригонометрического нивелирования обеспечивает требуюмую точность определения высоты опознока ОПВ № 9.
4.2. Проектирование и оценка проекта прямых многократных засечек.
Вывод: многократная обратная засечка обеспечивает необходимую точность определения планового положения опознака.
Пусть углы измеряются теодолитом 3Т5КП методом круговых приемов
Расчитаем число приемов n? при измерении углов.
Следовательно углы следует измерять 2 приемами.
4.2.2. Расчет точности высоты опознака определенного из прямой многократной засечки.
Определим СКО высоты опознака ОПВ № 2
Для определения высоты опознака ОПВ №
производится тригонометрическое нивели-
рование по направлениям засечки, в этом
случае превышение вычисляется по форму-
ле . Вес значения
высоты Hi:. Так как
окончательное значение высоты опознака равно среднему весовому из значений высот получаемых по каждому направлению, то СКО окончательной высоты равна:, где PH=[ ] - сумма весов отметок по каждому направлению
отсюда, с учетом формулы для веса значения высоты, получим:
Вертикальные углы измерены теодолитом 3Т5КП с m?=12?
Название направления
Следовательно метод тригонометрического нивелирования обеспечивает требуюмую точность определения высоты опознока ОПВ № 2 .
4.3. Проектирование и оценка проекта теодолитного хода Т 3-пп1
Для определения планового положения опознаков можно применять теодолитный ход. Теодолитные хода при создании съемочной сети для стереотопографической съемки в масштабе 1:5000 должны удовлетворять следующим требованиям:
предельная отностительная ошибка
допустимая
[S], км.
Smax
Smin
на застроенной
на незастроенной
В соответствии с инструкцией стороны теоджолитного хода могут измеряться светодальномерными насадками, оптическими дальномерами, мерными лентами, электронными тахеометрами и другими приборами которые обеспечивают необходимую точность.
Углы в теодолитном ходе измеряют теодолитом не менее 30? точности. В соответствии с вышесказанным углы будем измерять теодолитом 3Т5КП, а длины линий светодальномером СТ-5
4.3.1. Расчет точности определения планового положения ОПВ №
Установим форму теодолитного хода от пп4 до пп5
Критерии вытянутости хода
1. Должно выполняься условие:
?i? ? 1/8 L
?max?=802,5 ==> 1/8 L= 86,6
802,5>86.6 ==> Первый критерий не выполнен
2. Должно выполняься условие:
??i ? 24
??max=74?
74? >24?==> Условие не выполнено
3. Должно выпоняться условие:
==> Условие не выполнено
Вывод: так как не выполняеться 1,2 и 3 критерий, то ход являеться изогнутым
Расчитаем число приемов при измерении углов теодолитом 3Т5КП
Следовательно горизонтальные углы следует измерять 1 приемом, что соответствует требованиям инструкции.
4.3.2. Оценка проекта передачи высот теодолитного хода.
Для определения высоты опознака ОПВ № 7 используют тригонометрическое нивелирование. Вычислим предельные ошибки определения высоты пункта в слабом месте нивелирного хода, проложенного методом тригонометрического нивелирования, после уравнивания.
Поскольку теодолитный ход проложен между пунктами полигонометрии или пунктами триангуляции, высоты которых высоты которых определяются геометрическим нивелированием IV или III класса соответственно, то можно считать, что ошибки исходных данных равны нулю.
, где L=[S]
S=Scp
?cp - среднее значение угла наклона
Так как расстояния измерены светодальномером, то в данном случае влиянием ошибок лнейных измерений можно принебречь, тогда
Scp=247 м.
L=3210 м.
Пусть m?=20?, тогда
Следовательно предельная ошибка определения высоты опознака ОПВ № 8 меньше определенной инструкцией предельной ошибки определения высоты опознака.
Заключение:
Выполнено проектирование геодезической сети сгущения и съемочной геодезической сети при стереотопографической съемке для получения карты в масштабе 1:5000 с высотой сечения рельефа 2 м. на площади трапеции N-41-41-А-а. Выполнена разграфка и определена номенклатура листов карты масштаба 1:5000. Определены маршруты аэрофотосъемки и поперечное перекрытие аэрофотоснимков. Выполнено проектирование 10 планово-высотных опознаков.
Для сгущения государственно геодезической сети запроектированны два полигонометрических хода 4 класса. Выполнена оценка точности проекта ниболее сложного полигонометрического хода: длина хода ...км.; число сторон хода ...; углы измеряются теодолитом 3Т2КП; длины сторон измеряются светодальномером ..... Для определения поправок и постоянных светодальномера запроектирован и построен базис. Высоты пунктов полигонометричекого хода определены нивелированием IV класса.
При расчете точности получены следующие ошибки:
СКО планового положения точек полигонометрического хода =0,0026 м2
предельная ошибка высотного положения
пунктов полигонометрического хода=33,9 мм,
Составлен проект планово-всотной привяки опознаков. Для определения положения опознаков используются следующие методы: прямая и обратная многократная засечки, теодолитные ходы. Для определения высот опознаков используется тригонометрическое нивелирование.
Описангие приборов и методов измерений представлены в тексте курсовой работы.
В результате оценки проекта планово-высотной привязки опознаков получены следующие максимальные ошибки:
СКО определения планового положения опознака ОПВ 2=0,24 м.
СКО определения высоты опознака ОПВ 2=0,11 м.
Вывод: Полученные результаты удовлетворяют требованием предъевляемым к съемочной основе при стереотопографической съемке, применяемой для получения топографической карты масштаба 1:5000 с высотой сечения рельефа 2 м.