Билеты по геодезии. 3 семестр Геодезия. 1. Понятие о точностных характеристиках результатов полевых измерений в нивелировании
 Скачать 1.7 Mb.
|
|
11. Сущность геометрического нивелирования. Геометрическое нивелирование выполняется с целью определения превышения между точками посредствам горизонтального визирного луча, получаемого при помощи нивелира. С помощью этого луча берут отсчеты по нивелирным рейкам, поставленным отвесно в тех точках местности, разность отметок которых необходимо определить. Превышение между точками, удаленными друг от друга, определяют из нивелирных ходов, при проложении которых последовательно переставляют нивелир и в определенном порядке рейки. H B – H A = а - b; а – отсчет по задней рейке; в – отсчет по передней рейки, h = a-b – превышение – основная формула геометрического нивелирования. При геом. нив. расстояние от нив. до реек допускается по правилам инструкции. 12. СКП планового положения конечного пункта вытянутого полигонометрического хода, угловая невязка не распределена. Ход вытянутый (углы не исправлены за невязку). Формулы для вычисления компонентов: 𝑚 𝑡 2 = [𝑚 𝑠 2 ]; 𝑚 𝑢 2 = 𝐿 2 𝑚 2 𝛽 𝜌 2 𝑛+1,5 3 , 𝐿 2 – замыкающая хода. Обозначим: 𝐶𝐶 факт = 𝑓 𝑠 → 𝑓 𝑠 2 = 𝑡 2 + 𝑢 2 𝑀 𝑐 2 = 𝑚 𝑡 2 + 𝑚 𝑢 2 𝑀 𝑐 2 = [𝑚 𝑠 2 ] + 𝐿 2 𝑚 2 𝛽 𝜌 2 𝑛 + 1,5 3 Эта величина называется средней квадратической ошибкой планового положения конечной точки хода полигонометрии (слабое место). На практике углы, как правило, исправляются за угловую невязку путем ее распределения поровну на все углы. В этом случае поперечная невязка будет другая, поэтому будет другая формула для вычисления средней квадратической ошибки положения конечной точки хода полигонометрии. 13. Классификация нивелиров и реек. Классификация Нивелиров: Все нивелиры по точности разделяются на 3 группы: Высокоточные – для определения превышений со ср.кв. ошибкой не более 0,5 мм на 1 км. двойного хода. H-05(m=0.5мм) (для I II классов) Точные- для определения превышений со ср.кв.ош. не более 3мм на 1 км двойного хода. Н-3 (для III и IV) Технические- для определения превышений со ср.кв.ош. не более 10мм на 1 км двойного хода. Н-10 В зависимости от устройства, применяемого для приведения визирной оси в гориз. полож. Нивелиры всех типов выпускаются в 2х вариантах: с уровнем при зрит. трубе и с компенсатором углов наклона. Классификация реек: РН05 РН3 РН10 р-рейка Н-нивелирная 0,5, 3 и 10 ср.кв.ош. на 1км двойного хода. РН3 и РН10 –деревянные бруски из досок хвойных пород высшего сорта РН05 – штриховая инварная рейка с ценой деления 5мм. Штрихи нанесены на металлической ленте, выполненной из инвара. Классификация Нивелиров: Все нивелиры по точности разделяются на 3 группы: Высокоточные – для определения превышений со ср.кв. ошибкой не более 0,5 мм на 1 км. двойного хода. H-0.5(m=0.5мм) (для I II классов). Точные- для определения превышений со ср.кв.ош. не более 3мм на 1 км двойного хода. Н-3 (для III и IV). Технические- для определения превышений со ср.кв.ош. не более 10мм на 1 км двойного хода. Н-10. В зависимости от устройства, применяемого для приведения визирной оси в гориз. полож. Нивелиры всех типов выпускаются в 2х вариантах: с уровнем при зрит. трубе и с компенсатором углов наклона. Классификация реек: РН05 РН3 РН10 р-рейка Н-нивелирная 0,5, 3 и 10 ср.кв.ош. на 1км двойного хода. РН3 и РН10 –деревянные бруски из досок хвойных пород высшего сорта, РН05 – штриховая инварная рейка с ценой деления 5мм. Штрихи нанесены на металлической ленте, выполненной из инвара. 14. СКП планового положения конечного пункта изогнутого полигонометрического хода, угловая невязка не распределена. В полигон. ходе, изогнутом влияние ошибок угловых и линейных измерений, рассматривается совместно. 2 2 2 y x S f f f + = . Присутствие линейной невязки говорит о том, что конечная точка хода смещена относительно истинного положения. Пусть ход проложен многократно - k раз. Тогда k раз будет получено значение невязки f S k f k f k f k y k x k S 1 2 1 2 1 2 + = ; 2 2 2 y x m m M + = . Установим связь между СКП приращений координат и результатами измерений (координатные условия) { [𝑆 𝑐𝑜𝑠 𝛼] − (𝑋 𝐷 − 𝑋 𝐵 ) = 0 [𝑆 𝑠𝑖𝑛 𝛼] − (𝑌 𝐷 − 𝑌 𝐵 ) = 0 ( ) 0 cos = − − B D X X S ( ) 0 sin = − − B D Y Y S cos S x = ; sin S y = ; 180 1 + = − i i i (для левых гориз. углов); S S S S S S − = + = / / ; ; − = + = / / ; ; S S = − (поправки); = − (поправки). Запишем следующие координатные условные уравнения согласно ТМОГИ: ( ) x B D S f Y Y − = − − 1 cos ; ( ) y B D S f X X − = − + 1 sin ; dS S S − = − = ; d − = − = . ; ( ) 2 2 2 2 2 2 1 sin m X X m m B D S y − + = ; ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 sin cos B D B D S S y x X X Y Y m m m m m − + − + + = + ; 2 , 1 2 2 2 2 1 i N S D m m M + + = Сущность невязки есть ошибка. Вывод: 1) слабым местом хода является конечная точка хода; 2) когда связь между характ. точности резул. измерений и харак. точности резул. вычислений осуществляется по формуле. 15. Основные положения построения Государственной нивелирной сети. Государственная нивелирная сеть является основой, и на геодезические построения четырех классов. На территории России имеется единая система высот (Балтийская). ГНС в России разделяется на нив. сети I II III IV классов. Точность полевых измерений в ГНС I класса самая высокая и характеризуется случайной СКО 0.8 мм на один километр хода. Нивелирная сеть I, II классов является главной высотной основой. Государственные сети III, IV классов служат для высотного обоснования топографических съемок и решения различных инженерных задач. Нив. сети I класса: Выполняются с максимальной точностью и прокладываются как правило по железным, шоссейным и грунтовым дорогам с небольшим уклоном. пред.fh=3мм√𝐿;Нив. сети II класса: пред.fh=5мм√𝐿 .Нив. сети III класса: Строится внутри полигонов нивелирных сетей I и II классов как в форме отдельных ходов , так и в виде системы ходов , образующих 6- 9 полиг. С периметром 150-200км. пред.fh=10мм√𝐿. Нив. сети IV класса: опираются на пункты нивелирования высших ходов пред.fh=20мм√𝐿 Различают следующие виды реперов: рядовые, фундаментальные, вековые. Класс нивелир ования Средняя квадратическая ошибка Допустим ые невязки в полигонах и по линиям f, мм Случайна я , мм/км Систематич еская , мм/км I 0.8 0.08 3ммL II 2.0 0.20 5ммL 16. СКП планового положения конечного пункта изогнутого полигонометрического хода, угловая невязка распределена. (координатные условия) { [𝑆 𝑐𝑜𝑠 𝛼] − (𝑋 𝐷 − 𝑋 𝐵 ) = 0 [𝑆 𝑠𝑖𝑛 𝛼] − (𝑌 𝐷 − 𝑌 𝐵 ) = 0 ( ) 0 1 cos = + − − x f B Y D Y S ; ( ) 0 1 sin = + − + y f B X D X S Когда угловая невязка распределена слабое место изменится – перейдёт на пункт, который будет ближе к центру тяжести. Пуст распределена угловая невязка поровну во все углы. 1 / + − = n f → 0 1 cos // = + + x S f ; 0 1 sin // = + − y S f ; // / + = Центр тяжести позволяет нам перейти от исходной СК к центральной СК. Вычисление координат центра тяжести в исходной СК: 0 ; ; 1 0 / / 0 = − = + = X X n X X i i ; 0 ; ; 1 0 / / 0 = − = + = Y Y n Y Y i i / // − = 0 1 1 cos / = + − + x S f ; 0 1 1 sin / = + + − y S f ; 0 1 ; 0 1 / / = = d dS S S − = − = − = − = ; ; + = d dS f x 1 cos ; − = d dS f y 1 sin ; 2 2 2 2 2 2 1 cos + = m m m S x ; 2 2 2 2 2 2 1 sin + = m m m S y ; ) ( ) sin cos ( 2 2 2 2 2 2 2 2 2 + + + = + m m m m S y x 2 , 0 2 2 2 2 i S D m m M + = 17. Поверки нивелира Н3. 1.Поверка круглого уровня. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения прибора. Последовательность выполнения: 1) Подъемными винтами подставки выводят в центр окружности пузырек установочного круглого уровня. 2)Поворачивают зрительную трубу вокруг оси вращения III 5.0 − 10ммL IV 10.0** − 20ммL инструмента на 180°. 3)Если пузырек круглого уровня после поворота трубы остался в центре, то условие поверки выполнено, в противном случае необходимо произвести юстировку круглого уровня. 2.Поверка сетки нитей. Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна вертикальной оси вращения прибора. Последовательность выполнения: 1) Устанавливают и приводят в рабочее положение нивелир, и устанавливают рейку отвесно.2) Наводят зрительную трубу нивелира на рейку так, чтобы ее изображение оказалось на краю поля зрения, закрепляют трубу и берут отсчет а 1 по рейке. 3)Наводящим винтом перемещают трубу в горизонтальной плоскости до так пор, пока изображение рейки окажется на другом краю поля зрения, и берут по рейке еще один отсчет а 2 .4) Если отсчеты а 1 и а 2 равны, то условие поверки выполнено, в противном случае необходимо произвести юстировку сетки нитей. 3.Поверка параллельности оси цилиндрического уровня и визирной оси. (главное условие)Визирная ось зрительной трубы додана быть параллельна оси цилиндрического контактного уровня. Последовательность выполнения: 1) Закрепляют на местности колышками две точки на расстоянии 50- 75 м друг от друга (точки А и В). 2)Устанавливают над точкой А нивелир, а в точке В — нивелирную рейку (рис. 14, а) и с точностью до 1 мм измеряют высоту инструмента i 1 . 3) Элевационным винтом выводят на середину пузырек цилиндрического контактного уровня (совмещают концы долек пузырька в поле зрения трубы, и после этого берут отечет по рейке –b 1 . 4)Меняют местами рейку и нивелир (рис. 14, б) и с точностью 1 мм измеряют высоту i 2 инструмента в точке В. 5)Вновь элевационным винтом выводят на середину пузырек цилиндрического контактного уровня и берут по рейке отсчет b 2 . 6)Вычисляют величину и значение угла непараллельности оси цилиндрического уровня визирной оси трубы по следующим формулам: =b1+b2/2 −i1+i1/2, =”/s, где S — расстояние между точками А и В, мм; ”— переводный коэффициент, ”=206265. 7)Если величина угла не превышает 8″, то условие поверки выполнено, в противном случае необходимо произвести юстировку цилиндрического уровня. 18. СКП планового положения конечного пункта вытянутого полигонометрического хода, угловая невязка распределена. [𝐷 0,𝑖 2 ] = 2 × ⟨𝑆 2 ( 𝑛 2 ) 2 + 𝑆 2 ( 𝑛 2 − 1) 2 + 𝑆 2 ⟩ = 2 × 𝑆 2 × ⟨( 𝑛 2 ) 2 + ( 𝑛 2 − 1) 2 + 1 2 ⟩ ⟨( 𝑛 2 ) 2 + ( 𝑛 2 − 1) 2 + 1⟩ = 𝑛 2 ( 𝑛 2 +1)( 2𝑛 2 +1) 6 , 𝑛 2 – т.к. центр тяжести посередине. [𝐷 0,𝑖 2 ] = 𝑆 2 × 𝑛 × (𝑛 + 2)(𝑛 + 1) 12 ↵ × 𝑛 𝑛 [𝐷 0,𝑖 2 ] = 𝑆 2 × 𝑛 2 × 𝑛 2 + 3𝑛 + 2 12𝑛 ↵ ÷ 𝑛 [𝐷 0,𝑖 2 ] = 𝐿 2 × 𝑛 + 3 12 𝑀 2 = [𝑚 𝑆 2 ] + 𝑚 𝛽 2 𝜌 2 𝐿 2 𝑛 + 3 12 19. Исследования нивелиров Н3. Полные исследования выполняют в условиях специальных лабораторий перед выпуском нивелира с завода или после капитального ремонта. Эти исследования выполняют по программе, предусмотренной ГОСТом. Неполные исследования выполняются перед полевыми работами непосредственно исполнителями согласно инструкции. Эти исследования производятся с целью установления изменений в приборе в результате его эксплуатации. В этом случае выполняют: 1) исследование зрительной трубы, в процессе которого определяют увеличение и угол поля зрения (если отсутствует заводской паспорт прибора, в котором эти величины указываются) и качество изображения, даваемое зрительной трубой; 2) определение цены деления уровней; 3) исследование правильности хода фокусирующей линзы зрительной трубы; 4) определение коэффициента нитяного дальномера; 5) определение цены деления уровня на экзаменаторе 6) исследование правильности хода фокусирующей линзы зрительной трубы 20. Рекогносцировка и закрепление пунктов полигонометрии. Для проверки на местности, уточнения, дополнения и исправления составленного по топографической карте проекта полигонометрической сети производится рекогносцировка. Полевые рекогносцировочные работы проводятся в два этапа. На первом этапе устанавливают, произошли ли изменения на участке с момента издания топографических карт; можно ли прокладывать полигонометрические ходы. На втором этапе проект полигонометрии переносят в натуру, выбирая места для постановки пунктов. Пункты полигонометрических ходов и сетей на местности закрепляются центрами и знаками. Центры геодезических пунктов служат для точного обозначения места пункта и долговечной его сохранности. Центры изготовляют либо из бетона, либо из металлических труб, заполненных бетонным раствором и надежно защищенных от действия коррозии. При наблюдениях горизонтальных направлений и вертикальных углов должна быть прямая видимость. Приборы и визирные цели поднимать на соответствующую высоту над поверхностью земли. Знаки полигонометрии должны располагаться на возвышенности; должны быть устойчивыми, прочным и симметричными относительно вертикальной оси. 21. Полевые работы при производстве нивелирования Ш класса. Длина визирного луча ≤ 75м используется способ средней нити или совмещения. Неравенство плеч на станциях должно быть не более 2м, а накопление их по секции не более 5м. Высота визирного луча над подстилающей поверхностью не менее 0,3м.При перерывах нивелирование следует заканчивать на постоянном знаке или на последних двух станциях – на трех, копьях зарытых в дно ям глубиной 0,3м. После перерыва вновь измеряют превышение на последней станции (допуск на изменения 3мм, если в допуске берут среднее значение и продолжают, иначе измеряют превышение на предпоследней станции, если и в предпоследней Δh›3 мм, то нивелируют секцию заново от постоянного знака) Нивелировать в ясные солнечные летние дни из-за сильного влияния рефракции не следует в течение 1-1,5ч после восхода и перед заходом солнца. Порядок работы на станции: 1) нивелир привести в рабочее положение. 2) отсчет по средним и дальномерным нитям по черной стороне задней рейки. 3) отсчёт по черной стороне передней рейки 4) отсчет по красной стороне передней рейки 5) отсчет по красной стороне по задней рейке. Для III Кл 1) hч – (hк + пятка рейки dн) ≤3 мм 2) среднее из отсчетов по дальномерным нитям не должно отличаться от отсчетов по ср. нити той же рейки более чем на 3 мм. |