Измерение расстояний, площадей, объёмов. Устройство геодезических сетей при съемке больших территорий

• Название: Устройство геодезических сетей при съемке больших территорий
• Дата: 24.01.2023
• Размер: 69.99 Kb.
• Имя файла: Измерение расстояний, площадей, объёмов.docx
• Тип: Решение; #901771
• страница: 3 из 3

l₀ = 26,26

L = 26,26 + 0,18/5 = 26,296 га

m = √0,0029/ 4 = 0,0269 га

М = 0,0269/√5 = 0,01204 га

Контрольная задача 8

При исследовании сантиметровых делений нивелирной рейки с помощью женевской линейки определялась температура в момент взятия отчета. Для пяти сантиметровых отрезков получены значения: 20,3˚; 19,9˚; 20,1˚; 20,2˚; 20,3˚. Провести математическую обработку результатов измерения.
Решение:

Nп/п	l, ˚	ε, ˚	v, ˚	v2, ˚
1	20,3	0,4	-0,14	0,0196
2	19,9	0	-0,26	0,0676
3	20,1	0,2	-0,06	0,0036
4	20,2	0,3	0,04	0,0024
5	20,3	0,4	0,14	0,0196
Сумма		1,3	0	0,1128

l₀ = 19,9

L = 19,9 + 1,3/5 = 20,16˚

m = √0,1128/ 4 = 0,168˚

М = 0,168/√5 = 0,075˚
2.3 Веса измерений
Вес измерения – это отвлеченное число, обратно пропорциональное квадрату СКП результата измерения.

Формула веса:
P = К / m²,
где P – вес результата измерения,

К – произвольное постоянное число для данного ряда измерений,

m – СКП результата измерения.

Из формулы видно, что чем меньше СКП измерения, тем оно точнее и его вес больше.

Отношение весов двух измерений обратнопропорционально квадратам СКП этих измерений, т.е.:

P₁ / P₂ = m₂² / m₁²
Если имеется ряд измерений l₁, l₂, …, l_n, то очевидно, что вес одного измерения будет меньше веса среднего арифметического этих значений, т.е.:
P_m < P_M,
где m – погрешность одного измерения,

M – погрешность среднего арифметического значения.

Тогда отношение весов обратнопропорционально отношению квадратов СКП:
P_M/P_m = m²/M²;M = m/√n;

P_M/P_m = m²/ (m/√n) ² = m²/ (m²/n) = m²×n/m² = n.
Таким образом, вес среднего арифметического значения больше отдельно взятого значения в n раз. Следовательно, вес арифметической середины равен числу измерений, из которых она составлена.

Общая арифметическая середина из неравноточных измерений равна дроби, в числителе которой – сумма произведений средних арифметических значений из результатов измерений на их веса, а знаменатель – сумма всех весов измерений. Следовательно, вес общей арифметической середины равен сумме весов неравноточных измерений:
A₀ = (a₁P₁ + a₂P₂ + … + a_nP_n) / (P₁ + P₂ + … +P_n),
где A₀ – общая арифметическая середина,

a_i – результат отдельно взятого измерения,

P_i – вес отдельно взятого измерения.

СКП любого результата измерения равна погрешности измерения с весом 1, делимой на корень квадратный из веса этого результата, т.е.:
m = M/√P,
где m – СКП любого результата измерения;

M – погрешность измерения с весом 1;

P – вес данного результата измерения.

СКП измерения с весом 1 равна корню квадратному из дроби, в числителе которой – сумма произведений квадратов абсолютных погрешностей неравноточных измерений на их веса, а в знаменателе – число неравноточных измерений.
M = √ (∑∆²P/n),
где ∆ - абсолютная погрешность неравноточного измерения;

P –его вес;

n – число измерений.

Контрольная задача 9

Результатам измерения углов соответствуют m₁ = 0,5; m₂ = 0,7; m₃ = 1,0. Вычислить веса результатов измерений.

Решение:
P = К / m²;

P₁ = 1 / (0,5)² = 4;

P₁ = 1 / (0,7)² = 2,04;

P₁ = 1 / (1,0)² = 1.
Ответ: 4; 2,04; 1.

Контрольная задача 11

Найти вес невязки в сумме углов треугольника, если все углы измерены равноточно.

Решение:
m = √[V²] / (n-1), n= 3

P = К / m²

m = √[ V²₁ + V²₂+ V²₃]/(3 – 1) = √[ V²₁ + V²₂+ V²₃]/2

P = К / √[ V²₁ + V²₂+ V²₃]/2 = 2 К / √[ V²₁ + V²₂+ V²₃] = 2/ ∑ V²_i
2.4 Функции по результатам измерений и оценка их точности
В практике геодезических работ искомые величины часто получают в результате вычислений, как функцию измеренных величин. Полученные при этом величины (результаты) будут содержать погрешности, которые зависят от вида функции и от погрешности аргументов по которым их вычисляют.

При многократном измерении одной и той же величины получим ряд аналогичных соотношений:
∆U₁ = k∆l₁

∆U₂ = k∆l₂

…………..

∆U_n = k∆l_n
Возведём в квадрат обе части всех равенств и сумму разделим на n:
(∆U₁² + ∆U₂² + … + ∆U_n²) / n = k²×(∆l₁² + ∆l₂² + ... + ∆l_n²) / n;

∑∆U² / n = k²×(∑∆l² / n);

m = √(∑∆U² / n);

m² = k² × m_l²,
где m_l – СКП дальномерного отсчёта.

m = k × m_l.
СКП функции произведения постоянной величины на аргумент равна произведению постоянной величины на СКП аргумента.

Функция вида U = l₁ + l₂

Определить СКП U, где l₁ и l₂ – независимые слагаемые со случайными погрешностями ∆l₁ и ∆l₂. Тогда сумма U будет содержать погрешность:
∆U = ∆l₁ + ∆l₂.
Если каждую величину слагаемого измерить n раз, то можно представить:

∆U₁ = ∆l₁' + ∆l₂' – 1-е измерение,

∆U₂ = ∆l₁" + ∆l₂" – 2-е измерение,

…………………

∆U_n = ∆l₁⁽ⁿ⁾ + ∆l₂⁽ⁿ⁾ – n-е измерение.

После возведения в квадрат обеих частей каждого равенства почленно их сложим и разделим на n:
∑∆U² / n = (∑∆l₁²)/n + 2×(∑∆l₁×∆l₂)/n + (∑∆l₂²)/n.
Так как в удвоенном произведении ∆l₁ и ∆l₂ имеют разные знаки, они компенсируются и делим на бесконечно большое число n, то можно пренебречь удвоенным произведением.
m_U² = m_l1² + m_l2²;

m_U = √( m_l1² + m_l2² ).
СКП суммы двух измеренных величин равна корню квадратному из суммы квадратов СКП слагаемых.

Если слагаемые имеют одинаковую СКП, то:
m_l1 = m_l2 = m;

m_U = √(m² + m²) = √2m² = m√2.
В общем случае:
m_U = m√n,
где n – количество аргументов l.

Функция вида U = l₁ - l₂
m_U = m√n;

m_U = √( m_l1² + m_l2²).
СКП разности двух измерений величин равна корню квадратному из суммы квадратов СКП уменьшаемого и вычитаемого.

Функция вида U = l₁ - l₂ + l₃
m_U = √( m_l1² + m_l2² + m_l3²…)
СКП суммы n измеренных величин равна корню квадратному из суммы квадратов СКП всех слагаемых.

Линейная функция вида U = k₁l₁ + k₂l₂ + … + k_nl_n
m_U = √[ (k₁m_l1)² + (k₂m_l2)² + … + (k_nm_ln)²],
т.е. СКП алгебраической суммы произведений постоянной величины на аргумент равна корню квадратному из суммы квадратов произведений постоянной величины на СКП соответствующего аргумента.

Функция общего вида U = ƒ( l₁, l₂, …, l_n)

Это наиболее общий случай математической зависимости, включающий все рассматриваемые выше функции, являющиеся частным случаем. Это значит, что аргументы l₁, l₂, …, l_n могут быть заданы любыми уравнениями. Для определения СКП такой сложной функции необходимо проделать следующее:

1. Найти полный дифференциал функции:
dU = (dƒ/dl₁)×dl₁ + (dƒ/dl₂)×dl₂ + … + (dƒ/dl_n)×dl_n,
где (dƒ/dl₁), (dƒ/dl₂), …,(dƒ/dl_n) – частные производные функции по каждому из аргументов.

2. Заменить дифференциалы квадратами соответствующих СКП, вводя в квадрат коэффициенты при этих дифференциалах:

m_U² = (dƒ/dl₁)²×m_l1² + (dƒ/dl₂)²×m_l2² + … +(dƒ/dl_n)²×m_ln².

3. Вычислить значения частных производных по значениям аргументов:
(dƒ/dl₁), (dƒ/dl₂), …,(dƒ/dl_n).
И тогда m_U = √[ (dƒ/dl₁)²× m_l1² + (dƒ/dl₂)²×m_l2² + … +(dƒ/dl_n)²×m_ln²].

СКП функции общего вида равна корню квадратному из суммы квадратов произведений частных производных по каждому аргументу на СКП соответствующего аргумента.
2.5 Оценка точности по разностям двойных измерений и по невязкам в полигонах и ходах.
В практике геодезических работ часто одну и ту же величину измеряют дважды. Например, стороны теодолитного хода в прямом и обратном направлении, углы двумя полуприемами, превышения – по черной и красной стороне вех. Чем точнее произведены измерения, тем лучше сходимость результатов в каждой паре.
m_lср. = ½ √∑d²/n
где d – разности в каждой паре; n – количество разностей.

Формула Бесселя:
m_lср = ½ √∑d²/n-1
Если измерения должны удовлетворять какому-либо геометрическому условию, например, сумма внутренних углов треугольника должна быть 180˚, то точность измерений можно определить по невязкам получающимся в результате погрешностей измерений.
μ=√∑ [f² /n]/N,
где - СКП одного угла;

f – невязка в полигоне;

N – количество полигонов;

n – количество углов в полигоне.
Заключение

В заключении, можно сформулировать следующие выводы:

1. Топографическая карта - основной графический документ о местности, содержащий точное, подробное и наглядное изображение местных предметов и рельефа. На топографических картах местные предметы изображаются условными общепринятыми знаками, а рельеф - горизонталями; войско боевой топографический

2. Масштаб карты показывает, во сколько раз длина линии на карте меньше соответствующей ей длины на местности. Он выражается в виде отношения двух чисел. Например, масштаб 1:50000 означает, что все линии местности изображены на карте с уменьшением в 50000 раз, т. е., 1 см. на карте соответствует 50000 см. (или 500 м.) на местности;

3. На крупные населенные пункты и другие объекты, имеющие важное значение, могут создаваться топографические планы. Они являются разновидностью топографических карт и отличаются от них тем, что издаются отдельными листами, размеры которых определяются границами изображаемого участка местности. Планы имеют особенности в оформлении;

4. Чтобы определить по карте расстояние между точками местности (предметами, объектами), пользуясь численным масштабом, надо измерить на карте расстояние между этими точками в сантиметрах и умножить полученное число на величину масштаба;

5. Для определения длины маршрута по карте применяют специальный прибор, называемый курвиметром, который особенно удобен для измерения извилистых и длинных линий. В приборе имеется колесико, которое соединено системой передач со стрелкой. При измерении расстояния курвиметром нужно установить его стрелку на нулевое деление, а затем прокатить колесико вдоль маршрута так, чтобы показания шкалы возрастали. Полученный отсчет в сантиметрах умножают на величину масштаба и получают расстояние на местности;

6. Для приближенного определения расстояний по карте используют имеющуюся на ней сетку квадратов (километровую сетку), величина сторон которых в масштабе карты равна целому числу километров (1, 2, 4), или определяют по карте на глаз расстояние между двумя заданными точками в сантиметрах и затем умножают его на величину масштаба;

7. Точность определения расстояний по карте зависит от масштаба карты, характера измеряемых линий (прямые, извилистые), выбранного способа измерения, рельефа местности и других факторов.
Список использованной литературы

1. Маслов А.В., Гордеев А. В., Батраков Ю.Г. Геодезия . – М.:КолосС, 2006.

2. Кузнецов П. Н. Геодезия. – М.: Недра, 2003.

3. Маслов А. В., Юнусов А. Г., Горохов Г. И. Геодезические работы при землеустройстве. – М.: Недра, 1990.

4. Лысов А.В., Павлов А. П., Шиганов А. С. Геодезия. Методические указания по изучению дисциплины: Саратов, ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н. И. Вавилова». 2007.

5. Селиханович В.Г., Козлов В.П., Логинова Г.П. Практикум по геодезии. – М.: Недра, 1978.