Измерение расстояний электронными приборами

В настоящее время производственные измерения расстояний выполняются в основном электронными приборами: светодальномерами и электронными тахеометрами.

Из отечественных светодальномеров на рынке геодезического оборудования предлагается светодальномер "Блеск-2" (2СТ-10). Его рекомендуется применять в полигонометрии и на геодезических сетях сгущения с длинами сторон до 10 км. Этот светодальномер может быть установлен на теодолиты серии 2Т и 3Т для одновременного измерения углов и расстояний. Управление процессом измерения обеспечивается встроенной микро-ЭВМ. Результаты измерений, с учётом поправок на атмосферное давление и температуру, выдаются на табло и могут быть введены в накопитель. В комплект прибора входят: светодальномер, отражатели, источники питания, разрядно-зарядное устройство, барометр, термометр, штативы, набор инструментов.

Средняя квадратическая погрешность измерения расстояний светодальномером "Блеск-2" оценивается величиной (5 + 3 * 10-6D) мм; диапазон измеряемых расстояний от 2 м до 5000 м (при хорошей видимости до 10000 м); методика измерения расстояний приведена в инструкции, прилагаемой к каждому прибору.

Из электронных тахеометров следует отметить отечественный 3ТА5 и японский TOPCON GTS-710. Электронные тахеометры серии 3ТА5 применяются для выполнения крупномасштабных топографических съёмок, при инвентаризации земель, создании и обновлении земельного кадастра и решении задач землеотвода (выноса проекта в натуру). Тахеометром можно производить измерения полярных и прямоугольных координат, высотных отметок, площадей земельных участков, а также горизонтальных проложений. Результаты измерений могут быть записаны в карту памяти PCMCIA или непосредственно переданы в персональный компьютер типа IBM PC. Средняя квадратическая ошибка измерения углов составляет 5", расстояний - (5 + 3 * 10-6D) мм; пределы измерения расстояний до 800 м (с одной призмой) и до 1600 м (с шестью призмами).

Камеральная обработка результатов измерений

Камеральная обработка включает следующие этапы:

А) проверку полевых журналов;

Б) вычисление координат точек теодолитного хода;

В) составление и вычерчивание схемы теодолитного хода.

При проверке полевых журналов контролируется правиль­ность вычисления измеренных углов и горизонтальных проложений сторон хода.

После проверки полевых материалов каждый член бригады получает от руководителя координаты исходных точек (индивидуальный вариант).

По полученным данным решаются две обратные геодези­ческие задачи, из которых определяются дирекционные углы исходных сторон: а_н—  начальной стороны и а_к — конечной стороны.

Вычисление координат пунктов съёмочного обоснования

Вычисление координат пунктов разомкнутого теодолитного хода.

При обработке разомкнутого теодолитного хода  (рис. 4 (а) выполняются следующие действия:

1. Определяются дирекционные углы исходных сторон хода.

По данным о координатах исходных точек определяются дирекционные углы исходных сторон: α_н – дирекционный угол начальной стороны хода и α_к – дирекционный угол конечной стороны. В нашем примере начальной стороной является сторона АС, конечной - сторона ВД. Вычисления производятся путем решения двух обратных геодезических задач.

Дирекционные углы (α) определяются по формуле:

                                          tgr = ΔY/ ΔX, где

r − румб (дирекционный угол, приведенный к І четверти (α´ < 90°);

ΔY, ΔX − разность конечных и начальных координат исходных сторон теодолитного хода:                                ΔY = Y_кон - Y_нач ;     ΔХ = X_кон - X_нач

Значение дирекционного угла определяется, исходя из знаков приращений ΔYи ΔX, пользуясь следующими соотношениями (Табл.3).

 

 

                                                                                                     Таблица 3.

Четверть	Знаки приращений		Дирекционный угол
І (СВ)	х>0	y >0	α = r
ІІ (ЮВ)	х<0	y >0	α = 180° - r
ІІІ (ЮЗ)	х<0	y<0	α = r + 180°
ІV (СЗ)	х>0	y<0	α = 360° - r

В нашем случае:

для начальной стороны хода (СА):

X_А ,Y_{А –} конечные координаты и X_С ,Y_{С -}  начальные координаты;

для конечной стороны хода (ВД): 

X_Д ,Y_Д  конечные координаты и X_В ,Y_В   - начальные координаты.

Тригонометрические функции определяются до пятого знака после запятой (0,00001).

Решение удобно производить в табличной форме (табл.4).                                                                                       

                                                                                 Таблица 4.

Определение дирекционных углов исходных сторон теодолитного хода.

Расчет дирекционного угла начальной стороны теодолитного хода (СА)				Расчет дирекционного угла конечной стороны теодолитного хода (ВД)
YА	628,77	XА	378,89	YД	868,73	XД	129,25
YС	512,67	XС	397,25	YВ	793,92	XВ	246,90
ΔY	116,10	ΔX	-18,36	ΔY	74,81	ΔX	-117,65
tgr = - 6.32353; r = 81°00,8´; αн=180º — 81°00,8´ =98°59,2´				tg r = - 0,63587;    r = 32°27,1´; αк =180º - 32°27,1´ =147°32,9´

 

 2. В ведомость вычисления координат (табл. 5) в графу 1 выписываются номера всех вершин хода, в графу 2 – средние значения измеренных углов с точностью 0΄,1 Вычисленные значения дирекционных углов начальной и конечной сторон хода записываются в графу 4 напротив соответствующих сторон тоже с точностью 0΄,1.

В графу 5 вписывают из полевого журнала длины сторон теодолитного хода с точностью до 0,01 м.

 3. Суммируются все измеренные углы (Σβ_изм.).                                                      

 В приведенном примере (табл. 5) Σβ_изм. =1031°24,6´

 4. Вычисляется теоретическая сумма углов (Σβ_теор.)

   для правых измеренных углов:

Σβ_теор.= α_нач. – α_кон. + n·180^°,

    для левых измеренных углов

Σβ_теор.= α_кон. -  α_нач. + n·180^°, где

        n – количество измеренных углов;                         

  Если эти две суммы (Σβ_изм.) и (Σβ_теор.) различаются примерно на 360^o, то теоретическую сумму можно изменить точно на 360^o.

      В нашем примере Σβ_теор=98°59,2´-147°32,9´+6·180° = 1031°26,3´

5. Вычисляется угловая невязка хода по формуле:

 

f_β= Σβ_изм.- Σβ_теор.

 

    Необходимо убедиться, что она не превышает допустимого значения

f_доп.= ±1,´ ,

где n – число измеренных углов.

                      По данным приведенного примера f_доп = 2,4´.

Если полученная невязка не превышает допустимую, то ее распределяют в качестве поправки поровну во все измеренные углы (ν_β = - f_β/n) со знаком, обратным знаку невязки. Если она не делится без остатка, то остаток вводится в угол с наиболее короткими сторонами. Сумма вводимых поправок по абсолютному значению должна быть равна невязке.

6. Определяются исправленные значения углов по формуле

                                           β_испр.= β_изм+ ν_β

Проверяется выполнение равенства Σβ_испр.= Σβ_теор., если оно не выполняется, то необходимо изменить одну или несколько поправок, начиная с последней, на 1" или до 0,1' и добиться выполнения условия.  

7. Вычисляется дирекционный угол первой стороны хода по формуле

                                       α₁=α_{н .} + 180°  ̶   β_прим ,  где

                                   β_прим – примычный угол.

 8.  Вычисляются дирекционные углы всех сторон хода по формуле:

             для правых по ходу углов

                                           α _i+1 = α_i +180° - β_прав.,

             для левых по ходу углов

                                            α _i+1 = α_i -180° + β_лев.., где                                                        

              α _i+1 – дирекционный угол последующей стороны;

              α_i – дирекционный угол предыдущей стороны;

              β – измеренный внутренний угол между этими сторонами.

         Например, дирекционный угол стороны V –І вычисляется как

       α_V-І=α_{ІV –V}+180° - β_V, α_V-І=98°59,2´+180°-187°50,4´=91°08,8´ и т.д.

Если дирекционный угол получается отрицательным, его нужно увеличить на 360°; если дирекционный угол получается больше 360°, то его нужно уменьшить на 360°.

Следует убедиться, что в конце хода вычисленное значение дирекционного угла конечного направления в точности совпадает с его заданным значением;

9. Вычисляются приращения координат по каждой стороне хода (в метрах с округлением до 2-го знака после десятичной запятой) по формулам:

                                                        ΔX_i=d·cosα_i

                                                        ΔYi=d·sinα_i

      где d – горизонтальное проложение стороны

              α_i – дирекционный угол направления.

      Значения приращений округляются до 0,01 м.

 10.  Вычисляются суммы приращений координат по всему ходу ΣΔX _выч.и  ΣΔY _выч.;

11. Вычисляются теоретические суммы приращений координат по формулам:

ΣΔX_теор.=X_кон.-X_нач.

ΣΔY_теор.=Y_кон.-Y_нач.

               В нашем примере ΣΔX_теор= 246,90 - 378,89 = -131,99

                                             ΣΔY_теор.= 793,92 - 628,77=165,15

12.  Вычисляются координатные невязки хода f_X по оси «X» и f_Y по оси «Y»  по                формулам:                                          

f _X = Σ ΔX _выч - Σ ΔX_теор

f _Y= Σ ΔY _выч. - Σ ΔY_теор.

В нашем случае ΣΔX _выч.= -132,12

ΣΔX_теор.=- 131,99

f_X = - 131,12 – (- 131,99) = - 0,13

ΣΔY _выч.  = 165,26

Σ ΔY_теор. = 165,15

f _Y= 165,26 – 165,15 = 0,11

13. Определяется абсолютная линейная невязка хода по формуле

f_р = ±

          Для нашего примера эта невязка равна  f _р=  = ± 0,17

14. По величине f_р определяется относительная невязка теодолитного хода:

                                           F =

                        
              где Р - сумма горизонтальных проложений сторон (периметр) хода.

         Для нашего примера она равна  =

                  

                  Относительная невязка не  должна превышать 1:2000.

15 Если полученная невязка в приращениях допустима, то ее распределяют в качестве поправки (ν_Xi  и ν_Yi ) пропорционально длинам сторон с точностью до 0,01 м по формулам:

ν_Xi=  ̶            ν_Yi =  ̶  , где

                   р — периметр хода; d — длина стороны хода.

16.  Полученные значения поправок ν_Xi и ν_Yi вводят в вычисленные приращения  ΔX_i и ΔY_i со знаком, обратным значениям f _X и f_Y.

ΔX_{i испр.}= ΔX _выч + ν_Xi

ΔY_iиспр. = ΔY_выч. + ν_Yi

Контролем правильности вычислений является равенство сумм исправленных  приращений по осям теоретическим суммам: 

ΣΔX_{i испр}= ΣΔX_теор;

ΣΔY_iиспр.=ΣΔY_теор..

Если контроль не выполняется, нужно изменить на 0,01 м одну или несколько поправок (порознь для ν_Xi и ν_Yi), начиная с самой длинной стороны;

17. Определяются координаты пунктов хода по формулам:

                      X_i+1= X_i + X_{i испр}                            Y_i+1 = Y_i + Y_iиспр.

Следует убедиться, что вычисленные значения координат исходного пункта в конце хода в точности равны их заданным значениям.

Пример вычисления координат пунктов разомкнутого теодолитного хода приведён в таблице 5.

           

 

 

                                                                                                                        Таблица 5.

                          Ведомость вычисления координат разомкнутого теодолитного хода.

 

№ точек	Измеренные  Внутренние  углы	Исправленные внут- ренние углы	Дирекционные углы	Длины линий (гориз. пролож.) d, м	Приращения координат				Координаты
					вычисленные		исправленные Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 663; Мы поможем в написании вашей работы! Поделиться с друзьями: ⇐ Предыдущая1234567 Мы поможем в написании ваших работ! . . © 2014-2024 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.07)