V. Составление проекта высотной привязки опознаков

Высотная привязка опознаков производится геометрическим нивелированием и тригонометрическим нивелированием. Первое используется в основном совместно с проложением ходов разрядной полигонометрии и, иногда, при засечках. Второе, как правило, применяют вместе с проложением теодолитных ходов и при засечках (при засечках тригонометрическое нивелирование экономически более выгодно, чем геометрическое)

В данной работе высотная привязка опознаков будет производиться способом тригонометрического нивелирования, за исключением хода разрядной полигонометрии, привязка в этом случае осуществляется геометрическим нивелированием

После проектирования способов высотной привязки, предрасчитывают точность измерения вертикальных углов для тригонометрического нивелирования и класс нивелирования для геометрического. Расчет ведется для наиболее неблагоприятного случая. Ниже приводится расчеты для каждого способа привязки.

1. Тригонометрическое нивелирование при засечках.

При плановой привязке опознаков способом многократных засечек, совместно ведутся работы по высотной привязке тригонометрическим нивелированием. Для этого наблюдают углы наклона на определяемый или исходный пункт и по формуле:

                          h = stg  + i - v + f

вычисляют превышения определяемого опознака и получают его отметки. Далее при обработке измерений находят наиболее надежное значение отметки опознака.

Известна формула:

                                     m
                             M  = -------- ,
                                   p [  ]

где M - средняя квадратическая ошибка положения опознака по высоте,
m - средняя квадратическая ошибка измерения вертикального угла, а
Si - расстояние от i-того исходного пункта до опознака.

Из этой формулы следует такое соотношение:

                                       1
                            m  = M p  --- ,             (7)
                                       s

откуда легко можно рассчитать величину средней квадратической ошибки измерения вертикального угла. Как обычно, расчет ведется для наихудшего случая. Из формулы (7) следует, что такой случай является засечкой с минимальным значением [1/s]. В таблицах #7 и #8 приводятся все случаи привязки опознаков засечками, где указана величина [1/s] для каждого случая.

Очевидно, что таким наиболее неблагоприятным случаем является многократная прямая засечка на опознак ОПВ4 с пунктов Т1, ПЗ6 и Т3 (помечен двумя звездочками в таблице #7).

Инструкция задает величину M в формуле (7) равной 0.4 метра. С учетом этого значение средней квадратической ошибки измерения вертикального угла, рассчитанной по формуле (7) составляет 27".

Из этого факта можно сделать следующий вывод: вертикальные углы при высотной привязке опознаков при случае засечек можно измерять любым теодолитом точнее Т30, но, так как вертикальные углы будут наблюдаться вместе с горизонтальными, рекомендуется для измерения и тех и других использовать один и тот же инструмент, то есть теодолит 3Т5КП. Этот прибор обеспечивает хороший запас по точности в случаях как плановой, так и высотной привязок.

Вертикальные углы необходимо измерять двумя приемами.

2. Тригонометрическое нивелирование при проложении теодолитных ходов.

При роложении теодолитных ходов на станции вместе с горизонтальными углами для определения планового положения точек хода измеряются также и вертикальные углы для передачи высот на соседние точки хода. То есть имеет место определение превышений тригонометрическим нивелированием, что не противоречит требованиям, изложенным в Инструкции

При проектировании высотной привязки опознаков тригонометрическим нивелированием, производимым по линиям теодолитных ходов, рассчитывают точность, с которой должны измеряться углы наклона на станции для соблюдения положений Инструкции. Известна формула средней квадратической ошибки измерения угла наклона, которая имеет следующий вид:

                                    M  p  2
                              m  = --------- ,                (8)
                                     L  Sср

где L - периметр хода, Sср - средняя длина стороны.

Величина M задается Инструкцией и равна 0.4 метра. Из данной формулы следует, что наихудшим случаем является ход с максимальным периметром. В таблице #9 показаны все случаи привязки опознаков теодолитными ходами, и наихудший из них в этом отношении - это ход, проложенный для привязки ОПВ1 от пункта Т1 к пункту ПЗ1 (обозначен звездочкой в таблице #9). В таблице #14 содержится значение средней длины стороны этого хода.

Рассчитанная по формуле (8) средняя квадратическая ошибка измерения вертикального угла составляет 1.6'.

Таким образом, вертикальные углы можно измерять любым теодолитом, однако в силу того, что вертикальные и горизонтальные углы в ходе, как правило, измеряются одновременно, для измерения вертикальных углов необходимо применять теодолит, рекомендуемый для измерения горизонтальных углов в теодолитном ходе (п. 4 главы IV).

Вертикальные углы достаточно измерять двумя приемами, снимая отсчеты до минут.

3. Геометрическое нивелирование по линии хода разрядной полигонометрии.

Для передачи высот пунктов ходов разрядной полигонометрии как правило применяют техническое нивелирование

Расчет точности обычно сводится к тому, что устанавливают, обеспечивает ли техническое нивелирование заданную точность. Этот расчет производится из следующих соображений: предельная невязка хода технического нивелирования есть величина, равная прfh = 50мм L ,

где L - длина хода в километрах

Предельная ошибка высотного положения точки в слабом месте хода после уравнивания находится как

    M  = прfh/2 ,

откуда

    M = 25мм L .                  (9)

Длина хода разрядной полигонометрии (таблица #10) составляет 4.125 км. Рассчитанная по формуле (9) величина предельной ошибки составляет 50 мм, в то время как Инструкция устанавливает эту величину равной 0.4 метра. Отсюда можно сделать вывод о том, что техническое нивелирование полностью обеспечивает заданную точность высотного положения опознака.

Для производства нивелирования подойдет любой технический нивелир, например 2Н-10КЛ. Характеристики этого нивелира приводятся в таблице #6.

Заключение.

В результате проделанной работы был создан проект аэрофотосъемочных и наземных геодезических работ для создания карт масштаба 1:5000. Для этого запроектированы маршруты аэрофотосъемки, зоны перекрытий, 16 планово-высотных опознаков, 2 полигонометрических хода 4 класса для сгущения геодезической основы в районе съемки; 1 полигонометрический ход 1 разряда, 6 теодолитных ходов, 6 многократных прямых засечек и 2 многократные обратные засечки для привязки опознаков в плане и по высоте.

Составлен проект и предрасчет точности для проложения полигонометрических и теодолитных ходов, а также предрасчет и проект производства засечек; даны рекомендации по выполнению этих работ.

Запроектирована привязка всех опознаков в плане и по высоте, сделаны выводы о рассчитанной точности и даны рекомендации по выбору инструментов для проведения работ.

После проведения работ местным властям будут сданы по акту на сохранность 19 пунктов полигонометрии 4 класса и 6 пунктов полигонометрии 1 разряда, которые в дальнейшем могут использоваться в качестве геодезического обоснования для производства крупномасштабных съемок и других инженерно-геодезических работ.


Литература.

1. Т.А. Юнусова "Методические указания и контрольные работы по геодезии. Часть III". М., МИИГАиК 1981.

2. В.Г. Селиханович "Геодезия. Часть II". М., "Недра", 1981.

3. Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5000 - 1:500. М., "Недра", 1977.

4. П.Н. Кузнецов и др. "Геодезия. Топографические съемки". М., "Недра", 1991.