Фигура Земли и система координат

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Февраля 2013 в 14:44, курс лекций

Краткое описание

Для точного определения поверхности геоида какой-либо точки необходимо выполнить комплекс измерений, непосредственно на поверхности геоида. Что практически не возможно, либо в соответствующей точке на физической поверхности Земли с учетом распределения масс в этом месте, что также не предоставляется возможным. По этой причине было предложено вместо поверхности геоида использовать квазигеоид, – поверхность близкая к поверхности геоида, определяемая только по результатам измерений на земной поверхности без привлечения данных по распределению масс.

Содержание

1. Фигура Земли и система координат

1.1. Понятие о фигуре Земли. Уровенные поверхности
1.2. Общеземной эллипсоид и референц-эллипсоид. Требования
1.3. Основные линии и плоскости земного эллипсоида. Нормальные сечения
1.4. Уклонения отвесных линий
1.5. Системы координат
1.6. Основные системы высот

2. Государственная геодезическая сеть (ГГС)

2.1.1 ГГС. Сущность. Назначение. Виды
2.1.2 ГГС. Классификация. Понятие о плотности и точности
2.1.3 Астрономо-геодезическая сеть (АГС)
2.1.4 Геодезические сети сгущения 3-4 класса (ГСС)
2.1.5 Понятие об ориентирных пунктах ГГС
2.2. Методы создания геодезических сетей (Полигонометрия, Триангуляция, Трилатерация)
2.4. Закрепление пунктов ГГС на местности
2.5. Спутниковая геодезическая сеть [СГС] (ФАГС, ВГС, СГС-1)
2.6. Закрепление пунктов СГС


3. Точные угловые измерения

3.1. Точный оптический теодолит типа Т2 (3Т2КП)
3.2. Основные поверки точного оптического теодолита
3.3.1 Поверка цилиндрического уровня на алидаде ГК
3.3.2 Поверка установки сетки нитей
3.3.3 Поверка коллимационной ошибки
3.3.4 Поверка места зенита
3.3.5 Поверка положения оси вращения зрительной трубы
3.3.6 Поверка оптического центрира
3.3.7 Поверка оптического компенсатора
3.4.1 Исследования теодолита
3.4.2 Эксцентриситет лимба и алидады
3.4.3 Реон оптического микрометра

4. Полевые работы на пунктах ГСС

4.1. Основные источники ошибок
4.2. Способ измерения отдельного угла
4.3. Измерение зенитных расстояний
4.4. Способ круговых приемов
4.5.1 Поправки в направления за внецентренность теодолита
4.5.2 Поправка в длину линии за внецентренность
4.6.1 Определение элементов приведения. Графический способ
4.6.2 Определение высоты прибора и визирной цели над центром пункта
4.7. ОРП на пунктах ГГС
4.8. Производство и обработка линейных измерений
4.9. Первичные вычисления на пунктах ГГС

5. Геодезические сети специального назначения (ГССН)

5.1.1 Общие сведения о ГССН
5.1.2 Полигонометрия ГССН
5.1.3. Закрепление пунктов ГССН на местности
5.2.1 Угловые измерения на пунктах полигонометрии ГССН
5.2.2 Линейные измерения в полигонометрии ГССН
5.2.3 Трехштативный метод
5.3.1 Передача координат на стенной знак. Линейная засечка
5.3.2 Передача координат на стенной знак. Угловая засечка
5.3.3 Передача координат на стенной знак. Полярный способ
5.3.4 Передача координат на стенной знак. Редуцирование
5.4.1 Привязка ГССН к опорным пунктам. Непосредственная привязка
5.4.2 Привязка ГССН к опорным пунктам. Привязка «снесением» координат
5.4.3 Привязка ГССН к опорным пунктам. Координатная привязка

6. Высокоточное нивелирование

6.1. Основные сведения о ГНС
6.2. Закрепление линий ГНС на местности
6.3.1 Высокоточные нивелиры
6.3.2 Поверки и исследования нивелира
6.4. Основная поверка нивелира
6.5.1 Определение цены деления цилиндрического уровня нивелира по рейке
6.5.2 Определение цены деления шкалы микрометра нивелира
6.6.1 Рейки для нивелирования
6.6.2 Поверки и исследования реек
6.6.3 Определение стрелки прогиба рейки
6.6.4 Поверка перпендикулярности плоскости пятки к оси рейки
6.6.5 Определение разности высот нулей шкал реек
6.7. Нивелирование II класса
6.8. Особые случаи высокоточного нивелирования
6.9. Основные источники ошибок нивелирования

Вложенные файлы: 1 файл

conspect_lekcii_visgeodezia.doc

— 266.00 Кб (Скачать файл)

Эксцентриситет  алидады – несовпадение оси вращения алидады с геометрическим центром лимба.

Оценка точности также.

 

3.4.3 Реон оптического  микрометра

 

Реон оптического микрометра –  разность между номинальной ценой  ½ деления лимба и его величиной  измеренной микрометром.

Для определения реона на предусмотренных  программой установки лимба выполняют совмещение штрихов и берут отсчеты, по которым вычисляют значение реона на каждой установке.

rверх. - rниж. = ôDrô;

ôDrô ≤ 1" Если условие выполнено, то вычисляется сам реон:

r = (rвер + rниж)/2

Если ôrô ≥ 1" то регулировка в мастерской, либо введение поправок.

А если ôDrô превышает 1", то прибор сразу нести в ремонт.

 

Раздел 4.  Полевые работы на пунктах  геодезических сетей

 

4.2. Способ измерения  отдельного угла

 

Способ часто применяется при 2-х направлениях на пункты (полигонометрия).

Методика измерений:

1) при КЛ примерно наводят трубу на визирную цель задней точки и устанавливают на лимбе начальный отсчет данного приема.

2) поворачивают алидаду на 30o-40o против часовой стрелки.

3) вращением по часовой стрелке  точно наводят трубу на левую  визирную цель и при 2-х совмещениях штрихов берут отсчеты по микрометру с допустимым расхождением не более 2".

 

 

 

 

 

 

 

4.77.  производство точных угловых  измерений. Приборы, методы и  программы угловых измерений  на пунктах ГСС 3-4 класса.

 

 В зависимости от количества  направлений на пункте угловые измерения выполняются способом отдельного угла или способом угловых приемов, при этом количество выполняемых приемов зависит от класса пунктов и точности приемов и для теодолита Т2 составляют:

Класс

Метод

3класс

(1,5")

4класс

(2,0")

Трилатерация

12приемов

6приемов

полигонометрия

12

9


Для достижения максимальной независимости  измерений , измерение в каждом приеме выполняются на другой части лимба, для чего между приемами лимб переставляют на величину δ=180º/m +i/2, где m-число приемов

    i-цена деления лимба.

Допуски и правила перенаблюдений.

При точных угловых наблюдениях  допуски как правило не зависят  от вида работ и класса пункта, а  устанавливаются в зависимости  только от точности прибора и для  теодолита типа Т2 составляют: не замыкание в полу приеме должно не превышать 8секунд, колебания двойной колемационной ошибкой в приеме <=12сек, расхождение значения угла между полу приемами Δβ’=Δ(Л-П)<=8’’, колебание значений направлений или углов между    приемами            Δ М<=8’’ ; Δβ<=8’’.

Первые два допуска называют «внутренними» и если в приеме они выполняются то прием считается  законченным и независимо от его  конечного результата не может быть переделан до окончания всей программы.

Если в процессе выполнения приема, выявлено какое либо нарушение допусков, то измерения должны быть прекращены, прием вычеркнут с указанием причины и тут же переделан с измерением начальной установки примерно на 1 минуту.

При недопустимых расхождениях в значении одного и того же угла или направления  между приемами программы, вопрос об их переделке может быть решён только после всей программы. В случае недопустимого отклонения значения в каком либо приеме от всех остальных приемов программы, данный прием может считаться явно ошибочным и может быть переделан на той же табличной установке лимба под своим номером с пометкой повторно или бис. 

В случае допустимости расхождения  данного приема с одним или  несколькими другими приемами программы  переделке подлежат приемы с наибольшими  и наименьшими значениями.

Всего в программе может быть переделано не более 1/3 приемов.

Программа измерения зенитных расстояний на пунктах 3-4класса всегда состоит  из 4-х приемов в которых независимо от класса пункта и точности прибора  колебание MZ в приеме и Z между приемами не должно превышать 15’’. Переделки выполняются соответственно по окончании приема или по окончании всей программы отдельно по каждому направлению. 

 

 

 

Раздел 5.  Геодезические сети специального назначения (ГССН)

 

#5.1.1. Общие сведения  о ГССН

 

ГССН – главная геодезическая основа для крупномасштабных (1:2000 и крупнее) съемок, а также для других работ, требующих соответствующей точности. ГССН создаются в тех случаях, когда дальнейшее сгущение пунктов ГГС экономически нецелесообразно или когда требуется особо высокая точность геодезической сети.

Плотность пунктов ГССН:

на незастроенных территориях: до 1п. на 1км2

на застроенных территориях: до 4п. на 1км2

на территориях крупных инженерных сооружений и на пром. площадках: до 8п. на 1км2

Точность определения пунктов ГССН зависит в основном от масштаба съемки и характеризуется СКО взаимного положения смежных пунктов:

ГССН классифицируется на сети 1 и 2 разрядов и в зависимости от полевых условий могут создаваться методами триангуляции, трилатерации, полигонометрии или их сочетанием, с опорой на пункты ГГС.

Поскольку в соответствии с основным назначением ГССН строится как правило  на застроенных и подлежащих застройке  территориях основным методом ее создания является полигонометрия.

 

#5.1.2. Построение ГССН методом полигонометрии

 

Построение ГССН методом полигонометрии производится проложением отдельных  ходов, систем ходов с угловыми точками  или систем замкнутых полигонов  с опорой на пункты ГГС. В отличие  от других методов построения ГССН полигонометрия классифицируется на: а) 2 разряд, б) 1 разряд, в) 4 класс, который имеет пониженную по сравнению с ГГС точность и строится там где ГГС 4 класса отсутствует для связи разрядных сетей с ГГС 3 класса.

Если между параллельными ходами расстояние не превышает 2,5км в 4 классе и 1,5км в 1 разряде то они должны быть связаны между собой ходом перемычкой той же точности.

Проложение висячих ходов запрещено, а замкнутые разрешены в 1 и 2 разрядах только в виде исключения, при условии  автономного определения с точностью 5’’ азимутов двух смежных сторон в самом слабом месте хода.

Определение высот пунктов в полигонометрии выполняется только геометрическим нивелированием т.е. горизонтальным лучом с учетом возможности их использования в качестве высотных при создании съемочного обоснования.

 

#5.1.3. Закрепление пунктов  ГССН на местности

 

Закрепление пунктов ГССН производится везде, где это возможно, стенными знаками, которые закладываются  в долговременные здания и сооружения на высоте не менее 0,3 м над землей, в местах, удобных для привязки и постановки нивелирной рейки.

Поскольку на стенной знак прибор не поставить в близи от него устанавливают  временный рабочий центр, который  является точкой прокладываемого хода.

На незастроенной территории устанавливают  грунтовые знаки, в виде центров, состоящих из бетонного якоря и пилона. Глубина закладывания 1 м. Для области многолетней мерзлоты также как и в ГСС – с глубиной на 1 м. ниже границы отстаивания. при закладке грунтовых реперов на застроенной территории, их верхняя часть закрепляется предохранительным колпаком с крышкой.

В качестве наружных знаков могут  быть установлены деревянные или  металлические пирамиды 3х или 4х-гранные, высотой от 3 м.

 

 

#5.2.1 Угловые измерения  на пунктах полигонометрии ГССН

 

Основным способом угловых измерений в ГССН является способ измерения отдельного угла.Основным прибором является точный оптический теодолит типа Т2 или другие высокоточные теодолиты. Кол-во приемов в программе измерений на пункте ГССН зависит от точности прибора и разряда сети и оставляет:

количество приемов в программе:

Теодолит

4 класс

1 разряд

2 разряд

Т1

4

2

1

Т2

6

3

2

Т5

-

-

3


 

Приборы, программы и методы должны обеспечивать угловые измерения  с СКО не превышающей соответственно 2”, 5”, 10”. При этом допуски при измерениях составляют:

 

 

Т2

Т5

незамыкание в полуприемах

8"

12"

Колебания 2С в приеме

12"

-

Расхождение направлений между  приемами

12"

-

Расхождение угла между полуприемами

8"

12"

Расхождение угла между приемами

8"

12"


 

Особенностью угловых измерений  в ГССН является необходимость визирования на небольшие и при этом различающиеся между собой расстояния, что ведет к изменению ошибки визирования, т.е. к ее неравноточности.

Для повышения точности визирования  и достижения ее примерной равноточности  в качестве ее визирных целей применяют специальные марки, которые обеспечивают одинаковую точность визирования независимо от расстояния.

#5.2.2 Линейные измерения в полигонометрии  ГССН

 

Основным способом линейных измерений  в ГССН являются измерения электронными приборами – светодальномерами группы Т или тахеометрами. Полученные дальномерные расстояния должны быть исправлены поправками:

1) за приведение к горизонту

2) за приведение к референц-эллипсоиду 

3) за приведение на плоскость  в проекции Гаусса.

В полигонометрии 2 разряда разрешается выполнить измерения компарированной стальной рулеткой на весу по кольям высотой ~0,5м выставленным по теодолиту в створе линии и разбивающим ее на пролеты чуть меньше длины рулетки. При измерениях натяжение динамометром должно быть не менее 5 кг и равно натяжению при компарировании.

Приведение к горизонту выполняется  отдельно по каждому пролету по результатам  нивелирования кольев. В измеренную длину вводят поправки за компарирование и температуру.

В результате линейных измерений должна быть обеспечена относительная ошибка хода не более в 4 классе, во 2 разряде и в 1 разряде.

Относительная разность в измерениях не должна превышать , , .

 

#5.2.3. Трехштативный  метод

 

Из-за малой длины сторон очень  большое влияние на невязки ходов  и полигонов ГССН оказывают ошибки центрирования приборов и визирных целей.

При центрировании прибора и  визирной цели каждый раз на всех точек хода возникает неоднозначность измерения углов, которая повлечет за собой угловую невязку хода, при условии, что другие ошибки отсутствуют.

Для уменьшения этого влияния  применяют трехштативный метод – при котором, на каждой точке хода штатив со стандартной подставкой центрируется один раз и в эту подставку поочередно устанавливают переднюю визирную цель, прибор и заднюю визирную цель, между которыми и выполняют измерения.

 

 

В полученном при этом “воздушном”  полигоне при условии отсутствия всех ошибок, кроме ошибки центрирования, невязка при уравнивании полигона будет равно 0 (нулю). Тогда координаты каждой точки хода будут получены с ошибкой полученной при центрировании именно в этой точке.

Кроме указанных преимуществ применение метода при наличии 4-го штатива дает значительное повышение производительности труда за счет экономии времени на центрирование.

 

#5.3.1. Передача координат  на стенной знак. Линейная засечка

 

Применяется при небольших расстояниях  до центра и является самым простым методом.

Дано: XP, YP , a1 , a2

Измерено: b, l1,, l2,, c1, c2

Из решения треугольника PCB по его сторонам вычисляем углы d (см. формулы трилатерации) и их невязку W=Σd-180º.

Считая невязку треугольника следствием ошибок линейных измерений выполняют уравнивание этого треугольника, в результате чего получают вероятнейшие значения его углов и сторон: l01 , l02 , b0 , δ01 , δ02 , δ03 .

Информация о работе Фигура Земли и система координат