Контрольная работа на тему: «Методы создания опорной планово-высотной геодезической сети»

Содержание

1. Государственные геодезические сети
2. Основные методы создания плановой опорной сети
3. Основные методы создания высотной опорной сети
4. Уравнительные вычисления
5. Коррелатный способ уравнивания
6. Параметрический способ уравнивания
7. Программные обеспечения
8. Создание планово — высотной опорной геодезической сети на россыпных месторождениях
9. Вывод
10. Список литературы. 38

 

 

Государственные геодезические сети

Опорные геодезические сети, развиваемые на территории всего государства в общей системе координат, называются государственными или основными опорными геодезическими сетями. Пункты государственной геодезической сети служат основой для всех топографо-геодезических работ, проводимых в нашей стране. Она делится на плановую и высотную.

Густота пунктов государственной геодезической сети установлена в следующих размерах:

• для съемки в масштабе 1:25000  и 1:10 000— 1 пункт на 50—60 км²;
• для съемок в масштабе 1 :5000— 1 пункт на 20—30 км²;
• для съемок в масштабе 1 : 2000 и крупнее— 1 пункт на 5— 15 км².

При создании государственной опорной плановой сети основным является метод триангуляции, использующий сеть треугольников, расположенных в определенном порядке.[2]

Основные методы создания опорной сети

Согласно Инструкции опорные сети на земной поверхности создаются методами триангуляции  4 класса, трилатерации, полигонометрии  1 и 2 разрядов, нивелированием III и IV классов в соответствии с установленными требованиями. Также сети могут создаваться с использованием спутниковой аппаратуры.

Метод триангуляции

Сущность метода заключается в следующем. На командных высотах местности закрепляют систему геодезических пунктов, образующих сеть треугольников (рис. 1). В этой сети опре­деляют координаты исходного пункта А, измеряют горизон­тальные углы в каждом треугольнике, а также длины b и ази­муты а базисных сторон, задающих масштаб и ориентировку сети по азимуту. Сеть триангуляции может быть построена в виде отдельного ряда треугольников, системы рядов треугольников, а также в виде сплошной сети треугольников. Элементами сети триан­гуляции могут служить не только треугольники, но и более сложные фигуры: геодезические четырехугольники и централь­ные системы.

Основными достоинствами метода триангуляции являются его оперативность и возможность использования в разнообраз­ных физико-географических условиях; большое число избыточ­ных измерений в сети, позволяющих непосредственно в поле осуществлять надежный контроль всех измеренных величин; высокая точность определения взаимного положения смежных пунктов в сети, особенно сплошной. Метод триангуляции по­лучил наибольшее распространение при построении государст­венных геодезических сетей.

 

Метод трилатерации

Данный метод предусматривает создание на местности геодезических сетей либо в виде цепочки треугольников, геодезических четы­рехугольников и центральных систем, либо в виде сплошных сетей треугольников, в которых измеряются не углы, а длины сторон. В трилатерации  для ориентиро­вания сетей на местности должны быть определены азимуты ряда сторон. По мере развития и повышения точности свето- и радио- дальномерной техники измерений расстояний метод трилате­рации постепенно приобретает все большее значение, особенно в практике инженерно-геодезических работ.

 

Метод полигонометрии

Начиная примерно с шестидесятых годов текущего столетия, одновременно с внедрением в геодезическое производ­ство точных свето- и радиодальномеров, метод полигонометрии получил дальнейшее развитие и стал широко применяться при создании геодезических сетей. Сущность этого метода состоит в следующем. На местности закрепляют систему геодезических пунктов, образующих вытя­нутый одиночный ход (рис. 2) или систему пересекающихся ходов, образующих сплошную сеть. Между смежными пунк­тами хода измеряют длины сторон s,-, а на пунктах — углы по­ ворота р. Азимутальное ориентирование полигонометрического хода осуществляют с помощью азимутов, определяемых или заданных, как правило, на конечных пунктах его, измеряя при этом примычные углы γ. Иногда прокладывают полигонометрические ходы между пунктами с заданными координатами геодезической сети более высокого класса точности. [1]

 

Характеристика сетей полигонометрии приведена в табл. 2.

Таблица 2

 

Применение спутниковых технологий

Спутниковые Навигационные Системы (СНС) — специальный комплекс космических и наземных технических средств, программного обеспечения и технологий, предназначенных для решения широкого круга актуальных задач, связанных прежде всего с оперативным и точным определением местоположения относительно Земного сфероида человека, транспортных средств, технических систем и объектов при решении навигационных, оборонных, инженерно-геодезических, геолого-разведочных, экологических и других задач. Принципы функционирования СНС основаны на определении местоположения по расстояниям до группы высокоорбитальных навигационных искусственных спутников Земли, выполняющих роль точно координированных точек отсчета (подвижных пунктов геодезической сети). Навигационные спутники систем «GPS» непрерывно излучают радиосигналы различной точности.

Методы определения координат по спутниковым наблюдениям делятся на абсолютные определения координат кодовым методом (автономное, дифференциальное) и на относительные фазовые измерения (статическое, кинематическое).

Режимы спутниковых геодезических измерений:

В режиме «Статика» измерения выполняют одновременно на двух и более неподвижных приемниках. Один из низ – базовый. Положение остальных приемников определяется относительно базового. Измерения выполняют, как правило, на больших расстояниях между пунктами (свыше 10 км). Время наблюдений зависит от расстояния между пунктами, числа видимых спутников и требуемой точности и составляет не менее 1 часа.

Режим «Быстрая статика» применяется при расстоянии между пунктами до 10 км. Продожительной наблюдений составляет до 20 минут.

Режим «Реоккупация» используется, когда нет одновременной видимости на необходимое число спутников. Тогда измерения выполняют за несколько сеансов, накапливая нужный объем данных. На этапе компьютерной обработки все данные объединяют для выработки одного решения.

Режим «Кинематика»  служит для определения координат передвижной станции в ходе ее перемещения. При работе в этом режиме необходимо, чтобы приемники на базовой и передвижной станциях поддерживали непрерывный контакт со спутниками в течение всего времени измерений. До начала движения выполняют инициализацию – разрешение неоднозначности фазовых измерений.

Режим «Cтой–иди» — такая разновидность кинематического режима, когда передвижную станцию перемещают с точки на точку, делая на каждой точке остановку и выполняя для повышения точности несколько эпох измерений в течение 5-30 с.

В табл. 3 представлена область применения каждого режима

Преимущества спутниковых методов позиционирования:

1. Передача с высокой оперативностью и точностью координат практически на любые расстояния.
2. Геодезические пункты можно располагать в благоприятных для их сохранности местах, т.к. не нужно обеспечивать взаимную видимость между пунктами и строить дорогостоящие геодезические знаки.
3. Простота и высокий уровень автоматизации работ.
4. Понижение требований к плотности исходной геодезической основы.
5. Всепогодность.

Таблица 3. Область применения спутниковых навигационных систем

Основные факторы, влияющие на точность спутниковых определений:

1. Влияние атмосферы (солнечная активность, время суток, место, направление сигнала и т.д.);
2. Ионосферные ошибки;
3. Многопутность (прием «лишних» сигналов, отраженных земной поверхностью и различными объектами):
4. Геометрический фактор точности (взаимное расположение спутников и приемников).

Основные методы создания высотной  сети

Высотная сеть строится по принципу «от общего к частному» и делится на четыре класса: I, II, III и IV. Нивелирная сеть I класса является главной высотной основой на территории страны и создается с наивысшей точностью при использовании наиболее точной измерительной техники и наиболее совершенных методов высокоточного нивелирования с одновременным выполнением гравиметрической съемки. Нивелирная сеть II класса является сгущением высокоточной нивелирной сети страны и относится к разряду точных. На основе нивелирной сети II класса создаются нивелирные сети III, а затем IV класса. Государственные нивелирные сети I и II классов как наиболее точные предназначены, в первую очередь, для распространения единой системы высот на всей территории страны. Используются они также и в научных целях.

Высокоточное нивелирование I—II классов дает наиболее точные количественные данные об изучаемых объектах и явлениях природы в виде разностей высот точек земной поверхности и изменений этих высот во времени. Для того чтобы на основе этих данных можно было сделать научно обоснованные выводы, необходимо выполнять нивелирование с максимально высокой точностью и с учетом всех факторов, влияющих на его точность.

Для того чтобы точность нивелирной сети не стала ниже допустимого уровня и отвечала запросам нивелирование в сети необходимо периодически повторять через определенные интервалы времени, зависящие от величины скоростей вертикальных движений земной коры и требуемой точности нивелирной сети. В государственной нивелирной сети повторное нивелирование I—II классов выполняют в среднем через 25 лет. В сейсмоактивных районах со значительными скоростями движений земной коры повторное нивелирование должно выполняться чаще, чем в других районах.

Государственные нивелирные сети III и IV классов служат основой для создания высотного обоснования топографических съемок и решения разнообразных инженерных задач на местности, требующих знания высот точек ее поверхности со сравнительно высокой точностью. В особую группу следует выделить нивелирные сети высокой точности, создаваемые в крупных городах, на геодинамических полигонах, а также на строительных площадках. Все виды таких нивелирных сетей имеют свои особенности, связанные со спецификой их назначения и построения. На каждом конкретном объекте такая нивелирная сеть создается по специальной программе. В высотном отношении все эти сети должны быть привязаны к государственной нивелирной сети страны.[1]

Согласно Инструкции по производству маркшейдерских работ нивелирные сети III и IV классов прокладываются внутри полигонов высшего класса отдельными линиями или в виде систем линий с узловыми пунктами. Допустимые периметры полигонов нивелирования III класса составляют 150 км. Нивелирование III класса выполняется в прямом и обратном направлениях; невязки в полигонах и по линиям допускаются не более 10√L, мм, где L — длина хода в км. Нивелирование IV класса выполняется в одном направлении; невязки в полигонах и по линиям допускаются не более 20√L, мм, где L — длина хода в км. Длина линий нивелирования IV класса допускается не более 50 км.

Линии нивелирования всех классов закрепляют на местности постоянными знаками (реперами или стенными марками) не реже чем через 5 км по трассе. В труднодоступных районах на отдельных участках, где условия для закладки нивелирных знаков неблагоприятны, расстояния между знаками увеличивают до 6—7 км. На нивелирных линиях I и II классов через 50—60 км закладывают фундаментальные реперы, а в 50— 150 м от них рядовые реперы-спутники. Фундаментальные реперы устанавливают также в узловых пунктах нивелирования I и II классов, вблизи морских уровнемерных станций и основных речных (озерных) водомерных постов. В сетях I, II и III классов нивелирование по каждой линии выполняют в прямом и обратном направлениях. В сетях IV класса нивелирные ходы прокладывают только в одном направлении, висячие ходы III и IV классов не допускаются. Вдоль всех линий нивелирования I и II классов, а в горных районах и по линиям III класса по специальной программе измеряют силу тяжести с целью исправления измеренных превышений поправками за переход к системе нормальных высот.[3]

Геометрическое нивелирование

Геометрическое нивелирование выполняется с нивелиров, позволяющих получать горизонтальную визирную ось, и вертикально устанавливаемых реек. Применяют два метода геометрического нивелирования, из середины и вперед. При определении превышения между точками А и В (рис. 53, а) методом из середины в точках А и В устанавливают отвесно рейки, а в середине расстояния АВ — нивелир. Горизонтальную визирную ось нивелира наводят поочередно на обе рейки и берут по ним отсчеты. Если точку А считать задней, а точку В передней, соответственно отсчет по задней рейке обозначить а, по передней — b, то превышение будет :

h = a — b.                                                                    (1)

Таким образом, при нивелировании из середины превышение передней точки над задней равно «отсчету назад» минус «отсчет вперед» Если передняя точка расположена выше задней, то превышение положительно, если передняя точка ниже задней, то превышение отрицательно. При нивелировании вперед (рис 53, б) нивелир устанавливают так, чтобы окуляр зрительной трубы находился на одной отвесной линии с точкой А, а в точке В отвесно устанавливают рейку. Визирную ось нивелира приводят в горизонтальное положение, измеряют при помощи рулетки или рейки высоту нивелира ʋ т. е. расстояние от центра окуляра до точки А, и берут отсчет b по передней рейке. Превышение определяется из выражения:

h=v — b,                                                                      (2)

т. е превышение между двумя точками при нивелировании вперед равно высоте прибора минус отсчет по рейке. Если высота точки А известна и измерено превышение между точками А и В (см рис. 53), то высота точки В может быть вычислена по формуле:

HB= H A + h,                                                                  (3)

т е. высота последующей точки равна высоте предыдущей точки плюс превышение между ними. При геометрическом нивелировании высота точки может быть также получена через горизонт нивелира, под которым понимают отвесное расстояние от уровенной поверхности до горизонтального визирного луча нивелира. Из рис. 4( а) видно, что горизонт нивелира равен высоте точки плюс отсчет по рейке, установленной на этой точке:            ГН= На+ а   или ГН = Нв + 6.                                                  (4)

Для некоторой точки, находящейся внутри интервала АВ, например С, (рис 4, а) высота может быть определена с использованием горизонта нивелира, но для этого надо взять отсчет (в данном случае отсчет с) по рейке, установленной в точке С: Нс = ГН — с ,                                                       (5)

т.е высота точки равна горизонту нивелира минус отсчет по рейке, установленной на этой точке.[1]

 

Тригонометрическое нивелирование

Тригонометрическим нивелированием называют метод определения разности высот точек местности наклонным визирным лучом, для чего с одной точки на другую измеряют углы наклона или зенитные расстояния и дальности (последние могут быть получены из вычислений).

Тригонометрическое нивелирование производят с целью определения высот пунктов государственной сети в труднодоступных (горных, заболоченных, таежных и др.) районах, где применение геометрического нивелирования сильно осложнено или невозможно, а также для создания высотной основы топографических съемок различных инженерных сооружений. Оно необходимо при развитии сетей пространственной триангуляции, позволяющей получать три координаты каждого пункта.

Тригонометрическое нивелирование позволяет определяться одной постановки прибора превышение между точками, расположенными на большом, исчисляемом километрами и десятками километров расстоянии друг от друга. Оно намного производительнее и экономичнее геометрического. Однако на результаты тригонометрического нивелирования большое влияние оказывает вертикальная рефракция. Величина ее такова, что в результаты измерений вертикальных углов и зенитных расстояний необходимо вводить соответствующие поправки. Вследствие сложности

учета постоянно изменяющихся метеорологических факторов, определяющих величину рефракции, эти поправки могут лишь приближенно характеризовать ее действие. Поэтому ошибки определения превышений из тригонометрического нивелирования, особенно при больших расстояниях, довольно значительны и во много раз больше ошибок геометрического нивелирования. Надлежаще продуманная методика и схема построения сети позволяют приблизить точность результатов тригонометрического нивелирования к точности геометрического нивелирования IV класса.

Тригонометрическое нивелирование выполняется наклонным визирным лучом. Для определения превышения между точками А и В измеряют угол наклона v линии АВ и длину линии АВ или ее горизонтальную проекцию АВ’. Таким образом, превышение h равно

h = АВ’ tgv или h=ABsinv.                                       (6)

Для определения углов наклона используют теодолиты, кипрегели, тахеометры и другие угломерные приборы. На практике при тригонометрическом нивелировании, кроме угла наклона и длины между точками, необходимо учитывать высоту прибора и высоту визирования. Определим превышение h между точками А и В (рис. 2,б). Для этого в точке А устанавливают теодолит, в точке В — рейку или вешку. Измеряют высоту прибора i, представляющую собой расстояние от горизонтальной оси теодолита до точки А. Визирный луч зрительной трубы наводят на некоторую точку т вехи R, расположенную на расстоянии v от точки В.  Угол наклона v визирной линии определяют по вертикальному кругу теодолита, расстояние между точками А и В измеряют стальной лентой (рулеткой) или дальномером. Вычисляют горизонтальное проложение АВ’—s. На основании рис. 2,б можно написать, что mn+i = h+v; mn = stgv.

Таким образом, превышение:

h = stgv+i-v.                                           (7)

Если используется наклонная длина AB = S, то превышение определяется по формуле:

h = Ssinv+i— v.                                                (8)

 

Если при измерении угла наклона визирную ось трубы направить на метку на рейке, закрепленную на высоте прибора, т. е i = v, то формулы для определения превышений приобретают вид : h = stgv; h = Ssinv. (9)

                    

Уравнительные вычисления

Уравнивание проводится с целью получения наиболее надеж­ных значений определяемых величин, повышения их точности для устранения разногласий в геометрических соотношениях сети, обусловленных неизбежными ошибками измерений, а так­ же для оценки точности измеренных величин и их функций.

Уравнительные вычисления могут проводиться строгими и приближенными способами.

Строгие способы уравнивания должны удовлетворять сле­дующим требованиям:

1)  после уравнивания должны быть со­блюдены все геометрические условия сети, т. е. ликвидированы все невязки;

2)  найденные поправки в измеренные величины v_i       должны удовлетворять  принципу наименьших квадратов, т. е. Σpv² =min  (р- вес измеренной величины);

3)  должно соблюдаться условие совместной обработки всех измеренных величин сети;

4) должна быть обеспечена возможность оценки точности различных элементов уравненной сети.

Строгие методы уравнивания проводятся по методу наи­меньших квадратов.

В  приближенных способах уравнивания соблюдается только требование удовлетворения геометрических условий сети. Остальные требования не выполняются или соблюдаются лишь приближенно.

Все способы уравнивания вычислений можно разделить на две основные группы.

Одну группу составляют методы, основанные на коррелат­ном способе, вторую — на параметрическом.

В коррелатном способе решается задача на условный экст­ремум — отыскание минимума функции Σpv² с использованием вспомогательных неизвестных- коррелат. При этом состав­ляют независимые условные уравнения, вытекающие из геомет­рических соотношений сети, и из уравнивания отыскивают по­правки к непосредственно измеренным величинам (углам, направлениям или сторонам).

В параметрическом способе решается задача на абсолютный экстремум-отыскание минимума той же функции Σpv². В ка­честве неизвестных в нем выбираются такие неизвестные- параметры, в функции которых могут быть выражены все изме­ренные величины. При этом составляют уравнения поправок и из  уравнения  находят  сначала  поправки  к  этим параметрам, являющиеся, в свою очередь, функциями непосредственно из­меренных  величин,  а  затем- поправки  к  самим  измеренным величинам.

Коррелатный способ уравнивания

В основе этого способа лежит составление условных уравнений. Рассмотрим коррелатный способ на примере уравнивания триангуляции.

В сетях триангуляции измеряют либо углы, либо направле­ния, поэтому и уравнивание проводится по углам или направ­лениям. Однако на практике часто уравнивание проводят по углам и тогда, когда измерены направления. Объясняется это тем, что при уравнивании по углам число независимых попра­вок по сравнению с уравниванием по направлениям сокращается в два раза, а это значительно облегчает вычисления. Но следует помнить, что такое уравнивание будет приближенным. Упрощенным будет также независимое раздельное уравнивание сплошной сети по частям, элементы которой взаимосвязаны.

Математические соотношения, определяющие условные урав­нения, зависят от вида сети, от того, является она свободной или несвободной. Поэтому различают условия, возникающие в свободных и несвободных сетях.

В дальнейшем предполагается, что все измерения равно­точны, приведены   к центрам      плоскость. Называться они будут измеренными величинами.

В свободных сетях триангуляции могут возникать: 1) усло­вия фигур, 2) условия горизонтов, 3) условия полюсов.

Условия фигур.

Условные уравнения фигур, или, как их кратко называют, условия фигур, возникают в замкнутых гео­метрических фигурах со всеми измеренными углами и основаны на том, что сумма углов любого  многоугольника  равняется где n —число вершин многоугольника.

Однако, вследствие ошибок измерений, сумма углов n-уголь­ника, составленная из измеренных величин, никогда не будет равняться теоретическому значению.

Задачей уравнивания является нахождение таких поправок  ко всем измерениям, которые обеспечили бы соблюдение дан­ного геометрического условия.

Условия фигур при уравнивании по углам. Пусть в треугольнике АВС , 2, 3 — измеренные углы,v₁,  v₂,  v₃-поправки к ним.Тогда условие фигуры треуголь­ника, состоящее в том, что сумма его углов равна 180°,  будет соблюдено, если всем измеренным углам придать соответствую­щие поправки v_i, т. е.

Обозначая величину, заключенную фигурными скобками, на­зываемую свободным членом условного уравнения илиневязкой W треугольника, получим окончательный вид условия фигур

где W=1+2+3-180°   вычисляют по измеренным аргументам.

Искомые поправки часто  обозначают арабской цифрой вскобках, поэтому уравнение (10)  может быть записано так:

Аналогично пишут условные уравнения и для более сложных замкнутых геометрических фигур.

Условия фигур  при уравнивании по направлениям.В этом случае каждый угол заменяется разностью двух направ­лений и поправки вводят в направления.

Пусть в треугольнике АВС (рис. 6) измерены направ­ления 1′, 2′, 3′, 4′, 5′,6′. Поправки к ним соответственно будут v₁, v₂, v₃,v₄, v₅, v₆. Тогда условное уравнение будет

Для удобства вычислений на каждом пункте направления нумеруют по ходу часовой стрелки, а поправки в условном уравнении располагают по возрастающим номерам.

Условие горизонта.

Условные уравнения горизонта (ус­ловия горизонта) возникают в случае измерения углов напункте по всему горизонту, а также во всех центральных систе­мах с измеренными углами (рис. 7). Условие заключается в том,  что  сумма  уравненных  углов  на  пункте  должна  рав­няться 360°.

При уравнивании по углам условное уравнение горизонта будет иметь вид:

т.е. условие будет соблюдено только после того, когда всем измеренным углам будут приданы соответствующие по­ правки, найденные из уравнивания. Условие может быть записано так:

где свободный член условия гори­зонта (известная величина, вычисленная по измеренным данным).

При уравнивании направлений  условия горизонта не возникают, так как всегда сумма углов, образованных разностью направлений, равна нулю. Однако если измеряли направ­ления, а уравнивание будет проводиться по углам, то услов­ное уравнение составляют и включают в общую систему урав­нений со свободным членом, равным нулю.

Полюсные условия.

Они возникают в замкнутых фигурах, в которых  можно  независимыми  путями  дважды  вычислить одну и ту же сторону.

Полюсные условия возникают в центральных системах, геодезических четырехугольниках и фигурах с из­быточными диагональными направлениями. За­ключается оно в том, что в уравненной сети длины одной и той же стороны,  вычисленные дважды  из  решения  различных  тре­угольников, должны совпадать. Если не поставить такого условия, совпадения сторон не произойдет, так как уравнивание только за угловые условия еще не определяет размеры геомет­рических фигур,  ибо можно  получить ряд подобных фигур с равными углами и разными сторонами.

Пусть в геодезическом четырехугольнике ABCD известна сторона АС и  измерены углы 1,2,3,4,5,6,7,8. Поправки углов соответственно равны v₁, v₂, v₃,v₄, v₅, v₆, v₇, v₈. Исходную сторону АС мы можем вторично вы­числить, решив последовательно треугольники АВС, ADB,ACD. Однако по измеренным углам мы получим другое ее значение. Чтобы ликвидировать это расхождение, необходимо всем измеренным углам придать соответствующие поправки.

На практике оказывается удобным начинать составлять полюсное условие именно с отношения сторон, исходящих из одной точки (полюса), начиная и кончая одной и той же стороной, а затем заменяя отношения сторон отношением синусов противолежащих в данном треугольнике углов. Это позволяет контролировать составление условия тем, что после сокращения одинаковых сторон в левой части уравнения также должна быть единица.

В качестве полюса в центральных системах, как правило, выбирают центральную точку. В геодезическом четырехугольнике за полюс может быть выбрана любая из вершин и даже фиктивная точка в пересечении диагоналей, что предпочтительнее, так как в этом случае используют все углы четырехугольника.

При наличии несплошных направлений за полюс удобнее принимать вершину, к которой они подходят. [5]

Параметрический способ уравнивания

Этот способ уравнивания нашел широкое применение при уравнивании заполняющих сетей триангуляции 2 и ниже классов. В этих сетях вследствие большего числа исходных пунктов, приводящих к появлению дополнитель-ного числа полигональных условий, коррелатный способ уравнивания становится невыгодным  из-за увеличения объема вычислительных работ.

Так, например, в сети, показанной на рис. 9, с числом измеренных направлений D=66, числом пунктов n=15, из которых семь исходных, всего возникает R=N°-3n=80-45=35 условных уравнений. Число нормальных уравнений коррелат будет таким же. Если отыскивать поправки не в измеренные направления, а к координатам вновь определяемых пунктов, которые являются функциями измеренных величин, то неизвестных  будет всего 8×2=16. Нормальных уравнений так же будет 16, т.е. примерно в два раза меньше, чем при уравнивании коррелатным способом, а это  приведет к значительному сокращению объема вычислений. Уравнений поправок будет столько, сколько имеется измеренных величин.

При уравнивании триангуляции в качестве параметров (необходимые неизвестных) удобно принимать поправки к координатам определяемых пунктов и в ориентировку веера направлений на них.  В этом случае способ называют способом поправок координат.

Пусть в точке I (рис. 10) измерены направления на пункты А, В, С, D,…,К. Начальным направлением является IA, и пусть оно совпадает с нулевым диаметром лимба. Измеренные направления, приведенные к центрам знаков и редуцированные на плоскость, обозначим через N_ik. Проведем через точку I координатную ось абсцисс IX. Тогда дирекционный угол ну­ левого (начального) направления a_IA= Z_Iназывается ориен­тирующим углом веера направлений на данном пункте.

Дирекционные углы всех направлений, полученные при по­мощи ориентирующего углаи измеренных величин, называются ориентирован-ными направлениями и обозначаются R_IK, где К = А , В, …, K.

Обозначив через свободный член l_ikизвестную величину

L_ik=α_ik – (N_ik + z_i)= α_ik— R_ik        (25)

Получим выражение уравнения поправок

V_ik= -δz_i+δα_ik+l_ik                           (26)

Таким образом, для составления уравнений поправок не­обходимо по измеренным и приведенным к центру знака и на плоскость направлениям вычислить предварительные (прибли­женные) координаты всех пунктов х_i и у_i ,к которым из урав­нивания будут находиться поправки δx_i и δy_iи т. е. уравненные координаты будут

X⁰_i=x_i+δx_i ,y⁰_i= y_{i +}δy_i                                       (27)

Затем по предварительным координатам найти дирекционные углы всех направлений α_ik, а по последним и измеренным на­ правлениям N_ikподсчитать приближенное значение ориенти­рующего угла на данном пункте

Z^k_i= α_ik— N_ik(28)

 

R_ik=N_ik+z_i                                                                    (30)

используемые в дальнейшем для вычисления свободных членов.

Для выражения поправки дирекционного угла δα через по­правки предварительных координат δх и δу, продифференци­руем формулу.

Существуют таблицы определения коэффициентов a_tk и b_ik.

В зависимости от того, между исходными или определяе­мыми пунктами измерено направление, и если поправки коор­динат в исходные пункты равны нулю, можно встретить раз­личные виды уравнений поправок при измерении направлений: а) с определяемого на определяемый пункт; б) с исходного пункта на исходный; в) с исходного на определяемый пункт; г) с определяемого на исходные пункты.

После определения коэффициентов и свободных членов урав­нений поправок по правилам метода наименьших квадратов получают нормальные уравнения, из решения которых опреде­ляют поправки координат и ориентирующих углов и проводят опенку точности.

Программные обеспечения

Программный продукт CREDO DAT

В комплексе CREDO можно выделить блок систем для обработки материалов инженерно-геодезических изысканий. В него блок входят системы, которые решают задачи от первоначальной обработки данных, до конечной цели – получения цифровой модели местности инженерного назначения и дальнейшего проектирования генерального плана. Системы геодезической линейки CREDO позволяют обрабатывать данные, полученные с помощью:

• электронных тахеометров;
• спутниковых станций;
• цифровых нивелиров;
• лазерных сканеров.

Камеральная обработка наземных геодезических измерений и результатов постобработки спутниковых измерений разных классов точности выполняется в  CREDO DAT профессиональный.  В программу импортируются данные с любых электронных тахеометров, которые сейчас есть на рынке геодезического оборудования. Предусмотрена обработка данных тахеометрической съемки с формированием точечных, линейных и площадных топографических объектов и их атрибутов при использовании полевого кодирования. Доступно создание собственной (пользовательской) системы полевого кодирования, что позволяет специалисту оптимизировать рабочий процесс. Программа позволяет выполнить совместное или раздельное уравнивание векторов спутниковых измерений и традиционных измерений в линейно-угловых и высотных геодезических сетях разных форм, классов и методов создания. На определенном этапе работы в программе можно выполнить поиск ошибок измерений, а также, если необходимо, решить ряд других инженерно-геодезических задач. Результатом работы в программе являются отчетные ведомости и чертежи, а также электронные файлы распространенных форматов.

В программах  CREDO DAT профессиональный  и  CREDO ГНСС есть свои расчетные модули по преобразованию координат. В кредо дат профессиональный можно выполнить преобразование пунктов из одной системы в другую по следующим методам: смещение по координатным осям и по высоте; аффинное преобразование; прямоугольные координаты в геодезические. В программе кредо ГНСС при работе в местной системе координат, параметры которой неизвестны, есть возможность рассчитать параметры проекции для этой системы координат.

Программа Нивелир

Измерения, полученные по результатам геометрического нивелирования I–IV классов, технического и высокоточного инженерного нивелирования, выполняемого оптическими и цифровыми нивелирами, обрабатываются в программе нивелир. Преимущество программы в том, что она может принимать данные в электронном формате цифровых нивелиров, а также во всех популярных форматах текстовых файлов. В программе можно быстро сформировать полученные данные по ходам и секциям, выполнить предварительную обработку, выполнить поиск ошибок, учесть необходимые поправки, а также выполнить уравнивание. На каждом этапе работы инженер получает отчет, по которому можно контролировать каждый из процессов. Формирование и настройка выходных документов выполняется согласно национальным стандартам или стандартам предприятия. Данные могут быть сформированы в электронном виде для дальнейшей работы в других программных продуктах кредо.

 

Программа Транскор

Если необходимо быстро выполнить пересчет из одной системы координат в другую, привести координаты пунктов в единую систему, установить параметры связи систем координат, определить ключи местной системы координат, восстановить (установить) строительную систему координат объекта в том случае, когда строительные реперы (или пункты закрепления строительной сети) были утрачены, – решить эти и другие задачи можно в программе Транскор. Система позволяет подготовить и выпустить все необходимые ведомости, а также сформировать электронные файлы с данными. [4]

 

Создание планово-высотной опорной геодезической сети на россыпных месторождениях

Опыт эксплуатации горных предприятий показал, что основные пункты составляющие каркас опорной сети должны быть расположены за пределами границ контура технологической деятельности карьера. На базе основных пунктов по мере развития работ выполняют  сгущение сети. Отмеченная организация работ по развитию опорной сети позволяет сохранить, во-первых, стабильность сети на весь срок существования горного предприятия, во-вторых, легко восстанавливать утерянные из-за горных работ или строительства пункты.

Для геодезических работ на дражном полигоне должно быть создано опорное геодезическое плановое и высотное обоснование. При разработке россыпей для создания сетей опорных пунктов используется аналогичные способы и предъявляются те же требования к точности, что и на карьерах. Для обеспечения съемки открытых разработок россыпных месторождений геодезические опорные сети создаются, как правило, в период детальной разведки исходя из требований, предъявляемых к съемке земной поверхности в масштабе 1:2000. Геодезическая опорная сеть создается в виде полигонометрии 1 и 2 разрядов  или триангуляции 4 класса. Длины сторон треугольников и полигонометрических ходов, расположенных вдоль россыпи, принимаются равными 1,5 — 2,0 км. Высоты пунктов геодезической опорной сети, расположенных в непосредственной близости от месторождения, определяются, как правило, нивелированием с точностью не ниже IV класса.

Плотность плановой геодезической опорной сети всех классов и разрядов для топографической съемки текущих изменений на территории производственно-хозяйственной деятельности организации, в том числе промышленных площадок, в застроенной части принимается не менее четырех пунктов на 1 км², в незастроенной части — не менее одного пункта на 1 км².

Плотность высотной геодезической опорной сети принимается: при съемке в масштабе 1:5000 — не менее одного репера на 10 — 15 км², при съемке в масштабе 1:2000 и крупнее незастроенных территорий — не менее одного репера на 5 — 7 км².

Исходные реперы для нивелирования площади располагают вдоль разрабатываемой части россыпи не реже чем через 0,5 км. Для нивелирования площади определяют оптимальный размер наименьших сторон прямоугольной сетки. До принятых размеров сторон сетка сгущается при каждом нивелировании площади. Исходные реперы для нивелирования площади располагают вдоль разрабатываемой части россыпи не реже чем через 0,5 км. В начале каждого промывочного сезона нивелированием IV класса определяют или проверяют высоты всех исходных реперов, предназначенных для нивелирования площади.

Вывод

В данном реферате были рассмотрены основные способы создания планово-высотной опорной геодезической сети, методы уравнивания и некоторое программное обеспечение, используемое при маркшейдерско-геодезических работах. Также были описаны методы создания ПВО, применяемые при разработке россыпных месторождений и используемые при этом приборы и программы.

На россыпных месторождениях плановая геодезическая опорная сеть создается методом триангуляции 4 класса или полигонометрии 1 и 2 разрядов.  Высотная геодезическая опорная сеть создается нивелированием IV класса.  Для обработки результатов наземных геодезических измерений (в частности для уравнивания планово – высотной опорной геодезической сети) используются такие программы как CREDO DAT, Нивелир, Транскор.

Список литературы

1. Яковлев Н.В. Высшая геодезия: Учебник для вузов / Н.В. Яковлев.— М.: Недра, 1989.—445 с.
2. ПерегудовМ.А. Маркшейдерские работы на карьерах и приисках / М.А. Перегудов, И.И. Пацев, В.И. Борщ — Компониец и др. – М.: Недра, 1980.-366 с.
3. Инструкция по производству маркшейдерских работ. РД 07-603-03.Серия 07. Выпуск 15/Колл.авт.-М.: Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», — 120 с.;
4. CREDO_DAT 4.1 PROFESSIONAL [электронный ресурс]. URL: https://credo-dialogue.ru/produkty/korobochnye-produkty/239-credo-dat-professional-naznachenie.html. (Дата обращения 5.03.2018).
5. Хаимов З.С. Основы высшей геодезии. Учебник для вузов.- М.,Недра, 1984– 360 с.
6. Ильичев А.Н. Высшая геодезия. Учебник для горных вузов. В двух книгах / А.Н. Ильичев, Л.П. Пахмутов. – М.: МГГУ, 1993. – 219 с.
7. Применение CADdy—Геодезия для производства маркшейдерских работ [Электронный ресурс]. URL: http://sapr.ru/article/7107#1. (Дата обращения 5.03.2018).