Создание проекта планово-высотного обоснования для стереотопографической съемки в масштабе 1 : 5000 с высотой сечения рельефа 2 метра

- облегчить геодезическую  привязку аэрофотоснимков.

С этой целью опознаки размещают в зонах поперечного  перекрытия аэрофотоснимков по обе  стороны от оси аэрофотосъемочного маршрута не ближе  4 См от линии базисов. Кроме того, опознаки должны располагаться  на местности, удобной для измерений, а также поблизости от исходных пунктов, но не ближе 1 См от края аэрофотоснимка.

 

Плановые опознаки.

 

Плановые опознаки являются геодезическим обоснованием аэрофототопографических  съемок. Они служат исходными данными  для развития фототриангуляционных сетей.

Количество плановых опознаков зависит от масштаба съемки. В качестве плановых опознаков выбирают контурные точки местности, которые можно определить на аэрофотоснимке с погрешностью не более 0,1 мм. Опознаками могут служить пункты исходной геодезической сети, хорошо опознающиеся на аэрофотоснимках, а также точки четких контуров, удобные для определения геодезическими способами.

 

Высотные опознаки

 

Для обработки аэрофотоснимков  и стереотопографической рисовки  рельефа на универсальных приборах служат высотные опознаки.

При разрешенной высотной подготовке высотных опознаков различают  рядами поперек аэрофотосъемочных  маршрутов в зонах поперечного  перекрытия. Границы участков съемки вдоль аэрофотосъемочных маршрутов  обеспечивают дополнительными высотными  точками. В этом случае высотные опознаки размещают через два базиса фотографирования.

В качестве высотных опознаков  принимают точки местности, хорошо изобразившиеся на аэрофотоснимках. При  проектировании необходимо учитывать, что высотные опознаки располагают  на местности с незначительным уклоном.

В ряде случаев высотные опознаки совмещают с плановыми. Тогда привязка аэроснимков заключается  в определении трех координат  точек, представляющих планово-высотные опознаки.

При составлении проекта  привязки аэрофотоснимков на участке с нечеткими контурами предусматривают маркировку опознаков. Вид маркировочного знака должен надежно определять положение опознака.

Проект плановой и  высотной подготовки аэрофотоснимков  составляют в соответствии со схемой аэрофотосъемочных маршрутов на основе топографической карты.

 

4. Проектирование

Проектирование плановых геодезических сетей сгущения.

Сгущение главной геодезической  основы на объектах крупномасштабных съемок производится методом полигонометрии 4 класса.

При построении полигонометрических сетей 4 класса были соблюдены требования, указанные в таблице 6:

Таблица 6

Показатели	4 класс	Фактически
		1 ход	2 ход	3 ход
Предельная длина хода, км: отдельного между исходной и узловой точками между узловыми точками	15 10 7	7	5	7.3
Предельный периметр полигона, км	30	8	8.8	12.4
Длины сторон хода, км: наибольшая наименьшая средняя расчетная	2,00 0,25 0,50	1.39 0.55 -	1.21 0,80 -	1,21 0,77 -
Число сторон в ходе, не более	15	7	5	7
Относительная погрешность хода, не более	1/25000	1/32903	-	-
Средняя квадратическая погрешность  измерения угла (по невязкам в ходах  и полигонах) угл. с, не более	3	3	-	-
Угловая невязка хода или полигона, угл. с, не более, где n – число углов в ходе	5	-	-	-

 

 

Отдельный ход полигонометрии 4 класса должен опираться на два исходных пункта с обязательным измерением примыкающих углов. На основании этих требований были запроектированы 3 полигонометрических хода:

1. 6.966 км;
2. 5.009 км;
3. 7.323 км;

Как известно, более длинный ход менее надежный, поэтому расчет точности будем вести по III.

Полигонометрические ходы в общем случае имеют произвольную изогнутую форму. Однако, в некоторых  случаях ходы могут иметь вытянутую  форму – как частный случай изогнутых ходов. Поэтому проводимый расчет точности начинался с установления формы хода. Это связано с фактом существования упрощенных расчетных формул для ходов вытянутой формы.

Ход считается вытянутым, если он одновременно удовлетворяет  трем критериям  вытянутости полигонометрического хода. Если хотя бы одно из требований критериев не выполняется, то ход нельзя считать вытянутым.

Критерий №1:

«отношение периметра  хода к длине замыкающей не должно превышать 1,3».

Проверка: периметр равен 7.3 км, а длина замыкающей – 5.06 км. Их отношение составляет примерно 1.44, отсюда получили, что ход не удовлетворяет критерию №1, а следовательно, дальнейшая проверка хода по остальным критериям не имеет смысла. Ход не оказался вытянутым, и для его расчета были использованы формулы для ходов произвольной изогнутой формы.

Определение ожидаемых  погрешностей положения пунктов  выполнялось по формулам, используя  измеренные на карте длины линий  полигонометрии  S_i , расстояния от центра тяжести до пунктов хода D_o,i, средние квадратические погрешности измерения углов m_b и линий m_s соответствующие принятым приборам.

При измерении длин сторон ходов светодальномером 2СМ-2 средняя  квадратическая погрешность m_s составляет 2 см, а при определении величины горизонтальных углов теодолитом средняя квадратическая погрешность m_b для полигонометрии 4 класса составляет 3’’.

Относительная невязка  хода:

 

 

Где Т – знаменатель  предельной относительной погрешности  хода, установленной инструкцией для полигонометрии 4 класса составляет – 1/25000; - длина всего хода в метрах на местности, а М – средняя квадратическая погрешность конечной точки хода.

Определение центра тяжести «0»  хода произвольной формы в проекте проводилось графическим методом. Сначала нумеровались все вершины углов поворота. Центр тяжести первой стороны хода 0 соответствовал её середине, затем середину первой стороны хода соединяли с вершиной 3. Центр тяжести 0 для хода из трех пунктов находился на вновь проведенной линии на расстоянии  ее длины от центра тяжести первой стороны. Полученный центр тяжести 0 соединили с вершиной 4, новый центр тяжести 0 находился на расстоянии ¼ отрезка (0 ). И таким образом последний полученный центр тяжести соединялся со следующей вершиной. Окончательное положение центра тяжести «О» явилось центром тяжести полигонометрического хода.

m_s = 0,02 м; m_b = 3"; угловых секунд; S=7.3 км.

Таблица 7 Расчет суммы квадратов расстояний от центра тяжести "О" до всех точек хода.

точки	D, м	D2 м
Do1	2073.02	4297411,92
Do2	2292.37	5254960,22
Do3	2151.11	4627274,23
Do4	1119.77	1253884,85
Do5	195.99	38412,08
Do6	1086.07	1179548,04
Do7	2195.59	4820615,45
Do8	3022.06	9132846,64
Сумма D2	14135,98	30604953,44

 

Для хода произвольной формы:

где М - средняя квадратическая погрешность положения конечной точки хода;

m_S- средняя квадратическая погрешность измерения длин линий;

m_b- средняя квадратическая погрешность измерения углов;

[D²_o,i]- сумма квадратов расстояний от центра тяжести "О" до всех точек хода;

Подставив числовые значения, получили:

M²=6.49*10^-3

M=0,08 м=8 см.

2M/S=(2*0.08)/7323=1/457687.5<1/25000

следовательно, условие  верно.

 

 

Вывод: На основе выполненного предвычисления точности полигонометрического хода следует, что точность запроектированного хода соответствует требованиям Инструкции.

Поэтому в качестве измерительных приборов вполне могут выступить оптический теодолит Т2 и светодальномер 2СМ-2, а также геодезические приборы им равноточные.

 

Высотная привязка опознаков.

 

Для передачи высот пунктов  ходов полигонометрии применяют  нивелирование 4 класса или техническое нивелирование . Расчет точности обычно сводится к тому, что устанавливают обеспечивает ли нивелирование 4 класса заданной точности.

Расчет производится следующим образом : предельная невязка  хода 

 

 Длина хода составляет 7323,32 м . расчитаная величина предельной ошибки составляет 54 мм , в то время как инструкция устанавливает эту величину равной 0.4 м . Отсюдо логично сделать вывод о том, что  нивелирование 4 класса полностью обеспечивает заданную точность высотного положения опознака.

Для нивелирования 4 класса применяются нивелиры типа Н-3 или Н-3К и шашечные нивелирные рейки типа РН-3, нормальная длина визирного луча 100 метров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Тахеометрическая  съемка

 

Съемочное обоснование для тахеометрической съемки создают, прокладывая теодолитные ходы, ходы технического нивелирования, высотные или сразу тахеометрические ходы.

Тахеометрический ход - это комбинация теодолитного и  высотного ходов в одном. На каждом пункте хода измеряют горизонтальный угол, углы наклона на заднюю и переднюю точки и дальномерное расстояние прямо и обратно. Превышение между пунктами вычисляют по формуле тригонометрического нивелирования. Далее выноситься следующий пункт планово-высотного обоснования, координаты которого получаются в камеральной обстановке из решения прямой геодезической задачи. Также координаты нового пункта можно получить из решения угловой засечки, линейной засечки или их комбинаций. Методика выполнения измерений разрабатывается конкретно для каждого вида измерений и имеет целью достичь необходимую точность результатов при наименьшей трудоемкости процесса.

Использование современных  приборов, в частности тахеометра Trimble M3, позволяет непосредственно  в поле, в процессе работы, получать вычисленные координаты пунктов съемочного обоснования. Все измерения сопровождаются ошибками, и главная задача дальнейшей обработки измерений - устранение противоречий между результатами измерений, содержащими ошибки, и математической моделью, включающей численные значения измеряемых величин. Работая в реальных координатах, можно проконтролировать себя, замкнув ход на точку с известными координатами, и сравнив исходные и полученные результаты. Память прибора позволяет записывать одновременно и измеренные и вычисленные значения, это позволяет, при необходимости, в камеральных условиях уравнять ход.

Тахеометрическая съемка выполняется с пунктов съемочного обоснования в полярной системе  координат. Трубу прибора наводят  на цель, установленную в какой-либо точке местности и измеряют три величины, определяющие положение снимаемой точки в плане и по высоте: горизонтальный полярный угол, угол наклона и дальномерное расстояние. Затем вычисляют превышение и горизонтальное проложение.

Точка установки цели называется пикетом.Различают высотные и плановые пикеты. Высотные пикеты располагают во всех характерных точках и линиях рельефа: на вершинах гор и холмов, на дне котловин и впадин, по линиям водослива лощин и водораздела хребтов, на линиях перегиба скатов и т.п. Чем больше высотных пикетов, тем легче рисовать рельеф на плане. Плановые пикеты располагают на контурах и объектах местности.

Все результаты съемки записываются непосредственно в память прибора, что позволяет исключить грубые ошибки при записи и экономит время. Все вычисления пикетов можно получать непосредственно в поле.

Trimble M3, совместно с  соответствующим программным обеспечением, позволяет полностью отказаться  от ведения абриса в поле. Это  достигается благодаря возможности  кодирования топографических объектов. Непосредственно в поле каждому снятому пикету присваивается уникальный код, после чего программа обработки измерений опознает эти коды и присваивает им соответствующие условные знаки. Прибор Trimble M3 позволяет хранить в памяти списки кодов, а также обмениваться ими с другими устройствами, что облегчает их ввод и редактирование. Также, значительно облегчен ввод и вывод информации с прибора. Данные съемки можно непосредственно передать или принять на компьютер, что исключает ошибки оператора и позволяет организовать полностью безбумажную технологию производства работ.

 

 

6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ