Методические указания и задания по выполнению геодезической практики для студентов заочного обучения и экстерната образовательных учреждений среднего профессионального образования Специальности 120714 «Земельно-имущественные отношения»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

(МИНОБРНАУКИ РОССИИ)

Федеральное государственное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

Забайкальский государственный колледж

ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ПРАКТИКА

Методические указания и задания по выполнению геодезической практики для студентов заочного обучения и экстерната образовательных учреждений среднего профессионального образования

Специальности 120714 «Земельно-имущественные отношения»

Чита 2010

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

(МИНОБРНАУКИ РОССИИ)

Федеральное государственное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

Забайкальский государственный колледж

ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ПРАКТИКА

Методические указания и задания по выполнению геодезической практики для студентов заочного обучения и экстерната образовательных учреждений среднего профессионального образования

Специальности 080114 «Земельно-имущественные отношения»

Рассмотрено

на заседании предметной

цикловой комиссии

Специальных дисциплин №1

протокол № _______

от «___» _______ 20__ г.

Утверждено методическим советом ФГОУ СПО «Забайкальский государственный колледж»

От «____»______________20___г.

Чита 2010

Автор: Дракунова Н.А., преподаватель ФГОУ СПО «Забайкальский государственный колледж».

Рецензент: Бердникова Т.Б., преподаватель ФГОУ СПО «Забайкальский государственный колледж».

Верхотурова У.В., преподаватель «Читинский сельскохозяйственный техникум».

Геодезическая практика. Методические указания и задания по выполнению геодезической практики для студентов заочного обучения и экстерната образовательных учреждений среднего профессионального образования

Специальности 080114 «Земельно-имущественные отношения»

В работе содержатся указания и задания студентам заочного обучения и экстерната по геодезической практике: обработка журнала измерений углов; обработка журнала нивелирования; построение плана местности.

Программа предназначается для студентов заочной формы обучения по специальности 080114 «Земельно-имущественные отношения».

ВВЕДЕНИЕ

Геодезическая практика дает возможность учащимся практически освоить методы геодезических работ применяемых при учете земель, рациональном использовании их и ведении Государственного земельного кадастра.

Решение разнообразных задач на местности закрепляет знания учащихся по геодезии и некоторым вопросам математики.

В процессе выполнения геодезической практики студент должен:

иметь представление: о проведении геодезических и картографических работ;

знать: инструкции и руководящие указания, и материалы по проведению геодезических работ; устройство и правильное обращение, и использование геодезических приборов и инструментов; производство наземных съемок и технику вычислительных работ по производимым съемкам; методы составления планов и профилей; способы вычисления площадей; решение геодезических задач.

уметь: находить на местности и использовать геодезические пункты государственных геодезических сетей, сетей сгущения и межевыми знаками; строить съемочное обоснование; производить теодолитную, тахеометрическую, мензульную съемки; геометрическое нивелирование, производить вычислительную обработку материалов полевых измерений; составлять планы и профили местности; определять площади.

I 1 СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНА ТЕОДОЛИТНОЙ

СЪЕМКИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ПОЛЕВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

1.1 Содержание работы

По данным полевых измерений вычислить координаты теодолитного хода, построить и вычертить план участка в масштабе.

Аналитическим способом определить общую площадь участка.

1.2 Исходные данные

При съемке участка в качестве съемочного обоснования проложен замкнутый теодолитный ход (рис. 1). Точка 1 хода совмещена с пунктом полигонометрической сети п. 35, координаты которого известны и приведены в таблице 1. Значение дирекционного угла стороны 1-2 приведено в таблице 1.

Исходные данные

Таблица 1

№ варианта

Дирекционный угол α 1-2

Координаты п. 35

˚,(град.)

΄,(мин.)

х, м

у, м

1

30

50

140,80

220,40

2

38

10

230,40

220,30

3

44

15

320,20

220,00

4

54

10

280,60

142,10

5

42

15

260,40

189,80

6

84

15

244,20

161,20

7

32

10

344,92

254,80

8

64

40

364,10

200,75

9

49

00

444,60

344,10

10

61

45

486,60

368,50

Измерены горизонтальные углы одним полным приемом, длины сторон в прямом и обратном направлениях мерной лентой. Значения измеренных величин приведены в таблице 2. На рис. 1 представлен абрис.

Журнал измерения углов и длин линий

Таблица 2

Точка стояния инструмента

Точка наблюдения

Отсчеты по горизонталь-ному кругу

Угол в приеме, β

Угол в приеме, β

Горизонтальное положение, м

˚

΄

˚

΄

˚

΄

I

5

КП

2

5

КЛ

2

207

72

97

321

38

15

08

46

135

135

23

22

135^о 00^/ 30^//

187,30

II

1

КП

3

1

КЛ

3

285

204

213

132

38

24^/ 30^//

32^/ 30^//

19

225,84

III

2

КП

4

2

КЛ

4

51

269

125

342

56

21^/ 30^//

13^/ 30^//

39^/ 30^//

156,64

IV

3

КП

5

3

КЛ

5

343

239

3

259

02^/ 30^//

10^/ 30^//

41^/ 30^//

50^/ 30^//

271,37

V

4

КП

1

4

КЛ

1

241

164

121

44

15

19

31

34

265,72

Схема хода

II

α _1-2

I III

V IV

Рисунок 1

Абрис теодолитной съемки

II

Редкий лес

I III

Пашня

Красная линия застройки 30,0

20,0

Проектируемый проезд 0

12,6

12,6

10,0

25,0

КЖ

29,8

2 КЖ

32,0

30,0

204,0

174,0

147,0

107,0

67,0

30,0

IV

V

Рисунок 2

2 Указания к выполнению задания

2.1 Обработка журнала измерений углов

2.1.1 Вычисление углов (таблица 2)

Измеренные углы вычисляют как разность отсчетов на заднюю и переднюю точки хода.

β = а - в, если а > в или β = а + 360^о - в, если а < в,

где а - отсчет на заднюю точку;

в - отсчет на переднюю точку;

β - горизонтальный угол.

Полученный результат β записывают в графе «угол в полуприеме».

Контроль вычислений: расхождение между значениями одного и того же угла в полуприемах не должно превышать двойной точности инструмента.

Если расхождение в полуприемах допустимое, то из значений двух углов находят среднее. Это угол в приеме, т.е. практическое значение измеряемого угла. Пример вычисления одного из углов показан в таблице 2.

3 Вычисление координат точек замкнутого теодолитного хода

Вычисления ведут в ведомости установленной формы (таблица 3) в следующей последовательности:

∑_βизм. ∑_βтеор. f_β f_βдоп. б_βi контроль  α  r  ∆х, ∆у  f_р ,

 контроль  б_хi, б_уi контроль  ∆х_испр., ∆у_испр. контроль  х,

у  контроль.

Ведомость вычисления координат точек теодолитного хода

Таблица 3

№ точек

Измеренные углы, 

Исправленные углы, _испр

Дирекционные углы, 

Румбы, r

Горизонтальные проложения, м

Вычисленные приращения, м

Исправленное приращение, м

Координаты, м

№ точки

±x

±y

±x

±y

±x

±y

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

1

⁺¹

8912

8913

19017

ЮЗ:1017

124,61

^+0,02

-122,61

^-0,05

-22,25

-122,59

-22,30

456,26

543,04

1

2

⁺¹

6338

6339

342,67

520,74

3

30638

СЗ:5322

273,09

^+0,04

+162,95

^-0,08

-219,14

+162,99

-219,22

3

⁺¹

2708

2708

506,66

301,52

3

9930

ЮВ:8030

244,94

^+0,03

-40,43

^-0,007

+241,59

-40,40

+241,52

1

462,26

543,04

1

_изм=

17958

_испр=

180

Р=642,64

_х+=

162,95

_х-=

163,04

_х+=

241,59

_х-=

241,39

_х+=

162,99

_х-=

162,99

_х+=

241,52

_х-=

241,52

∑β_теор. = 180^о (n - 2) = 180^о (3 - 2) = 180^о

n - число углов

f_β= ∑β_изм. - ∑β_теор.

f_β= 179^о58^/ - 180^о = - 0^о02^/

f_βдоп. = ±1^/ √n = ± 1,7

f_абс. = √fх² + fу² = √(-0,09)² + (0,2)² = 0,22 м;

f_отн. = = <

3.1 Вычисление угловой невязки и увязки углов хода

Из журнала измерения углов и длин линий (таблица 2) выписывают практические значения углов, горизонтальные проложения линий и находят сумму измеренных углов -

∑_βизм = β₁ + β₂ + … + β_n

Вычисляют теоретическую сумму углов по формуле

∑_βизм = 180^о (n - 2),

Где n - число измеренных углов.

Угловую невязку f_β замкнутого хода определяют как разность сумм измеренных и теоретических углов.

f_β = ∑_βизм - ∑_βтеор = ∑_βизм - 180^о (n - 2)

и сравнивают ее с допустимой невязкой, вычисленной по формуле

f_βдоп = ± 1^/ √n

Если угловая невязка не превышает указанного допуска f_β ≤ f_βдоп , то необходимо произвести уравнение углов, распределив невязку поровну на все углы, вводя поправки со знаком обратным знаку невязки.

Контроль вычислений: сумма поправок должна быть равна невязке с обратным знаком ∑б_β = - f_β. Поправки б_β , округленные до десятых долей минут выписывают красным цветом с их знаками над значениями соответствующих измеренных углов.

Исправленные углы β_испр. получают как алгебраическую сумму измеренных углов и поправок.

Контроль вычислений: Сумма исправленных углов должна быть равна теоретической сумме углов т.е. ∑_βиспр. = 180^о (n - 2).

3.2 Вычисление дирекционных углов

Используя исправленные углы полигона и дирекционный угол стороны 1-2 (таблица 1), вычисляют дирекционные углы остальных сторон, применяя формулу для случая, когда измерены правые углы.

α_n+1 = α_n + 180^о - β_{пр (n+1)}, согласно которой α_{2 - 3} = α_{1 - 2} + 180^о - β₂ ,

α_{3 - 4} = α_{2 - 3} + 180^о - β₃ и т.д.

Если в процессе вычислений дирекционных углов окажется, что уменьшаемое меньше вычитаемого, то к уменьшаемому прибавляют 360^о. Если дирекционный угол какой-либо стороны получает более 360^о, то из него вычитают 360^о.

Контроль вычислений: в результате последовательного вычисления дирекционных углов сторон замкнутого полигона должно быть получено значение дирекционного угла α_{1 - 2} . В этом случае можно считать, что все дирекционные углы вычислены, верно. Табличные углы (румбы) находят на основании зависимостей, приведенных на рисунке 3.

0

x C 1

r₄=360 - ₄

IV четверть (СЗ) ₁I четверть (СВ)

r₁

r₄

₄

270 90

y

r₃=₃ - 180

r₂=180 - ₂

r₃

₃

₂

r₂

3

2

IIIчетверть (ЮЗ) II четверть (ЮВ)

180

Ю

Рисунок 3

3.3 Вычисление приращений координат

Путем решения прямой геодезической задачи производят вычисление приращений координат по формуле:

∆х = d · cos α = α · cos r; ∆у = d · sin α = d · sin r.

Знаки приращений зависят от величины дирекционного угла или названия румба. Устанавливают их согласно таблице 4.

Знаки приращений

Таблица 4

Приращение координат

Четверть окружности, в которую направлена линия

I или СВ

II или ЮВ

III или ЮЗ

IVили СЗ

Х

+

-

-

+

У

+

+

-

-

Приращения координат ∆х и ∆у можно вычислить при помощи:

1) таблиц приращений прямоугольных координат;

2) таблиц натуральных значений тригонометрических функций;

3) вычислительных машин.

3.4 Определение невязок в ходе и увязка приращений

Невязки в приращениях f_х и f_у в замкнутом полигоне находят как алгебраическую сумму приращений координат по каждой оси, т.е.

f_х = ∑_∆хвыч. , f_у = ∑_∆увыч.

Зная f_х и f_у, вычисляют f_абс. - линейную и f_отк. - относительную погрешности:

f_абс. = √ f_х² + f_у², f_отн. = = =

где Р - периметр хода;

Относительная погрешность зависит от класса точности линейных измерений и не должна быть больше заданной , , . Если они окажутся допустимыми, выписывают в соответствующие графы (таблица 3).

При выполнении условия ≤ заданного класса точности невязки f_х и f_у распространяются на приращения координат пропорционально горизонтальным проложениям d_i соответствующих сторон полигона со знаками, обратными знакам невязок.

δ_xi = - · d_i ; δ_уi = - · d_i ,

где Р - периметр хода;

δ_xi, δ_уi- поправки, вводимые в приращения координат.

Поправки, округленные до сантиметров выписывают красным цветом с их знаками над соответствующими значениями вычисленных приращений.

Контролем правильного введения поправок являются равенства:

∑ δ_xi= - f_x; ∑ δ_уi= - f_у,

т.е. сумма поправок равна невязкам, взятым с обратным знаком.

Исправленные приращения координат находят как алгебраическую сумму вычисленных приращений и поправок.

∆х_испр.i = ∆х_выч.i+ δ_xi; ∆у_испр.i = ∆у_выч.i+ δ_уi

Контроль вычислений: сумма исправленных приращений должна быть равна нулю. ∑∆х_испр = 0, ∑∆у_испр = 0.

3.5 Вычисление координат вершин хода

По заданным координатам начальной точки хода (таб. 1) и исправленным приращениям вычисляют координаты остальных точек хода с контролем

х_i+1 = х_i + ∆х_испр.; у_i+1 = у_i + ∆у_испр

Контролем вычислений служат полученные координаты начальной точки. Значения координат записывают в соответствующие графы ведомости.

4 Составление и оформление плана

План участка местности следует составить в масштабе 1:2000 на листе чертежной бумаги формата 210*297 мм.

Рекомендуется следующий порядок составления плана:

а) построить на листе чертежной бумаги, применяя циркуль - измеритель и масштабную линейку, координатную сетку в виде квадратов со сторонами 5 см или 10 см;

б) подписать линии сетки так, чтобы полигон расположился симметрично относительно краев листа. Необходимо помнить, что ось абсцисс х совпадает с направлением меридиана;

в) нанести на план вершины теодолитных ходов по их координатам;

г) определить графически расстояние между соседними вершинами теодолитных ходов по плану и результат сравнить с соответствующими горизонтальными проложениями сторон. Расхождение не должно превышать 0,2 мм;

д) нанести на план с учетом его масштаба ситуацию по результатам съемки, приведенной на абрисе (рисунок 2). План оформить в соответствии с условными знаками для топографических планов масштаба 1:2000.

5 Определение площади участка

Площадь участка вычисляют аналитическим способом по известным координатам вершин с применением формул:

_nn

2S = ∑ х_i (у_i+1 - у_i-1); 2S = ∑ у_i (х_i-1 - х_i+1)

^{1 1}

где х, у - координаты вершин замкнутого хода;

i - номер вершины полигона;

(i + 1) - номер последующей вершины;

(i - 1) - номер предыдущей вершины;

n - число вершин.

По обеим формулам должно получаться одно и то же значение площади полигона.

Ведомость вычисления площади полигона по координатам

Таблица 5

№ точки

координаты, м

(у_i+1- у_i-1)

(х_i-1- х_i+1)

х_i (у_i+1- у_i-1)

у_i (х_i-1- х_i+1)

х

у

1

2

3

4

5

6

7

1

465,26

543,04

219,22

162,99

101994,29

88510,089

2

342,67

520,74

- 241,52

- 40,40

- 82761,658

- 21037,896

3

505,66

301,52

22,30

- 122,59

11276,218

- 36963,336

∑

0

0

30508,86

30508,86

2S = 30508,86 м²

S = 15254,43 м² = 1,53 га

II 1 НИВЕЛИРОВАНИЕ

2.1 Журнал нивелирования

Записанные в журнале отсчеты по нивелированным рейкам общие для всех студентов. В графе 11 (отметки) записывают исходные данные (выдает преподаватель) известных отметок реперов 1 и 2, между которыми был проложен нивелирный ход.

Рисунок 1

Журнал нивелирования

Таблица 1

№ стан-ции

Номера нивелирных точек

Отсчеты по рейке

Превышения

h = а - в

Среднее превышение

Гори-зонт инстру-мента ГИ (H_i)

Отме-тка Н

задний, а

передний, в

промежуточный,

с

+

-

+

-

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

I

Реп. 1

ГК 0

5620

0933

6448

1759

0828

0826

0827

II

ГК 0

Х

5040

0355

7108

2424

III

Х

ГК 1

4812

0123

7100

2414

IV

ГК 1

ГК 2

4843

0153

7645

2956

V

ГК 2 (А)

ГК 3 (В)

5065

0376

5647

0961

VI

ГК 3 (В)

+ 53,2 (с)

5343

0656

5117

0432

VII

+53,2 (с)

ГК 4

7645

2957

5251

1563

VIII

ГК 4

ГК 5

7582

2893

5799

1113

IX

ГК 5

ГК 6

7642

2955

4799

0114

X

ГК 6

Реп. 3

6048

1361

6255

1566

∑_а=

∑_в =

∑_h+

∑_h-

∑_hep

∑_hep

Постраничный

контроль

2.1 Обработка журнала нивелирования

2.1.1 Вычисление превышений

Превышения вычисляют между связующими точками по формуле:

h = а - в

где h - превышение;

а - отсчет на заднюю рейку;

в - отсчет на переднюю рейку.

Превышения вычисляют по красной и черной сторонам рейки

h_кр. = а_кр. - в_кр. и h_чер. = а_чер. - в_чер.

Контроль вычислений: расхождение между h_кр., h_чер. допускают не более ± 4 мм. Записав вычисленные значения h_кр. и h_чер. выводят среднее:

h_ср. = ,

которое округляют до целых миллиметров и записывают в графу (средние превышения).

2.1.2 Постраничный контроль

Для контроля произведенных вычислений h_кр., h_чер., h_ср. в журнале выполняют постраничный контроль по формуле:

= ∑h_ср.

где ∑а - сумма задних отсчетов, взятых по красной и черной сторонам реек;

∑в - сумма передних отсчетов, взятых по красной и черной сторонам реек;

∑h - алгебраическая сумма превышений;

∑h_ср. - алгебраическая сумма средних превышений.

Незначительные расхождения, которые могут при этом получиться за счет округления средних значений превышений (1-2 мм) можно пренебречь.

2.1.3 Вычисление отметок точек

Отметки связующих точек вычисляют по формуле:

Н_n+1 = Н_n + h_ср.

где Н_n+1 - отметка точки последующей;

Н_n - отметка точки предыдущей;

h_ср. - среднее превышение.

Студент должен предоставить:

1) Пояснительную записку с расчетами.

2) Обработанный журнал измерений теодолитных ходов.

3) Ведомость вычисления координат вершин теодолитного хода.

4) План участка местности.

5) Ведомость вычисления площади полигона по координатам.

6) Журнал нивелирования.

7) Пикетажный журнал (нивелирование трассы дороги в масштабе 1:2000).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Киселев М.Н. Геодезия: учебник для студ. сред. проф. образования / М.И. Киселев, Д.Ш. Михалев - 3-е изд. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. - 384 с.

2 Богатов С.Ф. Геодезия / С.Ф. Богатов. - М.: Высшая школа, 1988. - 127 с.

3 Фельдман В.Д., Михалев Д.Ш. Основы инженерной геодезии / В.Д. Фельдман, Д.Ш. Михалев. - Основы инженерной геодезии. - М.: Высшая школа, 1999. - 269 с.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ ОТЧЕТА

1Каждое задание в данном пособии представлено в десяти вариантах. Вариант определяется последними цифрами шифра ( студенты, шифр которых оканчивается на цифру 1, выполняют вариант №1 и т.д.).

2Выполнять отчет следует в отдельной тетради объемом 18 страниц. На обложке нужно указать свою фамилию, курс, шифр, вариант, правильное название дисциплины, домашний адрес.

3Отчет выполняется ручкой, чертежи карандашом, аккуратно, четким почерком, в тетради в клетку писать нужно через строку. При выполнении отчета оставляются поля для замечаний, объяснений и методических указаний преподавателя.

4В конце выполненного отчета следует представить список использованной литературы, оформленной по всем правилам библиографии, поставить дату выполнения работы и подпись.

5Выполненный отчет направлять в колледж для проверки и рецензирования в установленные сроки.

6Если отчет выполнен не в соответствии с указаниями или не полностью, он возвращается без проверки.

7При получении от преподавателя проверенного отчета внимательно ознакомьтесь с замечаниями преподавателя и проанализируйте отмеченные в отчете ошибки.

СОДЕРЖАНИЕ

1 Введение

2 Методические указания по выполнению и оформлению контрольной работы

3Составление плана по теодолитной съемке по результатам полевых измерений

4Нивелирование