Układ współrzędnych geograficznych astronomicznych

Szerokość geograficzna (fi) (astronomiczna) pkt P jest to kąt zawarty miedzy kierunkiem lini pionu w danym punkcie P (miejsce obserwacji) a płaszczyzną równika astronomicznego.

Długość geograficzna (lambda) – astronomiczna jest to kąt dwuścienny miedzy płaszczyzną południków astronomicznych Greenwich i danego pkt P. Współrzędne fi i lambda wyznaczone są na podstawie pomiarów wykonywanych metodami astronomii geodezyjnej. Kąty fi i lambda oraz wartość potencjału ciężkości współrzędnych stanowią 3 współrzędne naturalne, które współrzędnych danym momencie określają jego położenie współrzędnych przestrzeni.

Układ współrzędnych geograficznych geodezyjnych

Szerokością geograficzną geodezyjną B punktu P nazywamy kąt jaki tworzy normalna do elipsoidy przechodząca przez punkt P z płaszczyzną równika.

Długością geograficzną geodezyjną L punktu P nazywamy kąt dwuścienny zawarty między płaszczyzną południka zerowego a płaszczyzną południka przechodzącego przez punkt P.

Podział prac geodezyjnych. Geodezja należy do nauk zajmujących się Ziemią. Zajmuje się ona pomiarem i podziałem posiadłości ziemskich, ale też badaniem kształtu i wielkości Ziemi. Geodezja jako jedna z dziedzin nauki i techniki zajmuje się zbieraniem informacji na wyżej wymienione tematy, jak i ich opracowaniem, czyli przekształceniem, a następnie ich udostępnieniem. Przekształcanie zbieranych informacji o Ziemi polega między innymi na opracowaniu różnego rodzaju map zawierających różnorodne zestawy informacji. Wynikiem przekształcenia informacji geodezyjnych może być zestaw danych numerycznych o terenie gromadzonych w bankach danych tematycznych. Zbieranie informacji polega na wykonywaniu pewnych pomiarowych prac geodezyjnych. Prace geodezyjne dzielą się na:

a) pomiary osnów geodezyjnych, grawimetrycznych i magnetycznych

b) pomiary szczegółowe sytuacyjne i wysokościowe

c) pomiary realizacyjne i obsługa inwestycji

d) prace geodezyjne związane z ewidencją gruntów

e) prace wykonywane dla określonych celów gospodarczych

Instrumenty i przyrządy stosowane do pomiarów kątowych.

Do pomiarów kątowych: W poziomych osnowach podstawowych, szczegółowych oraz pomiarowych wykonuje się pomiary kątowe i długościowe.

- w sieciach I i II klasy do pomiarów kątowych należy stosować teodolity z dwumiejscowym systemem odczytowym o nominalnej wartości odchyłki 1^s lub 2^cc. Np.: Wild T2, Kern DKM 2, DKM 2A, Zeiss Theo 010, Theo 010A, Theo 010B, Th 2, oraz teodolity elektroniczne jak: Theomat T2000, T2002, T3000.

- do pomiarów kątowych w sieciach szczegółowych III klasy można stosować teodolity z jednomiejscowym systemem odczytowym o nominalnej dokładności 6-10^s: Wild T1, Kern DKM1, Zeiss Thoe 020, 020A, 015B, Th 4, Th 6, lub inne o podobnych parametrach dokładności. Do pomiarów osnów pomiarowych dopuszcza się instrumenty o niższej dokładności W teodolitach jako systemy odczytowe występują mikroskopy skalowe oraz mikrometry optyczne.

Metoda kierunkowa- pomiar tą metoda polega na wyznaczeniu wielkości kątów poziomych między kierunkiem zerowym limbusa, a kierunkami do kolejnych punktów celu.

Wybiera się punkt najlepiej widoczny przyjmując kierunek do niego jako początkowy. Powinien to być punkt położony na północnej części horyzontu ostro rysujący się na tle. Pierwszą serię obserwacji rozpoczyna się od wycelowania na punkt początkowy z równoczesną orientacją limbusa na odczyt nieco powyżej zera. Obserwując kolejno sygnały z kierunkiem zgodnym z ruchem wskazówek zegara celuje się ponownie na punkt początkowy, który obserwuje się powtórnie (jest to półseria - półpoczet). Następnie po przerzuceniu lunety przez zenit i obrocie alidady o 180° wykonuje się pomiar w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. W drugiej półserii, podobnie jak w pierwszej rozpoczyna się i kończy obserwacje od kierunku do punktu wyjściowego. Obie półserie tworzą pełną serię (poczet) pomiaru kierunku. Kontrolą pomiarów jest wartość odczytu zamknięcia półserii a następnie pełnej serii. Odchyłka zamknięcia jest to różnica między odczytami kierunku początkowego i zamykającego. Nie powinna przekraczać dwukrotnej wartości błędu średniego różnicy tych kierunków, czyli dla półseri i dla serii m_k - błąd pomiaru kierunku w jednej serii. Gdy różnica jest większa pomiar powtarzamy. Przed rozpoczęciem każdej następnej serii należy ponownie spoziomować teodolit. Przystępując do wykonania drugiej serii celuje się znów na punkt początkowy. Po czym ustawia się mikrometr na odczyt 1/S jego zakresu S - liczba serii. Następnie przesuwa się mikrometr na odczyt równy 180°/S i po wykonaniu czynności jak w pierwszej serii rozpoczyna się pomiar od ponownego wycelowania na punkt początkowy. Następnie wszystko tak samo. Następne serie obserwuje się w identyczny sposób zmieniając przed rozpoczęciem każdej nowej serii orientację limbusa i położenie mikrometru oraz powtórnie poziomuje się teodolit. Przykładowo dla s=4 początkowe odczyty wyniosą dla serii: I - 0°, II - 45°, III - 90°, IV - 135°. Dla drugiego położenia lunety odczyty wyniosą odpowiednio: 180°, 225°, 270°, 315°. Dla mikronetru o zakresie 10' i podziale co 1'' dla S=4 początkowymi odczytami będą, I - 0'00'', II - 2'30'', III - 5'00'', IV - 7'30''.

Metoda kątowa.

Polega na oddzielnym pomiarze każdego z kątów na stanowisku w odpowiedniej ilości serii na różnych miejscach limbusa i mikrometru. Poszczególne kąty mierzy się metodą zwykłą w dwóch położeniach lunety. Między seriami należy przesuwać limbus o 180°/S i mikrometr o 1/S S - ilość serii. Przed opuszczeniem stanowiska należy obliczyć wartość średnią każdego kąta mierzonego w S seriach i zsumować je. Różnica między tą sumą a kątem pełnym daje odchyłką nie zamknięcia horyzontu. Odchyłka ta nie powinna przekroczyć

- średni błąd mierzonego kąta w S seriach

- ilość kątów wypełniających horyzont

Metoda sektorowa

stosowana jest wówczas gdy na stanowisku liczba kierunków do pomiaru jest większa niż warunki obserwacji poszczególnych punktów są zróżnicowane. Wtedy spośród punktów przeznaczonych do pomiaru wybiera się trzy do czterech punktów, które są w przybliżeniu rozłożone równomiernie na horyzoncie. Kąty miedzy tymi punktami, zwanymi kątami sektorowymi mierzy się metodą kątową (wypełnienia horyzontu). Kąty wewnętrzne w każdym sektorze mierzy się metodą zwykłą w ramach sektorów. Kolejność pomiaru sektorów oraz kątów w sektorach jest dowolna i zależy od chwilowych warunków pomiarów. Najpierw wyrównuje się kąty sektorowe do horyzontu, a następnie kąty wewnętrzne do wartości sektorów.

POMIARY DŁUGOŚCIOWE - MIMOŚRUD

Odległości w granicach – mierzone są z dokładnością

A i B są punktami sieci kątowo – długościowej, dalmierz ustawiono w punkcie I zamiast w A . Lustro ustawiono w punkcie L zamiast w B . Wobec tego zamiast długości ‘S’ pomierzono ‘Sm’ . Elementy mimośrodu wynoszą e1 ,Q1 dla mimośrodu stanowiska oraz e2 ,Q2 dla mimośrodu celu .

Właściwą długość boku i pomierzonych elementów mimośrodu oblicza się ze wzoru :

Poprawki do mierzonej długości boku

Sens geometryczny poprawek, jakie powinny być wprowadzone do mierzonej długości boku

po wprowadzeniu poprawki na mimośród otrzymuje się AB po łuku krzywej zwaną krzywą refrakcji. Należy tę długość zredukować do długości cięciwy AB przez wprowadzenie poprawki ze względu na refrakcję. Redukcję tę wprowadza się dla długości większej od . Do obliczenia tej poprawki trzeba znać wartość współczynnika refrakcji, co umożliwia obliczenie średniego promienia krzywizny łuku AB. Następnie redukuje się odległość pochyłą AB do odległości poziomej A’B’, czyli wprowadza się poprawkę ze względu na pochylenie mierzonego boku. Poprawkę wprowadza się na podstawie znanej różnicy odległości: h = H₂ – H₁. korzysta się ze wzoru:

h - różnica wysokości;

l₀ – średnia długość prymiaru.

Odległość zredukowana do poziomu A’B’ znajduje się na wysokości średniej punktów A i B. Następnie należy długość A’B’ zredukować do długości A₀B₀ na powierzchni odniesienia. Na podstawie cięciwy A₀B₀ należy obliczyć długość łuku A₀B₀ na powierzchni odniesienia. Ostatnią poprawką jest poprawka odwzorowawcza, która pozwoli na obliczenie długości boku na przyjętej płaszczyźnie odwzorowawczej mając długość określoną na powierzchni odniesienia.

GRUPY SZCZEGÓŁÓW: Przedmiotem pomiaru sytuacyjnego są szczegóły terenowe stanowiące elementy treści mapy zasadniczej. Są to:naziemne szczegóły terenowe urządzenia podziemne oraz podstawowe elementy ewidencji gruntu. Ze względu na charakter oraz wymagania dokładnościowe pomiaru szczegóły sytuacyjne dzielą się na trzy grupy dokładnosciowe (I,II,III instr.G4).

I grupa dokładniściowa: trwałe szczegóły o wyraźnych i jednoznacznie określonych granicach lub konturach,

II gr. dokł.: szczegóły terenowe o mniej wyraźnych i mniej trwałych konturach,

III gr. dokł.: pozostałe szczegóły terenowe.

Określenie położenia tych szczegółów terenowych względem najbliższych elementów poziomej osnowy geodezyjnej powinno być wykonane przy pomiarze bezpośrednim z następującymi dokładnościami:

I gr. szcz. ter. – 0,10 m II gr. szcz. ter. – 0,30 m III gr. szcz. ter – , o ile dokładność identyfikacji ich zarysów jest nie mniejsza od .

Przy pomiarze szcz. I gr. dokł. powinny być wraz z nimi mierzone elementy terenowe: drugie, niezależne położenie szczegółów,

miary czołowe (czołówki), mary przeciwprostokątnych (podpórki) miary do punktów przecięcia się linii pomiarowych z granicami działek i konturów lub ich przedłużeniami.

NIWELACJA POWIERZCHNIOWA

Rodzaje niwelacji powierzchniowej ( niwelacja tras ).

Niwelacja tras mała na celu wyznaczenie dokładnego ukształtowania terenu na obszarze długiego lecz wąskiego pasa, często jednak do różnych prac inżynierskich jak np. projektowanie nawadniania i osuszania terenów rolnych lub projektowania a następnie przeprowadzania robót ziemnych na terenach osiedlowych, sportowych i przemysłowych trzeba wyznaczyć ukształtowanie wysokościowego na obszarze o dowolnym kształcie. Działem geodezji, który zajmuje się jednoczesnym wyznaczaniem wysokości i położenia terenu nazywa się tachimetrią. Tachimetrię wykonuje się przy użyciu teodolitu lub tachimetru. Umożliwiają one prace przy dowolnym pochyleniu osi celowej, a wiec nadają się do pomiarów w każdym terenie. Niwelację powierzchniową wykonujemy za pomocą niwelacji przy poziomym kierunku celowania możemy więc ją stosować w terenach równinnych o niezbyt zróżnicowanym ukształtowaniu pionowym. Użycie niwelatora pozwala na dokładne wyznaczenie wysokości poszczególnych punktów, co ma duże znaczenie dla wielu prac inżynieryjnych. W zależności od określenia sytuacyjnego rozmieszczenia punktów niwelowanych rozróżniamy następujące sposoby niwelacji powierzchniowej:

sposób niwelacji siatkowej polegający na wytyczeniu na terenie figur (zwykle kwadratów) i zaniwelowaniu ich wierzchołków

sposób punktów rozproszonych polegający na określeniu niwelatorem wysokości charakterystycznych punktów terenu i jednakowym wyznaczeniu ich położenia sytuacyjnego metoda biegunową; do tego sposobu niwelacji należy używać niwelatora z kołem poziomym

sposób profilów polegający na założeniu w terenie sieci poligonów, które niwelujemy sposobem niwelacji podłużnej, a teren do niej przylegający, niwelacją poprzeczną

sposób kombinowany polega najczęściej na połączeniu niwelacji siatkowej i punktów rozproszonych, stosuje się go, gdy dla pewnych prac inżynierskich wygodna jest niwelacja siatkowa, lecz samo zaniwelowanie wierzchołków kwadratów nie zobrazuje dokładnie rzeźby teren; punkty nie leżące na wierzchołkach wyznacza się wówczas metoda biegunową lub ortogonalną

Pomiar rzeźby terenu metoda niwelacji powierzchniowej i tachimetrii wykonuje się zgodnie z instrukcją G-4.

NIWELACJA SIATKOWA TYCZENIE SIATKI KWADRATÓW Najpierw projektujemy i nawiązujemy do osnowy geodezyjnej tzw. Figurę podstawową obejmującą cały mierzony teren. Jest to zwykle prostokąt, którego wymiary powinny być takie, aby zawierały całkowitą liczbę figur zapełniających (oczek siatki). Jeżeli powierzchnia niwelowana jest duża (do kilkudziesięciu ha) lub ma kształt nieregularny to projektuje się kilka przyległych figur podstawowych. Figurę podstawową orientujemy zwykle równolegle do najdłuższej linii granicznej mierzonego obszaru lub do osi przechodzącej tam drogi itp. Siatka może też być zorientowana zgodnie z kierunkiem największego spadku terenu. Wierzchołki figur podstawowych należy wyznaczyć w terenie przez odłożenie w terenie kątów prostych teodolitem o dokładności odczytu niemniejszej niż 1 min. I odłożenie długości taśmą. Jednocześnie z odmierzaniem długości wyznaczamy punkty pośrednie rozmieszczone w odległościach równych długością boków figur zapełniających. Wierzchołki figur podstawowych i odmierzone punkty pośrednie utrwala się palikami wbitymi równo z ziemią i świadkami wystającymi ponad teren. Wyznaczone w ten sposób figury podstawowe nawiązujemy do istniejącej lub założonej osnowy geodezyjnej przez zrzutowanie na nią wierzchołków lub przez zastosowanie sposobu przedłużeń aż do przecięcia się z bokami pobliskich poligonów. Nawiązane takie pozwoli nanieść wytyczona siatkę na mapę. Gdy powierzchnia obiektu jest bardzo duża, wyznaczenie figur podstawowych a następnie siatki kwadratów od ram w terenie byłoby bardzo uciążliwe i niedokładne co wynika z konieczności odkładania wielu kątów prostych i tyczenia zbyt długich linii. W tym przypadku zagęszczamy najpierw na mierzonym terenie osnowę geodezyjną a następnie projektujemy na mapie figury podstawowe lub od razu duże oczka siatki kwadratów (100m x 100m) wyznaczając rachunkowo punkty przecięcia się boków poligonowych z liniami siatki. Punkty przecięcia się tych linii z ciągami obwodnicy nazywamy punktami końcowymi siatki. Tak zaprojektowaną siatkę przenosimy następnie w teren. Po wyznaczeniu w terenie figur podstawowych przystępujemy do wytyczenia wierzchołków figur zapełniających (oczek siatki), zwykle kwadratów. Długość boku figury zapełniającej zależy od zróżnicowania rzeźby terenu a także od przeznaczenia pomiaru i wynosi od 5 – . Jako zasadę przyjmuje się , aby powierzchnia terenu objęta jedną figurą mogła być uznana za płaszczyznę. Boki krótkie (5 m- ) stosuje się przy pracach mających na celu zrównanie terenu na obszarach osiedlowych, przemysłowych lub przy urządzaniu terenów zielonych w miastach. Boki 50 – stosuje się przy pomiarach łąk i torfowisk. Wierzchołki figur zapełniających można wyznaczyć jako punkty przecięcia prostych równoległych do doków figury podstawowej. Wierzchołki utrwala się palikiem i świadkiem oraz oznacza numerem. Do oznaczenia można przyjąć numerację porządkową lub system numeracji pasów i słupów. Zazwyczaj podaje się najpierw liczbę pasa a następnie słupa.

NIWELACJA SIATKI KWADRATÓW

Na mierzonym terenie lub w jego sąsiedztwie należy osadzić repery robocze w takiej liczbie, aby na obszaru przypadał co najmniej jeden reper. Jako znaki mogą służyć metalowe haki wbijane w ścianę domu lub pale drewniane, w których głowice wbito gwóźdź z wypukłą główką. Repery robocze dowiązuje się do reperów niwelacji państwowej jeżeli znajdują się w pobliżu lub wyrównuje się je jako sieć niezależną. Wysokości wierzchołków figur zapełniających wyznacza się w ten sposób, iż poszczególne stanowiska niwelatorów łączy się w ciągi niwelacyjne. Po zaniwelowaniu w pierwszej kolejności punktów wiążących ciągu niweluje się następnie bliskie wierzchołki figur zapełniających, jako punkty pośrednie przy czym długość celowej nie powinna przekraczać . Przed rozpoczęciem niwelacji należy połączyć większe figury w grupy kwadratów, które będą niwelowane z jednego stanowiska, np. dla siatki o bokach możemy utworzyć grupy złożone z 4 kwadratów, a dla siatki o bokach grupa może mieć 25 kwadratów itp. Przed przystąpieniem do niwelacji sporządzamy szczegółowy szkic siatki, wpisujemy numery wszystkich jej wierzchołków i projektujemy grupy kwadratów. Najpierw ustalamy grupy przylegające bezpośrednio do granic obiektu a następnie grupy wewnętrzne łącząc je w pary lub kolumny. Po podzieleniu całego niwelowanego obszaru obieramy na stykach grup kwadratów te wierzchołki, które będą stanowiły punkty wiążące ciągów niwelacyjnych i oznaczamy je na szkicu. W ten sposób z wierzchołków o nr 1-21 powstał ciąg zamknięty, a z pozostałych punktów wiążących ciągi nawiązane po 1 dla każdej kolumny grupy kwadratów. Jednocześnie z obieraniem punktów wiążących ustalamy również dla każdej pary przylegających do siebie grup kwadratów jeszcze drugi punkt wspólny, który będzie spełniał rolę punktu kontrolnego. Zostanie on zaniwelowany tak samo dokładnie jak punkt wiążący i wykorzystany do tzw. krzyżowej kontroli odczytu. Pozostałe wierzchołki kwadratów zostaną zaniwelowane z poszczególnych stanowisk, jako punkty pośrednie. Niwelację rozpoczynamy od grup kwadratów położonych na obwodnicy obiektu a później przechpdzimy do niwelacji kolumn lub pasów. Na każdym stanowisku wykonujemy najpierw odczyty wstecz i w przód na punkty wiążące i na punkty kontrolne. Pomiar ten powtarzamy po zmianie wysokości instrumentu. Różnica wysokości dwóch punktów (wiążącego i kontrolnego) pomierzona ze stanowiska poprzedniego powinna się równać różnicy wysokości tych samych punktów pomierzonej ze stanowiska następnego.

p₂ – p₁ = w₂ – w_{1 kontrola krzyżowa odczytów}

p₂ + w₁ = w₂ +p₁

Jeżeli warunek powyższy zostanie spełniony z dokładnością ± pomiar można uważać za wykonany prawidłowo. Na punktach wiążących i kontrolnych wykonujemy odczyty z dokładnością do , a łaty ustawiamy pionowo za pomocą libel. Pozostałe wierzchołki kwadratów niwelujemy jako punkty pośrednie, a odczyty na nich wykonujemy z dokładnością 1cm. Jako pośrednie niwelujemy dodatkowo również te punkty, które są położone w zagłębieniach lub na wzniesieniach, znajdujące się w jednym z oczek siatki. Położenie sytuacyjne tych punktów określamy przez rzutowanie ich za pomocą węgielnicy na boki odpowiednich kwadratów. Jeżeli pracę wykonujemy niwelatorem z kołem poziomym to położenie tych punktów możemy wyznaczyć metodą biegunową. Wyniki pomiarów niwelacyjnych zapisujemy w takim samym dzienniku jak do niwelacji przekrojowej. Jeżeli siatka składa się z kwadratów o bokach większych niż to pojedynczych figur nie łączymy w grupy lecz stanowiska niwelatora obieramy w środku każdego kwadratu. Ciągi niwelacyjne będą przebiegać podobnie jak [poprzednio, na każdym stanowisku niwelujemy tylko punkty wiążące i punkty kontrolne.

OBLICZENIE NIWELACJI SIATKOWEJ Tworzymy ciągi niwelacyjne do obliczenia niwelacji siatkowej łącząc w jedną całość kolejne punkty wiążące, jeżeli jednocześnie z nimi niwelujemy punkty kontrolne to otrzymane ciągi niwelujemy tylko w jednym kierunku. W przeciwnym przypadku wykonujemy niwelację w powrotnym kierunku już tylko samych punktów wiążących. Według instrukcji G-4 dopuszczalna odchyłka różnicy wysokości przy podwójnej niwelacji to ±;

L – długość ciągu w km. Do wyrównania obwodnicy i ciągów wewnętrznych stosujemy metodę punktów węzłowych. Wysokości punktów węzłowych otrzymujemy sumując wyrównane różnice wysokości, a punktu pośrednie obliczamy sposobem wysokości osi celowej i zapisujemy je w dzienniku i na mapie z dokładnością do .

NIWELACJA PUNKTÓW ROZPROSZONYCH Na terenach o bardziej urozmaiconej rzeźbie lub zabudowanych czy zarośniętych wykonuje się niwelację powierzchniową sposobem punktów rozproszonych używając do tego celu niwelatora z kołem poziomym i dalmierzem kreskowym. Podstawą takiego pomiaru jest osnowa sytuacyjno-wysokościowa. Jej punkty będą służyły jako stanowiska niwelatora, z których wykonywać się będzie pomiar poszczególnych punktów. Punktów rozproszonych nie stabilizuje się palikami, więc łaty stawia się bezpośrednio na ziemi, a odczyty na nich wykonuje się z dokładnością do . Z tego względu zasięg celowych może być zwiększony do . Ponieważ jednak równocześnie wyznaczamy też odległość poszczególnych punktów dalmierzem kreskowym (nie dotyczy dalmierza elektromagnetycznego), którego dokładność maleje ze wzrostem odległości, zasięg celowej zależy też od związku między dokładnością dalmierza a dokładnością wyrażenia zmierzonej odległości w skali sporządzanej mapy. Z tego względu maksymalna długość celowej wynosi dla skali 1:500 i dla skali 1:1000. Osnowę sytuacyjną będzie stanowiła istniejąca i odpowiednio zagęszczona sieć poligonowa lub sieć niezależna złożona z obwodnicy i ciągów wewnętrznych. Aby uzyskać dostateczną gęstość stanowisk instrumentu można wytyczyć na dłuższych bokach poligonowych punkty dodatkowe na prostej lub zakładać krótkie (max. ) ciągi wiszące. Staramy się aby odległości między stanowiskami instrumentu nie przekraczały . Jeżeli dla mierzonego terenu istnieje mapa sytuacyjna to jako stanowiska można obierać punkty, których położenie zostało na mapie dokładnie określone. Zagęszczające punkty osnowy sytuacyjnej utrwalamy palikami wbitymi równo z powierzchnią terenu i oznaczamy numerami na wbitych obok światkach. Pomiar i wyrównanie osnowy zagęszczonej prowadzimy z dokładnością przewidzianą dla ciągów sytuacyjnych w instrukcji G-4. Aby uzyskać osnowę wysokościową do pomiaru punktów rozproszonych wykonuje się niwelację stanowisk. Niwelowane stanowiska dowiązujemy do znajdujących się w pobliżu reperów wysokościowych, a następnie obliczamy i wyrównujemy. Mając przygotowaną osnowę sytuacyjno-wysokościową przystępujemy do niwelacji poszczególnych punktów terenu. Praca przebiega następująco:

jeżeli dysponujemy niwelatorem optycznym:

- po ustawieniu instrumentu na stanowisku mierzymy przy pomocy ustawionej łaty wysokość instrumentu ( i ) na zaniwelowanym paliku.

- celujemy na łatę lub tyczkę ustawioną na jednym ze stanowisk sąsiednich i wykonujemy odczyt na limbusie przez co wyznaczamy kierunek początkowy (orientację), od którego będziemy odkładać kierunki do poszczególnych punktów w terenie. Instrukcja zaleca, aby taki odczyt orientacyjny wykonać powtórnie po zakończeniu pomiaru na stanowisku.

- celujemy na łatę ustawianą kolejno na obranych charakterystycznych punktach terenu, czyli na tzw. pikietach, i dla każdej pikiety odczytujemy:

a)położenie nitki środkowej (s) oraz dwóch nitek dalmierczych (g - górnej, d - dolnej)

b)kierunek na limbusie

Odczyty nitek sprawdza się od razu ze wzoru: g + d = 2s.

Znając różnicę odczytów kreski górnej i dolnej l=g-d , obliczamy odległość D=k*l+c , gdzie: k –stała mnożna, c – stała dodawania dalmierza.

Wszystkie pomierzone punkty nanosi się na szkic polowy. W przypadku posługiwania się niwelatorem elektronicznym odczytujemy od razu odległość i kąt poziomy. W skład zespołu wykonującego niwelację terenową sposobem punktów rozproszonych wchodzą: kierownik zespołu obierający punkty w terenie i wykonujący szkic, obserwator pracujący przy niwelatorze i wykonujący odczyty, oraz 2-3 pomiarowych ustawiających łaty na punktach wskazanych przez kierownika. Pikiety w terenie obiera się tak, aby przy najmniejszej ich liczbie najlepiej zobrazować ukształtowanie terenu. Należy więc z reguły ustawiać łatę na tzw. punktach szkieletowych, czyli na najwyższej linii grzbietu i najniższej linii doliny (ścieku), a ponad to na górnej i dolnej krawędzi zbocza na wszystkich punktach załamania spadku oraz najwyższych punktach wzniesień i najniższych punktach zagłębień. Dla łatwiejszej orientacji należy równocześnie z pomiarem prowadzić szkic polowy i zaznaczać na nim: stanowiska niwelatora, kierunki orientacji limbusa, położenie wszystkich pikiet o ich numerację, kierunki spadku terenu między pikietami oznaczone strzałką, przebieg zasadniczych linii szkieletowych, a nawet przybliżony przebieg warstwic. Co pewien czas ( np. co 10 stanowisk łaty ) należy sprawdzić numerację pikiet zaznaczonych na szkicu i wpisanych do dziennika.

Dziennik niwelacji punktów rozproszonych.

Różni się od innych dzienników niwelacyjnych tym, że zawiera kolumny do zapisywania odczytów koła poziomego oraz odczytów kresek dalmierczych i obliczenia odległości. W przypadku wykonywania prac z użyciem instrumentu elektronicznego wszystkie wyniki pomiarów można rejestrować w rejestratorze danych połączonym z instrumentem bez konieczności prowadzenia ręcznych zapisów w klasycznym dzienniku.

NIWELACJA TERENOWA SPOSOBEM PROFILI PODŁUŻNYCH I POPRZECZNYCH.

Niwelacja Przekrojów – celem niwelacji jest określenie wysokości wybranych pkt. Rozmieszczonych w obrębie wąskiego, lecz wydłużonego pasa terenu. Obejmującej obszar projektowanej budowli inż. (ulica, droga, kanał). Oś tej budowli wymierzona na grunt podczas pomiaru realizacyjnego stanowi linie profilu podłużnego a prostopadle do niej wytycza się liczne linie profili poprzecznych.

Profil terenu – jest to linia powstała jako ślad przecięcia profilu topograficznego terenu, płaszczyzną pionową przechodzącą przez wytyczona linie profilu. Do sporządzenia profilu terenu konieczna jest znajomość wysokości pkt. Charakterystycznych lini profilowej i wzajemnej odległości miedzy nimi. Pkt. Charakterystycznymi profilu są pkt. W których nastepuje widoczna zmiana spadku terenu.

Etapy niwelacji profilów terenowych:

1. Zaprojektowanie przebiegu trasy.

2. Wytyczenie osi trasy (linia profilu podłużnego)

3. Wyznaczenie na osi hektometrów i pkt środkowych, oraz pomiar odległoscitych pkt, od pkt początkowego (pikietarz trasy).

4. wytyczenie profilów poprzecznych.

5. Założenie reperów roboczych wzdłuż trasy.

6. Niwelacja przekrojów.

7. Obliczenie wys. Pkt zaniwelowanych.

8. wykreślenie profilów (w skali)

9. Zaprojektowanie niwelety.

10. Obl. Kubatury robót ziemnych.

Wyznaczanie lini profilu podłużnego Pokrywającej się z projektowaną osią budowli inż. Polega na pomiarze realizacyjnym, mającym na celu przeniesienie wykonanego na mapie projektu na powierzchnię terenu. W ramach tego pomiaru należy zapalikowaĆ pkt. Załamania osi trasy, które następnie wyokrągla się przez wytyczenie poziomych łóków kołowych i krzywych przejściowych pomiedzy odcinkami prostymi trasy i łukami. Punkty osiowe (hekto i charakter) zaznacza się w terenie na wyznaczonej osi palikami. A markowanie tych punktów odbywa się za pomoca dwóch palików pkt właściwy zaznacza się wbitym równo z ziemią obok którego uswiawia się światka (ok. 15cm).

Wytyczenie lini profilów poprzecznych Celem niwelacji pkt charakterystycznych żeby terenu na przekrojach poprzecznych jest obliczenie wielkości robót ziemnych i zaplanowanie prac związ. z wykopami i nasypami. Rozmiar pp zależy od szerokości pasa terenu w obrębie którego znajduje się przyszła budowla (20-100m). Odcinek każdego pp wychodzi prostopadle i symetrycznie w obie strony od pkt osiowego, zaznaczonego na l. profilu. Krótkie do 50m węgielnica, długi niwelator z kołem poziomym.

Niwelacja trasy Jej zadaniem jest wyznaczenia wys pkt charakterystycznej l. profilowej potrzebnej do sporządzania profilów terenowych ze względu na znaczne zagęszczenie niwelowanych pkt tylko nieliczne z pośród nich mogą być pkt wiążącymi w ciągu niwelacyjnym, spełniają je pkt chektometrowe na których +- 1mm wykonuje się odczyt „t” i „p” przy dł. Celowych do 50m. Pozostałe pkt niwelowane określa się jako pkt pośrednie i wykonuje się odczyty +- 1cm, zwane odczytami w bok. Wysokość pkt wiązących oblicza się tak samo jak w ciągach niwelacyjnych, natomiast wys pkt pośrednich wyznacza się w oparciu o wyznaczone wczesniej wys pkt wiążących. Przed niwelacją należy zaprojektować, utrwalić, pomierzyć i obliczyć osnowę pomiarową złożoną z reperó roboczych rozmieszczonych co 0.5 do 2km w pobliżu osi trasy. Do tych reperów podczas niw trasy będę obustronnie nawiązywane ciągi wysokościowe. Pkt wiążącymi przy niw trasy są przeważnie chektrometry jednak przy dużych spadkach terenu skraca się długosc celowej poniżej 50 m i dobór innych pkt wiążących. NT przeprowadza zespół w odpowiednim składzie.

Niwelacja trygonometryczna. Celem niwelacji trygonometrycznej jest wyznaczenie wysokości punktów względem przyjętego poziomu odniesienia, różnic wys. punktów oraz wys. obiektów pionowych (komin). Wielkości te określa się na podstawie pomiaru kątów pionowych „α” lub odległości zenitalnych „z” oraz odległości poziomej „d”. Zasięg niwelacji trygonometrycznej jest znacznie większy niż niw. geometrycznej, która służy do wyznaczania różnic wysokości punktów bliskich. Jeżeli odległość „d” jest niewielka to najczęściej mierzymy ją bezpośrednio np. taśmą lub stosujemy dalmierze optyczne (elektroniczne). Dla dużych odległości „d” pomiar wykonuje się poprzez założenie konstrukcji geometrycznej (np. wcięcie w przód), bądź tez oblicza się odległość „d” ze współrzędnych, jeśli są one dane. Przy mniej dokładnych pomiarach można również odległość „d” pomierzyć na mapie. Dokładność pomiarów wysokości bada się w granicach cm i zależy od wielkości elementów „α” i „d” oraz dokładności ich określenia.

Znając wysokość punktu A „H_A” oraz różnice wysokości punktów A i B „Δh_AB” możemy określić wysokość punktu B „H_B”.

Pomiar kąta pionowego wykonujemy zwykle teodolitem ustawionym na statywie nad punktem A celując nie bezpośrednio na punkt B, lecz na sygnał ustawiony nad tym punktem. Dlatego tez przy obliczaniu wysokości musimy uwzględnić wysokość instrumentu „i” , która mierzymy zwykle ruletką lub łata niwelacyjna jako odległość po miedzy pozioma osią obrotu lunety teodolitu a główna powierzchnią znaku geodezyjnego w punkcie A oraz wysokość sygnału „l”.

Powyższe wzory służą do określenia wysokości punktu B jeśli dana jest wysokość stanowiska A. Jeśli zachodzi sytuacja odwrotna tzn. dana jest wysokość punktu B lub C, zaś nieznana jest wysokość stanowiska A, wówczas szukana wielkość H_A równa jest:

Określenie wysokości obiektów (budynków, wieży, kominów, masztów itp.).

mierzony obiekt jest dostępny, zaś pomiar długości „d” nie nastręcza trudności,

Jeżeli mierzony obiekt jest dostępny i można pomierzyć jego odległość od stanowiska instrumentu wówczas postępujemy następująco: celujemy na główny punkt obiektu A mierząc kąt pionowy α₁, następnie celujemy na dolny punkt obiektu B mierząc kąt pionowy α₂. Wysokość obiektu „w” obliczamy z podanego wzoru. Uwaga: wzór ten jest słuszny zarówno dla kątów dodatnich jak i ujemnych.

mierzony obiekt jest dostępny, lecz z powodu warunków terenowych nie da się pomierzyć odległości „d”, Przy obiekcie, którego wysokość mamy określić ustawiamy pionowo łatę niwelacyjną o znanej wysokości „k”, następnie w możliwie najbliższej odległości od mierzonego obiektu ustawiamy teodolit w ten sposób aby z jego stanowiska widać było górę i dół łaty, po czym mierzymy kąty pionowe α₁ ,α₂ , α₃

mierzony obiekt jest niedostępny - Aby pomierzyć wysokość obiektu niedostępnego należy ustawić teodolit kolejno na dwóch stanowiskach S₁ i S₂ w ten sposób aby odległość „a” między nimi mogła być dokładnie bezpośrednio pomierzona. Punkty S₁ i S₂ i mierzony obiekt powinny ponadto leżeć w jednej płaszczyźnie pionowej. Na stanowisku S₁ i S₂ mierzymy kąty pionowe: α₁ , α₂ na stanowisku S₁ oraz α’₁ ,α’₂ na stanowisku S₂, celując na wierzchołek i spód obiektu. Mierzymy także odległość a = | S₁ , S₂ |.

Dwa sposoby

Uwzględnienie wpływu krzywizny Ziemi i refrakcji pomiary wysokościowe obarczone są wpływami kulistości Ziemi, co powoduje, że poziom odniesienia nie może być płaszczyzną poziomą ponieważ ze wzrostem długości celowej powoduje to duże błędy. Ponadto na skutek niejednakowej gęstości warstw powietrza promienie świetlne biegnące od punktu celu do obserwatora ulegają załamaniu czyli zakrzywieniu przebiegając po tzw. Krzywej refrakcji skierowanej wypukłością ku górze. Wpływ krzywizny Ziemi na pomiar różnicy wysokości dwóch punktów wynosi:

poprawka dh ma zawsze znak plus.

Wpływ refrakcji wyraża się wzorem:

k – współczynnik refrakcji zależny od temperatury, wilgotności i ciśnienia (średnio k=0,13 na naszych szerokościach)

Poprawka r ma zawsze znak minus. Łączna poprawka na krzywiznę Ziemi i refrakcji:

Stąd wzór na określenie wysokości punktu B obserwowanego z punktu A przyjmie postać:

II SPOSÓB Po ustawieniu na dwóch punktach A i B dwóch tej samej klasy teodolitów mierzymy jednocześnie w dwóch położeniach lunety kąty zenitalne celując na tarcze sygnałowe w wysokościach i . Następnie układamy równania typu jak poprzednio:

Dokładność określenia różnicy wysokości przy niwelacji trygonometrycznej, wynika ze stosowania wzorów i dokładności pomiarów. Wzory te:

Obliczenie średniego błędu różnicy wysokości polega na obliczeniu średniego błędu funkcji h, dla (1) wzoru będzie:

a dla wzoru (2):

Średnie błędy różnic wysokości h w centymetrach podane są w tabeli:

	1°	5°	10°	15°
500m	±1cm	1	1	1
1000m	2	3	3	3
2000m	5	5	6	6
3000m	8	8	9	10
4000m	12	12	12	13
5000m	16	16	16	18

Tachimetria była określana jako jednoczesny pomiar sytuacyjno-wysokościowy realizowany przy użyciu teodolitów wyposażonych w dalmierz kreskowy lub diagramowy. W obu przypadkach dokładność jest niska ponieważ tachimetria zwykła i diagramowa umożliwia określenie położenia punktu z błędem ±5-. Z tego powodu tak rozumiana tachimetria (nitkowa i diagramowa) może być obecnie stosowana do pomiaru rzeźby terenu i pomiarów sytuacyjnych trzeciej grupy. W miarę rozwoju technik pośredniego pomiaru odległości pojęcie tachimetrii uległo z czasem poszerzeniu obejmując jednocześnie pomiary sytuacyjne i wysokościowe wykonywane różnymi instrumentami (tachimetrami) często o dokładności znacznie przekraczającej dokładność osiąganą przy użyciu tachimetrów zwykłych lub diagramowych. Przyczyniły się do tego dalmierze dwuobrazowe umożliwiające pomiar odległości z błędem względnym 1:1700 ÷ 1:5000 a więc zbliżony do dokładności pomiaru taśmą. Tachimetria ta określana jako tachimetria o podwyższonej dokładności jest metodą pomiarową, która szczególnie zyskała na znaczeniu dzięki zastosowaniu połączonych z teodolitami dalmierzy elektro-magnetycznych, a zwłaszcza tachimetrów elektronicznych TOTAL STATION

W przestrzennym układzie współrzędnych prostokątnych położenie pewnego (dowolnego) punktu P można wyznaczyć za pomocą kąta pionowego α, poziomego β oraz odległości d′. Położenie mierzonego punktu P zwanego potocznie pikietą określają domiary biegunowe β i d, zaś wysokość H_P można wyznaczyć ze wzoru:

H_P = H_St + i + h – l h = d*tgα = d*ctgz h – przewyższenie, l – odczyt, i – wysokość instrumenty.

W przypadku gdy i = l odpowiednio wysokość punktu: H_P = H_St + h.

Tachimetria jest metodą pomiaru podobną do niwelacji punktów rozproszonych, od której różni się rodzajem instrumentów. Instrumentem tym jest tachimetr umożliwiający dowolne nachylenie lunety zamiast niwelatora z pozioma osią celową. Pozwala to na celowanie oraz określenie położenia przestrzennego dowolnie rozmieszczonych punktów charakteryzujących sytuację lub rzeźbę terenu. Zakres wykorzystywania pomiaru tachimetrycznego zależy od rodzaju i możliwości pomiarowych tachimetru, a przede wszystkim dokładności i zasięgu zainstalowanego w nim dalmierza optycznego lub elektronicznego. Przeważnie tachimetria jest stosowana do sporządzania map sytuacyjno-wysokościowych dla celów projektowych, planowania przestrzennego, inwentaryzacji sieci uzbrojenia itp.

Osnowa pomiaru tachimetrycznego:

Czynności związane z tachimetrycznym zdjęciem syt. – wys. wybranego obszaru poprzedza założenie osnowy pomiarowej składającej się z punktów o znanym położeniu przestrzennym określanym z reguły za pomocą współrzędnych prostokątnych płaskich X, Y oraz wysokości Z (h) – zapalikowac teren. Wzajemna odległość sąsiednich stanowisk musi być dobrana z uwzględnieniem dopuszczalnej długości celowej związanej z rodzajem użytego tachimetru. Dotyczy to szczególnie tachimetrii wykonywanej tachimetrami optycznymi, dla których najdłuższa celowa musi być mniejsza od . Ograniczenia te w niewielkim stopniu dotyczą tachimetrów elektronicznych gdzie maksymalna celowa dla szczegółów I grupy dokładnościowej może dochodzić do . Ze względów ekonomicznych i dokładnościowych jako punkty nawiązania i stanowiska tachimetru należy wykorzystać istniejące na danym terenie punkty poziomej i wysokościowej osnowy szczegółowej.

Pozioma osnowa pomiarowa składa się ciągów sytuacyjnych nawiązanych obustronnie do osnowy I-III. Dokłądnosc względem pkt naw mp=<0,10m. Dł ciągów do 2 km, boki od 50m do 400m stosunek nie mniejszy niż 1:4. Gdy pomiar bezpośredni to dwa razy i dl=u*pier(L) u=0.0059

L-dł, w „m”. Dalmierz elek-mag md=<0.003mm/km. Pomiar kątó wyk się w jednym poczecie instrum gwarantującym średni bład kierunku mk<=g`` (20cc).

Tachimetryczny pomiar rzeźby terenu:

Sprzęt tachimetryczny obejmuje:

• tachimetr ze statywem

• rejestrator zewnętrzny i kabel do transmisji wyników pomiarów (o ile tachimetr elektroniczny nie posiada własnej pamięci wewnętrznej)

• komplet dwóch łat z libelami okrągłymi lub pryzmatów z tarczami celowniczymi

• dwa szkicowniki (do szkicu i dziennika)

Szkic tachimetryczny: podczas sporządzania go stosujemy podobne zasady i oznaczenia jak przy szkicu niwelacji punktów rozproszonych. Szkic jest więc wykreślany na znormalizowanym formularzu i ilustruje zwykle obszar stanowiący pewną zwarta całość zamkniętą naturalnymi liniami odgraniczajacymi, takimi jak: drogi, ulice, miedze, granice działek itp. Szkic jest wykonywany w przybliżonej skali i przeważnie przedstawia teren pomierzony z jednego stanowiska tachimetrycznego. Przy małej ilości pikiet zdejmowanych z pojedynczych stanowisk szkic może obejmować kilka stanowisk tachimetrycznych.

Na zawartość szkicu tachimetryczego składają się:

1. stanowisko tachimetryczne oznaczone kółkiem i numerem oraz kierunki orientacji

2. pikiety oznaczone kropką i numerem bieżącym

3. rysunek rzeźby terenu przedstawiony przy zastosowaniu przynajmniej 1 z 3 sposób, tj. usytuowanie linii szkieletowych (grzbietowych i ściekowych), przybliżonego zarysu warstwic, strzałek (kierunków spadu) łączących sąsiednie pikiety i wyznaczających kierunek interpolacji.

4. elementy sytuacji związane z rzeźbą tj. urwiska, osuwiska, wąwozy, skarpy, budowle ziemne

itd.

1. strzałka kierunku północy

2. miary kontrolne obiektu zdjęcia sytuacyjnego

Tachimetryczne prace kameralne: Ciąg tachimetryczny tego procesu rozpoczyna się od założenia osnowy, po czym następuje pomiar tachimetryczny z rejestracją obserwacji i kodów obiektów oraz sposobu połączeń zdejmowanych punktów. Informacje te już w trakcie prac terenowych mogą być sukcesywnie transmitowane do przenośnego komputera, który za pomocą oprogramowania dokonuje ich przetworzenia, polegającego między innymi na obliczeniu X, Y, H (Z) wybranych punktów w przyjętym układzie współrzędnych i wysokości oraz edycji mapy sytuacyjno-wysokościowej pomierzonego obszaru, która dzięki elektronicznemu przekazowi danych obserwacyjnych może być w biurze automatycznie wykreślona przez ploter. Wyniki uzyskanych z pomiarów tachimetrycznych można wykorzystać do uzupełniania baz danych systemów informacji o terenie (SIT), aktualizacji operatu ewidencji gruntów i budynków, sieci uzbrojenia terenu, realizacji zadań planowania przestrzennego oraz innych celów gospodarczych i projektowych.

W ramach tradycyjnej technologii wykonywania tachimetrii prace kameralne składają się z następujących etapów:

1. obliczenie osnowy poziomej i wysokościowej, do której nawiązano punkty stanowisk

2. określenie współrzędnych i wysokości stanowisk tachimetrycznych

3. obliczenie dzienników tachimetrycznych

4. przygotowanie arkusza pierworysu mapy polegającego na naniesieniu ramki sekcyjnej, siatki kwadratów oraz osnowy szczegółowej i pomiarowej

5. naniesienie na arkusz poszczególnych pikiet i opisanie ich wysokości

6. wykreślenie sytuacji terenowej

7. interpolacja warstwic

8. wykreślenie warstwic w tuszu

9. wykonanie opisów pozaramkowych

W trakcie prac związanych z umieszczeniem warstwic na mapie zalecane jest przestrzeganie zasad:

1. przed rozpoczęciem interpolacji, wykreślamy na mapie sytuację terenową i skarpy

2. podczas interpolacji i kreślenia warstwic powstający rysunek powinien być ustawicznie konfrontowany ze szkicem polowym

3. w pierwszej kolejności warstwice interpoluje się wzdłuż linii szkieletowych, wzdłuż cieków oraz naturalnych dróg gruntowych dostosowując wypukłość lub wklęsłość warstwic do rodzaju linii

4. w terenie płaskim warstwice nie powinny mieć ostrych załamań

5. obowiązuje zasada współkształtności warstwic

6. uzgodnienie stylu warstwic na przylegających sekcjach

W terenach zainwestowanych i sztucznie ukształtowanych należy po skartowaniu wszystkich pikiet wysokościowych dokonać generalizacji polegającej na wyeliminowaniu punktów, które nie maja istotnego znaczenia dla określenia układu przestrzennego terenu. W zależności od skali przyjmujemy ciecie warstwicowe:

1: 500

1: 1 000

1: 2 000 i 1: 5 000 2,5 -

Przy nachyleniach terenu od 0^o-5^o zmniejszamy cięcia warstwicowe do 0,5 cięcia zasadniczego.

Do określenia średniego błędu wysokości warstwicy m_h wykorzystujemy wzór Hoppega:

α – kąt pochylenia terenu

a, b – współczynniki ustalone doświadczalnie

a∈(0,1; 0,3)

b∈(0,5; 3)

Kontrola dokładności rysunku rzeźby terenu polega na wykonaniu w terenie metoda niwelacji geometrycznej profilów kontrolnych i porównaniu wysokości ich punktów charakterystycznych z odpowiednikami tych punktów, ale uzyskanymi z mapy warstwicowej. Po obliczeniu różnicy ΔH pomiędzy wysokościami tych punktów z pomiarów kontrolnych i z mapy wysokościowej można obliczyć średni błąd położenia warstwicy według wzoru:

n – ilość punktów kontrolnych

Zgodnie z wymaganiami instrukcji K1 średni błąd wysokości warstwic nie może przekroczyć:

1. 1/3 cięcia warstwicowego dla terenów o nachyleniu do 2°

2. 2/3 cięcia warstwicowego dla terenów o nachyleniu od 2 do 6°

3. całości cięcia warstwicowego dla terenów o nachyleniu powyżej 6°

Wyniki kontroli rysunku rzeźby na mapie należy wpisać do jej metryki.

SPRZĘTY GEODEZYJNE Tachimetr jest przyrządem geodezyjnym umożliwiającym jednoczesny pomiar sytuacyjny i wysokościowy w wyniku którego ze stanowiska instrumentu można wyznaczyć położenie przestrzenne dowolnego punktu terenowego (pikiety). Położeni sytuacyjne pikiety określa się metodą biegunową, czyli przez pomiar kąta poziomego i odległości zredukowanej lub odległości skośnej i kąta pionowego. Wynika stąd, że każdy tachimetr musi być wyposażony w koło poziome, pionowe dalmierz. Tachimetr optyczny stanowi połączenie teodolitu z dalmierzem optycznym: zwykłym (kreskowym), diagramowym lub dwuobrazowym. Tachimertem zwykłym jest niemal każdy teodolit optyczny, ponieważ umożliwia pomiar obydwu rodzajów kątów, zaś na płytce ogniskowej w jego lunecie z reguły znajduje się dalmierz kreskowy zwanym też dalmierzem nitkowym lub dalmierzem Reichenbacha. W tachimetrach autoredukcyjnych firmy Zeiss takich jak Deltha, Kedta lub ich odpowiednikach produkowanych przez inne firmy (Wild, Kern, Opton) można od razu określić odległość poziomą, a w niektórych przypadkach także i przewyższenie. Optyczny pomiar odległości opiera się na rozwiązaniu trójkąta paralaktycznego. Rozwiązania wykorzystują dwa rodzaje konsrtukcji tego trójkąta.

a)

ε - kąt paralaktyczny

b)

Optyczne dalmierze dwuobrazowe działają w oparciu o rozwiązanie trójkąta prostokątnego z rys. b.

Tachimetry optyczne stopniowo wychodzą z użycia zastępowane przez dokładniejsze, szybsze w pomiarze i wygodniejsze w użyciu tachimetry elektroniczne. Są to albo teodolity połączone z nasadkami dalmierzami elektromagnetycznymi oraz zintegrowane tachimetry elektroniczne określane wyrażeniem Total Station. Tachimetr tego typu stanowi połączenie teodolitu elektronicznego z dalmierzem elektrooptycznym oraz rejestrator wewnętrzny służący do automatycznego rejestrowania i przetwarzania danych. Poszczególne zespoły umieszczone są we wspólnej obudowie tworząc jednolity system pomiarowo-obliczeniowy. Stosuje się również nasadki dalmiercze (dalmierz nasadkowy) nakładane na teodolit optyczny lub elektroniczny. Do najbardziej znanych w Polsce tachimetrów elektronicznych należą firmy europejskie: Leitz-Wild (Leica), szwedzki AGA Geotronics (obecna nazwa : Spectra Precisions), Carl Zeiss; oraz japońskie: Sokkia, Topcon, Nikon, Pentax.

TACHIMETRY OPTYCZNE

Tachimetry zwykłe

Siatka celownicza z kreskami dalmierczymi

Przy użyciu pionowo ustawionej łaty z podziałem centymetrowym można określić odległość

d = kl + c pomiędzy stanowiskiem instrumentu a łatą, gdzie

k – stała mnożna dalmierza kreskowego przywierająca najczęściej wartość 100

c – stała dodawania dalmierza kreskowego, najczęściej c=0 (czasem ok. )

l – długość odcinka obrazu łaty widocznego w lunecie pomiędzy kreskami dalmierczymi, zatem odcinek ten jest równy: l = g – d.

Podczas prac tachimetrycznych luneta teodolitu może być nachylona pod dowolnym kątem α (odległość zenitalną z) i wówczas dla otrzymania odległości zredukowanej do poziomu stosujemy wzór:

wys. pikiety: .

Do tachimetrii zwykle jest dziennik.

Dokładność pomiaru tachimetrami zwykłymi można ocenić przez zastosowanie prawa przenoszenia się błędów średnich według wzorów:

Tachimetry diagramowe są stosowano dla poprawienia dokładności tachimetrii i wyeliminowania z prac kameralnych konieczności obliczeń odległości zredukowanych oraz przewyższeń k w dziennikach tachimetrycznych. W tachimetrach diagramowych zastąpiono kreski dalmiercze krzywymi diagramu.

Punktem celowania jest przecięcie kreski pionowej i krzywej podstawowej (zerowej). Przebieg współkształtny z krzywą zerową posiadają dwie inne krzywe, a mianowicie krzywa odległości dla stałej k=100 (nad krzywą podstawową) oraz krzywe odległości dla stałej k=200 (pod krzywą podstawową). Krzywe wysokości mają przebieg ukośny i są opisane wartościami odpowiadającymi im stałej mnożnej: ±10, ±20, ±50, ±100. Łata stosowana do tachimetru Dehlta ma długość 4m, centymetrowy podział oraz indeks zerowy na wysokości od stopki łaty.

(Dziennik tachimetrii autoredukcyjnej - ksero)

Tachimetry optyczne z dalmierzami dwuobrazowymi.

Dalmierze optyczne dwuobrazowe realizujące trójkąt paralaktyczny realizowane przez instrumenty Zeiss Jena: Redta 002 oraz BRT 006 wg trójkąta paralaktycznego (tego prostszego). Realizacja prostokątnego trójkąta paralaktycznego w tachimetrze Redta następuje dzięki przesłonięciu połowy pola widzenia lunety przez klin optyczny znajdujący się przed obiektywem.

Rys.2

O - obraz bez klina

O’- obraz z zastosowaniem klina

Powoduje on przesunięcie wiązki promieni świetlnych względem drugiej wiązki promieni pomijających klin, które wpadają do wnętrza lunety przez nie przesłoniętą część obiektywu. Dzięki temu obserwator widzi w lunecie jednocześnie dwa obrazy.

Działanie dalmierza elektromagnetycznego opiera się na wyznaczeniu czasu t, podczas którego sygnał pomiarowy przenoszony za pomocą fali elektromagnetycznej przebywa mierzona odległość D w kierunku tam i z powrotem. Większość dalmierzy geodezyjnych stanowią dalmierze fazowe, których nadajnik wysyła ciągłą sinusoidalna falę elektromagnetyczna, zaś pomiar czasu t odbywa się w sposób pośredni na zasadzie wyznaczenia tzw. przesunięcia czasowego (różnica faz: fazy emitowanej z nadajnika i fazy fali powracającej do odbiornika po jej odbiciu (retransmisji) przez

reflektor zwrotny. W dalmierzach elektrooptycznych (świetlnych) nośnikiem sygnałów pomiarowych są fale elektromagnetyczne z zakresu światła widzialnego lub podczerwieni, zbliżonej długości fal do światła. Pomiar odległości dalmierzem elektrooptycznym polega na wysyłaniu zmodulowanej fali świetlnej przez nadajnik N ustawionym w punkcie początkowym mierzonej odległości w

kierunku jej punktu końcowego, na którym jest reflektor zwrotny odbijający falę, zaś ta kieruje się ponownie do punktu początkowego, gdzie jest przyjmowana przez odbiornik 0 umieszczony w tym samym instrumencie co nadajnik.

W tachimetrach elektronicznych produkowanych współcześnie procedura związana z określeniem odległości i połączeniem wszystkich liczb potrzebnych do zestawienia wyników pomiarów odległości i kątów jest realizowana automatycznie przez mikrokomputer instrumentu, zaś po wycelowaniu na reflektor i naciśnięciu odpowiedniego przycisku klawiatury, na wyświetlaczu ukazuje się końcowy rezultat pomiaru zależny od nastawionego wcześniej szablonu wyświetlania wyników w postaci zespołów odczytów obejmujących: kąt pionowy, kąt poziomy, długość skośna (rzeczywista), odległość zredukowana, przewyższenie lub współrzędne pikiety. Niezbędnym wyposażeniem dalmierza elektromagnetycznego jest reflektor zwrotny R, umieszczony na końcu pomierzonego boku i zaopatrzony w element kierujący sygnał pomiarowy z powrotem do dalmierza. W zależności od długości mierzonego odcinka, najczęściej wykorzystuje się reflektory złożone z 1, 3 lub 9 pryzmatów. Najnowsza generacja tachimetrów elektronicznych to instrumenty wyposażone w dalmierz, który na określonym dystansie (przeważnie do ok. 200m.) może dokonać pomiaru odległości poprzez odbicie fali pomiarowej od dowolnej powierzchni (np. ściany budynku)- nie wymaga więc ustawienia pryzmatu w punkcie celu. Pomiar bez lustra pozwala więc na zdejmowanie punktów niedostępnych, zaś jego zasięg zależy od właściwości dalmierza i od struktury oraz jasności powierzchni odbijającej sygnał. Prędkość rozchodzenia się fal elektromagnetycznych w atmosferze, decydująca o prawidłowości określenia czasu t nie jest stała, lecz zależy od długości λ fali nośnej sygnału i stanowi funkcję temperatury, ciśnienia i wilgotności powietrza. Podczas pracy mierzymy parametry meteorologiczne, a w szczególności temperaturę powietrza i ciśnienie. Na tej podstawie wprowadzamy poprawkę K_a obliczoną z odpowiednich wzorów lub nomogramów zamieszczonych w instrukcji obsługi instrumentu. W zależności od zestawienia podstawowych elementów tachimetru, a szczególnie od sposobu połączenia teodolitu z dalmierzem elektrooptycznym rozróżniamy: tachimetry elektroniczne modularne i zintegrowane. Modularny stanowi przyrząd złożony z dwóch podstawowych modułów (nasadki dalmierczej i teodolitu optycznego lub elektronicznego), łatwy do połączenia, a następnie w razie potrzeby do rozdzielania. Dodatkowe zespół ten można wyposażyć w port do łączenia zestawu z komputerem lub rejestratorem zewnętrznym dokonującym elektronicznego zapisu wyników pomiaru. Nasadka może być zamontowana na lunecie teodolitu lub na jej wspornikach albo pracować samodzielnie jako dalmierz- nie stanowią wtedy tachimetru. Tachimetr zintegrowany jest połączeniem części kątomierczej i dalmierczej zmontowanych fabrycznie. Tachimetr ten składa się z: teodolitu elektronicznego, dalmierza elektrooptycznego, klawiatury numerycznej lub α-numerycznej, rejestratora oraz mikroprocesora tworzących razem we wspólnej obudowie jednolity system pomiarowy. Mikroprocesor, sterujący pracą instrumentu, rozwiązuje zagadnienie wieloznaczności elektromagnetycznego pomiaru odległości, dokonuje obliczeń poprawek na nachylenie, poziom morza, atmosferycznych, instrumentalnych oraz na krzywiznę Ziemi i refrakcję do wyników pomiarów kątów i odległości, które są wyświetlane na ekranie wyświetlacza ciekłokrystalicznego.

PODZIAŁ MAP, podstawy matematyczne. Mapa jest jednym z najdogodniejszych źródeł badania powierzchni Ziemi , bo umożliwia jednoczesny przegląd przestrzennego rozmieszczenia przedmiotów i zjawisk dowolnego wycinka jej obszaru. Stanowi podstawę do wszelkiego rodzaju planowania, organizacji i przedstawienia wyników gospodarki narodowej (rolnej, leśnej, budowlanej, komunikacyjnej, przemysłowej), a także do badań naukowych oraz działalności społecznej i kulturalnej. Klasyfikacja map: Przyjmując treść jako główną cechę klasyfikacji map, dzielimy je na: ogólno-geograficzne jej treścią są wszystkie główne elementy krajobrazu powierzchni Ziemi jak hydrografia, rzeźba terenu, osiedla, drogi, lasy, użytki rolne.

tematyczne jej treścią jest jeden lub kilka wybranych elementów treści mapy ogólno-geograficznej bądź określone zagadnienia, zjawiska i procesy społeczno-gospodarcze lub przyrodnicze.

Zależnie od skali dzielą się na:

- mapy topograficzne wielkoskalowe (w skalach do 1: 10 000 włącznie),

- mapy topograficzne średnioskalowe (w skalach od 1: 10 000 do 1: 50 000),

- mapy topograficzne małoskalowe (w skalach od 1: 50 000 do 1: 500 000).

Mapy topograficzne wielkoskalowe są wynikiem bezpośrednich pomiarów w terenie. Prawie wszystkie szczegóły terenowe są przedstawione w skali zgodnie ze swymi wymiarami terenowymi.

Mapy topograficzne średnio i małoskalowe są pochodnymi od map uprzednio wymienionych. Otrzymuje się je w drodze generalizacji map topograficznych wielkoskalowych.

Ogólna klasyfikacja map (dla celów gospodarczych):

mapy geograficzne:

a) ogólnogeograficzne b) mapy tematyczne

-małoskalowe - społeczno-gospodarcze

-średnioskalowe - przyrodnicze

-wielkoskalowe

Podstawy matematyczne map:

Mapy topograficzne wielko- i średnioskalowe opracowuje się w państwowym układzie współrzędnych „1965”. Układ ten nie jest układem jednolitym. Podstawa matematycznego opracowania map jest:

- układ współrzędnych prostokątnych płaskich w odwzorowaniu płaszczyznowym ukośnym wiernokątnym, przyjętym dla czterech fragmentów Polski. Są tzw. 4 strefy odwzorowawcze:

I strefa pierwsza (płd. – wsch. część Polski)

II strefa druga (płn. – wsch. część Polski)

III strefa trzecia (płn. - zach. część Polski)

IV strefa czwarta (płd. - zach. część Polski)

- układ współrzędnych prostokątnych płaskich w odwzorowaniu Gaussa- Krügera przyjęty dla jednego fragmentu kraju obejmującego strefę częstochowsko - katowicką. Jest to tzw. piąta strefa odwzorowawcza.

Każda strefa odwzorowawcza ma własny początek układu współrzędnych. W czterech strefach zniekształcenia rozkładają się wzdłuż okręgów koncentrycznych do punktu głównego i mają wartości dodatnie i ujemne od 0 do na . W piątej strefie odwzorowawczej zniekształcenia zerowe występują wzdłuż dwóch południków. Między tymi południkami zniekształcenia przyjmują wartości ujemne, na zewnątrz dodatnie.

W każdej strefie definiuje się współrzędne prostokątne (X,Y) i główne linie siatki współrzędnych w odstępach: Δx=40 km i Δy=64 km, które dzielą każdą strefę na tzw. sekcje podziałowe. Sekcje podziałowe znajdujące się w jednym poziomie tworzą pasy, a w jednym pionie- słupy.

Pasy i słupy są oznaczone kolejnymi cyframi 0-9 (przy czym numeracja odbywa się z północy na południe i z zachodu na wschód). Każda sekcja pomiarowa ma oznaczenie 3-cyfrowe (nr: strefy, pasa, słupa).

Sekcja map topograficznych w skalach 1: 50 000, 1: 25 000, 1: 10 000 i 1: 5 000 powstają w wyniku czterostopniowego kolejnego podziału sekcji podziałowej na cztery części.

SEKCJA PODZIAŁOWA Godła map topograficznych składają się z godła sekcji podziałowej np. 343 (oznaczona sekcja znajduje się w 3 strefie, na przecięciu 4 pasa i 3 słupa), za którym po kropce umieszcza się grupy trzycyfrowych liczb oznaczających numery arkusza map w odpowiednich skalach. Pełne godła arkuszy map topograficznych wielko- i średnioskalowych na przykładzie sekcji podzielonych 343 podaje tabela.

Mapa zasadnicza: jest to źródłowe opracowanie kartograficzne zawierające informacje o przestrzennym rozmieszczeniu obiektów ogólnogeograficznych oraz elementów ewidencji gruntów i uzbrojenia terenu.

Podstawa podziału na sekcje mapy zasadniczej w skalach 1: 5 000, 1: 2 000, 1: 1 000, 1: 500 jest sekcja wielkoskalowa mapy topograficznej w skali 1: 10 000. Sekcja podziałowa mapy w skali 1: 10 000 dzieli się na: 4 sekcje mapy zasadniczej w skali 1: 5 000, 25 sekcji mapy zasadniczej w skali 1: 2 000, 100 sekcji mapy zasadniczej w skali 1: 1 000, 400 sekcji mapy zasadniczej w skali 1: 500. Rozmiary sekcji i zasięg terytorialny dla odpowiednich skal mapy zasadniczej przedstawia tabela 3,3 na rys. 9b.

Godło arkusza map zasadniczych tworzy się przez dodanie do godła mapy topograficznej w skali 1: 10 000 kolejnych numerów odpowiednich arkuszy mapy zasadniczej w danej skali wynikających z ustalonego podziału.

1: 50 000 343.2

1: 25 000 343.23

1: 10 000 343.231

1: 5 000 343.231.4

1: 2 000 343.231.18

1: 1 000 343.231.182

1: 500 343.231.182.3

SKALA MAPY ZASADNICZEJ Mapę zasadniczą sporządza się w skalach: 1: 500, 1: 1 000, 1: 2 000, 1: 5 000 na określonym obszarze prowadzona jest jedna mapa zasadnicza w odpowiednio dobranej skali. Skalę mapy dobiera się w zależności od:

- stopnia zagęszczenia terenu (szczegółowymi sytuacjami ogólnymi stanowiącymi treść mapy),

- stopnia zinwentaryzowania terenu w uzbrojenie podziemne,

- planowanych inwestycji.

Mapy zasadnicze zakłada się w skalach 1: 500 (tereny śródmiejskie o dużym stopniu zurbanizowania), 1: 1 000 (tereny małych miast, tereny peryferyjne dużych miast, aglomeracje miejskie i przemysłowe oraz tereny osiedlowe, wsie będące siedzibami gmin), 1: 2 000 (powstałe, zwarte tereny osiedlowe, wiejskie obszary rolne i leśne na terenach miast), 1: 5 000 (tereny o rozproszonej zabudowie wiejskiej, grunty rolne i leśne na obszarach gminnych. Obszar terenu opracowywany w danej skali ustala się po granicach naturalnych lub granicach władania).

TREŚĆ MAPY ZASADNICZEJ

- punkty osnowy geodezyjnej poziomej i wysokościowej

-granice państwa, podziału administracyjnego, obrębów ewidencyjnych, działek oraz użytków rolnych

- ogrodzenia trwałe

- budowle i budynki

- urządzenia techniczne nadziemnego i podziemnego uzbrojenia terenu

- drogi, koleje, urządzenia towarzyszące

- rzeźba terenu, sztucznie ukształtowane formy terenu

- rodzaje użytków gruntowych i pokrycie szatą roślinną

- tereny rekreacji i sportu

- pomniki, cmentarze, figury przydrożne

- opisy informacyjne związane z treścią mapy

- kontury klasyfikacji gruntów i ich oznaczenia oraz numery działek zgodnie z operatem ewidencji gruntów.

PIERWORYSU MAPY ZASADNICZEJ

Dokładność graficzna pierworysu mapy zależy od:

- dokładności pomiarów poszczególnych grup szczegółów sytuacyjnych stanowiących treść mapy

- skali mapy.

Przyjmuje się że:

- błąd kartowania osnowy na pierworysie mapy zasadniczej nie maże przekroczyć

- średni błąd położenia punktów sytuacyjnych I grupy dokładnościowej nie może przekroczyć w skali mapy względem najbliższych punktów osnowy geodezyjnej

- średni błąd położenia punktów pozostałych elementów treści mapy nie może przekroczyć .

METRYKA MAPY ZASADNICZEJ

Każdy arkusz mapy zasadniczej powinien mieć założoną metrykę, która jest podstawowym dokumentem obrazującym przebieg opracowania danego arkusza. Celem metryki mapy jest podanie informacji źródłowych o cechach założonej mapy oraz stopniu jej aktualizacji. Metryka mapy powinna zawierać dane;

- tytuł, godło arkusza, skalę, numer ewidencyjny

- układ współrzędnych, poziom odniesienia

- metody opracowania mapy

- data założenia mapy

- określenie obszaru opracowania

- wykonawcę mapy

- wpisy dotyczące aktualizacji mapy

NAKŁADKI TEMATYCZNE Mapa zasadnicza zawiera podstawy zbioru informacji o terenie, na który składają się podzbiory przedstawiające informacje dotyczące np. sytuacji, rzeźby, ewidencji gruntów lub uzbrojenia terenu. W związku z tym dla obszarów o dużym stopniu zainwestowania i znacznej częstotliwości zachodzących zmian zaleca się prowadzić mapę zasadniczą w systemie odpowiednio dobranych nakładek tematycznych, oznaczonych następująco;

19. nakładka sytuacji powierzchniowej

W- nakładka rzeźby terenu

5. nakładka elementów ewidencji gruntów

U- nakładka uzbrojenia podziemnego terenu

7. nakładka osnowy geodezyjnej

R- nakładka realizacyjna

6. nakładka fotomapy

T- nakładka specjalna

Nakładką tematyczną mapy zasadniczej (zbioru podstawowego) jest graficzny obraz jednego lub kilku podzbiorów przedstawiony na oddzielnym arkuszu folii kreślarskiej, zamkniętych w tych samych ramkach sekcyjnych co arkusz mapy.

Mapa ewidencyjna w swej treści zawiera;

- punkty i numery osnowy geodezyjnej

- granice podziałów administracyjnych wraz z opisem

- granice i opisy działek

- granice i oznaczenia użytków gruntowych i klas bonitacyjnych

- niektóre punkty graniczne

- ważniejsze budowle i budynki (z numerami i symbolami)

• urządzenia infrastruktury technicznej.

OPRACOWANIE Mapy topograficzne dla celów gospodarczych opracowuje się w skalach 1: 10 000, 1: 25 000, 1: 50 000, 1: 100 000, 1: 200 000, 1; 500 000 dla obszaru całego kraju oraz w skali 1: 5 000 dla obszaru wielkich miast lub innych stref intensywnie zagospodarowanych. Mapy topograficzne są mapami ogólnogeograficznymi o treści dostosowanej do potrzeb gospodarczych.

Mapy topograficzne przeznaczone są do:

• wykonywania pomiarów i obliczeń geodezyjno - kartograficznych,

• wykorzystania jako materiał podkładowy w pracach geodezyjnych do opracowywania projektów osnów geodezyjnych,

• sporządzania planów zagospodarowania przestrzennego i ich realizacji,

• studiów nad terenem,

• jako materiał podkładowy do opracowywania map tematycznych,

• do rozwiązywania problemów naukowo-badawczych.

Na mapach topograficznych przedstawia się:

• elementy osnowy matematycznej i geodezyjnej,

• osiedla,

• obiekty przemysłowe, rolnicze i socjalno-kulturalne,

• koleje, drogi i urządzenia z nimi związane,

• wody i urządzenia z nimi związane,

• roślinność, uprawy i grunty,

• granice,

• rzeźbę terenu.

Dokładność przedstawiania przedmiotów sytuacyjnych na mapach topograficznych powinna odpowiadać następującym warunkom:

1. średnie błędy położenia punktów poziomej osnowy geodezyjnej naniesionych na mapę nie mogą przekraczać

2. dokładność położenia szczegółów sytuacyjnych I grupy dokładnościowej w odniesieniu do najbliższych punktów osnowy nie powinna przekraczać , a w terenach górzystych i o zwartym zalesieniu 0,75mm

3. dokładność położenia pozostałych punktów sytuacyjnych nie może przekraczać .

MAPY TEMATYCZNE Mapy tematyczne są opracowaniami kartograficznymi eksponującymi 1 lub kilka wybranych elementów, treści ogólnogeograficznej bądź określone zagadnienia społeczno-gospodarcze lub przyrodnicze. Mapy te stanowią zbiory map w skalach od 1: 250 do 1: 500 000.

Mapy tematyczne ze względu na treść dzielą się na dwa zespoły:

1. mapy społeczno – gospodarcze zawierające informacje ilustrujące określone zagadnienia z zakresu zjawisk gospodarczych i struktury zagospodarowania terenu oraz zagadnienia i zjawiska społeczne,

2. mapy przyrodnicze – zawierają informacje ilustrujące zasoby naturalne, zjawiska fizjograficzne i wzajemne powiązania występujące między poszczególnymi elementami środowiska przyrodniczego.

Zespoły map społeczno-gospodarczych dzieli się na dwie grupy:

1. mapy gospodarcze przedstawiają jakościowe i ilościowe zagospodarowanie terenu,

2. mapy społeczne ilustrują zjawiska i stosunki demograficzne.

Zespoły map przyrodniczych dzieli się na dwie grupy:

1. mapy fizjologiczne – obrazują rzeźbę terenu, budowę geodezyjną, wody, gleby, klimat, szatę roślinną i inne procesy zachodzące w środowisku przyrodniczym,

2. mapy sozologiczne – obrazują jakościowo i ilościowo zróżnicowane zaburzenie, zniszczenie i skażenie środowiska, dynamikę ujemnych zmian oraz stan zasobów środowiska i ochronę jego naturalnych wartości.

Rys.10

NOWE TECHNOLOGIE SPORZADZANIA MAP

Wprowadzenie techniki komputerowej do procesów sporządzania map wyeliminowało potrzebę tradycyjnego opracowywania pierworysu. Powstanie nowych instrumentów i przyrządów pomiarowych, obliczeniowych i kreślących o automatycznym działaniu umożliwiło wprowadzenie numerycznych metod i technologii, które pozwalają na uzyskanie mapy numerycznej

Podstawa jej opracowania jest baza danych utworzona ze zbioru współrzędnych punktów osnowy geodezyjnej oraz punktów granicznych obiektów powierzchniowych będących treścią mapy. w procesie opracowywania mapy wykorzystane są różnorodne informacje źródłowe występujące w postaci α-numerycznej lub graficznej. Są to dane z pomiarów bezpośrednich, fotogrametrycznych, dane uzyskane droga digitalizacji i istniejących map i zawarte w dokumentacji opracowań geodezyjnych.

Mapą numeryczna nazywa się zbiór danych numerycznych, który po zastosowaniu ściśle określonych algorytmów i odpowiednich środków technicznych może być przetworzony do graficznej postaci mapy określonego obszaru .

Mapa numeryczna ma szereg zalet , a mianowicie :

• łatwość aktualizacji wybranych elementów treści mapy oraz wprowadzanie nowych informacji bez niszczenia innych

• możliwość zautomatyzowanego kreślenia map w różnych skalach , o różnej treści oraz dla różnych obszarów

• możliwość wykorzystania zapisanych numerycznie informacji w procesach przetwarzania komputerowego , np. dla planowania przestrzennego , projektowania inżynieryjnego , ewidencji gruntów itp.

Przy tworzeniu mapy numerycznej wykorzystuje się nowoczesne techniki pozyskiwania danych tj. :

• pomiary terenowe z rejestracją polową w nośnikach numerycznych

• autogrametryczne opracowanie zdjęć lotniczych i satelitarnych wspomagane komputerami

• digitalizację istniejących zdjęć

• inne bazy danych .

Kolejnym etapem zautomatyzowanego opracowania mapy jest wspomagana komputerowo redakcja techniczna i numeryczna mapy . Ostatnim procesem technologii jest automatyczne kreślenie czystorysów na podstawie numerycznej postaci mapy za pomocą precyzyjnych ploterów , czyli automatów kreślących .

Pełne wykorzystanie możliwości , nowoczesnej techniki następuje w momencie zastosowania ciągłej linii technologicznej łączącej prace terenowe i kameralne w jedną całość . Prowadzi to do powstania zintegrowanych systemów umożliwiających prawie pełną automatyzację prac geodezyjnych .

Pomiary uzupełniające i aktualizacja map.

„Pomiar uzupełniający jest to zespół czynności technicznych pozwalających na dostosowanie dokumentów geodezyjno-kartograficznych do ich zgodności z terenem w zakresie ustalonej dla nich treści.” – instrukcja G-4 rozdział I paragraf 2.

Pomiary te mogą dotyczyć zarówno sytuacyjnych jak i wysokościowych elementów treści mapy, w związku z czym pomiary uzupełniające dzielimy na sytuacyjne i wysokościowe. Potrzeba wykonywania pomiarów uzupełniających wynika z konieczności aktualizowania istniejących map, a w szczególności mapy zasadniczej. Inną przyczyną wykonywania tych pomiarów jest przystosowanie posiadanych map do konkretnych celów gospodarczych. W związku z wykonywaniem map w oparciu o zdjęcia lotnicze zachodzi także konieczność domierzania tych elementów, które nie odfotografowały się na zdjęciu lub zostały odwzorowane z niewystarczającą dokładnością, np. granice własności, elementy uzbrojenia terenu itp. Pomiary związane z uczytelnianiem i uzupełnianiem treści zdjęć lotniczych zaliczamy również do pomiarów uzupełniających. Zasady aktualizacji podają wytyczne techniczne K-1.2 („Mapa zasadnicza- aktualizacja i modernizacja”). Uzupełniające pomiary dla potrzeb studialnych i projektowych reguluje instrukcja G-3 („Geodezyjna obsługa inwestycji”). Aktualizacja polega na pomierzeniu w terenie i naniesieniu na pierworys tych elementów, które składają się na treść danej mapy, a których nie zawiera mapa pierwotna.

Rozróżniamy aktualizację okresową wykonywaną w określonych odstępach czasu i aktualizację bieżącą w ramach której wprowadza się na mapę elementy treści tuż po ich powstaniu. Aktualizację okresową obejmującą wszystkie elementy treści mapy zasadniczej wykonuje się w oparciu o wyniki pomiarów uzupełniających i istniejącą dokumentację geodezyjno - kartograficzną i branżową.

Aktualizację bieżącą prowadzi się w oparciu o pomiary inwentaryzacyjne nowo powstałych obiektów budowlanych tzw. inwentaryzacja powykonawcza.

Aktualizacja okresowa uzupełnia wyniki aktualizacji bieżącej ujawniając zmiany nie wykryte podczas tej ostatniej czyli bieżącej. W procesie aktualizacji bieżącej mapy zasadniczej prowadzona jest tzw. mapa dyżurna będąca kopią mapy, na której rejestrowane są zmiany elementów treści. Szczegółowe zasady prowadzenia mapy dyżurnej podają wytyczne techniczne K-1.2.

UZUPEŁNIAJĄCE POMIARY SYTUACYJNE.

Zadaniem uzupełniających pomiarów sytuacyjnych jest dostosowanie map i innych dokumentów geodezyjno-kartograficznych do ich zgodności z terenem w zakresie sytuacyjnych szczegółów terenowych. Pomiary te wykonywane są najczęściej podczas aktualizowania mapy zasadniczej i map topograficznych, uczytelnienia zdjęć lotniczych lub dla przystosowywania map do określonych celów . Osnowę pomiarową dla sytuacyjnych pomiarów uzupełniających zakłada się w taki sposób , aby możliwe było zdjęcie wszystkich szczegółów potrzebnych do uzupełnienia map lub dokumentów . Zalecaną w instrukcji G-4 metodą zdjęcia jest pomiar biegunowy z pośrednim określeniem odległości . W szczególności do zagęszczenia osnowy stosuje się następujące konstrukcje lub metody :

• ciągi sytuacyjne

• wcięcia kątowe , liniowe lub kombinowane

• linie pomiarowe

• aerotriangulację – najczęściej sieci modularne

• kombinacje wymienionych wyżej sposobów pomiarów

Niezależnie od skali mapy zasadniczej błąd położenia wyznaczonych punktów osnowy pomiarowej nie powinien przekraczać . Zasady pomiaru tej osnowy i wymagane efekty dokładnościowe zawiera instrukcja G-4 . Osnowa pomiarowa powinna być nawiązana do punktu sieci poziomej minimum III klasy . Na bokach sieci osnowy szczegółowej można zakładać punkty posiłkowe stanowiące początek lub koniec ciągu sytuacyjnego lub linii pomiarowej . Po pomierzeniu osnowy , na której będzie oparty pomiar uzupełniający należy sporządzić jej szkic oraz wykazy miar i współrzędnych . W trakcie wykonywania pomiarów uzupełniających wymagane jest przestrzeganie zasad przewidzianych dla nowych pomiarów w instrukcji G-4 . Szkice polowe pomiarów uzupełniających sporządza się na odrębnych formularzach lub odbitkach szkiców pierwotnych , w kopiach mapy zasadniczej lub odbitkach zdjęć lotniczych . Rysunek nowych elementów treści mapy przedstawia się na tych szkicach kolorem czerwonym . Dotyczy to zarówno domierzanych szczegółów jak i nowych punktów osnowy pomiarowej , a także ich numerów i nowych linii konstrukcyjnych ( linii pomiarowych , przedłużeń , linii domiarów ) . Na czerwono podaje się także miary do nowych elementów i numerację pikiet na tych elementach . Również tym samym kolorem skreśla się na odbitkach elementy aktualnie nie istniejące w terenie . Nowe szkice wykonuje się w całości kolorem czarnym , choć dopuszcza się także wykonanie ich na czerwono . Uzupełniające pomiary sytuacyjne mogą być wykonywane również metodami fotogrametrycznymi ( wytyczne techniczne K-1.2 ) .

UZUPEŁNIAJĄCE POMIARY WYSOKOŚCIOWE

Wysokościowy pomiar uzupełniający jest to zespół czynności technicznych , którego celem jest dostosowanie dokumentów geodezyjno – kartograficznych do ich zgodności z terenem w zakresie ukształtowania terenu oraz określenia wysokości tych elementów , które powstały w terenie po założeniu mapy zasadniczej a zgodnie z wymogami instrukcji K-1 powinny być określone wysokościowo . Przyczynami zmian ukształtowania pionowego terenu mogą być siły przyrody ( np. erozja rzeczna ) lub działalność człowieka polegająca na formowaniu powierzchni Ziemi podczas działalności inwestycyjnej oraz w rejonach szkód górniczych . Wysokościowe pomiary uzupełniające mogą być również wykonywane w celu zaktualizowania sporządzonej wcześniej dokumentacji technicznej lub projektowej . Omawiane pomiary wykonuje się z reguły metodami bezpośrednimi przeważnie za pomocą punktów rozproszonych . W uzasadnionych przypadkach dla większych obszarów można wykorzystywać metody fotogrametryczne .

Wymogi dokładności dotyczące wysokości charakterystycznych punktów terenowych względem punktów wysokościowej osnowy geodezyjnej wynoszą :

• – dla elementów naziemnych uzbrojenia terenu

• – dla budowli i urządzeń technicznych o konstrukcji trwałej

• – dla budowli i urządzeń technicznych ziemnych i podziemnych zakrytych

Średni błąd określenia wysokości charakterystycznych punktów rzeźby terenu nie powinien przekraczać wielkości

cięcia warstwicowego przewidywanego dla danej mapy

Pomiar uzupełniający musi być nawiązany do istniejącej osnowy wysokościowej, a w przypadku braku blisko położonych punktów pomiar ten wykonuje się w oparciu o zagęszczenie osnowy wysokościowej zgodnie z G-4. Podczas zagęszczania osnowy nie należy odtwarzać zniszczonych znaków, lecz założyć nowe w odpowiednio dobranych miejscach. Technika i dokładność dokonania wysokościowego pomiaru uzupełniającego są analogiczne jak przy wykonywaniu nowych pomiarów (G-4, część III).

Rejestrację wyników prowadzi się na szkicach i dziennikach polowych sporządzonych na odpowiednich formularzach. Szkice mogą być także prowadzone na odbitkach aktualnych map zasadniczych lub zdjęć lotniczych.

MODERNIZACJA MAPY ZASADNICZEJ W ZAKRESIE RZEŹBY TERENU.

Modernizacja polega na doprowadzeniu dotychczasowej treści i formy istniejącej mapy zasadniczej do treści i formy zgodnej z aktualnymi przepisami. W zakres modernizacji mapy wchodzi także jej aktualizacja, która ma na celu doprowadzenie modernizowanej mapy do zgodności z terenem. Przy modernizacji potrzeba wprowadzania zmian elementów wysokościowych treści mapy może wynikać z następujących przyczyn:

1. Przyjęty układ wysokości jest inny niż obowiązujący.

2. Na istniejącej mapie zastosowano odmienne cięcie warstwicowe niż to przewiduje instrukcja

K-1.

W pierwszym przypadku konieczne jest przeliczenie wysokości na obowiązujący układ państwowy, w drugim ponowna interpolacja i wykreślenie warstwic. W przypadku modernizacji mapy zasadniczej w skalach 1: 500, 1: 1 000, gdy treść mapy dotychczasowej nie obejmuje rzeźby terenu i nie istnieją żadne materiały kartograficzne lub geodezyjne, z których można byłoby wnieść te elementy na pierworys z dokładnością wymaganą w K-1 należy wykonać nowy pomiar wysokościowy i na jego podstawie opracować na pierworysie mapy elementy wysokościowe.

W przypadku modernizacji mapy zasadniczej terenów rolnych i leśnych w skalach 1: 2 000, 1: 5 000 dopuszcza się opracowanie rzeźby na podstawie map topograficznych. Jeśli mapa dotychczasowa wykonana jest w państwowym układzie współrzędnych, wysokości w kroju sekcyjnym zgodnym z instrukcjami , wówczas należy dla niej założyć metrykę mapy wg zasad podanych w wytycznych technicznych K-1.2.

KĄTOWE WCIĘCIE W PRZÓD

Polega na określeniu współrz pktu wcinanego P na podstawie kątów poz.: α i β pomierzonych w trójkącie ABP z pktów: A, B o znanych współrz. Odcinek AB nazywa się bazą wcięcia, zaś celowe zew. wychodzące z pktów znanych do pktu szukanego noszą nazwę celowych (kierunków) w przód, od czego wywodzi się nazwa tego wcięcia.

Kontrola: dwukrotne określenie trzeciego kąta trójkata: 180 – (α +β); na podstawie współrz. Pktów: A B P. oba wyniki powinny być ze soba zgodne

WCIĘCIE LINIOWE

Polega na określeniu współrz pktu wcinanego P, będącego wierzchołkiem trójkąta ABP, na podstawie pomierzonych długości jego boków: d_AP=b i d_BP=a oraz współrz pktów A, B, wyznaczających bazę wcięcia. Wcięcie to można łatwo przekształcić we wcięcie kątowe, obliczając kąty wierzchołkowe trójkąta ABP na podstawie TW.Carnota

Wielkości Ca, Cb, Cc to karnotiany, a ich suma jest równa sumie kwadratów boków trójkąta.

Obliczamy m.in. met. Hausbrandta

Czynności rachunkowe:

Obl boku c=AB ze współrz,

Obl karnotianów,

Obliczenie 4P,

Zestawienie formy rachunkowej i obl współrz pktu P,

Dokonanie kontroli poprzez obliczenie ze współrz pktów: A, B, P długości boków wcinających: a,b

WCIĘCIE WSTECZ

Pojedyncze Wc Wst polega na określ współrz pktu wcinanego P na podstawie pomierzonych na nim kątów: α i β do trzech punktów A, B, C o znanych współrz. Zadanie to ma tylko jedno rozwiązanie, ponieważ dla określenia dwóch niewiadomych X_P i Y_P niezbędny jest pomiar dwóch kątów. Nazwa wcięcia pochodzi od celowych, które łączą pkt szukany z punktami znanymi, nosząc nazwę celowych wewnętrznych (kierunków wstecz).

Istnieje wiele metod rozwiązań rachunkowych i graficznych tego zadania: Sneliusa-Pothenota (Kastnera), Delambre’a, Collinsa, Ansermeta, Cassiniego itp.

Metoda Kastnera polega na znalezieniu kątów pomocniczych: ϕ i ψ i sprowadzeniu go do typowego wcięcia w przód które dla kontroli można dwukrotnie obliczyć z baz: AB=a oraz BC=b.

Znajomość współrz pktów A,B,C umożliwia obliczenie kąta γ oraz wyznaczenie długości AB=a oraz BC=b i azymutów tych boków.

ZADANIE HANSENA

Polega na równoczesnym wyznaczeniu współrz dwóch pktów P,Q na podstawie wykonania na nich pomiarów kątowych α i β oraz γ i δ do dwóch pktów znanych A,B. Ponieważ kąty poz. mierzy się wyłącznie na pktach wcinanych, toteż zadanie Hansena jest często określane jako dwustanowiskowe wcięcie wstecz.

Rozwiązanie:

1.obl kątów α ,β, γ i δ

2.obl ctg-sów α ,β, γ i δ

3.obl tg kąta ϕ zawartego pomiędzy kierunkami AB i PQ

4.obl funkcji zerowych A₀, B₀,C₀, D₀

5.zestawienie form rachunkowych złożonych , obliczenie współrz P Q

NIWELACJA TRYGONOMETRYCZNA

Jest metoda pomiaru wysokościowego, polegająca na wyznaczeniu różnic wys wybranych pktów na podstawie obserwacji: kąta pionowego i odl poz lub skośnej. Na podstawie elementów geom pomierzonych w trójkącie prostokątnym HCP’: kąta pionowego pochylenia - α i odl poz –d można określić tzw. przewyższenie – h, czyli różnicę wysokości pomiędzy płaszczyzną horyzontu instr a punktem celu C. Przewyższenie wyraża wzór h=d*tgα, a dla kątów zenitalnych h=d*ctgz lub h=d/tgz. Różnica wys ΔH_S-P pomiędzy stanowiskiem instr S a pktem wyznaczanym P wynosi: ΔH_S-P=i+h-s

WYZN. WYS WZGL OBIEKTU DOSTĘPNEGO Z MOŻLIWOŚCIĄ POM ODL: STANOW – OBIEKT

Do określenia wys wzgl w obiektu dostępnego zarówno dla sygnalizacji jak i bezpośredniego pomiaru odległości d należy zmierzyć te dł oraz dla pktów celu: A, B kąty pionowe: za i zb

w=ha –hb=dctgza-dctgzb

w= d(ctgza-ctgzb)

WYZNACZENIE WYSOKOŚCI WZGL OB. DOSTĘPNEGO BEZ MOŻLIWOŚCI BEZPOŚR POM ODL: STAN.-OBIEKT

Gdy obiekt jest dostępny, lecz nie możliwości bezpośredniego pomiaru odl d można wtedy założyć bazę pionową, korzystając przy tym z łaty niwelacyjnej o znanej dł l. Musimy zmierzyć kąt pionowy zc do pktu C na końcu łaty.

l=d(ctgzc-ctgzb)

d=l/ ctgzc-ctgzb

w=l* ctgza-ctgzb/ ctgzc-ctgzb

WYZN WYS WZGL OBIEKTU CAŁKOWICIE NIEDOSTĘPNEGO

gdy obiekt pomiaru wys jest całkowicie niedostępny, wtedy projektujemy dwa stanowiska instr S1 i S2, położone wraz z linia AB w jednej płaszczyźnie pionowej, a więc stan S2 musi być wtyczone na prostąS1-B. Pomiędzy stanowiskami należy zmierzyć odl a, zaś na obu stanowiskach kąty pionowe za, zb, za’, zb’ na górny i dolny skrajny pkt obiektu. Wys obiektu w określona z obu stanowisk można zapisach układem dwóch równań, w których drugą niewiadomą jest nieznana odl d

S1: w=d(ctgza-ctgzb)=d*m gdzie m= ctgza-ctgzb

S2: w=(d-a)*( ctgza’-ctgzb’)=(d-a)*n gdzie n= ctgza’-ctgzb’

d*m=(d-a)*n

d=a*n/n-m

w=d*m

w=a*m*n/n-m

Trygonometryczne wyznaczanie wys bezwzględnych

WYZN WYS PKTU POŁ. NA OBIEKCIE DOSTĘPNYM DO POM ODL d

Zadanie polega na określeniu niedostępnego pktu C, położonego np. na szczycie daszka podwyższonego sygnału geodezyjnego lub wieży triangulacyjnej z jednoczesna możliwością pom dł poziomej pomiędzy pktami S i C. Pod pktem C znajduje się znak geod o znanej wys Hc.

Na stanowisku S mierzymy kąt zenitalny zc, po czym ustawiamy łatę niwelacyjną na pkt P. przy poziomej osi celowej teodolitu wykonujemy na łacie odczyt t, wys pktu C wynosi:

Hc=Hp+t+d*ctgzc

Jeśli pkty C i P nie leżą na tej samej linii pionowej, wówczas pomierzoną odl d należy skorygować o składową ekscentru liniowego pktu C w kierunku celowej S-P

WYZN WYS PKTU POŁ. NA OBIEKCIE NIEDOSTĘPNYM, BEZ MOŻLIWOŚCI POM ODL d

Konieczne jest nawiązanie stanowisk S1 i S2 do reperu R poprzez wykonanie odczytów t1 i t2 przy poziomej osi celowej. Należy wytyczyć pkty S1, S2, C na jedną płaszczyznę pionową i pomierzyć odl a pomiędzy stanowiskami teodolitu.

Wys pktu C można wyrazić:

Hc=Hr+t₁+d*ctgz₁

Hc=Hr+t₂+(d-a)*ctgz₂

d=t₂-t₁-a*ctgz₂/ctgz₁-ctgz₂

jeśli pktem o znanej wys jest jedno ze stanowisk instr np. S1, wtedy po zmierzeniu wielkości można za pomocą niw trygonom określić wys drugiego stanowiska S2

H₂=H₁+i₁+d*ctgz’₁-s₂

po zastąpieniu na stanowisku S2 sygnału celown przez teodolit, wykonujemy pomiar kąta pion z2 i wys instr i2. znając wys obu stanowisk można zapisać dwa równania wyrażające wys pktu:

Hw=H₁+i₁+d*ctgz₁

Hw=H₂+i₂+(d-a)*ctgz₂

odl d wynosi:

d=H₂-H₁+i₂-i₁-a*ctgz₂/ctgz₁-ctgz₂

PRZESTRZENNE WCIECIE W PRZÓD

Jest to konstrukcja polegająca na połączeniu kątowego wcięcia w przód na płaszczyźnie z trygonometrycznym wyznaczeniem wysokości pktu wcinanego. Do tego celu pkty bazowe A, B musza być także określone przestrzennie poprzez znajomość ich trzech współrz: X, Y, H.

Dodatkowo trzeba zmierzyć wys instr iA iB na stanowiskach A, B oraz kąty pionowe zA i z, które uzyskamy po wycelowaniu do pktu P i odczytaniu koła pionowego wraz z kołem poziomym w czasie pomiaru kątów poziomych α i β. Dł boków wcinających niezbędne do obliczenia przewyższeń można wyznaczyć w wyniku zastosowania w trójkącie ABP tw. Sinusowego lub na podstawie współrzędnych pktów A, B, P po uprzednim wykonaniu zadania wcięcia płaskiego.

Obl wys pktu wcinanego:

1.obl dł bazy wcięcia c w oparciu o współrz pktów A, B

c=dAB=√Δx²_AB+Δy²_AB

2.obl dł boków wcinających ze współrz A, B, P lub na podstawie tw sin

a=c/sin(α +β)*sinα oraz

b=c/sin(α +β)*sinβ

3dwukrotne obliczenie wys pktu P w oparciu o obserwacje wykonane z obydwu końców bazy wcięcia:

H_P’=H_A+i_A+b*ctgz_A

H_P”=H_B=i_B+a*ctgz_B

G4.gdy obydwa wyniki wykazują zgodność, wówczas ostateczna wys pktu P stanowi średnia arytmetyczna:

H_P=1/2(H’_P+H”_P)

Dokładność obliczenia wys za pomocą przestrzennego wcięcia w przód można określić na podstawie prawa przenoszenia sie błędów zastosowanego do wzoru na wys pktu celu z pojedynczego stanowiska instr:

H_P=H_A+i+b*ctgz-s

Otrzymując:

m_Hp=√m²_HA+m_i²+ctg²z*m_b² +b²/sin⁴z*m_z²+m_s²

NIWELACJA TRYGONOMETRYCZNA

Przydaje się szczególnie w terenach górzystych podczas zakładania osnowy tachimetrycznej, ponieważ pomiar wysokościowy na pomoca niw geom n astromych stokach wymaga dużej liczby stanowisk niwelatora, co znacznie zwiększa pracochłonność, ale obniża doładnośc pomiaru.

ZASTOSOWANIE NIWELACJI TRYGONOMETRYCZNEJ ZAMIAST GEOMETRYCZNEJ

Może być zastąpiona, gdy stanowisko teodolitu znajduje się wewnątrz mierzonego boku, najlepiej w jego środku. Po każdorazowym wycelowaniu na łaty ustawione na pktach wstecz i w przód:W, P należy zanotować odczyty: lw, lp oraz kąty zenitalne: zw, zp. Należy także zmierzyć dł celowych: dw, dp. Poziom horyzontu instr wyznacza na łatach odczyty t, p które wystąpiłyby podczas niw geom, dając różnice wys: ΔH_AB=t-p

Różnice te można obliczyć na podstawie odczytów na łacie i przewyższeń:

ΔH_WP=(lw-hw)-(lp-hp)

ΔH_WP=(lw-lp)-(hw-hp)

hw=dw*ctgzw; hp=dp*ctgzp

jeśli podczas celowania na każdą z łat, będziemy nastawiali celową na jednakowe odczyty to:

ΔH_WP=hp-hw

konieczny jest pomiar odl dw i dp albo pomiar kątów z’w, z’p i odczyty na łatach l’w, l’p

dw=l’w-lw/ctgz’w-ctgzw

dp=l’p-lp/ctgz’p-ctgzp

ΔH_AB=(lw-lp)-(hw-hp)

ΔH_AB=(l’w-l’p)-(h’w-h’p)

METODA TRZECH STATYWÓW

Ustawienie na sąsiednich pktach ciągu trzech identycznych statywów i wymiennych spodarek, do których w zależności od potrzeby można zakładać: teodolit (tachimetr) lub tarcze celownicze zakończone jednakowymi czopami osiowymi. Pomiar na danym n-tym stanowisku rozpoczyna się od ustawienia i wycentrowania trzech statywów ze spodarkami umieszczanych: na danym stanowisku n oraz po jego lewej i prawej stronie na sąsiednich pktach ciągu: n-1, n+1. następnie na skrajnych statywach osadza się tarcze celownicze, zaś na środkowym – instrument. Po wycelowaniu na pkt lewy (n-1), a następnie na pkt prawy (n+1), należy dokonać zapisu lub rejestracji odczytów: na kole poziomym i pionowym teodolitu oraz odl.: d_n-1-n, d_n-n+1. należy pomierzyć także wys instr oraz sygnałów. Po dokonaniu tych obserwacji przenosimy instr na kolejne stanowisko n+1, dokonując w spodarce zmiany tarczy na instrument, natomiast cały statyw z tarcza przenosimy z pkty n-1 na pkt n+2 i powtarzamy czynności.

Dzięki centrowaniu wymuszonemu zaleta metody trzech statywów, stosowanej najczęściej do pomiaru poziomych osnów szczegółowych, jest uwolnienie obserwacji kątowych od błędów ekscentryczności stanowisk i celów. Różnice wys dla poszczególnych boków ciągu są wielkościami wyznaczanymi dwukrotnie w kierunkach tam i z powrotem

„tam”: ΔH_n-(n+1)=i_n+d_n-(n+1)*ctgz_n+1-s_n+1

„z powrotem”: ΔH_(n+1)-n=i_n+1+d_(n+1)-n*ctgz_n-s_n

Instrukcje grupy „O” regulują sprawy ogólne obowiązujące w geodezji i kartografii

O-1- ogólne zasady wykonania prac geodezyjnych

O-2- ogólne zasady opracowania map dla celów gospodarczych

O-3- zasady kompletowania dokumentacji geodezyjnej i kartograficznej

O-4- zasady prowadzenia Państwowego Zasobu Geodezyjnego i Kartograficznego

Instrukcje grupy „G” dotyczą spraw geodezyjnych, a w szczególności wykonywania pomiarów syt-wys pomiarów realizacyjnych, obsługi inwestycji.

G-1-Pozioma Osnowa Geodezyjna

G-2-Wysokościowa Osnowa Geodezyjna

G-3-Geodezyjna Obsługa Inwestycji

G-4-Pomiary Sytuacyjne i Wysokościowe

G-7- Geodezyjna Ewidencja Sieci Uzbrojenia Terenu

Instrukcje grupy „K” regulują przepisy dotyczące materiałów kartograficznych, a więc wszelkiego rodzaju map oraz znaków umownych stosowanych na tych mapach.

K-1-Mapa Zasadnicza

K-2-Mapa topograficzna dla celów gospodarczych

K-3-Mapa tematyczna

Zakres prac geodezyjnych

Główne grupy prac geodezyjnych:

I Pomiary Osnów Geodezyjnych i podstawowych osnów grawimetrycznych i magnetycznych

II Pomiary i opracowania szczegółów: sytuacyjnych i wysokościowych

III Pomiary i opracowania realizacyjne oraz obsługa inwestycji

IV Prace związane z katastrem nieruchomości ( Ewidencja Gruntów i Budynków)

V Inne prace geodezyjne wykonywane dla określonych potrzeb geodezyjnych

Ze względu na cele badawcze osnowę poziomą możemy podzielić na :

-osnowa astronomiczna

-osnowa grawimetryczna

-osnowa geodezyjna klasyczna

-osnowa satelitarna, GPS

-osnowa fotogrametryczna

Pozioma osnowa geodezyjna

Tworzą ją zastabilizowane punkty o określonych w terenie za pomocą pomiarów współrzędnych

1. Geodezyjnych B, L – na elipsoidzie

2. Prostokątnych X, Y – na płaszczyźnie odwzorowania

Najwyższa dokładność, równomierne zagęszczenie, służą do nawiązania osnowy szczegółowej, powinny służyć do celów naukowych, obronności kraju, stopień zagęszczenia powinien wynosić 1 pkt na 60 km², błąd położenia punktu po wyrównaniu m_p<±0,05m.

Metoda zakładania:

Sieć triangulacyjna – punkty tworzą na powierzchni Ziemi trójkąty w których mierzy się wszystkie kąty a tylko jeden bok stanowiący bazę triangulacyjną. Składają się na nią: 1) sieć astronomiczna- geodezyjna „SAG” o najwyższej dokładności. 2) sieć wypełniająca- „SW” wypełnia oczka sieci „SAG”.

Sposoby współczesne zakładania osnowy podstawowej:

1. Dalmierze E1 – magnetyczne, niekonieczny pomiar kątów

2. GPS, dokładność 1-2cm/5000km

1. Sieć EUREF-POL – 11 pkt. rząd „0”

2. Sieć POLREF – 348 pkt. rząd „1”

3. Punkty sieci „SAG”, „SW”

Osnowa podstawowa : punkty należą do kl. I , m_p<±0,03m

POZIOMA OSNOWA SZCZEGUŁOWA

Punkty tej osnowy należą do kl. II i III. Przeznaczenie: oparcie pomiarów syt-wys dla wykonania map wielkoskalowych, nawiązanie i wyrównanie osnowy pomiarowej.

Metody zakładania:

1. Triangulacja – pomiar kątów

2. Trilateracja- pomiar dł. boków

3. Poligonizacja

4. Wcięcia

5. Technologie kombinowane

Dokładność dla pkt. kl. II m_p<±0,05m, dla pkt. kl. III m_p<±0,10m.

POZIOMA OSNOWA POMIAROWA

Stanowi zagęszczenie osnowy szczegółowej i służy do bezpośredniego oparcia dla pomiarów szczegółowych. Jej punkty nie podlegają podziałowi na klasy. Błąd położenia pkt. m_p<±0,20m.

Zakładanie metodami:

1. Ciągów sytuacyjnych

2. Linii pomiarowych

3. Punktów posiłkowych i wciętych

4. Sieci modularnych

5. Technika GPS

6. Metoda fotogrametryczna

WYSOKOŚCIOWA OSNOWA PODSTAWOWA

Służy do nawiązania osnowy szczegółowej, punkty klasy I i II, technika pomiaru niwelacja precyzyjna

Technologie zakładania osnowy podstawowej:

1. Pomiary satelitarne technologią GPS

2. Bezpośrednie pomiary geodezyjne

3. Pomiary astronomiczna – geodezyjne i grawimetryczne

4. Metody fotogrametryczne

POMIAR KĄTOWY I LINIOWY W OSNOWIE POZIOMEJ

Pomiary kątowe

1. Instrumenty i przyrządy stosowane do pomiarów kątowych

Teodolity wykorzystywane do pomiarów kątowych osnowy szczegółowej kl. II powinny zapewnić wyższego rzędy dokładność pomiaru kierunku ±2’’ a w sieciach kl. III dokładność średnią rzędu ±6’’.

1. Stosowane metody pomiarów kątów

1. Metoda kierunkowa – stanowi w sieciach kątowo-liniowych osnowy szczegółowej kl. II oraz na pkt. węzłowych sieci poligonowych (osnowa pozioma kl. III)

Pomiar kątów metodą kierunkową:

-ustawiamy teodolit na wybranym stanowisku S, Dokonujemy czynności wstępnych takich jak centrowanie, poziomowanie, regulacja lunety i mikroskopu odczytowego, orientacja limbusa

-wybieramy cel wyjściowy do pkt. dalekiego dobrze widocznego, położonego w pn. części horyzontu

Czynności:

-celujemy do pkt. wyjściowego w I położeni lunety (KL) , zapisujemy odczyt

-celujemy i zapisujemy odczyty do pozostałych pkt. celu, po kolei zgodnie z ruchem wskazówek zegara

-celujemy do punktu wyjściowego , sprawdzamy odczyt końcowy z początkowym, różnica <± 12^cc

-jest to półserio pomiaru kierunku

-przerzucenie lunety przez zenit, obracamy alidadę o 180^o

-rozpoczynamy drugą półserię od ponownego celu do pkt. wyjściowego, zapisanie kierunku

-następnie celujemy po kolei do wszystkich pkt. przeciwnie do ruchu wskazówek zegara

-kończymy celem do pkt. wyjściowego, sprawdzamy odczyty końcowy z początkowym

-jest to pierwsza seria pomiarowa kierunków

Podobnie realizujemy kolejne serie pomiarowe, jednak pamiętając o przesunięciu limbusa po każdej serii o kąt 180^o/n oraz mikrometru o wielkość l/n (l- dł. mikrometru)

Odchyłkę zamkniętą horyzontu, czyli różnicę pomiędzy średnią wartością kierunku wyjściowego z ostatniej pierwszej obserwacji, należy rozrzucić narastająco na kolejne kierunki zaobserwowane w danej serii .

Poprawki v= -w/n (n- ilość kierunków na stanowisku)

1. Metoda kątowa (metoda wierzchołkowa kątów przyległych) – polega na oddzielnym pomiarze w ustalonej liczbie serii „s” poszczególnych kątów o wspólnym wierzchołku, utworzonym zawsze przez pary sąsiednich celowych.

Jeżeli z danego stanowiska S wychodzi „n” celowych do pkt. P_1, P₂,…P_n i są one rozmieszczone wokół całego horyzontu należy również pomierzyć kąt „nadliczbowy”, który dostarcza warunek zamykający horyzont.

β ₁+v₁+β ₂+v₂+ β ₃+v₃+……+ β _n+v_n=360^o

$\sum_{}^{}\beta$-360^o=w jest to odchyłka kątowa zamknięcia horyzontu na danym stanowisku

[v]=-w v_i= -w/n poprawka

Wartość błędu m_β= pierw(m_β1²+ m_β2²+….+m_βn²)/(n)

1. Metoda sektorowa- stosuje się gdy liczba kierunków wychodząca z danego stanowiska przekracza 6-8. Metoda ta w rzeczywistości jest dwuetapowym pomiarem . Metodą kątową a jej zaletą jest możliwość wybory do pomiaru tego kąta którego cele są w danym momencie najbardziej widoczne

Pomiary liniowe

1. Metoda pomiaru odległości i wymagania dokładnościowe

Pomiary liniowe w sieciach osnów poziomych dotyczą baz triangulacyjnych, długości boków w sieciach liniowych, kątowo-liniowych i poligonowych , mogą być wykonywane metodami pośrednimi i bezpośrednimi tj. przy użyciu przymiarów, dokładnych taśm, drutów inwarowych.

Spośród różnych rodzajów dalmierzy elektromagnetycznych najbardziej popularne są obecne dalmierze elektrooptyczne (świetlne), emitujące falę nośną o dł. mieszczącej się w zakresie światła widzialnego (λ w zakresie 0,40-0,76um) lub najczęściej promieniowania podczerwonego o dł. fali bliskiej światłu widzialnemu ( dł. fali nośnej ok. 0,78um). Charakterystykę dokładności dalmierzy świetlnych przedstawia wzór na standardowy błąd pomiaru odległości m_d uwzględniając wpływy błędów systematycznych i przypadkowych:

m_d=±(a+b*d*10^-6)

a-składnik stały, zawierający w sobie zespół jednostkowych błędów instrumentalnych oraz błąd określania poprawek instrumentalnych dalmierza

b- współczynnik proporcjonalny do mierzonej odległości zawierający błędy wyznaczania prędkości (mm/km lub ppm)

d- dł. mierzonego boku wyrażana w m

Dla dalmierza przeznaczonego do pomiarów liniowych w sieciach osnowy szczegółowej kl. II współcz. Składowe błędu standardowego powinny spełniać wymagania a<7mm, b<5ppm

Dokładność współczesnych dalmierz wyrażona jest wzorem:

m_d=±(a+b*d*10^-6) jest określana poprzez przeciętne zakresy wartości współczynników a,b dla a w przedziale 5-10mm, b w przedziale 1-10mm.

Pomiar liniowy w sieciach III klasy należy wykonywać w 3 seriach dalmierzami których całkowity błąd m_d określany powyższym wzorem nie przekracza ±20mm.

Seria pomiarowa – stanowi komplet czynności i odczytów niezbędnych do jednokrotnego wyznaczania długości pojedynczego boku osnowy.

Po każdej serii należy powtórnie spoziomować i scentrować instrument oraz ponownie naprowadzić środek siatki celowniczej na środek reflektora zwrotnego.

Przed opuszczeniem stanowiska pomiarowego należy skontrolować prawidłowość wyników obserwacji.

Rozbieżność odległości z poszczególnych serii oraz pomiaru boku w obu kierunkach nie mogą przekroczyć podwójnej wartości błędu m_d podanego w instrukcji fabrycznej dalmierza.

1. Pomiar dł. boków osnowy pomiarowej

Przygotowanie pomiarów dalmierzami wymaga umieszczenie sygnałów celowniczych wraz z reflektorami zwrotnymi na statywach lub stolikach wież obserwacyjnych i stanowiskach podwyższonych instrumentu.

W miarę możliwości stanowiska dalmierza i sygnału celu powinny być położone centrycznie (błąd centrowania mniej niż 2mm). Gdy pkt. centryczne są niedostępne i stanowisko oraz cel muszą byś ustawione mimośrodowo, wtedy pomiary wykonuje się na zastabilizowanych pkt. ekscentrycznych, co wiąże się z koniecznością wyznaczenia elementów mimośrodowych stanowiska i celów.

1. Pomiar długości metodą pośrednią i bezpośrednią

Bezpośredni pomiar odległości - opiera się na przykładaniu bezpośrednio do mierzonego odcinka i porównaniu jego długości ze znaną długością przymiaru.

Pośredni pomiar odległości- polega na utworzeniu pewnej konstrukcji geometrycznej, której zmierzone są elementy geometryczne (długości i kąty) pozwalające na rachunkowe określenie szukanej odległości.

Do pośrednich pomiarów odległości należą:

-pomiar techniką GPS

-optyczny pomiar odległości – wykonywany dwuobrazowymi dalmierzami optycznymi np. Redta 002 lub BRT 006 firmy Zeiss Jena .

-paralaktyczny pomiar odległości