geodezja teoria, Studia, Geodezja


Geodezja - nauka i dziedzina techniki, zajmująca się uzyskiwaniem informacji o elementach środowiska geograficznego, kształcie i wymiarach Ziemi.

Zadania geodezji:

Do prac geodezyjnych należą:

Działy geodezji:

Miary długości - podstawową jednostką długości przyjętą na całym świecie jest metr, stanowiący w przybliżeniu 10-7 ćwiartki południka ziemskiego.

Miary pola powierzchni - podstawową jednostką pola jest metr kwadratowy.

Jednostki wielokrotne to ar, hektar i kilometr kwadratowy.

Miary kąta - miara łukowa kąta - w SI obowiązującą miarą kąta płaskiego jest jednostka miary łukowej - radian, czyli kąt, którego długość łuku równa jest promieniowi jakim zatoczono ten łuk. Miara łukowa dla kąta pełnego wynosi 2Π.

Podział gradowy kąta - jednostką podstawową podziału gradowego jest kąt prosty, który podzielono na 100 równych części, zwanych gradami. Kąt pełny to 100g.

Mapa - płaski obraz powierzchni Ziemi. Przedstawia w pomniejszeniu w sposób umowny, a jednocześnie matematycznie określony, na którym za pomocą ustalonych znaków oddaje się wybraną treść.

Skala mapy - stosunek długości pewnego odcinka na mapie do długości poziomej odpowiadającego mu odcinka w terenie.

1/M = d/D 1- jednostka skali mapy M - mianownik skali mapy d- długość odcinka na mapie w skali 1:M

D - długość odcinka pomierzonego w terenie

Podziałka - graficzne przedstawienie skali.

Podziałka liniowa - przedstawia linię prostą podzieloną na równe części. Pierwszy odcinek tej prostej dzielimy jeszcze na pewną liczbę równych części i nazywamy podstawą podziałki. Podziałkę opisujemy w wartościach terenowych.

Podziałka poprzeczna - sporządzamy ją celem zwiększenia dokładności podziałek.

(transwersalna)

Celowa - linia celowania, łącząca środek siatki celowniczej lunety instrumentu geodezyjnego i punktu celu.

Sygnały - służą do uwidocznienia położeniaodległych punktów. Do sygnalizacji punktów używane są tyczki lub tarcze celownicze na takich samych statywach i podstawkach jak teodolit.

POMIAR KĄTÓW

Pomiar kątów poziomych metodą kierunkową

Metoda ta polega na celowaniu do kolejnych punktów P1, P2, P3, P4, które wyznaczają pęk prostych, wychodzących ze stanowiska S i wykonywaniu w I i II położeniu lunety odczytów kierunków dla tych punktów oraz określaniu kierunków zredukowanych k1, k2, k3, k4.

Pomiar kątów metodą repetycyjną

Polega on na powtarzaniu pewnych czynności pomiarowych dla otrzymania na limbusie całkowitej wielokrotności mierzonego kąta.

0x01 graphic
m - ilość pełnych obrotów limbusa

n - ilość repetycji

OP - odczyt prawy w II położeniu lunety

OL - odczyt lewy w I położeniu lunety

  1. Po czynnościach wstępnych celujemy na lewe ramię kąta. Zapisujemy odczyt.

  2. Obracamy alidadę zgodnie z ruchem wskazówek zegara i celujemy na prawe ramię kąta. Wykonujemy odczyt orientacyjny. W ten sposób po raz pierwszy odłożyliśmy kąt.

  3. Odkładamy kąt n-razy w dwóch położeniach luney.

POMIAR KĄTÓW PIONOWYCH

Kąt pionowy - kąt, którego obydwa ramiona leżą na płaszczyźnie pionowej, przy czym jedno ramię jest zawsze stałe, a drugie ramię zmienne, wyznaczane przez oś celową teodolitu, kierowaną do wybranego punktu celu P.

Wyróżniamy dwa rodzaje kątów pionowych:

Powierzchnia odniesienia - powierzchnia, na którą rzutuje się pomierzone punkty.

Geoida - teoretycznapowierzchnia najlepiej oddająca rzeczywisty kształt powierzchni ziemi, wykorzystywana jako powierzchnia odniesienia dla pomiarów wysokościowych.

Obowiązującym dla Polski jest poziom morza określony przez zero łaty wodowskazu stacji mareograficznej w Kronsztadzie koło Sanki Petersburga.

Elipsoida obrotowa - powierzchnia odniesienia wykorzystywana dla określenia położenia sytuacyjnego punktów na Ziemi.

POMIARY

Sytuacyjny - zespół czynności technicznych pozwalających na określenie kształtu i wielkości, rodzaju i wzajemnego położenia szczegółów terenowych, umożliwiających wyznaczenie współrzędnych prostokątnych płaskich punktów tych szczegółów, a tym samym przedstawienie ich obrazów w rzucie prostokątnym na powierzchnię odniesienia.

Wysokościowy - zespół czynności technicznych określających wysokość względem przyjętego poziomu odniesienia.

Osnowa geodezyjna- usystematyzowany zbiór punktów geodezyjnych utrwalonych w terenie, dla których określona została dokładność usytuowania oraz wzajemne położenie.

Sieć geodezyjna - zbiór punktów geodezyjnych, stanowiących odrębną całość, charakteryzującą się jednolitością metod pomiarów i sposobem określenia położenia tych punktów.

Podział osnów ze względu na rolę i znaczenie dla prac geodezyjnych:

Ze względu na sposób przedstawienia położenia punktów osnowy geodezyjne dzielmy na:

Ze względu na dokładność wyrażoną przez klasę osnowy wyróżniamy następujące podziały:

Niwelacja - pomiar wysokościowy, jest to zespół czynności technicznych, które pozwalają na określenie wysokości punktów względem przyjętego poziomu odniesienia i umożliwiających przedstawienie form ukształtowania terenu.

Reper - punkt o znanej wysokości oznaczony w terenie.

Powierzchnią odniesienia dla pomiarów wysokościowych jest geoida zerowa. Punktu położone na jej powierzchni mają wysokość zerową. Wysokości liczone względem geoidy zerowej noszą nazwę wysokości bezwzględnych.

0x08 graphic

W oparciu o znaną wysokość punktu początkowego A i wyliczoną lub pomierzoną różnicę wysokości można uzyskać wysokość punktu B.

HB = HA + ΔHAB

Jeśli mamy różnicę wysokości pomiędzy sąsiednimi parami punktów, możemy obliczyć wysokości punktów pośrednich oraz punktu końcowego.

HD = HA + ΔHAB + ΔHBC + ΔHCD = HA + [ΔH]

Metody pomiarów wysokościowych

W zależności od celu niwelacji wyróżniamy:

Niwelacja geometryczna - polega na obliczeniu różnicy wysokości pomiędzy punktami A i B na podstawie różnicy odległości pionowych t i p danych punktów, a zbudowaną ponad powierzchnią terenu płaszczyzną poziomą. Dzielimy ją na niwelację precyzyjną i techniczną.

Niwelator - instrument geodezyjny, który za pomocą spoziomowanej osi celowej lunety Kub wiązki laserowej realizuje płaszczyznę poziomą.

Łaty niwelacyjne - przymiary sztywne służące do wyznaczenia odległości pionowych między niwelacyjnymi punktami, a płaszczyzną poziomą zakreśloną przez oś celową niwelatora.

Budowa niwelatora samopoziomujące optycznego: spodarka, 3 śruby poziomujące, libela okrągła, lusterko, alidada, luneta, śruba ogniskująca, leniwka

Niwelacja geometryczna za środka

Polega na ustawieniu niwelatora nad punktem S, który znajduje się w środku odcinka wyznaczonego przez punkty A i B, na których stoją łaty.

0x08 graphic

0x08 graphic
Gdy punkty niwelacyjne są daleko od siebie, odległość między nimi dzieli się na mniejsze odcinki, tworząc ciąg niwelacyjny.

OBLICZANIE POLA POWIERZCHNI

„Działkę ewidencyjną stanowi ciągły obszar gruntu, położony w granicach jednego obrębu, jednorodny pod względem prawnym, wydzielony z otoczenia za pomocą linii granicznych”

Metody obliczania pól:

Metoda analityczna

Wierzchołki figury, której pole chcemy obliczyć numerujemy zgodnie z ruchem wskazówek zegara.

0x08 graphic

x2 Możemy przyjąć, że podstawy to współrzędne x,

a wysokość współrzędne y.

x3

x1

2P = Σ X1 (Yi+1 + Yi-1)

x4 -2P = Σ Y1 (X i+1 + X i-1)

y1 y2 y4 y3

Metoda graficzna

Polega na wyznaczeniu pola figury naniesionej na mapie w oparciu o pomiar graficzny elementów potrzebnych do obliczeń. Pomiary na mapie poprzedza najczęściej podział danego obiektu na proste figury geometryczne.

Metoda mechaniczna

Planimetr biegunowy składa się z: ramienia biegunowego, ramienia wodzącego i licznika obrotów. Odczyt składa się z czterech cyfr.

Wyznaczanie stałej planimetru - ustawiamy planimetr na zewnątrz figury, której pole można obliczyć ze wzorów. Obieramy punkt początkowy na obwodzie figury, dokładnie ustawiamy w nim wodzik i zerujemy kółko całkujące lub notujemy odczyt wyjściowy n. Obwodzimy kontur w prawo, powracając do punktu początkowego. Notujemy odczyt końcowy n2. Obwodzimy m-razy kontur i notujemy odczyty. Obliczamy pole figury na podstawie współrzędnych wierzchołków. Obliczamy wartość nśr (n2-n1)/m i Pz (pole planimetrowanej figury).Stałą planimetru k wyznaczamy ze wzoru k=Pz/nśr.

Pz = k * (n2 - n1)

nśr = Σ (n2 - n1)/m

k = Pz : nśr

Metoda analityczna

Skalujemy mapę, kalibrujemy i na podstawie skanu tworzymy mapę numeryczną. Pole powierzchni możemy wyznaczać również za pomocą planimetrów elektronicznych.

POMIAR DŁUGOŚCI

Tyczenie linii prostej - zagęszczanie punktami pośrednimi boku zawartego pomiędzy dwoma zadanymi punktami, które zostały w ustalony sposób zaznaczone i utrwalone w terenie.

1. Tyczenie sposobami bezpośrednimi

Tyczenie w terenie odcinka prostej, określonego przez dwa zadane punkty A i B polega na wyznaczeniu w odstępach nie przekraczających zwykle 50 m pewnej ilości punktów pośrednich, leżących na tej samej płaszczyźnie pionowej, co punkty A i B.

Tyczenie w przód

0x08 graphic
Pierwszą czynnością jest zasygnalizowanie tyczkami punktów końcowych odcinka A i B. Obserwator ustawiony w odległości 3-5 m od punktu początkowego patrzy na tyczki skrajne i wskazuje pomiarowemu za pomocą rąk kierunek przesunięcia trzymanej przez niego tyczki do momentu uzyskania jej pokrycia się z tyczkami A i B.

Tyczenie przedłużenia prostej (wstecz)

Przedłużaną prostą jest AB. A1' - przedłużenie prostej AB.

0x08 graphic

Tyczenie punktu przecięcia się prostych

Na prostych AB i CD wytycza się przynajmniej po 1 punkcie pośrednim. Następnie pomiarowy naprowadzany jest przez dwóch obserwatorów, których kolejne wskazania doprowadzają tyczkę pośrednią E do pokrycia się z tyczkami AB i CD. Na prostych AB i CD wytycza się po 2 punkty pośrednie położone blisko siebie, lecz po przeciwnych stronach punktu E. Pomiędzy wyznaczonymi punktami rozciąga się sznurki, na ich przecięciu leży szukany punkt.

Tyczenie przez wzniesienie

0x08 graphic
Istota metody ze środka polega na ustawieniu obserwatorów wewnątrz tyczonego odcinka AB na kilku punktach pośrednich, gdzie na przemian dokonują oni wzajemnych wskazań przesunięć tych tyczek. Cechą charakterystyczną jest brak wzajemnej widoczności pomiędzy końcami odcinka prostej. Ilość wytyczanych punktów pośrednich zależy od liczby i osób mogących brać udział w tyczeniu.

0x01 graphic
tyczenie prostej metodą „ze środka” przy 3 punktach pośrednich

0x08 graphic

Tyczenie prostej przez wąwóz

2. Tyczenie pośrednie prostych

0x08 graphic

Tyczenie przez wąską przeszkodę

k = BB' : AB'= 11' : A1' = 22' : A2'

k = BB' * AB'

11' = k * A1'

22' = k * A2'

Sposoby tyczenia pośredniego wykorzystuje się wtedy, gdy nie można zastosować bezpośrednich metod np. gdy na boku AB jest przeszkoda, przesłaniająca wzajemną widoczność punktów końcowych odcinka. Pośrednie tyczenie prostej opiera się na pomiarze dostępnych elementów pewnej konstrukcji geometrycznej, a następnie obliczenie na tej podstawie miar wyznaczających lokalizację punktów pośrednich.

układ współrzędnych

Wyróżniamy m.in.:

Układ współrzędnych geograficznych

Szerokość geograficzna φ jest to kąt zawarty pomiędzy kierunkami pionu (promieniem kuli) w danym punkcie P, a płaszczyzną równika.

Długość geograficzna jest to kąt dwuścienny zawarty pomiędzy płaszczyzną południka zerowego, a płaszczyzną południka przechodzącego przez punkt P.

W przypadku elipsoidy, zamiast kierunku pionu używamy pojęcia normalnej do elipsoidy w punkcie P, która z wyjątkiem położenia równikowego i biegunowego nie przechodzi przez środek Ziemi, odchylając się od kierunku siły ciężkości o pewien kąt. Elipsoidalne współrzędne graficzne B, L noszą nazwę współrzędnych geodezyjnych. Współrzędne te wraz z wysokością elipsoidalną h jednoznacznie określają pozycję dowolnego punktu na Ziemi.

Układ współrzędnych prostokątnych na płaszczyźnie

Układ matematyczny jest lewoskrętny, a geodezyjny prawoskrętny. Oznacza to, że kierunek liczenia kątów i ćwiartek w tym układzie jest zgodny z ruchem wskazówek zegara. Oś x skierowana jest na północ, a Y na wschód.

Położenie punktu wyrażamy za pomocą współrzędnych prostokątnych płaskich - X,Y, zaś orientację odcinka AB poprzez określenie jego azymutu AAB, który jest kątem liczonym w prawo od północnej części płaszczyzny południka przechodzącego przez punkt.

0x08 graphic
Układ współrzędnych biegunowych

Układ ten tworzą:

osią bigunową

α

0x08 graphic
Rachunek współrzędnych

W rachunku współrzędnych wielkościami wyjściowymi lub szukanymi mogą być:

Przyrost współrzędnych - różnica pomiędzy współrzędną końca i współrzędną początku odcinka.

Azymut boku AAB - jest to kąt kierunkowy zawarty pomiędzy kierunkiem północy, a dowolnym kierunkiem odcinka, mierzony zgodnie z ruchem wskazówek zegara.

Azymut odwrotny ABA boku AB otrzymuje się przez dodanie 200g do azymutu AAB, gdy ten jest mniejszy od 200g lub odjęcie 200g, gdy jest większy od 200g.

Czwartak φ - kąt ostry zawarty między kierunkiem odcinka, a najbliższa krawędzią osi x..

Podstawowe związki w układzie współrzędnych prostokątnych

Obliczanie przyrostów współrzędnych i współrzędnych punktów

0x08 graphic

Podczas obliczenia przyrostu od współrzędnej

punktu B odejmuje się współrzędną punktu A.

ΔxAB = xB - xA xB

ΔyAB = yB - yA

Jeżeli znany jest azymut boku AB i jego długość dAB

pozioma d, wówczas przyrosty współrzędnych AAB

oblicza się następująco:

xA

ΔxAB = dAB * cosAAB

ΔyAB = dAB * sinAAB

yA yB

Znając przyrosty współrzędnych oraz współrzędne punktu A można obliczyć współrzędne punktu B.

xB = xA + cosAAB

yB = yB + sinAAB

Obliczenie azymutu i długości boku ze współrzędnych

  1. Obliczenie przyrostów współrzędnych

  2. Obliczenie czwartaka φAB ze wzoru:

φAB = arctg |Δy : Δx|

  1. Ustalenie numeru ćwiartki i obliczenie azymutu boku

I ćwiartka - azymut = czwartak

II ćwiartka - azymut = 200g - czwartak

III ćwiartka - azymut = 200g + czwartak

IV ćwiartka - azymut = 400g - czwartak

Ciąg poligonowy - wielobok otwarty lub zamknięty, w którym pomierzone zostały kąty wierzchołkowe i długości boków. Mogą one występować pojedynczo lub tworzyć sieci poligonowe. Ciągi poligonowe pod względem kształtu dzielą się na zamknięte i otwarte.

Bok nawiązania - odcinek zawarty pomiędzy punktem nawiązania danego ciągu, a najbliższym punktem poligonowym.

Kąt nawiązania - kąt mierzony na bliższym punkcie nawiązania, zaś drugie ramię, tzw. bok kierunkowy jest utworzony przez punkt nawiązania i sąsiedni punkt osnowy wyższej klasy lub rzędu w stosunku do danego ciągu poligonowego.

W ciągach poligonowych wyróżniamy kąty lewe i prawe.

Kąt lewy to kąt znajdujący się po lewej stronie ciągu w stosunku do poprzedniego boku ciągu.

Kąt prawy to kąt znajdujący się po prawej stronie ciągu w stosunku do poprzedniego boku ciągu.

Wyznaczenie azymutu boku następnego, gdy znany jest azymut boku poprzedniego i kąt pomiędzy bokami

An = Ap + α1 - 200g dla kątów lewych

An = Ap - β1 + 200g dla kątów prawych

Określenie azymutu ostatniego boku w ciągu

Ak = Ap + [αp] - n * 200g dla kątów lewych

Ak = Ap - [βp] + n * 200g dla kątów prawych

Ak - azymut boku końcowego

n - liczba kątów w ciągu

αp, βp - Suma kątów pomierzonych

Ap - azymut boku pierwszego

Rachunek wyrównawczy

Zajmuje się on:

Błędy obserwacji geodezyjnych

Wyniki pomiarów geodezyjnych oznaczane symbolami l1, l2, l3,…ln nigdy nie są bezbłędne. Stanowią jedynie wartości przybliżone pewnych nieznanych wartości prawdziwych wielkości mierzonych.

X + ε = l X - wielkość prawdziwa

l - spostrzeżenie

ε - błąd prawdziwy

W czasie pomiaru popełniamy 3 grupy błędów:

0x08 graphic

ε

Gauss ustalił funkcyjne zależności między wielkościami błędów przypadkowych a prawdopodobieństwem ich pojawienia się:

0x08 graphic
0x08 graphic

φ(ε) = √ Π * e

φ(ε) - funkcja określająca szybkość zmiany prawdopodobieństwa pojawienia się błędu ε

ε - przypadkowy prawdziwy błąd spostrzeżenia

h - parametr zależny od dokładności wykonania spostrzeżenia

e = 2,718281828

Z przebiegu krzywej prawdopodobieństwa wysuwamy pewne wnioski o właściwościach błędów przypadkowych:

1. Prawdopodobieństwo pojawienia się błędów ujemnych i dodatnich o tej samej wartości bezwzględnej jest jednakowe

2. Prawdopodobieństwo pojawienia się błędu o mniejszej wartości bezwzględnej jest większe niż prawdopodobieństwo błędu o większej wartości bezwzględnej

3. Najbardziej prawdopodobne jest pojawienie się błędu przypadkowego równego zero.

4. Prawdopodobieństwo pojawienia się mniejszych błędów przypadkowych rośnie szybciej dla tego szeregu spostrzeżeń, który wyk. przy użyciu bardziej precyzyjnych metod i narzędzi.

Ocena błędów spostrzeżeń

W warunkach geodezyjnych do oceny dokładności spostrzeżeń stosowane są różne miary dokładności.

1. Błąd średni wśród zbioru błędów szeregu spostrzeżeń przy ilości spostrzeżeń to taki błąd, którego kwadrat jest średnią arytmetyczną kwadratu błędów tego zbioru.

0x08 graphic

2. Błąd graniczny zawiera się między 2m<g<4m

3. Błąd przeciętny jest błędem będącym średnią arytmetyczną z bezwzględnych wartości szeregu błędów prawdziwych danej wielkości.

4. Błąd względny - stosunek bezwzględnej wartości błędu najczęściej średniego do wartości mierzonej

0x08 graphic

W =

Wagi spostrzeżeń

Wagi spostrzeżeń to współczynniki określające stopień zaufania do pomiaru. Im większa waga tym większa dokładność pomiaru.

Sposoby określania wag spostrzeżeń:

  1. 0x08 graphic
    Jeżeli znane są błędy średnie spostrzeżeń to wagi są odwrotnie proporcjonalne do kwadratu tych błędów.

p1 : p2 : … : pn =

  1. Jeżeli pomierzono bezpośrednio grupę wielkości w jednakowych warunkach pomiarów, lecz każdą z nich niejednakową ilość razy to wagi spostrzeżeń są wprost proporcjonalne do liczby dokonywanych pomiarów.

p1 : p2 : …: pn = n1 : n2 : … : nn

  1. Jeżeli wielkości podlegające pomiarowi składają się z różnej ilości elementów składowych pomierzonych z jednakową dokładnością każdy, to wagi spostrzeżeń są odwrotnie proporcjonalne do liczby elementów składowych lub do wielkości proporcjonalnej do tej liczby.

0x08 graphic

p1 : p2 : … : pn =

Prawo przenoszenia się błędów średnich

Prawo przenoszenia się błędów średnich umożliwia ocenę dokładności funkcji, jeżeli znana jest dokładność spostrzeżeń i ich funkcji. Służy do określenia dokładności funkcji, jeżeli znana jest dokładność spostrzeżeń lub do obliczania dokładności wykonywanych pomiarów w celu osiągnięcia założonej dokładności efektu końcowego określonego na podstawie tych pomiarów.

m2φ = fx2 * mx2 + fy2 * my2 + fz2 * mz2

mφ - błąd średni funkcji spostrzeżeń

mx, my, mz - błędy średnie spostrzeżeń x, y, z

fx, fy, fz - pochodne cząstkowe funkcji względem zmiennych x, y, z po podstawieniu do nich wartości przybliżonych



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Geodezja teoria, Studia, geodezja, Egzamin
PIII - teoria, Studia, SiMR, II ROK, III semestr, Elektrotechnika i Elektronika II, Elektra, Elektro
Pseudo Longinos — O górności. teoria, Studia - polonistyka, egzamin z estetyki
cw26(teoria), Studia PWr W-10 MBM, Semestr II, Fizyka, Fizyka - laborki, Fizyka - laborki, Fizyka La
sprawozdanie belka DMIUM+teoria, Studia, Studia sem VI, Dynamika maszyn i urzadzen mechatr, DMIUM by
Teoria 3, Studia, II sem, Dyskretna - cz. I
cw31(teoria), Studia PWr W-10 MBM, Semestr II, Fizyka, Fizyka - laborki, Fizyka - laborki, Fizyka La
Teoria 1, Studia, II sem, Dyskretna - cz. I
cw21(teoria), Studia PWr W-10 MBM, Semestr II, Fizyka, Fizyka - laborki, Fizyka - laborki, Fizyka La
Badanie obwodów z elementami RLC zasilanych prądem sinusoidalnie zmiennym -teoria, STUDIA - Kierunek
Pierścienie Newtona1-teoria, studia, Budownctwo, Semestr II, fizyka, Fizyka laborki, Fizyka - Labola
cw43(teoria), Studia PWr W-10 MBM, Semestr II, Fizyka, Fizyka - laborki, Fizyka - laborki, Fizyka La
Psychologia-teoria, Studia, STUDIA PRACE ŚCIĄGI SKRYPTY
rachunkowość budzetowa ZAD TEORIA, studia
logistyka teoria, studia, logistyka
JCuller teorialiteratury, studia
doliczeniowa teoria, Studia Zip, Semestr 4, Rachunek kosztów dla iunzynierow
Lorentza-Lorenza-teoria, studia, Budownctwo, Semestr II, fizyka, Fizyka laborki, Fizyka - Labolatori
cwiercfalowka-teoria, Studia PWr W-10 MBM, Semestr II, Fizyka, Fizyka - laborki, Fizyka - laborki, F

więcej podobnych podstron