Функциональные возможности электронного тахеометра

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УР

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Удмуртский государственный университет»

                                                                            Географический факультет

                                                                 Кафедра геодезии и геоинформатики

                                              Гр. 22-11

Копылов Иван Владимирович

ФУНКИЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЭЛЕКТРОННОГО

 ТАХЕОМЕТРА

Курсовая работа

                                                                 Научный руководитель:

                                                                                                               к.г.н., доцент

                                                                                                     Перевощиков А.А.                                                                             

ИЖЕВСК 2012

Введение

Современная геодезия является одной из важнейших фундаментальных наук, которую изучало человечество. Она достигла глобальных высот и, не останавливаясь, продолжает расти в своём совершенствовании. На данный период все знания, которые мы имеем о поверхности Земли, получены благодаря геодезии. По оценкам экспертов в России объемы геодезических работ за последние три года выросли примерно в пять раз.

Известно, что требования к качеству строительной продукции быстро растут.  Возрастает и необходимость постоянного повышения общего технического уровня строительных работ, надежности, долговечности, эстетичности, технологичности строительного производства.

Инженерно-геодезические измерения и инженерно-геодезические построения занимаю особое место в общей схеме строительных работ. Они начинаются задолго до начала строительства при проведении инженерно-геодезических изысканий, выноса проектов сооружений в натуру, являются составной частью технологии строительно-монтажных работ в период всего строительства, а также сопутствуют при проверке качества строительной продукции и продолжаются в эксплуатационный период при проведении наблюдений за деформациями зданий и сооружений, если того требуют условия проекта. Поэтому вопросы точности проведения геодезических работ имеют принципиальное значение, ибо они в конечном счете определяют уровень качества и надежность выстроенных зданий и сооружений.

Одним из приборов, который занимает прочное место в ряду угломерных приборов при выполнении инженерно-геодезических работ, является электронный тахеометр.

Целью курсовой работы является изучение электронного тахеометра. Для достижения поставленной  цели  решались  следующие задачи:

1. Рассмотреть классификацию геодезических приборов, в том числе классификацию тахеометров.

2. Изучить поверки тахеометра.

3. Изучить функциональные возможности тахеометра.

Глава 1. Классификация  геодезических  приборов.

Классификация геодезических приборов, в соответствии со стандартом на них, производится по назначению и по точности.

По назначению в настоящее время существует семь групп приборов:

- для измерения горизонтальных углов и углов наклона - теодолиты;

- для измерения превышений - нивелиры;

- для измерения расстояний - дальномеры;

- для производства планово-высотных топографических съемок -тахеометры;

- для производства планово-высотных топографических съемок (углоначертательный способ) - кипрегели;

- комплектующие принадлежности (рейки, штативы, оптические центриры, механические центриры, буссоли, и др. );

- вспомогательные приборы и принадлежности (эккеры, планиметры, транспортиры, тахеографы,  координатометры, масштабные линейки и др. ) [7].

По точности классифицируют только теодолиты, нивелиры и дальномеры. Они делятся на высокоточные, точные, повышенной точности, средней точности и технические.

Высокоточные приборы используют при измерениях в плановых геоде-зических сетях 1 и 2 классов и в нивелирных сетях I и II классов, а также при выполнении инженерно-геодезических работ высокой точности при решении специальных инженерных задач, например, при наблюдениях за деформациями сооружений и земной поверхности, при выверке установки прецезионного оборудования на промышленных предприятиях и уникальных объектах и т. п.

Точные приборы используются для сгущения главной геодезической основы (при построении сетей сгущения), а также для производства значительного объема инженерных работ при строительстве инженерных сооружений.

Приборы повышенной точности используют как при геодезических работах по созданию сетей сгущения, так и при решении ряда научных, технических и научно-технических задач, связанных, в основном, со строительством и эксплуатацией инженерных сооружений.

Приборы средней точности применяют при производстве работ технической точности при создании для них сетей сгущения в виде теодолитных ходов, при горизонтальной съемке ответственных точек местности и др.

Технические приборы применяются в основном для топографических съемок различных масштабов при создании сетей съемочного обоснования, выполнении отдельных и массовых привязок точек местности в принятой системе координат.

Любая из поставленных геодезических задач характеризуется, в первую очередь, необходимой точностью измерений и точностью получения конечного результата. Этим и определяется выбор для работы прибора соответствующего класса точности [7].

К высокоточным современным и высокопроизводительным геодезическим средствам измерений относится новое поколение приборов, позволяющих выполнять все измерения в автоматизированном режиме. Такие измерительные приборы снабжены встроенными вычислительными средствами и запоминающими устройствами, создающими возможность регистрации и хранения результатов измерений, дальнейшего их использования на ЭВМ для обработки. Применение ЭВМ пятого поколения предполагает интеллектуализацию компьютеров, т.е. возможность работы с ними непрофессионального пользователя на естественном языке, в том числе в речевой форме. Речевой ввод топографо-геодезической информации в полевых условиях обеспечивает улучшение условий труда и уменьшение числа ошибок наблюдателя. Скорость ввода информации измерений значительно увеличивается по сравнению с вводом при помощи клавишей. Для автоматизации полевых измерений при производстве топографической съемки и других видов инженерно-геодезических работ созданы высокоточные электронные тахеометры. Электронный тахеометр содержит угломерную часть, сконструированную на базе кодового теодолита, светодальномер и встроенную ЭВМ. С помощью угломерной части определяются горизонтальные и вертикальные Углы, светодальномера — расстояния, а ЭВМ решает различные геодезические задачи, обеспечивает управление прибором, контроль результатов измерений и их хранение [4].

1.1.Теоделиты

Теодолит — это геодезический прибор, основное назначение которого измерение углов в горизонтальной и вертикальной плоскости. Они могут быть снабжены другими устройствами позволяющими определять расстояние, задать направление, измерить азимут.

Они должны быть приспособленными к различным физико-географическим условиям измерений, иметь малый вес и габариты, иметь высокую надёжность, должен быть приспособлен к любым видам транспортировки, высокая точность и производительность, должен быть простым и удобным в обращении [3].

Существующие типы теодолитов различаются по точности, виду отсчетных устройств, конструкции системы вертикальных осей горизонтального круга и назначению.
          В зависимости от точности измерения горизонтальных углов в соответствии с ГОСТ 10529-86 теодолиты могут быть разделены на 3 типа:
1. Высокоточные Т1, предназначенные для измерения углов в триангуляции и полигонометрии 1 и 2 классов.
2. Точные Т2 - для измерения углов в триангуляции и полигонометрии 3 и 4 классов; Т5 – для измерения углов в триангуляционных сетях и полигонометрии 1 и 2 разрядов и производства маркшейдерских работ на поверхности.
3. Технические Т15, Т30 и Т60 - для измерения углов в теодолитных и тахеометрических ходах и съемочных сетях, а также для выполнения маркшейдерских работ на поверхности и в подземных выработках.
В условных обозначениях теодолитов цифра означает среднюю квадратическую погрешность измерения горизонтального угла одним приемом в секундах; для теодолита Т5 mβ =5", для Т30 mβ =30" и т. д.
По виду отсчетных устройств различают верньерные и оптические теодолиты. Отсчетные устройства в виде верньеров используются в теодолитах с металлическими кругами (ТТ-50, Т-5, ТГ-5 и др.). Теодолиты со стеклянными угломерными кругами и оптическими отсчетными устройствами называются оптическими; в них с помощью оптической системы изображения горизонтального и вертикального кругов передаются в поле зрения специального микроскопа.
В настоящее время промышленностью выпускаются только оптические теодолиты. Выпуск теодолитов с металлическими кругами и верньерами прекращен. В последние годы взамен теодолитов серии Т налажен выпуск более совершенных теодолитов унифицированной серии 2Т, 3Т.
По конструкции системы вертикальных осей горизонтального круга теодолиты подразделяются на неповторительные и повторительные.
У неповторительных теодолитов лимбы наглухо закреплены с подставкой. . Повторительные теодолиты имеют специальную повторительную систему осей лимба и алидады, позволяющую лимбу совместно с алидадой вращаться вокруг своей оси. Такой теодолит позволяет поочередным вращением алидады несколько раз откладывать (повторять) на лимбе величину измеряемого горизонтального угла, что повышает точность измерений.
По назначению различают  следующие типы теодолитов.
1. Собственно теодолиты - предназначены для измерения горизонтальных и вертикальных углов.
2. Тахеометры - предназначены для измерения горизонтальных и вертикальных углов и определения расстояний при помощи нитяного дальномера или оптическими дальномерными насадками, что позволяет, выполнять с их помощью тахеометрическую съемку. Все технические теодолиты (Т15, 2Т30, Т60 и др.)  являются тахеометрами.
3. Теодолиты специального назначения: астрономические теодолиты (АУ2"/10", АУ2"/2") - предназначены для определения широты, долготы и азимутов из астрономических наблюдений;

маркшейдерские теодолиты (Т15М, Т30М, 2Т30М); теодолит-нивелир (ТН) - имеет цилиндрический уровень при зрительной трубе и может быть использован для производства геометрического нивелирования; теодолит проектировочный (ТТП) - имеет в комплекте накладной уровень, окулярную насадку, дальномерный комплект, буссоль и оптический центрир, применяется для строительных разбивок; специализированные теодолиты-гиротеодолиты, фототеодолиты, лазерные теодолиты, кодовые теодолиты и др.
         В инженерной практике наибольшее распространение получили оптические теодолиты типов 2Т30, Т15 ,Т5,2Т5К [5].

1.2. Тахеометры

Электронный тахеометр – это кодовый теодолит, объединенный со

светодальномером. С помощью электронного тахеометра в настоящее время достигается максимальная (но еще не максимально возможная) автоматизация полевых и камеральных работ. В полевых условиях автоматически регистрируются горизонтальные углы, углы наклона, зенитные расстояния, линейные расстояния, плановые и высотные координаты точек местности по результатам привязки к исходным пунктам, в том числе – координаты станции. Информация обрабатывается бортовым компьютером, накапливается и хранится. При этом съемочные точки в кодированном виде затем могут быть переведены по их координатам и принадлежности той или другой ситуации в графическое изображение. Для этого уже используется стационарная ЭВМ, в которой информация дополнительно обрабатывается и передается пользователю в необходимом виде (топографические планы, профили, разрезы, ведомости координат и высот и т.п.)

В настоящее время ведутся работы по созданию электронных тахеометров с речевым вводом дополнительной информации не измерительного вида.

Электронные тахеометры используют практически при проведении всех геодезических работ, связанных с измерениями: создание опорных сетей, топографические съемки, работы при инженерных изысканиях в строительстве, измерениях деформаций земной поверхности и инженерных сооружений, при маркшейдерских работах в горных выработках и др.

В состав электронного тахеометра входит кодовый теодолит, светодальномер, встроенная ЭВМ, функциями которой является как обработка информации, так и управление прибором. Клавиатура управления прибором находится с двух сторон, для обеспечения возможности работы при двух положениях круга. В комплект прибора входят трипельпризменные отражатели и вехи, на которые они устанавливаются.

Геодезический инструмент, предназначенный для измерения расстояний, а также вертикальных углов и горизонтальных — тахеометр. Этот инструмент относится к классу теодолитов не повторительных. Применяет он для установления высот и координат точек местности при работах разбивочных, при топографической съемки местности. Тахеометры, которые собираются из отдельных модулей, позволяют отобрать компоненты непосредственно под определенные прикладные задачи, при этом исключив лишнюю  функциональность полностью. При сканировании в определенном секторе большого числа точек хорошо зарекомендовали себя автоматизированные тахеометры[6].
                  Тахеометр классифицируется по конструкции:
            Модульные тахеометры — тахеометры, которые состоят из отдельно сконструированных элементов (угломерных, дальномерных, зрительной трубы, клавиатуры и процессора).

Интегрированные тахеометры — тахеометры, в которых все устройства (оптический теодолит, светодальномер и система GPS) объединены в один механизм.

Неповторительные тахеометры - тахеометры, в которых лимбы наглухо закреплены с подставкой и имеют лишь закрепительные винты либо приспособления для поворота и закрепления его в разных положениях.

Кроме того, тахеометры подразделяются на модульные, состоящие из отдельных (независимых) элементов, и на интегрированные, в которых устройства объединены под одним корпусом в единый механизм.

Последние типы — моторизованные и автоматизированные тахеометры.

Первые из них оснащаются сервоприводом, позволяющим ведение съемки по множеству точек одновременно, вторые — сервоприводом и системами, способными распознать, захватить и отследить цели, по сути, это уже роботизированные геодезические комплексы.

Приборы этой конструкции рассчитаны на выполнение измерений одним человеком, причем роботизированные тахеометры допускают произведение удаленной съемки, при этом точность результатов будет гарантировано высока [5].

По применению:

Технические тахеометры. Электронные приборы этого типа наиболее дешевы, т.к. оборудуются лишь отражательным дальномером и требуют проведения геодезических измерений командой из двух сотрудников — оператора технического тахеометра и речника.

Строительные тахеометры. Оснащены безотражательным дальномером, т.е. способны вести как отражательную, так и безотражательную съемку. Алидада в конструкции строительных тахеометров отсутствует. Отличительные особенности строительных тахеометров:

 - промеры дальномером сквозь препятствия (ветки деревьев, сетку рабицу и т.д);

 - измерение против солнца (засветка);

 -наличие Li-on аккумулятора, ограничивающего температурный диапазон использования;

 - отсутствие винта лимба, что не позволяет выполнять измерения в два приема.

Инженерные тахеометры. Предназначенные для выполнения широкого спектра задач, эти приборы оборудованы фотокамерой, применяемой для построения трехмерных моделей местности, цветным сенсорным дисплеем, современным процессором и удобным ПО, слотами и портами для USB и flash-карт. Современные модели инженерных тахеометров поддерживают ряд коммуникационных каналов — Wi-Fi, Bluetooth и т.д. [7].

По принципу работы:

Электронно-оптические - электронные тахеометры для геодезических работ с безотражательным дальномером, бесконечными наводящими винтами и изменением градации лимба в соответствии с классом проводимых работ.

Автоматизированные тахеометры — тахеометры с сервоприводом и системами распознавания, захвата, слежения за целью, что позволяет выполнять работы одному сотруднику, гарантируя дополнительную точность измерений.

По характеристикам съемки электронные тахеометры подразделяются на:

 -  круговые, с нитяным дальномером и цилиндрическим уровнем на вертикальном круге алидады;

 - номограммные, вычисление превышений и горизонтальных проложений дистанций по номограмме, различаемой в трубе прибора при ведении наблюдения, а также по вертикальной рейке;

  -авторедукционные, превышения и горизонтальные проложения дистанций, в которых определяются по горизонтальной рейке дальномером двойного изображения;

 - внутрибазные, база которых находится при тахеометре и предназначена для непосредственного вычисления горизонтального проложения, а измерения вертикальных углов позволяют вычислить превышения;

 -  электрооптические, снабженные дополнительным электронным прибором, допускающим автоматизацию съемки [4].

Глава 2. Поверки электронного тахеометра.

2.1. Основные понятия

Надежность и достоверность получаемых при измерениях результатов обеспечивается правильной работой прибора. В связи с этим рабочие средства измерений подвергаются т. н. метрологическому надзору, который заключается в аттестации используемых средств измерений через систему испытаний и поверок. До выполнения работ каждый геодезический прибор должен быть поверен и отъюстирован.

Поверка – комплекс проверочных работ по установлению соответствия конструктивных геометрических соотношений в приборе, обеспечивающих качественную его работу.

Юстировка - комплекс исправительных работ по устранению несоответствия геометрических соотношений в конструкции прибора, которые могут повлиять на его качественную работу. Т. е. юстировка выполняется только тогда, когда в результате поверки будут выявлены недопустимые отклонения в геометрическом положении узлов и деталей прибора [2].

Поверки и юстировки могут выполняться в несколько приближений до получения удовлетворительных результатов.

2.2.  Поверки тахеометра

Пред тем как приступить к работе с любым геодезическим прибором,   выполняют поверки. При работе с электронным тахеометром обычно выполняются следующие поверки: 

1.Внешний осмотр. При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие тахеометра следующим требованиям:
•отсутствие коррозии, механических повреждений и других дефектов, влияющих на эксплуатационные и метрологические характеристики тахеометра;
•наличие маркировки и комплектности согласно требованиям эксплуатацион-ной документации на тахеометр;
•оптические системы должны иметь чистое и равномерно освещенное поле зрения.
1.1. Опробование. При опробовании должно быть установлено соответствие тахеометра следующим требованиям:
•отсутствие качки и смещений неподвижно соединенных деталей и элементов тахеометра;
•плавность и равномерность движения подвижных частей тахеометра;
•правильность взаимодействия с комплектом принадлежностей;
•правильность установки установочного круглого уровня;
2. Определение отклонения оси лазерного центрира от вертикальной оси вращения тахеометра.
Отклонение оси лазерного центрира от вертикальной оси вращения тахеомет-ра определяется с помощью палетки с миллиметровой сеткой и вычисляется как разность двух отсчетов полученных по палетке (проекция центра лазерного луча на палетку) взятых при установке алидады тахеометра через 180°. 
Отклонение визирной оси лазерного центрира от вертикальной оси вращения тахеометра должно быть не более +-0,8 мм.
Проверка:
1) Установите прибор на штатив, включите и при помощи подъёмных винтов приведите его в отвесное положение. Положите лист белой бумаги с нарисованным на нём перекрестием под штатив, на котором установлен прибор.
2) Нажмите клавишу [LASER] и двигайте лист бумаги таким образом, чтобы точка пересечения совпадала с отметкой лазера.
3) Вращая прибор вокруг вертикальной оси, следите, чтобы центральная отметка находилась под углом 90° относительно оси при каждом повороте прибора.
4) Если отметка лазера всегда совпадает с центром перекрестия, нарисованного на бумаге, необходимости в дополнительных настройках нет.
3.Поверка положения визирной оси зрительной трубы.
Нажатием клавиши ENT переходим в меню измерений режим А (РЕ. А).
Выбираем отдалённый ясно видимый предмет и вращением алидады визируем на точку А, например, при положении КЛ. При помощи клавиши F3 (0 ВВОД) обнуляем отсчёт по горизонтальному кругу (Г. угол 0°00′00″). Затем переводим трубу через зенит, визируем на точку А при КП отсчёт при этом должен быть равен 180°. Если отсчёт отличается от 180°,то необходимо выполнить юстировку инструмента при помощи регулировочных винтов сетки нитей.
4. Поверка места нуля. Для выполнения поверки необходимо при помощи клавиши F5(РЕЖИМ) сменить маску дисплея до появления строки с отсчётом по вертикальному кругу (В.угол).
Далее наводим зрительную трубу на точку А отдалённого ясно видимого предмета (например при КЛ) и снимаем данные вертикального угла (В. угол ХХХ°ХХ′ХХ″).
Затем поворачиваем зрительную трубу и алидаду на 180°. Снова наводимся на точку А при КП и снимаем данные вертикального угла.
Если КЛ+КП = 360°, необходимости в дальнейших настройках нет.
Если в результате вычислений полученные данные значительно отличаются от (КЛ+КП = 360°), то необходимо связаться с сервисным центром [8].

Глава 3.  Функциональные возможности электронного тахеометра

Электронный тахеометр стал надежным и верным соратником строителя, геодезиста или другого специалиста, которому для решения каких-либо рабочих вопросов требуется осуществить измерение углов или расстояний, а так же определить координаты или высоту заданной точки. Универсальность прибора обеспечила устойчивый интерес потребителей к данному оборудованию, позволяющему быстро, точно и надежно осуществить, обработать и сохранить измерения для последующего решения множества разноплановых задач в строительстве, геодезии или инженерии. Среди наиболее часто используемых возможностей прибора можно выделить следующие:

- решение прямой и обратной геодезической задачи;

- определение углов, расстояний, превышений и прочих величин в процессе возведения стен или закладки фундамента, монтировании кровли или коммуникаций, организации стоек и колонн, проведения топографических съемок и т.д.;

- вынос в натуру линейных или площадных объектов по разным значениям;

- определение недоступных расстояний, расчет периметра и прочие дополнительные функции [8].

Если сравнить работу с теодолитом и тахеометром, то в первом случае требуется вести записи в журнал, во втором же — лишь вести абрис, а данные по дистанциям, углам и номерам пикетов прибор запишет и сохранит в памяти. При изменении местоположения этого геодезического прибора необходимо лишь задать новую станцию и первый пикет, после чего навести на отражатель и получить рассчитанные тахеометром измерения, нажав только одну кнопку.

Электронный тахеометр рассчитывает горизонтальные дистанции самостоятельно, в автоматическом режиме. На мониторе прибора демонстрируются либо наклонное расстояние, положении по горизонтали и превышения, либо наклонное расстояние и углы (горизонтальный и вертикальный) — отображение одного из двух вариантов данных управляется вручную оператором [3].

Тахеометр незаменим при проведении выноса в натуру — устанавливаете его в точке, чьи координаты известны, задаете координаты точки ориентирования либо вводите дирекционный угол для ориентирования. Затем выставляете точку для выноса, введя ее координаты — на мониторе прибора высвечивается угол поворота и дистанция, которую требуется отмерить в данном направлении. Разумеется, с помощью тахеометра можно производить измерения дистанции между точками и высоты объекта, замеры со смещением — этот прибор осуществляет все функции теодолита.

При выполнении геодезических работ в карьере будет удобна такая функция — получение собственных координат путем обратной засечки. При первой установке электронного тахеометра, используя отражательную пленку, вычисляются координаты нескольких объектов, расположенных на краях карьера. По окончании карьерных работ прибор устанавливается повторно и, воспользовавшись обратной засечкой, рассчитываются координаты точки установки, а также проводится съемка карьера. Соответствующее программное обеспечение на основании вычислений тахеометра поможет быстро получить картину выполненных работ в карьере — схемами по квадратам, с их общим описанием.

По своей конструкции электронный тахеометр предназначен для полевых работ. Пыль или грязь, дождь или снег, перепады температур — все это не повредит прибору. Среди моделей тахеометров у каждого производителя есть приборы, рассчитанные на работу в особенно жестких условиях — их низкотемпературный режим до минус 30°С. Впрочем, выбирать их стоит лишь в тех случаях, если действительно предполагается работа в северных районах или в неких специфических условиях.

Электронные тахеометры различаются по характеристикам качества и точности, набору основных и дополнительных функций и, конечно же, цене. Помимо основного набора, включающего встроенную память, современное программное обеспечение, высокоточную оптику и новейшее информационное обеспечение, поддерживающее возможность передачи данных на компьютер или ноутбук, отдельные модели могут похвастаться и неповторимыми дополнительными возможностями, так или иначе выделяющих их среди огромного многообразия подобного геодезического оборудования [6].

3.1. Решение прямой геодезической задачи

        Существуют две основные задачи геодезии, которые применяются во всех трех отраслях этой науки. Это определение координат на местности и углов ориентирования аналитическим методом. Прямая геодезическая задача предполагает определение координат одной искомой точки, когда известны координаты одной заданной точки. При этом дирекционный угол и длина соединяющей эти точки линии должны быть известны. Каждый, изучающий геодезию, должен усвоить решение этих задач.

           Пусть нам известны координаты точки 1 (Х1, Y1), горизонтальное проложение линии 1-2 d12 и ее дирекционный угол α12 [Приложение 1].

Требуется найти  координаты точки 2. Таковы условия прямой геодезической задачи.

          Прямая геодезическая задача используется для определения координат точек местности, в частности, при определении координат точек теодолитных ходов.

          Поскольку указанная задача решается на плоскости (в проекции Гаусса-Крюгера), то треугольник 123 является прямоугольным. Линия 1-2 ориентирована (на рисунке) в круговой (α) и четвертной (r) системах. Параметры ΔХ и ΔY называют приращениями координат.

         Исходя из геометрии и принятой системы координат можно записать,  что

X2 = X1 - D X

Y2 = Y1 + D Y

         Очевидно, что приращения координат должны иметь знак ≪плюс≫ или

≪минус≫, поскольку координаты точки 2 могут быть больше или меньше

координат точки 1. Не обращая внимания на знаки приращений координат,

запишем из прямоугольного треугольника:

D X = d12 * cos r12

D Y = d12 * sin r12

        Затем принимаем во внимание схему четвертичной системы координат [Приложение 2].

Записываем, что:

D X = d12 cos a12

D Y = d12 sin a12 ,

т.е. знаки приращений координат определяются знаками функций sin и cos

соответствующих дирекционных углов. Тогда для общего случая формулы

примут вид:

Y2 = Y1 + D Y

X2 = X1 + D X

         Пример прямой геодезической задачи:

Исходные данные: Х1 = 4256,324 м; Y1 = 7830,042 м; α12 = 248о39'42"; d12 = 211,656 м. Найти координаты точки 2.

Решение.

D X2 = 211,656 * cos 248◦  039′ 42″ = 77,016м;

DY2 = 211,656 * sin 248◦ 039′ 42″ = 197,147м;

X2 = 4256 ,324 - 77,016 = 4179 ,308 м

Y2 = 7830 ,042 - 197 ,147 = 7632 ,895 м. [7].

3.2. Решение обратной геодезической задачи

Формулировка обратной геодезической задачи: по известным координатам двух точек найти горизонтальное проложение линии, соединяющей эти точки и ее дирекционный угол.

Для формулировки задачи обратимся к приложению 1[ Приложение 1].

По известным координатам точек 1 и 2 найти горизонтальное проложение d12 и дирекционный угол α12.

Обратная геодезическая задача используется в большом числе случаев при определении дирекционных углов исходных направлений, а также при

решении различных геометрических задач на местности, связанных с постро-

ением на местности проектных точек инженерных сооружений (геодези-ческие разбивочные работы).

Установим взаимосвязь между знаками приращений координат и значениями дирекционных углов [Приложение 3].

Для решения обратной геодезической задачи вычисляют приращения координат:

DX2 = X2 – X1

DY2 = Y2 – Y1 ,

если задана задача определения дирекционного угла направления 1-2. Если

же необходимо определить дирекционный угол направления 2-1, то прираще-

ния координат определяют по формулам:

DX1 = X1 – X2

DY1 = Y1 – Y2 .

Далее вычисляют значение румба определяемого направления без учета

знаков приращений координат:

r1- 2(2-1) = arctg | DY/ DX|

и по знакам приращений координат, пользуясь таблицей взаимосвязь между знаками приращений координат и значениями дирекционных углов, выбира-ют соответствующую формулу для вычисления дирекционного угла.

Дирекционный угол линии можно определить, таким образом, для любо-

го ее направления, а дирекционный угол обратного направления, при необхо-

димости, определяют по формуле обратного ориентирующего угла:

aобр = aпр +- 180◦

Горизонтальное проложение из прямоугольного треугольника 123 нахо-

дят по формулам:

d = √( D X^2 + D Y^2) = D X2 / cos a12 = D X1 / cos a21 = D Y2 / sin a12 =D Y1 / sin a21

Значения горизонтальных проложений, вычисленных по приведенным фор-

мулам, должны практически совпадать в пределах погрешностей округле-

ний.

         Пример обратной геодезической задачи:

Исходные данные: Х1 =7273,856 м; Y1 = 5241,656 м; Х2 = 9833,813 м; Y2 = 2165,041 м. Найти дирекционный угол направления 1-2 и горизонтальное проложение линии 1-2.

Решение.

ΔХ2 = 9833,813 – 7273,856 = + 2559,957 м.

ΔY2 = 2165,041 – 5241,656 = - 3076,615 м.

Четвертая четверть – СЗ .

r1-2 = arctg |-3076,615 /  +2559,957| = arctg 1,201823 = 50◦ 14′ 14″.

a12 = 360◦ 00′ 00″ – 50◦ 14′ 14″ = 309◦ 45′ 46″.

d12 = √(2559 ,957^2 +  3076 ,615^2) = 4002,369 м.

d12 = +2559,957 / cos 309◦ 45′ 46″ = 4002,369 м… d12 = -3076,615 / sin 309◦ 45′ 46″ = 4002,365 м.

Незначительные расхождения в значениях горизонтального положения обусловлены погрешностями вычислений при округлении приращений координат и дирекционного угла.

Обратный дирекционный угол a 21 = a12 +- 180◦ = 309◦ 45′ 46″ – 180◦ = 129◦ 45′ 46″.

Этот угол может быть получен и прямым расчетом через соответствующие приращения координат:

ΔX1 = 7273,856 – 9833,813 = - 2559,957 м.

ΔY1 = 5241,656–2165,041= + 3076,615 м.

(Вторая четверть – ЮВ) .

r12 = arctg |+3076,615 / -2559,957| = arctg 1,201823 = 50◦ 14′ 14″ .

a12 = 180◦ 00′ 00″ – 50◦ 14′ 14″ = 129◦ 45′ 46″ [7].

Заключение

В процессе выполнения курсовой работы были изучены виды электронных тахеометров, их функциональные возможности и ряд поверок при работе с прибором.

На основе изученного можно сделать вывод, что электронный тахео-метр это прибор, который перевернул геодезический мир. Высокая производитель-ность труда, автоматизация работы, простота и надежность в использовании, минимум ошибок и времени на обработку результатов – вот главные черты исследуемого прибора.

Прогресс не стоит на месте, возможно, в недалеком будущем, геодезист сможет управлять прибором через экран портативного компьютера. Уже сейчас с помощью видеокамеры, встроенной в тахеометр, это возможно, но такие технологии пока ещё дороги, и не получили широкого распространения в нашей стране, точно так же как и роботизированные тахеометры. Но ещё лет 10 назад, геодезист, услышавший что все работы будут выполняться с помощью электронных тахеометров, только улыбался, а сейчас это действительность.

Список используемой литературы

1.Захаров А.И. Геодезические приборы: справочник. – М.: «Недра», 1989.

2. Интулов И.П. Инженерная геодезия в строительном производстве, 2004.

3. Карсунская М. М. "Геодезические приборы" Москва.2002 г.

4. Михелев Д.Ш., Фельдман В.Д. Инженерная геодезия: Учебник для вузов. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 480 с.

5. Плотников В.С. Геодезические приборы. – М.: «Недра», 1987. – 396 с.

6. Поклад Г.Г. Геодезия: учебное пособие для вузов. – М.: Академический проект, 2007. – 592с.

7. Попов В.Н., С.И. Чекалин. Геодезия: Учебник для вузов.- М.: "Горная книга", 2007.

  Интернет – сайты:

8. http://www.geodesylib.ru – геодезическая интернет энциклопедия.

9. http://www.geo-book.ru/ - геодезическая интернет библиотека.

Приложение 1

Пример прямой геодезической задачи.

Приложение 2

Четвертичная система координат.

Приложение 3

Таблица взаимосвязей между знаками приращений координат и значениями дирекционных углов.

Краткое описание документа:

Современная геодезия является одной из важнейших фундаментальных наук, которую изучало человечество. Она достигла глобальных высот и, не останавливаясь, продолжает расти в своём совершенствовании. На данный период все знания, которые мы имеем о поверхности Земли, получены благодаря геодезии. По оценкам экспертов в России объемы геодезических работ за последние три года выросли примерно в пять раз.