Исследование точности обратной комбинированной засечки

Привет друзья!

Я очень рад что этот ресурс посещают не только новички, но и опытные геодезисты и преподаватели. Уважаемые читатели, я хочу вам представить Криворучко Владимира Тимофеевича. Кандидат технических наук, доцент Харьковского национального университета строительства и архитектуры. Владимир Тимофеевич является читателем данного блога и подписчиком моей рассылки “Я-Геодезист”. Этот человек имеет большой опыт преподавания дисциплины “Инженерная геодезия” и кроме того был 10 лет главным геодезистом треста. Владимир Тимофеевич проводит различные исследования

со своими студентами и по моей просьбе поделился с нами результатами одного из исследований, посвященных обратной засечке. Ниже я привожу текст автора.

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ОБРАТНОЙ КОМБИНИРОВАННОЙ ЗАСЕЧКИ

ВСТУПЛЕНИЕ

В последние годы современные геодезические приборы – тахеометры получили широкое распространение в геодезической практике. При выполнении геодезических работ в строительстве было обнаружено, что в некоторых ситуациях (малые расстояния, большие углы наклона и пр.) тахеометры выполняют линейные измерения с недопустимой погрешностью. Одной из причин настоящих исследований является поиск причин снижения точности измерений на небольших дистанциях (в пределах 20 м). Для этой цели были проведены следующие исследования:

1) исследование влияния на точность измерений отражающих способностей различных материалов;

2) исследование влияния на точность измерений наклона отражающих поверхностей;

3) исследование точности линейных измерений в зависимости от расстояний на дистанциях в пределах 20м.

Наличие в тахеометрах светодальномера и компьютера позволяют оперативно определять координаты любых точек, в том числе и точки установки прибора, используя при этом обратную комбинированную засечку. Это свойство тахеометров позволяет выполнять локальные разбивочные работы внутри котлована, предварительно определив координаты точки установки прибора. Второй целью настоящей работы является определение точности получения координат методом обратной комбинированной засечкой.

Так как настоящие исследования касаются только одной части тахеометра – светодальномера, то для проведения исследований используется лазерная рулетка DISTO–A5. Применение данного прибора обусловлено, тем, что в тахеометрах технической точности используется светодальномерный тракт аналогичный лазерной рулетки серии DISTO. Это свойство позволило выполнить намеченные исследования без отвлечения от производства тахеометров.

Тема настоящей работы: «Исследование точности обратной комбинированной засечки»

1 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

На строительной площадке очень часто возникает необходимость в локальных разбивочных работах внутри котлована, исполнительных съемках и другие подобные работы. В условиях действующего строительства сложно обеспечить такие работы надежным обоснованием.

Рис. 1 – Обратная комбинированная засечка внутри котлована

Тахеометр позволяет оперативно определить в реальном формате времени координаты точки установки тахеометра, что позволит выполнять любые геодезические работы в любой точке котлована, рис. 1. Целью настоящих исследований является оценка точности способа обратной комбинированной засечки.

Для проведения исследований на стенах лаборатории были закреплены специальные марки, которые будут играть роль опорных знаков. В центре помещения закреплена точка A, рис. 2.

Рис. 2 – Схема опорной сети

Для определения координат точек 1, 2, 3 и 4 стальной рулеткой были измерены базисы b₁ и b₂, теодолитом Т2 с лазерной рулеткой с точки А измерены направления на точки 1, 2, 3, 4 и расстояния. Направления измерялись шестью круговыми приемами. На некотором расстоянии от точки А закреплена рабочая точка В. Координаты X_B, Y_B этой точки определялись полярным способом по результатам линейных и угловых измерений, рис. 3.

Рис. 3 – Привязка рабочей точки B

Координаты X_B, Y_B будут контрольными координатами точки В. Для получения рабочих координат этой точки, имитируя определение координат точки установки тахеометра внутри котлована (обратная комбинированная засечка), с точки В измерены направления и расстояния на опорные точки 1, 2, 3 и 4, рис. 4.4. В результате обработки получим рабочие координаты x_B, y_B этой же точки. Разность рабочих и контрольных координат (Dx_B = x_B — X_B, Dx_B = x_B — X_B) точки В будет характеризовать точность искомую точность метода.

Рис. 4 – Определение координат точки В методом обратной линейно угловой засечки

 

2 РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ ИЗМЕРЕНИЙ

Исследования выполнялись в два этапа. На первом этапе определялись координаты опорных точек. Результаты измерений приведены в табл. 1. Обработка материалов осуществлена при помощи программы «Topograd».

Таблица 1 – Результаты измерений и исходные данные для определения координат опорных пунктов

 

Координаты исходных пунктов

Результаты измерений

Предварительные координаты

Результаты обработки приведены в табл. 2.

Таблица 2 – Результаты определения координат опорных пунктов

Величины свободных членов

Уравненные элементы

Каталог координат

Оценка точности угловых измерений

Оценка точности линейных измерений

Полевые результаты привязки точки В приведены на рис. 5, а вычисление координат точки В приведены в табл. 3.

Рис. 5 – Схема привязки точки В

Таблица 3 – Вычисление координат точки В

№ тчк	b	a	S	DX	DY	X	Y
1						113.845	98.864
		175°18´33.5"	13.891	-13.845	+1.136
A	3°32´34.8"					100.000	100.000
		358°51´08.3"	2.330	+2.329	-0.047
B						102.329	99.953

 

Теперь в точке В установим теодолит с лазерной рулеткой и определим координаты этой точки методом обратной комбинированной засечки, схема и результаты измерений приведены в табл. 4.

 

Таблица 4 – Схема и результаты измерений по определению координат точки В

Координаты исходных пунктов

Результаты измерений

Предварительные координаты

Результаты вычислений координат точки В приведены в табл. 5

 

Таблица 5 – Результаты определения координат точки В

Величины свободных членов

Уравненные элементы

Каталог координат

Оценка точности угловых измерений

Оценка точности линейных измерений

В результате измерений и вычислений имеем.

Точка В	X	Y
Контрольное определение	102.329	99.953
Рабочее определение	102.320	99.953
Разность координат	0.009м	0.000м

Таким образом, погрешность определения координат точки В способом обратной комбинированной засечки по сравнению с опорным определением составила по оси X – 9мм, а по оси Y – 0мм, при этом средняя квадратическая погрешность определения углового направления составила 17", а расстояний – 16мм.

Выполним анализ полученных результатов. Рассмотрим несколько определения координат точки В.

1) Полная программа измерений (4 опорных пункта, 4 направления и расстояния).

2) Чисто линейная засечка без направлений.

3) Чисто угловая засечка без расстояний.

4) Три полных направлений.

5) Два полных направлений.

Результаты анализа приведены в табл. 6.

Таблица 6 – Анализ точности определения координат точки В

№ п/п	Программа измерений	Координата точки В, определенная засечками	Разность определяемых координат и эталонных координат точки В, мм
X	Y	DX	DY
1	Исходное определение	102.329	99.953
2	Полная программа	102.320	99.953	9	0
3	Чисто линейная засечка	102.298	100.141	31	-188
4	Чисто угловая засечка	102.329	99.953	0	0
5	Полная засечка на три пункта	102.322	99.954	7	-1
6	Полная засечка на два пункта	102.324	99.909	5	44

Как видно из приведенной таблицы, практически три пункта не на много ухудшат точность определения координат. Чисто линейная засечка имеет максимальную погрешность. Обратная угловая засечка дала практически нулевое расхождение, но это случайность, на самом деле погрешность определения достигает порядка 10мм.

ВЫВОДЫ

В результате проведенных исследований установлено следующее.

1) Способ обратной комбинированной вполне обеспечит требуемую точность разбивочных работ на строительной площадке и в котловане.

2) Для обеспечения требуемой точности необходимо чтобы опорные пункты были заложены стационарно, а их координаты определены с оптимальной для современных тахеометров точностью.

На этом все друзья. Если вам понравилась статья, то оцените звездочками и оставьте свой комментарий. А я попрошу Владимира Тимофеевича прислать для публикации другие исследования. На этом все, пока.