|
Реферат: По организации и проведению учебной (Геодезия)
|ДГСА |МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ | |( | | | |ДОНБАССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ | | |СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ | | | | | |КАФЕДРА ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОДЕЗИИ |
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМДАЦИИ
По организации и проведению учебной геодезической практики по специальности 1202-ПГС (спецкурс)
| |Утверждено | | |На заседании кафедры | | |Протокол № ______________ от | | |«_______»______________200 г. |
Макеевка ДГАСА 2000 УДК 528.425
Методические рекомендации по организации и проведению геодезической практики по специальности ПГС-1202 (спецкурс). Лобов М.И., Ламбин Н.Е., Соловей П.И. ДГАСА,2000. –
В рекомендациях приведены общие вопросы организации практики , виды работ и количество часов, отведенных на их выполнение. Даны краткие описания и методики выполнения указанных в методичке работ.
Рекомендации рассчитаны на студентов , усвоивших теоретический курс и выполнивших лабораторные работы по программе бакалавра и по спецкурсу , а так же прошедших геодезическую практику по программе бакалавра.
Составители: М.И. Лобов Н.Е. Ламбин П.И. Соловьй
ВВЕДЕНИЕ
Учебная полевая практика по инженерной геодезии имеет целью углубить и закрепить теоретические знания, полученные при изучении спецкурса. Студенты на практике должны освоить геодезические приборы настолько, чтобы самостоятельно выполнять необходимые проверки и юстировки, научиться решать основные геодезические задачи на строительной площадке и в процессе инженерной подготовки проекта. Общее руководство практикой осуществляется заведующим кафедрой инженерной геодезии ДГАСА, руководство академическими группами – преподавателями кафедры. Сроки проведения практики утверждаются учебным отделом академии. Для прохождения практики учебные группы разбиваются на бригады по 5-6 человек, которые выбирают бригадира. Бригадир отвечает за учебную дисциплину бригады, своевременный выход в поле и организует камеральные работы. Бригадир ведет табель посещаемости и дневник работ, которые содержит общую характеристику проделанной работы, с указанием выполненной конкретной работы каждым студентом. Дневник проверяется преподавателем и прилагается к общему отчету по практике при сдаче зачета. Бригадир получает приборы от ст. лаборанта кафедры, следит за их исправным состоянием. Бригада полностью несет материальную ответственность при их утрате. Студенты, выбывшие из бригады или пропустившие занятия, к зачету по практике не допускаются. Переход их одной бригады в другую не разрешается. Руководитель практики ежедневно ведет учет посещаемости студентов.
Программа учебной геодезической практики
Программа учебной геодезической практики включает : Первый день | |Вводный инструктаж по ТБ и сдача экзамена - |1,0 ч| | |Разбивка группы на бригады и избрание бригадира - |0,5 ч| | |Получение геодезических инструментов, материалов, бланков, |1,5 ч| | |методичек - | | | |Проверка и юстировка геодезических приборов - |2,0 ч| | |Выполнение пробных измерений углов, линий, превышений - |1,0 ч|
Второй день |1. |Построение на местности проектного угла |3,0 ч| |2. |Вынос точки с проектной отметкой |2,0 ч| |3. |Вычислительная и графические работы по оформлению выполненных |1,0 ч| | |задач | |
Третий день |1. |Изучение выданных преподавателем данных для выноса проекта в |0,5 ч| | |натуру | | |2. |Рекогносцировка участка |0,5 ч| |3. |Вынос в натуру и закрепление осей зданий по полученному |4,0 ч| | |разбивочному чертежу | | |4. |Графические работы по оформлению выполненного задания | |
Четвертый день |1. |Детальная разбивка осей в плане и по высоте |2,0 ч| |2. |Построение единичной плоскости |0,5 ч| |3. |Вынос и закрепление осей на обноске |2,5 ч| |4. |Графические работы по оформлению выполненного задания и |1,0 ч| | |составление отчета | |
Пятый день |1. |Определение плоскости широты в плане и по высоте и методом |3,0 ч| | |бытового нивелирования | | |2. |Определение вертикальности сооружения по методике |2,0 ч| | |разработанной кафедре инженерной геодезии ДГАСА | | |3. |Вычислительные и графические работы по оформлению выполненных |1,0 ч| | |задач | |
Шестой день |1. |Оформление бригадного отчета по практике и получение зачета |6,0 ч|
1. ПОСТРОЕНИЕ НА МЕСТНОСТИ ПРОЕКТНОГО УГЛА
При построении на местности проектного угла должна быть закреплена вершина О и начальное направление ОА (см. рис. 1 а). Требуемый штрих закрепить на местности точку В, чтобы угол АОВ имел проектное значение (. На точке А устанавливают вешку, в точке О – теодолит и приводят его в рабочее положение. При закрепленном лимбе берут по горизонтальному кругу отсчет а L на точку А при КЛ. по формуле b L = а L + ( вычисляют проектный отсчет и поворотом алидады устанавливают его на горизонтальном круге. По вертикальной нити зрительной трубы на местности закрепляют точку В L. Анологичные действия выполняют при КП, берут отсчет а R , вычисляют проектный отсчет b К = Q R + ( и получают на местности точку В R. Отрезок ВLВR делят пополам и находят определенную точку В. При построении угла с повышенной точностью сначала строят его при одном положении вертикального круга и фиксируют точку В L. Затем отложенный угол измеряют несколькими приемами вычисляют среднее его значение. Взяв разность между заданным углом и измеренным, получают поправку (( . зная по проекту расстояние ОВ, вычисляют линейную поправку Х.
Х = (ОВ * ((()/ ((
Отложив на местности точки перпендикулярно линии ОВL величину Х, фиксируют точку В. Угол АОВ и будет равен заданному углу ( . |Отсчеты | |Фактические |Проектные | |а L = 3 (23( |b L = 55(53( | |а R = 183 |b R = 233 (54( | |(24( | |
Рис. 1. Схемы построен ия проектного угла
При строительстве часто возникает необходимость в построении прямого угла с небольшими сторонами и несколькими требованиями к точности построения. Для этих целей используют рулетку. При построении (рис 1 б) рулетку укладывают в створ линии ВС, совмещают штрих 10 м с вершиной угла Д и по штрихам 0 и 20 м отмечают положение точек В и С. Раствором рулетки 20 м из этих точек делают засечки и получают положение точки А. Построение прямого угла в стесненных условиях выполняют с использованием свойств «египетского» треугольника с отношением сторон 3:4:5 . Для этого от вершины Д (рис.1 в) по линии ДС откладывают отрезок кратный 4, например 8 м. Затем прикладывают нулевой штрих рулетки к точке Д и закрепляют его, а штрих, кратный сумме 3+5=8, в нашем случае 16 м, прикладывают и удерживают у точки С. После этого натягивают рулетку за штрих кратный 3, т.е. за штрих 6 м, и в месте прогиба отмечают точку А. при этом линия АД будет перпендикулярна линии ДС. Вертикальный углы, как правило, строятся одним полуприемом. Для этого вычисляют отсчет, соответствующий значению заданного угла (, по формулам:
КП = МО -(, КЛ = ( + МО
Приведя уровня при вертикальном круге в изм-пункт, устанавливают вычисляют отсчет на лимбе. После чего фиксируют проекцию средней горизонтальной нити на местности. Для повышения точности построения угла может быть выполнен полный прием, при этом расстояние между двумя фиксировнными проекциями горизонтальной нити делится поплам.
2. ВЫНОС ТОЧКИ С ПРОЕКТНОЙ ОТМЕТКОЙ.
Вынос точки с проектной отметкой производится нивелиром . вынести проектную отметку – значит отметить в натуре точку В, высота которой НВ над уровнем моря или над условным горизонтом равна заданной. Установив нивелир примерно по середине между репером А с известной отметкой НА и местом вынесения точки, берут отсчет по рейке а по черной строчке, установленной в точке А. горизонт инструмента вычисляют по формуле ГИ= НА + а и отняв от него значение проектной отметки Н В , находят отсчет b . После этого рейку, установливают в месте вынесения точки , перемещают по вертикали до тех пор , пока горизонтальная нить сетки нитей не совпадет с отсчетом «b» . В этот момент реечник фиксирует точку В по рейки. Для контроля высоты точки В определяют при другом горизонте инструмента или по красным сторонам реек. Если разность отметок точек НА и НВ большая и с общей установки вынести проектную отметку нельзя, то производят вынос с двух или более станций. Последовательность действий в этом случае видна из рис.2. b = [H Rp1 + a + (c -b)] – H пр
Рис. 2 Вынос в натуру проектной отметки
3. ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ, ПОЛУЧЕНИЕ ИНСТРУМЕНТОВ, ПРОВЕРКИ И ЮСТИРОВКИ ПРИБОРОВ
Геодезические работы на учебной практике должны выполнятся студентами в полном соответствии с требованиями Методических указаний по каждому виду работ, при обязательном выполнении правил техники безопасности и пожарной охраны и при строгой трудовой дисциплине. Перед началом работ каждый студент изучает правила техники безопасности и сдает экзамен преподавателю – руководителю практики. После этого бригада получает необходимые инструменты и оборудование: 1. Теодолит со штативом, буссолью, шпилькой и отвесом. 2. Мерную ленту со шестью шпильками. 3. Рулетку 10-30 метровую. 4. Вешки. 5. Топор. 6. Нивелир со штативом. 7. Нивелирные рейки. 8. Колышки длиной 20-30 см (заготавливаются силами студентов). Для записей результатов полевых измерений и камеральных работ бригада получает необходимые журналы и бланки. Перед работой необходимо прокомпарировать мерную ленту и сделать проверки теодолита и нивелира. Результаты проверок и компарирования оформляются в специальной тетради проверок приборов.
4. РЕКОГНОСЦИРОВКА УЧАСТКА. ИЗУЧЕНИЕ ВЫДАННЫХ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ ДАННЫХ ДЛЯ ВЫНОСА ПРОЕКТА В НАТУРУ. ВЫНОС В НАТУРУ И ЗАКРЕПЛЕНИЕ ОСИ ЗДАНИЯ ПО ПОЛУЧЕННОМУ ЧЕРТЕЖУ.
На строительной площадке к разбивочным относится вынос в красных линий или осей улиц (проездов), главных, основных и вспомогательных осей зданий, сооружений или геодезической строительной сетки, а так же главных осей подземных инженерных сетей. В основу работы по выносу в натуру основных геометрических элементов входит разработка ППГР. Перед выносом проекта в натуру устанавливается для этого точность, определяемая техническими условиями разбивки. Например, при выносе красных линий застройки допускается ошибка от + 3 до + 5см, оси бетонных фундаментов выносятся в плане + 10 мм, по высоте 5 мм. Смещение оси колонны относительно разбивочных осей (в нижнем сечении) + 5 мм, это значит, что пролет между двумя колоннами не должен содержать ошибку более + ( 5=7 мм. Тогда при шаге колонн 12 м относительная ошибка должна быть не более 7 1 -------- ( -------- 12000 1700 Для обеспечения необходимой точности в установке конструкции разбивочные работы следует производить не грубее mr= 0.2(, где ( - предельное отклонение конструкции. Следовательно, для разбираемого случая измерение линий потребуется выполнять с относительной ошибкой 1: 3500 – 1: 4000. Этого можно достигнуть при разбивке створа теодолитом или хорошо натянутой стальной проволокой с последующим замером стальной рулеткой. Само собой разумеется, что работа по выносу проекта в натуру независимо от ее точности, должна быть всегда организована так, а для этого необходим полноценный контроль всех вычислительных и измерительных действий. Из требований точности подбираются необходимые инструменты и приборы: 1. Теодолит. 2. Рулетка стальная. 3. Колышки деревянные – 5-6 шт. 4. Мерная лента со шпильками. 5. Вехи – 3 шт. 6. Гвозди 5-7 мм – 5-6 шт. 7. Проволоки 1-2 мм 25 и 60 метровые. 8. Инвентарная обноска.
Состав работы
1. Объяснение задания. 2. Аналитический расчет выносимых в натуру элементов. 3. Рекогносцировка участка. 4. Разбивка основной оси.
1. Объяснение задания.
На планах по указанию руководителя практики запроектировать красную линию (ось улицы) и жилой дом, габариты которого взять из альбома типового проекта.
Рис. 3
Красными линиями называют проектные линии, по которых будут вестись новая застройка. Красные линии могут совпадать с линиями существующей застройки улицы, если улица имеет достаточную ширину и не предусмотрено её расширение. Если проектом планировки предусмотрено расширение улицы или пробивки новой улицы, красные линии не совпадают с линией существующей застройки (обычно подлежащей под снос). На уровне земли подземные детали не должны выступать за красную линию в сторону улицы, поэтому при разбивке с красной линией совмещают цоколь здания. А – А и Д – Д - продольные или фасадные оси фундамента; 1 –1 и 10 – 10 – поперечные или торцовые оси фундамента.
Рис. 4
2. Аналитический расчет выносимых в натуру элементов.
План красных линий и проектируемых зданий и сооружений разрабатывается на топографических планах масштабов 1:2000 – 1: 500 и является документом, на основе которого рассчитывается и красные линии и положении проектируемых сооружений. Аналитический расчет состоит в установлении аналитической связи между определяемыми (проектными) точками и существующими на местности точками геодезической основы. Аналитические расчеты (геодезическая подготовка) для разбивочных работ осуществимы следующими способами: аналитическим, графическим и графоаналитическим. Подробно об этих способах см. «Методические указания к изучению курса инженерной геодезии в строительстве. Автор Лобов М.И. » или Практикум по инженерной геодезии. Б.С. Хейфиц, Б.Б. Данилевич, 1973, § 80 и др.
3. Рекогносцировка участка.
По завершению аналитических расчетов и составления схемы выноса проекта в натуру приступают к полевым работам по разбивке выносимых элементов. Для этого на местности находят пункты геодезической сети. Устанавливают ориентированные линии и направления выносимых элементов. Все это вместе взятое составляет изучение площадки, на которой будут производится разбивочные работы и называется рекогносцировкой. При этом необходимо следить за тем , что бы не ошибиться в ориентировке здания на 180( , то есть не повернуть его зеркально. 4. Разбивка основной оси.
Наиболее распространенными методами построения проектной точки на местности является: полярных, прямоугольных координат, засечек и т.д. При разбивке зданий и сооружений работу начинают с выноса в натуру двух крайних точек , определяющих положение наиболее длинной продольной оси. Точки привязывают к ближайшим пунктам геодезической основы.
Способ полярных координат
Рис.5 Средняя квадратическая погрешность выноса в натуру проектной точки вычисляется по формуле: m c = ( m2 исх + ( S2 / (2 )* m 2( + m 2ф = = ( (m 2( / (2 ) * S + (ms / S)* S2 + m 2ф при m 2( = 30" , ms / S = 1 / 2000 , mф = 1 мм , s = 100 м
m c = ( (30 2 * 100000 2 )/ 206265 2 + (1 * 100000 2 )/ 2000 2 + 1 2 = 53 мм при m 2( = 5" , ms / S = 1 / 5000 , mф = 1 мм , mс = 20,2 мм
Способ прямоугольных координат
Рис. 6
m c = ( (ms / S)2 * (S 1 + S 2 )2 +(m "( / (" ) 2* S)2 + m 2ф Пример. При выносе в натуру точки способом прямоугольных координат перпендикулярно строим теодолитом Т-30 одним полным приемом. Проектные отрезки S1 и S2 строим на ровной горизантальной плоскости . точки закрепляем колышками, на верней части которых прочерчивали карандашем линии. Вычислить погрешность выноса в натуру точки А , если расстояние S1= ( Y1 и S 2 =( X2 , S1= S 2 = 20 м. При m( = 30" , ms / S = 1/9000 , и mф = 1 мм
m c = ( (1/ 9000)2 (20000 + 20000)2 +(30/206265) 2 *20000 2 + 1 2 = 5,4 мм
Способ угловой засечки
Рис. 5
mА = ( (m(12 / ("2 )* S12 + (m(22 / ("2 )* S22 + m2ф + m2ц. ст При m(1 = m(2 - формула имеет вид
mА = ( (2m2(/ ("2 )* S2 + m2ф + m2ц. ст
Если углы прямой угловой засечки строили полным приемом, теодолитом Т-30. Точку на местности закрепляли металлическим штырем m2ц. ст – выноса в натуру точки с центрального столика ( если эта операция выполнялась) При S1 = S2 = 25 м, m( = 30" , mф = 1,5 мм и m ц.ст = 2,5 мм, тогда mА = ( (2 * 30 2 / 2062652 )* 250002 + 1,52ф + 2,52= 17 мм
5. Детальная разбивка осей в плане и по высоте. Закрепление осей на обноске и створными знаками. Детальная разбивка выполняется от перенесенных в натуру основных осей. Допустим, имеется здание, ось фундамента которого А/1 – А/10 разбита в натуре. От этой оси разбивают оси внешнего контура здания 1-1, Д-Д, и 10- 10, для чего теодолитом и мерной лентой (рулеткой) строят прямоугольник А/1 – Д/1 + Д/10 – А/10. Принимая во внимание то, что торцевые оси имеют, как правило, не большие длины, то прямые углы достаточно построить теодолитом Т- 30 при двух положениях круга. Контролем построения может служить равенство диагоналей, величину которых находят из теоремы Пифагора. Из-за ошибок угловых и линейных измерений расхождения диагоналей между собой и в сравнении с вычисленной не должны отличатся более чем на 2-3 см. вершины прямоугольника закрепляют кольями, в верхние срезы которых забивают гвозди. После разбивки прямоугольника на расстояние 4-5 м параллельно сторонам его провешивают линии. По этим линиям через 2,5 – 3 м устанавливают столбы диаметром 12-14 см и высотой 1,5 –3,0 м. Столбы не должны попадать на оси здания . С внешней стороны к столбам прибиваются обрезные доски толщиной 25-40 мм так, чтобы верхние кромки их располагались горизонтально. Это достигается при помощи нивелира. Построенное таким образом ограждение называется обноской. Иногда обноски делают не сплошные , а в виде отдельных скамеек , расположенных в необходимых местах, т.е. по углам здания на створах продольных и поперечных осей. Для вынесения главных осей на обноску с теодолитом становятся в одну из вершин прямоугольника, например в точку А/1 (рис. 8), центрируют инструмент, устанавливают алидаду на отсчет 0( по лимбу, трубу наводят на точку А/10 и лимб закрепляют.
Рис. 8
Поднимают зрительную трубу до верха доски обноски и в визирной плоскости забивают гвоздь а 2 . Затем установить на лимбе отчет 180(, таким же путем намечают на обноске точку и забивают в нее гвоздь. Повернув алидаду , наводят трубу на точку Д/1 и забивают гвозди на обноске в точках m 1 и m 2 , при этом отсчеты на лимбе должны соответствовать 90( и 270(, таким образом оси А-А и 1-1 будут вынесены на обноску Затем устанавливают теодолит в точке Д/10 и анологичным путем выносят две другие оси (Д-Д и 10-10) . Основные разбивочные работы завершают закреплением осей за пределами будущего котлована, так как при его разработке все габаритные точки будут уничтожены. Для этого в створе основных осей закладывают специальные осевые знаки 1 и теодолитом, установленным в точках А/1 и Д/10 или а/10 и д/1, передают основные оси на знаки, где их фиксируют на металлической пластине крестообразной насечкой. Знаки закладываются в местах, где будет обеспечена их сохранность (конструкция знаков приведена в СниПе 3.01.03-84). Оси закрепляют по обе стороны от габаритов сооружения не менее, чем двумя знаками (рис.9). Знаки привязывают промерами к местным предметам.
Рис.9
Детальная разбивка по высоте осуществляется от главной высотной основы, составляющей знаки , абсолютные высоты которых определяют проложением нивелирных ходов ІІс , ІІІс и ІVс классов. От этой основы на строительную площадку передают в виде нивелирного хода трех высотных реперов. Проектные в район строящегося здания передаются от указанных выше реперов как ранее рассмотренная задача «Вынос точки с заданной отметкой». Величину выносимой отметки задает преподаватель.
4. 4.КОНТРОЛЬ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ 5. КОНСТРУКЦИЙ.
Выполняется при изготовлении конструкции при поступлении их на строителый объект с целью установления их фактических размеров и имеющих место отклонений. Для измерений используются металлические рулетки, линейки, угольники , теодолит, нивелир, нивелирная рейка. При контроле геометрических параметров плоских железобетонных конструкций –панелeй, измеряют длину l , ширину(высоту) h , толщину p, длины диагоналий d. При размерах конструкции не привышающих 2 х 6 м плоскостность конструкции определяется относительно вертикальной и горизонтальной плоскостей в 5 точках. В первом случае с помощью теодолита методом бокового нивелирования , во втором с помощью нивелира – геометрическим нивелированием. Определение изгибов проводится предварительно намеченных карандашом точках (рис. 10).
Рис. 10
а) определение изгибов конструкций , установленных вертикально (или с небольшим наклоном). Производится на стенде, монтажной площадке или после монтажа. Вдоль конструкции разбивается линия параллельная боковой грани в нижней части. Для этого неперпендикулярно низу конструкции в точках 1 и 2 (рис. 11) с помощью нивелирной рейки откладываются и закрепляются на колышках гвоздями отрезки равные b=500 или 1000 мм.
Рис. 11
На расстоянии 6-12 метров от точки 1 (или 2) в створе линии устанавливает теодолит и центрируется над продолжением данной линии. Продолжение линии от точки Т разбивается с помощью теодолита, установленного над точкой 2( и ориентированного натянутой на точку 1( или с помощью струны, натянутой от точки 2( через точку 1( и закрепленной в точке Т. после закрепления створа в точке Т устанавливают теодолит, последовательно центрируют и приводят в рабочее положение (способ приближений). Наводят пересечение сетки на точку 2(. Изменяя фокусировку трубы проверяют, что бы пересечение сетки находилось на точке 1(. Если теодолит центрирован в точке Т с ошибкой ( , то смещение точки 1 и створа составит (/2. Допускается нестворность не более 1 мм. Если это условие выполняется, устанавливаем рейку перпендикулярно створу (поверхность плиты) в точках 1, 2, 3, 4, 5 и последовательно берем отсчеты пол методике бокового нивелирования ( а і ). Для контроля отсчеты берут при КЛ и КП теодолита. За окончательное принимают среднее значение из двух отсчетов. Затем вычисляют полусуммы (а 4 + а 5 )/2 и (а 2 + а 4 )/2. Если изгиб отсутствует должно соблюдатся равенство (а 4 + а 5 )/2 = (а 2 + а 4 )/2 = а 3
Допускается неравенство в пределах 2 мм (за счет ошибок измерений).
При больших расхождениях вычисляют величины изгибов по формулам а і - а 3 . данные контроля показывают на исполнительном чертеже (схеме) в масштабе 1:100 (рис. 12) .
Рис. 12
б) определение изгибов конструкции относительно горизонтальной Маркировка точек производится аналогично ранее рассмотренному способу или в виде сетки квадратов (прямоугольников) со сторонами 1 м, если это предусмотрено проектом. Нивелирование точек производится верным способом (как при нивелировании поверхности по квадратам): а 1, а 2 , а 3 , а 4 , а 5, … Для контроля отсчеты берут дважды ( с измерением горизонта инструмента) . допускает расхождение +2 , за окончательное значение принимают среднее из двух отсчетов. Кривизна (изгиб) вычисляется относительно центра тяжести: (а 1 - а 3 ); (а 2 - а 3 ); (а 4 - а 3 ); (а 5 - а 3 ).
Если (а 1 + а 5 ) - (а 2 + а 4 ) ( 0 имеется изгиб конструкции , при величине более 10 мм конструкция бракуется. Для повышения точности взятия отсчетов по рейке рекомендуется использовать закрепленную рейке металлическую линейку с миллиметровыми делениями, середина которой должна находится на пересечении сетки нитей. Крепление осуществляется клеющей лентой.
5. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПОЛОЖЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСИ ДЫМОВЫХ ТРУБ В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ НАБЛЮДЕНИЙ.
Цель задания: изучить методику геодезического контроля пложения вертикальной оси дымовой трубы в сложных условиях строительства и эксплуатации. Приборы и принадлежности: теодолит Т5 (Т2), штатив, рейка, буссоль, микрокалькулятор, рабочая тетрадь, журнал измерений. Геодезический контроль положения вертикальной оси высотных сооружений башенного типа ( дымовые трубы, телебашни, мачты, копры и др.) выполняют из опорных пунктов геодезической сети, создаваемой на строительной площадке. Очень часто опорные пункты оказываются уничтоженными, а создать новую сеть бывает затруднительно, в таких условиях предлагается следующая методика І 1 І геодезического контроля положения вертикальной оси на примере конической дымовой трубы высотой Н=90 метров. (Для учебных целей дается с некоторыми упрощениями).
Методика наблюдений.
Пусть точка N – центр нижнего сечения сооружения, точка V – центр верхнего, контролируемого сечения (рис. 13). Требуется определить отклонение Q=NV и азимут отклонения (Q. Отклонения вызванные наклоном фундамента, называют креном. Для выполнения поставленной задачи вокруг дымовой трубы закрепляют два опорных пункта 1 и 2 на расстоянии от центра N не ближе высоты сооружения. Места закладки опорных пунктов необходимо выбирать не ближе 3-х метров от металлических предметов. Угол засечки ( выбранными направлениями N 1 и N2 должен быть не менее 30( и не более 150( . наблюдение следует выполнять в безветренную погоду, в пасмурные дни или утром – до 10 часов. В пункте 1 устанавливают теодолит и приводят в рабочее положение. Визируют на правую (точка ПN ) и левую (точка (N ) образующие сооружение в нижнем сечении и берут отсчеты (1) = 9( 24,0( и (2) = 3( 25,7( , которые записывают в журнал измерений (таблица 1).
Рис. 13 Схема геодезического контроля положения вертикальной оси дымовой трубы.
Таблица 1. Журнал измерений отклонений дымовой трубы высотой 90 метров.
|Дата: 3.07.98 г. |Погода : пасмурно, сухо. | |Наблюдал: Павлов В.И. |Теодолит: 2Т5К, № 17033 | |Но|Но|R,|ОТСЧЕТЫ | |Углы|Сред|Рост|Сост|Ази-|Откл|Азим| |ме|ме| | |Средний | |ние |, |авл.|мут,|он. |ут (| |р |р |L | |отсчет |(і |углы|Si, | | |а, |Q,гр| |пу|се| | | |R, |, |мм |q i,|( і |мм |ад | |нк|че| | |П+Л |(і L|(і | |мм | | | | |та|ни| | |2 | | | | | | | | | |я | | | | | | | | | | | | | | |Правая |Левая | | | | | | | | | | | | |об-разую|об-разую| | | | | | | | | | | | |щая |щая | | | | | | | | | | | | |П |Л | | | | | | | | | |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10 |11 |12 |13 | |1 |N |R |9 24.0 |3 25,7 |6 24,85 |0 | |5950|-187|339(|314(|195(| | | | |(1) |(2) |(10) | | |0 | |05( | |5( | | |V | |8 04.,2 |4 23,8 |6 14,00 |-10,| | | | | | | | | | |(3) |(4) |(11) |85 | | | | | | | |1 |N |L |189 24,2|183 25,9|186 |0 | | | | | | | | | | |(5) |(6) |25,05 | | | | | | | | | | | | | |(12) | | | | | | | | | |V | |188 04,4|184 24,0|186 |-10,| | | | | | | | | | |(7) |(8) |14,20 |85 | | | | | | | | | | | | |(13) |(15)| | | | | | | | |Cе| |- |- |207( 20(| | | | | | | | | |ве| | | |(9) | | | | | | | | | |р | | | | | | | | | | | | |2 |N |R |62 15,0 |58 36,0 |60 25,5 |0 | |9580|-308|274(| | | | | | |(1) |(2) |(10) | | |0 | |04( | | | | |V | |61 21,6 |59 07,0 |60 14,3 | | | | | | | | | | | |(3) |(4) |(11) | | | | | | | | |2 |N |L |242 15,0|238 36,1|240 | | | | | | | | | | | |(5) |(6) |25,55 | | | | | | | | | | | | | |(12) | | | | | | | | | |V | |241 21,7|239 07,2|240 | | | | | | | | | | | |(7) |(8) |14,45 | | | | | | | | | | | | | |(13) | | | | | | | | | |Се| |- |- |326( 22(| | | | | | | | | |ве| | | |(9) | | | | | | | | | |р | | | | | | | | | | | |
Рабочие формулы: |q x = |q1Cos(2–q1Cos (1 |=|-187 Cos274( - (-308) |=|- 303 мм | | | | |Cos339( | | | | |Sin ((1 - (2) | |Sin(274( - 339() | | | |q у = |q1Sin(2–q1Sin (1|=|-187 Sin 274( - (-308) Sin |=|- 84 мм | | | | |339( | | | | |sin ((1 - (2) | |Sin(274( - 339() | | |
Q = ( q2 x q2 у = 314 мм; rQ =arctg qy/qx = 15(,5; (Q= 180 + rQ = 180( + 15(.5 = 195(,5
После этого, не сбивая горизонтальный круг, визируют на правую точку (точка Пv) и левую (точка Лv) образующие в верхнем, контролируемом сечении и берут отсчеты (3)=8(04 2(, и (4)=4(23,8( . Переведя трубу теодолита через зенит наблюдения выполняют при втором круге, и получают отсчеты (5) ( (8). Затем с помощью буссоли ориентируют трубу по северному направлению и берут отсчет (9) = 207(20( . После этого устанавливают нивелирную рейку в точке ПN или (N и лпределяют по нитяному дальномеру расстояние S1 =IN= 59,5 м, которое записывают в столбец 9 журнала измерений. Анологичные наблюдения выполняют из опорного пункта 2 (Примечание: нумерацию опорных пунктов на рис. 1 следует выполнять против часовой стрелки).
Обработка результатов измерений.
1. Вычисляют средний отсчет (10)= [ (1) + (2) ] / 2 = 6( 24, 85(, соответствующий направлению IN, а так же отсчет (11)=[(3)+(4)]/2 = 6(14,0(, соответствующий направлению IV. 2. Вычисляют параллактические углы (1R (круг право) и (1L (круг лево) между направлениями IV и IN по формулам:
(1R = (11) – (10) = - 10,85( (1L = (13) – (12) = - 10,85( (столбец 7).
3. Вычисляют среднее значение угла (1 по формуле : (1 = [(1R + (1L ] / 2 = - 10,85 ( . (столбец 8).
4. Вычисляют линейную составляющую отклонения : q1 = [S1 (1 ]/ ( = [59500 (-10,85()] 3438( = - 187 мм. (столбец 10)
5. Вычисляют магнитный азимут (1 направления IN : (1 = (12) - (9) ( 339(05( . (столбец 11)
6. Аналогично обрабатывают результаты наблюдений из опорного пункта 2 и определяют параметры (2 = - 11,05 (, S2 = 95,8 м, (1 = 274(, q1 = -308 мм.
7. Вычисляют проекции qX и qY отклонения Q на координатные оси (см.рис. 11) по формулам: |q x = |q1Cos(2–q1Cos (1 |=|-187 Cos274( - (-308) |=|- 303 мм | | | | |Cos339( | | | | |Sin ((1 - (2) | |Sin(274( - 339() | | | |q у = |q1Sin(2–q1Sin (1|=|-187 Sin 274( - (-308) Sin |=|- 84 мм | | | | |339( | | | | |sin ((1 - (2) | |Sin(274( - 339() | | |
8. Вычисляют отклонение Q по формуле:
Q = ( q2 x q2 у = 314 мм;
9. Вычисляют румб rQ отклонения по формуле: rQ =arctg qy/qx = 15(,5;
10. Учитывая знаки проекций qX и qY вычисляют азимут : (Q= 180 + rQ = 180( + 15(.5 = 195(,5
11. Выполняют оценку точности измерения отклонения Q по формуле, в которой m( = ( 5( - средняя квадратическая погрешность измерения горизонтальных углов; Smax = 95,8 м – максимальное расстояние от опрных пунктов до сооружения: ( = 206265 (- радианная мера; Q = 314 мм; q1 = - 187 мм; q2 = - 308 мм; (1=339(, (2=274 ( (взяты из таблицы 1). mQ = (3 m( * Smax ) * ( 2 Q2 - (q12 + q12 ) = ( Q Sin (/(2 - (1)
= (3 5( * 95800) * ( 2 3142 - (1872 + 3082 ) = 6,3 мм 206265( 314 * Sin 65(
Согласно ГОСТ-24846-81 предельная погрешность измерения отклонений не должна превышать mпред = 0,0005 H = 45 мм. Таким образом полученная предельная погрешность (6,3 мм) значительно меньше регламентируемой (45 мм).
12. Измеренное отклонение изображают в прямоугольной системе координат, где указывают величину отклонения и азимут его направления (Q (рис. 14).
Рис. 14 Плановое положение вертикальной оси дымовой трубы на высоте 90 метров
Анализ результатов измерений.
Допускаемое отклонение вертикальной оси дымовых труб высотой меньше 100 м, находящихся в условиях эксплуатации , регламентируется СниП 2.02.01- 83 (Нормы проектирования. Основа зданий и сооружений.) и не должно превышать 0,005 Н= 0,005 * 90000 мм = 450 мм. Зафиксированное на высоте 90 метров отклонение составило 314 мм, что меньше допустимого, но близко к нему. Поэтому за дымовой трубой необходимо провести систематическое наблюдение с определением отклонений на разных высотах что бы выявить динамику отклонений и причину из возникновения.
ОФОРМЛЕНИЕ БРИГАДНОГО ОТЧЕТА ПО ПРАКТИКЕ И СДАЧЕ ЗАЧЕТА
После выполнения всех полевых и камеральных работ каждая бригада составляет по практике. Все полевые и камеральные документы должны быть надлежащим образом оформлены и подшиты в папке –скоросшивателе в следующей последовательности: 1. 2.Табель посещаемости. Тетрадь проверок. Пояснительная записка (перечень предлагаемых вопросов необходимых для освещения в записке смотри ниже) Полевые и камеральные материалы по видам работ с подписями: кто оформил, составил или вычислял. Основные чертежи вычерчивать тушью соответствующего цвета. Каждый полевой документ должен быть пронумерован и в конце подписан бригадиром с указанием сколько всего страниц в журнале и сколько из них заполнено и др. Примерный перечень вопросов подлежащих освещению в пояснительной записке: Место и время практики и кто проводит практику. Виды и объемы работ и время отведенное на их по плану и фактически. Применявшиеся инструменты. Методы работ и распределение обязанностей между членами бригады. Результаты работ (их точность и сравнение с допусками). Положительные и отрицательные стороны практики.
----------------------- 4 КЖ
[pic]
Реферат на тему: Приборы дистанционного зондирования
Уральская Государственная Горно – геологическая Академия
Кафедра геодезии и фотограмметрии
“Приборы дистанционного зондирование”
Доклад по дисциплине: Цифровые модели горных объектов
Екатеринбург 2001 г.
Содержание
Стр.
1. Приборы дистанционного зондирования 3
2. Системы спектральных данных 3
3. Многоспектральные построчно – прямолинейные сканеры 5
4. Фотографические системы 6
5. Телевизионные системы 6
6. Аналого – цифровые преобразования 7
Список используемой литературы 9
Приборы дистанционного зондирования.
Используемые в дистанционном зондирование приборы подразделяются на две обширные группы, которые будем называть системами спектральных данных и формирующими изображения системами. Обычно системы спектральных данных не формируют изображения, а дают детальную спектральную информацию об объекте. Системы, формирующие изображение, дают информацию относительно пространственной структуры объекта и обычно некоторую спектральную информацию. Системы спектральных данных получают данные путем спектрального сканирования (в отличии от пространственного сканирования в формирующих изображения системах). В дистанционном зондирование системы спектральных данных обычно используют при полевых исследованиях. Системы, формирующие изображение, делят на два типа: кадровые системы и сканирующие. В кадровых системах элементы изображения, или пикселы, получаются одновременно в основной единице изображения – кадре. В сканирующих системах элементы изображения получаются последовательно, но после получения могут быть приведены в формат кадра. Оба типа таких систем дают спектральную информацию, обычно образуя многоспектральные элементы изображения, состоящие из набора измерений в выбранных диапазонах длин волн спектра.
Системы спектральных данных
Рассмотрим три различных типа полевых спектральных приборов. Все они спектрорадиометры, поскольку для них источником излучения является солнце, а не внутренние источники излучения. Три основных типа приборов такие: интерферометр, спектрорадиометр с диспергирующей призмой или дифракционной решеткой и спектрорадиометр с вращающимися сменными фильтрами. В основном эти приборы отличаются тем, как они диспергируют входное излучение на его спектральные компоненты. Различные способы диспергтрования определяют пути установления внутренних опорных излучателей в приборе. В течение многих лет интерферометры использовались в спектроскопии высокой точности. Устройство полевого интерферометра отличается от лабораторного варианта в основном способом, которым приводится в движение подвижное зеркало. В лабораторных приборах для приведения в движение зеркала применяется винт с очень малым шагом, подвижное зеркало применяется в конструкции полевых приборов оно быстро приводится в движение с помощью системы электродинамических катушек, что дает несколько спектральных сканов в 1с. Прибор не дает изображение сцены в его поле зрения, а просто наблюдает интерференционную картину возникающую вследствие излучения энергии сценой. Второй тип полевых приборов, часто используемых в дистанционном исследование ,- приборы, в которых в качестве основных диспергирующих элементов применяются призмы и дифракционные решетки. Обычно для преобразования оптического сигнала в переменный сигнал, более подходящий для обработки в электронной части прибора, в этих приборах используется система оптического прерывания. Характеристикой прибора с дифракционной решеткой служит то, что несколько порядков спектра отражаются в заданном направление. Кратные частоты излучения относятся к одному и тому же порядку. Необходимо провести сортировку порядков, используя фильтры перед детектором для отображения дифракционной решетки. Кроме того диспергирующая призма дает единственный порядок в данном направление и нет необходимости в сортировке порядков. Однако пространственная дисперсия прибора с диспергирующей призмой с механической точки зрения гораздо сложнее. Кроме того, со спектральной точки зрения приборы с дифракционной решеткой более точные, так как результирующий спектр растягивается на большую площадь. Прибор с дифракционной решеткой требует более аккуратного обращения и обычно не способен на такое быстрое спектральное сканирование, как прибор с диспергирующей призмой, поскольку механизм, используемый для крепления дифракционной решетки, должен быть довольно массивным и механически сложным для того, что бы обеспечить правильное положение дифракционной решетки в данном диапазоне спектра. Механизм призмы более груб и прост и поэтому, по существу, он способен на более быстрое спектральное сканирование. Однако спектральный охват прибора с диспергирующей призмой ограничивается материалом, из которого изготовлена призма. Поскольку призма – это в основном преломляющий лучи прибор, то для того, чтобы охватить оптический диапазон спектра, для изготовления диспергирующих призм должны использоваться материалы различных типов. Еще один тип полевых приборов – это те в которых в качестве основных диспергирующих элементов используются интерференционные фильтры. Интерференционный фильтр – это многослойная диэлектрическая структура, позволяющая излучению проходить через нее. В результате многократных отражений и пропусканий возникает явление интерференции. Только одна спектральная полоса, соотвествующая определенной длине волны, интерферирует с усилением и поэтому проходит эту многослойную структуру без существенного ослабления. Данный метод диспергирования требует такой сортировки порядков, которая применяется в системах с дифракционной решеткой. Любая длина волны, кратная первичной длине волны, прошедшей через интерференционный фильтр, также пройдет через него, так как интерференция с усилением будет так же иметь место для компонент кратных длин волн. Необходим фильтр, способный удалять все кратные порядки излучения, падающего на фильтр. Длина волны, которая должна пройти через интерференционный фильтр, зависит от толщины диэлектрических элементов. Поэтому, чтобы сделать регулируемый диспергирующий элемент, удобно использовать конический интерференционный фильтр. Вместо того, чтобы применять щели, определяющие кратные длины волн, можно поставить перед входной щелью детектора прибора такой фильтр и изменять его положение относительно щели, чтобы выделить из приходящего потока из приходящего потока излучения спектральную компоненту. Особенно удобная форма интерференционного фильтра – это вращающиеся сменные фильтры, у которых толщина диэлектрических элементов изменяется в зависимости от углового положения на ободе. Сортирующий порядок фильтра расположен на поверхности кольца фильтра перед детектором, который используется для улавливания проходящего через фильтр излучения, ВСФ могут вращаться для получения быстрых спектральных сканов и по существу представляют собой грубый метод диспергирования в полевом приборе.
Многоспектральные построчно – прямолинейные сканеры
Сканеры дают изображения последовательно. Объект сканируется растровым способом, обычно оптико – механической системой. Излучение проходит через собирающую оптическую систему, создающую мгновенное поле зрение. Общее поле зрение создается сканирующим движением оптической системы. Затем с помощью диспергирующих призм, дифракционных решеток, дихроичных зеркал или фильтров излучения разлагается на спектральные составляющие. Набор детекторов улавливает диспергированое излучение. Детекторы в пространстве расположены так, чтобы соответсвующие детекторы могли улавливать тот диапазон длин волн к которому они чувствительны. Сигналы, идущие с каждого детектора усиливаются и обрабатываются, и далее записываются или передается информация, касающаяся источников колибровки, они как и сцена, также сканируются оптико-механической системой.
Фотографические системы
Часто фотографические системы считаются родоначальниками систем дистанционного зондирования по существу возникла в науке как интерпретация фотографий. В фотографической системе пленка выступает в роли детектора, а объективы фокусирующие изображение на плоскости пленки – в роли оптической системы. Фотографическая система – кадровая система: все данные об изображение получаются одновременно. Пленка, используемая в фотографической системе как детектор, по сравнению с многоспектральной сканерной системой имеет дополнительное ограничение, а именно относительно ограниченный спектальный диапазон. Однако по сравнению с многоспектральными сканерными системами фотографические системы характеризуются очень высоким пространственным разрешением. Хорошо развитая фотограмметрия, подчеркивающая геометрические аспекты, иногда называемые метрическими, в анализе изображений. Эта высоко развитая технология, а также относительно низкая стоимость фотографических систем по сравнению с многоспектральными сканерными системами способствует широкому использованию ее в дистанционном зондировании. Оптическая часть фотографической системы предназначена для формирования по кадрового изображения, и поэтому ее поле зрения относительно большое по сравнению с мгновенным полем зрения построчно – прямолинейного сканера. Поле зрения некоторых фотографических систем может достигнуть 800 и более.
Телевизионные системы
Электронные системы формирующие изображение, имеют сходство с фотографическими системами в том, что изображение они образуют на фотоэлектрической поверхности подобно тому, как в фотографических системах оно образуется на фотохимической поверхности. Обычно эти системы включают затвор, оптическую систему и, возможно, систему компенсации смаза изображения, подобные тем, что входят в стандартную фотокамеру. Поскольку телевизионная система – по кадровый прибор, собирающий данные, заполняющие кадр практически мгновенно, нет необходимости в столь точном контроле положения датчика, как это требуется для построчно – прямолинейного сканера. Хотя электронно – лучевые телевизионные системы обычно получают изображение в виде, аналогичному тому, что получает фотографическая система изображения, индуцируемые на фотоэлектрической поверхности, обрабатываются скорее электронным, нежели химическим путем, и поддаются быстрой электоронной передаче с платформы датчика на приемную станцию. Или же изображения могут быть записаны в удобном виде на магнитную ленту для последующей передачи, когда платформа датчика окажется вблизи приемной станции.
Аналогово – цифровые преобразования
Для преобразования аналогового сигнала в его цифровое представление используют систематическую процедур, которая еще называется оцифровкой. Шаг квантования должен быть больше или равен приблизительно удвоенной компоненте самой высокой частоты, которая должна сохраняться самой системой. Сохраняемая самая высокочастотная компонента будет определять правильность воспроизведения сигнала после процесса оцифровки. Число уровней оцифровки обычно выбирается на основание характеристик работы цифровой системы. На практике было установлено, что обычно вполне удовлетворительным для данных дистанционного зондирования является квантование на 256 уровней (восемь двоичных битов). Выбор шага квантования зависит от высоты сканера и его мгновенного поля зрения, оба эти параметра влияют на частные характеристики электрического сигнала. Часто в самолетных системах дешевле записать сигналы, идущие с детектором, на аналоговый магнитофон, чем предварительно пропускать их через бортовой аналого – цифровой преобразователь. Позднее аналоговая лента обрабатывается в наземной системе аналого – цифрового преобразования, дающей машинно – совместимую цифровую магнитнкю ленту. Часто за этим следует дополнительное преобразование данных на цифровой магнитной ленте в формат, пригодный для прграммной обработки данных. Хотя такой подход и может снизить себестоимость систем сбора данных, он требует дополнительного шага обработки в подсистеме ввода системы цифровой обработки данных на ЭВМ. Кроме того, если в процесс включается шаг аналоговой записи, то это неизбежно приводит к некоторой потере динамического диапазона сигнала и снижению отношения сигнал/шум. Другой подход состоит в оцифровке сигналов на выходе детекторов и записи полученных цифровых сигналов прямо на цифровую магнитную ленту. На этапе цифровой записи, исходя из природы этого процесса, никакой потери динамического диапазона сигнала и снижения отношения сигнал/шум не происходит. Сигналы записываются в двоичном виде, т.е. сигнал либо есть, либо его нет, и потери его качества обусловлены только процессами квантования и оцифровки. Список используемой литературы
1. Гарбун. Гершен. :”Космические ошибки дистанционного зондирования”
2. Ф.Свейн. “Дистанционное зондирование: количественный подход”
| |