Введение к работе
Актуальность проблемы: В настоящее время, несмотря на
общий спад производства, объемы топографо-геодезических работ
заметно не уменьшились. Особенно возросли объемы
топографо-геодезических работ по обеспечению земельной реформы и землеустройству. Во всех сферах человеческой деятельности, связанных с использованием топопланов, геоданных и других материалов изысканий, основополагающим моментом, влияющим на качество и достоверность проектных, землеотводных, строительных и других решений является создание планового обоснования. Применение спутниковых систем упрощает и ускоряет передачу координат государственной геодезической сети на объекты работ. В плановом порядке на перспективные объекты (обычно, населенные пункты) с помощью спутниковых систем определяют координаты двух, реже трех пунктов. Пункты располагаются в удобном для наблюдений спутников месте, но главное - в надежных для сохранности местах вблизи границ объекта. Оптической видимости между пунктами обычно не предусматривается. Дальнейшее сгущение сети для топографических, землеустроительных и других работ производится обычными геодезическими методами.
Наиболее распространенным и рациональным способом создания планового обоснования есть и достаточно долго будет метод проложения полигонометрическях и теодолитных ходов. Этому способствует широкое распространение современных точных теодолитов, топографических светодальномеров и электронных тахеометров.
В работах Батракова Ю.Г., Белова Ю.В..Большакова В.Д., ВизгинаА.А., Гуляева Ю.П., Конусова В.Г., Лебедева Н.Н.,МаркузеЮ.И., Паикрушина В.К..Яковлева Н.В. и многих других авторов разработаны основные вопросы проектирования, измерения, предвычисле-ния и оценки точности, уравнивания сетей полигонометрии.
Предприятия ГУГКа при развитии или восстановлении геодезических сетей с применением спутниковых систем часто ставят над центром небольшую пирамиду, которая несет скорее опознавательное значение. В связи с этим, а в населенных пунктах - из-за интенсивного строительства и недостаточного объема по восстановлению уничтоженных сигналов координатная привязка находит широкое применение в производстве. В этом случае возрастает вероятность пропуска грубых ошибок. В итоге
"*"
низкое качество, а то и скрытый брак. Выявление этих ошибок чаще всего происходит только в ходе строительства или эксплуатации объекта. Все это приводит к неоправданно большим затратам. Поэтому разработка методов своевременного и надежного контроля полевых измерений весьма актуальна.
Целью исследований являлось:
- повышение качества построения геодезических сетей;
- разработка методик оперативного и надежного контроля
полевых измерений.
Объектом исследований являются:
- изучение влияния угловых и линейных ошибок на
абсолютную невязку хода при допустимой относительной ошибке в
случае координатной привязки для различных видов ходов;
-изучение влияния ошибок исходных дирекционных углов на ошибки и общую деформацию хода;
-ошибки определений азимутов точными теодолитами; -разработанные автором новые способы определения азимута и широты.
Методика исследований основана на анализе технической литературы, нормативных документов, практического опыта и результатов эксперемеитальных работ. Для решения поставленной задачи использованы следующие основные теории и методы:
-теория математической обработки геодезических измерений; -методы математического моделирования и программирования; -методы математического и системно- структурного анализа; -численный метод решения трансцендентных уравнений; -современные основы геодезии и геодезической астрономии. Научная новизна исследований /. В работе сделаны алгебраический и числовой анализы влиянии грубых угловых и линейных ошибок на невязку хода при координатной привязке.
Доказано, что при наличии в угловых и линейных измерениях грубых ошибок (в два раза больше допустимых), в половине ходов относительная ошибка не будет превышать допустимую.
Математически обосновано и подтверждено результатами уравнивания различных ходов полигонометрии, что в ряде случаев ошибки измеренных углов и линий при координат-
-5-яой привязке могут во много (50) раз превышать допустимые. Получены новые формулы связи ошибки отдельного угла и и суммы углов и ошибок в линиях с продольной невязкой хода для случая координатной привязки.
2. Предложен новый разностный способ определения азимута из наблюдений пары звездвблизи меридиана с помощью теодолита типа 2Т2 и спортивного секундомера.
Для этого па основе известной методики оценки азимутальных наблюдений, для астрономических теодолитов и всего комплекса приборов по хранению времени, сделан математический анализ ошибок определения азимутов оптическими теодолитами по азимутальной группе (по часовому углу светила и горизонтальному направлению на него) и зениталыю-азимутальной группе (по зенитному расстоянию и горизонтальному направлению).
По аналогичной методике сделана оценка точности определения азимута разностным способом и получены данные, подтверждающие возможность контроля угловых измерений в геодезических сетях 4 класса и 1 разряда полигонометрии.
Предложены методики исследования секундомера и полевых наблюдений для разностного метода.
Для упрощения подготовки к полевым наблюдениям переработаны формулы сфероидической геодезии и сферической астрономии для составления пакета программ на микрокалькулятор МК-61. Для камеральных вычислений азимута предложен принципиально новый для геодезической астрономия численный метод математической обработки - метод Ньютона. Этот метод применен для решения трансцендентных уравнений.
Усовершенствованы формулы проф. Ф.Н. Красозского для вычисления азимута по паре звезд наблюдаемых в любых вертикалах. 3. Разработан новый разностный способ определения широты для ориентирования свободных сетей, создаваемых в отдаленных и труднодоступных районах.
4. Разработана, методика полевых измерений для совместного
определения азимута и широты разностным методом по 3 звездам.
Практическая ценность работы
1. О работе показано, что применение координатной привязки,
разрешенной некоторыми инструкциями к СНиПами, не всегда оправдано.
Даны рекомендации по геометрическому построению сетей
полигонометрии, определению возможных мест пропуска ошибок и методики контроля полевых измерений.
2.Предложен разностный способ определения азимута с применением точного теодолита типа 2Т2 или ему равноточного и спортивного секундомера, позволяющий определять азимуты с ошибками, равными ошибкам измерения углов в сети.
3. Разработаны новые способы определения азимута и широты точки на принципиально новой разностной методике, что дает возможность ориентировать свободные сети.
4. Разработано методическое пособие для определения
азимута по наблюдениям пары звезд вблизи меридиана. В пособии
даны подробные наставления по выбору и исследованиям
инструментов. Составлены: каталог средних мест звезд на эпоху
2000 года, таблицы и номограммы, с помощью которых возможен
правильный и простой по операциям подбор нужных звезд. Дана
полная методика полевых измерений по определению азимута
направления и широты точки. Разработан полный пакет программ
для микрокалькуляторов типа МК-61,позволяющий произвести все
вычисления в полевых условиях. В него включены не только ос
новные программы по вычислению азимута земного предмета или
широты точки (два варианта), но и вычисление поправки за наклон
горизонтальной оси теодолита, поправки за рефракцию,
интерполирование видимых мест звезд и т.д. Фактически все операции, связанные с определением и вычислением азимута и широты, подробно описаны и подкреплены программами или таблицами. Апробация работы и публикации: основные результаты исследований, изложенные в диссертации, докладывались и обсуждались на научно - технических конференциях: Омского сельскохозяйственного института, Сибирского автомобильно - дорожного института, региональных семинарах "Инженерные изыскания в строительстве", организованных Госстроем СССР в 1988-1989 г., на научно-производственных конференциях Омскгипроводхоза, Алтайгипроводхо-за, ОмскТИСИЗа. Основное содержание работы отражено в восьми журнальных статьях (Научные труды ОмСХИ, СибАДИ и журнале Геодезия и картография) и в методическом пособии "Определение азимута по наблюдениям пары звезд вблизи меридиана".
Реализация работы: данная методика ориентирования геодезических сетей нашла применение в институте Омскгипроводхоз при
изысканиях для мелиоративного строительства. Госкомиссия Геонадзора при приемке работ предложила размножить методическое пособие и выслать их в ЗапСибТИГТН для дальнейшего распространения в другие геодезические организации. После выступления на региональном семинаре и публикации статей в журнале "Геодезия и картография" в трест "ЗапУралТИСИЗ" и П.О. "Сев-Зап. Аэрогеодезкя", по их проеьбе, были высланы переработанные методические пособия но определению азимута разностным методом.
Объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы, включающего 83 отечественных и 21 зарубежного авторов и приложения.Работа оформлена на 156 страницах, включая 11 рисунков, 6 таблиц и 14 приложений.