Замкнутый теодолитный ход: обработка и методика рассчета координат. Квалифицированный матрос Able Seaman Чему равен румб в градусах

В. 1.2.1: Деление горизонта на градусы и румбы относительно диаметральной плоскости судна. Сколько градусов содержит один румб? Основные 8 румбов.
О: Истинный горизонт делится на курсовые углы от ДП судна до 180° левого и правого борта, а в румбах на 16 румбов левого и правого борга. Один румб равен 11,25°. Горизонт делится на 360" или 32 румба, основные 8 из них называются норд (N), норд-ост (NE), ост (Е), зюйд-ост (SE), зюйд (S), зюйд-вест (SW), вест (W), норд-вест (NW).

В.1.2.2: Обязанности по визуальному наблюдению. Опасные секторы горизонта наблюдения.
О: На ходу наблюдение ведется постоянно по всему горизонту с применением бинокля; особое внимание уделяется на направления прямо по носу и до траверза (90°) правого и левого борта, при этом сектор по правому боргу наиболее опасен при расхождении с судами. По обнаружению того или иного объекта, огней (в темное время) необходимо взять на него пеленг в градусах или определить курсовой угол (разницу между курсом судна и пеленгом или снять КУ по азимутальному кругу по репитеру ГК) и доложить вахтенному офицеру результат! наблюдения. Наблюдатель должен также осматривать поверхность моря на предмет возможного обнаружения спасательных средств с людьми, терпящими бедствие, или людей, упавших за борт.

В. 1.2.3: Форма доклада наблюдателя вахтенному офицеру об обнаруженных объектах
О:
1-е - что вижу;
2-е - куроовой угол на объеm;
3-е - дистанция в кабельтовых,
один кабельтов = 0,1 мили = l85,3 метра.

В.1.2.4: Средства подачи туманных сигналов. Варианты характеристик сигналов.
О: Туманные сигналы подаются такими средствами как гудок (свисток), горн, судовой колокол, гонг, сирена и др. Возможные варианты характеристик сигналов:
один длинный (------)-4-6 сек;
два длинных (----- -----);
один продолжительный и вслед за ним два коротких (--- * *);
один длинный и вслед за ним три коротких (----- * * *);
один короткий, один продолжительный, один короткий (*----*);
четыре коротких звука (* * * *);
колоколом - частые удары в колокол в течение 5 сск или дополняющие его частые удары гонга. По докладу наблюдателя вахтенный офицер определяет объект, подающий эти сигналы. Однако, также рекомендуется наблюдателю самостоятельно определять объекты, подающие туманные сигналы, по их характеристикам.

Самой распространённой процедурой в инженерной геодезии считается построение теодолитного хода – системы ломаных линий и измеренных между ними углов. Замкнутым его называют, если он опирается только на один исходный пункт, а его стороны образуют многоугольную фигуру. Рассмотрим подробнее, как создается теодолитный ход замкнутого типа и какие у него особенности.

Ходы могут образовывать целые сети, пересекаясь между собой и охватывая значительные территории, а их форма определяется особенностями местности. Их принято разделять на:
– замкнутый (полигон);
– разомкнутый;
– висячий;
– диагональный (прокладывают внутри других ходов).Если необходимо заснять ровный участок, вроде строительной площадки, лучшим выбором будет полигон. На объектах вытянутого типа, вроде автодорог, принято использовать разомкнутый ход, а висячий – для съемки закрытой местности, вроде глухих улиц.

Замкнутый ход по своей сути является многоугольной фигурой и опирается только на один базовый пункт с установленными координатами и дирекционным углом. Вершинами стороны выступают точки, закрепленными на местности, а отрезками – расстояние между ними. Его чаще всего создают для съемки стройплощадок, жилых зданий, промышленных сооружений или земельных участков.

Порядок выполнения работ

Как и другие геодезические мероприятия, эта процедура проводится с предварительной подготовкой для получения точных метрических данных. Немаловажную роль играет также их математическая обработка. Сами работы выполняются по принципу от общего к частному и состоят из следующих этапов:

  1. Рекогносцировка местности. Оценка снимаемой территории, изучение ее особенностей. На этом этапе определяется местоположение снимаемых точек.
  2. Полевая съемка. Работы непосредственно уже на местности. Выполнение линейных и угловых измерений, составление абрисов, предварительные расчеты и внесение изменений при необходимости.
  3. Камеральная обработка. Завершающий этап работ, который заключается в вычислении координат замкнутого теодолитного хода и последующего составления плана и технического отсчета.

Рекогносцировка и полевые измерения выполняются непосредственно на объекте и являются наиболее трудоемкими и затратными мероприятиями. Тем не менее, от качества их проведения зависит дальнейший результат.
Обработка данных проводится уже в помещении. Сегодня она осуществляется при помощи специального программного обеспечения, хотя и ручные расчеты все также остаются актуальными и могут быть использованы геодезистом в целях проверки.

Обработка данных

Обработка результатов измерений замкнутого теодолитного хода позволит оценить качество проделанной работы и внести исправления в полученные геометрические величины. Чтобы убедится в том, что угловые и линейные измерения находятся в допуске, еще во время полевых работ выполняют первичные расчеты.
Для вычисления значений координат точек замкнутого хода используют такие данные:
– координаты исходного пункта;
– исходный дирекционный угол;
– горизонтальные углы;
– длины сторон.

Полевые измерения, выполненные даже при соблюдении всех правил и требований, будут иметь неточности. Они обусловлены систематическими и техническими ошибками, а также человеческим фактором.

Расчеты проводятся в определенной последовательности, которую рассмотрим далее.

Уравнивание

При начале расчетов определяют теоретическую сумму углов, а потом увязывают их, распределяя между ними угловую невязку.

\(\sum \beta _{теор}=180^{\circ}\cdot (n-2)\)

n- количество точек полигона;

\(f_{\beta }=\sum \beta _{изм}-180^{\circ}\cdot (n-2)\)

\(\sum \beta _{изм}\)– значение измеренных угловых величин;

Для получения \(f_{\beta }\), необходимо рассчитать разность между \(\beta _{изм}\), в которой присутствуют погрешности, и \(\sum \beta _{теор}\).

В уравнивании \(f_{\beta }\) выступает как показатель точности проведенных измерительных работ, а ее значение не должно быть выше предельной величины, определяемой из следующей формулы:

\(f_{\beta 1}=1,5t\sqrt{n}\)

t-точность измерительного устройства,
n – количество углов.
Уравнивание заканчивается равномерным распределением полученной невязки между угловыми величинами.

Определение дирекционных углов

При известном значении дирекционного угла (\(\alpha \)) одной стороны и горизонтального (\(\beta \)) можно определить значение следующей стороны:

\(\alpha _{n+1}=\alpha _{n}+\eta \)

\(\eta =180^{\circ}-\beta _{пр}\)

\(\beta _{пр}\)– значение правого по ходу угла, из чего следует:

\(\alpha _{n+1}=\alpha _{n}+180^{\circ}-\beta _{пр}\)

Для левого (\(\beta _{лев}\)) эти знаки будут противоположными:

\(\alpha _{n+1}=\alpha _{n}-180^{\circ}+\beta _{лев}\)

Поскольку значение дирекционного угла не может быть больше, чем \(360^{\circ}\), то из него, соответственно, отнимают \(360^{\circ}\). В случае с отрицательным углом, необходимо к предыдущему \(\alpha \) добавить \(180^{\circ}\) и отнять значение \(\beta _{испр}\).

Вычисление румбов

У румбов и дирекционных углов существует взаимосвязь, а определяют их по четвертям, которые носят название четырех сторон света. Как видно из табл.1. расчёты проводят согласно установленной схеме.
Таблица 1. Расчеты румба в зависимости от пределов дирекционного угла.

Приращения координат

Для приращений координат в замкнутом ходе применяют формулы, использующиеся при решении прямой геодезической задачи. Ее суть состоит в том, что по известным значениям координат исходного пункта, дирекционного угла и горизонтального приложения можно определить координаты следующего. Исходя из этого, формула приращения значений будет иметь следующий вид:

\(\Delta X = d\cdot cos \alpha \)

\(\Delta Y = d\cdot sin \alpha \)

d-горизонтальное проложение;
α-горизонтальный угол.

Для полигона, который имеет вид замкнутой геометрической фигуры, теоретическая сумма приращений будет равняться нулю для обеих координатных осей:

\(\sum \Delta X_{теор}= 0\)

\(\sum \Delta Y_{теор}= 0\)

Линейная невязка и невязка приращения значений координат

Несмотря на вышесказанное, случайные погрешности не позволяют алгебраическим суммам выйти в ноль, поэтому они будут равняться другим невязкам приращений координат:

\(f_{x}\sum_{i=1}^{n}\Delta X_{1}\)

\(f_{y}\sum_{i=1}^{n}\Delta Y_{1}\)

Переменные \(f_{x}\) и \(f_{y}\) – проекции линейной невязки \(f_{p}\) на координатной оси, которую можно рассчитать по формуле:

\(f_{p}=\sqrt{f_{x}^{2}+f_{y}^{2}}\)

При этом \(f_{p}\), не должно быть боле, чем 1/2000 от доли периметра полигона, а распределения \(f_{x}\) и \(f_{y}\) проводится следующим образом:

\(\delta X_{i}=-\frac{f_{x}}{P}d_{i} \)

\(\delta Y_{i}=-\frac{f_{y}}{P}d_{i} \)

В этих формулах \(\delta X_{i}\) и \(\delta Y_{i}\) – поправки приращения координат.
і- номера точек;

В расчетах важно не забывать о значениях алгебраической суммы, иначе говоря – знаках. При внесении поправок они должны быть противоположны знакам невязок.

После приращений и внесения поправок в данные измерений, проводят расчет их исправленных значений.

Вычисление координат

Когда будут произведены увязки приращений точек полигона, следует определение координат, которое осуществляют с использованием следующих формул:

\(X_{пос}=X_{пр}+\Delta X_{исп}\)

\(Y_{пос}=Y_{пр}+\Delta Y_{исп}\)

Значения \(X_{пос}\) \(Y_{пос}\) – координаты последующих пунктов, \(X_{пр}\) и \(Y_{пр}\) – предыдущих.
\(\Delta X_{исп}\) и \(\Delta Y_{исп}\) – исправленные приращения между этими двумя значениями.
Если координаты первой и последней точки совпадают, то обработку можно считать завершённой.
На основе полученных координат и составленных во время полевых измерений абрисов в дальнейшем составляется план теодолитного хода.