Антонович К. М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии (том 2)
|
Скачать 1.71 Mb.
|
| Тема 5. Методы уравнивания ГГС: коррелатный и параметрический способы уравнивания, виды условий, оценка точности уравнивания 5.1. Общие сведения об уравнивании Уравнивание геодезических измерений – совокупность математических операций, выполняемых для получения вероятнейшего значения геодезических координат точек земной поверхности и для оценки точности результатов измерений. Уравнивание проводится для устранения невязок, обусловленных наличием ошибок в избыточно измеренных величинах, и для определения вероятнейших значений искомых неизвестных или их значений, близких к вероятнейшим. В процессе уравнвиания это достигается путём определения поправок к измеренным величинам (углам, направлениям, длинам линий или превышениям). Уравнивание геодезических измерений бывает строгое и упрощенным (нестрогое). В случае строгого уравнивания поправки обычно определяют с помощью метода наименьших квадратов так, чтобы сумма квадратов всех поправок была наименьшей. Определяемые и такого уравнивания поправки имеют вероятнейшие (оптимальные) значения. Применение метода наименьших квадратов к уравниванию измеренных величин вполне законно только в том случае, когда ошибки их имеют случайный характер. Так, в простейшем примере плоского треугольника сумма углов должна строго равняться 180°. Измеренные углы вследствие ошибок измерения этому условию, вообще говоря, не удовлетворяют и должны быть исправлены прибавлением соответствующих поправок. Из всего бесконечного множества поправок, которые приводят сумму измеренных углов к 180°, лишь одна система поправок обладает тем свойством, что сумма квадратов их есть минимум; такая система считается вероятнейшей. В приведённом примере это имеет место, если невязку разложить поровну на все три угла. Строгое уравнивание геодезических сетей, особенно больших по размерам, сопряжено с рядом трудностей технического и организационного характера. Поэтому на практике часто применяются упрощенное (нестрогое) уравнивание, при котором все геометрические условия выполняются, а вероятнейшие значения величин и оценка точности получаются приближенно. В геодезической практике как при строгом, так и при упрощённом уравнивании широко используются главным образом два способа уравнивания: способ условных измерений и способ посредственных измерений. При первом способе поправки отыскивают непосредственно к измеренным величинам, при втором – к их функциям (как правило, координатам). Всякий способ уравнивания состоит из следующих основных процессов: предварительных вычислений, составления условных уравнений или уравнений погрешностей, составления нормальных уравнений, решения нормальных уравнений и оценки точности измеренных и уравненных величин. При большом числе нормальных уравнений наиболее трудоёмкой частью уравнительных вычислений является их решение, поэтому оно обычно осуществляется на ЭВМ. Уравнения могут решаться методом последовательного исключения неизвестных (схема Гаусса) или методом итерации (приближений). Иногда нормальные уравнения не составляют, в этом случае неизвестные определяют непосредственно из решения или условных уравнений, или уравнений погрешностей. В некоторых случаях при обработке материалов геодезических измерений невысокой точности уравнивание результатов выполняют графическим способом. В геодезической практике применяются различные способы уравнивания: параметрический, коррелатный, комбинированный, рекуррентный, параметрический способ с зависимыми переменными, коррелатный способ с дополнительными параметрами, способ последовательных приближений и др. 5.2. Порядок обработки результатов геодезических измерений 11.1. Обработка результатов измерений включает следующие укрупненные процессы: полевые вычисления, включая контрольные; камеральную обработку и уравнительные вычисления. Все вычисления выполняются в две руки, если нет независимого контроля вычислений по другим формулам. 11.2. Контрольные вычисления должны производиться в процессе исполнения работ для установления точности измерений и соответствия их требованиям действующих инструкций. Как правило, контрольные вычисления выполняются исполнителем работ и его непосредственным руководителем. При больших объемах работ непосредственно на объекте создаются чертежно-вычислительные группы. 11.3. Математическая обработка геодезических измерений производится в принятой проекции и системе координат и высот. Она содержит следующие виды работ: составление схемы геодезической сети; подготовку и анализ координат и высот исходных пунктов с целью установления их достоверности и точности; перевод координат исходных пунктов из системы в систему; проверку и обработку журналов угловых и линейных измерений, журналов нивелирования; проверку и оформление материалов определения элементов приведения; составление сводок измеренных направлений и углов, зенитных расстояний; вычисление длин линий, измеренных светодальномерами или другими приборами; вычисление угловых, полюсных, линейных, координатных невязок; составление ведомостей превышений; вычисление приближенных координат и высот геодезических пунктов; контроль вычисления привязки стенных знаков к полигонометрическому ходу (для городских работ); подготовку информации для уравнивания и уравнивание сетей преимущественно на ЭВМ; составление объяснительной записки и отчетной схемы; систематизацию материалов и подготовку их к сдаче. Подготовка данных для ввода в ЭВМ производится с контролем двумя разными исполнителями. 11.4. Вычисления ведутся, как правило, в уже установленной для данного объекта системе координат. При выборе новой местной системы координат принимаются трехградусные зоны проекции Гаусса и произвольный осевой меридиан, проходящий по центральной части или вблизи участка с таким расчетом, чтобы поправки за редуцирование линий и углов на плоскость были в 3 раза меньше погрешности измерений. На участках со значительными высотами допускается относить уровенную поверхность приведения к среднему уровню съемочного объекта. 11.5.1. Средняя квадратическая погрешность измеренного угла в полигонах и замкнутых ходах полигонометрии вычисляется по формуле: ______ /2 /f / бета / [-----] / n m = \/ -------, бета N а для сети с узловыми пунктами при отсутствии замкнутых полигонов m вычисляют по формуле: бета ______ /2 /f / бета / [-----] / n m = \/ -------, бета N - k где f - угловая невязка в полигоне или ходе; n - число бета измеренных углов; N - число полигонов или ходов; k - число узловых точек. Примечание. Окончательную оценку точности угловых измерений замкнутых ходов полигонометрии и полигонов в случаях, когда N <= 5, следует производить по материалам уравнивания, а не по невязкам, так как невязки между собой зависимы и формула: _____ /2 /f / бета / [-----] / n m = \/ ------- бета N при N <= 5 недостаточно эффективна. 11.5.2. Средняя квадратическая погрешность измеренного угла в триангуляции вычисляется по формуле: _____ / 2 / [V ] m = \/ ----, 3n где V - невязка треугольника; n - число треугольников в сети. 11.5.3. Свободные члены боковых и полюсных условий не должны превышать: ________ / 2 f = 2,5m \/[дельта ]. пол 11.5.4. Значения свободных членов базисного и азимутального условий не должны превышать величин, вычисленных по формулам для базисного условия: _________________ / 2 2 2 f = 2,5\/ m [дельта ] + 2m , баз S для азимутального условия: _____________ / 2 2 f = 2,5\/ m n + 2m , аз альфа где дельта - изменения логарифмов синусов связующих углов треугольников при изменении этих углов на 1" в единицах 6-го знака; m - средняя квадратическая погрешность измеренного угла для соответствующего класса триангуляции; m - средние квадратические S погрешности исходных сторон в единицах 6-го знака логарифма; m - средние квадратические погрешности исходных азимутов; n - альфа число углов при передаче азимута или число треугольников. 11.6. Анализ исходной сети и подготовка списка исходных координат и высот предшествуют непосредственным вычислениям. К анализу относятся следующие работы: проверка совмещения новых и старых центров исходных пунктов по актам закладки и путем сличения углов, измеренных при привязке новой сети (сведения оформляются в специальной ведомости); анализ материалов уравнительных вычислений исходной основы. При этом особое внимание следует обратить на основу, составленную по различным геодезическим работам, а также на метод ее уравнивания. Наиболее слабым следует считать взаимное положение двух смежных пунктов, координаты которых получены из несовместного или многоэтапного уравнивания различных геодезических построений как государственной сети, так и сетей сгущения. Погрешность стороны в самом слабом месте исходной геодезической сети не должна превышать: 1:50000 при развитии сети 4 класса; 1:20000 при развитии сети сгущения 1 разряда; 1:10000 при развитии сети сгущения 2 разряда. 11.7. Для целей апробирования исходной сети следует вычислить координатные невязки между всеми исходными пунктами по кратчайшей ходовой линии. 11.8. Вопросы, связанные с выбором исходных пунктов для целей совместного уравнивания новой и прежней геодезической сети, решаются в каждом случае на основании тщательного анализа качества исходной сети и полного апробирования выполненной триангуляции, полигонометрии и нивелирования. Выбор исходных пунктов для совместного уравнивания не должен вызывать в последующем дополнительные работы (перечерчивание планов, разбивочные работы по перенесению проектов в натуру и т.п.). 11.9. Для уравнивания сетей сгущения в местной системе следует все координаты исходных пунктов государственной сети преобразовать в местную систему координат с учетом отнесения их к средней местной уровенной поверхности. При преобразовании координат пунктов из государственной в местную систему должны быть учтены следующие данные: долгота осевого меридиана местной системы; значение координат в местной системе начального пункта; исходный дирекционный угол и система, в которой он задан; значение средней местной уровенной поверхности, к которой отнесены измерения. 11.10. Особенности методики уравнивания геодезических построений изложены в п. п. 11.11 - 11.28. 11.11. Уравнивание геодезических построений производится по методу наименьших квадратов. 11.12. В качестве исходных для уравнивания геодезического обоснования используются уравненные координаты пунктов государственной геодезической сети 1, 2, 3, 4 классов, удовлетворяющие Основным положениям 1954 - 1961 гг. При отсутствии уравненных координат пунктов государственной геодезической сети или в случае ее деформации за нестабильность исходных данных и приближенное уравнивание следует произвести местное уравнивание по методу наименьших квадратов части государственной сети. Для передачи масштаба и ориентировки необходимо, чтобы выделенный участок содержал в качестве исходных либо два пункта уравненной сети 1 - 4 классов, либо один базис и один исходный дирекционный угол неуравненной заполняющей сети 2 - 4 классов. Прямоугольные координаты исходного пункта местной сети до окончательного уравнивания государственной сети могут быть взяты из ее предварительного уравнивания. 11.13. Как правило, геодезическая сеть вставляется в жесткий контур уравненных пунктов государственной сети и пунктов местной сети (например, городской триангуляции), ранее участвовавших в совместном уравнивании с государственной сетью. 11.14. В тех случаях, когда по каким-либо причинам совместное уравнивание не было произведено, следует местную сеть 4 класса уравнять самостоятельно, приняв в качестве исходных пункты уравненной сети 1 - 3 классов. Допускается при необходимости использовать в качестве исходных пункты государственной геодезической сети 4 класса. При выполнении работы по уравниванию сети, как правило, не допускается разрыв в сплошности связей (образование "окон") пунктов триангуляции местной сети 4 класса с исходными пунктами. Во избежание образования "окон" допускается использовать в качестве связей между пунктами триангуляции 4 класса и исходными пунктами часть ходов создаваемой полигонометрии 4 класса. Вставку сети триангуляции 4 класса в жесткий контур исходной сети при отсутствии непосредственной связи с последней следует производить совместным уравниванием триангуляции и полигонометрии 4 класса. Полученные из уравнивания координаты пунктов триангуляции и полигонометрии 4 класса могут служить в качестве исходных для уравнивания сети 1 и 2 разрядов. Если геодезическая сеть создается не на всем участке, а как дополнение к ранее созданной сети, то допускается использовать в качестве исходных пункты триангуляции и полигонометрии 4 класса (1 и 2 разрядов). 11.15. Решение о переуравнивании местной геодезической сети принимается по сопоставлении объемов выполненных и выполняемых топографических съемок в масштабе 1:500 и 1:1000 (в меньшей степени в масштабе 1:2000), а также объемов выполняемых всякого рода разбивочных работ, связанных с перенесением проектов планировки и застройки в натуру, разбивкой осей строительства и трасс проектируемых сооружений. Переуравнивание прежней сети любой точности производят по материалам ранее выполненных измерений. 11.16. Не разрешается переуравнивать ранее созданную геодезическую опору, если это приводит к неравномерным изменениям координат по всей территории участка более чем на 0,2 мм в масштабе наиболее крупного плана на отрезке 1 км. 11.17. Городские геодезические сети должны иметь надежную связь с общегосударственной геодезической сетью, для чего пункты городской геодезической сети совмещаются не менее чем с тремя пунктами государственной геодезической сети. 11.18. Уравнивание геодезических сетей в населенных пунктах должно выполняться раздельно в двух системах координат: в государственной системе и в принятой для данного населенного пункта местной системе. 11.19. Уравнивание городской геодезической сети в местной системе координат производится: как свободной совместно с ранее определенными пунктами того же класса, если изменения координат этих пунктов из уравнивания не будут превышать 8 - 10 см. При таком уравнивании исходными служат координаты одного пункта, заданного в местной системе координат, а также базисы и дирекционные углы, определенные при построении городской сети, редуцированные на принятую поверхность относимости и к осевому меридиану, или координаты двух смежных пунктов, заданных в местной системе координат; с принятием за исходные ранее определенных пунктов, если изменения координат последних при совместном уравнивании будут более 10 см. Вопросы выбора исходных координат должны быть согласованы с территориальной инспекцией государственного геодезического надзора и главным архитектором города. В случае неудовлетворительного результата эти вопросы решаются ими, а в особых случаях и в ГУГК. 11.20. В уравнивание городской геодезической сети в государственной системе координат включаются пункты триангуляции и полигонометрии 4 класса, 1 и 2 разрядов. За исходные в этом случае, наряду с координатами пунктов государственной геодезической сети, принимаются базисы и дирекционные углы, определенные при построении городской сети. 11.21. Геодезические сети сгущения, создаваемые на незначительных площадях (сельские населенные пункты, рабочие поселки и др.), а также теодолитные ходы и другие построения съемочного обоснования допускается уравнивать упрощенными способами, т.е. раздельное уравнивание дирекционных углов, абсцисс и ординат. 11.22. Обработка нивелирной сети производится в полном соответствии с действующей "Инструкцией по вычислению нивелировок". 11.23. Вычисление и уравнивание нивелирования всех классов и тригонометрического нивелирования производится в Балтийской системе высот 1977 года или, в особых случаях, в местной системе высот. 11.24. Нивелирная сеть IV класса, имеющая достаточное количество исходных пунктов, может быть уравнена упрощенным способом. 11.25. При наличии первичных материалов на ранее созданную нивелирную сеть новая сеть того же класса уравнивается совместно с ней. 11.26. Линии нивелирования IV класса уравниваются после уравнивания нивелирования высшего класса и при необходимости перевычисляются высоты пунктов нивелирования ранее выполненных работ. 11.27. Переуравнивание старых линий нивелирования IV класса можно производить упрощенным способом, отдельными вставками в опорную сеть высшего класса. 11.28. По окончании уравнительных вычислений все материалы должны быть надлежащим образом оформлены для последующего использования при составлении каталогов координат и высот и технических отчетов о геодезических работах. В пояснительной записке, прилагаемой к материалам уравнивания, должны приводиться следующие сведения: принятая система координат и высот; перечень сетей, включенных в уравнивание, и их технические характеристики; сведения об исходной основе; методы уравнивания, их особенности и оценка точности; алфавитный указатель пунктов. В случае уравнивания на ЭВМ приводятся данные, характеризующие программу (название программы, тип ЭВМ и т.п.). Составление каталогов 11.29.1. На всю новую и ранее выполненную геодезическую сеть объекта составляется сводный каталог уравненных координат и высот пунктов триангуляции, полигонометрии, а также каталог высот пунктов нивелирования. При незначительном объеме работ оба каталога могут быть сброшюрованы вместе. Если новая сеть создана как дополнение к ранее выполненной сети, то каталоги составляют в виде дополнения к ранее составленным каталогам. 11.29.2. Каталоги координат и высот пунктов составляются раздельно в государственной и местной системах координат и содержат: обложку, титульный лист и оглавление; пояснение; список координат и высот пунктов; чертежи центров и реперов; схему геодезической сети; алфавитный указатель пунктов. 11.29.3. Каталог в государственной системе координат составляется только для городов и промышленных комплексов. 11.29.4. При работах в городах в каталог местной системы координат включаются все пункты городской геодезической сети. В каталог государственной системы координат входят пункты триангуляции и полигонометрии 4 класса, пункты триангуляции 1 и 2 разрядов, а также узловые и смежные с ними пункты полигонометрии 1 и 2 разрядов. При построениях разрядной полигонометрии без узловых пунктов в каталог включаются три пункта, расположенные в середине хода. 11.29.5. В каталоги не включаются координаты пунктов триангуляции и полигонометрии 4 класса, 1 и 2 разрядов, не сохранившихся на местности или закрепленных на местности центрами, не обеспечивающими их долговременную сохранность, за исключением пунктов, являющихся исходными (рабочими) при привязке стенных знаков. 11.29.6. Координаты пунктов, пониженных в разряде до съемочной сети, помещают в "список координат и высот пунктов съемочной сети". При незначительном их количестве (до 50) они могут быть помещены в общем каталоге после списка основных пунктов. 11.29.7. Пункты триангуляции располагаются по убывающим абсциссам, пункты полигонометрии и реперы нивелирования - по линиям ходов между исходными пунктами. 11.29.8. В каталог значения координат пунктов помещаются с точностью до 0,001 м, а дирекционные углы - до 0,1". Координаты пунктов съемочной сети помещаются с точностью до 0,1 м. Высоты центров в Балтийской системе высот 1977 года или, в особых случаях, в системе высот от условного уровня независимо от класса нивелирования выписываются в каталог до 0,001 м. Высоты, полученные с помощью тригонометрического нивелирования, выписываются до 0,1 м. 11.29.9. Дирекционные углы и длины линий выписываются для двух направлений, идущих из точки, для которой выписаны координаты. 11.29.10. Между помещенными в каталог координатами, дирекционными углами и длинами сторон должно быть строгое соответствие. 11.29.11. Каталог высот пунктов нивелирования содержит: обложку, титульный лист и оглавление; пояснение; список принятых сокращений; чертежи нивелирных знаков; список высот пунктов нивелирования; схему ходов нивелирования. 11.29.12. Каталоги координат (высот) геодезических сетей со схемами их расположения составляются в необходимом количестве экземпляров, определяемом техническим проектом, но не менее трех. Каталоги передаются в территориальные инспекции государственного геодезического надзора и пользователям. Один экземпляр каталога координат (высот), составленный в государственной системе координат, передается на постоянное хранение в Центральный картографо-геодезический фонд. Предвычисление и оценка точности триангуляции Предрасчет ожидаемой точности производится по формуле  ,где -ошибка единицы веса, PF – вес рассматриваемой функции  , А – оценка математического ожидания функции измеренных величин. Для сети из 15-20 пунктов значение t с вероятностью 0.95 равно 2, с вероятностью 0.99 – t=2.5, с вероятностью 0.997 – t=3. ,  ,где v – поправки в измерение с весом p получаются из уравнивания, r – число условных уравнений или число избыточных измерений при уравнивании параметрическим способом. Оценка точности производится по формуле Ферреро  ,где - СКО измеренного угла (по внешней сходимости), n – число треугольников.  ,  ,  ,то есть ошибка «передачи» пропорциональна корню квадратному из числа треугольников ряда.       Тема 6. Методы построения прецизионной государственной геодезической сети с использованием глобальных спутниковых навигационных систем: Методика составления проекта спутниковой сети. Выбор аппаратуры, метода наблюдений. Методика наблюдений спутниковой сети. Полевые контроли. Объединение спутниковых и традиционных геодезических сетей. Функциональные и стохастические модели наблюдений. Свободное, минимально ограниченное и ограниченное уравнивание. Тестирование результатов уравнивания 6.1. Методика составления проекта спутниковой сети Работа над проектом начинается со сбора и анализа материалов о геодезической и картографической изученности района работ. Сведения о выполненных ранее работах по триангуляции, полигонометрии, нивелированию и гравиметрическим определениям получают в территориальных инспекциях Госгеонадзора и в организациях, проводивших соответствующие работы. В техническом проекте устанавливаются объемы работ, технология их выполнения, материально-техническое обеспечение и сметная стоимость. Текстовая часть проекта должна содержать: - сведения о назначении проектируемых работ, плотности пунктов и их точности; - сведения о ранее выполненных работах; - краткую характеристику физико-географических и климатических условий района работ, влияющих на организацию и проведение спутниковых определений. Особенно важными факторами являются сведения о характере растительности, дорожной сети и проходимости местности, наличии помех в виде радиолокаторов, УКВ-передатчиков, ЛЭП. Для выбора аппаратуры важно указать возможный перепад температур на период работ; информация о глубинах промерзания и оттаивания грунтов, необходимая для правильного выбора типа центров; информация о гидрографическом режиме; - обоснование выбора типа геодезических знаков; - обоснование режима определения координат, типа аппаратуры и ее программного обеспечения, режимов измерений и технологии наблюдений; - характеристика запроектированной сети, способы ее объединения с существующей сетью в плане и по высоте, схема расположения пунктов сети, названия пунктов полные и краткие для использования в качестве идентификаторов при вводе данных в аппаратуру и при работе с программным обеспечением; - порядок обработки результатов наблюдений, выбор способов преобразований координат и высот; - обеспечение техники безопасного ведения работ; - сроки начала и окончания работ, - расчет объемов работ, сметной стоимости, обоснование штатного расписания. Главным фактором, определяющим выбор метода, безусловно, является его потенциальная точность. При выполнении геодезических работ обычно применяются четыре метода позиционирования: - абсолютное позиционирование по кодовым псевдодальностям или пседодальностям, сглаженным по фазе несущей (точность на уровне единиц метров); - дифференциальное позиционирование (локальное, региональное, широкозонное) по кодовым псевдодальностям или псевдодальностям, сглаженным по фазе несущей (точность на уровне одного метра); - дифференциальное позиционирование по фазе несущей (точность 0.05-0.5 м); - относительное позиционирование по фазе несущей (точность от единиц миллиметров до нескольких сантиметров при условии разрешения неоднозначностей). |
Похожие:
 |
Антонович К. М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии (том 1) ... |
|
Инструкция по развитию съемочного обоснования и съемке ситуации и... ... |
 |
Инструкция по развитию съемочного обоснования и съемке ситуации и... ... |
|
Отчет по вопросам защиты от помех радиоприему сигналов Глобальных... Комиссия по регулированию использования радиочастотного спектра и спутниковых орбит |
|
Техническое задание на поставку осциллографа в рамках реализации... «Техническое перевооружение производства малогабаритных адаптивных антенных систем для спутниковых систем связи ао «нпц «Вигстар»,... |
|
Инструкция по развитию съемочного обоснования и съемке ситуации и... ЦниигаиК разработал Инструкцию по развитию съемочного обоснования и съемке ситуации и рельефа с применением глобальных навигационных... |
|
Де карвальо антонио алвеш разработка методики модернизации плановой... Охватывает комплекс вопросов, относящихся к разработке методики модернизации плановой геодезической сети г. Луанда. В основу разработанной... |
|
Министерство образования и науки РФ московский государственный университет... Целью преподавания дисциплины «Автоматизированные системы проектирования в геодезии» является получение обучающимися необходимых... |
|
09086865-0171300002517000002-0260482-01-игди-т Создание планово-высотной съемочной геодезической сети без закладки центров и реперов с использованием спутниковых геодезических... |
|
Операционные системы распределенных вычислительных систем (распределенные ос) Распределенная система совокупность независимых компьютеров, которая представляется пользователю единым компьютером (metacomputer),... |
|
Реферат Пояснительная записка к проекту Программы развития геодезии и картографии на основе Пл «Центральный ордена "Знак Почета" научно-исследовательский институт геодезии, аэросъемки и картографии им. Ф. Н. Красовского» |
|
Конспект лекций (Гилевский Ю. Х.) по высшей геодезии за 3 курс обучения... Конспект лекций (Гилевский Ю. Х.) по высшей геодезии за 3 курс обучения в Санкт-Петербургском техникуме Геодезии и картографии. Примерно... |
|
Рабочая программа по геодезии составлена в соответствии с гос впо... Целью учебной практики является закрепление и углубление знаний, полученных студентами за время теоретического обучения по геодезии... |
|
Пульт sat универсальный huayu rm-3335 (для спутниковых ресиверов) Пульт ду huayu rm-3335 (sat) (универсал) заменяет более 68 моделей пультов для спутниковых ресиверов |
|
Инструкция по настройке и работе с устройством trc (Жук) На з Оно предназначено для наблюдения за перемещением пользователя на местности за счет контроля сигналов окружающих базовых станций gsm... |
|
Пресс-релиз краевое Управление Росреестра выявляет типичные нарушения... Управление Росреестра по Пермскому краю осуществляет контрольно-надзорные функции, в том числе в сфере геодезии и картографии |