Ворошилов А.П. Спутниковые системы и электронные тахеометры в обеспечении строительных работ

Подождите немного. Документ загружается.

- построения, выполненные со станций при съёмке, при

определении координат точек объекта и разбивке осей.

Следует стремиться к увеличению числа пунктов со спут-

никовыми определениями координат, так как избыточные

исходные пункты в геодезическом построении будут локали-

зовать накопление погрешностей в ходах и засечках, а так-

же дают больше вариантов выбора мест станций электрон-

ного тахеометра.

Производство комплекса геодезических работ в строитель-

стве часто сопровождается использованием стенных знаков

городской полигонометрии и старых пунктов ОГС, на кото-

рых установка тахеометра невозможна, а установка приём-

ника нецелесообразна из-за наличия препятствий для при-

ёма спутниковых радионавигационных сообщений. При этом

интеграция измерений электронным тахеометром и геодези-

ческими приёмниками позволяет применять внецентренную

установку станций без потери точности геодезических опре-

делений.

4.2. Производство измерений при

внецентренной установке станции

Установка станции является внецентренной, если геоде-

зический прибор, которым выполняется измерение, разме-

щен не над центром пункта. При измерениях электронными

тахеометрами внецентренная установка прибора необходима

для пунктов, закрепленных стенными центрами. Спутнико-

вые приемники могут устанавливаться не над центром пунк-

та как на исходных, так и на определяемых точках. Допус-

кается внецентренная установка

referens

и rover-приемников

в следующих случаях:

- над пунктом стоит металлический сигнал, экранирую-

щий радионавигационное наблюдение спутников;

- пункт станции закреплен стенными центрами;

- над пунктом часть небосвода закрыта препятствиями

(кронами деревьев, забором, частью здания) - это снижает

точность спутникового позицирования.

При внецентренной установке станции могут возникнуть

три типа задач:

1) передача координат с опорных пунктов на внецентрен-

ную станцию;

2) передача координат с точки внецентренной установки

прибора на вновь определяемый пункт;

3) приведение измеренных тахеометром расстояний и уг-

лов (направлений) к центрам пунктов.

Передачу координат с опорных пунктов А и В на внецен-

трейную станцию Р (рис. 4.2) можно выполнить электрон-

ным тахеометром в режимах обратной линейно-угловой или

полярной засечек. Для реализации обратной засечки в каче-

стве станции тахеометра выбирается точка Р. После уста-

новки на нее прибора вводятся параметры станции и коор-

динаты известных пунктов, на которые устанавливается от-

ражатель. Далее проводятся измерения расстояний и гори-

зонтального угла, образующие схему обратной засечки. После

измерений на экран прибора будут выданы координаты и

отметка точки Р.

Для реализации полярной засечки электронный тахеометр

центрируется над опорным пунктом Л, при этом отражатель

ставят в точку Р. Если работу выполнять в координатном

режиме, то необходимо в прибор ввести координаты стан-

ции, высоту прибора и высоту отражателя. После измере-

ния расстояния и горизонтального угла будут получены ко-

ординаты и отметка точки Р. Учитывая, что определение

способом полярной засечки бесконтрольно, необходимо по-

вторить измерения на отражатель в точку Р с другого опор-

ного пункта, например, с пункта В.

Передачу координат на вновь определяемый пункт (рис.

4.3) также можно выполнить электронным тахеометром с

внецентренных установок. Если координаты станций Р и Р

определены спутниковыми методами и на основной пункт Р

можно установить тахеометр, то для передачи координат

применяют режим обратной линейно-угловой засечки. Если

пункт закреплен стенным центром и на него нельзя устано-

вить тахеометр, то передачу координат проводят в режиме

полярной засечки. Измерения тахеометром проводят анало-

гично методике, рассмотренной для предыдущей схемы.

Средняя квадратическая погрешность передачи коорди-

нат на пункт Р электронным тахеометром в режиме по-

лярных засечек определяется выражением:

где т

— СКП положения пункта Л, с которого переда-

ются координаты; т^ m

— СКП угловых и линейных изме-

рений соответственно; р -

206265".

Положение пункта Р определяется с двух исходных пунк-

тов А и В, поэтому СКП среднего положения из двух опре-

делений при условии равноточных измерений составит:

Рис. 4.3. Схема передачи координат

с внецентренных установок приемников

т] =т

+(-)

р +т]

(4.1)

(4.2)

где т определяется выражением

(4.1).

На малых расстояниях величина

(т

)

ср

характеризуется

основном погрешностями измерения тахеометром расстояний.

Так,

для

тахеометров

SET230R и

равноточных

им СКП пе-

редачи координат

двух пунктов

рассматриваемом режи-

ме практически

не

превысит

прибора

на

расстояниях

до

200 м, а для

тахеометров

SET530R и

равноточных

им —

до

100 м

(табл.

4.1).

Таблица

4.1

СКП передачи координат

двух пунктов,

мм

Тахеометры

мм с

S, м

Тахеометры

мм с

100 200 500

1000

SET230

SET530

1,4

1,6

2,2

2,0

3,7

8,7

те

же (без

отражателя)

2,1

2,3

2,2

2,7

2,5

4,0

8,8

ЗТа5Р

3,5

3,6

4,0

4,1

4,9

5,4

5,2

10,9

При расстояниях, больших указанных, существенно ска-

зываются

на

точности передачи координат погрешности

уг-

ловых измерений. Поэтому

для

электронных тахеометров

типа

SET530 при

высоких требованиях

точности следует

стремиться

при

выборе внецентренной станции

уменьше-

нию расстояний

S, а

углы

и /?

измерять несколькими

приемами.

При внецентренной установке прибора

СКП

передачи

координат, проводимой

режиме обратной линейно-угло-

вой засечки, пропорциональна

не

только расстояниям

5., но

и отношению

где S

—

расстояние между пунктами

известными координатами, относительно которых определя-

ются координаты точки

Р. При

такой засечке

по

двум изве-

стным пунктам

не

рекомендуется, чтобы угол

был

меньше

30°.

Если рекомендуемые параметры засечки обеспечить

не-

возможно,

то

следует увеличить вблизи точки

число изве-

стных пунктов, например, путем спутникового позициони-

рования

на

дополнительной точке.

Режим работы обратной засечки электронного тахеометра

включает оценку точности определения координат точки

Р.

По результатам этой оценки на местности можно подобрать

оптимальное положение точки Р, для которого значения СКП

и т

будут минимальными и приемлемыми для решения

конкретной задачи.

Закрепление пунктов ОГС на застроенных территориях

выполняется в основном стенными знаками, что обеспечива-

ет их длительную сохранность. Привязка к стенным знакам

с помощью электронного тахеометра имеет ряд особеннос-

тей,

на которых следует остановиться.

В инструкции по топографической съемке [12] и в руко-

водстве по применению стенных знаков [22] рекомендуется

привязку к ним осуществлять при помощи построения тре-

угольников, в которых углы измеряются теодолитом, а сто-

роны — компарированной рулеткой с точностью соответ-

ствующего класса или разряда основного построения. Все

эти построения можно выполнить с требуемой точностью элек-

тронным тахеометром, а координаты станции определить в

режиме обратной линейно-угловой засечки. При этом мож-

но применять различные схемы привязки, показанные, на-

пример, на рис. 4.4, 4.5.

Рис. 4.4. Схема передачи координат тахеометром

с двух стенных знаков

Рис. 4.5. Схема передачи координат тахеометром

с трех стенных знаков

Если пункт, закрепленный стенными знаками, использу-

ется в качестве базового при проведении съемок и координи-

ровании границ земельных участков спутниковыми прием-

никами, то положение точки Р выбирается так, чтобы экра-

нирование небосвода зданиями было наименьшим. После

сеанса спутникового позиционирования на эту точку уста-

навливается электронный тахеометр, измеряются расстояния

до стенных знаков и соответствующие горизонтальные углы.

Координаты станции Р определяются в режиме обратной

линейно-угловой засечки тахеометра.

После измерений на два и более стенных знака тахеомет-

ром можно провести контроль привязки. Для этого устанав-

ливают в приборе режим ОНР. В этом режиме будет опреде-

лено расстояние между центрами стенных знаков, которое

должно совпасть с измеренным или вычисленным по коорди-

натам. Кроме того, с пункта Р можно определить тахеомет-

ром в координатном режиме координаты контрольной точки.

Измерения тахеометром на стенной знак можно прово-

дить на отражатель, применяется также безотражательный

режим, если конструкция знака позволяет проводить такие

измерения. Чтобы снизить влияние погрешностей, вызван-

ных установкой на стенной знак отражателя, рекомендуется

применять для отражателя мини-веху (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Отражатель на мини-вехе:

1 — призменный отражатель; 2 — круглый уровень;

3 — острие вехи

Острие вехи отражателя совмещают с отверстием в знаке,

предназначенном для установки визирного приспособления и

к которому отнесены координаты знака. На вехе выводят пу-

зырек уровня в нуль-пункт, направляют отражатель на при-

бор.

Отражатель можно заменить визирной маркой, а расстоя-

ния до нее измерять в безотражательном режиме тахеометра.

Если в безотражательном режиме тахеометра измерения

выполнялись непосредственно на вертикальную наружную

грань стенного знака, то в полученные значения расстояний

и углов необходимо ввести поправки за редукцию цели. При

этом линейный элемент редукции для стенных знаков не

превышает 5 мм, а угловой элемент примерно будет равен

углу в/2 (см. рис. 4.4).

Внецентренная установка станции с последующей привяз-

кой ее к основному пункту позволяет эффективно использо-

вать в геодезических работах пункты ОГС, имеющиеся на

данной территории. Комплексное использование спутнико-

вых приемников и электронных тахеометров при этом обес-

печивает высокое качество геодезических работ на объектах.

4.3.

Совершенствование технологии

геодезических разбивочных работ

Геодезические разбивочные работы проводятся с целью

выноса на местность проекта зданий и сооружений в строи-

тельстве, а также границ земельных участков в землеуст-

ройстве. Порядок проведения разбивочных работ и их точ-

ность регламентированы в строительстве нормами и прави-

лами, например СНиП

3.01.03-84

[24], и специальным про-

ектом производства геодезических работ для объектов, тре-

бующих повышенной точности. Вынос на местность границ

земельных участков осуществляется в соответствии с инст-

рукцией по межеванию земель [10] и методическими реко-

мендациями [18].

Наибольшие требования к точности разбивочных работ

предъявляются в строительстве, поэтому применительно к ним

будем рассматривать особенности и совершенствование тех-

нологии геодезических построений электронными тахеомет-

рами в комплексе со спутниковым позицированием. Методи-

ка разбивки границ участков будет во многом аналогичной.

Кроме того, в геодезическом обеспечении землеустройства и

кадастра объектов недвижимости современные геодезические

приборы и технологии широко распространены. Однако вне-

дрение их в строительное производство идет медленно, так

как во многих строительных организациях сложные геодези-

ческие работы, в которых преимущество современных техно-

логий очевидно, возникают не постоянно. Сказывается также

высокая стоимость электронных приборов и неготовность спе-

циалистов строительных подразделений к их применению.

Поэтому нужны специализированные геодезические группы,

оснащенные современными приборами и средствами обработ-

ки.

Это позволит резко сократить сроки на выполнение раз-

бивочных работ и существенно повысить их качество.

Геодезическое обеспечение разбивочных работ в строи-

тельстве проводят в настоящее время в три этапа:

— построение на территории будущего строительства гео-

дезической разбивочной основы (опорной разбивочной сети)

в виде системы закрепленных на местности пунктов с точ-

ным определением их координат и отметок;

— вынос в соответствии с проектом и закрепление на ме-

стности главных и основных осей зданий и сооружений;

— разбивка монтажных

промежуточных осей, вынос

проектных отметок, передача осей

на

монтажные горизонты.

Построение разбивочной основы

для

строительства реко-

мендовано

СНиП

3.01.03-84

проводить методами триангу-

ляции, полигонометрии, засечек.

Для

предприятий

групп

зданий

на

площадях, превышающих

1 км

, а

также отдель-

ных зданий

сооружений, занимающих больше

10 га,

рег-

ламентирована точность:

—

СКП

угловых измерений

3";

— относительная погрешность линейных измерений

1:25000.

На меньших площадях застройки группой зданий допус-

кается

СКП

угловых измерений

5",

линейных

— 1:10000.

В некоторых случаях точность разбивочной основы может

быть

более низкой

[24].

Указанная точность полностью обеспечивается

разби-

вочной сети электронными тахеометрами

(см.

табл.

3.1), а

спутниковое позицирование геодезическими приемниками

режиме статики

эту

точность обеспечивает

без

сложных

по-

строений

производства линейно-угловых измерений.

Бо-

лее того, применение этих приборов дает возможность при-

близить пункты опорных разбивочных сетей непосредствен-

но

строительным площадкам,

на

которых будет осуществ-

ляться точная разбивка осей

и их

закрепление.

Это

обуслов-

лено тем,

что

методы спутникового позицирования

не

требу-

ют взаимной видимости между базовыми

определяемыми

пунктами сети

пункты могут быть значительно удалены

друг

от

друга. Сказанное позволяет выбрать положение пунк-

тов разбивочной основы

на

объекте оптимально

для

прове-

дения последующих разбивок.

При

необходимости всегда

можно быстро обеспечить спутниковым позицированием

но-

вый участок дополнительными пунктами разбивочной осно-

вы относительно

тех же

базовых пунктов.

Геодезическая разбивочная основа строилась раньше

виде

строительной сетки

на

некоторых территориях, особенно

при

возведении промышленных предприятий.

Ее

создание тре-

бовало большого объема сложных геодезических измерений

и редукции пунктов сетки

значениям проектных коорди-

нат. Такая сетка приближала опорные пункты

строитель-

ным площадкам

упрощала последующие разбивочные

ра-

боты. Создание строительной сетки существенно упрощает-

ся применением спутниковых приемников

электронных

та-

хеометров. Однако с применением в разбивочных работах

современных приборов отпадает необходимость в построе-

нии такой сетки, так как спутниковое позицирование обес-

печивает любое требуемое для разбивки расположение опор-

ных пунктов, а применение тахеометров упростило сам про-

цесс разбивочных работ, выполняемых относительно этих

пунктов.

Расположение пунктов разбивочных сетей необходимо

планировать с учетом проектного и существующего разме-

щения строений и инженерных сетей, эффективности исполь-

зования пунктов в разбивочных работах. Построение геоде-

зической разбивочной основы проводят в основном в мест-

ной или условной системе координат, применение которой

позволяет не вводить поправки для перехода на поверхность

относимости и в плоскость проекции Гаусса — Крюгера, ис-

кажающие в определенной мере длины линий. Программы

обработки результатов спутникового позицирования обеспе-

чивают работу в таких системах.

Вынос на местность главных и основных осей зданий и

сооружений выполняют в соответствии с проектом по разби-

вочным чертежам, на которых должны быть указаны опор-

ные пункты разбивочной основы и разбивочные элементы.

К разбивочным элементам в плане относятся проектные углы

и расстояния, которые откладывают на местности относи-

тельно опорных пунктов с требуемой точностью. Их вычис-

ляют по проектным координатам точек осей и координатам

опорных пунктов.

Разбивочные работы электронным тахеометром можно

вести не только по разбивочным элементам, но и непосред-

ственно по проектным координатам точек осей. Последнее

упрощает подготовительные работы, так как не требует вы-

числения проектных значений углов и расстояний.

Для разбивки осей электронный тахеометр устанавлива-

ют над пунктом построенной разбивочной основы, центри-

руют по оптическому или лазерному центриру. После вклю-

чения прибора тщательно визируют центром сетки нитей на

другой пункт сети, направление на который принимается за

опорное, а его дирекционный угол определяется координа-

тами пунктов А и В (рис. 4.7). Нажимают клавишу обнуле-

ния отсчета по ГК. Через главное меню прибора входят в

режим «Вынос в натуру» («В-Н» у тахеометров SET), в