8 1. Informacje wstępne

Transkrypt

1 8 1. Informacje wstępne Przedmowa Opracowanie Przewodnik do ćwiczeń z geodezji F, dostosowane do tematyki planowych ćwiczeń semestralnych i terenowych na kierunku geodezja i kartografia A.R. w Krakowie, stanowi uzupełnienie uprzednio wydanego podręcznika Geodezja F, który zawiera przede wszystkim wiadomości o charakterze ogólnym, wynikające z programu wykładów przedmiotu geodezja na I roku studiów, poparte stosunkowo nielicznymi przykładami o charakterze obliczeniowym, opisowym lub graficznym. W zamyśle autora rolę praktycznego przewodnika do ćwiczeń, przydatnego dla osób studiujących geodezję, ma spełnić ta praca, którą Szanowny Czytelniku właśnie trzymasz w ręku. Celem wydania tych dwóch książek zbliżonych tematycznie jest uporządkowanie treści podawanych wiadomości i dydaktyczną realizację znanego w geodezji kanonu od ogółu do szczegółu", przy czym pod pojęciem ogółu" należy rozumieć wiadomości teoretyczne przekazywane studentom w ramach wykładu, zaś jako szczegóły" można traktować wskazówki dotyczące rozwiązań praktycznych, podawane podczas ćwiczeń. Z podobnym postępowaniem spotykamy się także w ramach obowiązujących w geodezji standardów technicznych, które dzielą się na wymogi ogólne zawarte w instrukcjach oraz zalecenia szczegółowe ujęte w wytycznych technicznych. W tekście Przewodnika do ćwiczeń" nie da się uniknąć pewnych powtórzeń treści podręcznika Geodezja F, choćby z tego względu, że zawierają one bardzo podobną tematykę. Zagadnienia zamieszczone w Przewodniku" są jednak opisywane w aspekcie realizacji praktycznej poszczególnych zadań pomiarowo-obliczeniowych, ze szczególnym uwzględnieniem zasad posługiwania się narzędziami potrzebnymi do ich wykonania, toteż zbieżności i powtórzenia tekstu są ograniczone do niezbędnego minimum. W przypadku konieczności cytowania dłuższych fragmentów wiadomości podawanych wcześniej, wprowadzone zostały odsyłacze do odpowiednich rozdziałów i rysunków w Geodezji F. Zawarte w niniejszym Przewodniku" opisy dotyczące obsługi instrumentów geodezyjnych i programów komputerowych trzeba jednak traktować jako pewnego rodzaju wstępne wprowadzenie, umożliwiające wprawdzie podjęcie pracy, lecz nie wyczerpujące całokształtu zastosowań. Myślę jednak, że zapoznanie się z podstawami działania opisanego dalej sprzętu i oprogramowania ułatwi Czytelnikowi dokładne przestudiowanie stosownych instrukcji producentów, które początkowo przerażają potencjalnego użytkownika swoją dużą objętością, a czasami także treścią napisaną niejasnym językiem. Ja i wielu moich Kolegów, nauczycieli z długoletnim stażem, często spotyka się z zarzutami braku nowoczesności w nauczaniu i nienadążania za współczesną techniką. Jest w tym nieco prawdy, jednak pamiętajmy, że geodeta to nie tylko guzikowy", czyli ten, którego działalność sprowadza się do przyciskania klawiszy. Praca instrumentami optycznymi nie różni się aż tak bardzo od pomiaru przyrządami elektronicznymi, zaś nauczenie studentów posługiwania się podziałką transwersalną, nanośnikiem lub planimetrem może się też przydać w praktyce, a ponadto wdraża nawyki dokładności i skrupulatności. Obliczenie prostego zadania rachunkowego kalkulatorem pozwala na prześledzenie całego procesu obliczeniowego, czego na ogół nie zapewnia użycie do tego samego celu programu komputerowego. Jeśli przy tym uwzględnimy na ogół mizerną sytuację sprzętową wielu naszych szkół geodezyjnych, to nasuwa się wniosek, że lepiej uczyć na tym wyposażeniu, które mamy do swej dyspozycji, niż na żadnym.

2 1. Informacje wstępne 9 W tekście Przewodnika" starałem się uwzględnić zarówno wymogi wprowadzonych stosunkowo niedawno instrukcji i wytycznych technicznych, jak i zamieścić opisy bardziej nowoczesnego dostępnego mi oprzyrządowania, które znajduje się w moim miejscu pracy tj. w Katedrze Geodezji A.R. w Krakowie. W tym miejscu chciałbym złożyć serdeczne podziękowanie Panu profesorowi Mirosławowi Żakowi, kierownikowi mojej Katedry za wykonanie recenzji tej książki, wrocławskiej firmie Softline", a szczególnie Panu mgr inż. Jerzemu Biegalskiemu, za opracowanie ust. 14.3, a także nieodpłatne udostępnienie do celów edukacyjnych programu komputerowego C-Geo v.6 oraz krakowskiemu wydawnictwu Stabil" za druk podręcznika. Autor

3 Spis treści 3 SPIS TREŚCI: Przedmowa 8 1. Wiadomości wstępne Organizacja i regulamin ćwiczeń semestralnych Sprawozdanie techniczne Działania rachunkowe na liczbach przybliżonych Zaokrąglanie i zapis liczb Działania na liczbach przybliżonych (reguły Kryłowa-Bradisa) Rachunek małych kątów Zastosowanie kalkulatorów do obliczeń geodezyjnych Funkcje najczęściej wykorzystywane w obliczeniach geodezyjnych Przykładowe kalkulatory Sprawdzanie dokładności kalkulatorów Zamiana miar Międzynarodowy Układ Jednostek Miar SI Jednostki miar Definicje podstawowych jednostek miar układu SI Miary metryczne długości, pola powierzchni i objętości Jednostki niemetryczne długości i powierzchni Miary kąta Tyczenie kątów prostych Zastosowania węgielnicy pryzmatycznej, pięciokątnej, podwójnej Tyczenie obiektów i rzutów prostokątnych Sprawdzenie węgielnicy Opis topograficzny punktu osnowy geodezyjnej Zasady wykonywania opisów topograficznych Odszukanie punktu według opisu topograficznego Elementy wyposażenia instrumentów geodezyjnych Lunety Wiadomości wprowadzające o budowie i działaniu lunety Powiększenie lunety Pole widzenia lunety Jasność lunety Najkrótsza celowa lunety Piony i libele Piony Libele Statywy, spodarki, akcesoria Statywy Spodarki, akcesoria geodezyjne Tyczenie prostych i pomiary liniowe Tyczenie prostych Zasada tyczenia prostych 68

4 Spis treści Tyczenie prostych sposobami bezpośrednimi Pośrednie tyczenie prostych Bezpośredni pomiar odległości Zasada pomiaru Sprzęt pomiarowy Pomiar długości taśmą geodezyjną Poprawki do odległości pomierzonej bezpośrednio Pośrednie pomiary odległości Pomiary wykonywane przy użyciu ręcznego dalmierza Leica DISTO Dane techniczne Klawiatura dalmierza DISTO Classic Wyświetlacz Pomiar odległości Pomiar powierzchni i objętości Zastosowania funkcji Pitagoras" Wykorzystanie DISTO jako kalkulatora Dodatkowe informacje dla użytkownika Dokładność pomiaru odległości Teodolit, pomiary kątów poziomych i pionowych Określenie kąta poziomego i pionowego Kąt poziomy Kąty pionowe Budowa i obsługa teodolitu, pomiar pojedynczego kąta poziomego Podstawy budowy teodolitu Podzespoły teodolitu optycznego wykorzystywane do jego obsługi Przygotowanie teodolitu do pomiaru kątów Pomiar zwykły pojedynczego kąta Dziennik pomiaru kątów poziomych Teodolity o wyższej dokładności odczytu Pomiar pojedynczego kąta metodą repetycyjną Pomiar kątów poziomych metodą kierunkową Pomiar kątów pionowych Sprawdzenie rektyfikacja teodolitu Warunki teodolitu Sprawdzenie warunków: LLv i Q±v oraz rektyfikacja libel alidadowych Sprawdzenie warunku clh i rektyfikacja błędu kolimacji Sprawdzenie warunku hl.v, błąd inklinacji Sprawdzenie warunku «!±v i usunięcie błędu skręcenia krzyża kresek Wykrywanie pozostałych błędów instrumentalnych Sprawdzenie miejsca zera kręgu pionowego i rektyfikacja błędu indeksu Sprawdzenie i obsługa elementów mechanicznych i optycznych teodolitu Sprawdzenie libel, lunety i mikroskopu Podstawowe zasady obchodzenia się z teodolitem Sprawdzenie, rektyfikacja teodolitów i tachimetrów elektronicznych Podstawowe zadania z rachunku współrzędnych Układy współrzędnych stosowane w geodezji Układ współrzędnych prostokątnych na płaszczyźnie Układ współrzędnych biegunowych Obliczenia geodezyjne z udziałem azymutów 134

5 Spis treści Azymut boku odwrotnego Obliczenie azymutu boku następnego w ciągu poligonowym Obliczenie kąta na podstawie azymutów jego ramion Podstawowe wzory rachunku współrzędnych Obliczenie azymutu i długości boku ze współrzędnych Obliczanie współrzędnych punktów posiłkowych Obliczanie współrzędnych punktów na prostej Obliczanie współrzędnych punktów na domiarach prostokątnych Obliczanie współrzędnych punktów na domiarach biegunowych Obliczanie współrzędnych punktów przecięć prostych Obliczanie współrzędnych punktów przecięcia się prostych Obliczanie współrzędnych punktu przecięcia się boku osnowy z ramką sekcyjną arkusza mapy Obliczanie ciągów poligonowych metoda przybliżoną Informacje ogólne Obliczenie ciągów otwartych, wiszących Obliczenie ciągów otwartych, obustronnie nawiązanych Obliczenie ciągów poligonowych zamkniętych Obliczanie współrzędnych punktów za pomocą wcięć w przód Kątowe wcięcie w przód Wcięcie liniowe Wcięcie wstecz Obliczenie domiarów prostokątnych ze współrzędnych Obliczanie pola powierzchni Obliczanie pół metodą analityczną Wiadomości wprowadzające Obliczanie pól prostych figur geometrycznych Obliczenie pola dowolnego wieloboku zamkniętego Obliczanie pól metodą graficzną Zasada metody graficznej Przyrządy do pomiaru graficznego Obliczanie pól metodą mechaniczną Planimetr biegunowy Zasady planimetrowania Wyznaczenie stałych planimetru Odchyłka powierzchniowa i jej rozrzucenie Skurcz liniowy i powierzchniowy mapy Przykłady programów do obliczeń geodezyjnych Program Kalkulator Geodezyjny" PPU GEOBID Informacje o programie i jego instalacji Przykłady obliczeń Program WinKalk Informacje wstępne Przykłady obliczeń Niwelacja geometryczna Sprzęt niwelacyjny Zasada niwelacji geometrycznej Niwelator libelowy ze śrubą elewacyjną Łaty i żabki niwelacyjne 230

6 Spis treści Sprawdzenie i rektyfikacja niwelatora libelowego ze śrubą elewacyjną Osie i warunki geometryczne niwelatora libelowego Sprawdzenie warunku / II c i rektyfikacja błędu nierównoległości osi Niwelatory samopoziomujące i ich sprawdzanie Wiadomości wprowadzające Przegląd wybranych modeli niwelatorów samopoziomujących Obsługa niwelatorów samopoziomujących Sprawdzanie niwelatorów samopoziomujących Niwelatory cyfrowe Wiadomości wstępne Niwelatory cyfrowe Leica NA2002 i NA Niwelacja reperów Zasady ogólne niwelacji reperów Kompletowanie sprzętu niwelacyjnego Pomiar niwelacyjny wysokościowej osnowy szczegółowej Niwelacja osnowy pomiarowej Niwelacja przekrojów Zasada niwelacji przekrojów, wytyczenie linii profilowych Niwelacja trasy Obliczenie wysokości punktów wiążących i pośrednich Wykreślanie profilów terenu Wybrane prace pomiarowo-projektowe na mapie warstwicowej Zastosowania inżynierskie niwelacji geometrycznej Pomiary sytuacyjne Zasady pomiaru sytuacyjnego Definicja pomiarów sytuacyjnych Obiekty pomiaru sytuacyjnego Metody pomiarów sytuacyjnych Metoda ortogonalna Metoda biegunowa Miary kontrolne.' Osnowa pomiarowa zdjęcia sytuacyjnego Wymagania dotyczące sytuacyjnej osnowy pomiarowej Ciągi sytuacyjne i wcięcia Szkice polowe pomiaru sytuacyjnego Zasady ogólne sporządzania szkiców polowych Szkice polowe pomiaru sytuacyjnego metodami podstawowymi Organizacja pomiaru sytuacyjnego Zdjęcie szczegółów metodą ortogonalną Zdjęcie szczegółów metodą biegunową Zasady zdjęcia sytuacyjnego ważniejszych obiektów Pomiar granic działek Pomiar budynków Pomiar dróg, ulic i urządzeń towarzyszących Pomiar uzbrojenia terenu (armatury) Charakterystyka wybranych przyrządów do metody biegunowej Tachimetr elektroniczny Leica TC Tachimetr elektroniczny Leica TC Dwuobrazowy tachimetr optyczny BRT Operat zdjęcia sytuacyjnego 325

7 Spis treści Zasady kompletowania dokumentacji z prac geodezyjnych Operat ćwiczenia Pomiar sytuacyjny" Wykonanie mapy sytuacyjnej Sporządzenie mapy sposobem klasycznym Mapa zasadnicza Przygotowanie arkusza mapy do kartowania Nanoszenie punktów osnowy na podstawie współrzędnych X, Y Nanoszenie szczegółów sytuacyjnych zdjętych metodą ortogonalną Nanoszenie szczegółów sytuacyjnych zdjętych metodą biegunową Redakcja mapy zasadniczej (wg instrukcji K-l) Sporządzenie mapy sytuacyjnej za pomocą programu MikroMap Informacje ogólne, import punktów Okno główne, przyciski pasków narzędzi Wykonanie rysunku mapy Podstawy obsługi programu C-Geo v.6 (autor: J. Biegalski z firmy Softline) Czynności wstępne Tworzenie mapy 377 ZAŁĄCZNIKI 384 Zał. 1: Wzór opisu teczki ćwiczeń 385 Zał. 2: Wzór opisu okładki ćwiczenia 386 Zał. 3: Mapa przeglądowa osnowy poziomej 387 Zał. 4: Opisy topograficzne punktów osnowy poziomej 388 Zał. 5: Przykłady sprawozdań technicznych 392 Zał. 6. Uproszczony katalog wybranych znaków umownych instrukcji K-l 394 Bibliografia 412