GPSz2 WYKŁAD TACHIMETRIA DAWNIEJ I DZIŚ

Transkrypt

1 GPSz2 WYKŁAD TACHIMETRIA DAWNIEJ I DZIŚ 1

2 Zasada pomiaru tachimetrycznego W przestrzennym układzie współrzędnych prostokątnych położenie dowolnego punktu P można wyznaczyć z początku układu O za pomocą trzech miar: kąt pionowego, kąta poziomego i odległości skośnej d. 2

3 Miary, i d można łatwo przeliczyć na domiary biegunowe na płaszczyźnie OXY:, d oraz wysokość h liczona względem tej płaszczyzny. Charakterystyczną cechą tachimetrii jest połączenie pomiaru sytuacyjnego metodą biegunową z pomiarem wysokościowym realizowanym za pomocą niwelacji trygonometrycznej. Położenie zdejmowanego punktu P zwanego potocznie pikietą, określają domiary biegunowe:, d zaś wysokość H P można wyznaczyć na podstawie wielkości: z, d, i, s zgodnie ze wzorem: H P H St H St - wysokość stanowiska, i h h - przewyższenie punktu celowania C, obliczane ze wzoru: h=d ctg z, d odległość pozioma, z kąt zenitalny, i wysokość instrumentu, s wysokość sygnału. s 3

4 Zasada pomiaru tachimetrycznego 4

5 Obserwacje (kąt pionowy, kąt poziomy i odległość skośna d ) wykonuje się z założonych wcześniej i odpowiednio dobranych stanowisk tachimetrycznych, tworzących osnowę pomiarową. Lokalizacja punktów osnowy tachimetrycznej powinna zapewniać dobrą widoczność powierzchni i pokrycia terenu, co pozwala na zdjęcie możliwie dużej ilości pikiet z pojedynczych stanowisk tachimetru. Tachimetria stosowana jest do sporządzania (w tym aktualizacji) map sytuacyjno-wysokościowych dla celów projektowych, planowania przestrzennego, inwentaryzacji sieci uzbrojenia, inwentaryzacji powykonawczej itp. Każde stanowisko i oczywiście pkt. nawiązania powinny mieć wyznaczone położenie przestrzenne za pomocą trzech współrzędnych: X, Y, H. Jeśli tachimetria jest wykorzystywana jako metoda pomiaru sytuacyjnego, wtedy stanowiskami instrumentu mogą być punkty poziomej osnowy pomiarowej lub szczegółowej oraz punkty posiłkowe (pośrednie) wytyczone teodolitem na bokach tych osnów (G-4 Pomiary sytuacyjne i wysokościowe już nie obowiązuje, ale zasada pozostała). 5

6 Rozporządzenie MSWiA w sprawie standardów technicznych... z dnia 9 listopada 2011 r 6

7 7

8 8

9 9

10 10

11 11

12 12

13 13

14 14

15 15

16 16

17 17

18 18

19 19

20 20

21 21

22 22

23 23

24 24

25 25

26 26

27 27

28 28

29 29

30 30

31 31

32 32

33 33

34 34

35 35

36 36

37 37

38 38

39 39

40 40

41 41

42 42

43 43

44 44

45 G-4 już nie obowiązuje 45

46 Na stanowisku tachimetru należy zaobserwować minimum dwa kierunki orientujące. Kierunek z dłuższą celową jest uznawany za kierunek główny, zaś kierunek z krótszą celową jako kierunek kontrolny. Odległości do mierzonych z osnowy punktów należących do obiektów, będących szczegółami grupy dokładnościowej, nie może być większa niż podwójna długość głównej celowej orientującej stanowisko. Odległości do szczegółów II i III grupy nie powinny przekraczać czterokrotnej długości głównej celowej orientującej stanowisko. Do pomiaru należy użyć tachimetru, którego błąd wyznaczenia pojedynczego kierunku nie przekracza 1. 46

47 Dopuszczalna długość celowej i błąd pomiaru odległości przy zdjęciu szczegółów metodą biegunową (G-4 już nie obowiązuje): Wymagania dla metody biegunowej zdjęcia szczegółów - przypomnienie Grupa szczegółów Maksymalna długość celowej Dopuszczalna długość celowej I 160 m podwójna długość głównej celowej orientacji stanowiska II 400 m poczwórna długość głównej celowej orientacji stanowiska Średni błąd pomiaru odległości 0,07 m 0,20 m III 600 m 0,35 m 47

48 G-4 już nie obowiązuje tym samym wytyczne techniczne też nie (wytyczne te były tylko zalecane do stosowania) 48

49 49

50 50

51 Tachimetryczny pomiar rzeźby terenu Pomiar rzeźby odbywa się z zamarkowanych stanowisk, dla których wcześniej wyznaczono położenie sytuacyjne z błędem średnim nie większym niż 0,50 m i wysokość z błędem nie przekraczającym 0,05 m. Stosowany sprzęt i metoda pomiaru powinna zapewniać wymaganą w instrukcji G-4 dokładność wyznaczania wysokości pikiet. Nachylenie terenu do 2 0 Średni błąd wysokości pikiet 0,20 m ,35 m ponad 6 0 0,70 m 51

52 Czynności poprzedzające właściwy pomiar tachimetryczny (sytuacyjno-wysokościowy): - wywiad terenowy (mapa wywiadu - jakie zmiany, co pomierzyć), odszukanie osnowy, założenie nowych punktów, - sprawdzenie tachimetru, konfiguracja, stałe, opcje, parametry, przygotowanie rejestratora, - ustawienie tj. spoziomowanie i scentrowanie tachimetru na stanowisku, - pomiar wysokości instrumentu i wysokości sygnału, - wykonanie pierwszego nawiązania (min. odległość dla nawiązań to 40 m). 52

53 WYWIAD TERENOWY (MAPA WYWIADU) granica obszaru objętego wywiadem 53

54 54

55 55

56 56

57 Przed 57

58 Po 58

59 Aktualizacja opisu topograficznego 59

60 Czynności pomiarowe obejmują pomiar pikiet wskazanych przez kierownika zespołu. Ważna jest kontrola numeracji pikiet (co 10) - słowo pełna lub podniesienie szkicownika lub inny ustalony znak. Pomiar dodatkowych nawiązań - min. 1 dodatkowe (a co w przypadku ostatniego punktu ciągu wiszącego? np. kontrolny pomiar tego samego punktu z 2 stanowisk). Podczas pomiaru rzeźby terenu należy, ze względów ekonomicznych, dążyć do przedstawienia tej rzeźby na mapie z wymaganą dokładnością przy jednoczesnym rozstawieniu minimum pikiet. 60

61 Wzajemne odległości pikiet na terenach o równomiernych spadkach nie powinny być większe od 50 m, a na terenach rolno-leśnych 100 m. Gęstość i położenie pikiet wysokościowych zależy od lokalnego urozmaicenia rzeźby i spadków terenu oraz od przewidywanej skali i cięcia warstwicowego przyszłej mapy. W terenach płaskich, ze względu na niewielką ilość punktów charakteryzujących rzeźbę, rozstawia się pikiety w równomiernych szeregach. W terenach pagórkowatych pikiety rozstawia się w rozproszonych punktach charakterystycznych rzeźby takich jak: wierzchołki wzniesień, najniższe punkty zagłębień, siodła (przełęcze), punkty załamań jednostajnych spadków terenu w poziomie i w pionie, punkty linii szkieletowych (grzbietowychwododziałowych, ściekowych-spływu wód opadowych), punkty na górnych i dolnych krawędziach stoków i skarp. 61

62 Zawartość szkicu tachimetrycznego (szkicu polowego z pomiaru syt.-wys.): - dane informacyjne, - stanowisko tachimetru i kierunki orientacji (numeracja punktów, sposób stabilizacji lub markowania), - pikiety oznaczone kropką lub krzyżykiem i numerem bieżącym, - szczegóły sytuacyjne (znaki z K-1 dla skali 1:500), OBECNIE WYKAZ ZNAKÓW KARTOGRAFICZNYCH - rysunek rzeźby terenu, przedstawiony przy zastosowaniu przynajmniej jednego z trzech podanych sposobów lub ich kombinacji: 1) usytuowania linii szkieletowych, 2) przybliżonego zarysu warstwic, 3) kierunków spadku (oznaczonych strzałkami) łączących sąsiednie pikiety i wyznaczających przewidywane kierunki interpolacji warstwic na mapie wysokościowej, - szczegóły sytuacyjne o charakterze orientacyjnym dla wyznaczenia elementów rzeźby terenu, a w przypadku łącznego pomiaru syt.-wys. wszystkie niezbędne szczegóły sytuacyjne i dane opisowe (K-1) OBECNIE WYKAZ ZNAKÓW KARTOGRAFICZNYCH - numery sąsiednich szkiców polowych, strzałka północy, miary kontrolne (np. 62 czołówki, podpórki, miary do przecięcia...), zakres numeracji pikiet objętych danym szkicem polowym.

63 SZKICE POLOWE PRZYKŁADY 63

64 64

65 65

66 66

67 67

68 68

69 69

70 70

71 71

72 Tachimetryczne prace kameralne W związku z intensywnym rozwojem nauk informatycznych następuje pełna automatyzacja procesu opracowania mapy numerycznej, będącej zbiorem danych w postaci cyfrowej. W razie potrzeby mogą one podlegać dalszym przetworzeniom w celu uzyskania różnych produktów, do których zalicza się także mapę graficzną. Warstwice kreśli się za pomocą programów komputerowych (danymi są punkty o znanych wysokościach i położeniu sytuacyjnym). Operat tachimetryczny Kompletowanie operatu z pomiaru tachimetrycznego (najczęściej jest to wykonanie lub aktualizacja mapy zasadniczej) odbywało się wg wymogów instrukcji O-3 obecnie obowiązują standardy. 72

73 Zasób bazowy: sprawozdanie techniczne, wykazy współrzędnych i opisy topograficzne punktów nawiązania, dzienniki polowe osnowy pomiarowej, szkice przeglądowe osnowy pomiarowej, dzienniki obliczenia współrzędnych i wysokości punktów osnowy, wykaz współrzędnych i wysokości punktów osnowy pomiarowej, dzienniki pomiaru syt.-wys., szkice tachimetryczne, szkic przeglądowy szkiców polowych, pierworys mapy. Zasób użytkowy: metryka mapy zasadniczej, matryca mapy, nakładki tematyczne dla mapy zasadniczej w wersji rozwarstwionej, mapy dyżurne aktualizacji bieżącej, wykazy współrzędnych i wysokości punktów osnowy geodezyjnej, matryce opisów topograficznych punktów osnowy. Zasób przejściowy: obliczenie skurczu matryc, kalki uzgodnienia styków, obliczenia pomocnicze, protokoły kontroli technicznej, materiały wyjściowe: dane dotyczące istniejącej osnowy,. 73

74 Ciągi tachimetryczne i tachimetria dawniej i dziś Dawniej (opisywane w starszej literaturze) ciągi tachimetryczne utożsamiane były z ciągami, w których tachimetrycznie wyznaczono rzędne (ze względu na sprzęt - dalmierze optyczne i diagramowe np. Redta, Dahlta, BRT006) o niskiej dokładności służące tylko do pomiarów syt.-wys. na terenach rolnych i leśnych (rzeźba terenu i sytuacja realizowana tachimetria). Obecnie ze względu stosowany na sprzęt i metody pomiaru te ograniczenia natury dokładnościowej są minimalizowane. Przez pewien okres (przejściowy w miarę wprowadzania dalmierzy elektrooptycznych, tachimetrów do produkcji) stosowało się w praktyce pomiarowej/produkcyjnej pojęcia: metoda biegunowa dokładna, tachimetria elektroniczna, tachimetria o podwyższonej dokładności itp. - dla rozróżnienia. Obecnie osnowa tachimetryczna to osnowa pomiarowa dwufunkcyjna. 74

75 Trygonometryczny pomiar ciągów wysokościowych W terenach o znacznych spadkach bardziej uzasadnione ekonomicznie i dokładnościowo jest wyznaczanie wysokości osnowy pomiarowej za pomocą niwelacji trygonometrycznej. Dla potrzeb zdjęcia (pomiaru) sytuacyjnego prowadzonego jednocześnie wraz z pomiarem rzeźby terenu ciągi sytuacyjno-wysokościowe utworzone przez ciągi stanowisk instrumentu są obecnie mierzone za pomocą tachimetrów. Pozwala to na wykorzystanie pomiaru długości boków ciągu zarówno do późniejszego określenia przyrostów współrzędnych x i y, jak i przewyższeń h, zaś podczas pomiaru kątów przy tym samym wycelowaniu na sygnały ustawione na sąsiednich punktach ciągu, z łatwością można określać i rejestrować odczyty obydwu kół podziałowych: poziomego Hz i pionowego V. Jedyną dodatkową czynnością jest konieczność pomiaru wysokości instrumentu i sygnałów nad znakami. 75

76 Trygonometryczny pomiar ciągów wysokościowych Przydatność niwelacji trygonometrycznej do zakładania osnowy dla pomiaru rzeźby ujawnia się szczególnie w terenach górzystych, ponieważ ciągi niwelacji geometrycznej na stromych stokach wymagają dużej liczby stanowisk niwelatora, co bardzo zwiększa pracochłonność i jednocześnie wydatnie obniża dokładność pomiaru. Pomiar trygonometryczny jest w tych warunkach wygodniejszy, zaś przy użyciu dokładnego i nowoczesnego tachimetru elektronicznego oraz starannym pomiarze wysokości instrumentu i sygnałów może się w tych warunkach również okazać dokładniejszy od technicznej niwelacji geometrycznej. POLECAM: Kamiński W.: Niwelacja trygonometryczna i niwelacja techniczna w wyznaczaniu wysokości punktów, Przegląd Geodezyjny nr 8/2007, Wyd. Sigma-NOT. Adamczewski Z.: Blaski i cienie niwelacji trygonometrycznej, Przegląd Geodezyjny nr 10/2007, Wyd. Sigma-NOT. Kamiński W.: Blaski niwelacji trygonometrycznej, Przegląd Geodezyjny 76 nr 1/2008, Wyd. Sigma-NOT.

77 Literatura Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 9 listopada 2011 r. w sprawie standardów technicznych wykonywania geodezyjnych pomiarów sytuacyjnych i wysokościowych oraz opracowywania i przekazywania wyników tych pomiarów do państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego (Dz.U r. nr 263 poz. 1572) Wyjaśnienia do przepisów rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 9 listopad 2011 r. w sprawie standardów technicznych wykonywania geodezyjnych pomiarów sytuacyjnych i wysokościowych oraz opracowywania i przekazywania wyników tych pomiarów do państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego (Dz. U r., Nr 263, poz. 1572) oraz przykładowe wzory dokumentów i map mających bezpośredni związek z przepisami ww. rozporządzenia GUGiK, Warszawa, Rozporządzenie Ministra Administracji i Cyfryzacji (Dz.U r. poz. 383 z dnia 12 lutego 2013 r. w sprawie bazy danych geodezyjnej ewidencji sieci uzbrojenia terenu, bazy danych obiektów topograficznych oraz mapy zasadniczej) opublikowane 21 marca 2013 obowiązujące od 04 kwietnia