Návod na cvičení INGE - Katedra speciální geodézie

INGE – Návod na cvičení
Realizováno za podpory grantu RPMT 2014
Fakulta stavební ČVUT v Praze
Katedra speciální geodézie
2014
1
Obsah
1 LITERATURA, ZÁSADY PŘESNÉHO MĚŘENÍ ................................................ 3
2 ZÁKLADY ROZBORŮ PŘESNOSTI ................................................................ 4
3 ZADÁNÍ A VÝKLAD K 1. ÚLOZE: PARALAKTICKÉ VYTYČENÍ DÉLKY............... 5
3.1 SLOVNÍ ZADÁNÍ ÚLOHY .................................................................................... 5
3.2 ROZBORY PŘESNOSTI ...................................................................................... 5
3.3 POKYNY PRO ZPRACOVÁNÍ ............................................................................... 6
3.4 MĚŘENÍ 1. ÚLOHY: PARALAKTICKÉ VYTYČENÍ DÉLKY ............................................... 7
4 ZADÁNÍ A VÝKLAD KE 2. ÚLOZE: POLÁRNÍ VYTYČENÍ BODU....................... 8
4.1 SLOVNÍ ZADÁNÍ ÚLOHY .................................................................................... 8
4.2 ROZBORY PŘESNOSTI ...................................................................................... 8
4.3 VYSVĚTLIVKY K ČÍSLOVÁNÍ ................................................................................ 9
4.4 POKYNY PRO VYPRACOVÁNÍ .............................................................................. 9
4.5 MĚŘENÍ 2. ÚLOHY: POLÁRNÍ VYTYČENÍ BODU..................................................... 10
2
1 Literatura, zásady přesného měření
• studijní a informační zdroje, především:
1. Novák, Z. – Procházka, J. Inženýrská geodézie 10 [skriptum ČVUT]
2. , M. – Procházka, J. Inženýrská geodézie 10, 20 : Návody ke cvičením [skriptum
ČVUT]
3. Doplňkový e-kurs IG [online] https://ocw.cvut.cz/moodle – obsahuje
doplňující informace a odvození k úlohám, zkušební testy (přihlašovací údaje z
Usermap (jako proKOS), klíč k prvnímu zápisu „inge“).
4. IngGeo – portál inženýrské geodézie [online] http://inggeo.fsv.cvut.cz
• Zásady přesného měření (nejen) s teodolitem Zeiss Theo 010B
− kontrola a postavení stativu (dotažení hrotu, nohou, hlavy, přibližná centrace,
propružení nohou aj.)
− temperace a „rozcvičení“ přístroje (ustanovky, ostření aj.)
− postup centrace a horizontace, pokud možno bez posunů a opětovného
zašlapávání stativu s přístrojem (vteřinovým)
− kontroly a opravy chyb centrovače a libely (dvojnásobná chyba při otočení o 200
gon, polovina oprava)
− kontrola všech záměr (proostření kvůli vyhledání překážek)
− způsob nastavování čtení Hz směru (nastavení mikrometru a poté pohyb
pastorkem)
− metodika měření osnovy v řadách a skupinách (pro 2 směry a více)
− možnosti dvojího cílení a koincidence (rozcílit, zrušit koincidenci, docílit,
koincidovat)
− paralaktické měření délek (Zeiss BaLa) způsob měření PLJ (LL–PPPP–LL), posun
mikrometru i limbu mezi PLJ, stačí 1. poloha
3
2 Základy rozborů přesnosti
•
•
•
rozdíly zaměřování/vytyčování, převod přesného vytyčení na zaměřování +
posuny
možnosti kontroly vytyčení (nezávislé geometrické prvky, opakování
různými/stejnými metodami)
přesnosti přístrojů (teodolity:
=
+
(popr.
), přesnosti dle ISO
17123: , , ppm, . . . )
• obecné základy rozborů přesnosti:
− před měřením (ČSN 730420, stavební tolerance , mezní odchylka
=
/5, volba koeficientu spolehlivosti , směrodatná odchylka
=
/ ,
přesnost ovlivní vliv realizace , výpočet počtu opakování = / ,)
− při měření (mezní rozdíl ∆ , mezní opravy
= 0 · , , testování souboru
měření, doměření a teprve následně vylučování jednoho měření)
− po měření (mezní rozdíl, výběrová směrodatná odchylka =
mezní směrodatná odchylka s# = přesnosti očekávané a požadované.
4
$ · &1
+
(,
!
!
3 Zadání a výklad k 1. úloze: Paralaktické vytyčení délky
• úlohu měří čety 2–3 lidí, počítá a odevzdává každý sám (TZ s výpočty, RP, měřením,
závěry)
• stabilizace bodů – deska a čtvrtka, přibližné vytyčení pásmem, detaily o opakování PLJ
vyplynou z RP
3.1 Slovní zadání úlohy
Ze zadaného stanoviska vytyčte v určeném směru vodorovnou délku podle zadání.
Mezní vytyčovací odchylka délky je δTMd = 3 mm. Pro vytyčení použijte teodolit Zeiss Theo
010A (nebo 010B) a paralaktickou základnovou lať Zeiss BaLa umístěnou na konci vytyčované
délky. Základní směrodatná odchylka jedné poloviční laboratorní jednotky je σδ0 = 0, 4 mgon.
3.2 Rozbory přesnosti
•
= 3 mm, při ) = 95% = 2, potom
=
/ = 1,5 mm, = 0, 4 mgon
• kontrola druhým vyt. (možnost zahrnutí do výsledku), proto pro jedno vyt.
0=
$*
· √2 = 2,12...
.
• zpřísnění o vliv realizace (tzn. požad. přesnost zaměření):
1,87..
• Paralaktika a její přesnost (RP před měřením):
1. zákl. vztah:
=
3
· cot 7 8 + 9: 2
2
<=
?
B
!
!
2. skut. (náhodné) odchylky: ;* = · cot > @– · E F · ;?
=
?
3. úprava: pro malé úhly platí:
člen upravit:
. = HI
?
CD
> @
E
. Dáleplatí:R9H =
?
$*
*
B
−
0
, pak lze druhý
l
1
1
l
δ 1
l
2d 1
d
・
·
ε
=
·
cot
7
8
·
ε
=
·
7
8
·
ε
=
· εU
U
U
U
U
2
2
2 2
2
l
2
l
sin > @ 2
4. potom: ;* = B · ;B −
*
5. přechod na sm. Och.:
3
*E
B
*
· ;?
=
*E
BE
·
B
+
*Y
BE
ZE
· [FE
(délky latě) se obv. neuvažuje, potom výsledný vztah je:
* · 3 · \
? =
* =
− potřebný počet měřených PLJ je tak (číselně viz výsledky pro uč.,
• RP při měření
− mezní rozdíl ∆
=
pro dvojici měření,
5
?
?
=
· B·[F a pro
Z
→ 3):
:
− v našem případě mezní opravy
pro paralak. úhel :
= 0 · , = 0, 4 mgon ·1, 74 = 0, 69 mgon pro 3 PLJ,
= 0, 4 mgon ·1, 94 = 0, 78 mgon pro 4 PLJ,
= 0, 4 mgon ·2, 08 = 0, 83 mgon pro 5 PLJ
− nezapomínat na opravy z kalibrace BaLa latí a z teploty:
3 = 3 · ]1 + · H–H ^
− a na podélnou excentricitu 9_ (pokud _ je kladné → 9_ je záporné a naopak)
• RP po měření
− mezní rozdíl ∆ pro dvojici vytyčení nebo test výběrové sm. odch. pro více opak.
vytyčení
− pro požadovanou i očekávanou přesnost
− požadovaný mezní rozd.:
∆$* = a · √2 · − očekávaný mezní rozdíl: 9R_c →
9R_c
=
.9R_c
ZFd
√
=
=
·
,e
.g9 = 0, 23.g9
√f
Z?jklm
B·[
= 2 · √2 · 2, 12.. = 6..
.9R_c →
9R_c
$*
− po započtení vlivu realizace nakonec:
∆ 9R_c = a · 2 · *no :p + 0 (číselně viz výsledky pro uč.)
− RP po měr. pro trojici a více vytyčení – výber. sm. odch.:
= q
−1
− porovnání s mezní hodnotou pro požadovanou přesnost:
$ =
− a pro očekávanou přesnost:
$o :p =
$*
· r1 + q
*no :p
+
2
s = 4, 24..
− 1
0 · r1
+q
2
s
−1
3.3 Pokyny pro zpracování
1. Úkol řešte převedením vytyčení na zaměření, realizací a testováním posunů. Vliv
realizace uvažujte hodnotou σr = 1 mm. Kontrolu vytyčení proveďte opakovaným
vytyčením stejným postupem.
2. Dle číselného zadání přehledně zpracujte potřebné rozbory přesnosti (před měřením,
příprava pro rozbory při a po měření).
3. Proveďte vytyčení v terénu.
6
4. Započítávejte opravy z kalibrace a z teplotní roztažnosti základnové latě. Pro možnost
přehledných rozborů přesnosti při měření zapisujte všechny měřené a počítané
veličiny do vhodného zápisníku či tabulky.
5. Vypracujte technickou zprávu, která bude obsahovat:
•
•
•
•
•
zadání včetně číselných hodnot,
rozbory přesnosti (před, při a po měření),
číselné výsledky dosažené při měření, adjustovaný originál zápisníku,
destičku či čtvrtku s realizací vytyčení (pouze u vedoucího čety),
závěr se zhodnocením průběhu a výsledků práce.
3.4 Měření 1. Úlohy: Paralaktické vytyčení délky
Každá četa potřebuje zejména:
• teodolit Zeiss Theo 010 A nebo B, 2 stativy Zeiss
• BaLa lať a kalibrační hodnoty
• trojnožku a pokud možno centrovač Zeiss
• desku, kolíky pro stabilizaci
• vypočtené hodnoty pro vyt., RP, univerzál. zápisníky
• dle podmínek deštník
Pro celý kruh pak společně několik kladiv a pásem (pro přibl. vyt.), měr. jehly, hřebíky,
teploměr.
7
4 Zadání a výklad ke 2. úloze: Polární vytyčení bodu
• úlohu měří čety 3–4 lidí, počítá a odevzdává každý sám (TZ s výpočty, RP, měřením,
závěry)
• stabilizace bodu – deska a čtvrtka, přibl. vyt. na hranol v ruce
4.1 Slovní zadání úlohy
Z bodu primárního vytyčovacího systému 50B s orientací na bod 4511 až 4513 vytyčte
polárními souřadnicemi podrobný bod č. ABC s mezní vytyčovací odchylkou δTMxy = 4 mm.
Pro vytyčení použijte totální stanici Topcon GPT-7501. Základní směrodatná odchylka směru
měřeného v obou polohách dalekohledu (dle ČSN ISO 17123) je σφ = 0, 3 mgon a nominální
směrodatná odchylka elektronicky měřené délky je σd = 2 mm + 2 ppm. Místní měřítko
zkreslení délek (S-JTSK) má hodnotu 0,9999046, průměrná nadmořská výška staveniště je
221 m (Bpv). Před vlastním vytyčením v terénu proveďte úhlovým měřením ověření stability
sousedních bodů primárního vytyčovacího systému.
4.2 Rozbory přesnosti
• Model chybové kružnice (základní):
−
= 4 mm, při ) = 95% = 2, 5 (pro 2-rozměrné veličiny), potom
=
/ = 1,6 mm
u=
− kontrola druhým vyt., pro jedno vyt.
*
− zpřísnění o vliv realizace:
= v
=
*n = $* ·
vn =
√2 = 2,26...
− porovnání s přesností metody (podélný směr):
délky
E
Zwd
E
Zxwy
=
(pozor na skupiny a polohy)
− porovnání s přesností metody (příčný směr):
*
ZE
= ZE{d
−
0
= 2, 03..
*
= 2 mm + 2 ppm, počet opakování
v
= ·
0
Zzd
[
, pocet úhl. skupin
x{y
• Model chybové úsečky (pokud poměr oček. přesností přesahuje 1 : 3):
−
$*
=
?x|
}~
= 2 mm, při ) = 95%
= 2 (jako pro 1-rozměrné veličiny)
− dále se shodně jako kružnice
− příčná složka se teor. rovná 0, prakticky se ale dosadí očekávaná přesnost metody
měření (1 sk.)
$v = v
= ·
Zzd
[
, dále popř. realizace
• RP Při měření
− shodné jako v první úloze, zvlášť pro obě složky měření (úhly, délky)
− Vyjde-li 1 opak., nelze při měření kontrolovat nic, než stálost rozdílu poloh (tj.
kolimační a popř. index. chyby).
• RP po měření
8
− Dle zvoleného chybového modelu (kružnice či úsečka) se provádí pro podélnou a
příčnou složku zvlášť, pro požadovanou i očekávanou přesnost. Pro úlohu platí
kružnice chyb.
− mezní rozdíl ∆ pro dvojici vytyčení nebo test výběrové sm. odch. pro více opak.
vytyčení
− požadovaný mezní rozd.: ∆
=∆ u=
·√2 ·
0 = 6, 4 mm
− očekávaný mezní rozdíl: ∆ 9R_c , ∆ u9R_c4
− RP po měr. pro trojici a více vytyčení – výběr. sm. odch.:
=q
−1
− porovnání s mezní hodnotou pro požadovanou přesnost:
$ =
$*
· r1 + q
− a pro očekávanou přesnost:
$o :p =
*no :p
+
2
s = 4, 52..
−1
0 · r1
+q
2
s
−1
4.3 Vysvětlivky k číslování
Čísla bodů primárního vytyčovacího systému jsou 501 až 506, orientačních bodů 4511
až 4513, vytyčované body mají čísla ABC definovaná takto:
A číslo kruhu, studijní skupiny (1 – 4),
B číslo měřické čety, skupiny v rámci kruhu (1 – 6),
C pořadí zadání v rámci čety (1 – 4).
4.4 Pokyny pro vypracování
1. Úkol řešte převedením vytyčení na zaměření a testováním posunů v podélném a
příčném směru. Vliv realizace započtěte hodnotou σr = 1 mm.
2. Vypočítejte vytyčovací prvky (délkové i úhlové hodnoty uvádějte kvůli kontrole na 4
desetinná místa).
3. Dle číselného zadání přehledně zpracujte rozbory přesnosti (před měřením vč.
stanovení modelu kružnice či úsečky chyb, příprava pro rozbory při a po měření),
vyhotovte vytyčovací výkres.
4. Proveďte vytyčení v terénu. Pro možnost přehledných rozborů přesnosti při měření
zapisujte všechny měřené a počítané veličiny do vhodného zápisníku či tabulky.
9
Vytyčení provádí 3- až 4-členné měřické čety, úlohu zpracovává a odevzdává každý
jednotlivě.
5. Vypracujte technickou zprávu, která bude obsahovat zadání včetně číselných hodnot,
rozbory přesnosti a číselné výsledky dosažené při měření. Přiložte adjustovaný
originál zápisníků a destičku či čtvrtku s realizací vytyčení (u vedoucího čety, ostatní
odkaz či kopii). Průběh a výsledek práce zhodnoťte v závěru.
4.5 Měření 2. Úlohy: Polární vytyčení bodu
Každá četa potřebuje zejména:
• TS Topcon GPT-7501, 2 stativy (Topcon, Leica apod.)
• trojnožka, trn, hranol
• pokud možno centrovač (Topcon, Trimble, Sokkisha)
• desku, kolíky pro stabilizaci
• vypočtené vyt. prvky, RP, univerzál. zápisníky
• dle počasí deštník/slunečník
Pro celý kruh pak společně několik kladiv, hřebíky, teploměr
10