background image

Pomiary sytuacyjno-wysokościowe 

 

Pomiar  sytuacyjno-wysokościowy  x,  y,  H    punktów  szczegółów  terenowych  jest  realizowany  za  pomocą 
tachimetru  (rozdz.  6.1,  6.4)  lub  odbiornika  satelitarnego  GPS.  Wcięcia  sytuacyjne  punktów  x,  y  są również 
wykonywane  za  pomocą    teodolitu,  dalmierza  lub  taśmy.  System  kodowania  i  edycji  atrybutów  szczegółów 
terenowych umożliwia automatyczne tworzenie numerycznych map, modeli terenu oraz przekrojów tras i rzek w 
czasie pomiaru za pomocą tachimetru lub odbiornika GPS. Programy pomiarowe tachimetru i odbiornika GPS są 
wyposażone  w  funkcje  obliczania  pól,  objętości  i  długości  linii  mierzonych  obiektów,  tyczenia  punktów 
budowli, skarp, tras, DTM, warstwic i linii podziałowych katastru  jak również sterowania 

pracą koparek podczas 

prac ziemnych na budowach.

 

 
1.  Tachimetry   
 
1.1 Pomiar sytuacyjno-wysokościowy 
 
Tachimetr jest przeznaczony do wyznaczania położeń punktów na podstawie pomiaru kąta 
poziomego 

α, pionowego β i odległości s do stałego lub ruchomego pryzmatu (rys. 1.1). 

 

 

 

Rys..1.1 

 

Wyposażenie tachimetru:  
a) sensor - do automatycznego 
    naprowadzenia lunety na stały  
    lub ruchomy pryzmat.  
b) komputer z systemem DOS,  
    kartą pamięci PCMCIA,  
    ekranem graficznym i klawiaturą. 
c) pryzmat i moduł radiowy 
    z ekranem graficznym  
    i klawiaturą do sterowania pracą    

 

 

 

β 

      

 

 

               
 
 

           

 

 

α 

 s 

background image

    tachimetru z poziomu pryzmatu    
d) programy pomiarowe:  

    - pomiar sytuacyjno-wysokościowy  
      (.............) 
    - pomiar czołówek (..........)  
    - pomiar niedostępnej wysokości  
      (...............0) 
    - wcięcie stanowiska tachimetru  
      (................)  
    - tworzenie mapy numerycznej  
      (................) 
    - transformacja współrzędnych  
      (...............)    
    - obliczanie pól, objętości i długości  
      linii (................) 
    - tyczenie projektu budowlanego  
      (....................)  
   - sterowanie pracą koparek

 

 
Błędy średnie pomiaru odległości i kątów są określone w charakterystyce tachimetru: 

Leica TPS 1100 

błąd średni pomiaru kąta poziomego i pionowego 

 mα,β =  1,5" 

błąd średni pomiaru odległości 

 ms = 2 mm + 2 ppm, ppm=10

-6

zakres pomiaru odległości 5 km 

czas pomiaru 1s 

graficzny wyświetlacz: 8 linii po 32 znaki 

klawisze funkcyjne i alfanumeryczne 

wejście / wyjście: PCMCIA 2-84 MB, RS 232 

waga 4.7 kg.

 

Program  pomiar  sytuacyjno-wysokościowy  jest  przeznaczony  do  pomiaru  współrzędnych 
poziomych x, y i wysokości punktów H szczegółów terenowych takich jak budynki, granice 
działek ewidencyjnych, drogi, mosty, rzeki, linie energetryczne itp. 
Pomiar  rozpoczyna  się  zwykle  po  ustawieniu  tachimetru  na  punkcie  osnowy  geodezyjnej 
o znanych  współrzędnych  i  wysokości  A  (rys.  1.2).  Po  nawiązaniu  kierunkowym  na  
najbliższe  punkty  osnowy  (np.  B  na  rys.  1.2)  wykonuje  się  pomiar  kierunków  i  odległości 
do punktów  szczegółów  terenowych  1,  2,  3,  4  oraz  do  wybranego  punktu  dla  następnego 
stanowiska tachimetru, utrwalonego palikiem lub bolcem metalowym P. Dla kontroli kierunki 
i  odległości  -  szczególnie  do  punktów  osnowy  oraz  punktów  będących  stanowiskami 
tachimetru, są mierzone dwukrotnie.   
 

 

 

background image

Rys. 1.2

 

Współrzędne poziome i wysokości mierzonych punktów, np. P, są obliczane na podstawie: 
 

•  odległości przestrzennej 

 

s

100.5

:=

 

 

m

s

0.005

:=

 

 

 

•  kąta pionowego 

 

 

β

75

π

200

:=

 

 

m

β

0.0010

π

200

:=

 

 

 

•  kąta poziomego 

 

 

α

65

π

200

:=

 

 

m

α

0.0010

π

200

:=

 

 

 

•  wysokości tachimetru  

 

i

1.56

:=

  

 

m

i

0.005

:=

 

 

•  wysokości pryzmatu   

 

j

2.0

:=

  

 

m

j

0.005

:=

 

 

•   

oraz wspólrzędnych i wysokości stanowiska A i punktu nawiązania B (rys. 1.2,  1.3): 
 
układ 2000 

X, Y,   

kronsztad 86

    

H

 

 

 
 

 j 

β 

α 

 y 

 

A =A

0

+

α 

 ∆x 

 ∆y 

 ∆z 

 x 

 i 

A

0

 

 x

A

 

 y

A

 

 

 

- azymut kierunku nawiązania   A-B [grad]   

 

- odległość pozioma A-P

 

 
Dodając przyrosty współrzędnych 

∆x, ∆y i przewyższenie trygonometryczne ∆z:  

......... 

do  współrzędnych  i  wysokości  stanowiska  tachimetru  A  otrzymuje  się  współrzędne 
i wysokość  punktu  P  -  odniesione  do  płaszczyzny  poziomej  i  kierunku  pionu  na  stanowisku 
tachimetru A:   

.............................. 

Po  przeniesieniu  tachimetru  na  stanowisko  P  i  nawiązaniu  kierunkowym  na  poprzednie 
stanowisko A wykonywane są obserwacje kolejnych punktów mierzonych budynków 5, 6, 7, 
8  oraz  punktu  następnego  stanowiska  tachimetru  Q,  utrwalonego  palikiem  lub  bolcem.  Dla 
kontroli  pomiary  są  wykonywane  dwukrotnie.  Ciąg  tachimetryczny  jest  kontynuowany  do 
najbliższego  punktu  osnowy  geodezyjnej  -  w  rozpatrywanym  przykładzie  ciąg  zawiera  dwa 
stanowiska pomiarowe szczegółów terenowych A i P, punkt Q jest punktem osnowy. Zwykle, 
na  punkcie  osnowy  (Q),  w  nawiązaniu  kierunkowym  do  sąsiedniego  punktu  osnowy,  jest 
mierzony kierunek i odległość do poprzedniego stanowiska tachimetru (P).    
W przypadku pomiaru za pomocą teodolitu wielkości s, j nie są mierzone, natomiast: 
celowanie następuje bezpośrednio na znak naziemny mierzonego punktu,  sygnalizowanego 
tyczką mierniczą  (j = 0),  
obliczenie kątów poziomego 

α i pionowego β  jest prowadzone w dziennikach pomiaru kątów 

(tabele  1.1 i  1.2), 

background image

odległość  pozioma  d  jest  mierzona  dalmierzem  nakładanym  na  lunetę  teodolitu  (celowanie 
następuje  na  reflektor  dalmierza)  lub  dalmierzem  podręcznym  np.  DISTO,  w  ostateczności 
taśmą mierniczą. 

Tabela 1.1. Dziennik pomiaru kątów poziomych 

 

POŁOŻENIE LUNETY 

II 

Kąt z I / II 

położenia 

Kąt poziomy 

Stano 

wisko 

Cel 

g        c      cc 

Średnia 

g        c      cc 

Średnia 

  g        c      cc    g        c      cc 

115 

40 
41 

50 
50 

41 

00  315 

42 
43 

00 
00 

42 

50 

 

145 

87 
87 

50 
00 

87 

25  345 

87 
88 

50 
00 

87 

75 

30 

46 
45 

25 
25 

30 

45 

75 

 

Kierunki poziome pomierzone są w dwóch położeniach  

lunety, wykonując po dwa naprowadzenia lunety na cel.   

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabela 1.2. Dziennik pomiaru kątów pionowych

 

 

POŁOŻENIE LUNETY 

I - KL 

II - KP 

Błąd indeksu 

2

400

+ KP

KL

 

Kąt pionowy 

Stano 

wisko 

Cel 

g        c      cc 

Średnia 

g        c      cc 

Średnia 

     c      cc 

  g        c      cc 

 

101 

40 
40 

00 
00 

40 

00  298 

58 
58 

00 
00 

58 

00 

-01 

00 

102 

10 

63 

 

 

Kąty pionowe mierzone są w dwóch położeniach lunety:  
I - koło pionowe teodolitu znajduje się po lewej stronie lunety 
(KL), II - koło pionowe po prawej stronie lunety (KP); 
wykonując po dwa naprowadzenia lunety na cel.     

 

 

 

 

 

 

 

 
 
1.2. Poprawki wysokości 
 
Dokładną  wartość  wysokości  niwelacyjnej  otrzymuje  się  dodając  poprawki  ze  względu  na 
(rys.  1.4):   
 
krzywiznę Ziemi - w przybliżeniu kuli o promieniu równym średniemu promieniowi elipsoidy 

R

6383287

:=

 - na szerokości 52

° (rys. 1.5): 

nierównoległość geoidy i elipsoidy 

∆N = NP - NA  gdzie wysokości geoidy są obliczone przy 

pomocy  programu  geoida  niwelacyjna  (rozdz.  2.5)  na  podstawie  współrzędnych 
geodezyjnych  B,  L  (rys.    1.6)  otrzymanych  w  wyniku  przekształcenia  x

2000

  y

2000

  →

→ 

 

B  L 

(..............):   
odchylenie pionu - w azymucie mierzonego kierunku (...........):   

 

 

Rys. 1.6

 

background image

 
 

    d - ∆d 

H

A

 

N

A

 

R  

∆z 

δR 

∆d  δH

v

 

H

=H

A

+∆H   

     =H

A

+∆z+δR-∆N+δH   

N

P

 =N

A

+∆N   

z

 

- prostopadła do elipsoidy

 

z

 

 

- oś obrotu tachimetru

 

v

A

 

- odchylenie pionu  

      w kierunku A-P

 

 Geoida 

 

 Teren

 

 Elipsoida  

 

Rys.  1.4

 

 

0

250

500

750

1000

0.08

0.06

0.04

0.02

d [m]

P

o

p

raw

ka 

[m

]

Elipsoida 

Rys. .1.5

 

 
 
1.3. Poprawki współrzędnych 
 
Dokładne  wartości  współrzędnych  otrzymuje  się  obliczając  przyrosty  ∆x,  ∆y  na  podstawie 
zredukowanych odległości d i kąta α  na płaszczyznę układu 2000:   
redukcja odległości na elipsoidę (rys.  1.4): 

d

h

d

H

P

N

P

+
R

:=

 

redukcja odległości z elipsoidy na płaszczyznę układu 2000 w strefie 

c

6

:=

  

      (.................): 
redukcja kąta na elipsoidę 

- redukcja kąta ze względu na odchylenie pionu v  (. Redukcja kąta ze względu na  wzniesienie celu jest zaniedbywalna na 
terenach  nizinnych -.

 

redukcja kąta z elipsoidy na płaszczyznę układu 2000 (..............):      
Zatem,  na  podstawie  zredukowanych  odległości  d  i  kąta  α    na  płaszczyznę  układu  2000: 
 

 są obliczane przyrosty 

oraz współrzędne mierzonego punktu P: 

background image

1.4. Błąd położenia punktu 
 
Charakterystykami dokładności położenia pomierzonego punktu są: 
 

•  błąd wysokości H      

m

H

cos

β

( )

2

m

s

2

s

2

sin

β

( )

2

m

β

2

+

m

i

2

+

m

j

2

+

:=

 

 

•  błąd odległości poziomej d   

m

d

sin

β

( )

2

m

s

2

s

2

cos

β

( )

2

m

β

2

+

:=

 

 

•  błędy współrzędnych x, y: 

m

x

cos A

( )

2

m

d

2

d

2

sin A

( )

2

m

α

2

+

10

3

:=

 

 

m

y

sin A

( )

2

m

d

2

d

2

cos A

( )

2

m

α

2

+

10

3

:=

 

 

m

xy

sin A

( ) cos A

( )

m

d

2

d

2

m

α

2

(

)

10

6

:=

 

 

•  błąd położenia punktu m

P

, rys. 1.7: 

m

P

m

x

2

m

y

2

+

:=

 

 

•  błąd położenia punktu w zadanym kierunku α - krzywa błędu położenia punktu 

(...........), rys.  1.7:   

m

α

( )

m

x

2

cos

α

( )

2

m

xy

sin 2

α

( )

+

m

y

2

sin

α

( )

2

+

:=

 

 

•  elipsa błędu położenia punktu o półosiach A, B i ich azymutach α

A

, α

B  

, rys.  1.7: 

α

A

1

2

atan

2 m

xy

m

x

2

m

y

2









:=

 

α

A

α

A

100

π

200

+

:=

 

α

B

α

A

100

π

200

+

:=

 

 

•  elipsy na zadanych poziomach ufności (  ), rys. 1.7: 

 

A

0.997

A

qchisq 0.997 2

,

(

)

:=

 

B

0.997

B

qchisq 0.997 2

,

(

)

:=

 

A

0.95

A

qchisq 0.95 2

,

(

)

:=

 

B

0.95

B

qchisq 0.95 2

,

(

)

:=

 

background image

15

10

5

0

5

10

15

10

5

5

10

krzywa m(alfa)                                                
elipsa A, B 39%
mP
elipsa 95%
elipsa 99.7%

6.055

6.055

m α

( )

cos α

( )

cos α

( )

m

el

α

( )

m

P

cos α

( )

cos α

( )

m

0.95

α

( )

cos α

( )

m

0.997

α

( )

16

16

m α

( )

sin α

( )

sin α

( )

m

el

α

( )

,

m

P

sin α

( )

,

sin α

( )

m

0.95

α

( )

,

sin α

( )

m

0.997

α

( )

,

.

Rys. 6.1.7