При виборі місць закладання ґрунтових центрів враховують наявність підземних і наземних комунікацій і майбутню забудову. На забудованих територіях місця закладання полігонометричних пунктів вибирають переважно в фундаментах і стінах капітальних бетонних або цегляних споруд, передбачаючи закріплення їх стінними центрами.
Вибрані на місцевості місця закладання пунктів закріплюють тимчасовими центрами: кілками, металічними стержнями тощо і складають на них абриси з прив'язкою до постійних предметів місцевості.
3.7. Виготовлення і закладання центрів
Пункти полігонометричних мереж закріплюються на місцевості центрами. Центри служать для точного позначення місця розміщення пункта і довготривалого його збереження. Центри можуть мати різну конструкцію, в залежності від фізико-географічних умов їх закладання. Пункти планових мереж закріплюються ґрунтовими, скельними, стінними центрами, а також пунктами на будівлі.
Типи центрів геодезичних мереж регламентуються "Інструкцією про типи центрів геодезичних пунктів" (ГКНТА — 2.01, 02-01-93), ГУГК і К, Київ, 1994 [6]
Зокрема, вузлові пункти полігонометричних мереж 4 класу та суміжні з ними пункти 4 класу закріплюються центрами типу 160 (рис. 3.3).
Ці центри закладаються на глибину, що знаходиться нижче межі промерзання ґрунту на 50 см. Таким чином, висота залізобетонного моноліту становить не менше 120 см.
Рис. 3.3 Центр пункту полігонометрії 4 класу (тип 60)
Зовнішнє оформлення центру типу 160 виконують обкопуванням квадратної форми з канавою, розміри якої приведені на рис. 3.4
Рис. 3.4 Зовнішнє оформлення центру типу 160
Інші пункти полігонометричних мереж 4 класу (тобто не вузлові і не суміжні з вузловими), а також пункти полігонометрії 1 і 2 розрядів закріплюються менш капітальними монолітами, висота яких становить 70-75 см. На незабудованих територіях закладають центр типу У15Н, на забудованих — типу У15 або У15к (див. рис.2.17, 2.18,2.19). Про виготовлення і закладання вказаних типів центрів розповідалось в п.2.3.1.
На забудованих територіях пункти полігонометрії також можуть бути закріплені стінними знаками. Загальний вигляд стінного знаку типу 143 показано на рис 3.5.
Рис. 3.5 Стінний знак типу 143
В стіні або фундаменті капітальної будівлі видовбують отвір, у який на цементному розчині встановлюють стінний знак. Використовувати його для роботи можна не раніше ніж через два дні після закладання.
На забудованих територіях пункти планових мереж усіх класів і розрядів встановлюють також на будівлях. .
3.8 Загальні принципи розрахунку точності кутових і лінійних вимірювань в полігонометрії.
Чинними інструкціями з побудови Державної геодезичної мережі чітко визначенні вимоги до точності вимірювання кутів і ліній в усіх класах і розрядах мереж. При побудові інженерно – геодезичних мереж полігонометрії часто доводиться через місцеві умови порушувати ці вимоги. Прикладом цього може бути необхідність прив’язки запроектованої мережі до пунктів вищого класу, які знаходяться на значній відстані. При цьому збільшуються довжини сторін прив’язувального ходу. Це знижує точність прив’язки але цього не можна допустити для запроектованої мережі. Щоб цього не сталось, необхідно розрахувати для цих конкретних умов точність кутових і лінійних вимірювань. Впровадження в геодезичне виробництво нових високоточних світловіддалемірів робить вимірювання значно точнішим, ніж цього вимагає інструкція, що дає змогу переглянути точність вимірювання кутів. На будівельних майданчиках може виникнути необхідність створення мережі підвищеної точності при збереженні невеликих довжин сторін тощо. В подібних випадках виникає необхідність розрахунку точності полігонометричних ходів. Вміння розрахувати точність полігонометричних ходів потрібно і кожному майбутньому інженерів, який складатиме інструкції, визначатиме допуски тощо.
Розрахунки точності кутових і лінійних вимірювань базуються на значеннях середніх квадратичних помилок ходів, тощо:
(3)
де Тс – знаменник середньої відносної помилки ходу;
Т – знаменник граничної відносної помилки ходу.
Виходячи з принципу однакового впливу помилок кутових і лінійних вимірювання для витягнутого полігонометричного ходу можна записати
(4)
де mu – поперечна середня квадратична помилка положення кінцевої точки ходу;
mt – поздовжня середня квадратична помилка положення кінцевої точки ходу .
Спираючись на цей принцип, перейдемо безпосередньо до розрахунків кутових і лінійних вимірювань.
3.8.1 Розрахунок точності кутових вимірювання.
Для прикладу розрахуємо точність кутових вимірювань у полігонометрії першого розряду. В ході першого розряду 1: Т=1:10000, а n не повинна перевищувати 15. Тоді
(5)
Інструкцією з деяким запасом точності передбачено що mβ = 5”
Уявимо собі, що полігонометричний хід І – розряду запроектовано для розмічувальних робіт. В зв’язку з цим необхідно підвищити його точність до 1:15000. Тоді Тс = 2Т = 30000
(6)
При кутових вимірюваннях основними ждерелами помилок є: центрування теодоліта (mц), редукція (mр), помилки приладу (mп), вплив довкілля (mд), помилки власне вимірювання кутів (mβ), а також помилки вихідних даних (mвих).
Приймаючи, що всі джерела помилок випадкові і дотримуючись принципу однакових впливів, отримаємо:
При mц = mр = mп = mд =mβ=mвих =mβвип (7)
(8)
Звідки
(9)
Для полігонометрії І розряду матимемо
(10)
Граничне значення буде
Δβвип= 2mβвип (11)
Якщо допустити, що всі джерела помилок мають систематичний характер і взяти до уваги принцип різних впливів, то гранична помилка від кожного джерела не повинна перевищувати:
(12)
де n – кількість сторін в ході
Знов таки для полігонометрії І розряду (n = 15) отримаємо:
(13)
mβ2 = mц2 + mр2 + mп2 + mд2 + mβ2 + m2вих (14)
Виконані розрахунки і виробничий досвід кутових вимірювань показують вимоги до впливу систематичних помилок повинні бути доволі жорсткі. Слід мати також на увазі, що вплив систематичних помилок на поперечний зсув зростає пропорційно до кількості точок у ході, а вплив випадкових помилок зростає приблизно пропорційно кореню квадратному з кількості точок у полігонометричному ході.
Виходячи з попередніх розрахунків, визначимо точність окремих операцій під час вимірювання кутів.
1.Помилка за центрування теодоліта є величиною випадковою, а її вплив на точність вимірювання кутів визначається формулою
(15)
де D – довжина сторони, яка з’єднує візирні цілі на задній і передній точках;
S1, S2 - віддалі від теодоліта до візирних марок;
е- лінійний елемент центрування.
Відповідно для полігонометрії І розряду при Smin=120 м і mц =2”, отримаємо
е = (16)
2.Помилка за встановлення візирних марок (редукція) також є випадковою,а вплив на точність вимірювання кутів визначається формулою:
(17)
де е1 – лінійний елемент редукції,
Приймаючи S1=S2=S, отримаємо
(18)
Звідси
(19)
При цих же даних для полігонометрії І розряду е1=1,2 мм, 2 розряду -1,6 мм.
Враховуючи, що теодоліт і марка над точками ходу встановлюються з однаковою точністю, знайдемо сукупний вплив цих двох джерел помилок
(20)
При e = e1 отримаємо
(21)
Знов -таки, для полігонометрії І розряду е =1,0 мм, 2 розряду - е ≈1,3 мм.
Щоб досягти такої точності центрування теодоліта і встановлення візирних марок, необхідно користуватись добре вивіреними оптичними висками. Значно зменшити вплив цих помилок можна використовуючи так звану триштативну систему, у якій одні і ті ж штативи по черзі використовуються для встановлення теодоліта і візирних марок. Очевидно, що із збільшенням довжин сторін точність центрування теодоліта і візирних марок можна зменшувати.ак
Незалежно від цього необхідно постійно слідкувати за стійкістю приладів, яка може бути порушена не тільки внаслідок дії вітру, сонця, або внаслідок тремтіння підлоги в цехах, але і механічного руху транспорту, дій посторонніх осіб.
Точність центрування приладів різними видами висків характеризується такими значеннями:
1) звичайний гострокінцевий висок -10 мм (захищений від вітру - 6-8 мм);
2) важкий висок - 5 мм;
3) механічний (штанговий) висок - 2-3 мм;
4) оптичний висок - 0,5-0,7 мм.
3. Помилка самого приладу. Під час вимірювання кутів вважають, що всі геометричні умови в теодоліті виконуються, їх порушення і викликають помилки приладу. Значно послабити ці помилки можна, акуратно виконуючи всі перевірки і дослідження полігонометричного комплекту та ретельного юстування і визначення поправок приладу. Як відомо, деякі помилки приладу виключаються або значно послаблюються відповідною методикою вимірювань. Проте помилка за нахил осі обертання труби, викликана відхиленням основної осі теодоліта від лінії виска, не виключається і методикою вимірювань. Значення цієї помилки розраховується за відомою формулою
(22)
або
; (23)
де b - нахил осі обертання труби;
- ціна поділки рівня;
Z1, Z2- зенітні відстані напрямків;
V1, v2 - відповідно кути нахилу.
Очевидно, при v1 = v2 маємо = 0 , при v1 =v2 значення помилки буде максимальним, тобто
(24)
Візьмемо, як і раніше, що
(25)
Звідки
(26)
Підставляючи в формулу значення для відповідного класу (розряду) полігонометрії і задаючись конкретними значеннями кутів нахилу, отримаємо табл. 6