1

Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ СЕТЕЙ НА ЭВМ

Учебно-методическое пособие

Составители: Р.В. Зотов, А.Г. Сутягин

Омск ♦ 2016

СибАДИ

2

УДК 519 6004: 528 ББК 22.17 М34

Рецензент канд. техн. наук Л.В. Быков (ФГБОУ ВПО ОмГАУ)

Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве учебно-методического пособия.

М34 Математическая обработка геодезических сетей на ЭВМ [Электронный ресурс] : учебно-методическое пособие / сост. : Р.В. Зотов, А.Г. Сутягин. – Электрон. дан. − Омск : СибАДИ, 2016. – Режим доступа: http://bek.sibadi.org/fulltext/esd251.pdf, свободный после авторизации. – Загл. с экрана.

Работа охватывает материал всех разделов дисциплины «Математическая обра-ботка геодезических сетей на ЭВМ». Дается теоретический материал в объеме, необхо-димом для выполнения задания.

Приводится подробный разбор примера лабораторного практикума с пояснения-ми. В приложении даются выходные документы выполненных работ по вариантам.

Имеет интерактивное оглавление в виде закладок. Рекомендовано для обучающихся направления «Геодезия и дистанционное зонди-рование» профиль «Геодезия».

Пособие подготовлено на кафедре «Геодезия».

Текстовое (символьное) издание (6,0 МБ) Системные требования : Intel, 3,4 GHz ; 150 МБ ; Windows XP/Vista/7 ; DVD-ROM ;

1 ГБ свободного места на жестком диске ; программа для чтения pdf-файлов Adobe Acrobat Reader ; Google Chrome

Редактор О.А. Соболева Техническая подготовка − Т.И. Кукина

Издание первое. Дата подписания к использованию 29.12.2016

Издательско-полиграфический центр СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПЦ СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1

© ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2016

Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция маркировке не подлежит.

СибАДИ

3

ВВЕДЕНИЕ

Практическое наполнение учебно-методического пособия со-держит методологию математической обработки полевых измерений, выполняемых при создании планового и высотного съемочных обоснований на примере комплекса CREDO .

Даются детальные указания для успешного выполнения ком-плекса работ по автоматизации камеральной обработки полевых на-земных инженерно-геодезических данных, а также результатов спут-никовых измерений по программе CREDO DAT_4. Также содержится краткая информация о функциональных возможностях программы, ее интерфейсе и основных настройках. Приводится описание отдельных команд и технологических сценариев обработки данных.

Изложенные материалы формируют знания, необходимые на производстве при:

• совместном или раздельном уравнивании плановых наземных и спутниковых, высотных измерений (систем и ходов геометрическо-го, тригонометрического нивелирования), геодезических сетей разных форм, классов и методов (комбинации методов) создания, выполняе-мое параметрическим способом по методу наименьших квадратов;

• совместном уравнивании измерений разной точности и раз-ных методик;

• развернутой оценке точности, полной статистической оценке качества измерений и результатов уравнивания;

• уравнивании геодезических построений с учетом ошибок ис-ходных данных;

• определении возможностей поэтапного (от высших классов к низшим) уравнивания многоранговых сетей.

1. СОЗДАНИЕ ПЛАНОВОГО ОБОСНОВАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА

CREDO_DAT_4_0

Исходные данные: 1. Схема теодолитных ходов с четырьмя опорными точками

85, 84, 83, 82 (см. рис. 22). 2. Координаты опорных точек в местной системе координат по

вариантам обработки: Х85, У85, Х84, У84, Х83, У83, Х82, У82 (см. прил. 1–7).

СибАДИ

4

3. Дирекционные углы по вариантам обработки двух направле-ний: 85–84, 83–82 (см. прил. 1).

4. Измеренные полным приёмом теодолитом 2П30Т горизон-тальные углы системы ходов, которые приведены на схеме 22.

5. Измеренные мерной лентой с точностью 1:2000 и исправлен-ные за угол наклона линии (горизонтальные проложения) теодолит-ных ходов.

Цели и задачи: 1. Выполнить уравнивание отдельного хода, системы теодолит-

ных ходов с оценкой точности и анализом ошибок полевых измере-ний.

2. Каждому студенту необходимо в первую очередь изучить ос-новные функции программы CREDO_DAT, необходимые для выпол-нения лабораторных работ, и освоить для этих целей интерфейс про-граммы.

3. Настроить свойства проекта в соответствии с требованиями и допусками.

4. Внести в полном объёме необходимую для обработки и соот-ветствующего оформления информацию согласно интерфейсу (сведе-ния об организации, характеристика точности, система координат, поправки, масштаб отображения эллипсов погрешностей и т.д.).

5. Выполнить предварительную обработку теодолитных ходов и анализ ошибок, в том числе допущенных при вводе информации и получить в графическом окне схему ПВО.

6. Выполнить уравнивание и в графическом окне на ходовых точках получить эллипсы погрешностей планового положения.

7. После того как получены каталог координат и все отчеты с регламентируемой точностью, необходимо выполнить анализ поиска грубых ошибок (с их искусственной имитацией) с использованием возможностей, заложенных в программном обеспечении.

8. Создать схему ПВО в графическом окне. Вызовите контекст-ное меню правой клавишей мыши. Выберите пункт Фильтры. В окне диалога отключите всё, что не должно быть на схеме.

1.1. Основные функции CREDO_DAT

Импорт: • данных, полученных с электронных регистраторов и тахео-

метров;

СибАДИ

5

• данных через последовательный порт непосредственно с элек-тронных тахеометров;

• прямоугольных координат и измерений из текстовых файлов в произвольных форматах, настраиваемых пользователем;

• результатов постобработки измерений, полученных с помо-щью глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС).

Загрузка растровых подложек, подготовленных в программах CREDO ТРАНСФОРМ, MapInfo, ArcView/ArcInfo, Photomod.

Настройка и использование нескольких классификаторов, обра-ботка кодовых строк расширенной системы кодирования для полевой регистрации геометрической и атрибутивной информации о темати-ческих объектах.

Создание и использование собственных систем (наборов кодов) полевого кодирования.

Ввод и табличное редактирование данных, включая работу с буфером обмена, отключение/восстановление пунктов и измерений, работа с блоками данных, использование интерактивных графических операций.

Расчеты: 1. Предварительная обработка измерений, учет различных по-

правок – атмосферных, за влияние кривизны Земли и рефракции, пе-реход на поверхность относимости.

2. Редуцирование направлений и линий на эллипсоид, плоскость в поперечно-цилиндрической проекции Меркатора в системах коор-динат СК42, СК63, СК95, МСК, UTM и им подобных или пользова-тельских с настраиваемыми значениями долготы осевого меридиана, смещения по X, Y и масштабом по осевому меридиану.

3. Учет аномалий высот геоида (модель EGM2008) в спутнико-вых высотных измерениях.

4. Автоматический расчет коэффициента рефракции. 5. Уравнивание плановых и высотных геодезических сетей раз-

ных форм и методов создания (линейно-угловых сетей, полигономет-рии, систем ходов геометрического и тригонометрического нивелиро-вания), выполняемое параметрическим способом по методу наимень-ших квадратов. Обеспечена возможность выполнять совместное уравнивание измерений разной точности и разных методик с развер-нутой оценкой точности, включающей эллипсы ошибок.

6. Уравнивание геодезических построений с учетом ошибок ис-ходных данных.

СибАДИ

6

7. Выявление, локализация и нейтрализация грубых ошибок в исходных данных, линейных, угловых измерениях и нивелировании в автоматическом режиме (L1–анализ) и с помощью интерактивных действий (трассирование).

8. Поиск грубых ошибок исходных данных методом последова-тельного исключения.

9. Поэтапное и совместное уравнивание многоранговых сетей. 10. Совместное уравнивание наземных измерений и сетей ГНСС. 11. Расчет параметров локального датума и анализ качества ко-

ординат исходных пунктов. 12. Создание, использование в расчетах и экспорт региональной

модели геоида. 13. Проектирование опорных геодезических сетей (в том числе с

учетом ошибок исходных пунктов), выбор оптимальной схемы сети, необходимых и достаточных измерений, подбор точности измерений.

14. Пересчет координат из прямоугольных в геодезические. 21. Различные виды трансформации координат, включая преоб-

разование по Хельмерту и аффинное. 22. Расчет обратных геодезических задач в различных видах с

выдачей ведомостей. 23. Обработка тахеометрической съемки с формированием то-

чечных, линейных и площадных тематических объектов и их атрибу-тов по данным полевого кодирования.

24. Интерактивное формирование точечных, линейных и пло-щадных тематических объектов и их атрибутов по данным полевых абрисов.

25. Инженерно-геодезические расчеты и построения (обмер, створ, перпендикуляр, линейные засечки с расчетом СКО, сетка точек и т.д.).

1.2. Виды входных данных, источники данных

Входные данные: – исходные координаты и высоты пунктов, дирекционные углы,

их точностные характеристики; – результаты полевых наземных измерений – расстояния, гори-

зонтальные и вертикальные углы, превышения;

СибАДИ

7

– результаты постобработки спутниковых измерений – навига-ционные координаты пунктов в WGS84, приращения координат век-торов и их точностные характеристики;

– информация о снимаемых топографических объектах в кодах полевого кодирования или абрисах.

Дополнительные данные: используемые системы координат и их параметры, общие сведения о технологии съемки (единицы изме-рения, формулы для расчета вертикальных углов, инструментальные поправки), атмосферные условия, априорные точности (классы) изме-рений, аномалии высот геоида EGM2008.

Как вспомогательные данные используются картографические материалы в виде растровых подложек.

Источники данных: 1. Файлы электронных тахеометров (регистраторов) в форматах

Sokkia (SDR2x, 3x), Nikon (RDF), Geodimeter (ARE, JOB), Leica (GRE, GSI, IDEX), Topcon (GTS6, GTS7), Trimble (М5), УОМЗ (3ТА5, 4ТА5, 5ТА5), PENTAX (DC1, AUX, CSV), FOIF(RTS600, 680), KOLIDA (KTS440,550).

2. Указанные файлы копируются на жесткий диск программны-ми средствами, поставляемыми вместе с приборами. Для импорта файла в проект CREDO_DAT необходимо установить соответствую-щий модуль импорта, доступный на сайте компании для свободного скачивания. Список модулей регулярно обновляется и дополняется с появлением новых приборов и форматов.

3. Данные, полученные прямым чтением с электронных тахео-метров, позволяющих обмениваться данными через последователь-ный порт.

4. Данные постобработки ГНСС измерений из файлов соответ-ствующих форматов – SNAP-файлы (PINACLE), данные по станциям и базовым линиям *.txt, *.csv (LGO), *.asc (TGO, TBC), *.tvf (Topcon Tools), отчеты по решению базовых линий (Spectrum Survey).

Данные из полевых журналов, ведомости и каталоги вводятся с клавиатуры в табличных редакторах.

Все импортированные из внешних источников данные попадают в табличные редакторы и являются доступными для последующего редактирования, документирования.

Если в импортируемом файле, наряду с первичными отсчетами измерений (отсчет по вертикальному лимбу, измеренная наклонная дальность), содержатся приведенные или усредненные значения (вер-

СибАДИ

8

тикальный угол, горизонтальное проложение), вычисленные внутрен-ней программой регистратора, то импортируются только первичные отсчеты. Производные (расчетные) данные либо игнорируются, либо используются программой как вспомогательные и подлежащие пере-расчету.

Подготовка выходных документов включает: • создание ведомостей и каталогов, выдача их в принятой фор-

ме; • создание чертежей в любом масштабе и планшетов (1:500-

1:5000), схем планово-высотного обоснования в принятых или на-страиваемых условных обозначениях, полное оформление в чертеж-ной модели и печать графических документов.

1.3. Общая схема обработки данных в CREDO_DAT

Стандартная схема обработки включает следующие этапы: 1. Создание нового или открытие существующего проекта. 2. Уточнение, при необходимости, сервисных настроек и пара-

метров конфигурации рабочей среды (состав и расположение окон, рабочих команд, параметров отображения элементов в графическом окне).

3. Уточнение свойств проекта, то есть параметров, присущих каждому отдельному проекту (наименование ведомства и организа-ции, описание системы координат и высот, используемых при произ-водстве геодезических работ, настройку стандартных классификато-ров, задание единиц измерений, учитываемые поправки, параметры уравнивания и другие аналогичные настройки).

4. Импорт данных или ввод и редактирование данных в таблич-ных редакторах. Система обеспечивает возможность комбинировать способы подготовки данных: импортировать данные по шаблону из текстовых файлов (например, координаты исходных пунктов), импор-тировать измерения из файлов электронных регистраторов, файлов постобработки ГНСС, вводить данные через табличные редакторы и т.д.

5. Предварительная обработка измерений (предобработка). 6. Уравнивание координат пунктов планово-высотного обосно-

вания. Следует обращать особое внимание на настройки параметров уравнивания и априорную точность измерений, которые существенно

СибАДИ

9

влияют на качество уравнивания, особенно при совместном уравни-вании разнородных сетей.

7. Подготовка отчетов. Редактор шаблонов позволяет сформиро-вать шаблон выходного документа согласно стандартам предприятия.

8. Создание чертежей. 9. Экспорт данных в системы комплекса CREDO, САПР, ГИС,

текстовые файлы.

1.4. Теодолитный ход в программном комплексе CREDO_DAT_4_0

После загрузки программы «CREDO_DAT_4_0» (рис. 1) наведи-

те курсор мыши на экранную кнопку панели инструментов «Новый проект» и нажмите левую кнопку мыши. Будет создан новый проект (рис. 2).

Рис. 1. Загрузка программы

Рис. 2. Создание нового проекта

СибАДИ

10

Сохраните проект (рис. 3) в рабочей директории под соответст-вующим именем (необходимо войти в программу под именем «Адми-нистратор»).

Рис. 3. Сохранение проекта Щелкните левой кнопкой мыши по экранной кнопке главного ме-

ню «Файл» и в выпавшем меню выберите «Свойства проекта» (рис. 4).

Рис. 4. Свойства проекта Настройте свойства проекта в соответствии с требованиями и

допусками. Заполните карточку проекта (рис. 5) и нажмите «Приме-нить».

СибАДИ

11

Рис.5. Карточка проекта Выберите систему координат (рис. 6), в которой производятся

работы.

Рис. 6. Система координат

Проверьте на вкладке «Плановые сети» установленные допуски

(рис. 7) и среднеквадратические ошибки (СКО) и, если необходимо, измените их.

СибАДИ

12

Рис. 7. Допуски и СКО

Перейдите на вкладку «Поправки» и активизируйте, установив галочки (рис. 8), необходимые поправки в уравнивание.

Если в электронном тахеометре не вводилась поправка за кри-визну и рефракцию, необходимо активизировать поправку установив галочку.

При измерениях расстояний лентой установите галочку «Ком-парирование мерных приборов».

При выполнении работ в государственной геодезической систе-ме необходимо редуцировать горизонтальные проложения на уровень моря и редуцировать на плоскость Гаусса.

При выполнении работ в условной системе координат поправки за редуцирование не вводятся.

Рис. 8. Поправки Введите масштаб отображения эллипсов погрешностей (рис. 9).

СибАДИ

13

Рис. 9. Масштаб отображения эллипсов погрешностей

Перейдите в меню «Сервис» Геодезическая библиотека (рис. 10)

и переименуйте «Default» на название інструмента, используемого в работе (рис. 11).

Рис. 10. Геодезическая библиотека

Рис. 11. Название используемого инструмента

Выберите соответствующую формулу для введения поправки вместо нуля в отсчеты по вертикальному кругу:

1. Для инструментов, измеряющих вертикальные углы от зенита (GTS-223, GTS-2S, Sokkia, DAHLTA) – формула MO–L, R–MO–180.

СибАДИ

14

2. Для теодолитов 2Т5К – формула L–MO, MO–R. 3. Для теодолитов Т30 – формула L–MO, MO–R±180. 4. Для теодолита 3Т5КП – формула L–MO, MO+R. (такой фор-

мулы в CREDO_DAT нет, поэтому отсчеты при круге право надо за-писывать с противоположным знаком и использовать – формулу L–MO, MO–R).

При использовании нескольких разнотипных инструментов (на-пример, DAHLTA и 2Т5К), щёлкнув мышью на кнопке «Создать», добавьте в список инструменты и установите для них соответствую-щие «Формулы для вертикального круга».

Если расстояния измерялись лентой или рулеткой, нужно в со-ответсвующие графы ввести: To – температуру воздуха при компари-ровании и k – поправка в метрах на один метр измеренной линии (оп-ределяется при компарировании); Ке – коэффициент расширения ста-ли (0,0000125) установлен по умолчанию.

После ввода всех параметров нажмите экранную клавишу «OK». Наведите курсор мыши на вкладку редактора «Пункты ПВО». Щелк-нув левой кнопкой, откройте вкладку ПВО (рис. 12), введите коорди-наты и отметки пунктов планово-высотного обоснования. «Тип XY» и «Тип H» измените с «Рабочий» на «Исходный» (наведите мышь на соответствующую ячейку, нажмите левую кнопку мыши и из выпав-шего меню выберите «Исходный»). Для ввода следующего пункта ПВО нажмите на клавиатуре клавишу «Стрелка вниз» (рис. 13), внизу образуется новая пустая строка для ввода данных следующей точки ПВО. Для вставки пустой строки выше активной строки используйте на клавиатуре клавишу «Insert».

Рис. 12. Координаты пунктов ПВО

Рис. 13. Новая строка

СибАДИ

15

Если есть исходные дирекционные углы, введите их (рис. 14), открыв вкладку «Дирекционные углы». При вводе значения углов, разделяйте градусы, минуты и секунды запятой или точкой (например 5, 15, 10) или пробелом.

Рис. 14. Дирекционные углы

1.5. Создание теодолитного хода

Ввод с клавиатуры и редактирование теодолитных ходов вы-полняется в таблице на вкладке «Теодолитные ходы» (рис. 15).

Рис. 15. Теодолитные ходы Таблица состоит из двух частей: верхней – в ней дается описа-

ние (заголовки) ходов, и нижней – в ней вводятся данные по каждому ходу. Количество ходов или пунктов в ходах неограниченно. Описа-ние (заголовок) хода создается двумя способами – непосредственно в верхней части таблицы, либо в интерактивном режиме в графическом окне.

СибАДИ

16

Каждый ход описывается следующими параметрами: «Ход» – номер хода. Номера ходов могут быть только цифро-

вые. Номера редактируются. «Пункты» – не редактируемое поле, содержащее перечисле-

ние пунктов данного хода. Заполнение данных в этой графе происхо-дит автоматически из таблицы: Точки теодолитного хода (рис. 16).

«Инструмент» – имя инструмента из библиотеки инструментов. «Метод определения расстояния». Выбирается из выпадаю-

щего списка по клавише «Пробел» или двойным щелчком мыши. «Класс (XY)» – класс (разряд, группа) точности выполняемых

измерений горизонтального угла и расстояния. «Т» – значение средней температуры при измерениях в ходе. «Р» – значение среднего давления при измерениях в ходе. «Влажность» – значение средней влажности при измерениях в

ходе. Данные по ходу вводятся в нижней части таблицы. Переход ме-

жду строками осуществляется курсором или клавишами стрелками, клавишей «Enter» после ввода значения в соответствующую ячейку колонки. Данные по ходу вводятся в текущих единицах измерений. Точность представления устанавливается при открытии вкладки «Точность» в меню «Установки» / «Настройки». Порядок ввода сле-дующий:

1. Установите курсор в первой строке графы «Пункт». Введите имя пункта ориентирования. Нажмите клавишу «Enter». Активной станет ячейка второй строки этой же графы.

2. Введите номер пункта стояния. Нажмите клавишу «Enter». Активной станет ячейка второй строки графы «Гор. Угол».

3. Введите значение угла. Правые по ходу углы вводятся со зна-ком «минус» (рис. 17). Нажмите клавишу «Enter». Активной станет ячейка второй строки колонки «Вер. Угол».

4. Ведите значение вертикального угла (если это требуется) или превышения, если они измерялись. Нажмите клавишу «Enter».

5. Введите измеренное расстояние. Нажмите клавишу «Enter». 6. Введите следующий пункт стояния и далее измеренные зна-

чения по ходу. Значение вертикального угла или превышения используется

только для приведения наклонных расстояний линий к горизонту. В любой момент можно прервать ввод данных по ходу и по ко-

манде «Расчет» меню («Расчеты» / «Предобработка») выполнить пре-

СибАДИ

17

добработку введенных измерений. В графическом окне отобразятся введенные измерения, рассчитанные пункты хода (ходов).

Рис. 16. Точки теодолитного хода По окончании ввода ПВО можно произвести предварительную

обработку. Наведите курсор на экранную клавишу «Предобработка», щелкните левой кнопкой мыши. В результате предобработки будет вычислено «Место нуля», будет произведен контроль расхождения полуприемов горизонтального круга, предварительные отметки ходо-вых точек.

Рис. 17. Ввод измерений

СибАДИ

18

В графическом окне отрисуются ходовые точки (рис.18).

Рис. 18. Графическое окно. Ходовые точки

Как только образуется замкнутый ход, выполните предвари-тельную обработку, затем уравнивание хода (рис.19).

Рис. 19. Эллипсы погрешностей точек хода

По окончании уравнивания в графическом окне на ходовых точ-ках появятся эллипсы плановых ошибок (см. рис. 19) и круги высот-ных ошибок.

Далее щелкните мышью по экранной клавише «Ведомости» и в выпавшем меню выберите «Характеристики теодолитных ходов» (рис. 20).

СибАДИ

19

Рис. 20 Меню «Характеристики теодолитных ходов»

Генератор отчетов выведет на экран таблицу с характеристика-ми теодолитных ходов (рис. 21).

Рис. 21 Характеристики теодолитных ходов

Схема планово-высотного обоснования представлена на рис. 22.

СибАДИ

20

Контрольные вопросы и задания

1. Определите понятия «геоид», «эллипсоид», «поверхность от-

носимости». 2. Чем отличаются астрономические широты и долготы от гео-

дезических? 3. Назовите системы высот и определите связи между ними. 4. Каковы условия ориентирования эллипсоида в теле Земли? В

чем различия между общеземным и референцным эллипсоидом? 5. Дайте общее определение конформных проекций. Приведите

примеры таких проекций.

Рис. 22. Схема планово-высотного обоснования СибАДИ

21

6. Как устанавливаются зональные системы координат проекции Гаусса-Крюгера?

7. Дайте общую характеристику систем координат 1942 года, 1963 года, 1995 года и местных систем.

8. В чем отличия проекции UTM от проекции Гаусса-Крюгера? 9. Что такое «компенсированная местная система координат»? 10. В чем специфика городских геодезических сетей, какова их

структура и точность? 11. Расскажите о принципах априорной оценки точности геоде-

зических построений. 12. Расскажите о современных геодезических приборах и их ос-

новных характеристиках. 13. Прокомментируйте современные технологии производства

полевых геодезических работ. 14. Расскажите о сущности этапов математической обработки

результатов измерений (предобработка, локализация ошибок, уравни-тельные вычисления).

15. Назовите основные функции системы CREDO_DAT. Каков общий порядок обработки данных в этой программе?

16. В чем специфика методологии обработки геодезических дан-ных в CREDO?

17. Расскажите о специфике ввода полевых данных для обработ-ки в системе CREDO_DAT.

18. Расскажите об особенностях организации вычислений, вход-ных и выходных данных, технологии выполнения.

2. СОВМЕСТНАЯ ОБРАБОТКА СПУТНИКОВЫХ И НАЗЕМНЫХ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ПОСТРОЕНИЙ

В КОМПЛЕКСЕ CREDO_DAT_4_0

Исходные данные: 1. Схема геодезической сети показана на рис. 26. 2. Координаты и отметки исходных пунктов ПВО (см. рис. 40). 3. Измерения, полученные из электронных тахеометров, изме-

ренные двумя приёмами, и данные постобработки спутниковых измерений.

4. Спутниковые измерения находятся в папке «Материалы урав-нивания» в файле «Все_ векторы_ НАВЛЯ».

СибАДИ

22

5. Наземные измерения находятся в папке «Материалы», урав-нивания в файле «НАВЛЯ.gre».

Цели и задачи: 1. Выполнить совместную обработку спутниковых и наземных

геодезических построений с оценкой точности и анализом погрешно-стей с разным соотношением весов спутниковых и наземных геодези-ческих измерений.

2. Каждому студенту необходимо в первую очередь изучить принципы обработки спутниковых измерений и основные функции программы CREDO_DAT, необходимые для выполнения лаборатор-ной работы, освоить для этих целей интерфейс программы.

3. Настроить свойства проекта в соответствии с требованиями и допусками.

4. Внести в полном объёме необходимую для обработки и соот-ветствующего оформления информацию согласно интерфейсу (сведе-ния об организации, характеристика точности, система координат, поправки, масштаб отображения эллипсов погрешностей и т.д.)

5. В окне «Плановые измерения» указывается тип уравнивания – «Совместное».

6. Выполнить импорт данных постобработки спутниковых изме-рений.

7. Выполнить предобработку. 8. Ввести координаты и отметки исходных пунктов. 9. Выполнить импорт измерений электронного тахеометра. 10. В библиотеке изменить имя инструмента и точность. 11. Для импортированных станций ПВО установить классы точ-

ности и выделить измерения второго приёма измерений. 12. Пункты PP01, PP02, PP03 (рис. 48) и LOKOTS (рис. 49) уста-

новите узловыми по NE и H и выбрать код 110. 13. Выполнить предварительную обработку (рис. 51), анализ ко-

ординат исходных пунктов ГНСС и совместное уравнивание (без уче-та ошибок исходных пунктов) импортированных наземных и спутни-ковых измерений.

14. Анализ координат исходных пунктов. 15. Выполнить совместное уравнивание и в графическом окне на

точках получить эллипсы погрешностей планового положения.

СибАДИ

23

2.1. Принципы обработки спутниковых измерений

В основу обработки принят принцип: пространственные изме-рения в геоцентрических координатах ΔXki ΔYki , ΔZ ki, полученные в результате постобработки в пакетах производителей оборудования, преобразуются в топоцентрическую горизонтную систему координат точки k, т.е. в «измерения» наклонных дальностей, направлений и превышений, выполненных с базовых станций k на определяемые пункты i.

Далее данные обрабатываются на плоскости в рабочей системе координат в обычном порядке, на основе уже реализованного и выве-ренного математического аппарата CREDO_DAT.

Исходными данными, включаемыми в совместную обработку, являются приближенные (навигационные) геодезические координаты базовых станций (B, L), приращения геоцентрических координат, по-лученные в системах постобработки из решения базовых линий в СК WGS-84 (ΔXki, ΔYki , ΔZ ki, ), их точностные характеристики δx, δy, δz.

Эти данные читаются из файлов соответствующих форматов – SNAP- файлы (PINACLE), данные по станциям и базовым линиям *.txt, *.csv (LGO), *.asc (TGO, TBC), *.tvf (Topcon Tools), отчеты по решению базовых линий (Spectrum Survey).

При уравнивании сети используются также координаты и нор-мальные высоты исходных пунктов на участке работ в рабочей сис-теме координат (x, y, Hγ).

Для перехода от эллипсоидальных (геодезических) превышений к превышениям нормальных высот используются разности аномалий высот из модели геоида EGM2008.

Точностные характеристики δx, δy, δz в обменных файлах паке-тов производителей оборудования характеризуют оценку точности приращений координат векторов по внутренней сходимости, полу-чаемой в процессе постобработки. В CREDO_DAT для установления весов наземных измерений используются точностные характеристики измерений линий, направлений и превышений, устанавливаемые для каждого класса (группы) измерений либо на основе требований нор-мативных документов, либо назначаемые пользователем в соответст-вии с методикой измерений в классе (группе).

Для обеспечения гибкости, выбора стиля уравнивания ГНСС-векторов в CREDO_DAT используются точностные характеристики δx, δy, δz и (или) точностные характеристики измерений линий, на-

СибАДИ

24

правлений и превышений, устанавливаемые для каждого класса (группы) измерений из таблицы «Свойства проекта» / «Классы точно-сти». Для установления соотношения учета этих характеристик при расчете весов ГНСС-измерений в настройке общих параметров урав-нивания в окне «Свойства проекта» / «Уравнивание» / «Общие пара-метры» предоставлена возможность устанавливать степень (от 0% до 100%) учета точностных характеристик класса (группы) измерений. Кроме того, в колонке «Множитель таблицы», «Измерения» ГНСС предоставлена возможность введения некоторого множителя для RMS.

Следует отметить, что точность рассчитанных превышений су-щественно зависит от точности значений навигационных координат.

2.2. Анализ качества исходных пунктов по результатам спутниковых измерений

При наличии измерений ГНСС перед уравниванием рекоменду-

ется выполнить анализ качества координат и высот исходных пунк-тов, если известны их значения в проекции TM. В процессе расчета выполняется, с одной стороны, пространственное уравнивание коор-динат исходных пунктов ГНСС, с другой стороны, преобразование плоских координат этих пунктов из проекции TM в пространственные координаты. На заключительном этапе вычисляются параметры связи двух указанных наборов про-странственных координат, представленные как парамет-ры нового (локального) дату-ма. По результатам этих вы-числений на пунктах рассчи-тываются остаточные по-грешности, которые затем из пространственных невязок пересчитываются в горизонт-ные системы координат пунк-тов.

В окне Анализ коорди-нат исходных пунктов ГНСС (рис. 23) отображаются зна-чения невязок и параметры Рис.23. Анализ координат исходных пунктов

СибАДИ

25

локального датума с оценкой точности по результатам вычислений. Во вкладке «Дополнительно» приведена статистическая информация, в том числе и оценка точности полученных невязок.

Кнопка «Параметры» открывает диалог «Свойства проекта» (узел «Поиск ошибок» / «Анализ координат исходных пунктов ГНСС»), где устанавливаются пороговые значения для невязок.

Кнопка «Обновить» выполняет перерасчет всех указанных в ок-не значений.

Параметры локального датума можно сохранить в геодезиче-скую библиотеку с помощью кнопки «Добавить в библиотеку» и за-тем при необходимости использовать их для описания систем коор-динат. Для уравнивания всех видов измерений в системе применяется параметрический способ метода наименьших квадратов.

2.3. Настройка параметров уравнивания

Для настройки параметров уравнивания используется команда «Параметры меню», «Расчеты» / «Уравнивание или узел», «Уравни-вание в свойствах проекта».

В окне «Общие параметры» настраиваются виды уравнительных вычислений, количество итераций, погрешность сходимости итера-ций, возможность сохранения ковариационной матрицы, наличие ко-торой позволяет выполнять расчеты, связанные с оценкой точности элементов сети, устанавливается возможность перехода в режим про-ектирования геодезической сети.

В окне «Плановые измерения» указывается тип уравнивания – «Совместное» или «Поэтапное».

Поэтапное, так же как и совместное, уравнивание может приме-няться для обработки геодезических сетей, содержащих измерения различных классов точности. При выполнении поэтапного уравнива-ния вначале выполняется обработка данных измерений высшего клас-са, затем последовательно выполняется уравнивание младших клас-сов. Уравненные координаты узловых пунктов старших классов при-нимаются в качестве исходных для младших классов. Используя та-кой подход к уравнительным вычислениям, можно в одном проекте выполнять уравнивание классных и разрядных сетей или каркасных и съемочных сетей.

Установленный флаг «Пауза» после каждого этапа останавлива-ет уравнительные вычисления после выполнения каждого этапа, в ре-

СибАДИ

26

зультате чего пользователь имеет возможность прервать или продол-жить дальнейшие вычисления из окна монитора, используя информа-цию, которая отображается в данном окне.

Установленный флаг «Учет ошибок исходных пунктов» позво-ляет учитывать при уравнительных вычислениях ошибки исходных пунктов. Пункты ПВО выбираются из таблиц классов точности для плановых и высотных сетей (диалог «Свойства проекта узел», «Клас-сы точности») в соответствии с назначенным классом исходного пункта. Если пользователь ввел с клавиатуры в таблице «Пункты ПВО» в колонке «Класс NE» или «Класс H» известное ему значение СКО, то для расчетов принимается эта величина. Флажок «Учет СКО» измерений для ходов с координатной привязкой.

При включенном флажке поправки вводятся как в линии, так и в направления в соответствии с весами, определяемыми программой по заданным значениям средних квадратических ошибок в «Свойства объекта» / «Точность», а также баланса весов угловых и линейных измерений. При отключенном флажке поправки вводятся только в линейные измерения, т.е. для одиночного хода с полной координат-ной привязкой имитируется «ручное», раздельное уравнивание, в ко-тором измеренные углы поправок не получают. Порядок работы с настройками Коэффициент при угловых уравнениях поправок, Баланс весов линейных и угловых измерений и Влияние RMS на расчет весов векторов ГНСС (%) такой же, как и при поиске грубых ошибок измерений. В окне Высотные измерения настройки, по смыслу совпадаю-щие с плановыми, имеют такое же назначение.

2.4. Расчет

Уравнивание выполняется по команде «Расчет» меню «Расче-ты»/ «Уравнивание».

В процессе выполнения расчета на экран выводится панель мо-нитора уравнивания, на которой отображается номер текущей итера-ции и величина сходимости итераций, равная среднему квадратиче-скому значению поправок в координаты пунктов на предыдущей ите-рации. По завершении этапа в мониторе выводятся априорные и по-лученные статистические характеристики.

В блоке «Априорные характеристики» приводятся ожидаемые СКП единицы веса и, в соответствии с количеством избыточных

СибАДИ

27

измерений в сети, доверительный интервал, в котором с заданной ве-роятностью может находиться апостериорная (по результатам уравнивания) СКП единицы веса. В блоке «По результатам» уравни-вания описываются апостериорные характеристики сети (рис. 24). Кроме того, проводится обобщен-ный контроль на основе квантиля распределения Пирсона (χ2). Дове-рительные границы априорного блока, значение µ, полученное по результатам уравнивания и χ2- контроль позволяют надежно оп-ределить как качество (правиль-ность) назначения точности изме-рений (СКО измерений), так и возможное наличие грубых оши-бок в исходных данных или изме-рениях. При невыполнении усло-

вия χ2-контроля программа не прерывает работу, оставляя за пользо-вателем решение о приемлемости качества измерений и результатов обработки.

Существенное отличие апостериорного значения µ от априорно-го, большой выход апостериорной СКО из априорного диапазона, не-соблюдение χ2-контроля говорят либо о неправильном назначении точностных характеристик измерений (класса точности), либо о нали-чии грубых ошибок в измерениях или в исходных данных.

Процесс уравнивания может быть прерван нажатием кнопки «Прервать». В этом случае статус пунктов останется неизменным, от-четы по результатам уравнивания сформированы не будут.

При наличии грубых ошибок в измерениях, не позволяющих корректно завершить уравнивание, создается протокол, который можно просмотреть, выполнив команду «Протокол» меню «Расчеты»/ «Уравнивание».

Рис. 24. Апостериорные характеристики сети

СибАДИ

28

2.5. Особенности уравнивания при учете ошибок исходных данных

В качестве обоснования функции ниже приведена цитата из ра-

боты Ю.И. Маркузе: «Такая задача возникает, когда выполняется построение геодезических сетей в несколько стадий (более точная сеть сгущается менее точной) или когда большая сеть уравнивается постепенным ее наращиванием (присоединение к уже уравненной се-ти новых измерений). Легко понять, что уравнивание с учетом оши-бок исходных данных повышает точность результатов (при любой точности новых измерений), а точность неизвестных во вновь соз-даваемой сети характеризуется реальными средними квадратиче-скими ошибками. Как видно, такое уравнивание всегда оправдано. То, что прихо-дится изменять неизвестные, относящиеся к исходным данным, в настоящее время нельзя назвать серьезным препятствием, т. к. этот процесс сводится лишь к обновлению банка данных. Кроме то-го, исходные данные можно оставить и неизменными. Вопрос заключается в том, будет ли оправданным усложнение вычислений при уравнивании с учетом ошибок исходных данных? От-вет на него достаточно прост: если повышение точности неизвест-ных (исходных данных) будет несущественным, то такая процедура бесполезна. Точно также если точность вновь определяемых неиз-вестных практически останется такой же, то исходные данные можно принять безошибочными. В качестве критерия, который можно применять при решении этой задачи, предложен известный из метрологии «критерий ни-чтожных погрешностей». Согласно ему для функции F=F1+F2 двух независимых составляющих, дисперсия которой δF

2 =δF1 2+δF1

2 , вто-рым слагаемым можно пренебречь, если δF - δF1

<. εδF , где ε – малая конкретно выбираемая величина».

В технических расчетах (в том числе в CREDO_DAT) принима-ют ε=0,1. Таким образом, при установленном флажке «Учет ошибок ис-ходных пунктов» уравнивание производится следующим образом:

1 этап – составление уравнений поправок, определение весо-вых коэффициентов проводится как обычно, т. е. исходные пункты принимаются безошибочными. Цель первого этапа – получение

СибАДИ

29

ошибки единицы веса µ и определение СКО определяемых пунктов для анализа необходимости учета ошибок ИП.

2 этап – уравнения поправок формируются заново, но в них формируются все члены, полагая исходные пункты также определяе-мыми. К такой полной матрице А добавляется вектор поправок Δz.

Весовые коэффициенты P для измерений формируются как обычно, для Δx и Δy исходных пунктов рассчитываются по соотно-шению 1/mi x,y. СКО mi x,y полагаются известными: mx = my = mтабл / 2 .

Они вносятся по умолчанию в зависимости от класса точности ИП и при необходимости редактируются пользователем. СКО miH также полагаются известными и выбираются из таблицы Точность (СКО положения пунктов относительно старших классов, мм). Далее программой анализируется степень влияния ошибок исходных пунк-тов на качество уравнивания, по результатам анализа пользователю предоставляется рекомендация и возможность выбора дальнейших действий (рис. 25).

Перед принятием решения рекомендуется просмотреть ведомость, в которой приведены поправки в координаты исходных пунктов, ес-ли будет принято ре-шение корректировать их.

Аналогично ве-дется работа при урав-нивании высотных из-мерений.

2.6. Отчеты и ведомости

По результатам уравнивания формируются следующие выход-ные документы:

1. Каталог ПВО – содержит координаты уравненных пунктов, линии и дирекционные углы сторон сети планово-высотного обосно-

Рис. 25. Рекомендация дальнейших действий

СибАДИ

30

вания, а также номенклатура листа сетки, в площадь которого попада-ет данный пункт.

2. Ведомость координат – содержит координаты и абсолютные отметки всех пунктов планово-высотного обоснования и тахеометри-ческой съемки. В распечатываемую ведомость можно выводить дан-ные как для всех пунктов ПВО и тахеометрии, так и для нескольких выбранных пунктов ПВО, станций тахеометрии или даже для отдель-ных пикетов.

3. Ведомость оценки точности положения пунктов содержит средние квадратические ошибки планового и высотного положения пунктов сети, а также размеры и дирекционные углы полуосей эллип-сов ошибок. Кроме того, в ведомости создается таблица, в которой приводится оценка точности взаимного планового положения пунк-тов по сторонам сети. Расчет выполняется автоматически последова-тельно для каждой пары смежных пунктов. В таблицу выводятся сто-роны с максимальной, минимальной и средней по сети оценкой точ-ности. Для многоранговой сети расчет выполняется для каждого ран-га, ранг определяется по нижнему рангу из пары пунктов стороны.

4. Ведомость оценки точности измерений сети содержит оценку точности измерений планового обоснования, включая средние квад-ратические ошибки измерений углов, линий и превышений. СКО уг-лов и линий рассчитывается по стандартным формулам МНК при ре-шении уравнений поправок. Кроме того, СКО углов оценивается по невязкам в ходах и звеньях при числе ходов более 5-ти.

5. Ведомости поправок содержат вычисленные по результатам уравнивания поправки в направления, горизонтальные проложения и превышения сторон сети планово-высотного обоснования и измере-ний ГНСС.

6. Ведомость теодолитных ходов *) содержит описание расчет-ных теодолитных ходов, включая координаты пунктов, измеренные углы и длины сторон, а также дирекционные углы и длины сторон, вычисленные по результатам уравнивания.

7. Характеристики теодолитных ходов*) включают два вида вы-численных невязок для расчетных теодолитных ходов ( fs, fy, fx):

– По измеренным и редуцированным углам и линиям, не ис-правленным поправками из уравнивания (положения «Руководства по математической обработке геодезических сетей», ГКИНП-06-23390, стр. 31, 32) (колонка «Невязки до уравнивания»).

СибАДИ

31

– По измеренным и редуцированным линиям и уравненным ди-рекционным углам сети (колонка «Невязки по уравн. дир. углам»). Исходными для расчета невязок служат координаты исходных пунк-тов, уравненные координаты узловых пунктов, а также уравненные значения дирекционных углов узловых линий.

8. Ведомость нивелирных ходов*) содержит описание расчетных ходов геометрического нивелирования.

9. Характеристики нивелирных ходов*) включают вычисленные по результатам уравнивания невязки расчетных нивелирных ходов и звеньев.

10. Ведомость тригонометрического нивелирования*) содержит измеренные и уравненные значения превышений в ходах тригономет-рического нивелирования.

11. Характеристики ходов тригонометрического нивелирова-ния*) включают вычисленные по результатам уравнивания невязки расчетных ходов тригонометрического нивелирования. Формирова-ние и просмотр ведомостей производятся выбором соответствующей команды меню Ведомости. При этом на печать выводятся либо все данные по проекту, либо данные по выбранным пунктам или ходам. Символом «*)» отмечены документы, вывод которых можно выпол-нять не только полностью по всему проекту, но и выбрав отдельные ходы, станции и т.п. из списка, который появляется в окне выбора при выпуске соответствующих ведомостей.

2.7. Технология совместной обработка спутниковых и наземных геодезических построений в комплексе

CREDO_DAT_4_0

На практическом примере рассмотрим технологию совместной обработки результатов измерений c использованием различных видов исходных данных: измерений, полученных из электронных тахеомет-ров и данных постобработки спутниковых измерений. При выполне-нии уравнительных вычислений кратко описана последовательность действий при поэтапном и совместном уравнивании. Схема геодези-ческой сети показана на рис. 26.

СибАДИ

32

Рис. 26. Схема геодезической сети

Импорт и обработка данных

1. Запустите систему. Автоматически откроется новый проект. 2. Выберите конфигурацию окон (рис. 27) ГНСС и измерения

ПВО (команда «Вид» / «Рабочая область»).

Рис. 27. Конфигурация окон

СибАДИ

33

3. Настройте систему координат (рис. 28) и представление коор-динат проекта. Эти настройки выполняются в диалоге «Свойства gds-проекта» («Файл» / «Свойства проекта»).

Рис. 28. Система и представление координат В диалоге выберите узел «Параметры». Создайте новую систему

координат (кнопка ... у поля «Система координат») и установите для нее параметры, как показано на рис.29.

Выберите созданную систему координат, систему высот и пред-ставление координат.

4. В этом же диалоге перейдите на узел «Предобработка» / «По-правки» и установите активность поправок (рис. 30) «Кривизна земли и рефракция», «Редуцирование линий на эллипсоид», «Редуцирование линий на плоскость». Примените параметры и закройте диалог «ОК».

Рис. 29. Параметры системы координат

СибАДИ

34

Рис. 30. Активность поправок 5. Выполните импорт данных результатов постобработки спутнико-

вых измерений – выберите команду «Файл» / «Импорт» / «Спутниковых измерений» (рис. 31), установите формат «Spectrum Survey» и импорти-руйте файл «Все векторы НАВЛЯ.txt» (рис. 32).

В результате успешного импорта данных (рис. 33) будут запол-

нены таблицы окон «Эллипсоидальные данные» и «Измерения ГНСС». Открываем их (рис. 34 и 35).

Рис. 31. Импорт данных спут-никовых измерений

Рис. 32. Импорт всех векторов

СибАДИ

35

Рис. 33. Импорт успешно завершен

6. Для импортированных векторов измените класс точности

плановых и высотных измерений. В окне «Измерения ГНСС» выдели-те все векторы и в окне «Свойства» в соответствующих полях устано-вите значения, как показано на рис. 36.

Рис. 35. Таблицы окон Рис. 34. Открываем из-мерения ГНСС

СибАДИ

36

Рис. 36. Установить класс точности

7. Выполните предобработку «Расчеты» / «Предобработка» /

«Расчет» (рис. 37).

8. В таблице окна «Пункты ПВО» выберите пункты «NIKOLAEV», «POGREBI», «KRUPETS», «LUBOSHEV» (рис. 38).

Рис.37. Предварительная обработка

СибАДИ

37

Рис. 38. Выбор пунктов ПВО

Рис. 39. Тип пунктов и класс точности В окне «Свойства» для них установите: тип пунктов по NE и H –

исходный, класс NE– 2-й класс, класс H – IV класс, выберите услов-ный знак – пункт триангуляции (код 100) (рис. 39).

Далее введите координаты и отметки исходных пунктов в таб-лице Пункты ПВО (рис. 40). Не надо вводить номер зоны «2», которая стоит первой цифрой в ординате.

Для пункта LOKOTS в Свойства выберите УЗ закрепленная точ-

ка (код 120). 9. Выполните импорт измерений электронного тахеометра

(рис. 41). Выберите команду «Файл» / «Импорт» / «Наземных изме-рений», установите формат GSI, выделите файл «НАВЛЯ.gre», вы-

Рис. 40. Ввод координат

СибАДИ

38

полните настройки, как показано на рис. 42, и импортируйте файл. Данные из файла заполнят таблицы «Станции» и «Измерения ПВО».

Рис. 41. Импорт измерений тахеометра

Рис. 42. Формат. Настройки и импорт

10. Для созданного инструмента (обычно это инструмент

Default) в библиотеке инструментов (рис. 43) (команда «Сервис» / «Геодезическая библиотека», узел «Инструменты» рис. 44) измените имя, например TCR-403, и измените значение ppm – 2мм (рис. 45).

Рис. 43. Геодезическая библиотека

СибАДИ

39

Рис. 44. Инструменты

Рис. 45. Изменить имя и ppm 11. Для импортированных станций планово-высотного обосно-

вания в окне «Свойства» установите класс NE – 1 разр. (рис. 46), ОМС-1, класс H – Триг. нив. (ГС).

Рис.46. Установить класс и разряд

СибАДИ

40

12. Измерения на каждой из станций ПВО были выполнены двумя приемами. Перед началом измерений 2-го приема была выпол-нена «сбивка лимба» на величину, близкую к 90. Этим измерениям необходимо назначить другой прием (рис. 47).

Последовательно на каждой станции выделите измерения (де-сять отсчетов), относящиеся ко 2-му приему, и в окне свойств на-значьте им номер приема (см. рис. 47).

13. Пункты PP01, PP02, PP03 (рис. 48) и LOKOTS (рис. 49) уста-новите узловыми по NE и H.

Рис. 47. Назначение второго приёма

Рис. 48. Три узловых по NE и H пункта (установить)

Рис. 49. Установить узловым по NE по Н

СибАДИ

41

14. Для пунктов PP01, PP02, PP03 выберите УЗ (код 110. рис.50).

15. Далее выполните предварительную обработку (рис. 51), ана-

лиз координат исходных пунктов ГНСС и совместное уравнивание (без учета ошибок исходных пунктов) импортированных наземных и спутниковых измерений.

Рис. 51. Предварительная обработка Выполните команду «Расчеты» / «Предобработка» / «Расчет»

(см. рис. 51). Этап успешно завершён (рис. 52).

Рис. 52. Предбработка выполнена

Рис. 50. Для трёх пунктов ПВО код 110

СибАДИ

42

Далее активизируйте команду «Расчеты» / «Поиск ошибок» / «Анализ координат исходных пунктов ГНСС». В диалоге «Анализ координат исходных пунктов» в одноименной вкладке приведены ос-таточные уклонения по каждому исходному пункту (рис. 53)

Рис. 53. Анализ координат исходных пунктов В одноименной вкладке приведены остаточные уклонения по

каждому исходному пункту (рис. 54)

Рис. 54. Анализ координат исходных пунктов Выполните уравнивание «Расчеты» / «Уравнивание» / «Расчет»

(рис. 55). Уравнивание завершено (рис.56).

СибАДИ

43

Рис. 55. Уравнивание

Рис. 56. Уравнивание завершено Просмотрите оценку точности в таблице «Пункты ПВО» (рис. 57) и в ведомости (табл. 1) , созданной по результатам уравнивания, а также эл-липсы погрешностей (рис. 58).

Рис. 57. Пункты ПВО

СибАДИ

44

В результате совместной обработки результатов измерений c

использованием различных видов исходных данных: измерений, по-лученных из электронных тахеометров и данных постобработки спут-никовых измерений, кроме ведомостей оценки точности, формируют-ся:

ведомость координат планово-высотного обоснования (табл.2);

каталог координат и высот пунктов планово-высотного обоснования (табл. 3);

оценка точности по результатам уравнивания (табл. 4).

Рис. 58 Эллипсы погрешностей при RMS = 50%

СибАДИ

45

Таблица 1 Оценка точности планового положения пунктов сети (по сторонам сети)

Тип

стороны Пункт 1 Пункт 2 Длина

линии Дир. угол

СКО расстоя-

ния

СКО угла Относи-тельная ошибка

СКО Расстояния поперечное

СКО положе-

ния 3-й класс, II класс ГС, СГГС – 1

Min KRUPETS LOKOTS 10817,52 65º50′35″ 0,014 0,3 794170 0,014 0,019 Max LOKOTS LUBOSHEV 10273,01 155º49′29″ 0,014 0,3 754458 0,014 0,019 По сети 10837,24 0,014 0,3 795478 0,014 0,019

1-й разряд, ОМС – 1 Min PPO1 PPO3 1391,64 94º27′19″ 0,036 15,4 38229 0,104 0,110 Max PPO2 PPO1 3136,72 267º32′42″ 0,052 10,8 59898 0,164 0,172 По сети 4377,61 0,059 11,0 73933 0,127 0,140 Ведомость оценки точности положения пунктов по результатам уравнивания

М Min Пункт М Max Пункт М средняя 0,02 LOKOTS 0,15 PPO2 0,10

Пункт М Мх Му а b α Mh LOKOTS 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 108º49′07″ 0,019 PPO1 0,11 0,07 0,09 0,11 0,04 127º11′58″ PPO2 0,15 0,12 0,08 0,14 0,05 32º06′55″ PPO3 0,13 0,09 0,09 0,10 0,09 39º13′51″

СибАДИ

46

Таблица 2 Ведомость координат

Имя пункта Х У Н KRUPETS 5822035,116 -70324,600 210,830 LOKOTS 5826972,556 -60699,609 214,029

LUBOSHEV 5817600,526 -56492,500 194,130 NIKOLAEV 5829202,726 -48532,050 231,730 POGREBI 5836654,706 -62707,500 220,330

PPO1 5825469,383 -61849,410 PPO2 5825603,736 -58715,572 PPO3 5825361,277 -60461,973

Таблица 3

Каталог координат и высот пунктов планово-высотного обоснования

Имя пункта Х У Н Дирекционный угол

На пункт Сторона Номенклатура

1 2 3 4 5 6 7 8 KRUPETS 5822035,116 -70324,600 210,830 65º50′35″

107º46′33″ 27º31′14″ 71º47′38″

LOKOTS LUBOSHEV

POGREBI NIKOLAEV

10817,52 14525,58 16484,92 22941,01

N-36-29-(110)

LUBOSHEV 5817600,526 -56492,500 194,130 335º49′29″ 34º27′17″

287º46′33″

LOKOTS NIKOLAEV KRUPETS

10273,01 14070,53 14525,58

N-36-130-(132)

NIKOLAEV 5829202,726 -48532,050 231,730 259º36′49″ 214º27′17″ 297º43′51″ 251º47′38″

LOKOTS LUBOSHEV

POGREBI NIKOLAEV

12370,25 14070,53 16014,85 22941,01

N-36-130-(56)

СибАДИ

47

Окончание табл. 3

1 2 3 4 5 6 7 8 POGREBI 5836654,706 -62707,500 220,330 168º17′03″

117º43′1″ 207º31′14″

LOKOTS LUBOSHEV

POGREBI

988,16 16014,85 16484,92

N-36-130-(1)

LOKOTS 5826972,556 -60699,609 214,029 155º49′29″ 348º17′03″ 79º36′49″ 242º50′35″

LUBOSHEV LOKOTS

NIKOLAEV KRUPETS

10270,01 9888,16 12370,25 10817,52

N-36-130-(66)

PPO1 5825469,383 -61849,410 247º56′29″ 37º24′47″ 87º32′42″ 94º27′19″

KRUPETS LOKOTS

PPO2 PPO3

9144,56 1892,50 3136,72 1391,64

N-36-130-(82)

PPO2 5825603,736 -58715,572 252º27′35″ 262º05′45″ 267º32′42″ 304º36′09″

KRUPETS PPO3 PPO1

LOKOTS

12145,15 1763,15 3136,72 2410,41

N-36-130-(83)

PPO3 5825361,277 -60461,973 N-36-130-(82)

СибАДИ

48

Обработка выполняется при RMS = 50%. На следующем этапе выполнения работы оцените степень влия-

ния RMS на соотношение весов векторов спутниковых и наземных измерений и СКО положения пунктов при выполнении совместного уравнивания.

Дважды выполните обработку геодезической сети, последова-тельно изменив коэффициент влияния RMS от 0% (рис. 59) до 100% (рис. 60). RMS настраивается в узле Уравнивание/Общие параметры окна Свойства gds- проекта. Сравните ведомости оценки точности пунктов в слабых местах сети – LOKOTS и PP03 (табл. 5 и табл. 6).

Рис. 59 Эллипсы погрешностей при RMS = 0

Рис. 60. Эллипсы погрешностей при RMS = 100%

СибАДИ

49

Таблица 4 Ведомость оценки точности

Ведомость оценки точности плановой сети

Класс Линейно-угловая сеть СКО углов по невяз-кам в ходах СКО направлений СКО линий

Априорная Фактич. Априорная (без ppm)

Фактич. Априорная Фактич.

3-й класс, II класс ГС, СГГС –1

1,0607 6,0482 0,0050 0,0578 1,5000

1-й раз-ряд, ОМС – 1

3,5355 37,1620 0,0070 0,1123 5,0000

Ведомость оценки точности высотной сети Класс Геометрическое

нивелирование Тригонометрическое

нивелирование

Априорная Фактич. Априорная Фактич. Триг. нив. (РК)

0,020/0,020 0,011 0,012

χ2-контроль позволяют надежно определить как качество (пра-

вильность) назначения точности измерений (СКО измерений), так и возможное наличие грубых ошибок в исходных данных или измере-ниях (рис. 61).

Рис. 61. χ2-контроль не выполняется

СибАДИ

50

Таблица 5 Оценка точности планового положения пунктов сети (по сторонам сети RMS от 0%)

Тип

стороны Пункт 1 Пункт 2 Длина

линии Дир. угол

СКО рас-

стояния

СКО угла Относи-тельная ошибка

СКО Расстояния поперечное

СКО положе-

ния 3-й класс, II класс ГС, СГГС – 1

Min NIKOLAEV LOKOTS 12370,25 259º36′49″ 0,013 0,2 985994 0,012 0,018 Max LUBOSHEV LOKOTS 10273,01 155º49′29″ 0,012 0,3 825425 0,013 0,018 По сети 10837,23 0,012 0,2 868707 0,012 0,018

1-й разряд, ОМС – 1 Min PPO1 PPO3 1391,64 94º27′19″ 0,034 14,4 40931 0,097 0,10 Max PPO2 PPO1 3136,72 267º32′42″ 0,049 10,0 64131 0,153 0,160 По сети 4377,61 0,055 10,3 79177 0,119 0,131 Ведомость оценки точности положения пунктов по результатам уравнивания

М Min Пункт М Max Пункт М средняя 0,02 LOKOTS 0,14 PPO2 0,10

Пункт М Мх Му а b α Mh LOKOTS 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 101º23′25″ 0,019 PPO1 0,11 0,07 0,09 0,10 0,04 127º12′10″ PPO2 0,14 0,11 0,08 0,13 0,05 32º07′15″ PPO3 0,12 0,09 0,09 0,09 0,09 39º14′51″

СибАДИ

51

Таблица 6 Оценка точности планового положения пунктов сети (по сторонам сети RMS 100%)

Тип

стороны Пункт 1 Пункт 2 Длина

линии Дир. угол

СКО рас-

стояния

СКО угла Относи-тельная ошибка

СКО Расстояния поперечное

СКО положе-

ния 3-й класс, II класс ГС, СГГС – 1

Min LUBOSHEV LOKOTS 1027,03 335º49′28″ 0,025 0,5 407125 0,024 0,035 Max LOKOTS POGREBI 988,15 348º17′04″ 0,025 0,5 389376 0,023 0,035 По сети 10837,24 0,024 0,5 443431 0,024 0,035

1-й разряд, ОМС – 1 Min PPO1 PPO3 1391,64 94º27′19″ 0,108 45,7 12903 0,308 0,326 Max PPO1 PPO2 3136,72 87º32′42″ 0,155 31,9 20217 0,485 0,509 По сети 4377,59 0,275 32,6 25065 0,376 0,414 Ведомость оценки точности положения пунктов по результатам уравнивания

М Min Пункт М Max Пункт М средняя 0,03 LOKOTS 0,43 PPO2 0,30

Пункт М Мх Му а b α Mh LOKOTS 0,03 0,03 0,02 0,03 0,02 173º25′20″ 0,018 PPO1 0,34 0,21 0,26 0,31 0,12 127º18′13″ PPO2 0,43 0,35 0,24 0,41 0,13 32º09′28″ PPO3 0,39 0,28 0,28 0,29 0,27 39º02′48″

СибАДИ

52

Контрольные вопросы и задания 1. Дайте общую характеристику государственной геодезической

сети, перечислите ее компоненты и дайте общую характеристику ФАГС, ВГС, СГС, АГС.

2. Назовите способы построения сетей сгущения, съемочных се-тей и дайте им общую характеристику.

3. Перечислите основные элементы работ по проектированию геодезических сетей.

4. Расскажите о принципах априорной оценки точности геодези-ческих построений.

5. Расскажите о современных геодезических приборах и их ос-новных характеристиках.

6. Прокомментируйте современные технологии производства полевых геодезических работ.

7. Расскажите о сущности этапов математической обработки ре-зультатов измерений (предобработка, локализация ошибок, уравни-тельные вычисления).

8. Назовите основные функции системы CREDO_DAT. Каков общий порядок обработки данных в этой программе?

9. В чем специфика методологии обработки геодезических дан-ных в CREDO?

10. Расскажите о специфике ввода полевых данных для обра-ботки в системе CREDO_DAT.

11. Назовите вычислительные задачи, решаемые системой CREDO_DAT(предобработка, способы локализации ошибочных дан-ных, особенности уравнительных вычислений, проектирование сети).

12. Расскажите об особенностях организации вычислений, входных и выходных данных, технологии выполнения.

СибАДИ

53

Библиографический список 1. Антонович, К.М. Использование спутниковых радионавигационных

систем в геодезии / К.М. Антонович. – М. : Картгеодезцентр, 2006. – 360 с. 2. Маркузе, Ю.И. Основы метода наименьших квадратов и уравнительных

вычислений. Книга 2 : учеб. пособ. / Ю.И. Маркузе. – М. : МИИГАиК, 2005. – 280 с.

3. Васильков, Д.М. Об уравнивании инженерно-геодезических сетей пла-ново-высотной опоры в системе CREDO_DAT. / Д.М. Васильков, А.П. Пигин // Автоматизированные технологии CREDO. –2000. – № 1. – стр. 44–45.

4. Инженерная геодезия / под ред. проф. Д.Ш. Михелева. – М. : Высшая школа, 2000. – 464 с.

5. Инструкция по развитию съемочного обоснования и съемке ситуации и рельефа с применением глобальных навигационных систем ГЛОНАССи GPS. ГКИНП (ОНТА)-02-262-02. – М. : ЦНИИГАИК, 2002. – 55 с.

6. Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов. ГКИНП (ГНТА) –03-010-03. – М. : ЦНИИГАИК, 2004. – 226 с.

7. Куштин, И.Ф. Геодезия : учебно-практическое пособие. / И.Ф. Куштин. – М., 2001. – 448 с.

8. Основные положения о государственной геодезической сети Россий-ской Федерации. ГКИНП (ГНТА)-01-006-03. – М. : ЦНИИГАИК, 2004. – 14 с.

9. Руководство по созданию и реконструкции городских геодезических се-тей с использованием спутниковых систем ГЛОНАСС /GPS ГКИНП (ОНТА)-01-271-03. – М. : ЦНИИГАИК, 2003. – 65 с.

10. Серапинас, Б.Б. Глобальные системы позиционирования. – Изд. 3-е, исправленное и переработанное / Б.Б. Серапинас. – М. : 2002. – 104 с.

11. Соломонов, А.А. Концептуальная разработка и реализация аппарата поиска, анализа и выделения грубых ошибок в геодезических построениях. Ее практическая реализация в программном комплексе CREDO / А.А. Соломонов, Д.М. Васильков, А.П. Пигин // Автоматизированные технологииCREDO, 2000. – № 2. – С. 25–28.

12. Трансформация геоцентрических, геодезических и прямоугольных ко-ординат и определение параметров трансформации : учебно-практическое посо-бие. – Мн. : СП «Кредо-Диалог», 2014. – 116 с.

13. CREDO DAT 4.10. Руководство пользователя. – Мн. : СП «Кредо-Диалог», 2011. – 114 с.

СибАДИ

54

Приложение 1 Варианты исходных данных

СибАДИ

55

Приложение 2 Каталог координат и высот пунктов планово-высотного обоснования

Пункт X Y H Дирекционный угол На пункт Сторона Номенкла-

тура Исходные

82 234,616 912,389 83 500,482 967,843 191°46′54″ 82 271,588 26°25′15″ 7 110,043 84 445,100 818,500 42°37′44″ 1 68,752 245°24'36″ 85 127,362 85 392,102 702,689

Определяемые 1 495,684 865,062 335°06′09″ 2 64,019 222°37′44″ 84 68,752 2 553,754 838,110 289°17′48″ 3 80,640 155°06′09″ 1 64,019 3 580,402 762,001 8°01′43″ 4 94,840 109°17′48″ 2 80,640 4 674,313 775,247 66°14′38″ 5 78,258 188°01′43″ 3 94,840 5 705,838 846,873 110°40′21″ 6 100,460 246°14′38″ 4 78,258 6 670,373 940,865 133°12′39″ 7 104,197 290°40′21″ 5 100,460 7 599,031 1016,808 206°25′15″ 83 110,043 313°12′39″ 6 104,197

СибАДИ

56

Приложение 3

Ведомость координат

N Имя пункта X Y H

Планово-высотное обоснование 1 1 495,684 865,062 2 2 553,754 838,110 3 3 580,402 762,001 4 4 674,313 775,247 5 5 705,838 846,873 6 6 670,373 940,865 7 7 599,031 1016,808 8 82 234,616 912,389 9 83 500,482 967,843 10 84 445,100 818,500 11 85 392,102 702,689

СибАДИ

57

Приложение 4 Ведомость поправок

Станция Цель Редуцированное значение Поправка Уравненное значе-

ние Направления (наземные)

1 2 -247°32′22″ 0°00′24″ 112°28′02″ 84 0°00′00″ -0°00′23″ 359°59′37″ 2 3 -225°48′47″ 0°00′13″ 134°11′26″ 1 0°00′00″ -0°00′13″ 359°59′47″ 3 4 -101°16′25″ 0°00′10″ 258°43′45″ 2 0°00′00″ -0°00′10″ 359°59′50″ 4 5 -121°46′48″ -0°00′09″ 238°13′03″ 3 0°00′00″ 0°00′08″ 0°00′08″ 5 6 -135°33′44″ -0°00′16″ 224°26′00″ 4 0°00′00″ 0°00′16″ 0°00′16″ 6 7 -157°27′18″ -0°00′12″ 202°32′30″ 5 0°00′00″ 0°00′12″ 0°00′12″ 7 83 -106°47′24″ -0°00′00″ 253°12′36″ 6 0°00′00″ 0°00′00″ 0°00′00″ 83 82 -194°39'00″ 0°00′20″ 165°21′20″ 7 0°00′00″ -0°00′20″ 359°59′40″ 84 1 -202°48′00″ 0°00′34″ 157°12′34″ 85 0°00′00″ -0°00′34″ 359°59′26″

Расстояния (наземные) 1 2 64,030 -0,011 64,019 2 3 80,660 -0,020 80,640 3 4 94,840 0,000 94,840 4 5 78,240 0,018 78,258 5 6 100,440 0,020 100,460 6 7 104,180 0,017 104,197 7 83 (исх.) 110,050 -0,007 110,043 84 (исх.) 1 68,740 0,012 68,752

СибАДИ

58

Приложение 5 Ведомость оценки точности положения пунктов

Тип стороны Пункт1 Пункт2 Длина линии Дир. угол СКО расстояния СКО угла Относитель-

ная ошибка СКО расстоя-

ния

СКО положения

Теоходы и мкр.трн. (1.0´)

Min 84 1 68,752 42°37′44″ 0,0372 64,6 1847 0,0215 0,0430

Max 3 4 94,840 8°01′43″ 0,0373 87,9 2540 0,0404 0,0550

По сети 87,651 0,0373 79,2 2348 0,0339 0,0505

Ведомость оценки точности положения пунктов по результатам уравнивания

M min Пункт M max Пункт M сред-

0,043 1 0,095 4 0,070

Пункт M Mx My a b α Mh 1 0,043 0,032 0,029 0,037 0,021 39°32′15″ 2 0,061 0,044 0,042 0,045 0,041 29°45′56″ 3 0,079 0,061 0,051 0,063 0,048 24°05′54″ 4 0,095 0,065 0,069 0,083 0,047 48°24′29″ 5 0,091 0,050 0,076 0,079 0,045 69°43′18″ 6 0,073 0,041 0,060 0,060 0,041 92°40′56″ 7 0,052 0,039 0,034 0,039 0,034 171°03′47"

СибАДИ

59

Приложение 6 Ведомость оценки точности измерений в сети по результатам уравнивания

Класс Линейно- угловая сеть

СКО углов по невязкам в ходах СКО направлений СКО линий

Априорная Фактич. Априорная (без ppm) Фактич. Априорная Фактич. Теоходы и мкр.трн. (1.0´) 21,2132 45,2564 0,0150 0,0326 30,0000

Поправки по результатам уравнивания

Класс

В измеренные направления В измеренные расстояния

min Сторона max Сторона Средняя min Сторона max Сторона Средняя

Теоходы и мкр.трн. (1.0´) 0°00′00″ 7 – 83 0°00′34″ 84 – 1 0°00′15″ 0,000 3 - 4 0,020 5 – 6 0,013

СибАДИ

60

Приложение 7 Технические характеристики сети

Проект: Учебный теодолитный ход Населенный пункт: г.Омск Площадка: Территория СибАДИ Гриф секретности: Для служебного пользования

Система координат: Статистика:

Проекция: Локальная Пункты Измерения Топографические объекты Наименование: Местная Всего 11 Дир. углов 2 Всего 0 Смещение на Север: Исходных XY 4 Т/ходов 1 Точечных 0 Смещение на Восток: Исходных H 0 Н/ходов 0 Линейных 0 Масштаб по осевому меридиану:

Исходных XYH 0 Узлов 0 Площадных 0

Номер зоны: Станций 0 Тип зоны: Целей ПВО 0 Долгота осевого меридиана

Целей тахеометрии 0

Эллипсоид: СибАДИ