Szerokość geograficzna (fi) (astronomiczna) pkt P jest to kąt zawarty miedzy kierunkiem lini pionu w danym punkcie P (miejsce obserwacji) a płaszczyzną równika astronomicznego.
Długość geograficzna (lambda) – astronomiczna jest to kąt dwuścienny miedzy płaszczyzną południków astronomicznych Greenwich i danego pkt P. Współrzędne fi i lambda wyznaczone są na podstawie pomiarów wykonywanych metodami astronomii geodezyjnej. Kąty fi i lambda oraz wartość potencjału ciężkości współrzędnych stanowią 3 współrzędne naturalne, które współrzędnych danym momencie określają jego położenie współrzędnych przestrzeni.
Układ współrzędnych geograficznych geodezyjnych
Szerokością geograficzną geodezyjną B punktu P nazywamy kąt jaki tworzy normalna do elipsoidy przechodząca przez punkt P z płaszczyzną równika.
Długością geograficzną geodezyjną L punktu P nazywamy kąt dwuścienny zawarty między płaszczyzną południka zerowego a płaszczyzną południka przechodzącego przez punkt P.
Podział prac geodezyjnych. Geodezja należy do nauk zajmujących się Ziemią. Zajmuje się ona pomiarem i podziałem posiadłości ziemskich, ale też badaniem kształtu i wielkości Ziemi. Geodezja jako jedna z dziedzin nauki i techniki zajmuje się zbieraniem informacji na wyżej wymienione tematy, jak i ich opracowaniem, czyli przekształceniem, a następnie ich udostępnieniem. Przekształcanie zbieranych informacji o Ziemi polega między innymi na opracowaniu różnego rodzaju map zawierających różnorodne zestawy informacji. Wynikiem przekształcenia informacji geodezyjnych może być zestaw danych numerycznych o terenie gromadzonych w bankach danych tematycznych. Zbieranie informacji polega na wykonywaniu pewnych pomiarowych prac geodezyjnych. Prace geodezyjne dzielą się na:
a) pomiary osnów geodezyjnych, grawimetrycznych i magnetycznych
b) pomiary szczegółowe sytuacyjne i wysokościowe
c) pomiary realizacyjne i obsługa inwestycji
d) prace geodezyjne związane z ewidencją gruntów
e) prace wykonywane dla określonych celów gospodarczych
Instrumenty i przyrządy stosowane do pomiarów kątowych.
Do pomiarów kątowych: W poziomych osnowach podstawowych, szczegółowych oraz pomiarowych wykonuje się pomiary kątowe i długościowe.
- w sieciach I i II klasy do pomiarów kątowych należy stosować teodolity z dwumiejscowym systemem odczytowym o nominalnej wartości odchyłki 1s lub 2cc. Np.: Wild T2, Kern DKM 2, DKM 2A, Zeiss Theo 010, Theo 010A, Theo 010B, Th 2, oraz teodolity elektroniczne jak: Theomat T2000, T2002, T3000.
- do pomiarów kątowych w sieciach szczegółowych III klasy można stosować teodolity z jednomiejscowym systemem odczytowym o nominalnej dokładności 6-10s: Wild T1, Kern DKM1, Zeiss Thoe 020, 020A, 015B, Th 4, Th 6, lub inne o podobnych parametrach dokładności. Do pomiarów osnów pomiarowych dopuszcza się instrumenty o niższej dokładności W teodolitach jako systemy odczytowe występują mikroskopy skalowe oraz mikrometry optyczne.
Metoda kierunkowa- pomiar tą metoda polega na wyznaczeniu wielkości kątów poziomych między kierunkiem zerowym limbusa, a kierunkami do kolejnych punktów celu.
Wybiera się punkt najlepiej widoczny przyjmując kierunek do niego jako początkowy. Powinien to być punkt położony na północnej części horyzontu ostro rysujący się na tle. Pierwszą serię obserwacji rozpoczyna się od wycelowania na punkt początkowy z równoczesną orientacją limbusa na odczyt nieco powyżej zera. Obserwując kolejno sygnały z kierunkiem zgodnym z ruchem wskazówek zegara celuje się ponownie na punkt początkowy, który obserwuje się powtórnie (jest to półseria - półpoczet). Następnie po przerzuceniu lunety przez zenit i obrocie alidady o 180° wykonuje się pomiar w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. W drugiej półserii, podobnie jak w pierwszej rozpoczyna się i kończy obserwacje od kierunku do punktu wyjściowego. Obie półserie tworzą pełną serię (poczet) pomiaru kierunku. Kontrolą pomiarów jest wartość odczytu zamknięcia półserii a następnie pełnej serii. Odchyłka zamknięcia jest to różnica między odczytami kierunku początkowego i zamykającego. Nie powinna przekraczać dwukrotnej wartości błędu średniego różnicy tych kierunków, czyli dla półseri i dla serii mk - błąd pomiaru kierunku w jednej serii. Gdy różnica jest większa pomiar powtarzamy. Przed rozpoczęciem każdej następnej serii należy ponownie spoziomować teodolit. Przystępując do wykonania drugiej serii celuje się znów na punkt początkowy. Po czym ustawia się mikrometr na odczyt 1/S jego zakresu S - liczba serii. Następnie przesuwa się mikrometr na odczyt równy 180°/S i po wykonaniu czynności jak w pierwszej serii rozpoczyna się pomiar od ponownego wycelowania na punkt początkowy. Następnie wszystko tak samo. Następne serie obserwuje się w identyczny sposób zmieniając przed rozpoczęciem każdej nowej serii orientację limbusa i położenie mikrometru oraz powtórnie poziomuje się teodolit. Przykładowo dla s=4 początkowe odczyty wyniosą dla serii: I - 0°, II - 45°, III - 90°, IV - 135°. Dla drugiego położenia lunety odczyty wyniosą odpowiednio: 180°, 225°, 270°, 315°. Dla mikronetru o zakresie 10' i podziale co 1'' dla S=4 początkowymi odczytami będą, I - 0'00'', II - 2'30'', III - 5'00'', IV - 7'30''.
Metoda kątowa.
Polega na oddzielnym pomiarze każdego z kątów na stanowisku w odpowiedniej ilości serii na różnych miejscach limbusa i mikrometru. Poszczególne kąty mierzy się metodą zwykłą w dwóch położeniach lunety. Między seriami należy przesuwać limbus o 180°/S i mikrometr o 1/S S - ilość serii. Przed opuszczeniem stanowiska należy obliczyć wartość średnią każdego kąta mierzonego w S seriach i zsumować je. Różnica między tą sumą a kątem pełnym daje odchyłką nie zamknięcia horyzontu. Odchyłka ta nie powinna przekroczyć
- średni błąd mierzonego kąta w S seriach
- ilość kątów wypełniających horyzont
Metoda sektorowa
stosowana jest wówczas gdy na stanowisku liczba kierunków do pomiaru jest większa niż 8, a warunki obserwacji poszczególnych punktów są zróżnicowane. Wtedy spośród punktów przeznaczonych do pomiaru wybiera się trzy do czterech punktów, które są w przybliżeniu rozłożone równomiernie na horyzoncie. Kąty miedzy tymi punktami, zwanymi kątami sektorowymi mierzy się metodą kątową (wypełnienia horyzontu). Kąty wewnętrzne w każdym sektorze mierzy się metodą zwykłą w ramach sektorów. Kolejność pomiaru sektorów oraz kątów w sektorach jest dowolna i zależy od chwilowych warunków pomiarów. Najpierw wyrównuje się kąty sektorowe do horyzontu, a następnie kąty wewnętrzne do wartości sektorów.
POMIARY DŁUGOŚCIOWE - MIMOŚRUD
Odległości w granicach 20 m – 150 km mierzone są z dokładnością
A i B są punktami sieci kątowo – długościowej, dalmierz ustawiono w punkcie I zamiast w A . Lustro ustawiono w punkcie L zamiast w B . Wobec tego zamiast długości ‘S’ pomierzono ‘Sm’ . Elementy mimośrodu wynoszą e1 ,Q1 dla mimośrodu stanowiska oraz e2 ,Q2 dla mimośrodu celu .
Właściwą długość boku i pomierzonych elementów mimośrodu oblicza się ze wzoru :
Poprawki do mierzonej długości boku
Sens geometryczny poprawek, jakie powinny być wprowadzone do mierzonej długości boku
po wprowadzeniu poprawki na mimośród otrzymuje się AB po łuku krzywej zwaną krzywą refrakcji. Należy tę długość zredukować do długości cięciwy AB przez wprowadzenie poprawki ze względu na refrakcję. Redukcję tę wprowadza się dla długości większej od 10 km. Do obliczenia tej poprawki trzeba znać wartość współczynnika refrakcji, co umożliwia obliczenie średniego promienia krzywizny łuku AB. Następnie redukuje się odległość pochyłą AB do odległości poziomej A’B’, czyli wprowadza się poprawkę ze względu na pochylenie mierzonego boku. Poprawkę wprowadza się na podstawie znanej różnicy odległości: h = H2 – H1. korzysta się ze wzoru:
h - różnica wysokości;
l0 – średnia długość prymiaru.
Odległość zredukowana do poziomu A’B’ znajduje się na wysokości średniej punktów A i B. Następnie należy długość A’B’ zredukować do długości A0B0 na powierzchni odniesienia. Na podstawie cięciwy A0B0 należy obliczyć długość łuku A0B0 na powierzchni odniesienia. Ostatnią poprawką jest poprawka odwzorowawcza, która pozwoli na obliczenie długości boku na przyjętej płaszczyźnie odwzorowawczej mając długość określoną na powierzchni odniesienia.
GRUPY SZCZEGÓŁÓW: Przedmiotem pomiaru sytuacyjnego są szczegóły terenowe stanowiące elementy treści mapy zasadniczej. Są to:ànaziemne szczegóły terenowe àurządzenia podziemne oraz podstawowe elementy ewidencji gruntu. Ze względu na charakter oraz wymagania dokładnościowe pomiaru szczegóły sytuacyjne dzielą się na trzy grupy dokładnosciowe (I,II,III instr.G4).
I grupa dokładniściowa: trwałe szczegóły o wyraźnych i jednoznacznie określonych granicach lub konturach,
II gr. dokł.: szczegóły terenowe o mniej wyraźnych i mniej trwałych konturach,
III gr. dokł.: pozostałe szczegóły terenowe.
Określenie położenia tych szczegółów terenowych względem najbliższych elementów poziomej osnowy geodezyjnej powinno być wykonane przy pomiarze bezpośrednim z następującymi dokładnościami:
I gr. szcz. ter. – 0,10 m II gr. szcz. ter. – 0,30 m III gr. szcz. ter – 0,50 m, o ile dokładność identyfikacji ich zarysów jest nie mniejsza od 0,5 m.
Przy pomiarze szcz. I gr. dokł. powinny być wraz z nimi mierzone elementy terenowe: à drugie, niezależne położenie szczegółów,
à miary czołowe (czołówki), à mary przeciwprostokątnych (podpórki) à miary do punktów przecięcia się linii pomiarowych z granicami działek i konturów lub ich przedłużeniami.
NIWELACJA POWIERZCHNIOWA
Rodzaje niwelacji powierzchniowej ( niwelacja tras ).
Niwelacja tras mała na celu wyznaczenie dokładnego ukształtowania terenu na obszarze długiego lecz wąskiego pasa, często jednak do różnych prac inżynierskich jak np. projektowanie nawadniania i osuszania terenów rolnych lub projektowania a następnie przeprowadzania robót ziemnych na terenach osiedlowych, sportowych i przemysłowych trzeba wyznaczyć ukształtowanie wysokościowego na obszarze o dowolnym kształcie. Działem geodezji, który zajmuje się jednoczesnym wyznaczaniem wysokości i położenia terenu nazywa się tachimetrią. Tachimetrię wykonuje się przy użyciu teodolitu lub tachimetru. Umożliwiają one prace przy dowolnym pochyleniu osi celowej, a wiec nadają się do pomiarów w każdym terenie. Niwelację powierzchniową wykonujemy za pomocą niwelacji przy poziomym kierunku celowania możemy więc ją stosować w terenach równinnych o niezbyt zróżnicowanym ukształtowaniu pionowym. Użycie niwelatora pozwala na dokładne wyznaczenie wysokości poszczególnych punktów, co ma duże znaczenie dla wielu prac inżynieryjnych. W zależności od określenia sytuacyjnego rozmieszczenia punktów niwelowanych rozróżniamy następujące sposoby niwelacji powierzchniowej:
àsposób niwelacji siatkowej polegający na wytyczeniu na terenie figur (zwykle kwadratów) i zaniwelowaniu ich wierzchołków
àsposób punktów rozproszonych polegający na określeniu niwelatorem wysokości charakterystycznych punktów terenu i jednakowym wyznaczeniu ich położenia sytuacyjnego metoda biegunową; do tego sposobu niwelacji należy używać niwelatora z kołem poziomym
àsposób profilów polegający na założeniu w terenie sieci poligonów, które niwelujemy sposobem niwelacji podłużnej, a teren do niej przylegający, niwelacją poprzeczną
àsposób kombinowany polega najczęściej na połączeniu niwelacji siatkowej i punktów rozproszonych, stosuje się go, gdy dla pewnych prac inżynierskich wygodna jest niwelacja siatkowa, lecz samo zaniwelowanie wierzchołków kwadratów nie zobrazuje dokładnie rzeźby teren; punkty nie leżące na wierzchołkach wyznacza się wówczas metoda biegunową lub ortogonalną
Pomiar rzeźby terenu metoda niwelacji powierzchniowej i tachimetrii wykonuje się zgodnie z instrukcją G-4.
NIWELACJA SIATKOWA TYCZENIE SIATKI KWADRATÓW Najpierw projektujemy i nawiązujemy do osnowy geodezyjnej tzw. Figurę podstawową obejmującą cały mierzony teren. Jest to zwykle prostokąt, którego wymiary powinny być takie, aby zawierały całkowitą liczbę figur zapełniających (oczek siatki). Jeżeli powierzchnia niwelowana jest duża (do kilkudziesięciu ha) lub ma kształt nieregularny to projektuje się kilka przyległych figur podstawowych. Figurę podstawową orientujemy zwykle równolegle do najdłuższej linii granicznej mierzonego obszaru lub do osi przechodzącej tam drogi itp. Siatka może też być zorientowana zgodnie z kierunkiem największego spadku terenu. Wierzchołki figur podstawowych należy wyznaczyć w terenie przez odłożenie w terenie kątów prostych teodolitem o dokładności odczytu niemniejszej niż 1 min. I odłożenie długości taśmą. Jednocześnie z odmierzaniem długości wyznaczamy punkty pośrednie rozmieszczone w odległościach równych długością boków figur zapełniających. Wierzchołki figur podstawowych i odmierzone punkty pośrednie utrwala się palikami wbitymi równo z ziemią i świadkami wystającymi ponad teren. Wyznaczone w ten sposób figury podstawowe nawiązujemy do istniejącej lub założonej osnowy geodezyjnej przez zrzutowanie na nią wierzchołków lub przez zastosowanie sposobu przedłużeń aż do przecięcia się z bokami pobliskich poligonów. Nawiązane takie pozwoli nanieść wytyczona siatkę na mapę. Gdy powierzchnia obiektu jest bardzo duża, wyznaczenie figur podstawowych a następnie siatki kwadratów od ram w terenie byłoby bardzo uciążliwe i niedokładne co wynika z konieczności odkładania wielu kątów prostych i tyczenia zbyt długich linii. W tym przypadku zagęszczamy najpierw na mierzonym terenie osnowę geodezyjną a następnie projektujemy na mapie figury podstawowe lub od razu duże oczka siatki kwadratów (100m x 100m) wyznaczając rachunkowo punkty przecięcia się boków poligonowych z liniami siatki. Punkty przecięcia się tych linii z ciągami obwodnicy nazywamy punktami końcowymi siatki. Tak zaprojektowaną siatkę przenosimy następnie w teren. Po wyznaczeniu w terenie figur podstawowych przystępujemy do wytyczenia wierzchołków figur zapełniających (oczek siatki), zwykle kwadratów. Długość boku figury zapełniającej zależy od zróżnicowania rzeźby terenu a także od przeznaczenia pomiaru i wynosi od 5 – 100 m. Jako zasadę przyjmuje się , aby powierzchnia terenu objęta jedną figurą mogła być uznana za płaszczyznę. Boki krótkie (5 m- 20 m) stosuje się przy pracach mających na celu zrównanie terenu na obszarach osiedlowych, przemysłowych lub przy urządzaniu terenów zielonych w miastach. Boki 50 – 100 m stosuje się przy pomiarach łąk i torfowisk. Wierzchołki figur zapełniających można wyznaczyć jako punkty przecięcia prostych równoległych do doków figury podstawowej. Wierzchołki utrwala się palikiem i świadkiem oraz oznacza numerem. Do oznaczenia można przyjąć numerację porządkową lub system numeracji pasów i słupów. Zazwyczaj podaje się najpierw liczbę pasa a następnie słupa.
NIWELACJA SIATKI KWADRATÓW
Na mierzonym terenie lub w jego sąsiedztwie należy osadzić repery robocze w takiej liczbie, aby na 50 ha obszaru przypadał co najmniej jeden reper. Jako znaki mogą służyć metalowe haki wbijane w ścianę domu lub pale drewniane, w których głowice wbito gwóźdź z wypukłą główką. Repery robocze dowiązuje się do reperów niwelacji państwowej jeżeli znajdują się w pobliżu lub wyrównuje się je jako sieć niezależną. Wysokości wierzchołków figur zapełniających wyznacza się w ten sposób, iż poszczególne stanowiska niwelatorów łączy się w ciągi niwelacyjne. Po zaniwelowaniu w pierwszej kolejności punktów wiążących ciągu niweluje się następnie bliskie wierzchołki figur zapełniających, jako punkty pośrednie przy czym długość celowej nie powinna przekraczać 80 m. Przed rozpoczęciem niwelacji należy połączyć większe figury w grupy kwadratów, które będą niwelowane z jednego stanowiska, np. dla siatki o bokach 50 m możemy utworzyć grupy złożone z 4 kwadratów, a dla siatki o bokach 20 m grupa może mieć 25 kwadratów itp. Przed przystąpieniem do niwelacji sporządzamy szczegółowy szkic siatki, wpisujemy numery wszystkich jej wierzchołków i projektujemy grupy kwadratów. Najpierw ustalamy grupy przylegające bezpośrednio do granic obiektu a następnie grupy wewnętrzne łącząc je w pary lub kolumny. Po podzieleniu całego niwelowanego obszaru obieramy na stykach grup kwadratów te wierzchołki, które będą stanowiły punkty wiążące ciągów niwelacyjnych i oznaczamy je na szkicu. W ten sposób z wierzchołków o nr 1-21 powstał ciąg zamknięty, a z pozostałych punktów wiążących ciągi nawiązane po 1 dla każdej kolumny grupy kwadratów. Jednocześnie z obieraniem punktów wiążących ustalamy również dla każdej pary przylegających do siebie grup kwadratów jeszcze drugi punkt wspólny, który będzie spełniał rolę punktu kontrolnego. Zostanie on zaniwelowany tak samo dokładnie jak punkt wiążący i wykorzystany do tzw. krzyżowej kontroli odczytu. Pozostałe wierzchołki kwadratów zostaną zaniwelowane z poszczególnych stanowisk, jako punkty pośrednie. Niwelację rozpoczynamy od grup kwadratów położonych na obwodnicy obiektu a później przechpdzimy do niwelacji kolumn lub pasów. Na każdym stanowisku wykonujemy najpierw odczyty wstecz i w przód na punkty wiążące i na punkty kontrolne. Pomiar ten powtarzamy po zmianie wysokości instrumentu. Różnica wysokości dwóch punktów (wiążącego i kontrolnego) pomierzona ze stanowiska poprzedniego powinna się równać różnicy wysokości tych samych punktów pomierzonej ze stanowiska następnego.
p2 – p1 = w2 – w1 kontrola krzyżowa odczytów
p2 + w1 = w2 +p1
Jeżeli warunek powyższy zostanie spełniony z dokładnością ± 3 mm pomiar można uważać za wykonany prawidłowo. Na punktach wiążących i kontrolnych wykonujemy odczyty z dokładnością do 1 mm, a łaty ustawiamy pionowo za pomocą libel. Pozostałe wierzchołki kwadratów niwelujemy jako punkty pośrednie, a odczyty na nich wykonujemy z dokładnością 1cm. Jako pośrednie niwelujemy dodatkowo również te punkty, które są położone w zagłębieniach lub na wzniesieniach, znajdujące się w jednym z oczek siatki. Położenie sytuacyjne tych punktów określamy przez rzutowanie ich za pomocą węgielnicy na boki odpowiednich kwadratów. Jeżeli pracę wykonujemy niwelatorem z kołem poziomym to położenie tych punktów możemy wyznaczyć metodą biegunową. Wyniki pomiarów niwelacyjnych zapisujemy w takim samym dzienniku jak do niwelacji przekrojowej. Jeżeli siatka składa się z kwadratów o bokach większych niż 50 m to pojedynczych figur nie łączymy w grupy lecz stanowiska niwelatora obieramy w środku każdego kwadratu. Ciągi niwelacyjne będą przebiegać podobnie jak [poprzednio, na każdym stanowisku niwelujemy tylko punkty wiążące i punkty kontrolne.
OBLICZENIE NIWELACJI SIATKOWEJ Tworzymy ciągi niwelacyjne do obliczenia niwelacji siatkowej łącząc w jedną całość kolejne punkty wiążące, jeżeli jednocześnie z nimi niwelujemy punkty kontrolne to otrzymane ciągi niwelujemy tylko w jednym kierunku. W przeciwnym przypadku wykonujemy niwelację w powrotnym kierunku już tylko samych punktów wiążących. Według instrukcji G-4 dopuszczalna odchyłka różnicy wysokości przy podwójnej niwelacji to ±;
L – długość ciągu w km. Do wyrównania obwodnicy i ciągów wewnętrznych stosujemy metodę punktów węzłowych. Wysokości punktów węzłowych otrzymujemy sumując wyrównane różnice wysokości, a punktu pośrednie obliczamy sposobem wysokości osi celowej i zapisujemy je w dzienniku i na mapie z dokładnością do 1 cm.
NIWELACJA PUNKTÓW ROZPROSZONYCH Na terenach o bardziej urozmaiconej rzeźbie lub zabudowanych czy zarośniętych wykonuje się niwelację powierzchniową sposobem punktów rozproszonych używając do tego celu niwelatora z kołem poziomym i dalmierzem kreskowym. Podstawą takiego pomiaru jest osnowa sytuacyjno-wysokościowa. Jej punkty będą służyły jako stanowiska niwelatora, z których wykonywać się będzie pomiar poszczególnych punktów. Punktów rozproszonych nie stabilizuje się palikami, więc łaty stawia się bezpośrednio na ziemi, a odczyty na nich wykonuje się z dokładnością do 1 cm. Z tego względu zasięg celowych może być zwiększony do 150 m. Ponieważ jednak równocześnie wyznaczamy też odległość poszczególnych punktów dalmierzem kreskowym (nie dotyczy dalmierza elektromagnetycznego), którego dokładność maleje ze wzrostem odległości, zasięg celowej zależy też od związku między dokładnością dalmierza a dokładnością wyrażenia zmierzonej odległości w skali sporządzanej mapy. Z tego względu maksymalna długość celowej wynosi 70 m dla skali 1:500 i 150 m dla skali 1:1000. Osnowę sytuacyjną będzie stanowiła istniejąca i odpowiednio zagęszczona sieć poligonowa lub sieć niezależna złożona z obwodnicy i ciągów wewnętrznych. Aby uzyskać dostateczną gęstość stanowisk instrumentu można wytyczyć na dłuższych bokach poligonowych punkty dodatkowe na prostej lub zakładać krótkie (max. 300 m...
stokrotka1106