Детальные геодезические измерения

Podręcznik przeznaczony jest dla studentów geodezyjnych studiów I i II stopnia. Może być także przydatny dla inżynierów i techników geodetów oraz specjalistów z dziedzin pokrewnych. Opracowanie w podstawowej części obejmuje zakres wykładów z geodezyjnych pomiarów szczegółowych nauczanych na wydziałach geodezyjnych wyższych uczelni technicznych. Przy omawianiu poszczególnych zagadnień starano się uwzględniać wymogi nowych technologii pomiarowych, jednak główny nacisk położono na zagadnienia z zakresu metod klasycznych, dostosowane do obowiązujących w geodezji nowych instrukcji i standardów technicznych. Celem opracowania nie jest więc zastąpienie obowiązujących standardów technicznych, a jedynie uzupełnienie procesu dydaktycznego o współczesne treści.

Ze względu na szeroką tematykę przedmiotu zagadnienia związane z pomiarami sytuacyjno-wysokościowymi metodą tachimetryczną oraz zastosowaniem satelitarnych technik pomiarowych i naziemnego skaningu laserowego w pomiarach szczegółowych będą omówione w odrębnym podręczniku.

Spis treści

Przedmowa .................................................................................................................................... 7

1. POWIERZCHNIE ODNIESIENIA I UKŁADY WSPÓŁRZĘDNYCH W GEODEZYJNYCH

POMIARACH SZCZEGÓŁOWYCH ....................................................................... 9

1.1. Państwowy system odniesień przestrzennych ................................................................ 10

1.2. Układy współrzędnych płaskich prostokątnych PL-1992 i PL-2000 ............................. 13

1.3. Układy wysokościowe .................................................................................................... 16

2. OSNOWY GEODEZYJNE .................................................................................................... 18

3. POMIARY KĄTOWE ............................................................................................................ 25

3.1. Metoda kierunkowa ........................................................................................................ 26

3.2. Metoda wypełnienia horyzontu ...................................................................................... 31

3.3. Analiza błędów występujących w pomiarach kątowych ................................................ 36

3.4. Ocena dokładności kątów na podstawie wyników pomiarów ........................................ 48

3.5. Redukcje odwzorowawcze kierunków i kątów poziomych ............................................ 58

3.6. Uwagi praktyczne do precyzyjnego pomiaru kątów ...................................................... 61

4. METODYKA POMIARÓW LINIOWYCH .......................................................................... 63

4.1. Elementy metrologii długości ......................................................................................... 63

4.2. Klasyfi kacja i ogólne zasady pomiaru dalmierzami elektrooptycznymi ......................... 66

4.3. Poprawki wprowadzane do długości boków pomierzonych dalmierzem elektrooptycznym

..................................................................................................................... 70

4.4. Redukcje geometryczne i odwzorowawcze długości ..................................................... 75

4.4.1. Redukcje geometryczne długości w osnowach pomiarowych i w pomiarach sytuacyjnych

............................................................................................................ 75

4.4.2. Redukcje geometryczne w precyzyjnych pomiarach długości ............................ 80

4.4.3. Redukcje odwzorowawcze długości .................................................................... 85

4.5. Polowe sprawdzenie stałej dodawania dalmierza elektrooptycznego ............................ 90

5. POMIARY MIMOŚRODOWE W SIECIACH POZIOMYCH ............................................. 93

5.1. Sposoby wyznaczania elementów mimośrodu stanowiska i celu ................................... 94

5.2. Redukcje do centrów znaków geodezyjnych kierunków, kątów i długości pomierzonych

mimośrodowo ........................................................................................................ 96

5.3. Analiza dokładności pomiarów mimośrodowych .......................................................... 103

6. NAWIĄZANIE SIECI GEODEZYJNYCH DO PUNKTÓW OSNÓW WYŻSZYCH KLAS .. 110

6.1. Zakładanie punktów kierunkowych i punktów przeniesienia współrzędnych ................111

6.2. Nawiązania bezpośrednie i pośrednie ciągów poligonowych ........................................ 117

6 Spis treści

7. OPRACOWANIE NUMERYCZNE POZIOMEJ SIECI GEODEZYJNEJ ........................... 122

7.1. Wyrównanie sieci kątowo-liniowej nawiązanej klasycznie do punktów sieci wyższej

klasy ................................................................................................................................ 124

7.2. Wyrównanie swobodne nawiązanej sieci kątowo-liniowej ............................................ 132

8. TRANSFORMACJE WSPÓŁRZĘDNYCH PUNKTÓW SIECI GEODEZYJNEJ .............. 140

8.1. Ogólne związki czteroparametrowej transformacji liniowej .......................................... 141

8.2. Transformacja Helmerta współrzędnych płaskich .......................................................... 144

8.3. Transformacja wysokości na małych obszarach ............................................................. 156

8.4. Transformacja współrzędnych przestrzennych ............................................................... 159

9. NIWELACJA TRYGONOMETRYCZNA W POMIARACH SZCZEGÓŁOWYCH ........... 168

9.1. Ogólne zasady pomiaru metodą niwelacji trygonometrycznej ....................................... 170

9.2. Wyznaczanie różnicy wysokości przy przyjęciu powierzchni kuli za powierzchnię odniesienia

.......................................................................................................................... 174

9.2.1. Wyznaczenie różnicy wysokości na podstawie pomierzonego kąta pionowego

i długości skośnej ................................................................................................. 175

9.2.2. Wyznaczenie różnicy wysokości na podstawie pomierzonego kąta pionowego

i długości poziomej .............................................................................................. 177

9.2.3. Analiza wpływu krzywizny Ziemi i refrakcji na różnicę wysokości w niwelacji

trygonometrycznej ............................................................................................... 182

9.2.4. Wyznaczanie różnicy wysokości na podstawie pomiarów synchronicznych kątów

pionowych ..................................................................................................... 183

9.3. Analiza dokładności wyznaczenia różnicy wysokości metodą niwelacji trygonometrycznej

........................................................................................................................... 187

9.4. Wyznaczanie wysokości punktów niedostępnych .......................................................... 190

9.5. Wyznaczanie różnic wysokości punktów w ciągach niwelacji trygonometrycznej ....... 200

9.6. Przegląd metod wyznaczania współczynnika refrakcji pionowej .................................. 204

10. OPRACOWANIE NUMERYCZNE SIECI NIWELACJI TRYGONOMETRYCZNEJ ....... 210

10.1. Wyrównanie różnic wysokości punktów wyznaczonych metodą niwelacji trygonometrycznej

......................................................................................................................... 210

10.2. Wyrównanie kątów pionowych .................................................................................... 216

11. ELEMENTY PROJEKTOWANIA SIECI GEODEZYJNYCH ............................................. 221

11.1. Analiza dokładności pojedynczych wcięć metodami analitycznymi ........................... 221

11.2. Analiza dokładności pojedynczych wcięć metodą grafi czną ....................................... 236

11.3. Zakładanie pojedynczych punktów metodą wcięć z obserwacjami nadliczbowymi ... 248

11.4. Projektowanie pomiarów w sieciach kątowo-liniowych .............................................. 255

11.5. Projektowanie wcięć wysokościowych z obserwacjami nadliczbowymi .................... 259

Bibliografi a ................................................................................................................................... 263