геодезическое обеспечение строительства

Ф ТПУ 7.1 – 21/01
Рабочая программа учебной дисциплины
УТВЕРЖДАЮ
Проректор - директор ИПР
А.Ю. Дмитриев
« 28 » сентября 2012 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА
НЕФТЕГАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ»
НАПРАВЛЕНИЕ ООП 131000 «Нефтегазовое дело»
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) бакалавр
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2012 г.
КУРС 1
СЕМЕСТР 1
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ 2
ПРЕРЕКВИЗИТЫ естественные и математические дисциплины школьного курса
КОРЕКВИЗИТЫ ПЦ.В.7.1.0 «Геодезическое обеспечение эксплуатации
нефтегазопроводов и газонефтехранилищ».
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
Лекции_
6 час.
Практические занятия
6 час.
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
12 час.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА _60_ час.
ИТОГО
72 час.
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ
заочная
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ зачёт
ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ ИПР, кафедра ТХНГ
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ А.В. Рудаченко
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП
Н.В. Чухарева
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
Н.А. Антропова, А.В. Шадрина.
2012 г.
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В соответствии с целями ООП 131000 «Нефтегазовое дело»
Код
цели
Ц1
Ц2
Ц3
Формулировка цели
Готовность выпускников к производственно-технологической и
проектной деятельности, обеспечивающей модернизацию, внедрение и эксплуатацию оборудования для добычи, транспорта и
хранения нефти и газа
Готовность выпускников к междисциплинарной экспериментально-исследовательской деятельности для решения задач, связанных с разработкой инновационных эффективных методов бурения нефтяных и газовых скважин, разработкой и эксплуатацией месторождений углеводородов,
их транспорта и хранения
Готовность выпускников к организационно-управленческой деятельности для принятия профессиональных решений в междисциплинарных областях современных нефтегазовых технологий с
использованием принципов менеджмента и управления
Требования ФГОС
и заинтересованных
работодателей
Требования ФГОС, критерии
АИОР, соответствие международным стандартам EUR–ACE и
FEANI. Потребности научноисследовательских центров
ОАО «ТомскНИПИнефть» и
предприятий нефтегазовой промышленности, предприятия ООО
«Газпром», АК «Транснефть»
Требования ФГОС, критерии
АИОР, соответствие международным стандартам EUR–ACE и
FEANI. Потребности научноисследовательских центров Институт химии нефти СО РАН и
предприятий нефтегазовой промышленности, предприятия ООО
«Газпром», АК «Транснефть»
Требования ФГОС, критерии
АИОР, соответствие международным стандартам EUR–ACE и
FEANI, запросы отечественных и
зарубежных работодателей
целью изучения дисциплины является получение студентами знаний и навыков, позволяющих им самостоятельно выполнять весь комплекс топографических, съемочных и инженерно-геодезических работ.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
Дисциплина ПЦ.В.6.0 «Геодезическое обеспечение строительства
нефтегазовых объектов» входит в перечень дисциплин профессионального цикла (вариативная часть) ООП подготовки бакалавров 131000
«Нефтегазовое дело».
2
Взаимосвязь дисциплины ПЦ.В.6.0 «Геодезическое обеспечение
строительства нефтегазовых объектов» с другими составляющими ООП
следующая:

пререквизиты – естественные и математические дисциплины
школьного курса;

корреквизиты – ПЦ.В.7.1 «Геодезическое обеспечение эксплуатации нефтегазопроводов и газонефтехранилищ».




Задачами изучения дисциплины являются:
приобретение студентами необходимых навыков для прочного
усвоения последующей дисциплины: «Геодезическое обеспечение
эксплуатации нефтегазопроводов и газонефтехранилищ».
Студент обеспечивается:
учебными пособиями и методическими указаниями по выполнению
практических работ;
компьютеризированными заданиями для выполнения индивидуальных расчётно-графических работ.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В соответствии с ООП направления подготовки бакалавров 131000
«Геодезическое обеспечение строительства нефтегазовых объектов» результаты освоения дисциплины следующие:
В соответствии с общекультурными компетенциями
Р3
Р4
Уметь самостоятельно учиться и непреТребования ФГОС
рывно повышать квалификацию в течеВПО (ПК-1)
ние всего периода профессиональной дея(ABET-3i).
тельности
Идентифицировать, формулировать, ре- Требования ФГОС
шать и оформлять профессиональные ин- ВПО (ПК-2, ПК-3,
женерные задачи с использованием со- ПК-4, ПК-5)
временных образовательных и информа- (EAC-4.2d),
ционных технологий
(ABET3e)
В соответствии с ООП направления подготовки бакалавров 131000
«Геодезическое обеспечение строительства нефтегазовых объектов»
взаимное соответствие целей ООП и результатов обучения следующее
3
Результаты обучения
Р3
Цели ООП
Ц1
+
Р4
Ц2
Ц3
+
+
В результате освоения дисциплины студент должен продемонстрировать следующие результаты образования:
–
–
–
–
–
–
Студент должен знать:
принципы работы современного геодезического оборудования;
основные геодезические задачи, решаемые инженерной геодезией;
Студент должен уметь:
самостоятельно учиться работать современными
геодезическими приборами;
идентифицировать, формулировать, решать и
оформлять геодезические задачи;
(ПК-1)
(ПК-7)
(ПК-1)
(ПК-4)
(ПК-2)
(ПК-3)
(ПК-5)
Студент должен владеть:
технологиями использования современных приборов (ПК-4)
в геодезической отрасли;
навыками решения и оформления профессиональных (ПК-4)
инженерно-геодезических задач с использованием (ПК-5)
современных информационных технологий.
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие общекультурные и профессиональные компетенции:
-
Профессиональные компетенции
общепрофессиональные способности
самостоятельно приобретать новые знания, используя современные
образовательные и информационные технологии (ПК-1)
использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в
профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального
исследования (ПК-2)
4
понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ПК-3)
владеть основными методами, способами и средствами получения,
хранения, переработки информации, работать с компьютером как
средством управления информацией (ПК-4)
составлять и оформлять научно-техническую и служебную документацию (ПК-5)
-
-
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. Содержание теоретического и практического разделов
Содержание теоретического раздела включает темы лекционных занятий общей трудоемкостью 6 часов (табл. 1). В результате освоения теоретического раздела дисциплины «Геодезическое обеспечение строительства нефтегазовых объектов» студент овладевает следующими компетенциями: ПК-1, ПК-2, ПК-3; ПК-4, ПК-5.
Таблица 1
Темы лекционных занятий
Номер
Название раздела (темы)
раздела
Системы координат, применяемые в геодезии
1
2
3
4
5
Ориентирование линий местности, прямая и обратная
геодезические задачи
Геодезические инструменты. Устройство оптического
теодолита. Современные теодолиты и тахеометры.
Измерение горизонтальных и вертикальных углов с помощью оптического теодолита
Измерение превышений. Геометрическое нивелирование
ИТОГО
Объем, ч
1
1
1
1
2
6
Содержание модулей дисциплины
Модуль 1. Системы координат, применяемые в геодезии.
Системы координат в геодезии. Определение положения точек на
земной поверхности: географическая система координат, плоская
условная система прямоугольных координат, зональная система плоских прямоугольных координат, система плоских полярных координат (1
час).
5
Модуль 2. Ориентирование линий местности, прямая и обратная геодезические задачи.
Ориентирование линий, углы ориентирования: географический
азимут, румбы; дирекционные углы; магнитные азимуты и румбы.
Решение прямой и обратной геодезической задачи. Вычисление
дирекционного угла последующей стороны. Пересчёт углов (1 ч.).
Модуль 3. Геодезические инструменты. Устройство оптического теодолита. Современные теодолиты и тахеометры.
Основные элементы геодезических приборов. Зрительные трубы:
астрономические, земные. Подготовка зрительной трубы для наблюдения. Уровни: цилиндрические, круглые. Чувствительность уровня. Цена
деления уровня. Горизонтирование плоскости с помощью уровня.
Горизонтальные и вертикальные круги угломерных приборов.
Теодолиты, их марка по ГОСТу. Поверки и юстировки технических
теодолитов (1 час).
Модуль 4. Измерение горизонтальных и вертикальных углов с
помощью оптического теодолита.
Понятие горизонтального угла. Условия, определяющие измерения
угла с необходимой точностью. Способы отдельного угла (способ приемов). Измерение углов наклона линии. Конструктивные отличия вертикального круга от горизонтального. Место нуля и его определение. Расчетные формулы для вычисления углов наклона (1 час).
Модуль 5. Измерение превышений. Геометрическое нивелирование.
Задачи и виды нивелирования. Типы нивелиров (их устройство).
Поверка и юстировка технических нивелиров. Требуемая точность и
условия ее получения при нивелировании. Измерение превышений.
Техническое нивелирование трасс линейных сооружений. Разбивка
трассы: закрепление на местности и измерение углов поворота, вычисление элементов круговых кривых, разбивка пикетажа и поперечников.
Нивелирование трассы: выбор связующих точек, точки промежуточные
и иксовые, контроль превышений. Построение продольных и поперечных профилей (1 час).
Содержание практикума включает 3 занятия (3 практических работы),
общей трудоемкостью 6 часа (табл. 2). В результате освоения практического раздела дисциплины студент овладевает следующими компетенциями:
ПК-1, ПК-2, ПК-3; ПК-4, ПК-5.
Таблица 2
6
Темы практических занятий
№ п./п.
1
2
3
Название практического занятия
Решение задач по планам и картам с горизонталями. Определение координат точек по карте или
плану. Определение углов ориентирования по топографической карте
Работа с теодолитом по измерению горизонтальных, вертикальных углов и дальномерных расстояний
Работа с нивелиром по измерению превышений
Всего, часов
Объём, ч.
2
2
2
6
4.2. Структура дисциплины
Структура дисциплины по разделам (модулям) и видам учебной
деятельности (лекции и практические занятия) с указанием временного
ресурса представлена в табл. 3.
7
Таблица 3
Структура дисциплины по разделам и формам организации обучения
Аудиторная
работа (час)
СРС Конт
практ. (час) р.Р.
лекции
занятия
Название раздела/темы
1. Системы координат
2. Ориентирование линий местности, прямая и обратная геодезические задачи
3. Геодезические инструменты. Устройство оптического теодолита. Современные теодолиты и тахеометры.
4. Измерение горизонтальных и вертикальных углов с помощью оптического теодолита
5. Измерение превышений. Геометрическое нивелирование
1
1
2
4
1
1
4
6
4
5
1
6
Итого
1
2
2
2
6
40
10
60
43
14
72
4.3. Распределение компетенций по разделам дисциплины
Распределение по модулям дисциплины планируемых результатов
обучения, согласно ООП подготовки бакалавров 131000 «Геодезическое
обеспечение строительства нефтегазовых объектов» представлено в
табл. 4.
Таблица 4
Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения
№
1.
2
3
4
5
6
Формируемые
компетенции
З.3.5
З.4.6
У.3.7
У.4.6
В.3.2
В.4.3
1
+
2
+
+
+
+
+
+
+
Разделы дисциплины
3
4
5
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Специфика сочетания методов и форм организации обучения отражается в матрице (табл. 5).
Таблица 5
Методы и формы организации обучения
ФОО
Лекции
Методы
IT-методы
Работа в команде
Case-study
Игра
Методы проблемного обучения
Обучение на основе опыта
Опережающая самостоятельная работа
Проектный метод
Поисковый метод
Исследовательский метод
Практические
занятия
+
СРС
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Другие методы
6. ОРГАНИЗАЦИЯ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
6.1. Текущая самостоятельная работа студента
Текущая самостоятельная работа студента направлена на
углубление и закрепление знаний студента, развитие практических
умений:
 работа с лекционным материалом и учебником, поиск и обзор
литературы и электронных источников информации;
 опережающая самостоятельная работа;
 изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку;
 подготовка к практическим работам;
 подготовка к зачёту.
6.2. Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная
работа
Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа
ориентированная на развитие интеллектуальных умений, комплекса
профессиональных компетенций, повышение творческого потенциала
студентов. В результате самостоятельной подготовки студент овладевает
следующими компетенциями: ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-4, ПК-5.
 поиск, анализ, структурирование и презентация информации;
 выполнение расчетно-графических работ;
 анализ фактических материалов по заданной теме, проведение
расчётов;
 анализ научных публикаций по заранее определенной
преподавателем теме.
6.3. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине
Самостоятельная работа в объеме 60 ч. по освоению теоретических и практических основ дисциплины «Геодезическое обеспечение
строительства нефтегазовых объектов» заключается в следующем:

работа с конспектом лекций, методической и учебной литературой при подготовке домашней контрольной работы – 40 часов;

подготовка к защите двух отчетов по практическим работам
– 4 часа;
10

подготовка к промежуточному контролю (зачёту) – 16 часов.
Темы, выносимые на самостоятельное изучение
1. Геодезия: общие сведения, понятия о формах и размерах Земли.
2. Топографические карты и планы. Масштабы. Условные знаки.
Линейные измерения на топографических картах и планах.
3. Рельеф местности. Изображение рельефа горизонталями. Свойства горизонталей. Виды рельефа и их отображение горизонталями. Чтение рельефа.
4. Решение прямой и обратной геодезической задачи. Вычисление
дирекционного угла последующей стороны.
5. Геодезические сети.
6. Поверки оптического теодолита.
7. Линейные геодезические измерения на местности с помощью
мерных лент и рулеток.
8. Обработка результатов теодолитной съёмки и составление контурного плана
9. Тахеометрическая съёмка. Аэрофотосъёмка. Тригонометрическое
нивелирование.
10.Поверки нивелиров. Работа с нивелиром по измерению превышений
11.Обработка результатов технического нивелирования
6.4. Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется как
единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны
преподавателей.
6.5. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов
Образовательные ресурсы, рекомендуемые для использования при
самостоятельной работе студентов, том числе программное обеспечение, Internet- и Intranet-ресурсы (электронные учебники, компьютерные
модели и др.), учебные и методические пособия:
1. Рабочая программа дисциплины «Геодезическое обеспечение строительства нефтегазовых объектов»;
2. Компьютеризированный демонстрационный материал для проведения
лекционных занятий, выполненных в программе Power Point.;
http://portal.tpu.ru:7777/SHARED/a/ANTROPOVA/Metodichki/Tab2
11
3. Компьютеризированные методические указания к выполнению домашних заданий, размещенный на электронных ресурсах кафедру ТХНГ НИ
ТПУ
по
адресу
http://portal.tpu.ru:7777/SHARED/a/ANTROPOVA/Metodichki/Tab1;
4. Учебно-методический комплекс дисциплины «Инженерная геодезия»: ТПУ, ИГНД, ТХНГ 2007 г. электронный носитель – диск 140
Мб;
Y:\information\Учебно-методическое
обеспечение
\Дисциплины\Инженерная геодезия.
5. Геодезическое обеспечение проектирования, сооружения и эксплуатации газонефтепроводов и газонефтехранилищ, электронный учебник,
Рудаченко А.В., Передерин В.М., Чухарева Н.В., Антропова Н.А.
6. Методические указания к выполнению лабораторной работы «Обработка полевых материалов теодолитной съёмки участка трассы магистрального трубопровода» на сайте: http://truba.tоm.ru.
7. Методические указания к выполнению лабораторной работы «Способы
определения площадей земельных участков при строительстве, капитальном ремонте и реконструкции объектов магистральных трубопроводов» на сайте: http://truba.tom.ru.
8. Методические указания к выполнению лабораторного практикума «Геодезия и топография» на сайте: http://truba.tom.ru.
7. СРЕДСТВА ТЕКУЩЕЙ И ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Контроль успеваемости студентов осуществляется в виде:
 выполнения домашней контрольной работы;
 защиты отчётов по 2-м практическим работам (аудиторные занятия);
 промежуточного контроля (зачёт в первом семестре).
Контроль служит эффективным стимулирующим фактором для организации самостоятельной и систематической работы студентов, усиливает глубину и долговременность полученных знаний. Контроль осуществляется на аудиторных занятиях, в том числе и на консультациях,
чем создаются условия, при которых студент вынужден ритмично работать над изучением данной дисциплины.
Организация контроля строится на оценке знаний студентов по
принятой в Национальном исследовательском Томском политехническом университете рейтинговой системе. Максимальное количество
баллов по данной дисциплине, которое может набрать студент, состав12
ляет 100 баллов – 60 баллов за текущую работу и 40 баллов за зачёт
(табл. 6).
На зачет выносится весь изученный материал, как в аудитории, так
и самостоятельно. Зачёт проводится в тестовой электронной форме. На
зачёте студент должен набрать минимум 22 балла из 40.
Для допуска к зачету студент должен набрать 33 балла из 60 за текущую работу. В обязательном порядке должна быть выполнена и сдана
домашняя контрольная работа (смотри с. 18 здесь же). Контрольная работа выполняется от руки в тетради или на листах формата А4, либо на
компьютере и распечатывается. Чертёж делается на чертёжной бумаге
формата А4 от руки, либо в чертёжной программе (например Autocad)и
также распечатывается. Контрольная работа должна быть сдана до
начала занятий (высылается по почте), либо в первые дни начала сессии.
Зачёт по дисциплине считается сданным, если студент набрал хотя
бы 55 баллов из 100 возможных (33 балла за текущую работу и 22 балла
за зачёт).
Таблица 6
Оценка видов занятий текущего контроля дисциплины «Геодезическое обеспечение строительства НГО» по рейтинговой системе
№
Вид занятий
Баллы
п./п.
1
Домашняя контрольная работа
50
Выполнение и защита отчётов по практической рабо10
те, из них:
1. Работа по топографической карте
5
2
2. Работа с геодезическими инструментами
Максимальное количество баллов, всего
5
60
Примеры тестовых вопросов промежуточной аттестации по
дисциплине «Геодезическое обеспечение строительства нефтегазовых объектов»
Выберите правильный ответ и подчеркните его
13
1
Схема какого вида нивелирования приведена на рисунке ?
1.
2.
3.
4.
5.
Геометрическое «из середиГидростатическое
Тригонометрическое
Барометрическое
Геометрическое «вперёд»
ны»
Напишите 2 пропущенных слова
2
Тригонометрическое
нивелирование
выполняется
_____________или __________________________. (прибор)
Выберите правильный ответ и подчеркните его
3
Рабочая формула для расчёта превышения при геометрическом нивелировании «из середины» имеет вид
1) i – (в+х)
4) (a+x)–(в+x)
H

i
2)
5) а – в
A
3) H A  hВ
6) a+x–в–x=а–в
В таблице впишите напротив буквы левого списка элементы правого
Установите соответствие между ОБОЗНАЧЕНИЕМ и НАЗВАНИ4
ЕМ
А)
Б)
В)
Г)
Д)
ОБОЗНАЧЕНИЕ
В
L
Н
𝜑
𝜆
А
Б
НАЗВАНИЕ
Геодезическая широта
Геодезическая долгота
Астрономическая широта
Астрономическая долгота
Геодезическая высота
1)
2)
3)
4)
5)
В
Г
Д
В таблице впишите напротив буквы левого списка элементы правого
5
Сопоставьте значения дирекционных углов и румбов
Дирекционные углы
Румбы
14
А)
Б)
В)
А
ЮЗ:7°32’
ЮВ:54°28’
СЗ:34°28’
1)
2)
3)
125°32’
187°32’
325°32’
Б
В
Выберите правильный ответ и подчеркните его
6
В какой четверти плоской прямоугольной системы координат расположена линия АВ на рисунке?
1.
I
Nг
Nm
Nx
2. II
3. III
4. IV
Выберите правильный ответ и
В
A
подчеркните его
7
Теоретическая сумма правых измеренных углов для разомкнутого
теодолитного хода рассчитывается по формуле
n

1.
теор
  к   н  (n  1)  180
1
n
2.

теор
  н   к  (n  1)  180
теор
 n  2   180
1
n
3.

1
8. ФОРМИРУЕМЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ
Результаты формируемых компетенций в зависимости от вида полученных знаний по дисциплине «Геодезическое обеспечение строительства нефтегазовых объектов» представлены в табл. 7.
15
Таблица 7
Формируемые компетенции в зависимости от вида полученных знаний по дисциплине
«Геодезическое обеспечение эксплуатации нефтегазопроводов и газонефтехранилищ»
Коды
Компетенции,
совокупный ожидаемый результат по завершении
обучения
Совокупность оценочных заданий
по дисциплине
«Подготовка, транспорт и хранение скважинной
продукции»
лекции
Профессиональные компетенции
общепрофессиональные способности
самостоятельно приобретать новые знания, используя со(ПК-1) временные образовательные и информационные технологии
использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы
(ПК-2)
математического анализа и моделирования, теоретического
и экспериментального исследования
понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасно(ПК-3) сти и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том
числе защиты государственной тайны (ПК-3)
владеть основными методами, способами и средствами по(ПК-4) лучения, хранения, переработки информации, работать с
компьютером как средством управления информацией
практические
занятия






самостоятельная
работа


(ПК-5)
составлять и оформлять научно-техническую и служебную
документацию
17



9.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА «Обработка материалов теодолитной съёмки участка трассы магистрального нефтепровода»
9.1. Введение
9.1.1. Предварительные замечания
В основу теодолитной съёмки положены теодолитные ходы. В
разомкнутом теодолитном ходе могут быть измерены правые, либо левые по ходу горизонтальные углы β (рис. 1). Если смотреть по направлению хода, то горизонтальные углы, показанные на схеме (βПЗ14, β1, β2,
β3, βПЗ13), лежат справа по ходу.
Измеренные углы и длины сторон теодолитных ходов содержат
неизбежные случайные погрешности, накопление которых приводит к
возникновению так называемых невязок (невязка – разность между измеренной либо вычисленной величиной и её теоретическим значением).
В зависимости от требуемой точности фактические невязки не
должны превышать определенных (допустимых) величин. При обработке результатов измерений возникшие невязки должны быть распределены между измеренными (вычисленными) величинами.
Процесс распределения невязок и вычисления исправленных значений величин называется увязкой или уравниванием результатов измерений. После уравнивания проводят оценку точности полученных результатов.
Все результаты первого этапа теодолитной съёмки заносят в полевой журнал (табл. 1). На следующем этапе работ снимают ситуацию
(контуры объектов) методами контурной съёмки. На каждой станции
результаты съёмки заносят в абрис.
Координаты вершин теодолитного хода (полигона) вычисляют в
камеральных условиях. Вычисления ведут в специальной ведомости
(табл. 3). Пример обработанной ведомости приведён в прил. 1. На завершающем этапе строят план местности по абрисам в заданном масштабе.
9.1.2. Задание и исходные данные
Вычислите координаты вершин разомкнутого теодолитного хода,
постройте и начертите план местности участка трассы магистрального
нефтепровода в масштабе 1:5000.
Для съемки участка местности между двумя полигонометрическими знаками П314 и П313 проложен разомкнутый теодолитный ход, измерены правые по ходу углы и длины сторон. Измерение углов произ-
Направление хода
водилось техническим теодолитом 2Т30 методом полуприёмов; расстояния измеряли компарированной рулеткой. Данные полевых измерений
приведены в табл. 1; схема теодолитного хода – на рис. 1. На всех станциях при теодолитной съёмке были составлены абрисы.
На рис. 2 приведён абрис теодолитной съёмки на станции ПЗ14.
Остальные абрисы приведены в прил. 4. Обратите внимание, что через
точки ПЗ14, 1, 2 и 3 проходит нефтепровод.
Рис. 1. Схема теодолитного хода
19
Горизонтальный
угол
,
°
Средний
угол
 ср.,
°
Угол
наклона
ν,°
4
5
6
8
3
кп
189,31
112,39
кл
кп
198,43
189,29
кл
кп
124,16
198,39
кл
кп
124,16
кл
2
ПЗ 15
1
ПЗ14
ПЗ 15
1
ПЗ 14
2
1
ПЗ 14
2
1
3
2
1
3
2
3 ПЗ 13
2
ПЗ 13
3
ПЗ
12
ПЗ13
3
ПЗ 12
Отсчёты по
горизонтальному
кругу,
°
112,38
кл
1
Измеренные длины сторон
D, м.
кп
№
№
ста
нций
Наблюда-емые
точки
Таблица 1
Полевой журнал измерений углов и линий теодолитного хода
186° 39΄
74° 04΄
6° 38΄
254° 02΄
357° 35΄
167° 31΄
177° 34΄
347° 31΄
48° 35΄
246° 09΄
228° 35΄
66° 07΄
88° 25΄
349° 49΄
268° 25,5΄
169° 48,5΄
199° 44΄
313° 39΄
19° 45,5΄
133° 39,5΄
Горизонтальное
проложение
d=D cos
ν,
м.
9
+2°00΄
+2°00΄
-0,5°00΄
-0,5°00΄
Варианты исходных данных приведены в табл. 2.
№ варианта
0
1
2
3
4
5
6
7
𝛼 нач
22°58′
290°15,7′
297°25,7′
301°47,8′
305°01,5′
284°15,5′
280°30,5′
306°17,5′
𝛼 кон
113°8,7′
20°26,4′
27°36,4′
31°58,5′
35°12,2′
14°26,2′
10°41,2′
36°28,2′
хнач ,
хкон ,
м
м
Таблица 2
унач ,
укон ,
м
1000,00 894,55
3000,00
1000,00 1513,13 1000,00
3090,00 3588,97 1195,00
3200,00 3686,5
2300,00
1999,99 2475,45 1777,77
2000,00 2518,82 2000,00
2500,00 3019,49 2500,00
1750,00 2220,72 1211,00
20
м
3508,72
1081,53
1339,70
2482,29
1987,17
2027,21
2493,22
1430,86
№ варианта
𝛼 нач
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
304°55′
280°45,5′
289°22,5′
320°40,2′
301°20′50″
348°12,3′
295°14,9′
313°42,2′
285°59,7′
292°11,7′
303°22′50″
314°34′
325°45,2′
310°55,3′
290°09,6′
293°12,7′
344°09,6′
399°24,9′
281°11,5′
286°07,9′
287°56,5′
288°54,5′
289°28′
291°04,7′
293°27,2′
294°17,7′
295°51,6′
296°07,8′
297°38,4′
298°29,3′
299°24,3′
300°11,4′
283°24,8′
282°57,7′
301°56,1′
302°17,4′
303°25,2′
𝛼 кон
35°05,7′
10°56,2′
19°33,2′
50°50,9′
31°31′32″
78°23′
25°25,6′
43°52,9′
16°10,4′
22°22,4′
33°33′32″
44°44,7′
55°55,9′
41°06′
20°20,3′
23°23,4′
74°20,3′
129°35,6′
11°21,2′
16°18.6′
18°07,2′
19°05,2′
19°38,7′
21°15,4′
23°37,9′
24°28,4′
26°23′
26°18,3′
27°49,1′
28°40′
29°35′
30°22,1′
13°35,5′
13°08,4′
32°6,8′
32°28,1′
33°35,9′
хнач ,
хкон ,
унач ,
укон ,
м
м
м
м
1110,11
2507,00
1555,55
3200,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
2500,00
3500,00
2000,00
1000,00
3000,00
4000,00
5000,00
1000,00
4000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
21
1585,77
3026,51
2069,87
3601,38
1487,92
1203,42
1504,11
1438,42
1517,75
3010,09
3981,28
2434,17
1370,57
3451,43
4513,27
5508,26
1236,72
3754,50
1519,53
1517,47
1516,00
1514,90
1514,20
1511,91
1507,80
1506,12
1502,75
1502,12
1498,43
1496,21
1493,68
1491,42
1519,16
1519,30
1486,06
1484,91
1484,91
2105,05
1787,87
999,00
2300,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
2500,00
3500,00
2000,00
1000,00
3000,00
4000,00
5000,00
2000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
2313,55
1783,36
1073,00
2629,85
1178,46
1478,05
1125,60
1278,74
1042,92
2598,58
3695,67
2285,32
1364,13
3257,14
4080,42
5107,62
2462,47
1458,04
999,56
1044,15
1060,48
1069,19
1074,20
1088,63
1109,76
1117,16
1130,96
1133,36
1146,54
1153,91
1161,83
1168,58
1019,56
1015,46
1183,46
1186,47
1196,00
№ варианта
45
46
47
48
49
50
51
52
𝛼 нач
304°41,3′
305°42,4′
306°36,5′
307°37,6′
308°38,7′
309°39,4′
310°40,1′
311°11,1′
𝛼 кон
34°52′
35°53,1′
36°47,2′
37°48,3′
38°49,4′
39°50,1′
40°50,8′
41°21,8′
хнач ,
хкон ,
унач ,
укон ,
м
м
м
м
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1481,14
1476,69
1472,50
1465,47
1461,29
1457,00
1452,57
1450,25
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1000,00
1206,60
1215,04
1222,45
1230,76
1239,00
1247,11
1255,14
1259,21
Рис. 2. Абрис на станции ПЗ 14
Что необходимо сделать:
1. Заполните табл. 1 (Полевой журнал измерений углов и линий
теодолитного хода). Заполняется для всех вариантов одинаково.
22
2. Получите у преподавателя значения начального и конечного дирекционных углов, начальных и конечных координат (согласно
выданному варианту по табл. 2).
3. Заполните табл. 3 согласно своему варианту (Ведомость вычисления координат вершин теодолитного хода).
4. Постройте план теодолитной съёмки, оформите его согласно
примеру (рис. 9).
На защиту представьте обработанные ведомости (табл. 1, табл.
3) и план теодолитной съёмки.
Небрежно выполненные работы не принимаются. Цифры пишите простым карандашом, чётко. План также выполните в карандаше, на листе плотной бумаги формата А4.
9.2. Выполнение контрольной работы
9.2.1. Обработка полевого журнала измерения углов и линий
теодолитного хода (табл. 1)
Рассчитываем горизонтальный угол на каждой станции. Всего было
измерено 5 углов (станции ПЗ14, 1, 2, 3, ПЗ13).
Рассчитаем горизонтальный угол на станции ПЗ14 (рис. 3). При измерении этого угла теодолит стоял на точке хода ПЗ14. Точка хода
ПЗ15 – задняя точка хода, точка 1 – передняя точка. На точки ПЗ15 и 1
ставили рейки, визировали трубой на пятку рейки. Угол измеряли методом полуприёмов, брали отсчёты при КЛ (основное положение) и при
КП. Поскольку измеряемый угол лежит справа по направлению хода
(направление ПЗ14 – т.1 – прямое) порядок расчёта угла следующий: из
отсчёта на заднюю рейку отнимаем отсчёт на переднюю рейку:
𝛽КЛ = 186°39′ − 74°04′ = 112°35′ ;
𝛽КП = 6°38′ + 360° − 254°02′ = 112°36′ .
При расчёте угла при КП первый отсчёт оказался меньше второго,
поэтому к результату расчёта необходимо прибавить 360°. Допустимое
отклонение в полуприёмах не может быть больше 1′; это условие выполняется, считаем средний угол:
𝛽
+𝛽
112°35′ +112°36′
𝛽ср = КЛ КП =
= 112°35,5′ .
2
2
Таким образом рассчитываем все горизонтальные углы.
23
Рис. 3. Схема измерения правого горизонтального угла при КЛ на станции ПЗ14
Рассчитайте значение среднего угла на каждой станции и внесите
в ведомость вычисления координат вершин теодолитного (табл. 3) в
столбик «измеренные β (правые)».
Рассчитайте среднее горизонтальное проложение стороны ПЗ14-1:
𝐷ПЗ14−1 + 𝐷1−ПЗ14
;
2
= 𝐷ПЗ14−1ср ∙ cos 𝜈ПЗ14−1 ;
𝐷ПЗ14−1 ср =
𝑑ПЗ14−1 ср
𝐷ПЗ14−1 ср =
124,16 + 124,16
= 124,16;
2
𝑑ПЗ14−1 ср = 124,16 ∙ cos 2 ° = 124,08.
Рассчитайте средние горизонтальные проложения для всех сторон
теодолитного хода и внесите в табл. 3.
Из табл. 2 возьмите значения дирекционных углов и координат для
своего варианта. Внесите значения 𝛼нач , 𝛼кон , хнач , хкон , унач , укон в соответствующие ячейки табл. 3.
Ниже для примера будет рассчитана табл. 3 для варианта № 0
(табл. 2).
24
Таблица 9.3
Горизонтальные
углы
№ точек измеренные, β исправлен(правые)
ные, β
о
о
'
'
Дирекционные
углы сторон, α
о
Румбы сторон,
r
назв.
'
о
'
Горизонтальные проложения сторон d, м
ВЕДОМОСТЬ ВЫЧИСЛЕНИЯ КООРДИНАТ ВЕРШИН ТЕОДОЛИТНОГО ХОДА
Приращения координат, м
вычисленные
Δх =d соs r
Координаты, м
исправленные
Δy =d sin r
Δх
Δy
Х
№
точек
У
 нач 
ПЗ 14
ПЗ
15
ПЗ
14
1
1
2
2
3
3
ПЗ 15
ПЗ 13
 кон 
ПЗ 12
 у
 х
 у
теор
контроль контроль
n

прав
изм
теор
Длина хода
 нач  кон  180  n 

теор

Контроль
 х
испр

Контроль
 уиспр 
прав
изм
  теор 
f  доп  1 n 
Р=
 f
n

f x   xвыч   xтеор 
Контроль
 х
Невязка приращений  у
f у   увыч   утеор 
Абсолютная невязка хода f абс  f х 2  f у 2 
f
выч
отн
1


Р : f абс
f
доп
отн
1

2000
Допустимость относитель- Вывод:
ной невязки
выч
доп
хода f отн
 f отн
25
х
теор
Контроль
 хконечн  хнач 
=
испр
 
f  

выч
Невязка приращений

1

Контроль
 xвыч 
 хтеор
испр  утеор
 x
ПЗ 141
 fx

 d1 
P
 x 12 
 x
 x
 x 
2 3
3 ПЗ 1 3
 у
теор
 уконечн  унач 
=
 y
ПЗ141



 fy
P
 d1 
 у
1 2
 у
2 3
 у
 у 


3  ПЗ1 3

ПЗ
13
9.2.2. Обработка ведомости вычисления координат вершин
теодолитного хода (табл. 3)
 Найдите сумму измеренных углов по формуле
n

изм
 1   2   3...   n .
(2)
1
Для разомкнутого хода в эту сумму входят и примычные углы (рис.
4).
 Теоретическую сумму правых углов вычислите по формуле:

теор
 нач  кон  180  n,
(3)
и αкон – дирекционные углы
где n – количество углов в полигоне, αнач
начальной и конечной сторон хода.
Если в теодолитном ходе измерены углы левые, то формула 3 приобретает вид1
(4)
 теор  кон  нач  180  n .
Рис. 4. Разомкнутый ход 2-8-9-5 (углы 1-2-8 и
9-5-6 – примычные)
В нашем случае измерены правые по ходу углы, поэтому
∑ 𝛽теор = 22°58′ − 113°08,7′ +180°∙n = 809°49,3'.
 Рассчитайте фактическую угловую невязку f  факт теодолитного
хода по формуле:
прав
f  факт    изм
 теор ,
(5)
если измерены правые по ходу горизонтальные углы, или по формуле
лев
f  факт   изм
   теор
если измерены левые по ходу углы.
1
При αнач > αкон из результата вычитают 360˚
26
,
(6)
𝑓𝛽 факт = 809°48′ − 809°49,3′ = –1,3'.
 Вычислите допустимую угловую невязку для технических теодолитных ходов:
f  доп  1 n ,
(7)
где n – число измеренных углов2.
𝑓𝛽 доп = 1′ ∙ √5 = –2,2'.
 Сравните фактическую угловую невязку теодолитного хода с допустимой:
f  доп  f  факт .
(8)
Если условие выполняется, то распределите эту угловую фактическую невязку с обратным знаком поровну на все углы хода. Для этого
вычислите угловую поправку   :
 
 f
,
n
(9)
где n – количество углов в полигоне.
 
 f  факт
n

 1,3
 0,2;  0,3;  0,3;  0,3;  0,2.
5
Если невязка f  факт не делится без остатка на число углов n, то несколько большие поправки вводят в углы с короткими сторонами, так
как на результатах таких углов в большей степени сказывается неточность центрирования теодолита и визирных знаков (вех). Поправки  с
округлением до десятых долей минуты (до секунд) выписывают со своими знаками в ведомость над значениями соответствующих измеренных
углов (табл. 3, прил. 1). При этом во всех случаях должно соблюдаться
условие
    f  факт ,
т. е. сумма поправок должна равняться фактической угловой невязке с
обратным знаком.
Если условие не выполняется, то проверьте все вычисления. Если в
вычислениях нет ошибок, повторите угловые измерения углов в полигоне.
 Вычислите исправленные углы:
Для разомкнутого хода n – число углов, использованных при вычислении невязки по формулам 2 и
3.
2
27
 1 испр   1    ;  2 испр  2    и т.д.
′
𝛽 1 испр
(10)
′
𝛽 ПЗ14 испр = 112°35,5 + 0,2′ = 112°35,7 .
= 190°03,5′ + 0,3′ = 190°03,8′ и т.д.
Исправленные углы запишите в соответствующую графу таблицы.
 Для контроля просуммируйте исправленные углы и убедитесь,
что сумма исправленных углов равна теоретической сумме углов, а
именно
 испр   теор .
 По известному дирекционному углу начальной стороны и исправленным внутренним углам  испр вершин теодолитного хода вычислите
дирекционные углы последовательно для всех сторон полигона следующим образом (дирекционный угол последующей стороны равен дирекционному углу предыдущей стороны плюс 180˚ и минус угол между
ними лежащий)3:
 2 3  1 2  180   2 испр ;
 3 4   2 3  180  3 испр ;
и т.д.
′
𝛼ПЗ15−ПЗ14 = 22°58 ;
𝛼ПЗ14−1 = 22°58′ + 180° − 112°35,7′ = 90°22,3′;
𝛼1−2 = 90°22,3′ + 180° − 190°03,8′ = 80°18,5′;
𝛼2−3 = 80°18,5′ + 180° − 162°27,3′ = 97°51,2′;
𝛼3−ПЗ13 = 97°51,2′ + 180° − 98°36,8′ = 179°14,4′.
(11)
Если в полигоне измерены левые по ходу углы, то формулы 11
приобретают вид
 2 3  1 2  180   2 испр ;
(12)
 3 4   2 3  180  3 испр ;
и т.д.
 Контролем вычисления дирекционных углов для разомкнутого
хода служит повторное получение уже известного значения дирекционного угла конечной стороны. Для замкнутого хода – дирекционного угла начальной стороны.
В результате вычислений вы можете получить дирекционный угол больше 360°,
тогда его нужно уменьшить на 360°, а если сумма  n 1  180 меньше вычитаемого
угла, то её нужно сначала увеличить на 360°.
28
3
𝛼кон = 𝛼ПЗ13−ПЗ12 = 179°14,4′ + 180° − 246°05,7′ = 113°08,7′.
 Переведите полученные дирекционные углы в румбы, пользуясь
схемой взаимосвязи дирекционных углов и румбов (прил. 2).
Например, 𝛼ПЗ15−ПЗ14 = 22°58′, линия находится в первой четверти.
Для первой четверти связь дирекционных углов и румбов выражается
формулой – r   , поэтому (рис. 5)
𝑟 ПЗ15−ПЗ14 = СВ: 22°58′.
Дирекционному углу 𝛼ПЗ14−1 = 90°22,3′ соответствует румб (рис. 6),
линия находится во второй четверти:
𝑟 ПЗ14−1 = 180° − 90°22,3′ = ЮВ: 89°37,7′.
Рис. 5. Соотношение азимута и Рис. 6. Соотношение азимута и румба во
румба в первой четверти
второй четверти
 Вычислите приращения координат каждой стороны по формулам
прямой геодезической задачи4:
х1  d1 cos r1 2
и
у1  d1 sin r1 2 ;
(13, 14)
х2  d 2 cos r23 и у2  d 2 sin r23 и т.д.
Знаки приращений установите по их румбам (Прил. 3).
Например, 𝑟 ПЗ14−1 = ЮВ: 89°37,7′, по формулам 13, 14 имеем
∆х ПЗ14−1 = 124,08 ∙ cos 89°37,7′ = 0,80 м.
4
х  d cos r и у1  d1 sin r1 2 ; в этих формулах вместо румбов можно ис-
пользовать значения дирекционных углов
29
Приращению присваиваем знак «минус», поскольку линия проходит во второй четверти, где х отрицательный.
В случае, если расчёт приращений ведём через дирекционные углы,
результат на калькуляторе получаем сразу с надлежащим знаком:
∆х ПЗ14−1 = 124,08 ∙ cos 90°22,3′ = −0,80 м.
Продолжаем расчёт приращений:
∆х 1−2 = 198,29 ∙ cos 80°18,5′ = +33,38 м;
∆х2−3 = 189,29 ∙ cos 97°51,2 ′ = −25,86 м;
∆х3−ПЗ13 = 112,38 ∙ cos 179°14,4′ = −112,37 м.
Аналогично рассчитываем приращения по оси у:
∆у ПЗ14−1 = 124,08 ∙ sin 90°22,3′ = +124,08 м;
∆у 1−2 = 198,29 ∙ sin 80°18,5′ = +195,46 м;
∆у2−3 = 189,29 ∙ sin 97°51,2′ = +187,51 м;
∆у3−ПЗ13 = 112,38 ∙ sin 179°14,4′ = +1,49 м.
 Вычислите сумму приращений всех сторон полигона по оси Х
(ΣΔх) и по оси У (ΣΔу):
∑ ∆хвыч = − 0,80 + 33,38 − 25,87 − 112,37 = −105,66 м;
∑ ∆увыч = 124,08 + 195,46 − 187,51 + 1,49 = +508,54 м.
fx,
 Для разомкнутого полигона невязку в приращениях координат –
fy вычислите по формулам:
f x   xвыч   xтеор ,
где
 х
теор
 хкон  хнач ,
 у
f у   увыч   утеор ,
теор
 укон  унач .
Рассчитаем ∑ ∆хтеор :
∑ ∆хтеор = хкон − хнач = 894,55 − 1000,00 = −105,45 м.
Рассчитаем ∑ ∆утеор :
∑ ∆утеор = укон − унач = 3508,72 − 3000,00 = 508,72 м.
Рассчитаем линейную невязку по осям:
𝑓х = ∑ ∆хвыч − ∑ ∆хтеор = −105,66 − (−105,45) = −0,21 м.
𝑓у = ∑ ∆увыч − ∑ ∆утеор = 508,54 − 508,72 = −0,18 м.
30
(15)
(16)
 Рассчитайте абсолютную линейную невязку f абс , затем относивыч
тельную линейную невязку f отн
:
𝑓абс = ±√𝑓𝑥2 + 𝑓у2 ,
выч
𝑓отн
=
1
𝑃:𝑓абс
.
(17)
(18)
𝑓абс = √0,212 + (−0,18)2 = 0,27 м.
1
1
≈
.
624,04: 0,27 2300
выч
 Вычисленную относительную линейную невязку 𝑓отн
сравните с
доп
допустимой относительной линейной невязкой 𝑓отн , при этом должно
выполняться условие:
выч
𝑓отн
=
доп
выч
𝑓отн
≤ 𝑓отн
,
(19)
доп
где 𝑓отн – допустимая относительная невязка, величина которой устанавливается соответствующими инструкциями в зависимости от масштаба съемки и условий измерений; принимается в пределах 1:3000 –
1:1000.
 Если вычисленная относительная невязка допустима, т. е. соблюдается условие (19), то допустимы и невязки в приращениях координат
fx и fу; это дает основание произвести увязку (уравнивание) приращений
координат по абсциссам и ординатам. Невязки fx и fу распределяют по
вычисленным приращениям координат пропорционально длинам сторон с обратным знаком. Весовые поправки в приращения координат
определяют по формулам:
 fx
 fy
 d1 ;   y 
 d1 .
P
P
f
 fy
  x 2 3  x  d 2 ;   y 
 d 2 и т.д.
P
P
 x
1 2

1 2
23
0,21
∙ 124,08 = 0,04 м;
624,04
0,21
=
∙ 198,29 = 0,07 м;
624,04
0,21
=
∙ 189,29 = 0,06 м;
624,04
𝛿∆хПЗ14−1 =
𝛿∆х1−2
𝛿∆х2−3
31
(20, 21)
0,21
∙ 112,38 = 0,04 м.
624,04
0,18
𝛿∆уПЗ14−1 =
∙ 124,08 = 0,04 м;
624,04
0,18
𝛿∆у1−2 =
∙ 198,29 = 0,06 м;
624,04
0,18
𝛿∆у2−3 =
∙ 189,29 = 0,05 м;
624,04
0,18
𝛿∆у3−ПЗ13 =
∙ 112,38 = 0,03 м.
624,04
Значения поправок с округлением до сантиметра записывают в ведомости над соответствующими вычисленными приращениями координат (см. Прил. 1). Для контроля вычисляют суммы поправок   x и   y ,
которые должны быть равны соответствующим невязкам с обратным
знаком, т. е.
𝛿∆х3−ПЗ13 =
= 0,04 + 0,07 + 0,06 + 0,04 = 0,21 м;
∑𝛿
∆х
∑ 𝛿∆у = 0,04 + 0,06 + 0,05 + 0,03 = 0,18 м
 По вычисленным приращениям координат и поправкам вычислите
исправленные приращения координат:
у 1 2 испр  у1 2    у12 ;
x 1 2 испр  х1 2    х12
.
∆х ПЗ14−1испр = −0,80 + 0,04 = −0,76 м;
∆х 1−2испр = 33,380 + 0,07 = 33,45 м;
∆х 2−3испр = −25,86 + 0,06 = −25,80 м;
∆х 3−ПЗ13испр = −112,37 + 0,04 = −112,33 м.
∆у ПЗ14−1испр = 124,08 + 0,04 = 124,12 м;
∆у 1−2испр = 195,46 + 0,06 = 195,52 м;
(22)
(23)
∆у 2−3испр = 187,51 + 0,05 = 187,56 м;
∆у 3−ПЗ13испр = 1,49 + 0,03 = 1,52 м.
 Для контроля найдите суммы исправленных приращений по оси х
и по оси у; для разомкнутого хода должно выполняться равенство –
 х
испр
  xтеор ;
32
 у
испр
  утеор.
∑ ∆хиспр = ∑ ∆хтеор = −0,76 + 33,45 − 25,81 − 112,33
= −105,45 м.
∑ ∆уиспр = ∑ ∆утеор = 124,12 + 195,52 + 187,56 + 1,52
= 508,72 м.
 По исправленным приращениям и координатам начальной точки
последовательно вычислите координаты всех вершин полигона:
х2  х1   х 1 2 испр ; у2  у1   у 1 2 испр ;
(24, 25)
х3  х2   х 2  3 испр ; у3  у2   у 2 3 испр и т.д.
По оси х: ХПЗ14 = 1000,00 м;
Х1 = 1000,00 + (−0,76) = 999,24 м;
Х2 = 999,24 + 33,45 = 1032,69 м;
Х3 = 1032,69 + (−25,81) = 1006,88 м;
ХПЗ12 = 1006,88 + (−112,33) = 894,55 м.
По оси У: УПЗ14 = 3000,00 м;
У1 = 3000,00 + 124,12 = 3124,12 м;
У2 = 3124,12 + 195,52 = 3319,64 м;
У3 = 3319,64 + 187,56 = 3507,20 м;
УПЗ12 = 3507,2 + 1,52 = 3508,72 м.
 Окончательным контролем правильности вычислений координат
служит получение координат конечной точки разомкнутого теодолитного хода и получение исходных значений координат для начальной
точки в случае замкнутого полигона.
9.2.3. Построение плана теодолитной съёмки участка трассы
магистрального трубопровода
Работы по построению плана выполните в следующей последовательности:
1) постройте координатную сетку 5 х 5 см (рис. 7);
2) наложите теодолитный ход на сетку (рис. 8);
3) нанесите ситуацию по абрисам;
4) оформите план.
33
Â
Ñ
ñ
1
b
0
3
4
d
a
À
2
D
Рис. 7. Схема построения координатной сетки
1). Построение координатной сетки
Координатную сетку можно построить с помощью линейки Ф.В.
Дробышева (Поклад Г.Г., 1988; Маслов А.В. и др, 2006; и т.д.) или с помощью линейки поперечного масштаба.
 Построим координатную сетку с помощью линейки поперечного
масштаба для чего рассчитаем количество квадратов по осям х и у.
Пусть согласно заполненной ведомости вычисления координат (см.
прил. 1) требуется составить план в масштабе 1:5000. При этом длина
стороны квадрата сетки (5 см) соответствует 250 м горизонтального
проложения местности. Исходя из значений координат хода, определяем величины
х  хmax  х min ; у  уmax  уmin
,
где хтах , утах – максимальные значения координат точек, округленные в
большую сторону до величин, кратных длине квадрата сетки в данном
масштабе; xmin , ymin – минимальные значения координат, округленные в
меньшую сторону до величин, кратных длине квадрата сетки в данном
масштабе.
Сетку при необходимости сдвиньте так, чтобы съёмочное обоснование находилось посередине сетки квадратов. При этом квадраты мо34
гут быть неполными. Это необходимо сделать для того, чтобы вся информация с абрисов была отображена на плане.
Рассмотрим построение координатной сетки и вынос точек по их
координатам для случая, когда координаты равны:
Обозначение точки
Х, м.
У, м.
ПЗ14
3090,00
1195,00
1
3213,68
1205,41
2
3411,20
1187,27
3
3596,19
1227,59
ПЗ13
3588,97
1339,70
35
Рис. 8. Схема нанесения точек теодолитного хода на координатную
сетку
Для рассматриваемого примера: хтах = 3750 м, xmin = 3000 м, Δ х =
750 м;
утах = 1400 м, уmin = 1000 м, Δ у = 400 м.
Тогда число квадратов по оси х равно
36
750 м
3
250 м
и по оси у:
400 м
 2.
250 м
 Постройте сетку квадратов, для этого на листе бумаги проведите
диагонали АВ и CD. Из точки пересечения диагоналей (точки 0) сделайте циркулем засечки одинакового размера. Полученные точки а, d, b и с
соедините прямыми линиями. Стороны прямоугольника асbd разделите
пополам и через точки деления проведите прямые 1–2 и 3–4, которые
должны пройти через точку 0 пересечения диагоналей. Если число
квадратов четное, то от нуля в направлении точек 1, 2, 3 и 4 отложите
отрезки, равные стороне квадрата сетки. При нечетном числе квадратов
от нуля откладывают сначала половину стороны квадрата сетки, а затем
величину, равную стороне квадрата сетки. Соединив линиями соответствующие точки на противоположных сторонах прямоугольника, получают сетку квадратов. Циркулем-измерителем проверьте правильность
построения координатной сетки путем измерения диагоналей ее квадратов; длины диагоналей должны быть равны 7,07 см или отличаться от
этой величины не более чем на ± 0,2 мм.
 Координатную сетку подпишите в соответствии с координатами
пунктов теодолитного хода (рис. 9). Для этого возьмите минимальное и
максимальное значения х и у, которые использовались для нахождения
числа квадратов сетки по осям х и у. У нижней горизонтальной линии
сетки слева от крайней вертикальной линии подпишите минимальное
значение абсцисс (xmin=3000м), а у верхней крайней линии – максимальное значение (хmах= 4000 м). Промежуточные горизонтальные линии
сетки имеют абсциссы, кратные длине стороны квадрата сетки. Аналогично подписывают вертикальные линии (ординаты) сетки. При оцифровке сетки следует помнить, что значения абсцисс возрастают снизу
вверх, а ординат – слева направо.
2). Нанесение на план точек теодолитного хода и ситуации и
оформление плана
Нанесение на план точек теодолитного хода производится по их
вычисленным координатам. Для этого сначала определите квадрат сетки, в котором должен находиться пункт. Так, например, точка №2 с координатами х =3411,20 м и у=1187,20 м попадает в квадрат сетки 32501000 (рис. 8). От линии сетки х=3250 м точка №2 отстоит на 3411,203250=161,20 м
37
Поэтому от этой линии на двух вертикальных сторонах квадрата в
масштабе плана откладывают 161,20 м и проводят вспомогательную
линию х=3411,20 м.
Далее на ней от линии у=1000 м в масштабе плана откладывают
187,27 м (1187,20-1000). Полученная точка является местоположением
точки №2 на плане.
Аналогично нанесите по координатам все вершины теодолитного
хода. Правильность нанесения на план двух соседних точек проверьте
по длинам сторон хода. Для этого на плане измерьте расстояния между
вершинами хода и сравните их с соответствующими горизонтальными
проекциями сторон, взятыми из ведомости вычисления координат; расхождение не должно превышать 0,2 мм на плане, т. е. графической точности масштаба. Кроме того, грубые ошибки можно обнаружить, измерив транспортиром горизонтальные углы и дирекционные углы сторон
и сравнив их с соответствующими значениями, приведенными в ведомости. Для построения на плане линий служит поперечный масштаб.
Нанесение на план ситуации производится от сторон и вершин
теодолитного хода согласно абрисам съемки. При этом местные предметы и характерные точки контуров наносятся на план в соответствии с
результатами и способами съемки. При накладке ситуации на план расстояния откладываются с помощью циркуля-измерителя и масштабной
линейки, а углы – транспортиром.
Так, например, угловой засечкой в рассматриваемой работе снимался репер №2. Границы между контурами растительности (болотом и
лесом; берёзовым редколесьем и закустаренным болотом; березняком и
тростниковым болотом и т.д.) снимались в основном способом прямоугольных координат. При этом способе за начало координат принимается начальная точка линии, за ось абсцисс – линия хода. Так, по линии
ПЗ14-1 для первой контурной точки абсцисса равна 17,03 м, а ордината
– 43,62; для второй – абсцисса 21,53, ордината – 64,44. При нанесении
точек, снятых способом перпендикуляров, перпендикуляры к сторонам
хода восстанавливают прямоугольным треугольником.
Для накладки на план точек, снятых способом створов, от соответствующих вершин теодолитного хода с помощью циркуля-измерителя
откладывают в масштабе плана расстояния до точек, указанные в абрисе. При построении контуров от начала опорной линии на плане откладывают расстояния до оснований перпендикуляров; в полученных точках, пользуясь выверенным прямоугольным треугольником, строят перпендикуляры, на которых откладывают их длины. Соединив концы перпендикуляров, получают изображение контура местности.
38
Для нанесения точек, снятых полярным способом, центр транспортира совмещают с вершиной хода, принятой за полюс, а нуль транспортира – с направлением стороны хода. По дуге транспортира откладывают углы, измеренные теодолитом при визировании на точки местности,
и прочерчивают направления, на которых откладывают расстояния до
точек, указанные в абрисе.
При нанесении точек способом угловых засечек транспортиром в
вершинах опорных сторон откладывают углы и прочерчивают направления, пересечения которых определяют положения искомых точек.
Нанесение точек способом линейных засечек выполняется с помощью
циркуля-измерителя и сводится к построению треугольника по трем
сторонам, длины которых измерены на местности.
При построении контуров местности на плане все вспомогательные
построения выполняют тонкими линиями. Значения углов и расстояний,
приведенные в абрисе, на плане не показывают.
По мере накладки точек на план по ним в соответствии с абрисами
вычерчивают предметы местности и контуры и заполняют их установленными условными знаками.
Затем выполняют зарамочное оформление и оформляют план с соблюдением правил топографического черчения. На рис. 9 представлен
ситуационный план участка местности, составленный в результате обработки материалов теодолитной съёмки.
39
Рис. 9. Ситуационный план местности
40
10. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
10.1. Перечень рекомендуемой литературы
Основная:
1. Поклад Г.Г. Геодезия: Учебное пособие для вузов. – М.: Недра,
1988.– 304 с.: ил.
2. Инженерная геодезия. учеб. для вузов/ Е. Б. Клюшин, М. И. Киселёв, Д. Ш. Михелёв, В. Д. Фельдман; под ред. Д. Ш. Михелёва. – 2е изд. испр. – М.: Высш. шк., 2001. – 464 с.: ил.
3. Передерин В.М. Основы геодезии и топографии / В.М. Передерин.,
Н.В. Чухарева., Н.А. Антропова – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. – 123 с.
4. Обработка полевых материалов теодолитной съёмки участка трассы магистрального трубопровода: методические указания к выполнению лабораторной работы/ Томск: Изд-во Томского политехнического университета.
2009. – 24 с. на сайте:
http://portal.tpu.ru/SHARED/a/ANTROPOVA/Metodichki/Tab?_mode=16
5. Способы определения площадей земельных участков при строительстве, капитальном ремонте и реконструкции объектов магистральных трубопроводов: Методические указания к выполнению
лабораторной работы / Н.А. Антропова, Т. Д. Садыков, А.В. Шадрина, – Томск: Из-во Томского политехнического университета.
2010. – 28 с. на сайте: http://truba.tom.ru.
Дополнительная:
1. Передерин В.М., Чухарева Н.В., Антропова Н.А., Щадрина А.В.
Учебно-методический комплекс дисциплины «Геодезическое
обеспечение строительства газонефтепроводов и газонефтехранилищ»: ТПУ, ИГНД, ТХНГ, 2007 г. электронный носитель – диск
140 Мб
2. Поклад Г.Г. Геодезия: Учебник для вузов/ Г.Г. Поклад, С.П.
Гриднев – М.: Академический проект, 2007.– 592 с.
3. Рудаченко А.В., Передерин В.М., Чухарева Н.В., Антропова Н.А.
Геодезическое обеспечение проектирования, сооружения и эксплуатации газонефтепроводов и газонефтехранилищ, электронный учебник.
41
6. Методические указания к выполнению лабораторных работ по
дисциплине «Геодезия и топография». – Томск: Изд-во ТПУ, 2006
– 82 с. на сайте: http://truba.tom.ru.
1. Методические указания к выполнению лабораторной работы
«Оценка точности результатов геодезических измерений»/ сост.
Н.А. Антропова – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. – 30 с.; на сайте: http://truba.tom.ru.
2. Лабораторный практикум по геодезии / сост. Н.А. Антропова. –
Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. –
76 с.
3. Решение задач по топографической карте с использованием геоинформационной системы MapInfoW: Методические указания к
лабораторной работе – Томск: Изд-во ТПУ, 2006 – 16 с. на сайте:
http://truba.tom.ru
4. Контрольная работа: обработка полевых материалов теодолитной
съёмки / Н.А. Антропова, Т.Д. Садыков, А.В. Шадрина; Национальный исследовательский Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета,
2010. – 36 с. на сайте: http://truba.tom.ru
5. Современные геодезические приборы, применяемые при строительстве и ремонте газонефтепроводов и газонефтехранилищ: Методические указания к лабораторной работе» / Сост. Н.А. Антропова – Томск: Изд-во ТПУ, 2006 – 36 с. на сайте: http://truba.tom.ru
11. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
В проведении лекционных и практических занятий используются следующие аудитории:
 305 ауд. 20 кор. (94 посад. места, используется персональный РС
Core 2 Duo 1.8. с программным обеспечением: Microsoft Office
PowerPoint 2003);
 123 ауд. 20 кор. (30 посад. мест, персональный РС Core 2 Duo 1.8,
Интерактивная доска StarBoard FX-82W, с программным обеспечением: Microsoft Office PowerPoint 2003; Система интерактивного опроса и голосования VERDICT на 30 участников; Беспроводной графический планшет.
 120 ауд. 20 корп.(40 посад. мест; Плазменная панель NEC Plasma
Sync;
42
 107 ауд. 20 корп. (17 посад. мест; Плазменная панель NEC Plasma
Sync; ПО: Inventor, Autocad, Microsoft Office PowerPoint 2003,
Виртуальные лабораторные работы.)
Программа одобрена на заседании учебно-методического семинара кафедры ТХНГ (протокол № 1 от « 5 » октября 2012 г.).
Автор(ы): к.г-м.н., доцент каф. ТХНГ Н.А. Антропова, к.т.н., доцент каф. ТХНГ А.В. Шадрина
Рецензент(ы) к.т.н., зав. каф. ТХНГ А.В. Рудаченко
43
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ВЕДОМОСТЬ ВЫЧИСЛЕНИЯ КООРДИНАТ ВЕРШИН ТЕОДОЛИТНОГО ХОДА
Дирекцион-ные
углы сторон, α
измеренные,
β
исправлен№ точек
(правые)
ные, β
о
о
'
о
'
Румбы сторон,
r
назв.
'
о
'
Приращения координат, м
Горизонтальные
проложения
сторон d, м
Горизонтальные углы
вычисленные
Δх =d соs r
Δy =d sin r
35,7′
190 3,5 190
162
+0,04
+ 0,04
-0,80
124,08
+0,07
+ 0,06
+33,38
195,46
+0,06
+ 0,05
-25,87
187,51
+0,04
+ 0,03
-112,37
1,49
90˚22,3΄ ЮВ 89˚37,7΄ 124,08
80˚18,5΄
СВ 80˚18,5΄ 198,29
-0,76
124,12
98 36,5 98
97˚51,2΄ ЮВ 82˚08,8΄ 189,29
179˚14,4΄ ЮВ 0˚45,6΄ 112,38
05,7′
809 49,3
 x
 кон 
выч
 105,66
 у
теор
 105,45

выч
508,54
теор
508,72
 11308,7
 х
контроль контроль
прав
изм

Невязка приращений
809˚48΄
теор
  нач   кон  180  n 
 26949,3  180  5  116949,3
 360  80949,3.
прав
f     изм
  теор   1,3

 
доп 1 n  2 15
f x   xвыч   xтеор 
Длина хода
Р=624,04
 
 f
n
-25,81
187,56
-112,33
1,56
 1,3

 0,2; 0,3; 0,3; 0,3; 0,2.
5
1
1

Р : f абс 2300
Контроль
999,24
3124,12 1
1032,69
3319,64 2
1006,88
3507,20 3
доп
f отн

1
2000
fу
Невязка приращений
  у
  у

-0,18
выч
теор
f х  f у  0,27
2
2
Допустимость относитель- Вывод:
Невязка
ной невязки
допустима
в ыч
доп
хода f отн
 f отн
44
Контроль
 уиспр 
Контроль
Контроль
894,552
3508,72
 хтеор  хкон  хнач 
 х 
508,72
=
-105,45
894,55-1000,00 = испр
Контроль
 х
 у
испр
Абсолютная невязка хода f абс 
выч
f отн

– 0,21
испр
 x
ПЗ 1 41

 x
 x
 хтеор
 у теор
 fx
 d1  0,04
P
 x
2 3
ПЗ
14
3000,00
195,52
36,8′
+0,2
246 5,5 246
+33,45
27,3′
+0,3
ПЗ
13
ПЗ
12
f
У
1000,00
03,8′
+0,3
27 162
№
точек
ПЗ
15
+0,3
3

Х
+0,2
112 35,5 112
2
1
Δy
 2258
1

Δх
 нач 
ПЗ
15
ПЗ
14
n
Координаты, м
исправленные
1 2
105,45
 у
теор
 укон  унач 
= 3508,72 – 3000,00 = -508,72
 y
ПЗ141

 fy
 0,07
 0,06
3 ПЗ1 3
 0,04
 x  0,21
 у
P
 d1  0,04
 у
1 2
 у
23
3  ПЗ 1 3
 0,06
 0,05
 0,03  у
 0,18
ПЗ
13
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Схема взаимосвязи азимутов и румбов
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Знаки приращений координат по четвертям
Знаки приращений по оси Х
Знаки приращений по оси У
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Абрис на
станции 1
Абрис на станции 2
46
Абрис на станции 3
47
Учебное издание
ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА
НЕФТЕГАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ
Рабочая программа для подготовки бакалавров по направлению
131000 «Нефтегазовое дело»
Разработчики: АНТРОПОВА Наталья Алексеевна
ШАДРИНА Анастасия Викторовна
Подписано к печати .
.2012. Формат 60х84/16. Бумага «Снегурочка».
Печать XЕROX. Усл. печ. л. . Уч.-изд. л. .
Заказ . Тираж экз.
Томский политехнический университет
Система менеджмента качества
Томского политехнического университета сертифицирована
NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту ISO
9001:2000
. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30.
Тел. / факс: 8(3822) 56-35-35. www.tpu.ru
48