proiectarea si optimizarea retelelor geodezice

Upload: pussyadrysweety

Post on 15-Oct-2015

134 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

Proiectarea si optimizarea retelelor geodezice, subiecte rezolvate examen Koncsag, UAB

TRANSCRIPT

1. Generalitati. Clasificare pct geodezice2. Clasificarea retelelor geodezice dupa nr de elemente fixe din retea3. Clasificarea retelelor geodezice dupa forma4. Clasificarea retelelor geodezice dupa destinatie5. Clasificarea retelelor dupa nr de dimensiuni6. Poiectarea retelelor geodezice7. Piesele componente ale proiectului retelei geodezice8. Criterii de optimizare la proiectarea retelelor geodezice9. Proiectarea retelelor geodezice. Determinarea vizibilitatii intre punctele geodezice10. Recunoasterea terenului11. Identificarea pct geodesic12. Recunoasterea pct geodesic in teren13. Materializarea in teren a retelelor geodezice. Semnalizarea14. Marcarea pct geodezice15. Metode de rezolvare a retelelor geodezice. Dezvoltarea retelelor geodezice prin metode clasice16. Dezvoltarea retelelir geodezice prin metode GPS17. Structura sistemului GPS18. Studiul distributiei ponderilor in retelele geodezice in vederea optimizarii. Clasificarea erorilor specifice masuratorilor geodezice19. Analiza propagarii erorilor in retelele geodezice realizate prin masuratori moderne GPS

Proiectarea si optimizarea retelelor geodezice 1. GeneralitatiPrin definitie geodezia are ca scop det formei si dim pamantului materializand pe suprafata de referinta un numar necesar si sufficient de puncte a caror poz in plan (x,y) si in inaltime (z) face obiectul det geodezice. Aceste puncte formeaza pe suprafata de referinta relelee geodezice care constituie baza ridicarilor topo, fotogram sau cadastrale.Punctele geodezice se grupeaza in 2 mari categ: Pct geodezice pr care se stabilesc coord plane x,y intr-un anumit system de referinta iar aceasta se numeste reteaua geodezica planimetrica. Pct geodezice pt care se stabilesc cotele fata de supraf elipsoidului de ref, acesta se numeste reteaua geodezica de nivelment.Pentru det poz plane a pct geodezice pot fi folosite urmatoarele metode: Metoda triangulatiei (mas de ung) Metoda trilateratiei (mas de dist) Metoda combinata Metoda poligonometrieiDet pozitiei in inaltime a pct geodezice se face utilizand metoda nivelmentului geometric si trigonometric.2. Clasificarea retelelor geodezice:Se poate face dupa mai multe criteria si are ca scop punerea in evident a functiunii si destinarii tipurilor de retele geodezice: Numarul elementelor fixe Forma retelelot geodezice Destinatia retelelor geodezice Numarul de dim ale spatiului.1.Clasificarea dupa nr de elemente fixe din retea, se impart in 3 categ: Retele neconstranse sunt acele retele care contin un nr minim de elem fixe pt a putea fi incadrate intr-un system de referinta.Ex: -poate exista un pct de coord cunosc, o dist si o orientare cunoscuta sau 2 pct de coord cunoscute. Retele constranse sunt acele retele in care exista un numar mai mare de elemente fixe decat cele strict necesare. Retele libere sunt acele retele in care nu exista nici un elementmfix ca sa poata fi incadrata intrun system de ref ceea ce inseamna ca toate pct sunt provizorii.3. Clasificarea dupa forma: Retele geodezice sub forma de lant de triunghiuri- aceste retele se dezvolta in lungul meridianelor si a paralelelor cu o lungime de aprox 200 km.(in Romania exista 3 lant de triang acestea numinduse lanturi primordial de ord I, iar in interiorul lor sa creat o retea de triang complementara de ord I)Reateaua complementara de ord I a fost compensate ca o retea constransa pe elem fixe ale lant primordial de triung. Reteaua compacta de triangulatie sau reteaua de suprafata- acest tip de retea acopera integral intreaga suprafata considerate, putanduse compensa in bloc sau pe grupe de puncte (actual retea de train a Rom este o retea compacta care a fost compensate pe grupe de puncte) Retea sub forma de poligoane- acest tip de retea este caracteristica retelelor de nivelment compuse din poligoane neregulate si de marimi diferite( in tara noastra reteaua de nivelment asigura acoperirea intregii suprafete in mod uniform).4. Clasificarea retelelor geodezice dupa destinatii: Retele geodezice international Avem de a face cu o retea geodezica international daca aceasta se intinde pe teritoriul a doua sau mai multor state.Retelele inter sunt utilizate si in scopuri cartografice militare sau economice.Retelele inter actuale sunt de fomra compacta cu structura foarte complexa si cuprind in general toate categ de mas. Un exemplu de ret geodezica inter este reteaua geodezica Vest-Europeana. Reteaua geodezica de stat- Sunt acele retele care se intend pe suprafata unui singur stat. In Romania ret geodezica de stat a fost create separate pentru triang, pentru nivelment si pentru gravimetrie (studiaza distributia geografica a campului de gravitatie).Retelele geodezice de stat sunt impartite pe ordine care difera in primul rand prin lungimea lat dintre puncte sau lung traseului.

Ord reteleiLungimea medie a lat (km)Lungimea medie (km)

I 20-25 km 10 km

II 13 km 7 km

III 8 km 5,5 km

IV 4 km 2 km

V 2 km 1 km

a) Superioare (I, II)b) Inferioare (III, IV)c) IndesireTriang geodezica de ord I ca retea de baza a fost realizata dupa anul 1956 si cuprind 374 de pct reunite in 657 triunghiuri si 6 patrulatere.Retelele geodezice de ord II, III, IV, rezulta din indesirea succesiva a ret de ord I dupa anul 1990 sa pus problema realizarii unei retele modern (GPS), incadrarea retelei nationale in sistemul mondial WGS84 si integrarea celor 3 categ de retele existente intro singura retea de ref cu det tridimensionale ROREF.Retelele de nivelment sunt structurate pe 4 ordine fiind independent de cea planimetrica si cuprinde peste 17500 de repere det in sistemul de altitudini MN 1975 cu pct 0 fundamental Capela Militara Constanta. Ord reteleiLat medie (km)

I 1500

II 500-600

III 150-200

IV 50

Retele geodezice locale sunt create pt derularea unor lucrari tehnico ing complexe si se caracterizeaza printro precizie ridicata care poate depasi uneori precizia retelei geodezice de stat.De obicei ret geodezice locale nu se constrang pe pct din reteaua geodezica de stat, ci cel mult se poate face o incadrare simpla in reteaua geodezica de stat. Retele geodezice locale interSunt acele retele care se extend pe teritoriul a 2 sau mai multor state si au o precizie interioara mai ridicata decat ret geodezica de stat. in zona Portile de Fier in Romania si Serbia sa realizat o astfel de retea.

5. Clasificarea retelelor geodesice dupa nr de dimensiuni

Ret. Geodez unidimensionalle, bidimensionale, tridimensionale, cu 4 dimensiunia) Ret. Geodez unidimensionale : Aici intra retelele de nivelment si gravimetrice deoarece punctele care constituie aceste ret. Au o singura coord(altitudinea gravimetrica)b) Ret geodez bidimensionale: Pctele din acest tip de retele au determinate coord intr-un system unitary de referinta.Ex: x,y-> in plan de proiectie -> pe ellipsoid Din aceasta categ de retele numite planimetrice fac parte retelele de traingulatie si de triangulatie.c) Ret geodez tridimensionale: Sunt acele retele in care intra cele 3 coord si se determ unitary si omogen (in acelasi timp)d) Ret geodez cu 4 dimensiuni Sunt acele retele in care in afara de cele 3 coord (x,y,z) apare sic ea de a 4 dimensiune t timpul

6. Proiectarea Retelelor Geodezice Principiile care stau la baza intogmiri proiectului unei retele geodezice:1) Proiectul retelelor geodezice se realizeaza de obicei de la complex la simplu adica de la retelele de ord 1 la retelele de ord 2, 3, 42) Precizia de determ a tuturor pctelor trebuie sa fie unifoma (principiul omogenitatii)Retelele de ord 1 si 2 sunt considerate superior ret de ord 3, 4 sunt de ord inferior iar ret de ord 5 sunt ret de indesire Triangulatia geometrica de ord 1 ca retea de baza a fost realizata dupa 1956 si cuprinde 374 de pcte reunite in 657 de triunghiuri si 6 patrulatere Ret geodez de ord 2, 3, 4 => din indesirea succesiva a retelei de ord 1.Dupa 1990 s-a pus problema realizarii unei ret geodezice modern (gps) incadrarea retelei nationale in system mondial WGS 84 si integrarea celor 3 categorii existente intr-o sg ret de referinta cu determinare tridimensionala(TOREF- Romania Referinta)7. Piesele component ale proiectului ret geodez: a) documentatia proiectului b) piese desenate c) note de calcul d) deviz estimative e) planificarea si organizarea lucrari

a) documenatia proiectului- harti la scai diferite in functie de ordinal retelei- harti la scari cuprinse inre 1:25000 si 1:5000 pt a stabili amplasarea in detaliu a punctelor- date cu privire la ret executate anterior in zona - inform cu character oganizatoric si economic- inform cu privire la relief, vegetatie, clima etcb) piesele desenate- schita retelei- schite de detalie cu amplasarea pcterol- profile executate in lungul vizelor, proiectate, necesare la studiul vizibilitatii si la stabilirea inaltimii semnalelor geodezicec) notele de calcul- calculele de estimarepropagarii erorilorcalcule de determinare a vizibilitatii si calculi privind stabilirea semnalelor geodeziced) devizul estimative este bazat pe proiectul ret geodez si cuprinde referii la:- volumul de lucrari- necesarul fortei de munca- materialele- costul pe capitol de lucrari- costul totale) Planificarea si organizarea lucrarilor consta in distributia .si ..in timp a lucrarilor proiectate , intogmirea planului de aprovizionae cu materialele si fixarea termenelor de predare pe category de lucrari.

8. Sistemele de optimizare la proiectarea ret geodez.

Studiul configuratiei optime a unei ret geodez de triang reprez o problema de mare raspundere si importanta Exista pt fiecare ret in part o anumita configuratie a ret pt care repartizarea erorilor este optima Realizarea unei configuratii optime trebuie sa tina seama de 2 criterii tehnic si economic Criteriul ethnic Eroarea relative a unei laturi intr-un lant de triunghiuri depiunde de precizia cu care sa mas latura initialaDESEN Intr-un lan de triunghiuri nu poare fi oricat de mare (deoarece cu cat nr triungiurilor este mai mare cu atat eroarea este mai mare) Din acest motiv intr-o ret se mas mai multe laturi cat mai uniform diispuse Forma triunghiurilor sa fie de triunghiuri isosceles(fara unghiuri ascutite sau echilaterale)Criteriul economic Retelele trebuie sa fie corectate a.i sa fie nacesa unui volum cat mai mic de operatii de teren si birou iar cheltuielile finale sa fie minime.9. Proiectarea retelelor geodezice. Determinarea vizibilitatii intre pct geodeziceVizibilitatea intre pc de triangulatie este cond de sfericitatea pamantului, refractia atmosferica si de obstacolele aflate pe traseul vizei.(relief, vegetatie, constructii etc)Din cauza faptului ca obstacolele pot influenta negative vizele prin fenom de refractive este stability prin norme ca razele vizuale sa treaca pe deasupra obstacolelor la urmatoarele inaltimi minime: Ord I > 4 m Ord II> 2 m Celelalte > 0.5 mIn cazul retelelor geodezice determinate cu ajutorul satelitilor nu este necesara vizibilitatea intre pct la det lor dar trebuie sa existe vizibilitate din fiecare punct catre minim 2, 3pct pt ca reteaua sa fie functional.10. Recunoasterea terenuluiReprezinta un ansamblu de activitati in scopul definitivarii proiectului retelei geodezice tinand cont de cond reale din teren.In cadrul cunoasterii terenului se stabilesc o serie de obiective:1. stabilirea amplasamentului pct de triang sau a reperilor de nivelment.2. Stabilirea inaltimii exacte a semnalelor geodezice3. Reperarea pct geodezice4. Adoptarea unor masuri organizatoricePozitia fixate initial pe harta a pct geodezice poate fi diferita in functie de situatia concreta din teren.Locul de amplasare a pct unei retele geodezice trebuie sa respecte anumite reguli impuse de niste instructiuni in vigoare:a) Pct trebuie sa fie amplasate in puncte stabile b) Nu se recomanda amplasarea pct in incinta institutiilor dar reperii de nivelment se pot amplasa in undatiile exterioare ale acestora.c) Nu trebuie amplasate pct geodezice la mai putin de 100 m de retelele de inalta tensiune sau 50 de m de caile de comunicatie.d) Trebuie astfel dispuse incat vizele sa nu treaca prea aproape de suprafete care sa mareasca refractia lateral.Pt stabilirea exacta a inaltimii semnalelor geodezice trebuie urmarit ca din pct tarusat sa se poata vedea toate pct stabilite prin proiect. In acest scop se pot folosi diferite mijloace si anume: 1. Copaci2. Cladiri3. Scari special (telescopic) de recunoastere4. Construirea unor semnale provizorii.Dup realizarea acestui obiectiv se face si o semnalizare provizorie pt a se putea vedea pct respective din celelalte. Fiecare pct geodesic din triang de stat este reperat polar, in raport cu cel putin 2 repere azimutale care se folosesc in situatia in care dispare sau este distrusa semnalizarea punctului.Reperii azimutali pot fi de 2 feluri:a) Reperi existenti in terenb) Reperi special construiti care se amplaseaza la circa 200 de m de pct.11. Pentru identificarea poz unui punct geodesic a carui semnalizare a fost distrusa sau acoperita cu vegetatie se procedeaza in felul urmator:1. Se marcheaza cu un tarus poz aprox a punctului geodesic.2. Se instaleaza un teodolit in pct marcat si se executa o retrointersectie folosind puncte de triangulatie existente in teren pt a det coord acelui punct.3. Cu valorile coord det si cu cel al pct cautat vom calcula orientarea si distant pana la pct cautat.4. Din dif orientarilor catre un punct vechi si pct cautat va rezulta un unghi .5. Vizand catre punctual B se va introduce in teodolit ung iar pe directia respective se va masura distant dsp la capatul caruia se va materialize pct cautat P.6. Daca nu se va gasi borna veche se va sapa pana se va descoperi placuta martor din subsol. (desen curs)12. Recunoastearea punctului geodesic in terenRezultatul operatiei de recunoaste este materializat intrun document denumit foaie de recunoastere topografica:1. Informatii si detalii reeritoare la poz pctDetaliile legate de poz pct se refera la determinarea pct, ord pct, judetul, statia de cale ferata cea mai apropiata, nomenclatura foii de harta in care se gaseste punctual, coordonatele de pe harta, natura punctului (vechi/ nou), starea constructiei in cazul in care acest punct este vechi.2. Date privind constructia semnaluluiPartea privind felul constr care semnalizeaza punctul se completeaza dupa efectuarea constr (reprez schemelor cu tipurile de semnal).3. Bornarea si lucrarile in punctPt descrierea bornarii se face o schita insotita de o descriere in cuvinte, unde se specifica daca sa facut o movila cu sant in jurul bornei, daca sau facut defrisari pt anumite directii pt a se asigura vizibilitatea si alte lucrari care sau executat in pct respective.4. Descrierea poztiie pct si a cailor de accesDescrierea pozitiei pct si a cailor de acces se va face atat prin cuvinte cat si prin intermediul a dou schite Dealu Gol. (desen curs)Una din schite reprezinta pozitia punctului fata de caile de acces si localitatile cele mai apropiate iar cealalta reprezinta reperajul pct fata de detaliile cele mai importante din propierea lui.5. Informatii asuprea pctIndicat urmatoarele amanunte Locul de cazare pt echipa muncitoare la punct Cel mai apropiat oficiu postal +tel fix De unde se va face aprovizionarea cu material si in cazul un care nu avem muncitori sa se poata angaja oameni pt constructia semnalelor.6. Schema bornei si dispunerea reperelor azimutaleReperajul bornei si dispunerea reperelor azimutale se concretizeaza intro schita de detaliu cu distante precise se o descriere in cuvinte a poz bornei fata de anumite detalii planimetrice din teren cu precizarea pozitiei reperelor azimutale. (desen curs)7. Schema directiilorSchema directiilor reprezinta o schita pe care se trec toate legaturile spre celelalte pct din reteaua geodezica, indicanduse distanta in km orientarea si modul afectiv in care este vazut pct prin luneta aparatului. (desen curs)

13. Materializarea in teren a retelelor geodezicePct retelelor geodezice trebuie materializate in teren prin diferite tipuri de repere (borne) in functie de tipul retelei.Marcarea la sol a punctelor in ret geodezica se face cu ajutorul unor borne din beton armat in care necesita si o semnalizare adecvata pentru a permite executarea obs la distante mari. Semnalele geod se construiesc din lemn sau metal. (desen curs)Piramida pilastru are rolul de a sustine instrumental utilizat pt efectuarea mas in punct.Piramida semnal permite observatiile la inaltimea stabilita prin proiect si sustin si pirm de semnal.Piramida de semnalizare reprezinta portiune care se vizeaza din celelalte pct ale statiei.Semnalele geodezice trebuie sa indeplineasca urmatoarele cond: Sa fie centrice Sa fie stabil si rigid, rezitent in timp Sa apara simetric din orice pct ar fi privit Vizibil la dist mari avand o culoare contrast fata de mediul incoj Picioarele semnale sa fie amplasate incat sa nu impiedice vizele.14. Marcarea pctelor geodeziceMaterializarea permanenta a pct geodezice si fixarea centrului mathematic care primeste coord intro retea geodezica este realizata prin intermediul unor borne de beton si placate de beton care se ingroapa in sol. Tipul bornelor si a placutelor difera in functie de ord.Bornarea se executa imediat dupa terminarea constr semnalului urmarinduse ca toate reperele incastrate in bloc si in borna propriu zisa sa se afle pe vertical centrului pilastrului.15. Metode de rezolvare la relelelor geodezice. Metode clasiceDezvoltarea retelelelor geodezice se realizeaza in scopul cresterii nr de pct cu poz bine determinata, puncte ce vor constituii baza pt dezvoltarea retelelelor geodezice si topografice inferioare sau pt lucrari de ridicare sau trasare.Dezvoltarea retelelor geodezice se poate face prin metode clasice sau prin metode modern. (gps)1. Dezvoltarea retelelelor prin triangulatie care la randul ei cuprinde 3 metode secundare:a) Dezvoltare prin intersectie simpla inainte sau multipla inainte, care se caracterizeaza prin efectuare de masuratori, prin stationarea in puncte cu pozitie bine determinate care in literature de specialitate se numesc puncte vechi. (desen curs)b) Dezvoltarea reteteleor prin intersectie simpla inapoi (retrointersectie) care se caracterizeaza prin efectuarea de masuratori prin stationarea in punctele prin care se dezvolta reteaua( puncte noi). (desen curs)c) Dezvoltarea retelelelor geodezice prin met intersctiei combinate unde observatiile se realizeaza atat prin pct vechi cat si prin pct noi. (desen curs)2. Dezvoltarea retelelor prin trilateratie Metoda se caracterizeaza prin faptul ca observatiile se fac asupra distantelor dintre pct noi si cele vechi, dintre pct noi si dintre pct vechi. (desen curs)3. Dezv retelelor prin metoda poligonometriei- se caracterizeaza in realizarea unor trasee poligonale simple sub forma de trasee poligonale cu cost redus al lucrarilor aferente si flexibilitatea mare la cond de relief dar cu acumulari ale erorilor de orientari. (desen curs).4. Dezvoltarea retelelor prin radieri- este mai putin aplicabla datorita preciziei scazute de det a pct noi. (desen curs)16. Dezvoltarea retelelor prin metode GPSUn system de pozitionare globala GPS permite det poz exact a unui punct de pe suprafata pamantului intrun system tridimensional de referinta prin trilateratia spatial.Procedeul presupune masurarea la un moment dat a distantelor pana la cei patru sateliti si cunoasterea poz acestora in sistemul de referinta adoptat.Aceste elemente trebuie determinate cu precizie maxima luanduse in cnsiderare o serie de erori si corectii corespunzatoare.Prin calculi referitoare (post procesare) se vor determina coordonatele ce dau pozitia in spatiu a punctului in raport cu un system de referinta in acest scop se utilizeaza o constelatie de stateliti artificiali, cu echipament specializat ce se deplaseaza pe orbite cunoscute in jurul pamantului si receptoare terestre cuplate la echipamente electronice sophisticate.17. Structura sistemului GPSComponentele de baza ale sistemului GPS se grupeaza in 3 segmente:1. Segementul spatial al sistemului GPS cuprinde o constelatie de 24 de sateliti care au rolul de a emite semnale ce urmeaza a fi receptionate la sol.Acesti sateliti sunt amplasati la altitudinea de 20000 km dispusi in 6 plane orbitale a cate 4 sateliti in fiecare plan. Perioada de revolutie este de 12 ore pt fiecare satelit.2. Segmental de control- are misiunea de a calcula efemeridele satelitilor inclusive a corectilor acestora, urmarirea ceasurilor atomice satelitare, transferul mesajelor catre satelit si supravegherea intreg system.3. Segmental utilizator constituit din receptoare la sol care capteaza semnalele emise de sateliti , le stocheaza si le prelucreaza datele.18. Studiul distributiei ponderilor in retelele geodezice in vederea optimizarii.Alegerea solutiilor optime de proiectare si exploatare a ret geodezice presupune un sudiu detaliat si de mare complexitate care este necesar a se efectua aat in faza de alcatuire si exploatare a ac de-a lungul timpuluiDupa cum stim o marime masurata de mai multe ori dunctioneaza de fiecare data o alta val chiar daca mas se desfasioara in ac conditieCauza ac nepotriviri se datoreaza erorilor care efecteaza intodeauna masuratorile facand ca caloarea adevarata a marimii masurate sa nu poata fi cunoscuta niciodataPractic neputand det val adevarata se urmareste det unei valoi cat mai apropiate de val adearata in fct de scopul pt care se executa mas. Clasificarea erorilor specifice masuratorilor geodezicea) Erori dupa cauzele lor: Erori instrumentale Erori personale Erori de mediub) Erori dupa valoarea de referinta Erori adevarate sau reale si care rezulta din diferenta observatiilor fata de cal adevarata Erori aparente sau reziduale si reprezinta dif dintre observatii si val cea mai probabilac) Erori dupa marimea lor: Erori tolerabile Erori intolerabiled) Erori dupa modul de propagare Erori sistematice care pot fi eliminate iar dpdv algebraic au acelasi semn Erori accidentale care nu pot fi eliminate insa pot fi micsorate prin prelucrarea lor

19. Analiza propagarii erorilor in retelele geodezice realizate prin masuratori moderne GPSErorile ce apar in cadrul mas GPS se manifesta in final ca erori de masurare a distantelor. Cele mai imp erori de pozitionare are ca sursa urm factori Nesincronizarea perfecta intre ceasurile atomice ale satelitilor si cele cu cuart ale receptorilor Interferentele electrice ale semnalului GPS cu semnalele de pe pamant inclusive cu cele reflectate de suprafete plane si arbori din apropierea antenei Erorile efereneride sunt provocate de variabile orbitale care se calculeaza decadal( 10 in 10) si se transmit satelitului pt corectarea pozitiei lui Obstacole care ar masca orizontul ce ar reduce nr satelitilorvizibili Suprafete reflectorice care pot provoca reflectarea unor unde care se suprapun peste cele sosite direct Instalatii electrice de putere ce pot produce perturbarea semnalelo venite de la satelit.