INGE Návod na cvičení. Realizováno za podpory grantu RPMT 2014

Transkript

1 INGE Návod na cvičení Realizováno za podpory grantu RPMT 2014 Fakulta stavební ČVUT v Praze Katedra speciální geodézie

2 Obsah 1 LITERATURA, ZÁSADY PŘESNÉHO MĚŘENÍ ZÁKLADY ROZBORŮ PŘESNOSTI ZADÁNÍ A VÝKLAD K 1. ÚLOZE: PARALAKTICKÉ VYTYČENÍ DÉLKY SLOVNÍ ZADÁNÍ ÚLOHY ROZBORY PŘESNOSTI POKYNY PRO ZPRACOVÁNÍ MĚŘENÍ 1. ÚLOHY: PARALAKTICKÉ VYTYČENÍ DÉLKY ZADÁNÍ A VÝKLAD KE 2. ÚLOZE: POLÁRNÍ VYTYČENÍ BODU SLOVNÍ ZADÁNÍ ÚLOHY ROZBORY PŘESNOSTI VYSVĚTLIVKY K ČÍSLOVÁNÍ POKYNY PRO VYPRACOVÁNÍ MĚŘENÍ 2. ÚLOHY: POLÁRNÍ VYTYČENÍ BODU

3 1 Literatura, zásady přesného měření studijní a informační zdroje, především: 1. Novák, Z. Procházka, J. Inženýrská geodézie 10 [skriptum ČVUT] 2., M. Procházka, J. Inženýrská geodézie 10, 20 : Návody ke cvičením [skriptum ČVUT] 3. Doplňkový e-kurs IG [online] obsahuje doplňující informace a odvození k úlohám, zkušební testy (přihlašovací údaje z Usermap (jako prokos), klíč k prvnímu zápisu inge ). 4. IngGeo portál inženýrské geodézie [online] Zásady přesného měření (nejen) s teodolitem Zeiss Theo 010B kontrola a postavení stativu (dotažení hrotu, nohou, hlavy, přibližná centrace, propružení nohou aj.) temperace a rozcvičení přístroje (ustanovky, ostření aj.) postup centrace a horizontace, pokud možno bez posunů a opětovného zašlapávání stativu s přístrojem (vteřinovým) kontroly a opravy chyb centrovače a libely (dvojnásobná chyba při otočení o 200 gon, polovina oprava) kontrola všech záměr (proostření kvůli vyhledání překážek) způsob nastavování čtení Hz směru (nastavení mikrometru a poté pohyb pastorkem) metodika měření osnovy v řadách a skupinách (pro 2 směry a více) možnosti dvojího cílení a koincidence (rozcílit, zrušit koincidenci, docílit, koincidovat) paralaktické měření délek (Zeiss BaLa) způsob měření PLJ (LL PPPP LL), posun mikrometru i limbu mezi PLJ, stačí 1. poloha 3

4 2 Základy rozborů přesnosti rozdíly zaměřování/vytyčování, převod přesného vytyčení na zaměřování + posuny možnosti kontroly vytyčení (nezávislé geometrické prvky, opakování různými/stejnými metodami) přesnosti přístrojů (teodolity: = + (popr. ), přesnosti dle ISO 17123:,, ppm,... ) obecné základy rozborů přesnosti: před měřením (ČSN , stavební tolerance, mezní odchylka = /5, volba koeficientu spolehlivosti, směrodatná odchylka = /, přesnost ovlivní vliv realizace, výpočet počtu opakování = /,) při měření (mezní rozdíl, mezní opravy = 0,, testování souboru měření, doměření a teprve následně vylučování jednoho měření) po měření (mezní rozdíl, výběrová směrodatná odchylka = mezní směrodatná odchylka s # = $ &1+! (, přesnosti očekávané a požadované.! 4

5 3 Zadání a výklad k 1. úloze: Paralaktické vytyčení délky úlohu měří čety 2 3 lidí, počítá a odevzdává každý sám (TZ s výpočty, RP, měřením, závěry) stabilizace bodů deska a čtvrtka, přibližné vytyčení pásmem, detaily o opakování PLJ vyplynou z RP 3.1 Slovní zadání úlohy Ze zadaného stanoviska vytyčte v určeném směru vodorovnou délku podle zadání. Mezní vytyčovací odchylka délky je δ TMd = 3 mm. Pro vytyčení použijte teodolit Zeiss Theo 010A (nebo 010B) a paralaktickou základnovou lať Zeiss BaLa umístěnou na konci vytyčované délky. Základní směrodatná odchylka jedné poloviční laboratorní jednotky je σ δ0 = 0, 4 mgon. 3.2 Rozbory přesnosti = 3 mm, při ) = 95% = 2, potom = / = 1,5 mm, = 0, 4 mgon kontrola druhým vyt. (možnost zahrnutí do výsledku), proto pro jedno vyt. 0 = $* 2= 2,12... zpřísnění o vliv realizace (tzn. požad. přesnost zaměření):. = $* 0 = 1,87.. Paralaktika a její přesnost (RP před měřením): 1. zákl. vztah: = 3 2 cot : 2. skut. (náhodné) odchylky: ; * = < = ; CD E > F? E 3. úprava: pro malé úhly platí:?.=hi?.dále platí: R9H? = * B člen upravit:, pak lze druhý l sin > 2 ε U = l 2 cot 7 δ ε U = l 2 72d l 8 4. potom: ; * = * B ; B *E B ;? 5. přechod na sm. Och.: * = *E B E B + *Y ZF E B E [ E ε U = d l 3 (délky latě) se obv. neuvažuje, potom výsledný vztah je: * = ZF a pro :? = * 3 \ potřebný počet měřených PLJ je tak (číselně viz výsledky pro uč., 3): RP při měření mezní rozdíl pro dvojici měření, =?? B [ ε U

6 v našem případě mezní opravy pro paralak. úhel : = 0, = 0, 4 mgon 1, 74 = 0, 69 mgon pro 3 PLJ, = 0, 4 mgon 1, 94 = 0, 78 mgon pro 4 PLJ, = 0, 4 mgon 2, 08 = 0, 83 mgon pro 5 PLJ nezapomínat na opravy z kalibrace BaLa latí a z teploty: 3 = 3 ]1 + H H ^ a na podélnou excentricitu 9_ (pokud _ je kladné 9_ je záporné a naopak) RP po měření mezní rozdíl pro dvojici vytyčení nebo test výběrové sm. odch. pro více opak. vytyčení pro požadovanou i očekávanou přesnost požadovaný mezní rozd.: $* = a 2 $* = 2 2 2,12.. = 6.. očekávaný mezní rozdíl: 9R_c.9R_c 9R_c 9R_c = Z Fd =,e.g9 = 0,23.g9 f.9r_c = Z? jklm B [ po započtení vlivu realizace nakonec: 9R_c = a 2 *no:p + 0 (číselně viz výsledky pro uč.) RP po měr. pro trojici a více vytyčení výber. sm. odch.: =q 1 porovnání s mezní hodnotou pro požadovanou přesnost: a pro očekávanou přesnost: $ = $* r1 +q 2 s = 4, $o:p = *no:p + 0 r1 +q 2 1 s 3.3 Pokyny pro zpracování 1. Úkol řešte převedením vytyčení na zaměření, realizací a testováním posunů. Vliv realizace uvažujte hodnotou σ r = 1 mm. Kontrolu vytyčení proveďte opakovaným vytyčením stejným postupem. 2. Dle číselného zadání přehledně zpracujte potřebné rozbory přesnosti (před měřením, příprava pro rozbory při a po měření). 3. Proveďte vytyčení v terénu. 6

7 4. Započítávejte opravy z kalibrace a z teplotní roztažnosti základnové latě. Pro možnost přehledných rozborů přesnosti při měření zapisujte všechny měřené a počítané veličiny do vhodného zápisníku či tabulky. 5. Vypracujte technickou zprávu, která bude obsahovat: zadání včetně číselných hodnot, rozbory přesnosti (před, při a po měření), číselné výsledky dosažené při měření, adjustovaný originál zápisníku, destičku či čtvrtku s realizací vytyčení (pouze u vedoucího čety), závěr se zhodnocením průběhu a výsledků práce. 3.4 Měření 1. Úlohy: Paralaktické vytyčení délky Každá četa potřebuje zejména: teodolit Zeiss Theo 010 A nebo B, 2 stativy Zeiss BaLa lať a kalibrační hodnoty trojnožku a pokud možno centrovač Zeiss desku, kolíky pro stabilizaci vypočtené hodnoty pro vyt., RP, univerzál. zápisníky dle podmínek deštník Pro celý kruh pak společně několik kladiv a pásem (pro přibl. vyt.), měr. jehly, hřebíky, teploměr. 7

8 4 Zadání a výklad ke 2. úloze: Polární vytyčení bodu úlohu měří čety 3 4 lidí, počítá a odevzdává každý sám (TZ s výpočty, RP, měřením, závěry) stabilizace bodu deska a čtvrtka, přibl. vyt. na hranol v ruce 4.1 Slovní zadání úlohy Z bodu primárního vytyčovacího systému 50B s orientací na bod 4511 až 4513 vytyčte polárními souřadnicemi podrobný bod č. ABC s mezní vytyčovací odchylkou δ TMxy = 4 mm. Pro vytyčení použijte totální stanici Topcon GPT Základní směrodatná odchylka směru měřeného v obou polohách dalekohledu (dle ČSN ISO 17123) je σ φ = 0, 3 mgon a nominální směrodatná odchylka elektronicky měřené délky je σ d = 2 mm + 2 ppm. Místní měřítko zkreslení délek (S-JTSK) má hodnotu 0, , průměrná nadmořská výška staveniště je 221 m (Bpv). Před vlastním vytyčením v terénu proveďte úhlovým měřením ověření stability sousedních bodů primárního vytyčovacího systému. 4.2 Rozbory přesnosti Model chybové kružnice (základní): = 4 mm, při ) = 95% = 2, 5 (pro 2-rozměrné veličiny), potom = u = / = 1,6 mm kontrola druhým vyt., pro jedno vyt. * = v = $* 2 = 2,26... zpřísnění o vliv realizace: *n = vn = * 0 = 2,03.. porovnání s přesností metody (podélný směr): 0 = 2 mm + 2 ppm, počet opakování délky = Z wd E ZE (pozor na skupiny a polohy) xwy porovnání s přesností metody (příčný směr): v = Zzd * = Z {d E ZE x{y Model chybové úsečky (pokud poměr oček. přesností přesahuje 1 : 3): [, pocet úhl. skupin $* =? x } ~ = 2 mm, při ) = 95% = 2 (jako pro 1-rozměrné veličiny) dále se shodně jako kružnice příčná složka se teor. rovná 0, prakticky se ale dosadí očekávaná přesnost metody měření (1 sk.) $v = v = Zzd [ RP Při měření, dále popř. realizace shodné jako v první úloze, zvlášť pro obě složky měření (úhly, délky) Vyjde-li 1 opak., nelze při měření kontrolovat nic, než stálost rozdílu poloh (tj. kolimační a popř. index. chyby). RP po měření 8

9 Dle zvoleného chybového modelu (kružnice či úsečka) se provádí pro podélnou a příčnou složku zvlášť, pro požadovanou i očekávanou přesnost. Pro úlohu platí kružnice chyb. mezní rozdíl pro dvojici vytyčení nebo test výběrové sm. odch. pro více opak. vytyčení požadovaný mezní rozd.: = u = 2 0 = 6, 4 mm očekávaný mezní rozdíl: 9R_c, u9r_c4 RP po měr. pro trojici a více vytyčení výběr. sm. odch.: =q 1 porovnání s mezní hodnotou pro požadovanou přesnost: a pro očekávanou přesnost: $ = $* r1 +q 2 s = 4, $o:p = *no:p + 0 r1 +q 2 1 s 4.3 Vysvětlivky k číslování Čísla bodů primárního vytyčovacího systému jsou 501 až 506, orientačních bodů 4511 až 4513, vytyčované body mají čísla ABC definovaná takto: A číslo kruhu, studijní skupiny (1 4), B číslo měřické čety, skupiny v rámci kruhu (1 6), C pořadí zadání v rámci čety (1 4). 4.4 Pokyny pro vypracování 1. Úkol řešte převedením vytyčení na zaměření a testováním posunů v podélném a příčném směru. Vliv realizace započtěte hodnotou σ r = 1 mm. 2. Vypočítejte vytyčovací prvky (délkové i úhlové hodnoty uvádějte kvůli kontrole na 4 desetinná místa). 3. Dle číselného zadání přehledně zpracujte rozbory přesnosti (před měřením vč. stanovení modelu kružnice či úsečky chyb, příprava pro rozbory při a po měření), vyhotovte vytyčovací výkres. 4. Proveďte vytyčení v terénu. Pro možnost přehledných rozborů přesnosti při měření zapisujte všechny měřené a počítané veličiny do vhodného zápisníku či tabulky. 9

10 Vytyčení provádí 3- až 4-členné měřické čety, úlohu zpracovává a odevzdává každý jednotlivě. 5. Vypracujte technickou zprávu, která bude obsahovat zadání včetně číselných hodnot, rozbory přesnosti a číselné výsledky dosažené při měření. Přiložte adjustovaný originál zápisníků a destičku či čtvrtku s realizací vytyčení (u vedoucího čety, ostatní odkaz či kopii). Průběh a výsledek práce zhodnoťte v závěru. 4.5 Měření 2. Úlohy: Polární vytyčení bodu Každá četa potřebuje zejména: TS Topcon GPT-7501, 2 stativy (Topcon, Leica apod.) trojnožka, trn, hranol pokud možno centrovač (Topcon, Trimble, Sokkisha) desku, kolíky pro stabilizaci vypočtené vyt. prvky, RP, univerzál. zápisníky dle počasí deštník/slunečník Pro celý kruh pak společně několik kladiv, hřebíky, teploměr 10