что такое пикеты в геодезии
Основы геодезии (стр. 17 )
| Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 |
Схема 3
ПРОИЗВОДСТВО ТЕХНИЧЕСКОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ
Счет пикетов начинают от точки, номер которой условно принимают равным нулю, то есть №0. следующий пикет имеет №1 и далее через каждые 100м номера пикетов увеличиваются на единицу: №2, №3,№4 и т. д. Следовательно, номер пикета соответствует количеству сотен метров, пройденных от начальной точки нивелирования. Такой счет пикетов удобен тем, что номером пикета определяется длина пройденного пути от начальной точки. При стометровых участках между пикетами каждый десятый пикет определяет новый километр. Таким образом, пикет №12 показывает расстояние 1км 200м или 1200м.
Расстояния между пикетами могут быть установлены больше или меньше 100м. Это зависит от требуемой точности нивелирования.
Если нивелирование выполняется только для определения отметок каких либо точек, например, в целях создания системы опорных реперов для высотного обоснования топографической съемки в данном районе, то между такими реперами по линии нивелирования разбивают пикетаж с обозначением на местности пикетов № 1,2,3 и т. д., например через каждые 100м.
Разбивку пикетажа производят 20-метровой стальной мерной лентой. При наклонной местности расстояние между пикетами в зависимости от угла наклона откладывают несколько больше 100м с таким расчетом, чтобы горизонтальная проекция такого расстояния была 100м.
При разбивке пикетажа по наклонной местности можно ленте придавать горизонтальное положение. Если местность имеет крутой спуск или подъем, то измерения выполняют на коротких отрезках горизонтальной рейкой.
Если в результате нивелирования должен быть составлен профиль, то кроме пикетов № 1,2,3 и т. д. отмечают колышками и сторожками точки перегибов местности (точки a, b, c и т. д.).
Чтобы определить положение точки перегиба, измеряют расстояние от заднего пикета до этой точки. Измеренное расстояние надписывается на сторожке. Например, если от пикета №1 до точки a расстояние равно 10м, то на сторожке, забитом рядом с колышком и обозначающем точку а, надписывается: №1+10. это обозначение определяет положение точки а относительно пикета №1. положение другой точки d, например, будет: №1+92. подобные точки, принадлежащие характерным местам перегибов земной поверхности по линии нивелирования, называют промежуточными точками или плюсовыми точками.
При разбивке пикетажа ведут абрис. Если нивелирование охватывает небольшой участок. Абрис можно вычерчивать также как абрис угломерной съемки в полевом журнале.
Для удобства ведения абриса при съемке полосы применяется особая пикетажная книжка, изготавливаемая из бумаги в клетку или миллиметровой, размеры страниц книжки 100 х 200мм.
Средняя линия страницы книжки принимается для прочерчивания оси нивелирования. Трасса нивелирования может менять направление. Точки поворота трассы отмечаются на местности и в пикетажной книжке. В пикетажной книжке она обозначается как плюсовая (например, ПК7+64,2), а стрелкой указывается направление поворотной оси нивелирования. Угол поворота измеряется теодолитом.
В пикетажной книжке последующие после поворота точки трассы нивелирования располагаются все по той же средней линии страницы.
Полевые измерения при нивелировании трассы
Полевые измерения при нивелировании производятся, как правило, по способу нивелирования из середины. При этом нивелир устанавливают необязательно в створе линии, соединяющей нивелируемые точки. Нивелир можно устанавливать и несколько в стороне от этой линии, нужно только соблюдать условия, чтобы расстояние от нивелира до обеих точек были одинаковыми.
При установке нивелира концы ножек штатива вдавливаются в землю. В некоторых случаях в местах установки ножек штатива предварительно удаляют дерн с тем, чтобы перемещение наблюдателя вокруг нивелира не вызывало смещения инструмента. В болотистой местности ножки штатива устанавливают на колья, вбитые в грунт.
В точках нивелирования устанавливают рейки, которые по направлению хода называют задней и передней рейками. В момент визирования рейки должны быть установлены на торцы колышков, или на цилиндрики специальных переносных башмаков.
Результаты нивелирования записывают в полевой журнал (журнал технического нивелирования).
Разбивка трассы.
Для контроля буссолью измеряют магнитные азимуты линий.
Рис. 15.1 Закрепление точек на трассе:
а – закрепление вершины угла: 1 – кол; 2 – столб;
б – закрепление пикета и плюса: 1 – кол; 2 – сторожок
Рис. 15.2 Углы поворота трассы
Чтобы получить 100-метровые горизонтальные проложения, следует, учитывая наклон местности, увеличивать длину откладываемых наклонных отрезков. Поэтому в них вводят поправки за наклон со знаком плюс. Часто вместо введения поправок, натягивая мерную ленту, удерживают её в горизонтальном положении и проектируют отвесом её приподнятый конец на землю. Чтобы лента меньше провисала, поддерживают её в середине.
Кроме пикетов, колышком и сторожком закрепляют плюсовые точки (или просто «плюсы»), где на трассе изменяется наклон местности. На сторожке в этом случае пишут номер предыдущего пикета и расстояние от него в метрах, например ПК13+46, что означает 46 м после пикета № 13 или 1346 м от начала пикетажа.
Плюсовыми точками фиксируют также места пересечения трассой любых сооружений, дорог, линий связи, водотоков, границ угодий и т. д.
Плановая привязка трассы. Начало и конец трассы привязывают к пунктам государственной геодезической сети, например, с помощью теодолитных ходов. В результате измеренные на трассе углы и расстояния совместно с ходами привязки образуют единый разомкнутый теодолитный ход. Это позволяет проконтролировать правильность выполненных линейных и угловых измерений и вычислить координаты вершин углов поворота трассы.
Пикетом (ПК) называется расстояниена местности, равное 100 м по горизонтальному проложению
Чтобы получить 100-метровые горизонтальные проложения, следует, учитывая наклон местности, увеличивать длину откладываемых наклонных отрезков. Поэтому в них вводят поправки за наклон со знаком плюс. Часто вместо введения поправок, натягивая мерную ленту, удерживают её в горизонтальном положении и проектируют отвесом её приподнятый конец на землю. Чтобы лента меньше провисала, поддерживают её в середине.
Кроме пикетов, колышком и сторожком закрепляют плюсовые точки (или просто «плюсы»), где на трассе изменяется наклон местности. На сторожке в этом случае пишут номер предыдущего пикета и расстояние от него в метрах, например ПК13+46, что означает 46 м после пикета № 13 или 1346 м от начала пикетажа.
Плюсовыми точками фиксируют также места пересечения трассой любых сооружений, дорог, линий связи, водотоков, границ угодий и т. д.
1) В теодолитеТ30 оцифровка делений вертикального круга дана против хода часовой стрелки, и отсчет берут по одной стороне круга. При этом для определения v и М0используют формулы:
Приведение МО к нулю
При необходимости МО можно уменьшить и даже свести к нулю минут. Для этого выполняют следующие действия:
а) при КП вычисляют отсчёт КПС, свободный от влияния МО, по формуле
например, для марки № 15 отсчёт без МО составит
КПС = ;
б) наводящим винтом зрительной трубы устанавливают отсчёт КПС на вертикальном круге (при этом пузырек уровня должен находиться на середине, а зрительная труба наведена в направлении марки № 15);
в) ослабляют боковые исправительные винты сетки и, вращая шпилькой вертикальные исправительные винты, совмещают изображение наблюдаемой точки с горизонтальным штрихом сетки в области её центра.
2)Расчет основных элементов круговой кривой.
При разбивке пикетажа в вершинах углов поворота трассы измеряют горизонтальные углы β1, β2 (рис.45.1) и вычисляют углы поворота (отклонения от прямой) трассы Qлев, Qправ
Рис.45.1. Углы поворота трассы
Имея углы поворота трассы и, принимая радиусы круговой кривой R согласно технических условий проектируемой дороги, вычисляют следующие основные элементы круговой кривой: тангенс (Т), биссектрису (Б), кривую (К) и домер (Д) (рис.45.2)
Рис.45.2. Элементы круговой кривой
Для вставки кривой в пикетаж определяют пикетажные наименования начала и конца круговой кривой по формулам
Результаты вычислений контролируют повторным вычисление КК
Пример. Пусть R = 200 м, Q = 90? 00′, ВУ ПК11+30. Необходимо определить пикетажное наименование НК и КК.
ВУ ПК 11 + 30.00 ВУ ПК 11 + 30.00
-Т 2 + 00.00 +Т 2 + 00.00
НК ПК 9 + 30.00 Σ ПК 13 + 30.00
КК ПК 12 + 44.16 КК ПК 12 + 44.16
Разбивка начала и конца круговой кривой на местности сводится к отложению расстояния 30.00 м от ПК9, и расстояния 44.16 от ПК12, сдвинутого вперед на величину домера Д = 85.84.
Выполнить расчеты для выноса пикетов на кривую (п.46) и детальную разбивку кривой через 20 м.
Пикет
Пикет, сокращенно ПК — нумерованная точка на трассе, служащая для определения положения вдоль линии. Расстояние между двумя пикетами — 100 метров по горизонтали.
Участок, ограниченный двумя пикетами, называется пикетным участком. Пикетные участки именуются по младшему и старшему пикетам, его ограничивающим (например, «пикет 11-12»). Определить расстояние от начала трассы до точки — пикетаж — можно, сложив расстояние до младшего пикета, и увеличенный в 100 раз номер пикета. Продольный профиль пути вырисовывается соединением точек абсолютной высоты пикетов.
Координаты произвольной точки трассы записываются в форме «ПК 12+35,738», где 12 — номер пикета (число сотен метров), а 35,738 — расстояние от пикета до выбранной точки (в этом примере — 35 м. 73 см. 8 мм.)
В тоннелях на границе пикетных участков с правой стороны по направлению движения устанавливаются пикетные знаки.
В Московском метрополитене расположение нулевых пикетов выбирается, как правило, на середине линии (связано это с тем, что за точку отсчета по традиции принята Красная Площадь, нулевой километр). При движении к югу перед номером пикета ставятся цифра 0 и +, при движении на север — нет. В других метрополитенах и на линиях, не проходящих через центр, точки отсчета могут быть выбраны произвольным образом. Нулевой пикет может находиться и на ещё не построенных участках линий.
На железной дороге отсчет пикетов начинается с 0 для каждого километра трассы. Расстояние возрастает при движении вдоль нечетного пути, как правило — на юг либо на запад.
Расстояние между пикетами может быть не равным 100 м (т. н. неправильные пикеты). Наиболее часто они встречаются на кривых участках, где протяженность внешней кривой больше протяженности внутренней.
Пикетаж. Описание явления сбивки
Почему требуется максимально не изменять? Есть бумажные документы (паспорта сооружений), пикеты обозначены на чертежах, на пикеты завязаны данные и т.п.
Есть два практически равноправных способа описания пикетажа (каждый, однако, со своими соглашениями, ограничениями и возможностями):
• принятый в отечественной практике способ маркирования «особых интервалов» (далее способ «резаных пикетов») и
• принятый за рубежом способ маркирования «особых точек» (далее способ скачков).
Система работает с трассой (упорядоченная совокупность определенных геометрических элементов). У трассы есть:
• начальное значение пикета, обычно нуль (вообще-то, можно было бы ввести понятие точки привязки пикетажа, то есть указание произвольной точки на трассе и ее пикетажного значения, от которой пикетаж разбивается в двух направлениях. Это хорошо соответствует практике, однако создает массу проблем при редактировании трассы, если точка жестко не привязана к началу или концу.)
• шаг, интервал пикетажа. Если специально не указано, расстояние между пикетами с двумя последовательными целыми числами – 100 м (например, 22 и 23) или 1 км, или сколько угодно – интервал пикетажа. Резаный пикет – это такой пикет, длина до которого от предыдущего не равна (больше или меньше) интервала пикетажа или если нарушена последовательность номеров (даже если интервал 100). (Т.о. пикетаж тесно связан с интервалом пикетажа: при изменении последнего все пикеты становятся резаными.) На трассе выделяются точки (пикеты), имеющие номера. Эти номера уникальны и возрастают, их тип – целое число, возможно, и отрицательное. (Вообще, следует понимать, что уникальность ID – единственное объективное требование для пикетажа, упорядоченность же – искусственное требование, введенное в целях упрощения алгоритмов, времени конвертации и в силу достаточности для практического применения.)
По причине изменения трассы – врезки более коротких или более длинных (очень редко) участков и желания не изменять уже имеющиеся пикеты возникает явление «сбивки» пикетажа – резанности. Пикет – это интервал между двумя соседними пикетами. В обычном варианте от 0 до 1 – это интервал 1 пикета. Соответственно, и резаный пикет имеет номер его конца. В случае врезки более коротких участков длина может быть меньше интервала пикетажа (обычно, ста метров). А при врезке более длинных участков длина может быть больше интервала. (Обычно происходит переразбивка пикетажа на врезаемом участке. Тогда б о льшая длина получается между двумя СОСЕДНИМИ в ряду номерами. Но могут быть и другие варианты.)
Пикет является резаным в трех случаях: если номера отличаются больше чем на 1 (даже если длина = шагу), если длина меньше шага, если длина двух между двумя соседними номерами больше шага.
Т.е. мы имеем дело с трассой, уложенной на ось Х, – направленной линией, расположенной в конкретном месте оси в МСК, сжатой в одних местах, вплоть до ликвидации промежуточных точек, и растянутой в других.
Это ПСК трассы. В МСК ее начало, как отмечалось, может быть не в 0, а направление – быть одним из двух (возрастать или убывать).
Имеется таблица резаных (в общем случае) пикетов трассы.
Таблица состоит из четырех столбцов:
— номер пикета в начале резаного пикета (интервала),
— длина от начала до этого пикета,
— номер пикета в конце резаного пикета (интервала),
— длина от начала до этого пикета.
Таблица подчиняется определенным ограничениям – при вводе.
Можно сказать, что это «интервальный» способ описания явления сбивки, «резанности» (для АД «рубленности»).
Примечание. Эту таблицу можно представить и в альтернативном варианте:
— номер пикета в начале или конце резаного пикета (интервала),
— длина от начала до этого пикета,
— признак 1-0: следующая часть трассы входит в резаный пикет.
Данная информация необходима и достаточна для нахождения так называемого внешнего представления (или по другому – пикетажного положения – ПП ) любой точки на трассе. При этом неоднозначности = неопределенности исключены (в отличие от способа скачков – см. ниже). В связи с однозначностью функций можно говорить о дополнительной ПСК для трассы – пикетажной.
Так, например, если на трассе нет сбивки (резаных пикетов), то все номера возрастают, и для любой точки ПП может быть представлено с «плюсом», например, 22+55, что соответствует длине от начала 2250 м. Минуса быть не может: всегда идет прибавка в направлении возрастания пикетажа, это просто разделитель.
Уже первый резаный пикет вносит в алгоритм значительные изменения. Например, номер начальной точки резаного пикета 22. ПП точек внутри интервала: 22+55, 22+99, 22+140, 22+450.
Номер конечной точки резаного пикета, например, 35.
После него ПП 35+30, 35+99.9
• длина от начала до каждой точки, естественно, однозначна. Длина – абсолютная величина, начиная с 0 от начала трассы и по возрастанию.
• ПП (внешнее представление) = пикет. Есть каноническое ПП: берется ближайший предыдущий пикет и от него плюс.
Все хорошо и справа от 0, и слева от 0, и даже при переходе через 0 – но если он есть.
В случае, если 0 нет вообще (пропал внутри резаного):
как вариант по умолчанию вводится искусственный пикет с номером 0 на минимальном положительном пикете (вырожденный резаный пикет с длиной 0 – аналог скачка, излома трассы).
Итак, имеются две функции (и еще одна дополнительная).
Первая функция по длине (координата X в криволинейной ПСК) находит ПП.
Вторая функция по числу с плюсами находит длину или делает вывод, что данному ПП не соответствует ни одна точка на трассе с данной таблицей резаных пикетов.
Внутри алгоритма удобно оперировать координатой X в МСК – так называемый внутренний пикет.
Например, 22+101, если на трассе номера 22, 23 и 22-23, – не резаный пикет.
Т.е. существует проблема форматирования ввода для «длинных» резаных пикетов (длина которых превышает стандартную длину интервала), и то только для тех ПП, значения плюса в которых превышают стандартную длину интервала, то есть редко.
Для этих случаев можно предусмотреть специальный лидирующий символ, например, «P», можно сделать его и настраиваемым, ведь есть же специальный символ для ввода относительных координат. Система будет знать, что следующее за этим символом число должно быть целым, и трактовать его следует как номер пикета (километра), далее можно либо дополнительно запросить размер «плюса», либо плюс так же можно отделять разделителем.
Третья функция – калькулятор – автоматическое преобразование
к нормальному виду – ПП.
Например, нормальное представление (направление пикетажа по возрастанию, резаные пикеты отсутствуют) 5+60, ему соответствуют, и в него при вводе должны быть преобразованы пары 4+160, 6-40, 1+460, пр. Естественно, при наличии резанных пикетов все их нужно учесть в пределах расчетного промежутка.
Этот калькулятор без резанных пикетов особого смысла не имеет, а при их наличии может быть довольно удобно.
Пример. Есть трасса с двумя резаными пикетами:
1,100-2,900 и 5,1200-6,1800.
(Для ясности пусть пикет начала=0, а трасса достаточно длинная. Резаные пикеты здесь заданы корректно.)
Нормализованным называется пикетажное положение с наименьшим возможным значением плюса или наименьшим по модулю значением минуса. Это и есть ПП.
К 1+700 должны быть преобразованы, например, введенные значения пар 1+700, 0+800, 4-300, 7-1100.
Пара 5+200 соответствует длине 1400.
6+100 соответствует длине 1900, и если оно будет введено, то должно быть преобразовано к нормализованному значению 7+00.
К 7+00 должны быть преобразованы также введенные значения 0+1900, 8-100, 4+800.
Можно рассмотреть еще задачи.
Например, подписать пикетаж через 100 м по всей трассе. Т.е. создать полную базу пикетажа.
Пользователю дается возможность вводить резаные пикеты.
Для большей наглядности строки пикетажа нужно выделять, например, бледно-зеленым цветом.
Если не врезать более длинных участков, дублирования номеров не будет.
Но если таковое сделать, возникнет дублирование.
Для первого пикета длина которого не совпадает, указывается
ПП точек при таком варианте всегда ДО 100 м (по определению).
В принципе такой вариант описания сбивок позволяет по длине однозначно определить ПП,
но по ПП при возникновении дубляжа (когда были врезки более длинного участка) пикеты выводятся для уточнения (выбора) с длиной. Т.е. автоматическая функция невозможна – неоднозначность.
Естественно, здесь также возможны ПП, которые не существуют.
Врезать в трассу кусок меньшей длины (или, очень редко, большей). При этом должен быть переразбит пикетаж в зависимости от способа описания сбивки (в варианте резаных пикетов – с учетом условия уникальности номеров, в варианте скачков с учетом стометровости интервала). Т.е. если при разбивке пикетажа возникают номера, которые уже есть дальше по трассе, то где-то ранее (обычно, на «твердых» точках делается резаный пикет.)
Т.е. любое редактирование, вызывающее изменение длины участка трассы автоматически приводит к неадекватности информации о резаных пикетах, как в пределах участка редактирования, так и оставшихся до конца трассы (они вообще могут улететь за пределы трассы). Хорошо то, что адекватность восстанавливается для всех последующих пикетов путем редактирования (только ручного) одного, ближайшего за участком редактирования резаного пикета и естественно всех в пределах участка редактирования. Land эту особенность игнорирует. А нужно хотя бы предупреждать пользователя выводом сообщения.
Корректность задания резанных пикетов необходимо контролировать на этапе ввода. При ручном вводе резаных пикетов перед начальным пикетом может возникать дополнительный (неявный) резаный пикет с длиной меньше интервала. Система должна вводить его автоматически, маркировать как неявный и информировать пользователя.
Т.е. трасса существует вместе с описанием ее пикетажной СК и вместе с программным комплексом поддержки.
Утверждение: возможна высшая степень свободы: одновременная поддержка (путем переключения) обоих способов описания. Они взаимно однозначны.
Если у Вас есть свои предложения по данному вопросу – с удовольствием их рассмотрим.