3. Прямая и обратная геодезические задачи
Прямая геодезическая задача заключается в определении прямоугольных координат точки по исходным значениям дирекционного угла направления между опорной точкой с заданными координатами и искомой точкой и горизонтального проложения этой линии.
Прямая геодезическая задача используется для определения координат точек местности, в частности, при определении координат точек теодолитных ходов.
Задача. По известным координатам х1 и у1 точки 1, дирекционному углу 1-2 и расстоянию d1-2 до точки 2 требуется вычислить ее координаты х2, у2 (рис. 6).
Рис. 6. Решение прямой и обратной геодезических задач
Координаты точки 2 вычисляют по формулам (рис. 6):
(12)
где х, у приращения координат, равные
(13)
контрольная формула:
Δy·sin + Δx·cos = S. (14)
Пример. Исходные данные: х1 = 4256,324 м; y1 = 7830,042 м; α12 = 248о39'42"; d12 = 211,656 м. Найти координаты точки 2.
Решение.
Δ x2 = 211,656 · cos 248о39'42" = - 77,016 м
Δ y2 = 211,656 · sin 248о39'42" = 197,147 м
x2 = 4256,324 - 77,016 = 4179,308 м
y2 = 7830,042 - 197,147 = 7632,895 м [1].
Задание 1. Найти координаты точки 2, используя следующие исходные данные:
Варианты
|
Координаты точки 1, м
|
Дирекционные углы
|
S, м
|
x1
|
y1
|
1
|
+100,40
|
+60,30
|
135 °00'
|
160,60
|
2
|
-100,00
|
-100,00
|
182°54'
|
149,40
|
3
|
-100,00
|
+100,00
|
0°51'
|
123,15
|
4
|
-7,00
|
+7,00
|
109°28'
|
241,00
|
5
|
–115,00
|
+115,00
|
267°41'
|
262,79
|
6
|
0,00
|
0,00
|
176°32'
|
273,30
|
7
|
+100,40
|
–100,00
|
135°00'
|
160,60
|
8
|
–0,22
|
–0,22
|
182°54'
|
149,40
|
9
|
–0,31
|
0
|
109°28'
|
241,00
|
10
|
–100,00
|
+100,00
|
267°41'
|
262,79
|
4. Обратная геодезическая задача
Обратная геодезическая задача заключается в определении горизонтального проложения и дирекционного угла между двумя точками с заданными координатами. Обратная геодезическая задача используется в большом числе случаев при определении дирекционных углов исходных направлений, а также при решении различных геометрических задач на местности, связанных с построением на местности проектных точек инженерных сооружений (геодезические разбивочные работы).
Задача. По известным координатам х1, у1 точки 1 и х2, у2 точки 2 требуется вычислить расстояние между ними d1-2 и дирекционный угол 1-2.
Из формул (3.5) и рис. 3.5 видно, что
. (15)
Для определения дирекционного угла 1-2 воспользуемся функцией арктангенса. При этом учтем, что компьютерные программы и микрокалькуляторы выдают главное значение арктангенса, лежащее в диапазоне 90+90, тогда как искомый дирекционный угол может иметь любое значение в диапазоне 0 360.
= , (16)
Формула перехода от к зависит от координатной четверти, в которой расположено заданное направление или, другими словами, от знаков разностей y = y2 y1 и x = х2 х1 (см. таблицу 2 и рис. 7).
Таблица 2
Формула перехода от к
|
I четверть
|
П четверть
|
Ш четверть
|
IV четверть
|
х
|
+
|
|
|
+
|
у
|
+
|
+
|
|
|
|
+
|
|
+
|
|
Формулы
|
|
180
|
+180
|
+360
|
Рис. 7. Дирекционные углы и главные значения арктангенса в I, II, III и IV четвертях
Расстояние между точками вычисляют по формуле
(17)
или другим путем – по формулам
(18)
Некоторые геодезические приборы снабжены программами решения прямых и обратных геодезических задач, что позволяет в ходе полевых измерений определять координаты наблюдаемых точек, вычислять углы и расстояния для разбивочных работ. [4].
Пример. Требуется определить дирекционный угол aAB и горизонтальное проложение SAB линии АВ, если даны xА = +5,64 м; yА = –1,51 м; xВ = –2,72 м и yВ = +0,24 м.
Δ yАB = yВ – yА = + 1,75 м
ΔxAB = xВ – xА = –8,36 м
0,209330
rAB = ЮВ: 11°49'23"
aAB = 180° – rAB = 168°10'37". [5].
Задание 2. Определите дирекционный угол aAB и горизонтальное проложение SAB линии АВ, если даны xА, yА, xВ и yВ.
Варианты
|
xВ; xА
|
yВ; yА
|
1
|
–20,19; –19,05
|
–19,19; –19,05
|
2
|
+106,20; +111,11
|
+106,93; +111,11
|
3
|
–1354,16; –1345,55
|
+1001,53; –1001,10
|
4
|
+736,23; +707,70
|
–68,34; –70,70
|
5
|
–1675,26; –1675,25;
|
+438,50; +405,17
|
6
|
+1927,73; +2005,50
|
–1685,53; –1685,55;
|
7
|
–1157,50; –1007,52
|
–12,79; –10,17
|
8
|
+39,52; +16,95
|
–1271,07; –1143,05
|
9
|
+0,21; –0,77
|
+223,67; +1,45
|
10
|
+234,89; +0,22
|
–764,27; –1001,00
|
Литература
1. Попов В. Н., Чекалин С. И. Геодезия: Учебник для вузов. – М.: «Горная книга», 2007. 519 с.
2. Геодезия. Решение основных задач на картах и планах: методические указания для выполнения лабораторной работы. – Вологда: ВоГТУ, 2011. – 40 с.
3. Чугреев И. Г., Усова Н. В., Владимирова М. Р. Основы геодезии: учебно-методическое пособие. — М.: МИИГАиК, 2017, 146 с.
4. Инженерная геодезия. Учебное пособие, часть I / Богомолова Е. С., Брынь М. Я., Грузинов В. В., Коугия В. А., Полетаев В. И.; под ред. Коугия В. А. – СПб.: Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2006. - 87 с.
5. Симонян В. В. Геодезия: сборник задач и упражнений / Симонян В.В., Кузнецов О.Ф.; М-во образования и науки Рос. Федерации, Нац. исследоват. Моск. гос. строит. ун-т. 3-е изд., испр. Москва: НИУ МГСУ, 2016. 160с.
7. Инженерная геодезия: лаб. практикум. Черкас Л.А., Зуева Л.Ф. – Гродно: ГрГУ, 2011. – 145 с.
8. Маслов А.В., Гордеев А.В., Батраков Ю.Г. Геодезия. – М.: КолосС. 2008. – 598 с.
9. Карабцова З. М. Геодезия. Дальневосточный государственный университет. Тихоокеанский институт дистанционного образования и технологий. Владивосток, 2002. 151 с.
10. Миркина, Т. Е. Инженерная геодезия: учебное пособие. Конспект лекций для студентов I курса специальности 270115 «Экспертиза и оценка недвижимости» Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2007. 96 с.
8. Инженерная геодезия: Учебник для вузов / Клюшин Е. Б., Киселев М.И., Михелев Д.Ш., Фельдман В.Д.; Под ред. Михелева Д. Ш. — 4-е изд., испр. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. — 480 с.
Достарыңызбен бөлісу: |