polohové bodové pole + souřadnicové výpočty
DESCRIPTION
Ing. Rudolf Urban, Ph.D. 2013 Přednáška z předmětu SGE – letní semestr. Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty. Body. Měřické body: Geodetické : jsou stabilizovány, popř. signalizovány a je k nim vyhotovena dokumentace geodetických údajů. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/1.jpg)
POLOHOVÉ BODOVÉ POLE+
SOUŘADNICOVÉ VÝPOČTY
Ing. Rudolf Urban, Ph.D.
2013
Přednáška z předmětu SGE – letní semestr
![Page 2: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/2.jpg)
Body
Měřické body:Geodetické : jsou stabilizovány, popř. signalizovány a je k nim vyhotovena dokumentace geodetických údajů.Ostatní : předpokládá se pouze dočasná stabilizace a speciální použití (dřevěné kolíky s křížkem nebo hřebíčkem, křížky vyznačené křídou)
Geodetický bod:trvale označený bod, stanovenými měřickými značkami a signalizačními nebo ochrannými zařízeními.
GB vytváří bodová pole (BP) a geodetické sítě (GS).
Každý GB je vždy označen číslem a může mít i název. Zároveň je možné aby jeden GB patřil do více BP. Ke GB se vyplňuje předepsaný formulář.
![Page 3: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/3.jpg)
Bodová pole
Polohové bodové pole:-Základní polohové bodové pole (xy = 15 mm).-Zhušťovací body (xy = 20 mm).-Podrobné polohové bodové pole (xy = 60 mm).
Výškové bodové pole:-Základní.-Podrobné.-Stabilizované body technických nivelací.
Tíhové bodové pole: (potřebné pro určování výšek a věd. účely)-Základní.-Podrobné.
Zákony a vyhlášky upravující bodová pole:
[1] Vyhláška č. 31/1995 Sb., o zeměměřictví …
[2] Vyhláška č. 26/2007 Sb., o zápisech vlastnických a jiných věcných práv k nemovitostem …
![Page 4: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/4.jpg)
Bodové pole polohové
Bodová pole byla po roce 1918 budována jednotně v rámci celé tehdejší ČSR. Výpočet v S-JTSK.
Základní polohové bodové pole (ZPBP):Body referenční sítě NULRAD (nultý řád)Body Astronomicko-Geodetické sítě (AGS)Body České státní trigonometrické sítě (ČSTS)Body geodynamické sítě.
Zhušťovací body (ZhB)
Podrobné polohové bodové pole (PBPP)
(ČSTS byla dokončena v 50. letech našeho století na území celé ČSR. Síť se člení na pět řádů, body nižšího řádu plošně zhušťují síť bodů řádu vyššího. Hustota bodů V. řádu je 1 – 3 km. Relativní polohová přesnost vztažená k sousedním bodům sítě je udávána hodnotou cca 15 mm. Na území ČR se nachází cca 30 tisíc trigonometrických bodů.)
![Page 5: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/5.jpg)
Budování geodetických sítí ČR
Bodová pole polohová se budovali v ČR v několika etapách:
Katastrální triangulace (1821 – 1864)- 4 délkové základny, úhlové měření (stabilizace pouze dřevěnými kůly)
Vojenská triangulace (1862 – 1898)- 22 délkových základen pro RU, uzávěry pod 1´´
Československá jednotná trigonometrická síť katastrální - Převzata část měření z vojenské triangulace, relativní přesnost 1 cm (1920 -1957)
Astronomicko-geodetická síť (od 1931)- Vše nově stabilizováno a měřeno (23 let), 6 základen (invarové dráty)
- Propojení s Východní Evropou, dále zpřesňována, není součástí JTSK (pro S-42)
Vždy se použilo triangulace (úhlové měření) a trilaterace (délkové měření).
![Page 6: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/6.jpg)
Body ČSTS z roku 1936
![Page 7: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/7.jpg)
Astronomicko-geodetická síť (AGS)
(Strana cca 36 km)
![Page 8: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/8.jpg)
NULRAD – GPS zpřesňování BP (od 1991)
![Page 9: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/9.jpg)
DOPNUL – doplnění NULRAD (od 1993)
![Page 10: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/10.jpg)
Základní geodynamická síť (pro pohyb zemského povrchu)
![Page 11: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/11.jpg)
Dokumentace geodetického bodu
Geodetické údaje:
- ke každému GB se vyplňuje předepsaný formulář. U každého bodu si uživatel musí sám ověřit, zda se nezměnily.
GB se podle potřeby chrání ochrannými zařízeními (ochranné tyče, výstražné tabulky).
![Page 12: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/12.jpg)
Stabilizace základního geodetického bodu
1 povrchová značka
- kamenný (žulový) hranol délky 0,8 m s opracovanou hlavou tvaru krychle o straně 0,2 m s vytesaným křížkem
2 podzemní značky
- kamenná a skleněná deska s křížkem
Stabilizační značky musí být umístěny na svislici s přesností 3mm. Jáma je potom zasypána odlišným materiálem, který slouží k usnadnění vyhledávání značky.
![Page 13: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/13.jpg)
Stabilizace geodetického bodu
Pokud nelze použít podzemní značky (věž kostela), stabilizují se zajišťovací body, které musí být mezi sebou vzájemně viditelné a vzdálené max. 500 m od trigonometrického bodu.Z každého bodu musí být vidět alespoň jedna orientace (TB nebo bod 1.tř. PBPP), pokud není, zřizuje se nejméně jeden orientační bod.
Zajišťovací body se stabilizují v terénu kamenem s hlavou o straně 0,15 m, která má na horní ploše vytesaný křížek a jednou podzemní značkou.
Orientační body se stabilizují stejně jako zajišťovací. Body PBPP 1. tř. př. se stabilizují stejně jako zajišťovací body, pokud jsou tyto body trvale signalizovány, opět jsou nutné zajišťovacími body.
Body PBPP 2. – 5. tř. př. se volí na objektech s osazenou stabilizační značkou kteréhokoli bodového pole, na hraničních kamenech, jako znak na šachtách, poklopech a dalších objektech apod. Lze je také stabilizovat kamennými hranoly s křížkem nebo důlkem na horní ploše, ocelovými trubkami nebo roxory v betonu nebo plnostěnnými trubkami, atd.
K dočasné stabilizaci se užívá dřevěných kolíků (s křížkem nebo nastřeleným hřebíčkem) nebo křížků vyznačených křídou na objektu.
![Page 14: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/14.jpg)
Signalizace geodetického bodu
Trvalá:
-Měřické věže
-Věže kostelů
-Měřické pyramidy s černobílou signální tyčí
Dočasná:
-Výtyčky ve stojánku
-Stativ s terčem či odrazným hranolem
-Hrot měřického hřebu nebo tužky
![Page 15: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/15.jpg)
Souřadnicové výpočty
Poloha bodů je dána pravoúhlými rovinnými souřadnicemi Y, X v daném souřadnicovém systému.
Všechny geodetické souřadnicové systémy jsou pravotočivé (osa +Y otočena o pravý úhel od osy +X po směru hodinových ručiček).
Výpočty se odehrávají v rovině, přímo měřené hodnoty je nutno před výpočtem redukovat z nadmořské výšky a kartografického zobrazení !!!
Souřadnicový rozdíl:x12 = x2 - x1 y12 = y2 - y1 x21 = x1 - x2
y21 = y1 - y2
![Page 16: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/16.jpg)
Směrník a délka
12 21 21
12 2 1 12 2 1
180 200
;
gon
y y y x x x
x
ytg
x
ytg
;
cos
sin
12
12
12
1212
Výpočet směrníku a délky (1. geodetická úloha)
22
cossinyx
xys
Výpočet souřadnic druhého bodu (2. geodetická úloha)
121212121212 cos;sin sxxsyy
I II III IV
Δy (sin) + + - -
Δx (cos) + - - +
σ 2R- 2R+ 4R-
![Page 17: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/17.jpg)
Výpočet souřadnic bodu zaměřeného rajonem – polární metoda
δ
σ12
1
2
12 2 1 12 2 1
12
12
12 12
200,00 ; 150,00
200,0059,0334
150,00
140,9666
5050 0,142857
350
12
12 1212
12 12
Dle znamének a II. kvadrant
Kontrola:
y y y m x x x m
yarctg arctg gon
x
y x gon
x ytg gon
x y
1 1 1
1 1 1
231,0777
sin 200 140,70 59,30
cos 100 264,96 164,96
1B 12
B B B
B B B
gon
y y s m m m
x x s m m m
B
s1B
+x
+y
Dáno: y [m] x [m]
1 +200,00 +100,002 +400,00 -50,00
Měřeno:δ = 90,1111 gons1B = 300,00 m
Určit:yB = ? mxB = ? m
Řešení:
![Page 18: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/18.jpg)
Protínání vpřed (úhly, délky)
1
2
2
13 12 13 12 11 2
sin;
sins s
3
+x
+y
Dáno:1 = [ y1; x1 ]2 = [ y2; x2 ]
Měřeno:ω1; ω2
Určit:y3 = ? mx3 = ? m
Protínání z úhlů
ω1
ω2
σ12
s13Určení souřadnic bodu 3 výpočtem rajonu z bodu 1.
Kontrola výpočtem z bodu 2.
σ13
s23
Řešení: (Převedení na rajón)
Dáno:1 = [ y1; x1 ]2 = [ y2; x2 ]
Měřeno:s13; s23
Protínání z délek
Řešení: (Převedení na rajón)
2 212 12 12s x y
2 2 213 12 23
113 12
cos2
s s s
s s
2 2 223 12 13
223 12
cos2
s s s
s s
123 12
1 2
sin
sins s
![Page 19: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/19.jpg)
Protínání vpřed z úhlů - příklad
bod y x
1 +100,00 -100,00
2 -700,00 -700,00
Dáno:
úhel [gon]
1 60,0000
2 40,0000
Měřeno:
Určit:Souřadnice bodu 3 (y, x)
12 2 1
12 2 1
1212 12
12
700,00 100,00 800,00
700,00 100,00 600,00
59,03345
y y y m
x x x m
yarctg gon
x
Výpočet:
12III. kvadrant 259,03345 gon
13 12 1
23 21
213 12
1 2
23 12
1 2
13 13 13
13 13 13
23 2 23
2
3
1
259,03345 60 199,003345
59,03345 40 99,003345
sin587,785
sin
sin809,017
sin
·sin 8,924
·cos 587,718
·sin 808,9
gon
gon
s s m
s s m
y s m
x s m
y s
2
2
23 23 23
3 1 13 23
3 1 13 23
24
·cos 12,282
108,92
687,72
m
x s m
y y y y m
x x x x x m
y
![Page 20: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/20.jpg)
Polygonové pořady
Dáno:A = [ yA; xA ]B = [ yB; xB ]
Měřeno:ω1; ω2 ; ω3
s12; s23 ; s34
Určit:souřadnice bodů 2, 3, 4
Jednostranně připojený a orientovaný (volný)
= vícenásobný rajón
A=1
2
+x
+y
ω1
s12
B
ω2
ω3
s23s34
3
4
- Současné určení souřadnic více bodů- Měří se délky všech stran a levostranné vrcholové úhly na všech bodech
Rozdělení:- jednostranně/oboustranně připojený či nepřipojený- jednostranně/oboustranně orientovaný či neorientovaný
Typy:- Vetknutý (oboustranně připojený, neorientovaný)- Uzavřený (začíná a končí na stejném bodě)- Volný (jednostranně připojený a orientovaný)
![Page 21: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/21.jpg)
Polygonové pořadyOboustranně připojený a orientovaný pořad
1 12 2
21
, , ,
, ,
1, 2
Souřadnice bodů:
Délky: Úhly: , , ,
Souřadnice bodůUrči
Dán
t:
Měřen :
o
:
:
o
KP
P K
P K A B
d d d
MO u 0, 01 3Mu gon n
2 2p x yO O O
0, 01 0,10Mpu d p MpO u
i
yy i
Oy
y
i
xx i
Ox
x
![Page 22: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/22.jpg)
Polygonové pořady
Uzavřený polygonový pořad
Úhlový uzávěr pro vnitřní úhly:
Úhlový uzávěr pro vnější úhly:
Musí platit:x = y =0.
Další výpočet je analogický s předchozím Pokud není měřena orientace na bod A, lze uzavřený polygonový pořad vypočítat v lokální soustavě tak, že do jedné strany vložíme formálně osu +X a určíme tím natočení soustavy.
Dáno:A = [ yA; xA ]P1 = [ y1; x1 ]
Měřeno:ωA , ω1 , ω2 , ω3 , ω4
d12 , d23 , d34 , d41
Určit:souřadnice bodů P2, P3, P4
iO n 2 200
iO n 2 200
![Page 23: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/23.jpg)
Dáno:A = [ yA; xA ]B = [ yB; xB ]
Měřeno:ω2 ; ω3
s12; s23 ; s34
Určit:souřadnice bodů 2, 3
Oboustranně připojený (vetknutý, bez orientace)
1) Výpočet v místní soustavě (osa +X do první strany) jako volný polygonový pořad
2A) Výpočet směrníku σAB v místní (σAB‘) a hlavní soustavě (σAB)
=> stočení místní soustavy: σA2 = σAB - σAB‘ => druhý výpočet => souřadnicové vyrovnání
2B) Transformací souřadnic (identické body AB)
A=1
2
+x
+ys12
B=4ω2
ω3
s23s34
3
+x‘
+y‘
σA2
σABσAB‘
Polygonové pořady
![Page 24: Polohové bodové pole + Souřadnicové výpočty](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56815870550346895dc5d13c/html5/thumbnails/24.jpg)
P2
P1
P3
P4
Dáno:P1, P2, P3
Měřeno:,
Určit:P4
1) Výpočet C protínáním vpřed z P1 a P3
2) Výpočet a ze souřadnic
= C1 - C4; = C4 - C3
3) Výpočet P4 protínáním vpřed z P1 a P3
C
Protínání zpět z úhlů a volné stanovisko
Jiný postup výpočtu: Cassiniho řešení,Válkovo řešení (viz odkazy)
Volné stanovisko: měřeno pouze na dva body (jeden úhel, dvě vzdálenosti) – vyrovnání(v geodetické praxi často používáno – program v přístroji)