ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ИНСТРУМЕНТОВЕДЕНИЕ

ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ИНСТРУМЕНТОВЕДЕНИЕ:
методические указания по выполнению контрольной работы № 1

Задание 1. Решение типовых задач автоматизации работы электронного тахеометра
Современные электронные тахеометры оснащаются встроенным
программным обеспечением, позволяющим автоматизировать решение многих геодезических задач [1]. Большинство таких операций сводится к вычислению искомых параметров по координатам точек, определённым электронным тахеометром и сохранённым в его встроенную память. В данном задании необходимо решить 15 типовых задач, решаемых в рамках автоматизации работы электронного тахеометра. Для решения каждой задачи необходимо использовать индивидуальные исходные данные, выбираемые по номеру варианта («N»). Для определения номера варианта («N») воспользуйтесь приложением А.
В итоговом отчёте по результатам выполнения задания 1 необходимо представить следующие материалы:
1) Результаты решения 15 задач, включая исходные данные по
варианту, промежуточные результаты и конечный результат
решения задачи.
Задача 1. Вычисление уклона
Дано: Высоты точек А и Б (ℎ и ℎ ), горизонтальное проложение линии А-Б. Задание: Вычислите значение уклона (i) и угла наклона (v).

Задача 2. Вычисление дирекционного и румба
Дано: Координаты точки А (x , y1) и координаты точки В (x2, y2).
Задание: Вычислите румб и дирекционный угол линии A-B и линии B-A; Указания по решению задачи:
В ходе выполнения данной задачи необходимо получить значение
румба и дирекционного угла по имеющимся координатам двух точек.
Дирекционный угол (азимут геодезической линии) (от франц. direction — направление) — угол, отсчитываемый от северного направления осевого меридиана по ходу часовой стрелки до данного направления.

Задача 3. Вычисление горизонтального проложения и превышения
Дано: наклонное расстояние (D), вертикальный угол (v).
Задание: Вычислите горизонтальное проложение (S) и превышение (h) между точками A и B;
Указания по решению задачи:
В ходе выполнения данной задачи необходимо получить значение
горизонтального проложения и превышения между двумя точками.

Задача 4. Вычисление площади полигона
Дано: Координаты вершин полигона.
Задание: Вычислите площадь полигона.
Указания по решению задачи:
В ходе выполнения данной задачи необходимо получить площадь
полигона по имеющимся данным.

Задача 5. Вычисление периметра полигона
Дано: Координаты вершин полигона.
Задание: Вычислите периметр полигона.
Указания по решению задачи:
В ходе выполнения данной задачи необходимо получить периметр
полигона по имеющимся данным.
Периметр фигуры — это сумма длин всех её сторон. Чтобы в нашем
случае найти длины сторон, нужно воспользоваться формулой длины отрезка
по заданным координатам (x1; y1) и (x2; y2):

Задача 6. Вычисление координат центра окружности
Дано: Координаты трёх точек находящихся на окружности.
Задание: Вычислите координаты центра окружности.
Указания по решению задачи:
В ходе выполнения данной задачи необходимо получить координаты
центра окружности по двум или трём точкам.
Уравнение окружности имеет следующий вид

Задача 7. Вычисление координат пересечения линий
Дано: Параметры двух прямых
Задание: Вычислите координаты точки пересечения прямых
Указания по решению задачи:
В ходе выполнения данной задачи необходимо получить координаты точки пересечения двух линий, образованными известными точками. M0(X0;Y0) – некоторая точка плоскости
Если M0 является точкой пересечения прямых a и b, то по определению она принадлежит и прямой a и прямой b, то есть, ее координаты должны удовлетворять одновременно и уравнению 1 + 1 + 1 = 0 и уравнению 2 + 2 + 2 = 0.

Задача 8. Проекция точки на линию
Дано: Координаты точки и координаты начала и конца отрезка.
Задание: Вычислите координаты проекции точки на прямую.

Задача 9. Вычисление площади треугольника
Дано: Координаты точки и координаты начала и конца отрезка.
Задание: Вычислите площадь треугольника.
Указания по решению задачи:
В ходе выполнения данной задачи необходимо получить площадь
измеренного треугольника.
Данную задачу необходимо решить, применяя формулу Герона. Сама формула имеет вид:

Задача 10. Определение объёмов фигуры
Дано: Координаты вершин тетраэдра.
Задание: Вычислите объём тетраэдра.
Указания по решению задачи:
В ходе выполнения данной задачи необходимо получить объём
заданной объёмной фигуры.

Задача 11. Вычисление площади поверхности
Дано: Координаты точек A, B, C, D, E, F, G, H.
Задание: Вычислить площадь поверхности.
Указания по решению задачи:
В ходе выполнения данной задачи необходимо получить площадь
заданной поверхности. Основываясь на знаниях в ходе выполнения задач №
4 и № 5, определить площадь поверхности как сумму нескольких полигонов треугольников.

Задача 12. Расчёт радиуса кривизны дуги
Дано: Координаты начала, середины и конца кривой.
Задание: Вычислите радиус кривой.
Указания по решению задачи:
В ходе выполнения данной задачи необходимо получить радиус
кривизны дуги.

Задача 13. Вычисление координат по двум точкам углу и
расстоянию
Дано: Координаты начала и конца прямой, полярный угол и расстояние.
Задание: Вычислите координаты точки.
Указания по решению задачи:
В ходе выполнения данной
задачи необходимо получить
координаты точки C,
находящейся на некотором
расстоянии, и под некоторым
углом от линии, образованной
двумя точками A и B.

Задача 14. Построение прямой, параллельной исходной линии,
проходящей через указанную точку
Дано: Координаты начала, и конца отрезка и координаты точки С.
Задание: Вычислите параметры прямой, параллельной 1-2 и проходящей через точку С.

Задача 15. Определение расстояния между точкой и прямой
Дано: Координаты начала, и конца отрезка и координаты точки С.
Задание: Вычислите расстояние между точкой и прямой.

Задание 2. Выбор электронного тахеометра для выполнения
геодезических работ
Электронным тахеометром называют прибор, позволяющий выполнять как угловые, так и линейные измерения с возможностью их совместной обработки[2]. Электронный тахеометр представляет собой объединение
теодолита, светодальномера с полупроводниковым излучателем и
микропроцессора или микрокомпьютера в единую неразъемную или модульную конструкцию. Кроме того, прибор, обладающий функциями электронного тахеометра, может быть получен при установке малогабаритного автоматизированного топографического светодальномера на оптический или электронный теодолит.

Порядок выполнения работы следующий:
1) по номеру варианта выберите из таблицы 15 вид геодезических
работ;
2) сформулируйте как минимум три основных критерия, на которые
необходимо ориентироваться при выборе электронного тахеометра для
производства данного вида работ. В качестве критериев могут выступать:
форм-фактор, доступные методы позиционирования, время работы от
аккумулятора, степень пыле/влаго-защиты, вес, размеры и т.д.;
3) выберите 5 моделей электронных тахеометров, отвечающих
заданным критериям. Для выбора используйте представленные в
теоретической части настоящих методических указаний ссылки на сайты
дистрибьюторов электронных тахеометров;
4) составьте и заполните таблицу сравнительного анализа
технических характеристик выбранных моделей электронных тахеометров.
Макет таблицы представлен в таблице 16;
5) сделайте вывод касательно оптимальной модели электронного
тахеометра для решения поставленной задачи.
В итоговом отчёте по результатам выполнения задания 2 необходимо
представить следующие материалы:
1) Краткие сведения о виде работ по варианту;
2) Сформулированные критерии выбора модели электронных
тахеометров;
3) Таблица сравнительного анализа моделей электронных тахеометров;
4) Вывод касательно оптимальной модели электронного тахеометра
для решения поставленной задачи.

Задание 3. Выбор оптического нивелира для выполнения геодезических работ

Задание: по номеру своего варианта выбрать из таблицы 17 один из
видов геодезических работ. Необходимо подобрать 5 вариантов оптических
нивелиров, подходящих для производства данного вида работ, произвести
сравнительный анализ выбранных моделей и сделать вывод касательно
оптимальной модели оптического нивелира для решения поставленной
задачи.
Порядок выполнения задания следующий:
1) по номеру варианта (N) выберите из таблицы 17 вид
геодезических работ;
2) сформулируйте как минимум три основных критерия, на которые
необходимо ориентироваться при выборе оптического нивелира для
47
производства данного вида работ. В качестве критериев могут выступать:
форм-фактор, тип инструмента, класс точности инструмента, время работы
от аккумулятора, степень пыле/влаго-защиты, вес, размеры и т.д.;
3) выберите 5 моделей оптических нивелиров, отвечающих
заданным критериям. Для выбора используйте представленные в
теоретической части настоящих методических указаний ссылки на сайты
дистрибьюторов оптических нивелиров;
4) составьте и заполните таблицу сравнительного анализа
технических характеристик выбранных моделей оптических нивелиров.
Макет таблицы представлен в таблице 18;
5) сделайте вывод касательно оптимальной модели оптического
нивелира для решения поставленной задачи.
В итоговом отчёте по результатам выполнения задания 3 необходимо
представить следующие материалы:
1) Краткие сведения о виде работ по варианту;
2) Сформулированные критерии выбора модели нивелира;
3) Таблица сравнительного анализа моделей оптических нивелиров;
4) Вывод касательно оптимальной модели оптического нивелира для
решения поставленной задачи.