Études de cas pratique

EGC

Calcul de rayonnement à la station totale

Calcul de rayonnement à la station totale

Comprendre le Calcul de rayonnement à la station totale

Vous êtes un topographe travaillant sur un site de construction pour un nouveau bâtiment. Avant de commencer le travail, il est essentiel de déterminer la position exacte de plusieurs points de contrôle autour de la zone de construction pour guider le processus de construction. Vous utiliserez une station totale pour effectuer un rayonnement à partir d’un point connu pour localiser ces points de contrôle.

Pour comprendre le Calcul de distance en topographie, cliquez sur le lien.

Instructions:

1. Placez votre station totale sur le point de référence A, dont les coordonnées sont connues.
2. À partir de ce point, vous mesurerez les angles horizontaux et les distances vers plusieurs autres points de repère (B, C, D) pour lesquels vous devez déterminer les coordonnées.

Données fournies:

  • Coordonnées du point A (Point de station) : \(X_A = 235.500\) m, \(Y_A = 460.750\) m
  • Hauteur de l’instrument (station totale) : 1.5 m
  • Les mesures effectuées à partir de la station totale sont les suivantes:
Tableau de Données Topographiques
Données de Rayonnement à la Station Totale
Point Angle Horizontal (degrés) Distance (m)
B 25.0 150.0
C 110.0 120.0
D 290.0 100.0
Calcul de rayonnement à la station totale

Question:

Calculez les coordonnées (X, Y) pour chaque point (B, C, D) en utilisant les données de rayonnement. Les angles sont mesurés à partir du nord géographique et dans le sens horaire.

Correction : Calcul de rayonnement à la station totale

Point de station A : XA = 235,500 m, YA = 460,750 m

Les angles sont mesurés depuis le Nord géographique dans le sens horaire (comme sur une boussole) : 0° = Nord, 90° = Est, 180° = Sud, 270° = Ouest.

Pour chaque visée, on construit un triangle rectangle : la distance mesurée (D) est l’hypoténuse, et on en extrait les deux côtés horizontaux et verticaux vers l’Est (ΔX) et vers le Nord (ΔY).

On utilise les formules trigonométriques :

\[ \begin{cases} \Delta X = D \times \sin(\theta) & \text{(déplacement Est)} \\ \Delta Y = D \times \cos(\theta) & \text{(déplacement Nord)}\\ X = X_A + \Delta X & \text{(coordonnée absolue Est)}\\ Y = Y_A + \Delta Y & \text{(coordonnée absolue Nord)} \end{cases} \]

1. Coordonnées du point B

1.1 Calcul de \(\Delta X\)

Pourquoi ? Delta X est la projection de la distance mesurée vers l’Est. Imaginez un triangle où D est l’hypoténuse, l’angle à la station est \(\theta=25,0°\). Le côté adjacent à l’Est se calcule avec la fonction sinus.

Formule : \[ \Delta X = D \times \sin(\theta) \]

Données :

  • D = 150,0 m (longueur de la visée)
  • θ = 25,0° (azimut mesuré depuis le Nord)
  • Valeur trigonométrique : \(\sin(25,0°) = 0,422618\)

Calcul :

On multiplie la distance par la proportion correspondant à l’angle : \[ = 150,0 \times 0,422618 \] \[ = 63,3927\;\mathrm{m} \]

Donc, depuis A, on avance de 63,3927 m vers l’Est.

1.2 Calcul de \(\Delta Y\)

Pourquoi ? Delta Y est la projection vers le Nord. Dans notre triangle, c’est le côté adjacent à l’axe Nord, qu’on obtient avec la fonction cosinus.

Formule : \[ \Delta Y = D \times \cos(\theta) \]

Données :

  • D = 150,0 m
  • θ = 25,0°
  • \(\cos(25,0°) = 0,906308\)

Calcul : \[ = 150,0 \times 0,906308 \] \[ = 135,9462\;\mathrm{m} \]

Donc, depuis A, on avance de 135,9462 m vers le Nord.

1.3 Calcul des coordonnées de B

Concept : pour obtenir les coordonnées absolues du point B, on part des coordonnées connues de A et on ajoute les décalages calculés.

Formule :

\[ \begin{aligned} X_B &= X_A + \Delta X \\ Y_B &= Y_A + \Delta Y \end{aligned} \]

Données : XA = 235,500 m, YA = 460,750 m, ΔX = 63,3927 m, ΔY = 135,9462 m

Calcul :

\[ X_B = 235,500 + 63,3927 \] \[ X_B = 298,8927\;\mathrm{m} \] \[ Y_B = 460,750 + 135,9462 \] \[ Y_B = 596,6962\;\mathrm{m} \]

Résultat arrondi : B (XB,YB) = (298,893 m, 596,696 m)

2. Coordonnées du point C

2.1 Calcul de \(\Delta X\)

Pourquoi ? même méthode : composante Est d’une visée de 120,0 m à 110,0° (vers le Sud-Est). L’angle >90° indique qu’on se déplace en partie vers le Sud.

Formule : \[ \Delta X = 120,0 \times \sin(110,0°) \] \[ \Delta X = 120,0 \times 0,939693 \] \[ \Delta X = 112,7632\;\mathrm{m} \]

On avance de 112,7632 m vers l’Est.

2.2 Calcul de \(\Delta Y\)

Pourquoi ? composante Nord: ici \(\cos(110,0°)\) est négatif, ce qui signifie qu’on se déplace vers le Sud.

Formule : \[ \Delta Y = 120,0 \times (-0,342020) \] \[ \Delta Y = -41,0424\;\mathrm{m} \]

On avance de 41,0424 m vers le Sud (delta négatif).

2.3 Calcul des coordonnées de C

\[ X_C = 235,500 + 112,7632 \] \[ X_C = 348,2632\;\mathrm{m} \] \[ Y_C = 460,750 - 41,0424 \] \[ Y_C = 419,7076\;\mathrm{m} \]

Résultat arrondi : C (XC,YC) = (348,263 m, 419,708 m)

3. Coordonnées du point D

3.1 Calcul de \(\Delta X\)

Pourquoi ? angle de 290,0° = 360° − 70°, or sin(290°) = −sin(70°). On se déplace vers l’Ouest.

Formule : \[ \Delta X = 100,0 \times (-0,939693) \] \[ \Delta X = -93,9693\;\mathrm{m} \]

On avance de 93,9693 m vers l’Ouest (delta négatif).

3.2 Calcul de \(\Delta Y\)

Pourquoi ? cos(290°) = cos(70°) > 0, donc on se déplace vers le Nord.

Formule : \[ \Delta Y = 100,0 \times 0,342020 \] \[ \Delta Y = 34,2020\;\mathrm{m} \]

On avance de 34,2020 m vers le Nord.

3.3 Calcul des coordonnées de D

\[ X_D = 235,500 - 93,9693 \] \[ X_D = 141,5307\;\mathrm{m} \] \[ Y_D = 460,750 + 34,2020 \] \[ Y_D = 494,9520\;\mathrm{m} \]

Résultat arrondi : D (XD,YD) = (141,531 m, 494,952 m)

Récapitulatif final des coordonnées
Point X (m) Y (m)
B 298,893 596,696
C 348,263 419,708
D 141,531 494,952

Calcul de rayonnement à la station totale

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