- •Геодезия
- •Рецензенты:
- •Введение
- •1. Общие сведения о геодезии
- •1.1. Предмет и задачи геодезии
- •1.2. Роль геодезии в развитии хозяйства страны
- •1.3. Исторический очерк о развитии геодезии
- •1.4. Понятие о фигуре Земли
- •1.5. Системы координат и высот в геодезии
- •1.5.1. Географические координаты
- •1.5.2. Прямоугольные координаты
- •1.6. Изображение земной поверхности на плоскости. Понятие о плане, карте, профиле
- •1.7. Масштабы планов и карт. Точность масштабов
- •1.8. Номенклатура топографических карт и планов
- •1.9. Условные знаки планов и карт
- •1.10. Рельеф местности и его изображение на картах и планах
- •1.11. Ориентирование линий
- •1.11.1. Исходные направления
- •1.11.2. Ориентирные углы
- •1.12. Прямая и обратная геодезические задачи
- •1.12.1. Прямая геодезическая задача
- •1.12.2. Обратная геодезическая задача
- •1.13. Элементы геодезических измерений
- •1.11. Контрольные вопросы по 1 разделу
- •2. Измерение углов и линий
- •2.1. Угломерные инструменты и угловые измерения
- •2.1.1. Принципы измерения углов и схема устройства угломерного прибора
- •2.1.2. Устройство теодолита
- •2.1.3. Классификация теодолитов
- •2.1.4. Поверки и юстировки теодолитов
- •2.1.5. Измерение горизонтальных углов
- •2.1.6. Измерение вертикальных углов. Место нуля вертикального круга
- •2.2. Линейные измерения
- •2.2.1. Общие сведения о линейных измерениях
- •2.2.2. Подготовка линий к измерению
- •2.2.3. Приборы для измерения линий на местности
- •2.2.4. Измерение линий мерными лентами
- •2.2.6. Высокоточные измерения линий шкаловыми лентами и инварными проволоками
- •2.2.7. Высокоточные измерения линий электронными дальномерами
- •2.2.8. Горизонтальное проложение
- •2.3. Контрольные вопросы по 2 разделу
- •3. Нивелирование
- •3.1. Способы определения превышений и отметок точек
- •3.2. Геометрическое нивелирование
- •3.2.1. Схема геометрического нивелирования
- •3.2.2. Виды геометрического нивелирования
- •3.3. Тригонометрическое нивелирование
- •3.4. Нивелиры и нивелирные рейки
- •3.4.1. Классификация и устройство нивелиров
- •3.4.2. Нивелирные рейки и производство отсчетов по ним
- •3.4.3. Поверки и юстировки нивелиров
- •3.5. Понятие о других видах нивелирования
- •3.5.1. Гидростатическое нивелирование
- •3.5.2. Барометрическое нивелирование
- •3.5.3. Аэрорадиолокационное нивелирование
- •3.6. Контрольные вопросы по 3 разделу
- •4. Топографические съемки местности
- •4.1. Общие сведения о топографических съемках местности
- •4.2. Теодолитная съемка
- •4.2.1. Сущность теодолитной съемки, состав и порядок работ
- •4.2.2. Создание плановой геодезической основы для теодолитной съемки
- •4.2.3. Способы съемки подробностей местной ситуации
- •4.2.4. Вычисление координат сомкнутого теодолитного хода
- •4.2.5. Вычисление координат разомкнутого теодолитного хода
- •4.2.6. Накладка полигона по координатам и румбам
- •4.2.7. Нанесение на план местной ситуации
- •4.3. Нивелирование трассы
- •4.3.1. Сущность нивелирной съемки трассы
- •4.3.2. Трассирование и закрепление оси трассы
- •4.3.3. Разбивка пикетажа на трассе
- •4.3.4. Съемка местных предметов и ситуации в полосе трассы, ведение пикетажного журнала
- •4.3.5. Разбивка круговых горизонтальных кривых и вынос пикетов с тангенсов на кривую
- •4.3.6. Нивелирование оси трассы и поперечников
- •4.3.7. Заполнение ведомости углов поворота, прямых и кривых
- •4.3.8. Составление и оформление плана трассы
- •4.3.9. Вычисление отметок нивелирного хода
- •4.3.10. Составление продольного и поперечных профилей трассы
- •4.4. Нивелирование площадей
- •4.4.1. Сущность нивелирной съемки площадей
- •4.4.2. Способы нивелирной съемки площадей
- •4.4.3. Нивелирование поверхности летного поля по квадратам
- •4.4.4. Составление плана в отметках и горизонталях как цифровой модели местности. Метод интерполяции при построении горизонталей
- •4.5. Тахеометрическая съемка
- •4.5.1. Сущность тахеометрической съемки, состав и порядок работ
- •4.5.2. Инструменты, применяемые при тахеометрической съемке
- •4.5.3. Создание планово-высотной геодезической рабочей основы тахеометрической съемки при работе теодолитом-тахеометром
- •4.5.4. Планово-высотная привязка точек опорного хода
- •4.5.5. Съемка подробностей местной ситуации и рельефа полярным
- •4.5.6. Камеральные работы при тахеометрической съемке
- •4.6. Контрольные вопросы по 4 разделу
- •5. Опорные геодезические сети
- •5.1. Общие сведения о государственной геодезической сети
- •5.2. Плановые геодезические сети
- •5.2.1. Методы построения плановых геодезических сетей. Триангуляция, трилатерация, полигонометрия
- •5.2.2. Классификация государственной геодезической сети
- •5.2.3. Пункты государственной геодезической сети
- •Геодезическая служба
- •5.2.4. Плановые сети сгущения и съемочные сети
- •5.2.5. Методы построения сетей сгущения и съемочных сетей
- •5.3. Высотные геодезические сети
- •5.3.1. Нивелирная сеть страны. Классификация нивелирных сетей
- •5.3.2. Нивелирные сети сгущения и высотные съемочные сети
- •5.4. Понятие о геоинформационных и спутниковых навигационных
- •5.4.1. Глобальные системы определения местоположения глонасс и navstar gps
- •5.4.2. Системы отсчета времени и координат
- •5.4.3. Преобразование координат
- •5.5. Контрольные вопросы по 5 разделу
- •6. Основы математической обработки результатов геодезических измерений
- •6.1. Общие сведения о погрешностях измерений
- •6.2. Классификация погрешностей измерений
- •6.3. Свойства случайных погрешностей
- •6.4. Среднее арифметическое результатов измерений. Вероятнейшие погрешности и их свойства
- •6.5. Предельная погрешность
- •6.6. Оценка точности равноточных измерений
- •6.6.2. Средняя квадратическая погрешность измерений неизвестной величины. Формула Бесселя
- •6.6.3. Средняя квадратическая погрешность двойных измерений
- •6.6.4. Средняя квадратическая погрешность функции независимо измеренных величин
- •6.6.5. Средняя квадратическая погрешность арифметической средины
- •6.7. Оценка точности неравноточных измерений
- •6.7.1. Понятие о весе измеренных величин
- •6.7.2. Средняя квадратическая погрешность единицы веса
- •6.7.3. Весовое арифметическое среднее
- •6.6. Контрольные вопросы по 6 разделу
- •7. Основные виды геодезических работ при проектировании, строительстве и эксплуатации сооружений
- •7.1. Сущность и назначение геодезической разбивочной основы
- •7.2. Плановая геодезическая разбивочная основа. Строительная сетка
- •7.2.1. Проектирование строительной сетки
- •7.2.2. Предварительная разбивка строительной сетки
- •7.2.3. Определение точных координат и редуцирование центров пунктов строительной сетки
- •7.3. Высотная геодезическая разбивочная основа
- •7.4. Геодезическая подготовка проекта инженерного сооружения
- •7.4.1. Подготовка разбивочных данных проекта
- •7.4.2. Аналитический расчет и привязка проекта
- •7.4.3. Составление разбивочных чертежей
- •7.4.4. Разработка проекта производства геодезических работ
- •7.5. Основные способы плановой и высотной разбивки
- •7.5.1. Плановая разбивка линий и углов
- •7.5.2. Плановая разбивка точек
- •7.5.3. Высотная разбивка точек
- •7.6. Мониторинг геометрии сооружений
- •7.6.1. Виды деформаций сооружений
- •7.6.2. Точность определения деформаций сооружений
- •7.6.3. Наблюдения за осадками сооружений
- •7.6.4. Наблюдения за смещениями сооружений
- •7.6.5. Наблюдения за кренами сооружений
- •7.6.6. Наблюдения за трещинами и оползнями
- •7.7. Контрольные вопросы по 7 разделу
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
4.5. Тахеометрическая съемка
Как правило, для решения различных инженерных задач обороны страны требуется иметь планы и карты с одновременным изображением на них и местных предметов и рельефа местности. Для получения таких планов можно сначала выполнить теодолитную (плановую) съемку, а затем нивелирную (высотную) съемку и наложить их друг на друга. Но такой метод потребовал бы больших затрат времени и материальных средств. Потребность в быстром создании планов местности с изображением рельефа привели к разработке комбинированных съемок - тахеометрической и мензульной.
Потребность в планах и крупномасштабных картах особенно резко обозначилась в нашей стране после победы Великой Октябрьской социалистической революции. В период развития советской индустрии потребовалось проведение в крупных масштабах работ по разведке запасов полезных ископаемых, сырья для промышленности и др. Это обстоятельство вынудило широким фронтом развернуть работы по топографической съемке территории страны с составлением планов и карт.
Большую помощь в картографировании страны оказали военные топографы и геодезисты.
С развитием геодезического приборостроения в настоящее время применение тахеометрической съемки местности является наиболее актуальным.
4.5.1. Сущность тахеометрической съемки, состав и порядок работ
Тахеометрическая съемка является одним из видов топографической наземной съемки местности, в результате которой получают план с изображением предметов, контуров и рельефа местности.
Слово тахеометрия в переводе с греческого означает «быстрое измерение». Быстрота измерений при тахеометрической съемке достигается тем, что положение снимаемой точки в плане и по высоте определяется при одном наведении трубы инструмента на рейку, установленную в этой точке.
Тахеометрическая съемка используется для составления крупномасштабных топографических планов в масштабах 1:500, 1:1000 и 1:2000 и цифровых моделей местности (ЦММ), по которым осуществляется системное автоматизированное проектирование объектов строительства (таблица 4.9).
Съемочным обоснованием тахеометрической съемки могут быть теодолитно-нивелирные, теодолитно-тахеометрические и тахеометрические ходы. Ходы съемочного обоснования прокладываются между пунктами государственной геодезической сети (ГГС) или сетей сгущения.
В теодолитно-нивелирных ходах углы поворота измеряют теодолитом, а расстояния между вершинами углов - при помощи мерной ленты или дальномеров соответствующей точности измерения. В результате обработки измерений получают координаты Х и У вершин хода, по которым определяют их плановое положение. Отметки Н вершин хода определяют путем геометрического нивелирования.
Таблица 4.9 – Масштабы тахеометрической съемки
Масштаб плана |
Сечение рельефа |
Назначение съемки |
1:500 |
0,25 – 0,5 |
Для составления планов и ЦММ при проектировании городских улиц и дорог, временных и гражданских сооружений, малых водопропускных сооружений на дорогах, небольших карьеров и разрезов грунта и т.д. |
1:1000 |
0,5- 1,0 |
Для составления планов и ЦММ при проектировании системы поверхностного водоотвода, планировки территорий, проектировании транспортных развязок движения в разных уровнях, пересечений и примыканий дорог в одном уровне, средних и больших мостовых переходов, сложных участков проектирования (овраги, оползни, осыпи, карсты и т.д.), месторождений дорожно-строительных материалов |
1:2000 |
1,0 – 2,0 |
В теодолитно-тахеометрических и тахеометрических ходах, в отличие от теодолитно-нивелирных, превышения между вершинами углов и их отметки получают тригонометрическим нивелированием, а стороны измеряют нитяным дальномером или светодальномером.
Выбор вида съемочного обоснования диктуется требованиями инструкции. Так, при съемке рельефа сечением через 1 м и более допускается определять высоты пунктов тригонометрическим нивелированием, а при съемке рельефа с сечением до 1 м - геометрическим.
Съемка контуров и рельефа с пунктов съемочного обоснования выполняется полярным способом.
Сущность совместного способа съемки контуров и рельефа местности рассмотрим на примере (рисунок 4.41).
Пусть в вершине съемочного обоснования точке А установлен теодолит-тахеометр и на уровне оси вращения его трубы проходит горизонтальная плоскость Р. Необходимо определить координаты и отметки точек К и N.
Для получения проекций к и n этих точек местности на горизонтальную плоскость следует определить полярные расстояния dк, dn и полярные углы к, n.
Для определения полярных расстояний dк, dn необходимо на местности с помощью дальномера или мерной ленты измерить длины наклонных линий DК, DN ( или LК, LN), а по вертикальному кругу прибора - углы наклона К, N. Затем по результатам измерений произвести вычисления, используя формулы определения горизонтальных проложений линий.
При измерении наклонной линии нитяным оптическим дальномером
, (4.75)
где nВ и nН - отсчеты по верхней и нижней дальномерным нитям.
При измерении наклонной линии мерными лентами
, (4.76)
где Lν - поправка за наклон линии к горизонту.
Полярные углы к и n получают по горизонтальному кругу прибора.
Превышения hК, hN определяют по одной из формул тригонометрического нивелирования
, (4.77)
где i - высота инструмента;
l - высота вехи или рейки.
В аэродромном строительстве тахеометрическая съемка применяется при скоростных изысканиях полевых аэродромов, методика ее выполнения изложена в «Руководстве по изысканиям и проектированию полевых аэродромов авиации ВС СССР» (PA-182-87).