Федеральное агентство по образованию России

Южно-Уральский государственный университет

Архитектурно-строительный факультет

Кафедра градостроительства

А. П. ВОРОШ ИЛО В

СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ

И ЭЛЕКТРОННЫЕ ТАХЕОМЕТРЫ

В ОБЕСПЕЧЕНИИ

СТРОИТЕЛЬНЫХ

РАБОТ

Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов РФ

по образованию в области строительства

в качестве учебного пособия для студентов,

обучающихся по направлению 270100 «Строительство»

Челябинск

АКСВЕЛ Л

2007

УДК 528.4 (075.8)

В75

В75 Ворошилов А.П .

Спутниковые системы и электронные тахеометры в обес­

печении строительных работ: Учебное пособие. — Че­

лябинск: АКСВЕЛЛ , 2007. - 163 с.

Рассмотрены современные геодезические технологии, основан­

ные на использовании навигационных спутниковых систем, геоде­

зических спутниковых приёмников и электронных тахеометров.

Изложены основы устройства и режимы работы геодезических GPSприёмников,

наиболее распространенных типов электронных тахео­

метров, а также вопросы планирования, проведения измерений и

их математической обработки при производстве геодезических ра­

бот в строительстве.

Пособие предназначено для инженеров-строителей, геодезистов,

а также для студентов строительных специальностей вузов и кол­

леджей, для специалистов, работающих с современными геодезиче­

скими данными.

Ил. 41, табл. 10, список лит. — 30 назв.

Одобрено учебно-методической комиссией архитектурно-стро­

ительного факультета ЮУрГУ.

Рецензенты: Ф.Е. Резницкий, В.Е. Коновалов.

УДК 528.4 (075.8)

© Ворошилов А.П., 2007.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

Глава 1. Особенности современных

ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.1. Автоматизация полевых измерений 8

1.2. Технология обработки геодезических измерений 13

1.3. Особенности применяемых систем координат 19

Контрольные вопросы и задания к главе 1 22

Глава 2. Геодезические работы

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ

2.1. Спутниковые радионавигационные системы 25

2.2. Пространственная геоцентрическая система координат ...32

2.3. Пространственная трилатерация 36

2.4. Измерение времени прохождения сигнала 39

2.5. Основные источники погрешностей

в геодезических спутниковых определениях 43

2.6. Относительные и дифференциальные методы

спутниковых определений 48

2.7. Геодезические приёмники 55

2.8. Планирование и проведение измерений 61

2.9. Обработка результатов спутниковых измерений 69

Контрольные вопросы и задания к главе 2 76

Глава 3. Геодезические работы

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОННЫХ ТАХЕОМЕТРОВ

И ЛАЗЕРНЫХ ДАЛЬНОМЕРОВ

3.1. Электронные тахеометры 77

3.1.1. Тахеометры ЗТа5Р УОМЗ 81

3.1.2. Тахеометры TS3300DR Trimble 86

3.1.3. Тахеометры SET30R Sokkia 90

3.2. Поверки электронного тахеометра 95

3.3. Производство измерений электронным тахеометром 101

3.4. Обработка результатов измерений 108

3.5. Безотражательные лазерные дальномеры 113

Контрольные вопросы и задания к главе 3 115

Глава 4. Комплексное применение

СОВРЕМЕННЫХ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ

В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

4.1. Интеграция средств геодезических измерений 117

4.2. Производство измерений при внецентренной

установке станции 121

4.3. Совершенствование технологии геодезических

разбивочных работ 128

4.4. Передача на монтажные горизонты осей и отметок

электронными тахеометрами 134

4.5. Измерение осадок зданий и сооружений

электронными тахеометрами 140

4.6. Измерение крена зданий электронным тахеометром 146

4.7. Съемка электронным тахеометром планового

и высотного положения подкрановых путей 149

Контрольные вопросы и задания к главе 4 156

Литература 157

Список сокращений 159

ВВЕДЕНИЕ

Традиционные методы геодезических измерений и графичес­

кого отображения полученной информации на бумажных носи­

телях остались в прошлом. Современное геодезическое обеспе­

чение инженерно-строительных изысканий, проектирования и

строительства различных объектов, а также инвентаризации,

кадастра и оценки объектов недвижимости базируется на ис­

пользовании принципиально новых геодезических приборов и

технологий, геодезических информационных систем простран­

ственных баз данных. Все полевые измерения и съёмки выпол­

няются сейчас электронными приборами с автоматической ре­

гистрацией результатов, автоматизированы и все последующие

процессы геодезического производства.

Замена традиционных средств измерений на электронные

привела к появлению новых методов и технологий геодезиче­

ских работ. Так, применение спутниковых радионавигацион­

ных систем и геодезических приемников принципиально изме­

нило методику построения опорных геодезических сетей, а

также создания на их основе опорных межевых, маркшейдер­

ских и разбивочных построений. При этом отпала необходи­

мость обеспечивать видимость между пунктами построения,

строить высокие сигналы, проводить громоздкие измерения.

Резко сократились сроки выполнения геодезических работ,

снизилось влияние многих погрешностей, в том числе завися­

щих от исполнителя.

Спутниковые методы позицирования в комплексе с тахео­

метрами и другими электронными приборами получили широ­

кое распространение и в геодезическом обеспечении инженер­

но-строительных изысканий и проектирования. А применение

электронных тахеометров, цифровых и лазерных нивелиров,

безотражательных дальномеров на строительной площадке ме­

няет технологию геодезического обеспечения строительства на

всех его этапах. При этом изменилась методика разбивочных

работ, построения плоскостей и линий, передачи осей и отме­

ток на монтажные горизонты, определения пространственного

положения конструкций, проведения исполнительных съемок.

Совершенствуются методы измерения осадок, различных сме­

щений и деформаций в процессе строительства и эксплуатации

зданий и сооружений.

Если на геодезических предприятиях и в организациях, за­

нимающихся обеспечением землеустройства и кадастров, пе­

реход на новые геодезические технологии почти завершен, то

во многих строительных организациях он продолжается или

находится в начальном состоянии.

Все это требует новых подходов к преподаванию геодезичес­

ких дисциплин для строительных специальностей вузов. Однако

изучение и усвоение студентами современных средств и методов

геодезии сталкивается со слабым обеспечением учебного процес­

са электронными геодезическими приборами и учебной литерату­

рой, соответствующей сегодняшнему уровню геодезического про­

изводства. Большинство учебников и учебных пособий по инже­

нерной геодезии, отражают традиционное, во многом устаревшее

состояние геодезических работ в строительстве и в других видах

инженерной деятельности. Издания учебной литературы, посвя­

щенной электронным приборам и современным геодезическим тех­

нологиям, крайне редки, а для негеодезических вузов - практи­

чески отсутствуют. Информация, связанная с новыми геодези­

ческими приборами, распространяется разными фирмами, в том

числе в Интернете, но она носит в основном рекламный характер

и не раскрывает сути современных геодезических технологий.

Это обусловливает необходимость написания пособия, отражаю­

щего современные методы и средства геодезии, основательно из­

менившиеся за последние годы.

В предлагаемом учебном пособии рассмотрены геодезичес­

кие работы, выполняемые с применением спутниковых нави­

гационных систем и электронных тахеометров, составляющие

сейчас основу всех геодезических определений. В пособии объе­

динены материалы для изучения спутниковых навигационных

систем, работающих в них геодезических приёмников, а также

основных типов электронных тахеометров и пакетов программ­

ного обеспечения обработки геодезических данных. Особое

внимание обращается на их интеграцию в системах современ­

ного геодезического производства. В пособии рассматривают­

ся также особенности автоматизации измерений, их обработки

и применения систем координат. На примере Челябинской

области выполнена оценка величин искажений геодезической

информации в местной кадастровой системе координат. При­

ведены разработки автора по применению электронных тахео­

метров при проведении геодезических работ в строительстве.

Для изучения разделов, представленных в пособии, необ­

ходимо знание основ инженерной геодезии.