1. Предмет и задачи геодезии. Роль геодезии в народном хозяйстве страны. Геодезия - наука, изучающая форму и размеры Земли, а также отдельных участков её поверхности. В геодезии разрабатывают различные методы и средства измерений для решения различных научных и практических задач, связанных с определением формы и размеров Земли, изображения всей или отдельных частей её на планах и картах, выполнения работ, необходимых для решения различных производственно-технических и оборонных задач. В геодезии применяют преимущественно линейные и угловые измерения. В процессе своего развития геодезия разделилась на ряд научных и научно-технических дисциплин: высшую геодезию, топографию, фотогеометрию, картографию и инженерную (прикладную) геодезию. Высшая геодезия - наука изучающая методы определения фигуры, размера и внешнего гравитационного поля Земли, деформацию земной коры и определение координат точек в единой системе координат. Топография - научная дисциплина, занимающаяся съёмкой земной поверхности и разработкой способов изображения этой поверхности на плоскости. Топографическими съёмками называются практические работы по созданию оригинала топографического плана. Различают тахеометрическую, мензульную, аэрофототопографическую и фототеодолитную съёмки. Картография владеет методами составления и издания карт. Аэрофотосъёмка изучает использование летательных аппаратов и различной съёмочной техники для съёмок земли с самолета и из космоса. Инженерная геодезия рассматривает геодезические работы, выполняемые при изысканиях проектировании в строительстве и эксплуатации инженерных сооружений. Геодезия развивается в тесном контакте с достижениями в математике, вычислительной технике, физике. Практические задачи:

1. Определение положения отдельных точек земной поверхности.

2. Составление карт и планов местности.

3. Выполнение измерений на земной поверхности и под землёй, необходимых для проектирования и строительства инженерных сооружений

Геодезия имеет большое практическое значение в разнообразных отраслях народного хозяйства страны. Геодезические измерения нужны при трассировании дорог, каналов, подземных сооружений (метро, трубопроводов, кабельных линий и т, д.), воздушных сетей (линий электропередач, связи и т. п.), при разведках месторождений полезных ископаемых (угля, нефти, торфа и т. п.). Съемка территорий, перенесение в натуру проектов зданий и сооружений, различные измерения на отдельных стадиях строительства и, наконец, определение деформаций и сдвигов сооружений в процессе их эксплуатации осуществляются при помощи геодезии. Геодезические работы ведутся при планировке, озеленении и благоустройстве городов и рабочих поселков. Организация и землеустройство колхозов и совхозов, осушение и орошение земель, лесоустройство требуют применения геодезии.

2. Процессы производства геодезических работ. Единицы измерений, применяемые в геодезии. ПРОЦЕССЫ ПРОИЗВОДСТВА ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ

Геодезические работы разделяют на полевые и камеральные. Полевые работы составляют измерительные процессы, а камеральный — вычислительный и графический процессы. 1. Измерительные процессы заключаются в производстве измерений на местности для получения топографических карт и их электронных аналогов, планов и цифровых моделей местности, для трассирования дорог, получения продольных и поперечных профилей, при геодезическом сопровождении строительных процессов и для решения других специальных задач в ходе изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации инженерных сооружений. Непосредственными объектами геодезических измерений являются: углы — горизонтальные и вертикальные и расстояния — наклонные, горизонтальные и вертикальные. Для производства этих измерений используют разнообразные геодезические приборы и системы. (нивелиры, рейки, мерные ленты, теодолиты)

2. Вычислительный процесс заключается в математической обработке результатов полевых измерений. Геодезические вычисления производят по определенным схемам и программам. Рационально составленные расчетные схемы и программы позволяют вести вычисления в строгой последовательности, быстро находить искомые результаты и систематически осуществлять контроль правильности вычислений.

Вычисления в полевых условиях осуществляют, как правило, с использованием микрокалькуляторов, а в камеральных — на персональных компьютерах.

Геодезические измерения, виды измерений, единицы мер

Нахождение физической величины с помощью специальных технических средств в принятой системе единиц. Их подразделяют на 3 группы: 1. Угловые - определение значений горизонтальных и вертикальных углов с помощью специальных приборов. 2. Линейные - определение значений наклонных и горизонтальных линий на местности. 3.Высотные - определение абсолютных высот точек или превышений между ними.

3.Форма и размеры Земли. За фигуру Земли принимают геоид. Геоид – фигура ограниченная уровневой поверхностью совпадающей с поверхностью Мирового океана в состоянии полного покоя и мысленно продолженной под материками. Поверхность геоида отличается от физической поверхности Земли. Поверхность геоида в каждой ее точке перпендикулярна направлению отвесной линии.

Геоид сложная фигура, поэтому перешли от него к поверхности эллипсоида вращения. R-земли - ~6371 км, 1 градус на экваторе = 111 км, 1’=1 морской миле 18 км.

4. Метод проекций в геодезии. Изображение значительных территорий земной поверхности. Для графического изображения земной поверхности ее проецируют на уровенную поверхность или на горизонтальную плоскость в этой проекции называемой ортогональной линии проецирования перпендикулярны плоскости на которую проецируют и совпадают с отвесными линиями

На рис.1.

АВ, АС, ВС – длинны линий на местности обозначаются D_AB, D_AC, D_BC на плоскости d_AB, d_AC, d_BC есть горизонтальные проложения длин линий местности - горизонтальный угол образованный проекциями длин линий местности d_AB, d_AC Кроме горизонтальный измеряются и вертикальные углы, которые обозначаются буквой ню (см. угол в верхней части рис.1, далее ню будет обозначаться как ) ню – это вертикальный угол или угол наклона, может быть как отрицательный так и положительный d_AB=D_AB*cos _АВ

при

для изображения на плоскости значительных территорий земной поверхности приме­няются картографические проекции, дающие возможность пере­носить точки с поверхности эллипсоида на плоскость по опреде­ленным математическим законам. В общем случае картографиче­ские проекции вызывают искажения как углов, так и длин. В геодезии выгодно применять такие проекции эллипсоида на плоскость, которые не искажали бы углов. Подобные проекции называются равноугольными или конформными. Воз­никающие при этом искажения длин и площадей должны быть незначительными и учитываться простыми формулами.

5. Система высот в России. Абсолютные и условные высоты. Превышения точек

Балтийская система высот (БСВ) — принятая в СССР в 1977 году система абсолютных высот, отсчёт которых ведётся от нуля кронштадтского футштока. От этой отметки отсчитаны высоты опорных геодезических пунктов, которые обозначены на местности разными геодезическими знаками и нанесены на карты. В настоящее время БСВ используется в России и ряде других стран СНГ. Нуль Кронштадтского футштока представляет собой многолетний средний уровень Балтийского моря. Система высот по данному исходному пункту создавалась при помощи наземных геодезических измерений, методами нивелирования I и II классов. Для распространения единой системы высот по территории страны применяется Государственная нивелирная сеть (является частью Государственной геодезической сети).

Высоты (рис. 1.3) бывают абсолютные, условные и относительные. Абсолютные высоты, например НA, НВ, отсчитывают от исходной уровенной поверхности - среднего уровня океана или моря (в России - это нуль Кронштадтского футштока - горизонтальная черта на медной пластине, прикрепленной к устою моста через обводной канал в г. Кронштадте). Условной высотой, например HBусл, называется отвесное расстояние от точки земной поверхности до условной уровенной поверхности - любой точки, принятой за исходную (нулевую).

При решении многих задач требуется знать превышения между точками и отметки этих точек. Существуют следующие методы определения превышений.

Геометрическое нивелирование, при котором превышение между точками получают как разность отсчетов по рейкам при горизонтальном положении визирной оси нивелира. Этот метод является наиболее простым и точным, но позволяет с одной постановки прибора получить превышение не более длины рейки, поэтому при больших превышениях (в горной и особенно высокогорной местности) его эффективность и точностью падают, так как, например, для определения превышения в 1 км требуется около 500 станций.

Тригонометрическое нивелирование, когда превышение между точками определяют по измеренным вертикальным углам и расстояниям между точками (горизонтальное приложение между точками с известными координатами). Барометрическое нивелирование, Гидростатическое нивелирование, основанное на, свойстве жидкости в сообщающихся сосудах находиться на одном уровне. Автоматическое нивелирование. Выполняется нивелирами-автоматами, Определение превышений по результатам спутниковых измерений.

6. Изображение небольших участков земной поверхности.

Изображение небольших участков земной поверхности. При изображении небольшого участка местности соответствующую ему часть уровненной поверхности можно принять за горизонталь­ную плоскость. В этом случае точки физической поверхности Земли проектируются перпендикулярами, параллельными друг другу, на горизонтальную плоскость Р.

Пересечение перпендикуляров с плоскостью Рдает точки а, b, с, d, являющиеся ортогональными проекциями точек земной поверхности A, В, С, Dна горизонтальную плоскость. Получен­ный плоский четырехугольник аbсdпредставляет собой гори­зонтальную проекцию пространственного четырехугольника АВСDфизической поверхности Земли. Линии аЬ, Ьс, cdи daна­зываются горизонтальными проложениямилиний АВ, ВС, СD, DА местности, а углы между ними горизонтальными углами.