Разбиение листа 1:1 000 000 на листы масштаба 1:200 000

( Разбиение листа десятикилометровки на 36 листов двухкилометровки ).

Для обозначения двухкилометровки применяют римские цифры от I, II,…X,..XXVI.

Например из десятикилометровки О-37 получаются 36 листов двухкилометровки вида О-37- I, ...О-37- XXVI. Пользоваться римскими цифрами также неудобно, поэтому двухкилометровки обозначают двузначными арабскими цифрами от 01 до 36. Так выглядят обозначения двухкилометровок в туристских документах О-37-01, О-37-25, О-37-36.

 

 

 

I	II	III	IV	V	VI
VII
					XXX
					XXXVI

 

 

Разбиение листа 1:1000000 на листы масштаба 1:100000

( Разбиение листа десятикилометровки на 144 листа километровки ).

Листы километровок принято обозначать листа десятикилометровки с дополнением трехзначным числом от 001 до 144. Например О-37-001, О-37-144.

 

 

 

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
13
25
37
49
61
73
85
97
109
121
133											144

 

 

Определение координат точек местности по карте

 

В практике туриста часто возникает необходимость определять или указывать положение отдельных объектов  и местных предметов по карте.

Эта задача сводится к указанию положения местного предмета или своего местоположения по отношению к известным точкам (линиям); она может решаться также с помощью координат.

Координатами называются угловые или линейные величины, определяющие положение точки на какой-либо поверхности или в пространстве. При определении положения точек местности  по карте применяются географические и плоские прямоугольные координаты.

 

Географические координаты  представляют собой угловые величины - широту и долготу, которые определяют положение точек на земной поверхности относительно экватора и меридиана, принятого за начальный.

 

          Географические координаты

 

Географическая широта - это угол, образованный плоскостью экватора и отвесной линией в данной точке земной поверхности. Величина угла показывает, насколько та или иная точка на земном шаре севернее или южнее экватора. Если точка расположена в Северном полушарии, то ее широта называется северной, а если в Южном полушарии - южной. На рисунке видно, что угол B соответствует широте точки М. Широта точек, расположенных на экваторе, равна 0°, а находящихся на полюсах (Северном и Южном) - 90°.

  Географическая долгота - угол, образованный плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через данную точку. За начальный принят меридиан, проходящий через астрономическую обсерваторию в Гринвиче (близ Лондона). Все точки на земном шаре, расположенные к востоку от начального (Гринвичского) меридиана до меридиана 180°, имеют восточную, а к западу - западную долготу. Следовательно, угол L  является восточной долготой точки М.

Известно, что сторонами рамок листов топографических карт являются меридианы и параллели. Географические координаты углов рамок подписываются на каждом листе карты.

Для определения по карте географических координат точек местности на каждом ее листе наносится дополнительная рамка с делениями через одну минуту. Каждое минутное деление разбито точками на шесть равных отрезков через 10". Чтобы определить географические координаты какой-либо точки надо определить ее положение относительно минутных и секундных делений по широте и долготе.

Для нанесения на карту точки по заданным географическим координатам также используется дополнительная рамка с делениями через одну минуту.

 Географическими координатами пользуются обычно при определении взаимного положения точек, удаленных друг от друга на весьма большие расстояния.

 

Разграфка и номенклатура топографических карт

 

Топографические карты создают обычно на большие территории земной поверхности. Для удобства пользования их издают отдельными листами, границы которых принято называть рамками карты. Сторонами рамок являются меридианы и параллели, они ограничивают изображенный на листе карты участок местности. Каждый лист карты ориентирован относительно сторон горизонта так, что верхняя сторона рамки является северной, нижняя - южной, левая - западной, правая - восточной .

 

 

Лист карты ограничен дугами параллелей и меридианов.

В основу разграфки и обозначения листов топографических карт СССР положен лист карты масштаба 1:1000 000.

Лист карты масштаба 1: 1000000 ограничен дугами меридиана длиной 4°, по долготе дугой параллели длиной 6°.

Чтобы можно было легко и быстро находить нужные листы карты того или иного масштаба, каждый из них имеет свое условное обозначение - номенклатуру.

 

Номенклатура листа карты масштаба 1:1000000 состоит из обозначений ряда и колонны. Ряды располагаются параллельно экватору и обозначаются заглавными буквами латинского алфавита. Границами рядов служат параллели, проведенные от экватора через 4° по широте. Счет рядов идет от экватора к полюсам: А, В, С, D, Е и т. д. Колонны располагаются вертикально. Границами их служат меридианы, проведенные через 6° по долготе. Колонны обозначаются арабскими цифрами от меридиана с долготой 180° с запада на восток. При обозначении номенклатуры листа карты первой пишется буква, обозначающая ряд, а затем через черточку-номер колонны, например М-38, К-36 и т. д.

 

                     Так выглядит лист масштаба 1:1000000

Чтобы легче было подобрать нужные листы и определить их номенклатуру, пользуются сборными таблицами ( бланковыми картами ) для каждого масштаба. Иногда сборная таблица (бланковая карта ) изготовляется на несколько масштабов. Сборная таблица (бланковая карта ) представляет собой схематическую карту мелкого масштаба, разделенную горизонтальными и вертикальными линиями на клетки. Эти линии как бы совпадают с направлением меридианов и параллелей и обозначают рамки листов карты. Таким образом, на сборной таблице каждая клетка изображает границы листа карты того или иного масштаба. Для более быстрого определения номенклатуры листов карты на заданный участок (район) местности на сборных таблицах показываются крупные населенные пункты, реки, основные дороги и некоторые другие объекты. Пользуясь сборной таблицей, легко определить номенклатуру любого листа карты масштаба 1:1 000 000. Например, лист карты, на котором расположен г. Поленск, имеет номенклатуру N-36.

 

Номенклатура каждого листа карты масштабов 1:500000, 1:200000 и 1:100000 состоит из номенклатуры листа карты масштаба 1:1000 000 с добавлением соответствующей буквы или цифры. Один лист миллионной карты включает:

4 листа карты масштаба 1 :500 000, которые обозначаются буквами А, Б, В, Г,

или 36 листов карты масштаба 1:200 000, которые обозначаются римскими цифрами от I до XXXVI,

или 144 листа карты масштаба 1:100000, которые обозначаются арабскими цифрами от 1 до 144.

 

 

                      

 

 N-36-A  

 

N-36-A	N-36-Б
N-36-B	N-36-Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Листы масштаба 1:200000 имеют номенклатуру  от N-36-I до N-36-XXXVI

Листы масштаба 1:100000 имеют номенклатуру  от N-36-1 до N-36-144

 

Номенклатура каждого листа карты масштабов 1: 50000 и 1:25 000 связана с номенклатурой листа карты масштаба 1:100000. В одном листе карты масштаба 1:100000 содержатся 4 листа карты масштаба 1:50000. В свою очередь один лист карты масштаба 1:50 000 делится на 4 листа карты масштаба 1:25 000. Номенклатура листа карты масштаба 1:50000 состоит из обозначения листа карты масштаба 1:100000 добавлением соответствующей заглавной буквы русского алфавита А, Б, В, Г, например, лист карты масштаба 1:50000 может иметь обозначение N-36-41-B. Номенклатура листов карты масштаба 1:25000 состоит из номенклатуры листа карты масштаба 1:50 000 с добавлением одной из строчных букв русского алфавита а, б, в, г. Например, номенклатура листа карты масштаба 1:25 000 может иметь обозначение N-36-41-B-a. Подпись номенклатуры каждого листа топографической карты дается посередине северной стороны рамки. Рядом с номенклатурой подписывается название главного населенного пункта или другого крупного объекта, расположенного на данном листе карты.

 

 

 

25. Виды геодезических съемок.

Для получения плана производят на местности геодезические измерения, их точность определяют инструкциями на основе теории ошибок измерения.

Все измерения в инженерной геодезии сводятся к следующим:

1) линейные измерения - определение расстояний между точками и размеров различных объектов;

2) угловые измерения - определение горизонтальных и вертикальных углов;

3) высотные измерения (нивелирование) - определение разности высот соседних точек или превышений, а через них, абсолютных высот точек физической поверхности Земли.

При проведении полевых геодезических съемок руководствуются двумя принципами:

· выполнение работ от общего к частному;

· контроль на всех этапах.

Первый принцип (выполнение работ от общего к частному) заключается в том, что первоначально с высокой точностью определяют взаимное расположение и координаты ограниченного числа точек и линий их связывающих (рис. 17, точки 1–5). Затем, основываясь на эти опорные точки и линии (съемочную сеть), определяют местоположение большого числа точек, представляющих различные объекты съемок с несколько меньшей точностью.

 Рис. 17. Местоположение точек съемочной сети объектов ситуации

4.4. Виды геодезических съёмок

Геодезические измерения можно производить с помощью различных приборов или их сочетания. Но применение приборов, имеющих различные технические характеристики, отражается на качестве съемки. Поэтому в инженерной геодезии не ограничиваются разделением на контурные и топографические планы. Но в наименовании съемки, по материалам которой составлен план, указывают наименование основного геодезического прибора. Так, основным прибором в теодолитной съемке является теодолит. В тахеометрической съемке – тахеометр, и т.д.

Наиболее распространены следующие виды съемок.

I. Контурные съемки (для получения контурных ситуационных планов):

· Космическая фотографическая съемка осуществляется со спутниковых и орбитальных станций и захватывает крупные регионы земной поверхности;

· Аэрофотографическая съемка применяется для больших участков, производится с помощью автоматического аэрофотоаппарата (АФА), установленного на самолете;

· Теодолитная (наземная) съемка, основной прибор – теодолит, служащий для измерения горизонтальных углов, вертикальных углов и дальномерных расстояний;

· Полуинструментальная съемка служит для получения плана местности невысокой точности. Применяют упрощенные приборы: вместо теодолита – буссоль и т.д.;

· Глазомерная съемка – для получения приблизительного плана местности при рекогносцировочных изысканиях. Горизонтальные углы определяют с помощью компаса и визирной линейки, расстояния определяют глазомерно или шагами.

II. Топографические съёмки(для получения изображения ситуации и рельефа):

· Тахеометрическая съемка. Тахеометрия в переводе означает «скороизмерение» (быстрая съемка), все работы выполняются одним прибором – тахеометром. Простейший тахеометр – теодолит, которым можно измерить не только горизонтальные и вертикальные углы, но и расстояния. Под тахеометрами подразумевают приборы с различной степенью автоматизации, позволяющие непосредственно, без всяких вычислений, получать превышения и горизонтальные проложения линий.

· Мензульная съемка выполняется с помощью мензульного комплекта. План местности полностью рисуется в поле.

· Нивелирование площади или линейных объектов – основной прибор нивелир. Методом геометрического нивелирования с высокой точностью и подробностью снимается рельеф.

· Фототеодолитная съемка производится прибором, представляющим сочетание теодолита и специальной фотокамеры. Производится фотографирование участка с двух точек, после соответствующей обработки получают план, по точности не уступающий плану мензульной съемки.

· Аэрофототопографическая съемка. Для отображения рельефа горизонталями применяют два метода: комбинированный и стереофотограмметрический. При комбинированном методе контурную часть плана создают по аэроснимкам, для построения горизонталей производится дополнительная наземная высотная съемка. При стереофотограмметрическом методе получают по аэроснимкам и контуры объектов, и отметки точек, но для этого аэроснимки должны иметь перекрытие не менее 50 %. Аэрофототопографическая съемкадопускаетширокую механизацию, является высокопроизводительной.

· Космическая топографическая съемка позволяет изучать и отображать на картах обширные районы поверхности Земли.

26. Поперечный масштаб.

Масштабом называют степень уменьшения линий при перенесении их на план или карту.

Численный масштаб – это правильная дробь, числитель которой единица, а знаменатель – число (М), показывающее степень уменьшения линий.

Например, численный масштаб   или 1:2000 показывает, что все линии на местности уменьшены в М = 2000 раз или 1 см на плане или карте соответствует 2000 см в действительности, или в одном сантиметре содержится 20 м.

Линейный масштаб – это график, при помощи которого определяются расстояния между точками на карте или плане.

Построение линейного масштаба включает проведение на бумаге прямой линии, деление ее на равные отрезки по 2 или 1 см, и деление первого отрезка на более мелкие деления, например по 2 или 1 мм (рис. 52).

Рис. 52. Линейный масштаб

На рис. 52 видно, что один сантиметр на карте масштаба 1:10000 – это 100 м на местности. В двух сантиметрах будет содержаться 200 м. Двухсантиметровый отрезок разделен на 20 частей, следовательно, 1 мм на карте будет соответствовать 10 м на местности. Отложенное расстояние на линейном масштабе составляет 590 м.

Поперечный масштаб – это график, посредством которого определяются расстояния на плане или карте с принятой точностью 0,2 мм. Такой график представлен на рис. 53.

Рис.53. Нормальный поперечный масштаб

 

На этом графике отрезок аb есть наименьшее деление поперечного масштаба. Основание А поперечного масштаба составляет 2 см и может быть разделено на m равных частей. Высота Н этого масштаба равна 2,5 см и включает в общем случае n равных частей.

Отрезок   , а отрезок   .

Из соотношения   получим   .

Для нормального поперечного масштаба m = n =10, тогда

ab = 0,2 мм.

Точность поперечного масштаба t – это расстояние на местности, соответствующее точности графических построений 0,2 мм:

 ,

где М – знаменатель численного масштаба.

Например, точность поперечного масштаба 1:25000 составит

 или t = 5 м.

Пример1. Определить длину измеренного расстояния se в масштабах 1:5000 и 1:25000.

В масштабе 1:5000 2 см это 100 м в действительности, а в масштабе 1:25000 – 500 м. Так как основание масштаба разделено на 10 равных частей, то одной ее десятой (отрезок cd) соответствует расстояние 10 м в масштабе 1:5000, а в масштабе 1:25000 – 50 м. Высота масштаба Н разделена на 10 равных частей, поэтому в отрезке аb содержится 1 м при пользовании масштабом 1:5000 и 5 м при масштабе 1:25000.

Для того чтобы измерить расстояния между точками на карте необходимо иглами циркуля коснуться к точкам и полученный раствор циркуля приложить к поперечному масштабу таким образом, чтобы одна игла находилась на пересечении наклонной и горизонтальной линий масштаба (точка s), а другая – на горизонтальной и вертикальной линий (точка e). Измеряемый отрезок se состоит из трех частей so, or и re. Этим частям соответствуют расстояния на местности в масштабе 1:5000 40 + 6 + 4 = 446 м, а в масштабе 1:25000 – 200 + 30 + 2000 = 2230 м.

27. Измерения вертикальных углов теодолитом.

Принята следующая методика измерения вертикальных углов.

1. При положении вертикального круга КЛ зрительная труба теодолита наводится на выбранную точку, после чего зажимают закрепительные винты алидады и трубы и более точная наводка производится наводящими винтами.

2. Проверяют положение пузырька уровня на установочном уровне: перед взятием отсчета по вертикальному кругу пузырек уровня должен находиться в нуль-пункте шкалы уровня, т.е. посередине уровня. Если пузырек уровня находится не в нуль-пункте, то одним из подъемных винтов подставки теодолита, находящимся ближе всего к направлению визирования, пузырек уровня устанавливают на середину.

3. Производят отсчет  по вертикальному кругу (таблица 2, позиция  ).

4. Зрительную трубу переводят через зенит и при положении вертикального круга КП выполняются действия, описанные в п.п. 1-3. При этом берется отсчет  (таблица 2, позиция ).

5. Вычисляется место нуля  (таблица 2, позиция 3).

6. Вычисляется угол наклона  (таблица 2, позиция  ).

Вычисление угла наклона производится обязательно по двум формулам: один раз, через КЛ - это основная формула, и второй раз - через КП - для контроля. Это объясняется тем, что значение  не контролируется. Поэтому, неправильно вычислив место нуля, будет неправильно вычислен и угол наклона. При вычислении угла наклона по двум формулам неправильно вычисленное значение места нуля будет тут же обнаружено.

После измерения вертикального угла на заднюю точку в таком же порядке измеряют вертикальный угол на переднюю точку (таблица 2, позиции  ).

Формулы для вычисления угла наклона для разных теодолитов могут быть разными. Это связано с особенностями оцифровки лимба вертикального круга, а также самого устройства вертикального круга и отсчитывания по нему.

В теодолите Т30 деления вертикального круга подписаны против хода часовой стрелки, а отсчитывание производится по одной стороне круга. Формулы для вычисления значения угла наклона  и место нуля  для теодолита Т30 имеют вид:

 

, (4.6)

, (4.7)

, (4.8)

. (4.9)

 

При вычислении по формулам (5)-(8) надо к значениям  ,  и  , меньшим  , прибавить 

 

 

Для теодолита 2Т30 угол наклона  и место нуля  вычисляется по формулам:

, (4.10)

, (4.11)

, (4.12)

. (4.13)

 

 

В теодолите 2Т30М вычисление угла наклона  и места нуля  выполняется по формулам, аналогичным теодолиту Т30, т.е. по формулам (5)-(8).

Таблица 2. Журнал измерения вертикальных углов в теодолитном ходе

 

Дата: ____________	Объект: ______________________
Теодолит: _______ № _______	Наблюдатель: _________________
Видимость: _______________	Вычислитель: _________________

 

Точка

Круг

Отсчет по ВК

Место нуля МО

Угол наклона

Стоя-ния

Визиро-вания

КЛ КП

°

′

″

°

′

″

°

′

″

КЛ

(1)

(3)

(4)

КП

(2)

КЛ

(5)

(7)

(8)

КП

(6)

КЛ

КП

КЛ

КП

 

 

28. Точность определения (нанесения) точки на план или карту.

. Предельная и графическая точности масштабов.При оценке точ­ности нанесения точек на план следует исходить из физиологических возможностей человеческого глаза. Как известно, глаз человека спосо­бен отчетливо различать две точки, если они располагаются под утлом не менее 60" к наблюдателю. При меньшем угле зрения глаз восприни­мает две точки слившимися в одну. Расстоянию наилучшего зрения, равному 25 см, углу в 60 " соответствует отрезок, равный 0,1 мм. Таков, например, диаметр кружка от укола остро отточенной иглы. Отсюда следует, что на плане (карте) в самом благоприятном случае можно изобразить лишь такие горизонтальные проекции линий местности, которым в данном масштабе соответствует отрезок 0,1 мм и более.

Горизонтальное расстояние на местности, соответствующее в данном масштабе 0,1 мм (0,01см) на плане, называется предельной точностью масштаба.

Практически принимается, что длина отрезка на плане или карте может быть оценена с точностью 0,2 мм.

Горизонтальное расстояние на местности, соответствующее в данном масштабе 0,2 мм (0,02 см) на плане, называется графической точностью масштаба.

Значения предельной и графической точностей различных числен­ных масштабов, найденные по формулам (17) и (18), приведены ниже.

Такая точность определения расстояний на плане или карте не мо­жет быть достигнута при использовании линейного масштаба. Поэто­му для повышения точности измерений расстояний на плане или карте применяют поперечный (трансверсальный)масштаб.

2. Масштаб- это отношение длины линии на чертеже, плане, карте l к длине горизонтального проложения, соответствующей линии местности S:

М = l/ S.

При выполнении съемок, составлении геодезических чертежей и при работе с ними приходится пользоваться следующими видами масштабов: численным, пояснительным, линейным, поперечным, переводным.

Численным горизонтальным масштабом называется отношение длины линии, взятой на чертеже, к длине той же линии, взятой на проекции, т.е. на уровенной поверхности или на горизонтальной плоскости.

29. Поясните содержание термина «съемка местности и рельефа».

Мензульную съемку производят на основе опорной геодезической сети. Сеть может быть в виде теодолитных ходов, мензульных ходов, геометрической сети.

Мензульный ход представляет собой ряд закрепленных на местности точек, плановое положение которых на планшете получают графически с помощью мензулы и кипрегеля.

Геометрическая сеть – система треугольников, пункты которых получают на планшете графическим способом. Если с точек созданного съемочного обоснования нельзя полностью выполнить съемку местности, то закрепляют переходные точки. Их положение на планшете получают угловыми засечками.

Съемка ситуации и рельефа производится, как и при тахеометрической съемке, полярным способом при вертикальном круге кипрегеля слева от наблюдателя.

Установив мензулу над точкой съемочного обоснования, планшет центрируют, горизонтируют и ориентируют.

Для центрирования планшет предварительно ориентируют на глаз и, действуя ножками штатива мензулы, приводят его в горизонтальное положение. При этом следят, чтобы соответствующая точка планшета находилась примерно над точкой местности.

При съемке 1 : 2000 и крупнее мензулу центрируют с помощью центрировочной вилки, а при съемке 1 : 5000 и мельче – на глаз.

Горизонтируют планшет цилиндрическим уровнем на линейке кипрегеля.

Ориентируют планшет или при помощи ориентир – буссоли или по нанесенному на планшет направлению.

Реечные точки выбирают на характерных местах и над этой точкой отвесно держат дальномерную рейку.

Приложив скошенный край линейки кипрегеля к точке съёмного обоснования, зрительную трубу визируют кипрегель на снимаемую точку и берут расстояние S и превышение h по номограммам. После снятия нескольких точек вычерчивают ситуацию, а по высотам точек производят интерполирование горизонталей.

Выбор реечных точек (пикетов) делается так же, как и при тахеометрической съемке. В процессе съемки ежедневно после полевых работ заполняют кальку высот, нанося на неё все реечные точки с их высотами, и составляют кальку контуров ситуации.

Кальки необходимые для контроля вычерчивания планшетов и восстановления случайно стертых точек на планшете во время полевых работ.

Мензульная съемка с одновременной съемкой ситуации и рельефа в настоящее время применяется редко, обычно её используют для съемки рельефа на готовых контурных планах или фотопланах, т.е. при производстве комбинированной съемки местности.

30. Какие методы съемки ситуации применяются в геодезии? Дать их характеристику.

На территории снимаемого участка обычно располагаются различные подробности местности: лес, кустарник, реки, дороги, и другие объекты. Границы подробностей местности образуют различные фигуры – контуры ситуации. Точки, лежащие на изломах контуров ситуации, называют характерными. Съемка контуров ситуации при теодолитной съемке заключается в привязке характерных точек к сторонам и вершинам теодолитного хода. Для съемки ситуации применяются различные способы, изложенные ниже.

1. Способ перпендикуляров(рис. 7.3.1.). При съемке способом перпендикуляров по направлению стороны теодолитного хода протягивают и закрепляют ленту и на нее проектируют по перпендикулярам все снимаемые точки местности, располагающиеся около ленты. Длину перпендикуляра и расстояния от вершины теодолитного хода до проекции снимаемой точки измеряют рулеткой.

 

Рис. 7.3.1. Способ перпендикуляров

 

2. Способ обмера. Контуры, имеющие правильные геометрические формы, частично можно снимать путем обмера их, например рулеткой.

3. Способ линейных засечек(рис. 7.3.2.). Положение снимаемой точки Аопределяют путем измерения горизонтальных расстояний d₁ и d₂, d₃ и d₄, причем точки P и Q лежат на стороне теодолитного хода MN.

 

Рис. 7.3.2. Линейная засечка

 

4. Способ угловых засечек(рис. 7.3.3.). Положение снимаемой точки A определяют путем измерения горизонтальных расстояний d₁ и d₂ и горизонтальных углов b₁ и b₂треугольника PAQ. Для контроля измеряют и третий угол треугольника.

 

Рис. 7.3.3. Угловая засечка

 

5. Полярный способ(рис. 7.3.4.). Суть полярного способа съемки ситуации заключается в том, что точки 1, 2, 3, … определяются в системе полярных координат, т. е. горизонтальными углами b₁, b₂, b₃, образованными начальным направлением 7 – 8 и расстояниями 7 – 1, 7 – 2, 7 – 3 от точки полюса 7 до снимаемых точек.

 

Рис. 7.3.4. Полярный способ

 

6. Способ обхода(рис. 7.3.5.). Способ обхода реализуют проложением теодолитного хода по контуру снимаемого объекта с привязкой этого хода к съемочному обоснованию.

 

Рис. 7.3.5. Способ обхода

 

7. Способ створов (рис. 7.3.6.). Суть способа створов состоит в том, что на прямой между двумя известными точками, размещенными на сторонах съемочного обоснования (например MN), с помощью одного из мерных приборов определяют положение характерных ситуационных точек местности.

Рис. 7.3.6. Способ створов

 

8. Наземно-космический способ. Этот способ съемки состоит в том, что для получения плановых координат характерных ситуационных точек местности используют приемники систем спутниковой навигации GPS. Принцип горизонтальной съемки наземно-космическим методом заключается в получении координат ситуационных точек местности с геодезической точностью посредством корректирующих сигналов приемниками GPS от базовой станции, установленной на точке местности с известными координатами (например, на пункте государственной геодезической сети). Обычно одна базовая станция обслуживает съемку приемниками GPS в радиусе до 10 км.

31. Дайте характеристику магнитному склонению, его связь с другими углами.

Магнитным азимутом Am направления называется горизонтальный угол, измеряемый по ходу часовой стрелки (от 0 до 360 градусов) от северного направления магнитного меридиана до определяемого направления. Магнитные азимуты определяются на местности с помощью угломерных приборов, у которых имеется магнитная стрелка (компасов и буссолей). Использование этого простого способа ориентирования направлений невозможно в районах магнитных аномалий и магнитных полюсов.  На карте магнитный азимут можно измерить теми же способами, что и дирекционный угол (смотри раздел "дирекционный угол").

Магнитное склонение. Переход от магнитного азимута к геодезическому азимуту. Свойство магнитной стрелки занимать определенное положение в данной точке пространства обусловлено взаимодействием ее магнитного поля с магнитным полем Земли. Направление установившейся магнитной стрелки в горизонтальной плоскости соответствует направлению магнитного меридиана в данной точке. Магнитный меридиан в общем случае не совпадает с геодезическим меридианом.

Угол между геодезическим меридианом данной точки и ее магнитным меридианом, направленным на север, называется склонением магнитной стрелки или магнитным склонением. Магнитное склонение считается положительным, если северный конец магнитной стрелки отклонен к востоку от геодезического меридиана (восточное склонение), и отрицательным, если он отклонен к западу (западное склонение). Зависимость между геодезическим азимутом, магнитным азимутом и магнитным склонением (рис.2) может быть выражена формулой:

Магнитное склонение изменяется с течением времени и переменой места. Изменения бывают постоянные и случайные. Эту особенность магнитного склонения необходимо учитывать при точном определении магнитных азимутов направлений, например, при наводке орудий и пусковых установок, ориентировании с помощью буссоли технических средств разведки, подготовке данных для работы с навигационной аппаратурой, движении по азимутам.Изменения магнитного склонения обусловлены свойствами . магнитного поля Земли.

Магнитное поле Земли - пространство вокруг земной поверхности, в котором обнаруживаются действия магнитных сил. Отмечается тесная их взаимосвязь с изменениями солнечной активности. Вертикальная плоскость, проходящая через магнитную ось стрелки, свободно помещенной на острие иглы, называется плоскостью магнитного меридиана. Магнитные меридианы сходятся на Земле в двух точках, называемых северным и южным магнитными полюсами (М и М1), которые не совпадают с географическими полюсами.

Рис.2 Зависимость между геодезическим азимутом, магнитным азимутом и магнитным склонением.

Северный магнитный полюс находится на северо-западе Канады и перемещается в северо-северо-западном направлении со скоростью около 16 миль в год. Южный магнитный полюс находится в Антарктиде и тоже перемещается. Таким образом, это блуждающие полюсы. Различают вековые, годовые и суточные изменения магнитного склонения. Вековые изменения магнитного склонения представляют собой медленное увеличение или уменьшение его значения из года в год. Достигнув некоторого предела, они начинают изменяться в противоположном направлении. Например, в Лондоне 400 лет назад магнитное склонение было +11°20'. Затем оно уменьшалось и в 1818 г. достигло —24°38'. После этого стало увеличиваться и в настоящее время составляет около —11°. Предполагают, что период вековых изменений магнитного склонения составляет около 500 лет. Для облегчения учета магнитного склонения в разных точках земной поверхности составляют специальные карты магнитных склонений, на которых точки с одинаковыми магнитными склонениями соединяют кривыми линиями. Эти линии называются изогонами. Их наносят на топографические карты масштабов 1 : 500 000 и 1 : 1 000 000. Максимальные годовые изменения магнитного склонения не превышают 14—16'. Сведения о среднем на территорию листа карты магнитном склонении, относящиеся к моменту его определения, и годовом изменении магнитного склонения помещают на топографических картах масштаба 1 :200 000 и крупнее.

В течение суток магнитное склонение совершает два колебания. К 8 ч магнитная стрелка занимает крайнее восточное положение, после чего до 14 ч она перемещается к западу, а затем до 23 ч движется к востоку. До 3 ч вторично перемещается к западу, а к восходу Солнца опять занимает крайнее восточное положение. Амплитуда такого колебания для средних широт достигает 15'. G увеличением широты места амплитуда колебаний увеличивается. Учесть суточные изменения магнитного склонения весьма сложно. К случайным изменениям магнитного .склонения относятся возмущения магнит-ной стрелки и магнитные аномалии. Возмущения магнитной стрелки, захватывающие обширные районы, наблюдаются во время землетрясений, вулканических извержений, полярных сияний, грозы, появления большого числа пятен на Солнце и т. п. В это время магнитная стрелка отклоняется от своего обычного положения иногда до 2 - 3°. Длительность возмущений колеблется от нескольких часов до двух и более суток. Залежи железных, никелевых и других руд в недрах Земли оказывают большое влияние на положение магнитной стрелки. В таких местах возникают магнитные аномалии. Небольшие магнитные аномалии встречаются довольно часто, особенно в горных районах. В районах магнитных аномалий нельзя пользоваться магнитной стрелкой для определения ориентирных направлений. Районы магнитных аномалий отмечают на топографических картах специальными условными знаками.

 

Переход от магнитного азимута к дирекционному углу. На местности при помощи компаса (буссоли) измеряют магнитные азимуты направлений, от которых затем переходят к дирекционным углам; На карте, наоборот, измеряют дйрйищонные углы и от йих переходят к магнитным азимутам направлений на местности. Для решения этих задач необходимо знать-величину отклонения магнитдого меридиана в данной точке от вертикальной линии координатной сетки карты. Угол, образованный вертикальной линией координатной сетки и магнитным меридианом, представляющий собой сумму сближения меридианов И магнитного склонения, называется отклонением магнитной стрелки или поправкой направления (ПН). Он отсчитывается от северного направления вертикальной линии координатной сетки и считаетеся положительным, если северный конец магнитной стрелки отклоняется к востоку от этой линии, и отрицательным при западном отклонении магнитной стрелки: На рис.3 поправка направления равна 2°16' +5*16'= +7°32'. Поправку направления и составляющие ее сближение меридианов и магнитное склонение приводят на карте под южной стороной рамки в виде схемы с пояснительным текстом. Поправку направления в общем случае можно выразить фор- мулой:

Если на карте измерен дирекционный угол направления, то магнитный азимут этого направления на местности:

Измеренный на местности магнитный азимут какого-либо направления переводится в дирекционный угол этого направления по формуле:

Чтобы избежать ошибок при определении величины и знака поправки направления, нужно пользоваться помещаемой на карте схемой направлений геодезического меридиана, магнитного, меридиана и вертикальной линии координатной, сетки. При точных измерениях переход от дирекционных углов к магнитным азимутам и обратно выполняется с учетом годового изменения магнитного склонения. Сначала определяют склонение магнитной стрелки на данное время (указанное на карте годовое изменение склонения магнитной стрелки умножают на число лет, прошедших после создания карты), затем полученную величину алгебраически суммируют с величиной склонения магнитной стрелки, указанной на карте. После этбго переходят от измеренного дирекционного угла к магнитному азимуту по приведенным выше формулам.

32. В чем разница нивелирования "из середины" и "вперед". Привести схемы и рабочие формулы.

Способы геометрического нивелирования и вычисления высот точек.

Геометрическое нивелирование сводится к установке визирной оси прибора в горизонтальное положение и взятию отсчетов по рейкам, стоящим вертикально на точках, между которыми определяется превышение. Взять отсчет по рейке – значит определить расстояние от нуля рейки (пятки) до проекции визирной оси на рейку. Отсчеты берут по средней горизонтальной нити сетки нитей зрительной трубы с точностью до 0,1 деление рейки. Превышением этим методом измеряют непосредственно. Различают два способа геометрического нивелирования: из середины и вперед.

 

          Нивелирование из середины.

Для определения превышение между точками А и В геометрическим нивелированием способом из середины на них устанавливают в отвесном положение рейки, а между ними, по возможности на одинаковом расстоянии от реек, - нивелир и приводят его в рабочее положение, при котором визирная ось зрительной трубы займет горизонтальное положение. Зрительную трубу нивелира наводят последовательно на рейки R1 и R2 и берут по ним отсчеты а и b, затем вычисляют величину превышения

 

Точка В, превышение которой определяют, называется передней, а точка А, относительно которой определяют превышение, называется задней. Такие же названия имеют и устанавливаемые на них рейки. Исходя из этого, можно сказать, что превышение равно разности отсчетов по задней и передней рейками

                                                                                                  h= З-П

Превышение будет положительным при  a>b и отрицательным при a

Место постановки нивелира называется станцией. Она выбирается не обязательно в створе линии, так как превышение, между точками не зависит от высоты нивелира над землей.

            

                    Рис. Способы геометрического нивелирования: а) из середины; б) вперед

 

 

Нивелирование вперед.

При определении превышений геометрическим нивелированием вперед нивелир устанавливают так, чтобы окуляр зрительной трубы находился над задней точкой А, а в передней точке В устанавливают рейку R. После приведения визирной оси в горизонтальное положение берут отсчет b по рейке и измеряют рулеткой или с помощью рейки вертикальное расстояние i от центра окуляра до точки А,  называемое высотой прибора. 

                          

                                                     hAB= i –b,                                

                              т.е. превышение равно разности высоты прибора и отсчета по передней рейке.

                             

 

Способы вычисления высот точек.

Существует два способа вычисления высот точек через: превышение и горизонт прибора.

Для вычисления высоты нивелируемой точки В необходимо знать высоту точки А и превышение между этими точками

                                                     Нв=НА+ hAB,                                          

т.е. отметка последующей точки равна отметке предыдущей точки плюс превышение между ними.

Пример: 

                       НА=129,129 м     а=1454    b=2878    HB=129,129 +(-1,424)=127.705м

33. Виды нивелирования, приборы, точность.

Спутниковое нивелирование выполняется на основе измерения высотных отметок точек геодезическими приёмниками ГЛОНАСС/GPS-систем и в строительной геодезии оно малоприменимо ввиду низкой точности получаемых отметок и сложностей с приёмом сигналов от спутников в городских условиях и, тем более, в условиях стройплощадки. Точность нивелировки в пределах 10-20 мм при использовании режимов статики и постобработки. Спутниковые геодезические определения чаще применяются припостроении геодезических сетей для топосъемок и выполнения разбивочных работ.

Механическое нивелирование применялось в прошлом веке при помощи нивелир-автоматов на базе автомобилей и даже велосипедов, для решения некоторых прикладных задач из области инженерной геодезии при эксплуатации линейных сооружений — в основном, это работы по построению продольного профиля трассы на базе автомобиля ипостроение поперечных профилей насыпей или выемок на базе велосипедов. Точность нивелирования 0,3-0,6 метра на километр. Сейчас не применяется ввиду низкой точности и наличия более производительных способов производства работ по съемке поперечников.

Барометрическое нивелирование основывается на определении отметок путём измерения разности атмосферного давления в этих точках. Для целей прикладной геодезии в строительстве не подходит из-за низкой точности в пределах 0,3-0,5 метра в самых идеальных условиях производства геодезических измерений и при использовании самого точного геодезического оборудования, в частности, барометров-высотомеров. Раньше барометрическое нивелирование применялось для получения отметок горных вершин.

Гидростатическое нивелирование, основанное на свойстве жидкости занимать один и тот же уровень в сообщающихся сосудах, в геодезическом сопровождении строительства и при выполнении геодезических работ по мониторингу осадки зданий (при наблюдении за деформациями зданий) широко применяется и в настоящее время, поскольку его точность составляет 0,1-1,0 мм. Следует сказать, что область применения способа гидростатического нивелирования ограничена длиной соединительных трубок между двумя измерительными приборами, что затрудняет передачу отметок на большие расстояния.

Тригонометрическое нивелирование, сущность которого в измерении превышения наклонным визирным лучом на основе измерения угла наклона и расстояния, широко применяется в строительной геодезии при нивелировании по квадратам для построения картограммы земляных работ и планов земляных масс. Кроме того, при услугах практически любой топосъемки участка электронным тахеометром или теодолитом, тригонометрическое нивелирование присутствует по умолчанию. Точность такого нивелирования — до 3 мм относительно каждой станции тахеометрической съемки (для электронного прибора, конечно же). Периодическая нивелировка путей крана также может выполняться электронным тахеометром с высокой точностью высотных отметок.