Раздел 1. Основные сведения о геодезии. Определение положения точек на земной поверхности.
План занятий:
Предмет геодезии и её связь с другими науками;
Краткий исторический очерк развития геодезии;
Задачи инженерной геодезии;
Понятие о форме и размерах Земли;
Проектирование земной поверхности. Системы координат.
Конспект основных тезисов по темам:
Геодезия – наука, изучающая геометрию физической поверхности Земли (включая искусственные сооружения) и происходящие с ней изменения. Геодезия тесно связана с астрономией, географией, геологией, геометрией.
Эратосфен: опредерение размеров земного шара. Князь Глеб: первые геодезические измерения на территории России. «Большой чертёж». «Первый атлас России». Землемерная школа. Геодезические экспедиции (XIX в.). Референц-эллипсоид Ф.Н. Красовского.
Основные задачи инженерной геодезии при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации различных сооружений:
- инженерно-геодезические изыскания для проектирования;
- «вынос в натуру» осей и граней сооружений в соответствии с проектом (разбивочные работы);
- геодезический контроль (в соответствии с проектом) в ходе строительства, монтажа и наладки технологического оборудования;
- определение отклонений геометрии сооружения от проектных решений (исполнительные съёмки);
- изучение деформаций (смещений) земной поверхности под сооружением, самого сооружения или его частей в ходе строительства и при дальнейшей эксплуатации.
Все геодезические измерения по точности выполнения работ подразделяются на три категории: особо точные, точные, технические (привести примеры).
Представление о фигуре Земли в целом: вообразите, что вся планета ограничена мысленно продолженной поверхностью океанов в спокойном состоянии. Такая поверхность называется: Основная уровенная поверхность. Фигура, ограниченная такой поверхностью называется: Геоид.
В любой точке основной уровенной поверхности линия отвеса (линия действия силы тяжести) перпендикулярна этой поверхности.
Кроме основной уровенной поверхности можно построить по этому принципу можно построить любое количество Уровенных поверхностей.
Физическая или уровенная поверхность Земли в данной точке – поверхность, проведенная (построенная) через данную точку – такая, что в любой её точке линия отвеса (линия действия силы тяжести) перпендикулярна этой поверхности.
Геоид – объёмное геометрическое тело, поверхностью которого является основная уровенная поверхность.
Основная уровенная поверхность – поверхность, которой ограничивается наша планета, так что она всюду совпадает с поверхностью морей и океанов в спокойном состоянии, а под материками является мысленным продолжением этой поверхности.
Для упрощения измерений и расчётов, поверхность Геоида в большинстве случаев заменяется такими фигурами, как:
- Земной Сфероид (эллипсоид вращения, референц-эллипсоид);
- Земной Шар со средним радиусом R = 6371,11 км;
- горизонтальная плоскость (для небольших территорий, не более 100 км в поперечнике).
Эллипсоид – объёмное геометрическое тело, получаемое вращением эллипса относительно его малой оси.
Эллипсоид Красовского – математическая модель основной уровенной поверхности Земли, наиболее точно описывающая эту поверхность на территории Российской Федерации.
Физическая поверхность Земли.
Рельеф – совокупность неровностей твёрдой поверхности Земли (включая сушу и дно).
Основные формы рельефа: гора, котловина, хребет, лощина, седловина.
Модель местности: Изучаемые точки местности проектируют (отвесными линиями) на уровенную поверхность, получая геодезический чертёж. Координаты Х и У каждой точки получаем в системе координат, принятой в данной проекции. Третья координата (высота) точки обозначается на чертеже числом, равным высоте данной точки на местности относительно уровенной поверхности.
Через любую точку поверхности сферы (референц-эллипсоида) можно провести две взаимно перпендикулярные плоскости:
- плоскость мередиана. Её пересечение с поверхностью земной сферы называется: Меридиан;
- плоскость широты. Её пересечение с поверхностью земной сферы называется: Параллель.
Нулевой меридиан: меридиан, проходящий через Гринвич (пригород Лондона).
Экватор: параллель, плоскость которой проходит через центр Земли перпендикулярно оси её вращения.
Угловые координаты на сфере: географические координаты Широта φ («фи») и Долгота λ («лямбда»).
Кроме географических координат, в геодезии широко применяются: Плоские прямоугольные (зональные) координаты.