- •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
2.3. Контрольные вопросы по 2 разделу
В чем заключается сущность измерения горизонтального угла?
Дать классификацию теодолитам.
Для чего смещают горизонтальный круг между полуприемами и приемами при измерении отдельного горизонтального угла?
Для чего измеряют горизонтальный угол при КП и КЛ?
Как определяется МО вертикального круга?
Как определить чувствительность уровня?
В чем особенность конструкции оптических теодолитов?
Назовите условия основных поверок теодолитов.
Как привести основную ось вращения теодолита в отвесное положение?
Как определить коллимационную погрешность?
Как определить погрешность за центрирование теодолита?
Объяснить порядок измерения горизонтальных углов способом приемов и круговых приемов.
Какие основные погрешности влияют на точность измерения горизонтальных углов?
Как обнаружить и устранить параллакс сетки нитей?
Как закрепляются отрезки линий на местности?
Что называется вешением линии на местности?
Что называется створом?
Какие приборы применяются для непосредственного измерения расстояний?
Что такое компарирование мерных приборов?
Как измеряются отрезки линий стальной 20-метровой лентой?
Как приводятся наклонные отрезки линий к горизонту?
Как определяется поправка за температуру в измеренные отрезки линий ?
Как измеряются расстояния нитяным дальномером?
Определить поправку за компарирование мерной ленты, если длина компаратора при температуре tk = 20оС, L= 120,00 м, а при измерении его компарируемой лентой при той же температуре получены следующие результаты: l1 = 119,821 м; l2= 119,819 м; l3= 119,817 м.
Определить поправку за температуру в измеренную длину отрезка линии, если D=182,35 м, tk = 20°С и температура, при которой производились измерения, t = -2: С.
Определить поправку за наклон отрезка линии к горизонту, если D = 210,011 м и угол наклона = 5°15'.
В чем состоит отличие наклонной линии и ее горизонтального проложения?
3. Нивелирование
3.1. Способы определения превышений и отметок точек
Для составления проектов различных сооружений на плане, карте или профиле изображают земную поверхность. При этом нужно иметь не только изображение местных предметов и различных контуров в горизонтальной проекции, но и представление о неровностях поверхности, о поперечном и продольном уклонах и о том, насколько одна точка расположена выше или ниже другой.
При рассмотрении систем координат и высот в геодезии (первый раздел пункт 1.5) говорилось об абсолютных и относительных высотах, которые используются в практике геодезических съемок для решения различных инженерных задач.
Геодезическая (абсолютная) высота Н характеризует высоту точки земной поверхности над поверхностью геоида – уровнем Балтийского моря, а относительная высота (превышение h) точки – высоту одной точки земной поверхности над другой (рисунок 1.10).
В природе не существует абсолютно ровных участков суши. На любом участке, на первый взгляд кажущемся ровным, всегда имеются пониженные и повышенные места, кривизна поверхности.
Рельеф оказывает очень сильное влияние на строительство сооружений. На аэродромах, например, неблагоприятный рельеф летного поля может затруднить или даже воспретить взлет и посадку самолетов. Поэтому при строительстве аэродромов рельеф исправляют - производят земляные работы, устраняя недопустимые уклоны и кривизну поверхности летного поля. Но прежде чем приступить к исправлению рельефа местности, его нужно сначала измерить, чтобы знать, где и в каких местах производить земляные работы по срезке или подсыпке грунта. Этого добиваются нивелированием поверхности с помощью специальных приборов - нивелиров.
Нивелированием, или вертикальной съемкой называют полевые измерительные геодезические работы, в результате которых определяются превышения одних точек местности над другими.
В зависимости от принципа определения превышений и применяемых приборов различают следующие виды нивелирования: геометрическое, тригонометрическое, физическое, механическое, стереофотограмметрическое и спутниковое.
При геометрическом нивелировании превышение определяют горизонтальными лучами визирования. Этот способ является наиболее простым и точным, но при одной установке прибора позволяет определять превышения между точками местности в условиях их взаимной видимости и лишь в пределах длины рейки. Поэтому в горной местности, когда превышения между точками местности большие, эффективность и точность падают.
При тригонометрическом нивелировании превышения определяют наклонным визирным лучом по измеренному углу наклона и расстоянию между нивелируемыми точками. Этот способ позволяет с одной станции определить практически любое превышение между точками, имеющими взаимную видимость. Однако точность тригонометрического нивелирования ограничена из-за недостаточно точного учета влияния на величины вертикальных углов оптической рефракции и уклонений отвесных линий, особенно в горной местности.
К физическому нивелированию относят методы, основанные на использовании различных физических явлений:
гидростатическое, основанное на применении сообщающихся сосудов, имеет высокую точность и позволяет определять превышения между точками при отсутствии взаимной видимости, но в пределах размеров трубок;
барометрическое, основанное на измерении превышений по разности атмосферного давления в наблюдаемых точках, также не требует взаимной видимости между точками, но дает невысокую точность из-за недостаточно точного учета влияния многих факторов, связанных с физикой атмосферы и другими причинами;
аэрорадиолокационное, основанное на отражении электромагнитных волн от земной поверхности и определении времени их прохождения. Выполняется с самолета при помощи радиодальномеров и высотомеров.
При механическом нивелировании превышения определяют с помощью установленных на автомобилях, железнодорожных вагонах и т.д. приборов, которые сразу автоматически вычерчивают на специальной ленте профиль местности. Этот метод находит применение при изысканиях линейных сооружений и для контроля проложения железнодорожных путей. Точность механического способа невелика, хотя отметки точек определяются быстро.
При стереофотограмметрическом нивелировании превышения определяют с помощью специальных приборов по стереоскопическим парам фотоснимков, создающим стереомодели рельефа. Этот способ позволяет бесконтактным методом определять превышения между точками и другие характеристики местности. Точность стереофотограмметрического способа зависит от масштаба снимков, способа их обработки, точности приборов и других причин.
При спутниковом нивелировании превышения определяют с помощью спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS. Этот способ позволяет определять абсолютные высоты точек местности в автономном режиме с точностью около 1 м и превышения в дифференциальном режиме с точностью до сантиметров и точнее.
Наиболее распространенными способами определения превышений в процессе изысканий, проектирования и строительства аэродромов являются: геометрическое, тригонометрическое и гидростатическое нивелирование. Наибольшую точность дает геометрическое нивелирование.