1.Общие сведенья о геодезии.
Геодезия – наука об измерениях на земной поверхности, проводимых для определения формы и размеров Земли, изображения земной поверхности в виде планов, карт и профилей, создания инженерных сооружений.
Геодезия возникла в глубокой древности, когда появилась необходимость земле измерения и составления планов и карт для хозяйственных целей.
Разделы:
Высшая геодезия – изучает вид и размеры Земли, а также методы определения геодезических координат отдельных точек земной поверхности.
Космическая геодезия – изучает геометрическое соотношение между точками земной поверхности с помощью искусственных спутников Земли.
Топография – рассматривает способы изучения земной поверхности для изображения участков ее поверхности на планах и картах.
Инженерная геодезия – решает геодезические задачи, связанные с построением опорной геодезической основы для проведения съемочных и разбивочных работ, составлением крупномасштабных планов
Измерения: горизонтальные и вертикальные углы, расстояния и превышения
Приборы:
Теодолит – для измерения углов
Нивелир – высоты и превышения
Светодальномер – расстояния
Электронный тахеометр – совмещает в себе выше перечисленные приборы и компьютер
Понятие о фигуре земли
Физическая поверхность Земли, состоящая из суши (сочетание низменностей и возвышений) и водной поверхности, имеет сложную форму.
За математическую поверхность земли принимают уровенную поверхность – поверхность воды океанов в спокойном состоянии, продолженную под материки. Ее свойство: в каждой точке ее поверхность перпендикулярна отвесной линии (сила тяжести), проходящей через данную точку.
Геоид - то же самое, что уровенная поверхность
Первое приближение Земли – шар (он по площади равен геоиду) S=510 млн км²
Эллипсоид (вращение эллипса вокруг его малой оси)
Референц – эллипсоид – юридически узаконенный эллипсоид, у каждой страны разный (центр переносится). В России эллипсоид Красовского (1946 г.) а = 6378245м, б = 6356863м
Уклонение отвесной линии (отклонение отвеса) – угол между нормалью и отвесной линией.
2.Системы координат и высот в геодезии.
Геодезические координаты определяют положение точки земной поверхности на референц-эллипсоиде
Геодезическая широта B – угол между нормалью к поверхности эллипсоида в данной точке и плоскостью экватора. Широта отсчитывается от экватора к северу или югу от 0° до 90°
Геодезическая долгота L – двугранный угол между начальным меридианом (Гринвичский меридиан) и меридианом данной точки. Долготы отсчитываются к востоку и западу от начального меридиана. (0°-180°)
Астрономические координаты определяют положение точки земной поверхности на сфере
Астрономическая широта φ – угол между радиус-вектором и плоскостью экватора
Астрономическая долгота λ – угол между плоскостью меридиана точки и плоскостью начального меридиана
Географические координаты – объединенное название для астрономических и геодезических координат
Координаты – однозначно определенные координаты пункта на Земной поверхности в соответствующей системе координат
Свойства координат:
Наличие исходного пункта
Исчисление по математическому закону
Любой точке соответствуют однозначные и характерные ей координаты
Системы координат:
Зональная прямоугольная система координат (проекция Гаусса – Крюгера)
Земной шар разделили с помощью цилиндра на 60 зон (по 6° каждая) (дает меньше искажений). Начало отсчета в точке пересечения экватора с осевым меридианом зоны. Координаты Х (расстояние от линии экватора до определяемой точки по линии, параллельной осевому меридиану), У (расстояние от экватора до определяемой точки, параллельной линии экватора + 500 км).
Полярная система координат.
Положение точки определяется радиус-вектором (из точки О – полюса) и углом (по ходу часовой стрелки) от линии ОХ (полярной оси)
Система прямоугольных координат.
Плоскость координат совпадает с плоскостью горизонта в точке О (начало координат). Ось Х направлена на север, У – на восток. Оси делят плоскость на 4 части (координатные четверти (1 - СВ, 2 - ЮВ, 3 - ЮЗ, 4 - СЗ)
Пространственная геодезическая система координат. (Эллипсоид), Геодезическая широта B и Геодезическая долгота L
В настоящее время есть Спутниковые геодезические системы (GPS и ГЛОНАСС) GPS: Спутники вращаются по круговым орбитам на расстоянии 20 000км от центра Земли, угол наклона 55°, созвездия спутников = 24 спутника, которые движутся по 6 орбитам. ГЛОНАСС: Изобретен в России в 1993г. 24 спутника на 3х орбитах, наклон орбиты 64°, расстояние 26 000км от центра Земли, Период обращения 24 часа. Глонасс имеет свою систему координатПЗ-90.
Принцип определения координат и высот:
Над каждой точкой земного шара должно находиться не менее 4 спутников.
Приемник определяет расстояния от спутника до антенны приемника фазовым и импульсным методом, решая прямую и обратную геодезические задачи, определяет координаты и высоты.
Точность достигается
1. способом дифференциального режима. База станции, координаты и высоту который мы знаем, получает сигналы со спутников, эти же сигналы принимает геодезический приемник, чьи координаты мы ищем. База станций сравнивает координаты, которые у нее известны и координаты, полученные в ходе вычислений. Если они не совпадают, то база передает поправки на координаты и высоты геодезическому приемнику.
2. используются 2 геодезических приемника, 1 из которых является базовой станцией, он располагается в точке с известными координатами и высотой или привязан к ГГС. Принцип такой же, как и в 1м пункте.
Системы координат в России
Во время войны приняли СК-42 (1:100 000 – секретно)
СК-63 – гражданский вариант топографических карт и планов. Она сохранила взаиморасположение 1:1 с СК-42 , но Сетка координат сознательно искажена на угол. Позже отменена и признана условной. В 2000 г. – постановление, которое ввело в пользование СК-95(идентична СК-42) и ПЗ-90 (для спутников ГЛОНАСС)
Системы высот:
Абсолютная – высота точки, измеряемая от уровня моря (Н абс)
Условная – высота измеряемая от произвольной уровенной поверхности (Н усл)
Относительная высота (превышение) – высота ее над другой точкой земной поверхности (h)
Балтийская система высот (БСВ 77) — принятая в СССР в 1977 г., отсчёт
ведётся от нуля Кронштадтского футштока, это черта на медной доске, установленной в гранитном устое моста через Обводной канал в г. Кронштадте (под Питером).