конспект лекций по геодезии
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ Донбасская государственная академия строительства и архитектуры
Кафедра «Инженерной геодезии» Лобов М.И., Лобов И.М., Анненков А.А.
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ (конспект лекций)
Утверждено на заседании кафедры «Инженерной геодезии». Протокол №12 от 30.05.2002 г.
Макеевка, ДонГАСА, 2002.
СОДЕРЖАНИЕ |
|
РАЗДЕЛ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГЕОДЕЗИИ........................................................................ |
5 |
1.1. ПРЕДМЕТ ГЕОДЕЗИЯ И СВЯЗЬ ЕЕ С ДРУГИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ .................................................... |
5 |
1.2. СОДЕРЖАНИЕ ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОДЕЗИИ, ЕЕ РОЛЬ КАК НАУЧНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ПРИ |
|
СТРОИТЕЛЬСТВЕ РАЗЛИЧНЫХ СООРУЖЕНИЙ...................................................................................... |
7 |
1.3. ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК РАЗВИТИЯ ГЕОДЕЗИИ.............................................................................. |
7 |
РАЗДЕЛ 2. ПОНЯТИЕ О ФИГУРЕ ЗЕМЛИ И СИСТЕМАХ КООРДИНАТ, |
|
ПРИМЕНЯЮЩИХСЯ В ГЕОДЕЗИИ......................................................................................... |
10 |
2.1. ПОНЯТИЕ О ФОРМЕ И РАЗМЕРАХ ЗЕМЛИ.................................................................................... |
10 |
2.2. МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ НА ПЛОСКОСТЬ.......................................... |
12 |
2.3. СИСТЕМЫ КООРДИНАТ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ГЕОДЕЗИИ ................................................................ |
13 |
2.3.1. Система географических координат.............................................................................. |
13 |
2.3.2.Система пространственных прямоугольных координат............................................... |
14 |
2.3.3. Понятие о системе зональных прямоугольных координат в проекции Гаусса- |
|
Крюгера...................................................................................................................................... |
14 |
2.3.4. Условная система прямоугольных координат............................................................... |
16 |
2.3.5. Полярная система координат......................................................................................... |
16 |
РАЗДЕЛ 3. ОРИЕНТИРОВАНИЕ ЛИНИЙ................................................................................ |
17 |
3.1. АЗИМУТЫ И РУМБЫ.................................................................................................................. |
17 |
РАЗДЕЛ 4. ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ ПЛАНЫ И КАРТЫ......................................................... |
19 |
4.1. ПОНЯТИЕ О ПЛАНЕ, КАРТЕ И ПРОФИЛЕ...................................................................................... |
19 |
4.2. МАСШТАБЫ ............................................................................................................................. |
20 |
4.3. СОДЕРЖАНИЕ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТ И ПЛАНОВ.................................................................. |
23 |
4.4. НОМЕНКЛАТУРА КАРТ И ПЛАНОВ, РАЗМЕРЫ РАМОК ТОПОГРАФИЧЕСКИХ ПЛАНОВ РАЗНЫХ |
|
МАСШТАБОВ................................................................................................................................... |
24 |
4.5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТ И ПЛАНОВ В АРХИТЕКТУРНО - ПЛАНИРОВОЧНОМ |
|
ПРОЕКТИРОВАНИИ. ......................................................................................................................... |
27 |
4.6.СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОЩАДЕЙ НА ПЛАНАХ И КАРТАХ......................................................... |
28 |
4.6.1. Аналитический способ..................................................................................................... |
28 |
4.6.2. Графический способ......................................................................................................... |
28 |
4.7. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ НА ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТАХ И ПЛАНАХ.................................................... |
31 |
4.7.1. Определение географических координат........................................................................ |
31 |
4.7.2. Определение прямоугольных координат......................................................................... |
31 |
4.7.3. Измерение расстояний.................................................................................................... |
32 |
4.7.4. Определение ориентирных углов..................................................................................... |
32 |
4.7.5. Определение высот точек............................................................................................... |
32 |
4.7.6. Определение крутизны ската......................................................................................... |
33 |
4.7.7. Построение профиля местности................................................................................... |
33 |
4.7.8. Проектирование на карте горизонтальных и наклонных площадок............................. |
33 |
РАЗДЕЛ 5. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ОШИБОК.......................................................................... |
34 |
5.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЙ....................................................................... |
34 |
5.2. СВОЙСТВА СЛУЧАЙНЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ................................................................................. |
36 |
5.3. ПРИНЦИП АРИФМЕТИЧЕСКОЙ СРЕДИНЫ.................................................................................... |
36 |
5.4. СРЕДНЯЯ КВАДРАТИЧЕСКАЯ ПОГРЕШНОСТЬ. ПРЕДЕЛЬНАЯ И ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ. 37 |
|
5.5. СРЕДНЯЯ КВАДРАТИЧЕСКАЯ ПОГРЕШНОСТЬ АРИФМЕТИЧЕСКОЙ СРЕДИНЫ................................ |
38 |
5.6.ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ПО ВЕРОЯТНЕЙШЕЙ ПОГРЕШНОСТИ............................................................ |
38 |
5.7. НЕРАВНОТОЧНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ.................................................................................................. |
39 |
РАЗДЕЛ 6. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ......................................................................... |
40 |
|
2 |
6.1.ПРИНЦИП ИЗМЕРЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО УГЛА....................................................................... |
40 |
6.2.КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕОДОЛИТОВ................................................................................................ |
41 |
6.3. УСТРОЙСТВО ТЕОДОЛИТА......................................................................................................... |
42 |
6.4. УСТАНОВКА ЗРИТЕЛЬНОЙ ТРУБЫ ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЙ. ............................................................... |
43 |
6.5. УСТАНОВКА ТЕОДОЛИТА В РАБОЧЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ..................................................................... |
43 |
6.6. ПОВЕРКИ ТЕОДОЛИТА............................................................................................................... |
44 |
6.6.1. Поверка цилиндрического уровня.................................................................................... |
44 |
6.6.2. Поверка коллимационной ошибки.................................................................................... |
44 |
6.6.3. Поверка равенства подставок........................................................................................ |
45 |
6.6.4. Поверка сетки нитей....................................................................................................... |
46 |
6.7. ИЗМЕРЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ УГЛОВ...................................................................................... |
46 |
6.7. ИЗМЕРЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ УГЛОВ.......................................................................................... |
47 |
РАЗДЕЛ 7. ЛИНЕЙНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ..................................................................................... |
48 |
7.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. ОБОЗНАЧЕНИЕ ТОЧЕК. ВЕШЕНИЕ ЛИНИИ.................................................... |
48 |
7.2. ЗАКРЕПЛЕНИЕ ТОЧЕК. ВЕШЕНИЕ ЛИНИЙ................................................................................... |
49 |
7.3. ПРИБОРЫ ДЛЯ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИН ЛИНИИ................................................ |
51 |
7.4. ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНИЙ ЛЕНТОЙ..................................................................................................... |
51 |
7.5. ВЫЧИСЛЕНИЕ ДЛИНЫ ЛИНИИ ................................................................................................... |
52 |
7.5.1. Поправка за компарирование. ∆DК.................................................................................. |
52 |
7.5.2. Поправка за температуру............................................................................................... |
53 |
7.5.3. Поправка за приведение к горизонту.............................................................................. |
53 |
7.6. ПОНЯТИЯ ОБ ОПТИЧЕСКИХ ДАЛЬНОМЕРАХ............................................................................... |
53 |
7.7. КОСВЕННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ.......................................................................................................... |
56 |
РАЗДЕЛ 8. НИВЕЛИРОВАНИЕ............................................................................................... |
58 |
8.1. ЗАДАЧА И МЕТОДЫ НИВЕЛИРОВАНИЯ ....................................................................................... |
58 |
8.2. СПОСОБЫ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ...................................................................... |
59 |
8.2.1. Нивелирование вперед...................................................................................................... |
59 |
8.2.2. Нивелирование из средины............................................................................................... |
60 |
8.2.3. Последовательное нивелирование (сложное)................................................................. |
60 |
8.3. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫСОТ ТОЧЕК ..................................................................................... |
61 |
8.3.1. Метод превышений.......................................................................................................... |
61 |
8.3.2. Метод горизонта инструмента..................................................................................... |
61 |
8.4. НИВЕЛИРЫ И НИВЕЛИРНЫЕ РЕЙКИ............................................................................................ |
62 |
8.4.1. Нивелиры с цилиндрическим уровнем.............................................................................. |
62 |
8.4.2. Поверки нивелира Н-3...................................................................................................... |
63 |
8.4.3. Нивелиры с самоустанавливающейся горизонтальной осью визирования.................... |
66 |
8.5. НИВЕЛИРНЫЕ РЕЙКИ ................................................................................................................ |
66 |
8.6. КОМПАРИРОВАНИЕ РЕЕК.......................................................................................................... |
67 |
8.7.НИВЕЛИРОВАНИЕ IVКЛАССА.................................................................................................... |
67 |
8.7.1. Общая схема..................................................................................................................... |
67 |
8.7.2. Работа и контроль на станции...................................................................................... |
68 |
8.7.3. Привязка нивелирных ходов к реперам и маркам. .......................................................... |
69 |
8.8.ТЕХНИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ.............................................................................................. |
69 |
РАЗДЕЛ 9. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ СЕТИ........................................................................................ |
70 |
9.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ СЕТЯХ............................................................................ |
70 |
9.2.ТЕОДОЛИТНЫЕ ХОДЫ............................................................................................................... |
72 |
9.3. ИЗМЕРЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ УГЛОВ...................................................................................... |
73 |
9.4. ИЗМЕРЕНИЕ ДЛИН ЛИНИЙ......................................................................................................... |
74 |
9.5. ПРИВЯЗКА ТЕОДОЛИТНЫХ ХОДОВ............................................................................................. |
74 |
9.6. КАМЕРАЛЬНАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ. ............................................................ |
75 |
9.7. ПРЯМАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА............................................................................................ |
76 |
|
3 |
9.8. ОБРАТНАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА......................................................................................... |
76 |
РАЗДЕЛ 10. ТОПОГРАФИЧЕСКАЯ СЪЕМКА........................................................................ |
77 |
10.1.ТЕОДОЛИТНАЯ СЪЕМКА.......................................................................................................... |
78 |
10.2 ТАХЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКА................................................................................................. |
79 |
10.3. НИВЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ............................................................................................ |
81 |
10.3.1. Нивелирование поверхности по квадратам.................................................................. |
81 |
10.3.2. Нивелирование поверхности по магистралям или параллельным линиям................... |
82 |
10.3.3. Нивелирование поверхности способом полигонов........................................................ |
82 |
10.4.ФОТОТОПОГРАФИЧЕСКИЕ СЪЕМКИ......................................................................................... |
83 |
РАЗДЕЛ 11. АРХИТЕКТУРНЫЕ ОБМЕРЫ.............................................................................. |
84 |
11.1.ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД........................................................................................... |
84 |
11.2. АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ....................................................................................................... |
85 |
11.3. МЕТОД ФОТОТРАНСФОРМИРОВАНИЯ...................................................................................... |
85 |
11.4. МЕТОД ГРАФОМЕХАНИЧЕСКИЙ............................................................................................... |
85 |
11.5. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЙ МЕТОД ОБМЕРОВ ПАМЯТНИКОВ АРХИТЕКТУРЫ ............................................ |
86 |
11.6. МЕТОД НАТУРНЫХ ОБМЕРОВ.................................................................................................. |
87 |
РАЗДЕЛ 12. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАЗБИВОЧНЫЕ РАБОТЫ................................................ |
90 |
12.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЕКТИРОВАНИИ СООРУЖЕНИЙ. .......................................................... |
90 |
12.2.ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН............................................................................................................... |
90 |
12.3. СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА ПРОИЗВОДСТВА ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ. ........................................... |
91 |
12.4. ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ОСНОВА РАБОТ............................................................................................. |
92 |
12.5. ИНЖЕНЕРНО – ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ПРОЕКТА.......................................................... |
93 |
12.6. ВЫНОС НА МЕСТНОСТЬ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОЕКТА........................................... |
94 |
12.6.1. Построение проектного горизонтального угла........................................................... |
94 |
12.6.2. Вынос в натуру проектной длины линии...................................................................... |
95 |
12.6.3. Построение на местности проектной отметки ........................................................ |
96 |
12.6.4. Перенесение на местность проектной линии с заданным уклоном............................ |
96 |
12.7. СПОСОБЫ ПЕРЕНЕСЕНИЯ НА МЕСТНОСТЬ ПРОЕКТОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ......................... |
97 |
12.7.1. Способ прямоугольных координат................................................................................ |
98 |
12.7.2. Способ полярных координат......................................................................................... |
98 |
12.7.3. Способ прямой угловой засечки..................................................................................... |
99 |
12.7.4.Способ линейной засечки.............................................................................................. |
100 |
12.7.5. Створная засечка......................................................................................................... |
100 |
РАЗДЕЛ 13. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ В ПРОЦЕССЕ СТРОИТЕЛЬСТВА............... |
102 |
13.1. СОДЕРЖАНИЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ ПРИ ДЕТАЛЬНОЙ РАЗБИВКЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ.. |
102 |
13.2. СПОСОБЫ ДОЛГОВРЕМЕННОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ОСЕЙ СООРУЖЕНИЙ. ...................................... |
103 |
13.3. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ.......................................... |
104 |
13.4. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ УСТРОЙСТВЕ ФУНДАМЕНТОВ.................................................. |
106 |
13.5. ПОСТРОЕНИЕ РАЗБИВОЧНОЙ ОСНОВЫ НА МОНТАЖНЫХ ГОРИЗОНТАХ................................... |
107 |
13.6 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ МОНТАЖЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ .............................. |
112 |
13.7 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ МОНТАЖЕ ПОДКРАНОВЫХ ПУТЕЙ............................................ |
118 |
13.8. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ ПРОКЛАДКЕ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ............................ |
119 |
13.9.ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СЪЕМКИ.................................................................................................. |
121 |
13.10. НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ДЕФОРМАЦИЯМИ ЗДАНИЙ СООРУЖЕНИЙ. ................................................ |
123 |
13.11. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЭРО И КОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ В АРХИТЕКТУРЕ И СТРОИТЕЛЬСТВЕ..... |
124 |
ЛИТЕРАТУРА.............................................................................................................................. |
127 |
4
ВВЕДЕНИЕ
Программа курса инженерной геодезии состоитиз общей части и специальных разделов. Программа курса инженерной геодезии в строительстве при малом количестве лекционных часов предусматривает изучение многих специальных вопросов, которые в учебных пособиях рассматриваются излишне подробно или вообще упускаются. Однако для геодезической подготовки студентов строительных специальностей они крайне необходимы. Особенно при многоступенчатой подготовке специалистов строительного профиля.
Учитывая, что в настоящее время значительная роль отводится самостоятельной подготовке студентов, в данном пособии приведены краткие сведения по технологии строительного производства и последовательно рассмотрены все виды геодезических работ при съемках, изысканиях,
проектировании, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений. В пособии учтены особенности курса инженерной геодезии для студентов разных специализаций, по которым осуществляется подготовка инженеров-строителей и магистров.
Конспект написан на основании многолетнего опыта производства инженерно-геодезических работ при топографических съемках, изысканиях,
проектировании, строительстве и эксплуатации сложных сооружений и при чтении курса лекций для студентов всех форм обучения в строительном вузе.
РАЗДЕЛ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГЕОДЕЗИИ
1.1. Предмет геодезия и связь ее с другими дисциплинами
Геодезия – это наука о выполнении измерений на земной поверхности с целью определения формы и размеров Земли, составлении планов и карт,
решении различных инженерных задач. Геодезия в переводе с греческого языка означает – землеразделение.
Геодезию можно разделить на ряд дисциплин:
высшую геодезию – главной задачей, которой является изучение формы и размеров Земли и внешнего гравитационного поля;
5
геодезию или топографию, занимающихся вопросами измерения и изображения земной поверхности в виде планов;
картографию, излагающую методы, процессы создания и применения различных карт;
инженерную геодезию, изучающую вопросы применения геодезии при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений;
космическую геодезию, изучающую методы использования аэрокосмической информации для решения научных задач, картографирования,
изысканий, обороны страны с помощью искусственных спутников Земли.
Геодезия тесно связана с другими научными дисциплинами, такими как математика, физика, астрономия, радиоэлектроника, фотография, геология,
геоморфология, геофизика, география, гравиметрия, черчение и др.
Геодезия имеет огромное научное и практическое значение в самых различных сферах народного хозяйства. Особенно велика роль геодезических работ при картографировании страны и изучении природных ресурсов.
Исключительное значение для картографирования страны имеет аэросъемка и космическая съемка территории и особенно таких районов, как тундра, тайга и высокогорье.
Значительные объемы геодезических работ выполняют при строительстве промышленных, гражданских и энергетических объектов, а также сооружений линейного типа: дорог, каналов, подземных сооружений (метро, трубопроводов),
воздушных сетей (линий электропередачи, связи), кадастровые работы, при разработке генпланов городов и в обмерных работах.
Исключительно важное значение имеет геодезия в обороне страны. Карта – глаза армии, используется при разработке стратегических планов и проведении военных операций.
В настоящее время трудно указать область народного хозяйства, в которой геодезия и геодезические работы не имели бы существенного значения.
Дальнейшее развитие народного хозяйства выдвигает все новые задачи перед геодезической наукой. Основной особенностью планирования топографо-
6
геодезических работ в настоящее время является все возрастающие объемы
производства крупномасштабных съемок.
1.2. Содержание инженерной геодезии, ее роль как научной дисциплины при
строительстве различных сооружений
На современном этапе инженерная геодезия является важным направлением в геодезической науке. Она рассматривает комплекс геодезических работ при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации различных сооружений.
Ни одно сооружение не может быть построено без геодезических измерений. На топоплане проектируют сооружения, затем методом геодезических измерений проект сооружения переносят в натуру, т.е. закрепляют сооружение на местности. При возведении сооружения производят разбивку и контроль правильности выполнения работ при помощи геодезических приборов. По завершении строительства производят исполнительную съемку. В период эксплуатации выполняют геодезические наблюдения за осадками и деформациями сооружения.
Значительные объемы геодезических работ выполняются в Донбассе, на подрабатываемых территориях. Систематические наблюдения за изменениями земной поверхности позволяют архитекторам обоснованно выбирать участки городских территорий для последующей застройки и не допускать разрушений существующих зданий и сооружений, попадающих в зону влияния подземных горных работ.
1.3. Исторический очерк развития геодезии
Первые сведения о геодезии относятся к глубокой древности, примерно ХХ
– Х в. до нашей эры.
Сохранившиеся развалины древних подземных сооружений, дворцов,
храмов, оборонительных, ирригационных сооружений в Вавилоне, древнем
7
Египте, Китае, Греции, Армении и Индии свидетельствуют о том, что геодезия решала не только вопросы землепользования, но и более сложные задачи,
связанные со строительством.
Установлено, геодезия как наука возникла в древнем Риме, Египте и Греции.
Сохранились сведения и о геодезических работах, выполненных в России. В
ХI веке впервые была измерена ширина Керченского пролива, в ХVI веке составлена первая карта Московского государства, известная под названием
“Большой чертеж”. В 1667г. воеводой П.Н. Годуновым составлена карта Сибири.
В 1701 году картографом С.У. Ремизовым с сыновьями составлен первый русский атлас Сибири. Эта книга состояла из 23 карт. В 1739 году был создан географический департамент Академии наук. Им было составлено значительное количество карт. В период с 1757 по 1763 год этот департамент возглавлял М.В.Ломоносов. При академии наук была открыта первая оптическая мастерская по изготовлению геодезических и астрономических инструментов. Начиная с
1769 года, более 30 лет этой мастерской руководил И.П. Кулибин, известный русский механик, который разрабатывал и совершенствовал геодезические инструменты.
Потребность армии и флота в топографических картах способствовали созданию в 1797 году специальной службы – депо карт по картографированию территории России.
В 1822 году при Генеральном штабе учрежден корпус военных топографов,
который выполнял государственные съемки в мирное и военное время, особенно
впограничных районах.
В1839 году была основана Пулковская обсерватория, которая с первых дней своей организации стала высшей школой русской астрономии и геодезии.
Основателем Пулковской обсерватории был В.Я.Струве – известный русский астроном-геодезист. Он ввел принципиально новые измерения в конструкции приборов, которые изготовляли в организованной им при обсерватории механической мастерской.
В первой половине ХIX века в России начались работы по созданию
8
опорной геодезической сети методом триангуляции под руководством академика В.Я.Струве и военного геодезиста К.И.Теннера. В период с 1816 по 1852 годы были проложены ряды триангуляции по меридиану от Ледовитого океана до устья р. Дунай. Эта выдающаяся работа являлась долгое время образцом методики проведения высокоточных измерений и глубины научного подхода к решению задачи, связанной с определением фигуры Земли.
Несмотря на все выполненные геодезические работы в зтот период,
территория, на которую были созданы карты,не превышала 10% по отношению к территории всей России.
Топографическая изученность страны была весьма слабой, и такое состояние геодезии не могло соответствовать новым требованиям, выдвинутым в связи с началом социалистического строительства.
15 марта 1919 года декретом В.И. Ленина было создано Высшее Геодезическое Управление (ВГУ). В нем положено начало советской геодезии.
Согласно декрету для решения научных задач был создан центральный научно-
исследовательский институт (ЦНИИГАиК) под руководством профессора Ф.Н.Красовского, который на основе градусных измерений, занимался вычислением размеров земного эллипсоида.
В 1924 году началось освоение нового эффективного метода картографирования страны – аэрофотосъемки. В 1923 году вступили в строй заводы “Геодезия” и “Геофизика” по изготовлению геодезических инструментов и вскоре они стали вытеснять приборы иностранного фирм. Завод
“Аэрогеоприбор” освоил серийное производство различных высокоточных фотограмметрических и геодезических инструментов.
В начале Великой Отечественной войны геодезические предприятия перебазировались в восточные районы и в минимальный срок наладили производство, позволившее снабжать бесперебойно армию современными приборами и картами. Послевоенный период характеризуется совершенствованием картографо-геодезических работ, инструментостроения,
расширением объема аэрофотосъемки, что позволило к 1970 году завершить картографирование страны в масштабе 1:25000. В этот период родилась новая
9
наука – космическая геодезия.
На современном этапе, в условиях рыночной экономики геодезия обеспечивает более локальные задачи, связанные с развитием городов,
возведением сложных и уникальных объектов, обеспечением реконструкции предприятий с использованием новых технологий, геоинформационных систем,
электронных методов контроля окружающей среды.
РАЗДЕЛ 2. ПОНЯТИЕ О ФИГУРЕ ЗЕМЛИ И СИСТЕМАХ КООРДИНАТ,
ПРИМЕНЯЮЩИХСЯ В ГЕОДЕЗИИ
2.1. Понятие о форме и размерах Земли
За форму Земли принимают физическое тело, образованное уровенной поверхностью, совпадающей с поверхностью морей и океанов, мысленно продолженное под сушей. Такую обобщенную поверхность принято называть геоидом.
Плотность масс в земной коре распределена неравномерно, поэтому геоид имеет сложную форму и ее строго математически выразить невозможно.
Исследованиями установлено, что Земля имеет форму близкую к эллипсоиду вращения. Это поверхность, образованная эллипсом при вращении его вокруг малой оси РР1, а тело ограниченное ею называется эллипсоидом вращения или сфероидом. Эллипсоид, ориентированный в теле геоида так, что наилучшим образом совпадает с поверхностью геоида, называется референц-
эллипсоидом. Размеры эллипсоида определяются параметрами его большой (а) ,
малой (b) полуосей (рис.2.1.) и сжатием у полюсов
a b a
10