Конспект лекцій

з дисципліни “Інженерна геодезія”

Литература

1. А.В. Маслов, А.В. Гордеев, Ю.Г. Батраков. Геодезия. – М: Недра, 1980. – 616 с.

2. А.П. Вервейко. Землеустройство с основами геодезии. – М.: Недра, 1988. – 260 с.

3. А.В. Маслов, А.Г. Юнусов, Г.И. Горохов. Геодезические работы при землеустройстве. – М.: Недра, 1990. – 215 с.

4. Ю.К.Неумывакин, А.С. Смирнов. Практикум по геодезии. – М.: Недра, 1985. – 200 с.

5. Е.Г. Парамонова, А.Г. Юнусов. Геодезические работы в мелиоративном строительстве. – М.: Недра, 1990. – 203 с.

6. И.Ю. Левицкий. Геодезия с основами землеустройства. – М.: Недра, 1970. – 253с.

7. В.Ф. Васильков, В.Я. Заплетин, А.С. Четев. Основы землепользования и землеустройства. Изд. Ростовского университета, 1988. 240 с.

8. Курс инженерной геодезии / В.Е. Новак, В.Ф. Лукьянов, В.В. Бут и др. под ред. В.Е. Новака. – М.: Недра, 1989. – 430 с.

9. Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500. – М.: Недра, 1989. – 286 с.

10. М.П. Решетняк. Інженерна геодезія – К.: Урожай, 1996. – 223 с.

Дополнительная литература:

1. Инженерная геодезия./ Г.В. Багратуни, В.Н. Ганьтин, Б.Б. Данилевич и др. – М.: Недра, 1984. – 344 с.

2. Учебное пособие по геодезической практике./ В.Ф. Лукьянов, В.Е. Новак, В.Г. Ладонников и др. – М.: Недра, 1986. – 236 с.

3. Сборник инструкций по производству поверок геодезических приборов. – М.: Недра, 1988. – 77 с.

4. Инструкция по нивелированию I,II,III и IV классов. – М.: Недра, 1974. – 160 с.

5. Практикум по инженерной геодезии./ Б.Б. Данилевич, В.Ф. Лукьянов, Б.С. Хейфиц и др. Под. ред. В.Е. Новака. – М.: Недра, 1987. – 334 с.

6. В.И. Федоров. Инженерная аэрогеодезия. – М.: Недра, 1988. – 212 с.

7. Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000. 1:500. – М.: Недра, 1973. – 176 с.

8. Шрифты для проектов, планов и карт. – М.: Недра, 1987. – 64 с.

9. СниП 3.01.03-84. Геодезические работы в строительстве. ЦНИИОМПТ (Перелік чинних в Україні нормативних документів у галузі будівництва) – Київ: Будтехнормування, 1999. – 125 с.

1. ДСТУ 2402-94 «Правила геодезичні. Терміни та визначення».

2. ДСТУ 2757-94 «Картографія. Терміни та визначення».

3. ВСН 160-69/ Минтранстрой СССР. Инструкция по геодезическим и маркшейдерским работам при строительстве транспортных тоннелей. Геодезическо-маркшейдерское управление».

4. Ю.А. Федоров. Геодезия с основами инженерной графики. – С. –П.: Гидрометеоиздат, 1995. – 448 с.

5. Баканова В.В. Крупномасштабные топографические съемки. – М.: Недра, 1983. – 182 с.

6. М.П. Сироткин. Справочник по геодезии для строителей. 4-е изд. - М.: Недра, 1981. – 359 с.

7. С.Д. Дубов, А.Н. Поляков. Геодезия. – М: Агропромиздат, 1988. – 237 с.

8. С.Д. Дубов, А.Н. Поляков. Практикум по геодезии. – М.: Агропромиздат, 1990. – 223 с.

9. А.А. Ремінський, С.В. Рибалко. Геодезія. Навчальний посібник. Х., 1996. – 209с.

10. В.П. Кравченко, П.І. Герасименко, Г.О. Парицький. Меліорація з основами геодезії. – К.: вища шк., 1983. – 260 с.

11. ДБН В.2.4–1-99. Держбуд України. Київ 2000. Меліоративні системи та споруди.

12. Геодезія ч.1/Л.І. Ахоніна, Д.В. Брежнєв, Ю.М. Гавриленко, та інш. За загальною ред. Проф. С.Г. Могильного – Донецьк.: ТОВ «Унітех», 2003. – 458 с.

13. Порицький Г.О., Новак В.І., Рафальська Л.П. Геодезія – К.: Арістей, 2007. – 260с.

Лекция 1

Тема 1 Общие сведения о геодезии

1.1. Предмет и задачи геодезии

Геодезия – наука, изучающая форму и размеры поверхности всей Земли или отдельных ее участков путем угловых и линейных измерений, вычислительной их обработки, построения карт, планов и профилей, а также методы использования результатов измерений и построений при решении инженерных, экономических и других задач.

В процессе своего развития геодезия разделилась на ряд научных и научно-технических дисциплин: высшую геодезию, топографию, картографию, фотограмметрию, инженерную (прикладную) геодезию.

Высшая геодезия – наука, занимающаяся определением формы, размеров и гравитационного поля Земли, созданием государственных опорных геодезических сетей, изучением геодинамических явлений, решением геодезических задач на поверхности земного эллипсоида и в пространстве.

Топография – научная дисциплина, занимающаяся съемкой земной поверхности и разработкой способов изображения этой поверхности на плоскости в виде топографических планов.

Картография – научная дисциплина, изучающая вопросы картографического изображения и разрабатывающая методы создания карт и их использования. Результаты геодезических измерений и топографических съемок используются в картографии в качестве исходной основы для составления карт.

Фотограмметрия – научно-техническая дисциплина, изучающая определения формы, размеров и положения объектов в пространстве по их фотографическим изображениям. Фотограмметрия является теоретической основой фототопографии, изучающей и разрабатывающей методы и средства создания топографических карт и планов по фотоснимкам местности.

Инженерная геодезия – наука, которая изучает вопросы приложения геодезии к инженерному делу.

Предметом инженерной геодезии является исследование и разработка методов и средств геодезического обеспечения всех видов строительства на различных этапах, при реконструкции, расширении и эксплуатации сооружений, в землеустройстве, мелиорации, при поиске, разведке и разработке природных ресурсов, монтаже и поладке сложных машин и т.д. Методы и приемы геодезии используются землеустроителями, почвоведами, геоботаниками, мелиораторами и строителями, агрономами, лесоустроителями, гидротехниками и специалистами других отраслей народного хозяйства.

В задачи инженерной геодезии входит:

• Изучение и применение методов измерений длин линий и углов на поверхности земли, под землей и над землей;

• Совершенствование методов вычислительной обработки результатов измерений с использованием ЭВМ и ПЭВМ; а также графических построений и оформления карт, планов и профилей.

• Выполнение топографо-геодезических изысканий стройплощадок и трасс, а также геодезическое обеспечение других видов инженерных изысканий, необходимых для проектирования сооружений;

• Геодезическая подготовка проекта землеустройства, мелиорации земель с целью перенесения его в натуру;

• Решение задач горизонтальной и вертикальной планировки подсчета площадей, объемов земляных работ, выполнения разбивочных работ и др.;

• Наблюдения за смещениями горных пород и деформациями сооружений и их оснований, оползнями, возникающими как от природных факторов, так и в результате практической деятельности человека.

Проведение землеустройства, мелиорации земель, размещение дорожной сети, объектов сельскохозяйственного и промышленного назначения осуществляется с использованием планово-картографического материала, получаемого по результатам геодезических измерений и топографических съемок. Такой материал характеризует объект деятельности человека в горизонтальном (плоском) и вертикальном (высотном) отношении и должен быть пригоден для составления проектов, техно-рабочих чертежей, проведения специальных обследований (почвенных, мелиоративных, геологических и др.), для проектирования оросительной и осушительной сети, составления проектов рекультивации, выполаживания и засыпки оврагов и ряда других работ, связанных с преобразованием земной поверхности и вовлечения ее для целей с/х производства.

1.2.Развитие инженерной геодезии как науки

Геодезия возникла в глубокой древности и развивалась в дальнейшем на основе разнообразной практической деятельности человека. За несколько тысяч лет до нашей эры люди уже умели делить пахотные земли на участки, использовать геодезические измерения для строительства каналов и различных сооружений. С развитием и расширением землеустроительных работ и строительства опыт таких измерений накапливался и передавался в другие страны.

В таких государствах как Египет. Греция, Древний Рим геодезические знания начали формироваться как наука. Слово «геодезия» - греческое, что означает «землеразделение». Используя знания в области геодезии, строили пирамиды, крепости и маяки, гидротехнические сооружения, водопроводные сети, туннели, дороги большой протяженности и т. д. Древние строители умели выносить оси сооружений, разбивать круговые кривые, строить прямые углы, передавать высотные отметки, задавать уклоны, обеспечивать вертикальность сооружений, выполнять трассировочные работы, обеспечивать сбойки туннелей и выполнять другие виды инженерно-геодезических работ. Изучение сохранившихся сооружений показывает, что линейные измерения в то время проводились с относительной ошибкой 1/2000 – 1/3000, угловые 2-4, высотные 1-2 см. Такая точность измерений сохранялась до конца XVIII века.

В России первые данные о геодезических измерениях относятся к 1608 г., когда между Керчью и Таманью по льду была измерена ширина Керченского пролива. Первые инструментальные съемки были начаты в XVIII веке, что было связано с реформами государственного управления, проводимыми при Петре I. Дальнейшее развитие инженерно-геодезических работ в России произошло в XIX веке в связи с промышленной революцией, когда резко возросло количество строящихся заводов и фабрик, железных дорог, туннелей, судоходных каналов и т.д. В это же время стали разрабатываться «научные» основы инженерной геодезии, проводиться работы по построению геодезических сетей и градусные измерения по меридиану под руководством русских ученых-геодезистов Теннера, Струве и др. Эти работы оказали решающее влияние на развитие теории геодезии и методов геодезических и астрономических работ во всем мире. С развитием капитализма в России после реформы 1861 г. геодезические работы проводились главным образом для нужд с/х, военного дела и строительства путей сообщения. После революции требования к производству геодезических работ возрастали с каждым годом. Для проведения восстановительных работ проводились геодезические работы, связанные с обновлением и восстановлением карт. Вскоре появился новый вид съемки – аэрофотосъемка, которая в 1927 г. начала применяться на Украине и в Средней Азии. С ростом и индустриализацией всех отраслей н/х роль геодезии постоянно повышается. Геодезия стала неотъемлимой частью в области изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации мелиоративных систем и сооружений.

1.3. Единицы измерения, применяемые в геодезии.

В практической деятельности человека издавна возникала необходимость в количественной оценке объекта измерения. Ранее вопрос о выборе единицы меры решался путем сравнения с размерами человеческого тела: фут (длина ступни), сажень (расстояние между вытянутыми руками), дюйм (ширина большого пальца) и т.п. Однако такие единицы не унифицированы, что создавало значительные трудности в количественной оценке измеряемой величины. Т.к. на практике постоянно имеют дело с разными по величине значениями измеряемых величин, то целесообразно иметь и единицы соответственно различного размера, которыми стали единицы метрической системы мер, созданной крупнейшими французскими учеными XVIII века, где в качестве единицы длины был принят метр = 1/10 000 000 доли четверти земного меридиана.

Прототипом метра явился специальный жезл (линейка), изготовленный из сплава платины и иридия, в связи с тем, что такой сплав обладает малым коэффициентом температурного расширения и устойчив к коррозии. В дальнейшем повышение точности астрономо-геодезических измерений позволило обнаружить, что между выбранной единицей длины и ее прототипом существует вполне измеримое различие. В дальнейшем длину метра оказалось возможным связать с длиной волны определенной спектральной линии. В качестве такой была принята оранжевая линия криптона. Согласно этому определению (с 1960 г.) 1 метр содержит 1650763,73 длины волны в вакууме спектральной нити криптона с массовым жезлом 86.

Единицы длины: 1 км = 10³ м; 1 м = 10 дм = 10² см; 1 см = 10 мм; 1 мм = 10² мкм; 1 мкм = 10³ нм (нанометр); 1 нм = 10;= 10^-10м.

За единицу площади принимается площадь квадрата, сторона которого равна единице длины: 1 км² = 10⁶ м²; 1 м² = 10⁴ см²; 1 дм² = 100 см² = 10^-2 м²; 1 см² = 100 мм²; 1 мм² = 10^-6 м².

Общепринятая единица земельной меры – гектар: 1 га = 100ар = 10⁴ м² = 10^-2м³

В качестве угловых единиц используют:1^О – это центральный угол окружности, длина дуги которого составляет 1/360 часть окружности: 1^О = 60; 1 = 60.

Прямой угол иногда делят на 100 частей, а сотая часть прямого угла называется гоном (раньше градом): 1^А = 100^С; 1^С=100^сс (десятичная минута = 100 десятичным секундам).

Соотношения:

1^О = 1,111…^Д; 1^Д = 0,9^О; 1 = 1,851…^С; 1^С = 0,54;

1 = 3,086…^сс; 1^сс = 0,324

В дуговой мере центральный угол окружности определяется как отношение длины дуги к ее радиусу =l/r;

Значению единицы дуговой меры соответствует угол , для которого l = r. Эту единицу называют радианом: ^о = 360/2  57,3^о;  - 3438;  = 206265.