МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ НИВЕРСИТЕТ»

Кафедра ГиСМ

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Ижевск 2004

УДК 528.49

С о с т а в и т е л и: канд. техн. наук, проф. Н.И.Невзоров;

преподаватель ИМТ Г.Н.Хохрякова

Одобрено методическим советом инженерно-строительного факультета

Методическое пособие предназначено для студентов строительных специальностей всех форм обучения:

290300 – «Промышленное и гражданское строительство»;

290500 – «Городское строительство и хозяйство»;

290700 – «Теплогазоснабжение и вентиляция»;

290800 – «Водоснабжение и водоотведение»;

291300 – «Механизация и автоматизация строительства»;

291400 – «Проектирование зданий»

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ

Методическое пособие - Ижевск: ИжГТУ, 2004.-56с.

Методическое пособие составлено на основе многолетнего опыта проведения лабораторных занятий на инженерно-строительном факультете ИжГТУ и других вузов страны. Оно не заменяет учебники и другие виды учебных пособий, а призвано конкретизировать перечень лабораторных работ с учетом имеющейся инструментальной базы и учебного времени, отводимого на лабораторные занятия новым ГОС на подготовку инженеров строительного направления. В пособии приведено описание, назначение и области применения лазерных теодолитов, выпускаемых зарубежными фирмами.

Методическое пособие может быть использовано студентами при прохождении учебной геодезической практики, а также в дальнейшей работе на производстве. Оно может оказать помощь в изучении инженерной геодезии студентам среднего профессионального образования.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Раздел 1. Общие сведения из геодезии

1.Что означает слово геодезия?

2. Назовите основные задачи инженерной геодезии?

3. Что представляет собой фигура Земли с геометрической точки зрения?

4.Что такое геодезическая система координат

5.Что такое пространственная система прямоугольных координат

6.Что представляет собой поперечно – цилиндрическая проекция Гаусса – Крюгера

7. Что принято в качестве координатных осей в системе Гаусса – Крюгера?

Раздел 2. Топографические карты и планы и решение на них инженерно – геодезических задач

1. Что такое масштаб карты (плана)?

2. Что такое точность масштаба?

3. Что такое план?

4. Что такое карта?

5. В чем отличие топографической карты от плана?

6. Что такое профиль местности?

7. Что такое зональная система прямоугольных координат?

8. В чем отличие преобразованной системы прямоугольных координат и не преобразованной?

9. Как по прямоугольным координатам определить номер зоны?

10. Как, имея прямоугольные координаты концов отрезка, вычислить длину отрезка?

11. Что означает, - ориентировать линию (карту)?

12. Какие углы ориентирования Вы знаете?

13. Что такое истинный азимут?

14. Что такое дирекционный угол?

15. Как по прямоугольным координатам вычислить дирекционный угол?

16.Что такое магнитный азимут?

17. В чем отличие дирекционного угла от истинного азимута?

18. В чем отличие магнитного азимута от истинного?

19. Почему ориентирование по магнитному азимуту не находит широкого применения при геодезических работах в строительстве?

20. Что Вы понимаете под словом – рельеф местности?

21. Что такое горизонталь?

22. Что такое высота сечения рельефа?

23. Что такое заложение ?

24. Какие численные характеристики крутизны ската Вы знаете и как их определить?

25. Назовите основные формы рельефа и их характерные точки и линии?

26. Каково соотношение между высотой сечения рельефа и высотой горизонтали?

27. Что такое профиль и как его построить по карте с горизонталями?

28. Что такое водосборная площадь?

29. Какие способы определения площадей Вы знаете?

30. Перечислите известные Вам формулы вычисления площади простейших геометрических фигур.

31.Как вычислить площадь многоугольника через прямоугольные координаты его вершин?

32. Что такое цена деления планиметра и как ее определить?

33. Как измерить площадь контура планиметром?

34. Перечислите основные части планиметра?

35. Что такое палетка и как с помощью ее измерить площадь контура на карте?

Раздел 3. Теория погрешностей измерений

1. Что означает выражение - измерить физическую величину?

2. Какие бывают виды измерений?

3. Что такое необходимые и избыточные измерения?

4. Какие измерения относят к равноточным, а какие к неравноточным?

5. Какие погрешности относят к грубым, систематическим и случайным?

6. Приведите примеры проявления систематических погрешностей в результатах геодезических измерений?

7. Назовите свойства случайных погрешностей?

8. Какие факторы оказывают влияние на точность измерений?

9. Что является качественной характеристикой измеренной величины?

10. Как вычислить среднюю квадратическую погрешность при наличии эталонного значения измеряемой величины?

11. Как выполнить оценку точности результатов измерений, если эталонное значение измеряемой величины отсутствует?

12. Как вычислить среднюю квадратическую погрешность функции измеренных величин?

13. Как вычислить среднюю квадратическую погрешность арифметической средины?

14. Можно ли на стадии проекта рассчитать число измерений , чтобы получить результат с заданной точностью?

15. Что такое неравноточные измерения?

16. Что такое вес результата измерения?

17. Как вычислить арифметическую средину при неравноточных измерениях?

18. Как вычислить арифметическую средину при неравноточных измерениях?

Раздел 1. Общие сведения из геодезии

1.Что означает слово геодезия?

Геодезия это практическая геометрия. В переводе с греческого означает землеразделение. В современном понимании геодезия – наука об измерениях, средствах измерений и математической обработке результатов этих измерений, выполняемых для решения научных, производственных и оборонных задач. К ним относятся:

- определение формы, размеров и гравитационного поля Земли, планет и спутников Солнечной системы;

-определения координат точек на поверхности Земли и в околоземном пространстве;

-создание топографических карт, планов и профилей местности и представление их на бумажном носителе или в виде математических моделей;

-выполнение инженерно-геодезических работ при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений.

2. Назовите основные задачи инженерной геодезии?

Инженерная геодезия решает следующие задачи:

• геодезические изыскания, включая составление топографических карт и планов, профилей местности и ее математических моделей, как по результатам наземных измерений, так и воздушных съемок;

инженерно-геодезическое проектирование зданий и сооружений;

• разбивка сооружений, т. е. построение на местности основных и вспомогательных осей запроектированных объектов;

• геодезическое обслуживание строительно-монтажных работ для обеспечения геометрических форм и размеров возводимых зданий и сооружений;

• обеспечение геометрических параметров монтажа и наладки оборудования;

• исполнительная съемка с составлением генерального исполнительного плана с указанием соответствия построенного сооружения проекту;

• исследование в процессе строительства и эксплуатации деформаций зданий и сооружений, возникающих под действием различных факторов.

3. Что представляет собой фигура Земли с геометрической точки зрения?

Человечество всегда интересовало форма и размеры Земли. Уже в древнейшие времена было известно, что она имеет сферическую форму. В конце ХVII - начале ХVIII в, благодаря геодезическим измерениям, было установлено, что Земля является сплюснутым у полюсов шаром. Такой фигурой является сфероид, близкий к эллипсоиду вращения.

Материалы гравиметрических измерений (конец ХIХ – начало ХХ вв.) позволили сделать вывод о том, что фигура Земли представляет собой трехосный эллипсоид, являющийся математической моделью геоида (фигуры, в каждой точке которой ускорение силы тяжести постоянно). На основе изученности гравитационного поля Земли и степенью развитости геодезических построений многие страны вычисляли основные параметры эллипсоида применительно для своей территории. Такие эллипсоиды носят название референц - эллипсоида. В нашей стране размеры референц - эллипсоида были получены выдающимся советским геодезистом Ф.Н.Красовским. Постановлением Правительства СССР в 1946 г. размеры этого эллипсоида утверждены как обязательные для геодезических и картографических работ на территории всей страны, а референц - эллипсоиду присвоено имя Ф.Н.Красовского.

Рис.1. Земной эллипсоид

Референц – эллипсоид Красовского имеет параметры:

a = 6378245м, b = 6356863м, α = (a- b)/ a = 1/298,3,

где a и b – большая и малая полуоси эллипсоида;

α. - полярное сжатие.

Бурное развитие спутниковых технологий позволило значительно уточнить размеры земного эллипсоида.В результате совместной обработки спутниковых, астрономических, геодезических и гравиметрических данных в 1980 году были определены параметры международного эллипсоида:

a = 6378136 м, α = 1:298,257.

При выполнении инженерно – геодезических работ в качестве геометрической фигуры Земли чаще всего принимают шар радиусом 6371,11км, эквивалентным по объему референц – эллипсоиду.

4.Что такое геодезическая система координат

Геодезическая система координат позволяет однозначно определять положение любой точки, расположенной на эллипсоиде. Система включает геодезическую долготу L, геодезическую широту B и геодезическую высоту H. Координатными плоскостями здесь являются плоскость Гринвичского меридиана и плоскость экватора (рис.1).

Геодезическая долгота L – двугранный угол, образованный плоскостью начального (Гринвичского) меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через заданную точку.

Геодезическая широта B – угол, образованный нормалью к поверхности эллипсоида в заданной точке и плоскостью экватора.

Геодезическая высота H – расстояние по нормали от заданной точки до ее проекции на поверхность эллипсоида.

В инженерно – геодезических работах различие между астрономической и геодезической системой не учитывается, поэтому принимают B = φ, L =λ.