- •Ответы. Топографическая карта.
- •1. Системы координат, применяемые в геодезии.
- •2. Системы высот.
- •3. Проекция Гаусса-Крюгера.
- •Теория ошибок
- •4. Понятие об измерениях.
- •5. Виды ошибок.
- •6. Свойства случайных ошибок.
- •7. Понятие о средней квадратической ошибке.
- •Нивелирование.
- •8.Организация нивелирных работ. Классы, точность измерений.
- •9. Методы нивелирования: геометрический, тригонометрический и др.
- •10. Тригонометрическое нивелирование. Вывод формул.
- •11. Геометрическое нивелирование. Способы «из середины» и «вперед».
- •12. Устройство нивелира с цилиндрическим уровнем н3. Ось цилиндрического уровня. Визирная ось. Поверка главного геометрического условия нивелира н3.
- •13. Производство геометрического нивелирования. Порядок работы на станции. Полевой контроль.
- •14. Обработка журнала технического нивелирования. Вычисление превышений. Вычисление отметок связующих и промежуточных точек.
- •15.Нивелирование по квадратам. Цель, организация полевых работ. Вычисление отметок вершин квадратов, построение плана с горизонталями.
- •16. Государственная высотная сеть.
- •17. Теодолит. Устройство теодолита. Основные оси теодолитов. Поверки теодолитов. Классификация теодолитов.
- •18. Методика измерения горизонтального угла одним полным приемом. Контроль при его измерении.
- •19. Методика измерения вертикального угла. Контроль при его измерении.
- •Измерение длин линий
- •20. Приборы для измерения длин линий.
- •21. Измерение расстояний на местности с помощью стальной ленты или рулетки. Точность.
- •22. Измерение расстояний с помощью нитяного дальномера. Точность.
- •23. Понятие об измерении расстояний светодальномером. Точность.
- •24. Вычисление горизонтальных проложений.
- •Геодезические сети
- •25. Назначение и виды плановых геодезических сетей. Общие принципы и порядок их построения. Государственная геодезическая сеть.
- •27. Сети сгущения. Назначение. Съемочное геодезическое обоснование, его виды, назначение (теодолитные хода, тахеометрические хода, прямые и обратные засечки).
- •28. Теодолитный ход. Виды теодолитных ходов. Методика измерения длин сторон и горизонтальных углов между сторонами теодолитного хода. Полевой контроль.
- •29. Вычисление координат точек теодолитного хода.
- •30. Прямая геодезическая задача.
- •31. Обратная геодезическая задача.
- •Топографические съемки.
- •33. Понятие об аэрофототопографической съемке.
- •34. Аэроснимок. Масштаб аэроснимка.
- •35. Дешифрирование аэрофотоснимков.
- •Разбивочные работы.
- •36. Понятие о разбивочных работах. Создание планово-высотного обоснования для разбивочных работ. Основные этапы и точность разбивочных работ.
- •37. Вынос в натуру точек методом полярных координат. Аналитическая подготовка данных для выноса в натуру точек методом полярных углов.
- •38,39 Вынос в натуру проектных углов, расстояний.
- •40. Вынос в натуру проектной отметки.
24. Вычисление горизонтальных проложений.
D - расстояние между точками местности
Отношение f /P называется коэффициентом дальномера и обозначается K
f – фокусное расстояние объектива
аb = P – расстояние между дальномерными нитями
При выводе формулы D = K ∙ n предполагалось, что визирная ось горизонтальна, а дальномерная рейка установлена перпендикулярно ей. В этом случае мы получим горизонтальное проложение линии S = D = K ∙ n.
Однако на практике в большинстве случаев визирная ось имеет некоторый угол наклона v (рис.), и вследствие этого вертикально расположенная рейка не будет перпендикулярна визирной оси.
Если рейку наклонить на угол v так, чтобы она была установлена перпендикулярно визирной оси, то наклонное расстояние будет равно
D= K ∙ n' ,
где n'= a' b' ∙ cos ν = n ∙ cos ν.
Тогда
D= K ∙ n ∙ cos ν
Отсюда получаем следующую формулу для расчета горизонтального проложения линии при её измерении нитяным дальномером
S = D ∙ cos v = K ∙ n ∙ cos2 ν
Точность измерения расстояний нитяным дальномером невысокая и характеризуется относительной ошибкой 1/300. На точность определения расстояний нитяным дальномером влияют следующие факторы:
1) толщина дальномерных нитей;
2) рефракция воздуха;
3) промежуток времени между взятием отсчетов по верхней и нижней нитям.
Геодезические сети
25. Назначение и виды плановых геодезических сетей. Общие принципы и порядок их построения. Государственная геодезическая сеть.
Геодезическая сеть – это система закрепленных точек земной поверхности, положение которых определено в общей для них системе геодезических координат. Геодезическая сеть бывает 2-х видов: плановая и высотная. В России геодезические сети, как плановые, так и высотные, подразделяются на государственную геодезическую сеть, геодезическую сеть сгущения и съемочную геодезическую сеть. Государственная геодезическая сеть является исходной для построения всех других геодезических сетей. Сеть сгущения служит для дальнейшего увеличения количества точек геодезической сети. Съемочная сеть является геодезическим обоснованием для производства топографических съемок, а также для выполнения различного рода инженерно-геодезических работ.
Плановые геодезические сети создаются методами триангуляции, полигонометрии и трилатерации.
При построении геодезической сети методом триангуляции на местности закрепляют ряд точек, которые в своей совокупности образуют систему треугольников. В треугольниках измеряются все углы и некоторые стороны, которые наз базисными.
Метод полигонометрии заключается в построении на местности ломанных линий, наз полигонометрическими ходами. Эти ходы прокладываются обычно между пунктами триангуляции. В полигонометрических ходах измеряются все углы поворота и длины всех сторон.
При построении сети методом трилатерации на местности также строится сеть треугольников, в которых при помощи свето- и радиодальномеров измеряются все стороны.
Высотная геодезическоя сеть строится методом геометрического или тригонометрического нивелирования.
Геодезические сети по назначению классифицируют на государственные геодезические сети, геодезические сети сгущения, геодезические сети специального назначения и съемочные сети.
Государственная геодезическая сеть. Государственная геодезическая сеть покрывает всю территорию Российской Федерации и служит ее главной геодезической основой.
Государственная геодезическая сеть (ГГС) предназначена для решения следующих основных задач, имеющих хозяйственное, научное и оборонное значение: установление и распространение единой системы координат на всю территорию страны и поддержание ее на уровне современных и перспективных требований; геодезическое обеспечение картографирования территории страны и акваторий окружающих ее морей; геодезическое обеспечение изучения земельных ресурсов и землепользования, кадастра, строительства, разведки и освоения природных ресурсов; обеспечение геодезическими данными средств наземной, морской и аэрокосмической навигации, аэрокосмического мониторинга природной и техногенной среды; изучение поверхности и гравитационного поля Земли и их изменений во времени; изучение геодинамических явлений; метрологическое обеспечение высокоточных технических средств определения местоположения и ориентирования.
Положение пунктов ГГС определено сочетанием методов триангуляции, полигонометрии, астрономических и спутниковых измерений. Каталоги координат пунктов в системе СК-95 (координатная система 1995 года) хранятся в территориальных аэрогеодезических предприятиях Федерального Агентства «Роскартография».
По мере совершенствования средств измерений и накопления новых данных ГГС модернизируется. Создаваемая в настоящее время сеть согласно “Основным положениям о государственной геодезической сети Российской Федерации” включает: фундаментальную астрономо-геодезическую сеть, высокоточную геодезическую сеть, спутниковую геодезическую сеть 1 класса, а также астрономо-геодезическую сеть и геодезические сети сгущения.
Фундаментальная астрономо-геодезическая сеть (ФАГС) - сеть пунктов, геоцентрические координаты которых определяются методами космической геодезии относительно центра масс Земли с погрешностью не более 10-15 см. Расстояния между пунктами 650 - 1000 км.
Высокоточная геодезическая сеть (ВГС) обеспечивает распространение на всю территорию страны геоцентрической системы координат и уточнение параметров связи геоцентрической системы с действующей системой координат СК-95. Пункты ВГС определяются по наблюдениям спутников навигационных систем ГЛОНАСС и GPS. Расстояния между пунктами 150 - 300 км.
Спутниковая геодезическая сеть 1 класса (СГС-1) - сеть, создаваемая по мере необходимости по наблюдениям спутников систем ГЛОНАСС и GPS. Расстояния между пунктами 25 - 35 км.
Астрономо-геодезическая сеть включает ранее созданные сети 1 и 2 классов. Сети 1 класса создавались в виде звеньев длиной 200 - 250 км, расположенных главным образом вдоль меридианов и параллелей и образующих замкнутые полигоны периметром 800 - 1000 км. Сеть 2 класса - сплошная сеть внутри полигонов. Сети 3 и 4 классов опираются на пункты 1 и 2 классов и служат сгущению сети.
Сети сгущения. Там, где требуется дальнейшее сгущение сети (например, в населенных пунктах), опираясь на государственную геодезическую сеть, развивают сети сгущения 1 и 2 разряда, чем достигается плотность на 1 не менее 4 пунктов на застроенной территории и 1 пункт на незастроенной территории.
Геодезические сети специального назначения создают в тех случаях, когда требуется особо высокая точность геодезической сети. Геодезическую сеть специального назначения строят в государственной или в местной системе координат. Примерами таких сетей являются создаваемые на железных дорогах реперные системы, которые должны служить основой для всех съемочных и разбивочных геодезических работ, возникающих при проектировании, строительстве и текущем содержании железных дорог, а также для мониторинга пути и сооружений, межевания земель и кадастровой съемки в пределах полосы отвода.
Съемочную сеть создают при выполнении съемки местности. Она развивается от пунктов государственной геодезической сети и сетей сгущения 1 и 2 разрядов. Но при съемке отдельных участков съемочная сеть может быть и самостоятельной, построенной в местной системе координат. В съемочных сетях, как правило, одновременно определяют положение пунктов в плане и по высоте.
Предельные погрешности планового положения пунктов съемочной сети относительно исходных пунктов не должны превышать на открытой местности и на застроенной территории 0,2 мм в масштабе плана и 0,3 мм на местности, закрытой древесной и кустарниковой растительностью.
Координаты пунктов съемочных сетей определяют проложением теодолитных ходов, построением триангуляции, засечками, спутниковым методом и др. Наиболее распространены теодолитные ходы.
Характеристики точности рассмотренных выше сетей представлены в табл., где D – расстояние между пунктами в км.
Сеть Расстояние между
смежными пунктами, км Погрешность взаимного положения пунктов
По плановым координатам По высоте
ФАГС 650-1000 2 см 3 см
ВГС 150-300 3 мм +0,05 мм · 5 мм +0,07 мм · D
СГС-1 25-35 3 мм +0,1 мм · D 5 мм +0,2 мм · D
26. Методы создания планового геодезического обоснования: триангуляция, трилатерация, полигонометрия.
Плановое положение пунктов геодезических сетей создают методами триангуляции, трилатерации, полигонометрии, а также другими методами, в частности, в последнее время наземно-космическими методами с использованием систем спутниковой навигации («GPS»). В ближайшей перспективе наземно-космический метод создания геодезических сетей, учитывая его доступность, точность и простоту реализации, будет основным.
Метод триангуляции состоит в создании геодезических сетей из треугольников, в вершинах которых размещены геодезические пункты, с измерением всех углов и некоторых из сторон—базисов (рис. 13.1, а).
Измерения горизонтальных углов в треугольниках производят точными угломерными приборами —- теодолитами, а базисов светодальномерами, электронными тахеометрами или другими мерными приборами.
По мере удаления от базиса, измеренного в начале сети триангуляции, точность определения сторон треугольников понижается, поэтому для повышения точности и контроля в конце ряда треугольников измеряют еще один базис.
Для связи сети триангуляции с существующими геодезическими сетями во вновь создаваемую триангуляцию должны быть включены некоторые пункты ранее созданных сетей.
Для того чтобы в триангуляции было принципиально возможным определение координат всех пунктов, минимальное число измерений сводится: к измерению двух углов в каждом треугольнике, одного базиса сети, дирекционного угла одного из направлений и к определению координат одного из пунктов. Однако при создании триангуляции измерений всегда производят больше минимально необходимого их числа. Это нужно для контроля и повышения точности измерений. Так, в ряду триангуляции, изображенном на рис. 13.1, а, в каждом треугольнике измерены все три угла, два базиса b1 и b2, их дирекционные углы α1 и α2, а также включены два пункта A и В с известными координатами Ха, Уa и Хb, Уb.
Наличие избыточных измерений дает возможность производить их компьютерную обработку с использованием специального математического аппарата, называемого уравниванием измеренных величин.
Метод трилатерации (линейной триангуляции) состоит в создании геодезических сетей из треугольников, в вершинах которых размещены геодезические пункты с измерением горизонтальных проекций длин всех сторон.
В связи с отсутствием в трилатерации избыточных измерений для обеспечения возможности контроля измерений и повышения их точности путем уравнивания в трилатерации измеряют длины диагоналей, соединяющих вершины смежных треугольников. Поэтому ряды триангуляции состоят из геодезических четырехугольников, центральных систем или их комбинаций (рис. 13.1, б).
В настоящее время в связи с широким использованием высокоточной светодальномерной техники метод трилатерации находит все более широкое применение в практике создания геодезических сетей.
Метод полигонометрии состоит в создании геодезических сетей путем измерения горизонтальных проекций расстояний между геодезическими пунктами и горизонтальных углов между сторонами сети.
Для обеспечения избыточных измерений с целью осуществления контроля измерений и повышения их точности путем уравнивания в полигонометрические ходы включают пункты существующих геодезических сетей с известными координатами и дирекционными углами некоторых направлений (рис. 13.1, в).
Метод полигонометрии широко применяют при развитии геодезических сетей в закрытой (залесенной или застроенной) местности. Метод полигонометрии оказывается особенно эффективным для создания и развития геодезических сетей при использовании электронных тахеометров, обеспечивающих измерение одним прибором горизонтальных расстояний и углов с высокой точностью.