- •Формы и размеры земли
- •Системы координат
- •Ориентирование линий
- •Основные геодезические задачи
- •Основные геодезические чертежи
- •Масштабы
- •Основные формы рельефа
- •Задачи, решаемые по топографическим планам
- •Номенклатура топографических карт и планов
- •Основные части геодезических приборов
- •Ход лучей в зрительной трубе
- •Со стеклянной крышкой - 3
- •Горизонтальный круг теодолита
- •Угловые измерения
- •Классификация теодолитов
- •Поверки теодолита
- •Способы измерения горизонтальных углов
- •Измерение вертикальных углов
- •1 Способ
- •2 Способ
- •3 Способ
- •Измерение угла наклона местности
- •Измерение длин линий
- •Измерение расстояний при помощи физико–оптических мерных приборов (на примере нитяного дальномера)
- •Определения расстояний нитяным дальномером
- •Нивелирование
- •Гидростатическое нивелирование
- •Барометрическое нивелирование
- •Тригонометрическое нивелирование
- •Геометрическое нивелирование
- •Н ивелирование «вперед»
- •Нивелирование «из середины»
- •Простое и сложное нивелирование
- •Классификация и устройства нивелиров
- •Устройства нивелиров с цилиндрическим уровнем (на примере н3)
- •Нивелирные рейки
- •Поверки нивелиров с уровнем
- •Геодезические сети
- •Плановые сети
- •Геодезические плановые сети
- •Высотная геодезическая сеть
- •Плановые съемочные сети
- •Высотные съемочные сети
- •Съемка. Виды съемок
- •Камеральная обработка результатов измерения теодолитного хода
- •Вычисление координат точек теодолитного хода.
- •2. Вычисление дирекционных углов и румбов.
- •3. Вычисление приращений координат
- •4. Вычисление линейных невязок по осям координат
- •5. Вычисление координат точек теодолитного хода
- •Построение плана теодолитной съемки.
- •Тахеометрическая съемка
- •Порядок работы на станции тахеометрической съемки
- •Камеральная обработка результатов измерения
- •Мензульная съемка
- •Прямая засечка
- •О братная засечка
- •Боковая засечка
- •Съемка ситуаций и рельефа
- •Фототопографическая съемка
- •Инженерно–технические работы
- •Полевое трассирование
- •Способы детальной разбивки закруглений
- •Камеральная обработка результатов измерений и построение продольного профиля трассы
- •I. Обработка результатов журнала технического нивелирования.
- •II. Построение продольного профиля по оси трассы
- •Составление плана участка по результатам нивелирования площади. Вертикальная планировка участка
- •Составление плана участка
- •Вертикальная планировка участка
- •Разбивочные работы
- •Способы разбивочных работ
- •Геодезические работы на строительной площадке горного предприятия
- •3. Геодезическое обслуживание строительства сооружений. Работы по созданию опорной сети
- •Съемка строительной площадки
- •Создание строительной сетки
- •Элементы геодезических разбивочных работ Построение на местности проектного горизонтального угла
Основы геодезии
Федеральное агентство по образованию РФ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Норильский индустриальный институт
Кафедра РМПИ
Дисциплина: «Геодезия»
ОСНОВЫ ГЕОДЕЗИИ ЛЕКЦИИ
Норильск
2007
Предмет и задачи геодезии, ее связь с другими науками
Геодезия – это наука, рассматривающая методы и способы измерения земной поверхности, применение которых дает возможность определять форму и размеры земли, а также производить съемку (измерения) отдельных ее частей для изображения на картах, планах используемых для создания различных инженерных сооружений.
Геодезия включает в себя высшую и космическую геодезии, топографию, фотограмметрию и инженерную геодезию.
– Высшая геодезия – изучает фигуру и размер земли, методы определения координат точек на поверхности для территории всей страны.
– Космическая геодезия – решает геодезические задачи с помощью искусственных спутников земли.
– Топография – рассматривает способы изучения земной поверхности, и изображение ее на картах и планах.
– Фотограмметрия – решает задачи измерений по аэро- фото- и космическим снимкам для различных целей.
– Инженерная геодезия – изучает методы геодезического обеспечения при разработке проектов, строительств, эксплуатации различных сооружений, а также при изучении освоении и охране природных ресурсов.
Геодезические работы разделяются на полевые и камеральные.
– Полевые работы состоят из измерений горизонтальных и вертикальных углов, а также горизонтальных, наклонных и вертикальных расстояний.
– Камеральные работы состоят из вычислений результатов полевых измерений и графических построений.
Формы и размеры земли
Ф изическая поверхность земли представляет собой сочетание возвышенностей и углублений, которые, как правило, заполнены водой, поскольку большую часть поверхности земли составляет поверхность океанов и морей, то за общую фигуру земли приняли очертание поверхности воды в спокойном ее состоянии мысленно продолженным под материками. В любой точке эта поверхность перпендикулярна и т.о. везде горизонтальна, такая поверхность называется уровенной, приуроченная к среднему уровню океана и называется среднеуровенной поверхностью.
Т ело ограниченное среднеуровенной поверхностью называется геоидом. Вследствие неравномерности распределения масс в земной коре, поверхность геоида не является правильной геометрической поверхностью, поэтому, для изучения фигуры земли, используют правильное тело эллипсоид вращения, фигура, которая близка к геоиду. Она характеризуется большой и малой полуосями, и полярным сжатием.
– формула полярного сжатия.
Размеры земного эллипсоида, принятые как обязательные в нашей стране:
а=6 378 245 м
в=6 356 863 м
α=1:298
В исключительных случаях без ущерба для точности можно принимать землю за шар с R=6 371.11 км.
Системы координат
– делятся на плановые и высотные.
П лановые системы координат. Географические координаты.
За основную поверхность проекции принимают поверхность эллипсоида и геоида.
За основные координатные линии принимают меридианы и параллели.
Меридиан – это сечение эллипсоида плоскостью проходящей через полярную ось NS.
Параллель – сечение эллипсоида плоскостью перпендикулярно7й полярной оси NS.
Долгота – это двугранный угол между плоскостью нулевого меридиана и плоскостью меридиана проходящего через определяемую точку. Отсчитывается к западу и востоку от нулевого меридиана, изменяется от 0º до 180º.
Широта – угол между плоскостью экватора и нормалью к эллипсоиду (отвесной линией) отсчитывается к северу и югу от экватора и изменяется от 0º до 90º.
Плоские прямоугольные координаты
– представляют собой две взаимно перпендикулярные прямые лежащие в горизонтальной плоскости. Точка пересечения прямых начало счета координат. Одна из прямых совпадает с меридианом и принимается за ось х, с положительным направлением на север, а вторая за ось у с положительным направление на восток.
Эта система координат применяется на небольших участках земной поверхности размерами не более 20х20 км.
В некоторых случаях ось х не совпадает с меридианом, в этом случае система координат называется частной или условной. Частные системы применяются при производстве инженерно–технических работ.
Система координат Гаусса–Крюгера (зональная система координат)
В геодезии на плоскости изображаются значительные участки земной поверхности. Для этого применяются различные проекции, дающие возможность переносить изображение на плоскость при помощи математических законов. Для геодезии выгодно чтобы изображение не имело искажения в углах между направлениями (равноугольные проекции или конформные). К этой проекции изображение контуров будет подобным, масштаб практически постоянным и не зависеть от направления, искажения будут возникать только в длинах линий.
Суть проекции и соответствующей системы координат заключается в следующем.
Земной эллипсоид при помощи меридианов делится на 6º или 3º зоны. Зоны нумеруют к востоку от нулевого меридиана, средний меридиан каждой зоны называется осевым.
Каждая зона в отдельности проектируется на плоскость таким образом, чтобы осевой меридиан и экватор изобразились прямыми линиями без искажений. Осевой меридиан п ринимается за ось х, с положительным направление на север, а экватор с положительным направлением на восток. Линии параллельны осевому меридиану и экватору, и образуют координатную сетку.
Искажения в этой системе координат возрастают по мере удаления от осевого меридиана (искажается длина). На границе зоны искажения длин линий будет ≈1/1500 для 6º зоны и ≈1/6000 для 3º зоны. Поправка за искажения длины линий будет вычислять по формуле .
D – длина отрезка
R – радиус земли
Y – средняя ордината отрезка.
Поскольку внутри каждой зоны системы координат одинаково возникают определенные положения точки на земной поверхности. Для установления зоны, в которой расположена точка, к значению ординаты слева приписывают номер зоны: уа=1 532 371.15 ув=2 532 371.15
Чтобы не иметь отрицательных ординат точкам осевого меридиана условно приписывается ордината 500км.
Высоты точек в геодезии называются отметками.
Отметка – это отвесное расстояние от начала счета высот до точки.
Если за начало счета высот принимать среднюю уровенную поверхность, система высот называется абсолютной, а отметки абсолютными.
В нашей стране за начало счета прият нуль Кранштадтского футштока, и система высот называется Балтийской.
Если за начало счета высот принимается произвольная уровенная поверхность, то система высот называется относительной, отметки относительными.
В горном деле за начало счета высот принимают отметку устья вскрываемой выработки.