ответ по геодезии. 1. Геодезия как наука, ее связь с другими науками

• Название: 1. Геодезия как наука, ее связь с другими науками
• Анкор: ответ по геодезии
• Дата: 16.11.2022
• Размер: 1.87 Mb.
• Имя файла: Otvety_po_geodezii.docx
• Тип: Документы; #792329
• страница: 1 из 4

1.Геодезия как наука, ее связь с другими науками:

Геодезия – одна из древнейших наук о Земле, возникла исходя из практических потребностей человека, связанных с измерениями земной поверхности для строительства разных инженерных сооружений, ведения сельского хозяйства, учета земель, создания карт и планов. За века существования определение геодезии как науки менялось много раз.

Сам термин происходит от греческих слов Ge – земля и Dazio –делю, разделяю, что переводилось как .землеразделение¤. В настоящее время в России законодательно установлено геодезия – это область отношений, возникающих в процессе научной, технической и производственной деятельности для определения фигуры, размеров, гравитационного поля Земли, координат точек земной поверхности и их изменений во времени.

В инженерной геодезии используются методы высшей геодезии, топографии и фотограмметрии, и материалы всех видов съемок, в том числе и космических.

В свою очередь геодезия, т.е. инженерная, тесно связана с другими науками, такие как:



2.Роль геодезии в землеустройстве и кадастрах:

Роль геодезии в жизни страны трудно переоценить. Наряду с

научными задачами геодезия решает целый комплекс практических задач:

– создание геодезических сетей для обеспечения топографических

съёмок,

– применение геодезических методов при строительстве сооружений,

дорог и других объектов,

– проведении подземных работ в шахтах, тоннелях, метрополитене

(маркшейдерские работы),

– проведение работ по землеустройству (кадастровые съёмки),

– наблюдение за деформацией и осадкой зданий и сооружений и т.д.

Большое значение имеет геодезия в проведении государственного земельного кадастра, предназначенного для обеспечения заинтересованных предприятий, учреждений, организаций и граждан сведениями о земле в целях организации ее рационального использования и охраны , регулирования земельных отношений , землеустройство ,обоснования размеров платы за землю , оценки хозяйственной деятельности.

Важна геодезия и в проведении оборонных мероприятий страны.

Перед геодезией стоят также научные задачи по определению формы и размеров земли как планета , изучению горизонтальных и вертикальных движений земной коры , составлению карт больших районов , областей, стран и всего мира.
3.Понятия: геоид ,квазигеоид, эллипсоид , референц- эллипсоид:

Геоид – образованная основной уровенной поверхностью замкнутая фигура принимаемая за обобщенную поверхность Земли.

Поверхность геоида является одной из уровенных поверхностей потенциала силы тяжести. Эта поверхность, мысленно продолженная под материками, образует замкнутую фигуру, которую принимают за сглаженную фигуру Земли. Часто под геоидом понимают уровенную поверхность, проходящую через фиксированную точку земной поверхности у берега моря.

Понятие о геоиде сложилось в результате длительного развития представлений о фигуре Земли как планеты, а самый термин «геоид» предложен И. Листингом в 1873 г. От геоида отсчитывают нивелирные высоты. По современным данным, средняя величина отступления геоида составляет около ±50 м, а максимальное отступление не превышает ±100 м.

.

Для точного определения поверхности геоида необходимо выполнить комплекс измерений, непосредственно на поверхности геоида. Что практически не возможно, по этой причине было предложено вместо поверхности геоида использовать квазигеоид

Квазигеоид – поверхность близкая к поверхности геоида, определяемая только по результатам измерений на земной поверхности без привлечения данных по распределению масс.

Поверхность квазигеоида определена значениями потенциала силы тяжести на земной поверхности, Квазигеоид отступает от геоида в высоких горах на 2–4 м, на низменных равнинах – на 0,02-0,12 м, на морях и океанах поверхности геоида и квазигеоида совпадают.

Фигуру квазигеоида определяют методом астрономо-гравиметрического нивелирования или через предварительное определение возмущающего потенциала по материалам наземных гравиметрических съёмок и наблюдений за движением искусственных спутников Земли. Последние данные необходимы в связи с недостаточной гравиметрической изученностью некоторых областей Земли.

Эллипсоид вращения – близкая по форме геоиду, но математически правильная поверхность, на которую можно перенести результаты измерений выполненных на физической поверхности Земли.

Референц- эллипсоид – земной эллипсоид, с определёнными размерами и положением в теле Земли, служащий вспомогательной математической поверхностью, к которой приводят результаты всех геодезических измерений на земной поверхности и на которую тем самым проектируются пункты опорной геодезической сети.

Референц- эллипсоид согласуется с поверхностью геоида на ограниченной части его поверхности.

Требования к референц- эллипсоиду:

1) Ось вращения должна быть параллельна оси вращения Земли
2) Плоскость экватора должна быть параллельна плоскости Земного экватора
3) Сумма квадратов отступлений геоида от общеземного эллипсоида должна быть наименьшей из всех возможных для данной территории:
   4) Сумма квадратов уклонений отвесных линий должна быть наименьшей из всех возможных для данной территории:
    Для приведения геодезических измерений к поверхности референц- эллипсоида необходимо знать высоты земной поверхности над его поверхностью и уклонение отвесной линии во всех точках, в которых эти измерения производились. Высоты земной поверхности над поверхностью референц- эллипсоида определяются методами геометрического и астрономо-гравиметрического нивелирования, но на топографических картах высоты земной поверхности указываются относительно уровня моря.

Размеры референц-эллипсоида задаются размерами его большой а и малой b полуосей или размером большой полуоси и величиной полярного сжатия a, определяемого равенством:

a = (a-b)/a

Положение референц-эллипсоида в теле Земли определяется так называемыми исходными геодезическими датами, т. е. заданием геодезических координат проекции на референц- эллипсоид нормалью к нему некоторой точки земной поверхности, а также геодезического азимута некоторого направления и высоты геоида над референц- эллипсоидом в той же точке.

В разных странах используются различные референц- эллипсоиды. В России в качестве референц- эллипсоида применяется референц-эллипсоид Красовского, который характеризуется величинами: 

– большая полуось a 6378 245 м; 
– сжатие Земли 1: 298,.

Эллипсоид Красовского, принят за основу единой государственной системы координат СК-95 при производстве всех геодезических и картографических работ на территории РФ.

4.Основные процессы производства геодезических работ:
Геодезические работы – комплекс работ, выполняемых для решения задач в геодезии.

Геодезические работы разделяются на полевые и камеральные.

К полевым работам относят технологические процессы геодезического производства, которые осуществляются на местности. А камеральные работы подразумевают собой технологические процессы геодезического производства, которые осуществляются в производственных помещениях, т.е. вне местности.

По видам производства геодезические работы классифицируются на категории:

Геодезические работы – полевые и камеральные работы, основным значением которых является сбор данных для определения фигуры, размеров, гравитационного поля Земли, координат точек земной поверхности и их изменений во времени.

К геодезическим видам производственных работ относят: создание государственной геодезической и нивелирной сетей , сгущение государственной геодезической сети, восстановление государственной геодезической сети, геодинамические измерения, геодезическое обеспечение, инженерно-геодезические изыскания, съемка подземных коммуникаций ,геодезические работы при строительстве, наблюдение за деформациями сооружений и др.

Топографические работы – полевые и камеральные работы, основным назначением которых является топографическая съемка с целью получения оригиналов топографических карт и планов.

К топографическим видам производственных работ относятся: топографическая съемка, фототопографическая съемка, аэрофототопографическая съемка, фототеодолитная съемка и др.

Топографо-геодезические работы – совмещение геодезических и топографических работ, выполняемых по единому проекту или плану.

К топографическим видам производственных работ относят работы по геодезическому обеспечению строительства и инженерные изыскания.

Картографические работы – работы (чаще всего камеральные), основным назначением которых является создание картографической продукции по результатам съемки или по исходным картографическим материалам, а также создание цифровых и электронных карт и цифровые технологические процессы сбора, обработки и представления цифровой картографической информации, связанной географически и используемой в ГИС.

Картографическими видами производственных работ являются картосоставительский и картоиздательский процессы, изготовление глобусов, изготовление рельефных карт, создание цифровых карт, цифровое картографирование по снимками, ведение цифровых картографических банков и др.

Фотограмметрические работы – камеральные работы, основным назначением которых является создание оригинальных информационных продуктов по результатам фотографической съемки или стереотопографической съемки.

К фотограмметрическим видам производственных работ относят: фотограмметрическую обработку, изготовление производных материалов аэрофотосъемки, аналоговую и аналитическую фотограмметрическую обработку, цифровую и комбинированную фотограмметрическую обработки.

Гравиметрические работы – полевые и камеральные работы, основное назначение которых – определение абсолютных или относительных значений ускорения силы тяжести.
5.Полевые журналы ,правила ведения. Основные правила вычислений:

К полевым документам относят материалы поверок геодезических приборов, журналы измерений и бланки специальной формы, абрисы, пикетажные журналы. Вся полевая документация считается действительной только в подлиннике. Она составляется в единственном экземпляре и в случае утраты может быть восстановлена лишь повторными измерениями, что практически не всегда возможно

Правила ведения полевых журналов :
1. Заполнять полевые журналы следует аккуратно, все цифры и буквы должны быть записаны четко и разборчиво.
2. Исправление цифр и их подчистка, а также написание цифры по цифре не допускаются.
3. Ошибочные записи отсчетов зачеркиваются одной чертой и справа указывается «ошибочно» или «описка», а правильные результаты надписываются сверху.
4. Все записи в журналах ведутся простым карандашом средней твердости, чернилами или шариковой ручкой; использование для этого химических или цветных карандашей не рекомендуется.
5. При выполнении каждого вида геодезических съемок записи результатов измерений делают в соответствующих журналах установленной формы. До начала работ страницы журналов пронумеровывают и их число заверяет руководитель работ.
6. В процессе полевых работ страницы с забракованными результатами измерений зачеркивают по диагонали одной чертой, указывают причину брака и номер страницы, содержащей результаты повторных измерений.
7. В каждом журнале на заглавном листе заполняют сведения о геодезическом приборе (марка, номер, средняя квадратическая погрешность измерения), записывают дату и время наблюдений, метеоусловия (погода, видимость и т. п.), фамилии исполнителей, приводят необходимые схемы, формулы и примечания.
8. Журнал должен заполняться таким образом, чтобы другой исполнитель, не участвующий в полевых работах, мог безошибочно выполнить последующую обработку результатов измерений. При заполнении полевых журналов следует придерживаться следующих форм записи:
а) числа в столбцах записываются так, чтобы все цифры соответствующих разрядов располагались одна под другой без смещения.
б) все результаты измерений, выполненных с одинаковой точностью, записывают с одинаковым числом знаков после запятой.

Правила вычислений:

1. Перед началом обработки результатов геодезических измерений следует разработать подробную вычислительную схему, в которой указывается последовательность действий, позволяющая получить искомый результат наиболее простым и быстрым путем.
2. С учетом объема вычислительных работ выбирать наиболее оптимальные средства и способы вычислений, требующие наименьших затрат при обеспечении необходимой точности.
3. Точность результатов вычислений не может быть выше точности измерений. Поэтому заранее следует задаваться достаточной, но не излишней точностью вычислительных действий.
4. При вычислениях нельзя пользоваться черновиками, так как переписывание цифрового материала отнимает много времени и часто сопровождается ошибками.
5. Для записей результатов вычислений рекомендуется использование специальных схем, бланков и ведомостей, определяющих порядок расчетов и обеспечивающих промежуточный и общий контроль.
6. Без контроля вычисление не может считаться законченным. Контроль можно выполнять, используя другой ход (способ) решения задачи либо выполняя повторные вычисления другим исполнителем (в «две руки»).
7. Вычисления всегда заканчиваются определением погрешностей и обязательным их сравнением с допусками, предусматриваемыми соответствующими инструкциями.
8. Особые требования при вычислительных работах предъявляются к аккуратности и четкости записи чисел в вычислительных бланках, поскольку небрежности в записях приводят к ошибкам.
Как и в полевых журналах, при записях столбцов чисел в вычислительных схемах цифры одинаковых разрядов следует располагать одна под другой. При этом дробную часть числа отделяют запятой; многоразрядные числа желательно записывать с интервалами, например: 2 560 129,13. Записи вычислений следует вести только чернилами прямым шрифтом; ошибочные результаты аккуратно перечеркивать и сверху писать исправленные значения.
При обработке материалов измерений следует знать, с какой точностью должны быть получены результаты вычислений, чтобы не оперировать с излишним числом знаков; если окончательный результат вычисления получается с большим числом знаков, чем это необходимо, то производят округление чисел.

6.Прямая и обратная геодезические задачи на плоскости. Сущность и область применения:

Различают прямую и обратную геодезические задачи на плоскости и на эллипсоиде.

Для плоскости прямая геодезическая задача заключается в вычислении координат определяемой точки 2 по известным прямоугольным координатам точки 1,расстоянию между этими точками d_1-2(горизонтальному проложению) и дирекционному углу линии α_1-2, cсоединяющей эти точки.

X`

X

X₂ 2(X₂=?; Y₂=?)

∆x α _1-2 d _1-2

Y`

1(x₁,Y₂) ∆Y Y2

Y

Согласно рисунку: ∆x= d _{1-2 cos} α _1-2

∆Y= d _{1-2 sin} α _1-2

X1=X1+ ∆x и Y1=Y1+ ∆Y

Прямую задачу решают используя полярную систему координат.

При обратной задаче даны координаты двух точек X_{1 ,}Y₁ и X _2,Y₂ и требуется найти горизонтальное проложение d_1-2 и дирекционный угол α_1-2 .

Вычисляют приращение координат и горизонтальное проложение:

∆ X= X₂ - X₁ ; ∆ Y= Y₂ - Y₁ и d_1-2 = √∆ X²+∆ Y²

Дирекционный угол находят по формуле : tg α_1-2 =

Строго говоря по этой формуле вычисляют румб линии,а затем уже по формуле связи от румба переходят к дирекционному углу.

Контроль вычисления выполняют по формулам:

∆ X= d _{1-2 cos} α _1-2 ; ∆ Y= d _{1-2 sin} α _1-2

7.Влияние кривизны Земли на геодезические измерения (расстояний и превышений) Вывод формул:

Влияние на расстояние:При выполнении геодезических работ на сравнительно небольших территориях поверхность Земли можно принимать за плоскую, и измеренные расстояния на плоском изображении принимать равными соответствующим расстояниям на сферической поверхности. Но при измерениях значительных по величине расстояний необходимо учитывать влияние кривизны поверхности Земли.

Расстояние АВ, которое пройдет точка по поверхности шара:

, где альфа- центральный угол дуги АВ

= АВ’

= Rtg

-S)= R(tg - )-Разность в пройденных путях, это и есть ошибка в измеренном расстоянии из- за кривизны Земли.

△ - для малых значений углов.

Тогда получим, , так как =

Влияние кривизны Земли на определение вертикальных расстояний: Математически установлено, что погрешность (отклонение) h , равная разности отрезков ОВ' и OВ = R, находится через принятые ранее параметры по формуле:

ввиду малой разности S и Sо при малых α и h, - по формуле: