1. Предмет Геодезия и ее задачи

• Название: 1. Предмет Геодезия и ее задачи
• Дата: 17.05.2022
• Размер: 128.1 Kb.
• Имя файла: Geodezi111.docx
• Тип: Документы; #535297
• страница: 1 из 6

№ 1..1. Предмет «Геодезия» и ее задачи. Геодезия - это наука о методах определения фигуры и размеров Земли и изображения ее поверхности на картах и планах, а также о способах проведения различных измерений на поверхности Земли (на суше и акваториях), под землей, в околоземном пространстве и на других планетах.

Высшая геодезия изучает фигуру Земли, ее размеры и гравитацонное поле, обеспечивает распространение принятых систем координат в пределах государства, континента или всей поверхности Земли, занимается исследованием древних и современных движений земной коры, а также изучает фигуру, размеры и гравитационное поле других планет Солнечной системы.

Топография ("топос" - место, "графо" - пишу; дословно - описание местности) изучает методы топографической съемки местности с целью изображения ее на планах и картах.

Картография изучает методы и процессы создания и использования карт, планов, атласов и другой картографической продукции.

Фотограмметрия (фототопография и аэрофототопография) изучает методы создания карт и планов по фото- и аэрофотоснимкам.

Инженерная геодезия изучает методы и средства проведения геодезических работ при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации различных инженерных сооружений.

Маркшейдерия (подземная геодезия) изучает методы проведения геодезических работ в подземных горных выработках.

2. Румбы линий.Кроме географического и магнитного азимутов и дирекционного угла к ориентирным углам относятся также румбы. Румб - это острый угол от ближайшего направления меридиана до направления линии; он обозначается буквой (r). Пределы изменения румба от 0^o до 90^o. Название румба зависит от названия меридиана: географический, магнитный и дирекционный (или осевой). Для однозначного определения направления по значению румба он сопровождается названием четверти: І четверть - СВ (северо-восток), ІІ четверть - ЮВ (юго-восток), ІІІ четверть - ЮЗ (юго-запад), ІV четверть - СЗ (северо-запад), например, r = 30^o ЮВ. Положение румба по четвертям

Связь румба с соответствующим азимутом или дирекционным углом выявляется из рисунка:І четверть: A(α) = r , ІІ четверть: A(α) = 180^° - r, ІІІ четверть: A(α) = r - 180^° , ІV четверть: A(α) =360^° - r (14.4)

3.Классификация нивелиров и нивелирных реек.1.1 Нивелиры

Согласно ГОСТ 10528 - 76 в нашей стране выпускаются нивелиры трех типов: высокоточные с ошибкой измерения превышения не более 0.5 мм на 1 км хода, точные с ошибкой измерения превышения 3 мм на 1 км хода и технические с ошибкой измерения превышений 10 мм на 1 км хода.

Нивелиры всех типов могут выпускаться либо с уровнем при трубе, либо с компенсатором наклона визирной линии трубы. При наличии компенсатора в шифре нивелира добавляется буква (К), например, Н-3К. У нивелиров Н-3 и Н-10 допускается наличие горизонтального лимба; в этом случае в шифре нивелира добавляется буква (Л), например, Н-10Л.

1.2 Нивелирные рейки

Изготовление реек регламентирует ГОСТ 11158-76. Типы реек по ГОСТу соответствуют типам нивелиров. Рейка нивелирная РН-05 односторонняя, штриховая с инварной полосой применяется для измерения превышений с точностью 0.5 мм на 1 км хода. Рейка нивелирная РН-3 деревянная, двухсторонняя, шашечная применяется для измерения превышений с точностью 3 мм на 1 км хода. Рейка нивелирная РН-10 деревянная, двухсторонняя, шашечная применяется для измерения превышений с точностью 10 мм на 1 км хода Длина реек бывает различной: 1200, 1500, 3000 и 4000 мм. У складных реек в шифр добавляется буква (С), например, РН-10С. На нижнюю часть рейки крепится металлическая пластина, называемая пяткой рейки. На черной стороне пятки соответствует нулевое деление рейки; на красной - отсчет, больший 4000 мм; поэтому отсчеты по красной и черной сторонам рейки не могут быть одинаковыми. Разность пяток для данной рейки является постоянной величиной, что позволяет контролировать правильность отсчетов. Для установки рейки в отвесное положение на ней имеется круглый уровень или отвес.
№ 2. 1.Основные принципы организации геодезических работ. Научная организация геодезических работ требует обязательного соблюдения основных принципов:Принцип развития «от общего к частному»; данный принцип является главным при развитии геодезических опорных сетей, на основе которых выполняются съемки и решаются инженерные задачи на местности.

Все измерения производятся с необходимой точностью, установленной для каждого конкретного вида работ.

Обязательный контроль всех этапов измерительного и вычислительного процессов; без контроля предыдущих измерений и вычислений нельзя приступать к выполнению последующих этапов полевых либо камеральных работ.

2.Виды погрешностей измерений. Все измерения сопровождаются ошибками. По своей природе ошибки бывают грубые, систематические и случайные.

Грубые ошибки являются результатом промахов и просчетов. Их можно избежать при внимательном и аккуратном отношении к работе и организации надежного полевого контроля измерений. В теории ошибок грубые ошибки не изучаются.

Систематические ошибки имеют определенный источник, направление и величину. Если источник систематической ошибки обнаружен и изучен, то можно получить формулу влияния этой ошибки на результат измерения и затем ввести в него поправку; это исключит влияние систематической ошибки.

Случайные ошибки измерений обусловлены точностью способа измерений (строгостью теории), точностью измерительного прибора, квалификацией исполнителя и влиянием внешних условий. Освободить результат единичного измерения от случайных ошибок невозможно; невозможно также предсказать случайную ошибку единичного измерения. Теория ошибок занимается в основном изучением случайных ошибок.

Случайная истинная ошибка измерения (Δ) - это разность между измеренным значением величины (l) и ее истинным значением (X):     

3.Устройство нивелира.Нивелир с уровнем при трубе – «Нивелир Н-3». Зрительная труба и уровень при ней являются важнейшими частями нивелира.

Элевационный винт служит для приведения визирной линии трубы в горизонтальное положение. С его помощью поднимают или опускают окулярный конец трубы; при этом пузырек уровня перемещается и когда он будет точно в нуль-пункте, визирная линия должна устанавливаться горизонтально.

1 - зрительная труба; 2 - цилиндрический уровень при трубе; 3 - элевационный винт; 4 - установочный круглый уровень (на рисунке не показан);
5,6 - закрепительный и микрометренный винты азимутального вращения;
7 - ось; 8 - подставка с тремя подъемными винтами.

Цилиндрический уровень обычно контактный; изображение контактов пузырька передается системой призм в поле зрения трубы, что очень удобно, так как наблюдатель видит сразу и рейку, и уровень.
№ 3..1.Связь геодезии с другими науками, ее значение и развитие. Геодезия занимается изучением Земли в содружестве с другими «геонауками», то - есть, науками о Земле (это – «физика Земли», геология, геофизика, гидрология, океанография, метеорологии, климатологии, геоботаника, зоология, география, геоморфология и другие). Среди всех наук о Земле геодезия занимает свое место: она изучает геометрию Земли в целом и отдельных участков ее поверхности, а также геометрию любых объектов (и естественного, и искусственного происхождения) на поверхности Земли и вблизи нее.

Геодезия, как и другие науки, постоянно впитывает в себя достижения математики, физики, астрономии, радиоэлектроники, автоматики и других фундаментальных и прикладных наук.

Возможность использования искусственных спутников Земли для решения геодезических задач привела к появлению новых разделов геодезии - космической геодезии и геодезии планет.

2.Свойство случайных погрешностей. Случайные ошибки подчиняются некоторым закономерностям:

1. 
   Свойство ограниченности: при данных условиях измерений абсолютные значения случайных ошибок не превосходят некоторого предела; если какая-либо ошибка выходит за этот предел, она считается грубой. Δ_ПРЕД.= 3m
   
2. 
   Свойство симметрии относительно нуля: равные по абсолютной величине положительные и отрицательные случайные ошибки возникают одинаково часто.
   
3. 
   Свойство компенсации: среднее арифметическое случайных ошибок стремится к нулю при неограниченном возрастании числа измерений.
   

Третье свойство случайных ошибок записывается так:  

4. 
   Свойство плотности: малые по абсолютной величине случайные ошибки встречаются чаще, чем большие.
   

Кроме того, во всей массе случайных ошибок не должно быть явных закономерностей ни по знаку, ни по величине. Если закономерность обнаруживается, значит здесь сказывается влияние какой-то систематической ошибки. 3.Поверки нивелира.Поверку нивелира с уровнем при трубе выполняются три поверки.

1. Ось круглого установочного уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира. Приводят пузырек круглого уровня в нуль-пункт, затем поворачивают нивелир по азимуту на 180^o. Если пузырек отклонился от нуль-пункта, то на половину отклонения его перемещают с помощью подъемных винтов и на половину - исправительными винтами круглого уровня.

2. Ось цилиндрического уровня и визирная линия трубы должны быть параллельны и лежать в параллельных вертикальных плоскостях - это условие называется главным условием нивелира с уровнем при трубе. Первая часть главного условия проверяется двойным нивелированием вперед. На местности забивают два колышка на расстоянии около 50 м один от другого. Нивелир устанавливают над точкой (А) так, чтобы окуляр трубы находился на одной вертикальной линии с точкой (рисунок 40.а – «Поверка главного условия»). От колышка до центра окуляра измеряют высоту инструмента (i₁). Затем рейку ставят в точку (В), наводят на нее трубу нивелира, приводят пузырек уровня в нуль-пункт и берут отсчет по рейке (b₁). Затем нивелир и рейку меняют местами, измеряют высоту инструмента (i₂), приводят пузырек уровня в нуль-пункт и берут отсчет по рейке (b₂)

3. Горизонтальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира, т.е. быть горизонтальной. Рейку ставят в 30 - 40 м от нивелира и закрепляют ее, чтобы она не качалась. Затем берут отсчеты по рейке при трех положениях ее изображения: в центре поля зрения, слева от центра и справа. Если отсчеты отличаются один от другого более, чем на 1 мм, то сетку нитей нужно развернуть. Предполагая, что сетки нитей строго перпендикулярны, можно проверить вертикальность вертикальной нити. Для этого в 20 м от нивелира подвешивают отвес, наводят на него трубу и проверяют совпадение вертикальной нити сетки с нитью отвеса.
№ 4. 1.Краткий обзор инженерно-геодезических работ в строительстве.Ориентирование по географическому меридиану точки. Ориентировать линию - значит определить ее направление относительно другого направления, принятого за начальное. Направление определяется величиной ориентирного угла, то есть, угла между начальным направлением и направлением линии.

Географическим азимутом называется угол, отсчитанный по ходу часовой стрелки от северного направления географического меридиана точки до направления линии; он обозначается буквой A (рисунок 7,а «Ориентирование по географическому меридиану точки»). Пределы изменения географического азимута от 0^o до 360^o.

Азимут прямой линии в разных ее точках имеет разные значения, так как меридианы на поверхности сферы непараллельны между собой. Проведем линию (BC) и меридианы в точках (B) и (C) (рисунок 7,б «Ориентирование по географическому меридиану точки»). Азимут этой линии в точке (C) отличается от азимута линии в точке (B) на величину сближения меридианов (γ) точек (B) и (C):         В геодезии различают прямое и обратное направление линии. Прямой и обратный азимут линии в одной точке различаются ровно на 180^o, однако, для разных точек линии это равенство не выполняется.

3.Мерные приборы. Различают непосредственное измерение расстояний и измерение расстояний с помощью специальных приборов, называемых дальномерами. Непосредственное измерение выполняют инварными проволоками, мерными лентами и рулетками. Инварные проволоки позволяют измерять расстояние с наибольшей точностью; относительная ошибка измерения может достигать одной миллионной; это означает, что расстояние в 1 км измерено с ошибкой всего 1 мм. Мерные ленты обеспечивают точность измерений около 1 / 2 000, т.е. для расстояния в 1 км ошибка может достигать 50 см.

Фактическая длина ленты или проволоки обычно отличается от ее номинальной длины на величину (Δl). Фактическую длину ленты определяют, сравнивая ее с эталонной мерой. Процесс сравнения длины мерного прибора с эталоном называется компарированием, а установка, на которой производится компарирование - компаратором. Вследствие износа фактическая длина ленты изменяется, поэтому компарирование производится каждый раз перед началом полевых работ. Длина стальных рулеток бывает 20, 30, 50, 75 и 100 м. Точность измерения расстояния стальными рулетками зависит от методики измерений и колеблется от 1/2 000 до 1/10 000.
№ 5. Масштаб и его виды. Масштабом называется степень уменьшения горизонтальных проложений линий местности при изображении их на плане, карте или аэроснимке.

Различают численный и графические масштабы; к последним относятся линейный, поперечный и переходный масштабы.

Численный масштаб. Численный масштаб выражается в виде дроби, числитель которой равен единице, а в знаменателе стоит число, показывающее степень уменьшения горизонтальных проложений.

На топографических картах численный масштаб подписывается внизу листа карты в виде 1:М, например, 1:10 000. Если длина линии на карте равна (s), то горизонтальное проложение (S) линии местности будет равно: S = s · M

Линейный масштаб - это графический масштаб; он строится в соответствии с численным масштабом карты

Поперечный масштаб – это графический масштаб в виде номограммы, построение которой основано на пропорциональности отрезков параллельных прямых, пересекающих стороны угла.

2.Ориентирование по осевому меридиану зоны. Дирекционным углом линии называется угол, отсчитанный по ходу часовой стрелки от северного направления осевого меридиана зоны до направления линии; он обозначается буквой (α) (рисунок 8 – «Ориентирование по осевому меридиану»). Пределы изменения дирекционного угла от 0^o до 360^o. Поскольку направление осевого меридиана для зоны одно, то дирекционный угол прямой линии одинаков в разных ее точках, а обратный дирекционный угол прямой линии отличается от прямого ровно на 180^o:  .Ориентирование по осевому меридиану.Связь географического азимута и дирекционного угла одной и той же прямой линии выражается формулой     

где γ_Г - гауссово сближение меридианов в точке начала линии.

3.Измерение длин линий мерной лентой. Измеряют линии, последовательно укладывая мерную ленту в створе линии. Створом линии называют отвесную плоскость, проходящую через концевые точки. Для обозначения створа линию провешивают, т.е. устанавливают вехи через 50-150 м в зависимости от рельефа. Измерение линии выполняют два человека. Они укладывают ленту в створ и считают число уложений. В комплект кроме самой ленты входят 6 или 11 шпилек и 2 проволочных кольца, на которые надевают шпильки. Передний мерщик в процессе измерения линии втыкает шпильки в землю, а задний собирает их. В конце линии измеряют остаток с точностью до 1 см..Приведение длины линии к горизонту

Измеренная линия имеет угол наклона (ν) ; проекция ее на горизонтальную плоскость, называемая горизонтальным проложением линии, вычисляется по формуле:S = D - ΔD, где ΔD- поправка за приведение к горизонту.Формула для вычисления поправки ΔD: ΔD = 2 D Sin2 ν/2.

Угол наклона линии измеряют либо теодолитом, либо специальным прибором - эклиметром. Ошибка измерения угла наклона эклиметром равна 15'- 30'. Если ν<1⁰, то поправку за приведение к горизонту учитывать не нужно. При ν=1⁰ поправка за наклон не превышает 1/6500, а точность измерений мерной лентой - около 1/2000, следовательно, поправкой за наклон можно пренебречь. применив формулу:
№ 6..Точность масштаба. . Карта или план - это графические документы. Принято считать, что точность графических построений оценивается величиной 0,1 мм. Длина горизонтального проложения линии местности, соответствующего на карте отрезку 0,1 мм, называется точностью масштаба. Практический смысл этого понятия заключается в том, что детали местности, имеющие размеры меньше точности масштаба, на карте в масштабе изобразить невозможно, и приходится применять так называемые внемасштабные условные знаки. Разграфки и номенклатуры крупномасштабных топографических карт.

Для планов масштабов 1:5000 и 1:2000, создаваемых на участке незастроенной территории площадью более 20 км², в основу разграфки положен лист карты масштаба 1:100 000, т.е. применяется государственная система разграфки и номенклатуры (рисунок 18). Для топографических планов, создаваемых на территории городов и на участки незастроенной территории площадью менее 20 км², применятся прямоугольная разграфка. За ее основу принимается лист плана масштаба 1:5000; листы плана масштаба 1:5000 нумеруются на участке съемки порядковыми номерами от 1 и далее. Лист плана масштаба 1:5000 делится на 4 части и получаются листы плана масштаба 1:2000, которые обозначаются русскими заглавными буквами, например, 5-Г. Лист плана масштаба 1:2000 делится на 4 листа масштаба 1:1000 или на 16 листов масштаба 1:500. Листы плана масштаба 1:1000 обозначаются римскими цифрами от I до IY, например, 5-Г-IY; листы плана масштаба 1:500 обозначаются арабскими числами от 1 до 16, например, 5-Г-16.

2.Ориентирование по магнитному меридиану точки. Магнитным азимутом называется угол, отсчитанный по ходу часовой стрелки от северного направления магнитного меридиана точки до направления линии; он обозначается буквой (A_М) (рисунок 14.1 – «Ориентирование по магнитному меридиану»). Пределы изменения магнитного азимута от 0^o до 360^o.

Проведем через одну и ту же точку (B) географический меридиан (N) и магнитный меридиан (N_М); угол между ними называется склонением магнитной стрелки и обозначается буквой (δ). Если северный конец магнитной стрелки отклоняется к востоку от географического меридиана, то склонение считается восточным и положительным; если к западу, - то западным и отрицательным.