геодезия все ответы. 1. предмет и задачи геодезии

• Название: 1. предмет и задачи геодезии
• Анкор: геодезия все ответы.docx
• Дата: 27.01.2018
• Размер: 212.44 Kb.
• Имя файла: геодезия все ответы.docx
• Тип: Документы; #14957
• страница: 1 из 4

1.предмет и задачи геодезии.

Геодезия -- (греч) землеразделение.  Геодезия -- наука, изучающая форму и размеры Земли, а также отдельных участков её поверхности. В геодезии разрабатывают различные методы и средства измерений для решения различных научных и практических задач, связанных с определением формы и размеров Земли, изображения всей или отдельных частей её на планах и картах, выпол нения работ, необходимых для решения различных поизводственно-технических и оборонных задач. В геодезии применяют приемущественно линейные и угловые измерения.  В процессе своего развития геодезия разделилась на ряд научных и научно-технических дисциплин: высшую геодезию, топографию, фотогеометрию, картографию и инженерную (прикладную) геодезию.  Высшая геодезия -- наука изучающая методы определения фигуры, размера и внешнего гравитационного поля Земли, деформацию земной коры и определение координат точек в единой системе координат.  Топография -- научная дисциплина, занимающаяся съёмкой земной поверхности и разработкой способов изображения этой поверхности на плоскости. Топографическими съёмками называются практические работы по созданию оригинала топографического плана. Различают тахеометрическую, мензульную, аэрофототопографическую и фототеодолитную съёмки.  Картография владеет методами составления и издания карт.  Аэрофотосъёмка изучает использование летательных аппаратов и различной съёмочной техники для съёмок земли с самолета и из космоса.  Маркшейдерское дело (маркшейдерия) -- геодезические работы в горных выработках и на земной поверхности с целью изображения на планах и разрезах геологических образований, шахт, токелей и др. подземных коммуникаций.  Морская геодезия развивает методы геод. работ по картографированию морского дна и изучению природных ресурсов континентального шельфа.  Инж. геодезия рассматривает геодез работы, выполняемые при изысканиях проектировании в строительстве и эксплуатации инж. сооружений.  Геодезия развиваеться в тесном контакте с достижениями в математике, вычисл. технике, физике. Практические задачи: 1. Определение положения отдельных точек земной поверхности. 2. Составление карт и планов местности. 3. Выполнение измерений на земной поверхности и под землёй, необходимых для проектирования и стоительства инженерных сооружений.

2.Понятие о фигуре Земли. Эллипсоид Красовского. Первоначальное представление о фигуре З. — шар (Пифагор). З., вращаясь вокруг оси, имеет сжатие, форму, близкую к эллипсоиду. Ур-ная пов-сть — выпуклая линия, в каждой точке к-рой направление силы тяж. перпенд-но к этой ур-ной пов-сти (напр-е силы тяж. — отвесная линия). Пов-сть Геоида — ур-ная пов-сть, совпадающая с пов-стью морей и океанов в спокойном их состоянии и мысленно продолженная под материками. Земной эллипсоид — элл., харак-щий форму и размеры З. вообще. Референц-элл. — земной элл., к-рый принят для обработки геод. изм. и уст-я системы геод. координат (реф.-элл. Красовского) (а=6 378 245 м, α=(а-b)/а=1/298,3, b= 6 356 863 м, где а и b - большая и малая полуоси элл., α — полярное сжатие. За фигуру Земли принимают геоид.Геоид —фигура ограниченная уровневой поверхностью совпадающей с поверхностью Мирового океана в состоянии полного покоя и мысленно продолженной под материками. Поверхность геоида отличается от физической поверхности Земли. Поверхность геоида в каждой ее точке перпендикулярна направлению отвесной линии. Геоид сложная фигура, поэтому перешли от него к поверхности эллипсоида вращения.R-земли - 6371 км, 1 градус на экваторе = 111 км, 1’=1 морской миле 18 км.Эллипсоид Красовского – референц-эллипсоид, размеры которого выведены в 1940 г. в Центральном научно-исследовательский институте геодезии, аэросъёмки и картографии (ЦНИИГАиК) советским геодезистом А. А. Изотовым на основании исследований, проведённых под общим руководством Ф. Н. Красовского. Размеры эллипсоида Красовского были выведены из градусных измерений, произведённых на территории бывшей СССР, стран Западной Европы и США. Хотя названные градусные измерения вместе с определениями силы тяжести приводили к заключению, что фигура геоида может быть более правильно представлена трёхосным эллипсоидом, всё же эллипсоид был принят в виде эллипсоида вращения. Эллипсоид Красовского характеризуется следующими величинами: 
– большая полуось a 6378 245 м; 
– сжатие Земли 1: 298,3. Положение (ориентировка) эллипсоида Красовского в теле Земли определено геодезическими координатами центра круглого зала Пулковской обсерватории: широта B₀ =59°46'18,55", 
долготаL₀ =30°19'42,09",  высота x₀ положена равной нулю.  Эти исходные геодезические даты, как и эллипсоид Красовского, приняты за основу единой государственной системы координат СК-95 при производстве всех геодезических и картографических работ на территории РФ. До 1946 года в России применялся земной эллипсоид Бесселя, размеры которого оказались ошибочными. Эллипсоид Красовского применяется также в геодезических и картографических работах всех стран бывшего СССР, в странах восточной Европы, Китае, Индии, КНДР, Южной Корее, Монголии и в других странах.

3.Карта ,план, профиль, масштаб.

Масштаб — это отношение длины S линии на чертеже, плане, карте к длине S горизонтального положения, соответствующей линии в натуре.По масштабам карты делятся на мелко-,средне- и крупно масштабные. Мелко-мельче 1:1000000, средне-от 1:1000000 до 1:200000;крупно-от1:100000 до 1:10000.Масштаб планов-от 1:5000 до 1:500.Также иногда составляют и до 1:50. Карты и планы классифицируются по содержанию на общегеографичекие- отображаются совокупность всех эл. Местности. Топогр. карта — уменьшенное обобщенное и построенное по опр-ным матем. з-нам изображение значительных участков пов-сти земли на пл-сти. Топогр. план — уменьшенное и подобное изображение на бумаге горизонтальных проекций контуров и форм рельефа местности без учета сферичности Земли.. Масштабы, точность масштаба, условные топографические знаки. Масштаб — степень уменьшения изображения на плане контуров местности. М карт: 1:100 000, 1:50 000, 1:25 000, 1:10 000. М планов: 1:5000, 1:2000, 1: 1000, 1: 500. Численный М — отношение длины линии на плане к длине горизонт. проложения этой линии на местн. Горизонт. проложение — длина ортогональной проекции линии на горизонт. пл-сть. Линейный М — графич. изображение численного М. Поперечный М — график, основанный на пропорциональном делении. Точность М — горизонт. расстояние на местности, соотв-щее на карте 0,1 мм (разрешающая способность глаза чел.). Карта и план - это уменьшенное плоское изображение горизонтальных проекций участков земной поверхности. Карта отличается от плана (подобного изображения) тем, что изображение горизонтальных проекций больших участков земной поверхности превратно вследствие влияния кривизны Земли и построено в определенной картографической проекции. Карты и планы имеют определенное назначение, от которого зависит их содержание. На картах и ​​планах изображаются все объекты местности, которые входят в их содержание и могут быть изображены в масштабе, т.е. имеют размеры не менее предельной точности масштаба (0,1 мм).

4. Абсолютные и относительные высотные отметки..

Высотные отметки - это подписанные на карте высоты точек местности, абсолютные (отнесенные к исходной уровенной поверхности) или относительные. Их значение велико. Любой способ изображения рельефа связан с использованием высотных отметок, от количества, выбора и точности которых зависит качество передачи рельефа. Вместе с тем они облегчают чтение рельефа, выделяют важные или характерные высоты, указывают относительные высоты мелких форм рельефа, не выражающихся горизонталями, и т. п. На суше абсолютные высотные отметки обозначают наивысшие и наинизшие точки местности (командные высоты гор и возвышенностей, дно впадин, урезы текущих и стоячих вод и т. п.) и позволяют определять характерные превышения и профили (например, реки по ее урезам). Существенно указание высот легко опознаваемых точек местности: пересечений дорог, тригонометрических пунктов и т. п. Для подводного рельефа особенно внимательно отбирают опасные для плавания глубины - минимальные отметки на мелях, банках и т. д. Относительные высоты подписывают для характерных уступов террас, обрывов берегов, водопадов, курганов, скал-останцов, ям и других элементов рельефа, передаваемых на орографических картах специальными обозначениями.

5. Условные знаки предметов местности и рельефа.

Усл. топогр. знаки — изображение местные предметы на топогр. планах и картах. Усл. знаки: -масштабные (контурные) (пашни, луга, леса, моря, озеры). Изобр-ют предметы подобными оригиналу, по ним можно опр-ть размеры и форму; -внемасштабные (ширина дорог, малых рек, мосты колодцы). Опр-ют местоположение предметов, по ним нельзя опр-ть их размеры. Усл. знаки дополняются значками и цифровыми данными, дающими хар-тики предметов. Номенклатура — система разграфки и обозначения листов топогр. карт. Пов-сть элл. делят меридианами на равные 6-градусные интервалы (колонны). Счет интервалов идет от меридиана 180°. После Гринвича - 1 зона — 31 колонна. Пов-сть элл. делят параллелями на 4-градусные интервалы — ряды. Отсчитывают от экватора к северу и югу и обозн. заглавными буквами латинского алфавита.

6.Географическая система координат.

Координатами называются угловые или линейные величины, определяющие положение точек на плоскости, поверхности или в пространстве относительно направлений и плоскостей, выбранных в качестве исходных в данной системе координат. Астрономическая система координат. Астрономическими координатами являются широта и долгота, определяющие положение точек на поверхности геоида относительно плоскости экватора и плоскости одного из меридианов, принятого за начальный . Астрономической широтой называется угол, образованный отвесной линией МО, проходящей через данную точку М и плоскостью QCDQfi, перпендикулярной к оси вращения Земли. Плоскость астрономического меридиана — плоскость, проходяшая через отвесную линию МО в данной точке и параллельная осИ вращения Земли. Астрономический меридиан — линия пересечения поверхности геоида с плоскостью астрономического меридиана. Астрономической долготой км называется двугранный угол между плоскостью астрономического меридиана, проходящего через данную точку, и плоскостью Гринвичского меридиана РСРхО, принятого за начальный. Геодезическая система координат. В этой системе за поверхность, на которой находят положения точек, принимается поверхность референц-эллипсоида. Положение точки на поверхности референц-эллипсоида определяется двумя угловыми величинами — геодезической широтой В и геодезической долготой L. Плоскость геодезического меридиана — плоскость, проходящая через нормаль к поверхности земного эллипсоида в данной точке и параллельная его малой оси. Геодезический меридиан — линия, по которой плоскость геодезического меридиана пересекает поверхность эллипсоида. Геодезическая параллель — линия пересечения поверхности эллипсоида плоскостью, проходящей через данную точку и перпендикулярной к малой оси. Геодезическая широта В — угол, образованный нормалью к поверхности эллипсоида в данной точке и плоскостью экватора. Геодезическая долгота L — двугранный угол между плоскостью геодезического меридиана данной точки и плоскостью начального геодезического меридиана. Рассмотрим взаимное расположение отвесных линий и нормалей к поверхности референц-эллипсоида (рис. 5). Угол е — уклонение отвесных линий от нормалей к поверхности эллипсоида — в среднем составляет 3—4", а в отдельных районах — до десятков секунд. Следует иметь в виду, что одной секунде на поверхности эллипсоида соответствует около 31 м расстояния. Поэтому координаты одной и той же точки в астрономической и геодезической системах могут различаться до 100 м и более. Существует также название — географические координаты — это обобщенное понятие об астрономических и геодезических координатах, когда уклонения отвесных линий не учитывают. Географические координаты – величины, обобщающие две системы координат: геодезическую и астрономическую, используют в тех случаях, когда отклонение отвесных линий от нормали к поверхности не учитывается (рис.9).



Рис. 9. Система географических координат.Географическая широта  – угол, образованный отвесной линией в данной точке и экваториальной плоскостью.Географическая долгота  – двугранный угол между плоскостями меридиана данной точки с плоскостью начального меридиана.

7.Зональная система координат.

Прямоугольная система координат. В геодезии принята правая система прямоугольных координат (рис. 6) с нумерацией четвертей по ходу часовой стрелки. Осями координат являются две взаимно перпендикулярные прямые линии, одна из которых принята за ось абсцисс х, вторая — за ось ординат у. Пересечение осей координат называется началом координат О. Абсциссы положительны от начала координат к северу, отрицательны — к югу. Ординаты положительны от начала координат к востоку, отрицательны — к западу. Положение точки на плоскости (бумаге) в этой системе координат определяется величинами перпендикуляров, опущенных из этой точки на координатные оси, т. е. абсциссой х и ординатой у. Полярная система координат. Положение точки т относительно полюса О и полярной оси ОХ определяется двумя величинами: углом (5 и расстоянием D (рис. 7 ,а). Биполярная система координат. Положение точки на плоскости в этой системе координат определяется углами и /Зг (рис. 7,6) или расстояниями и Dv Система высот. Для определения положения точки, находящейся на физической поверхности Земли относительно уровенной поверхности, необходима третья координата — высота. Высотой точки А (или В) называется расстояние по отвесной линии Аа (Bb) между этой точкой и уровенной поверхностью, принятой за начало счета высот (рис. 8). Высоты бывают абсолютные и относительные. В нашей стране с 1946 г. счет абсолютных высот ведется от нуля Кронштадтского футштока, соответствующего среднему уровню Балтийского моря в спокойном его состоянии (Балтийская система высот). Высоты, отсчитанные от иной уровенной поверхности, называются относительными. Численное значение высоты точки называется отметкой точки. Разность высот двух точек, называется превышением/!. Превышение h точки В над точкой А, равное разности высот точек А и В, определяется по формуле h = Нв-НА. Геодезические измерения, в результате которых определяются высоты точек местности, называют нивелированием. При решении инженерно-геодезических задач в основном применяют плоскую прямоугольную геодезическую и полярную системы координат. Для определения положения точек в плоской прямоугольной геодезической системе координат используют горизонтальную координатную плоскость ХОУ(рис. 10), образованную двумя взаимно перпендикулярными прямыми. Одну из них принимают за ось абсцисс X, другую – за ось ординат Y, точку пересечения осей О – за начало координат.



Рис. 10. Плоская прямоугольная система координат

Изучаемые точки проектируют с математической поверхности Земли на координатную плоскость ХОУ. Так как сферическая поверхность не может быть спроектирована на плоскость без искажений (без разрывов и складок), то при построении плоской проекции математической поверхности Земли принимается неизбежность данных искажений, но при этом их величины должным образом ограничивают. Для этого применяется равноугольная картографическая проекция Гаусса – Крюгера (проекция названа по имени немецких ученых, предложивших данную проекцию и разработавших формулы для её применения в геодезии), в которой математическая поверхность Земли проектируется на плоскость по участкам – зонам, на которые вся земная поверхность делится меридианами через 6° или 3°, начиная с начального меридиана.

8.Ориентирование линий :-по географическому меридиану точки; -по осевому меридиану точки;- по магнитному меридиану точки; -румбы линий.  Сориентировать направление-значит определить угол, который составляет это направление с другим направлением принятым за исходным. В зависимости от выбора исходного направления возможны несколько методов ориентирования. Азимут-угол между северным направлением меридиана и направлением данное линии(0-360). Румб-острый угол между ближайшим направлением меридиана и направлением данной линии. Румбы обозначаются буквой r с индексами, указывающими четверть , в которой находится румб 1 ч – св, 2- юв 3- юз 4- сз. Румбы измеряют в градусах от 0-90. В прямоугольной систкме координат ориентирование линий производят относительно оси абсцисс.Дирекционный-угол между положительным (сев)направлением оси абсцисс до линии, направление которой определяется (0-360). Дирекционный угол на местности не измеряют, его значение можно вычислить если есть истинный азимут зависимость --- дир угол= ист азимут – сближение меридианов сущ прямой и обратный дир угол обр. дир угол = дир угол + 180 град.Румбы дирекционных углов обознач и вычисл так же, как и румбы истинных азимутов, только отсчитывают от северного и южного направлений оси абсцисс. Направление магнитной оси свободно подвешеной магнитной стрелки наз. Магнитным меридианом. Угол между северным направлением маг меридиана и направлением данной линии наз магнитнам азимутом. Маг. Азимут считают по направ часовой стрелки, Зависимость между магнитными азимутами и маг румбами такая же как, между ист румбами. Т к маг. Полюс не совпадает с геогр, направ магнитного меридиана в данной точке не совпадает с направлением исттинного меридиана . Горизонтальный угол между этими анправлениями наз склонением магнитной стрелки. Различ восточное и западное склонение вост скло + западное склон - зависимость АИСТ= АЗИМ МАГ+СКЛОНЕНИЕ. ДИР УГОЛ= АЗИМ МАГ + ( СКЛОНЕНИЕ – СБЛИЖЕНИЕ) маг стрелка имеет разное склонение на тер РФ 0…+_ 15 град. Склонение маг стрелки не остается постоянной и в данной точке Земли различают вековые годовые суточные изменения склонения. Следовательно маг стрелка указывает положение маг меридиана приближенно и ориентировать линии местности по маг азимутам можно тогда, когда не требуется высокой точности.

9.Государственные геодезические опорные сети : триангуаляция, трилатерация, полигонометрия, нивелирные сети. Закрепление центров.

Высотные сети строятся методом геометрического нивелирования. Делятся на 4 класса. От фундштока путем нивелирных ходов передают высоты, 1кл. прокладывают нивелированием между водомерными постами. Водомерные посты располагают на морях, крупных реках, озёрах. Между смежными постами проводят нивелирование в прямом и обратном направлениях. Точность в первом классе нивелирования 0,5мм на один км хода.(Рисунок). От пунктов 1-го кл. переходят к пунктам 2-го кл. От 2-3,3-4. От пунктов 4-го кл. высотной сети при дальнейшем сгущении переходят к высотному съёмочному обоснованию. Гос.нивел. сети всех классов закрепляются на местности пост. знаками – реперами и марками через 5-7км. 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. I)Плановая сеть создаётся методами:триангуляции, триларерации, полигометрии. 1) Триангуляция – создаётся путём построения на местности простых фигур. (Рисунок). Во всех треугольниках измеряют гориз. углы. Сторону АВ измеряют свето- или радиодальномером. Остальные стороны по теореме синусов. Последовательно определ. координаты путём решения прямой геод. задачи: Дано: x_А,y_А,α_А-1; α_А-1 = α_А-Б+β_А ; Определ:x₁;y₁;Δx;Δy;(Рисунок) Δx=d*cosα_A-1 ;Δy=d*sinα _A-1 ; x₁ =x_A +Δx; y₁=y_A+Δy;Знак приращения зависит от величины дирекционного угла(Рисунок) 2) Метод трилатерации: (Рисунок). Измеряют все стороны свето- или радиодальномерами. Вычисляют гориз. углы. Последующие вычисл. смотри метод триангуляции. Эти методы целесообразно применять на открытых территориях. 3) Метод полигонометрии(универсальный). Используется как на открытых, так и на застроенных территориях.(Рисунок). Измеряют гориз. углы и стороны. От дирекционного угла α_А-Б переходят к дирекционному углу α_А-1.По известному дирек. углу и измерянным гориз. углам можно вычисл. дирек. углы сторон. Зная α и d можно вычислить коорд. искомых точек. Дальше смотри решение прямой геод задачи. II) Высотные сети строятся методом геометрического нивелирования. Делятся на 4 класса. От фундштока путем нивелирных ходов передают высоты, 1кл. прокладывают нивелированием между водомерными постами. Водомерные посты располагают на морях, крупных реках, озёрах. Между смежными постами проводят нивелирование в прямом и обратном направлениях. Точность в первом классе нивелирования 0,5мм на один км хода.(Рисунок). От пунктов 1-го кл. переходят к пунктам 2-го кл. От 2-3,3-4. От пунктов 4-го кл. высотной сети при дальнейшем сгущении переходят к высотному съёмочному обоснованию. Гос.нивел. сети всех классов закрепляются на местности пост. знаками – реперами и марками через 5-7км.

10.Теодолиты, их типы и устройства. Зрительные трубы,уровни.