Ответы на билеты по геодезии (2 курс). 1. Техническая последовательность работ при тахеометрической съемке
 Скачать 2.04 Mb.
|
|
31. Современные принципы построения плановой государственной геодезической сети РФ. Геодезической сетью называют систему закрепленных на земной поверхности геометрически связанных между собой точек, положение которых определено в принятой системе координат и высот. Геодезические сети подразделяют на: · глобальные, покрывающие поверхность всей Земли; · национальные (государственные), создаваемые на территории данной страны; · сети сгущения, геодезическое съемочное обоснование (для топографических съемок); · специальные (местные) геодезические сети. Государственные геодезические сети необходимы для распространения единой системы координат и высот на территории страны, детального изучения фигуры и гравитационного поля Земли и их изменений во времени, выполнения топографических съемок в единой системе координат и высот, надежного контроля качества топографо-геодезических работ, решения научных и технических задач народного хозяйства. Принципы построения государственных геодезических сетей. 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: xА,yА,αА-1;αА-1 =αА-Б+βА ; Определ:x1;y1;Δx;Δy; Δx=d*cosαA-1;Δy=d*sinαA-1;x1=xA+Δx;y1=yA+Δy;Знак приращения зависит от величины дирекционного угла 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 αА-Б переходят к дирекционному углу αА-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. 32. Определение координат пунктов методом триангуляции Определение координат точек методом триангуляции заключается в построении на местности системы смежных треугольников, вершинами которых являются определяемые и вспомогательные точки. Треугольники могут образовывать ряды (рисунок 62), центральные системы (рисунок 63), сплошные сети. Отдельные точки могут определяться из вставок в треугольники (рисунок 64). При этом любая из принятых систем должна опираться, на две исходные стороны ГГС, а каждая из определяемых точек должна входить одновременно не менее чем в два треугольника.   Рис.62 рис.63 рис.64 Частным случаем триангуляции при определении координат отдельных точек являются засечки, суть которых заключается в построении треугольников, образованных односторонними направлениями с исходных пунктов на определяемую точку или с определяемой точки на исходные пункты ГГС. В зависимости от того, где выполняются измерения, различаются следующие виды засечек: прямая, обратная и комбинированная. Для определения координат достаточно знать два направления с исходных пунктов на определяемую точку или три направления с определяемой точки на исходные пункты, однако в этом случае грубые просчеты в измерениях и вычислениях не контролируются, поэтому в практике геодезических работ используют большее число направлений. Прямой засечкой координаты точки определяются по измеренным направлениям с трех и более исходных пунктов (рисунок 66). Обратной засечкой координаты определяются по измеренным направлениям с определяемой точки на четыре и более исходных пункта (рисунок 67).   Рис.65 рис.66 33. Способы построения геодезических сетей сгущения. Сети сгущения. Государственная геодезическая сеть может быть может быть сгущена путём развития между её геодезическими пунктами геодезической сети сгущения. Точки сети сгущения связывают геодезические пункты государственной сети со съёмочной геодезической сетью. Съёмочная геодезическая сеть – сеть сгущения, созданная для произведения топографической съёмки или для выполнения геодезических или инженерных работ. 3 способа построения геодезических сетей сгущения: 1) Геодезическая сеть, созданная методом триангуляции представляет собой: ---а) сеть треугольников в вершинах которых расположены геодезические пункты, в этой сети измеряют все горизонтальные углы и некоторые из сторон – базисы; б) сеть треугольников в вершинах которых расположены геодезические пункты, в этой сети измеряют длины всех сторон треугольников и одного горизонтального угла; в) сеть многоугольников в вершинах которых расположены геодезические пункты, в этой сети измеряют длины сторон и горизонтальные углы меду пунктами; г) сеть пятиугольников в вершинах которых расположены геодезические пункты, в этой сети измеряют некоторые длины сторон; д) сеть произвольных точек в вершинах которых расположены геодезические пункты, в этой сети измеряют некоторые углы. 2) Геодезическая сеть, созданная методом трилатерации представляет собой: а) сеть треугольников в вершинах которых расположены геодезические пункты, в этой сети измеряют все горизонтальные углы и некоторые из сторон – базисы; ---б) сеть треугольников в вершинах которых расположены геодезические пункты, в этой сети измеряют длины всех сторон треугольников и одного горизонтального угла; в) сеть многоугольников в вершинах которых расположены геодезические пункты, в этой сети измеряют длины сторон и горизонтальные углы меду пунктами; г) сеть пятиугольников в вершинах которых расположены геодезические пункты, в этой сети измеряют некоторые длины сторон; д) сеть произвольных точек в вершинах которых расположены геодезические пункты, в этой сети измеряют некоторые углы. 3)Геодезическая сеть, созданная методом полигонометрии представляет собой: а) сеть треугольников в вершинах которых расположены геодезические пункты, в этой сети измеряют все горизонтальные углы и некоторые из сторон – базисы; б) сеть треугольников в вершинах которых расположены геодезические пункты, в этой сети измеряют длины всех сторон треугольников и одного горизонтального угла; ---в) сеть многоугольников в вершинах которых расположены геодезические пункты, в этой сети измеряют длины сторон и горизонтальные углы меду пунктами; г) сеть пятиугольников в вершинах которых расположены геодезические пункты, в этой сети измеряют некоторые длины сторон; 34. Равноугольное поперечно-цилиндрическое проекция Гаусса-Крюгера. Называется так потому что получается при помощи цилиндра ось которого расположена поперек земной оси и углы местности изображаются в этой проекции без искажений , средний мередиан зоны изображается прямой, вся зона переходит со сфера на плоскость в несколько расширенном виде. Все карты современные в нашей стране составлены именно этой зональной системе координат. Особенности зональной системы координат 1. Поверхность земного шара делият меридианами на зоны, шириной каждой зоны 6 градусов. Получается что 360'/6' = 60 сезон. Нумерация ведется от Гринвича на восток. Средний мередиан в каждой зоне делит ее на две равные части , части являются осью симметрии и называются осевым меридианом зоны.  Шар помещают в цилиндр где радиусы шара и цилиндра равны, ориентируют шар и разворачивают таким образом чтобы выполнялись условия : радиус шара перпендикулярен оси цилиндра, а одна из зон на шаре должна касаться поверхности цилиндра по осевому меридиану . Разрез цилиндра по образующей и его поверхность разворачивают в плоскость без искажения . Осевой мередиан принимается за осьх, а экватор за ось у, начало координат всех точек зоны выбирается точка пересечения осевого меридиана с экватором, на территории России все абсциссы хположительные, а ординаты умогут быть как положительные так и отрицательные. Чтобы не иметь дело с отрицательным у, ординату осевых меридианов принимают за 500 км, и впереди указывают номер зоны.  Для облегчения пользования прямоугольными координатами на карту начиная с масштаба 1:500000 и крупнее, наносят километровую координатную сетку, где расстояние на местности соответствует между линиями километровой сетки, соответствует 1 км. Это проекция ценна тем, что позволяет выбрать систему плоских прямоугольных координат по всей поверхности в земли с единым началом координат для каждой данной зоны. Дает возможность находить по географически координатам любой точки земного шара прямоугольные координаты ее изображения, и наоборот. Ориентирование Ориентироваться линию значит определить ее направление относительно другого направления принятого за начальное. В геодезии исходным меридианом является; истинный, осевой или географический, магнитный . Ориентируют линии с помощью горизонтальных углов (горизонтальными углами будут являться дирепционный угол, румб, истинный и магнитный азимуты). Истинный азимут- это горизонтальный угол отсчитываемый от северного направления, истинного меридиана до заданного направления по ходу часовой стрелки. 35. шестиградусные и трехградусные зоны. Координаты Гаусса. Любая сферическая поверхность не может быть развернута на плоскость без разрывов. Выше было отмечено, что земной шар делится меридианами на «дольки», или так называемые зоны. Эти зоны легче развернуть на плоскости, чем весь шар, при этом обеспечиваются минимальные искажения. Принцип деления земного шара на такие зоны положен в основу построения используемой в Российской Федерации поперечно-цилиндрической проекции Гаусса – Крюгера (рис. 8).   Допустим, земной шар расположен в охватывающем его по большому кругу цилиндре таким образом, чтобы ось цилиндра лежала в плоскости экватора шара. Проекция Гаусса – Крюгера получается путем проектирования шестиградусных или трехградусных зон на этот цилиндр. При этом центральный меридиан каждой зоны касается внутренней стороны цилиндра (рис. 9). Поворачивая шар на шесть градусов (или три градуса) и повторяя операцию проектирования его на цилиндр, можно получить ряд шестиградусных или трехградусных зон, ограниченных двумя меридианами (рис. 10).  Трехградусные и шестиградусные зоны располагаются на поверхности Земли таким образом, чтобы все осевые и граничные меридианы шестиградусных зон являлись осевыми меридианами для трехградусных. Следовательно, долгота осевых меридианов кратна трем. Долгота осевого меридиана Lо любой шестиградусной зоны определяется по известной формуле: Lо = 6 • N - 3, (3) где N - номер зоны. Для девятой зоны (9 249 945,33) долгота осевого меридиана шестиградусной зоны будет равна: Lо = 6º • N - 3º = 6º • 9 - 3 = 54º - 3º = 51º. (4) Деление земного шара на указанные зоны и проектирование их на плоскость обеспечивает сохранение величины углов. Такие проекции называются конформными. Средний (осевой) меридиан каждой зоны принимается за ось абсцисс X. Ось ординат Y совпадает с линией экватора. Таким образом, ряд сферических двуугольников (зон) охватывает всю поверхность земного шара или какую-то его часть. Если спроектировать эти зоны на цилиндр, а затем развернуть на плоскости, то получается зональная система координат Гаусса. В этих зонах осевой меридиан и экватор изображаются взаимно перпендикулярными прямыми линиями. Совершенно очевидно достоинство зональной системы, поскольку она позволяет осуществлять переход от координат на сферической поверхности к координатам на плоскости. Определение координат в этой системе осуществляется так же, как и в декартовой системе, только направление положительных осей координат здесь изменено. Трехградусные зоны применяются для составления планов в масштабах 1 : 5 000 и крупнее. Шестиградусные зоны используются для создания карт масштабов 1 : 10 000 и мельче. Это обусловлено тем, что для указанных масштабов трехградусные или шестиградусные зоны обеспечивают минимальные искажения. Нумерация этих зон осуществляется от Гринвичского меридиана с запада на восток против хода часовой стрелки, если смотреть со стороны Северного полюса Земли. Таким образом, шестиградусные зоны получают номера от 1 до 60 (360º : 6º = 60 зон), а трехградусные зоны - от 1 до 120 (360º : 3º = 120 зон). Западный меридиан первой шестиградусной или трехградусной зоны совпадает с Гринвичским (начальным) меридианом 36.37.Искажение длин линий и площадей в проекции Гаусса-Крюгера. Если карта составлена в проекции Гаусса-Крюгера, то длины линий и значений площадей участков, измеренных на плане, или вычисленных по координатам точек, всегда больше соответствующих горизонталей проложений этих линий и площадей на местности. Искажение увеличивается с удалением от осевого меридиана. Линия, измеренная на местности, при перенесении ее на плоскость проекции Гаусса-Крюгера, должна быть увеличена , т.е.  где S – горизонтальное проложение у – ордината ( расстояние от осевого меридиана) середины этой линии R – средний радиус правого Земного сферида 6370 км.  называют относительным искажением линии. Для наших широт на краю шестиградусной зоны у 250 км, отсюда  Следовательно, если по плану (или вычислением по координатам) в проекции Гаусса-Крюгера получено горизонтальное проложение линии длиной 1000 м , то на местности оно будет короче на 0,8 м. По мере приближения к осевому меридиану относительное искажение будет уменьшаться пропорционально квадрату расстояния от осевого меридиана при у = 100 км оно составит  Следовательно, искажением длин линий можно пренебречь, за исключением краев зон. Искажение длин линий, соответственно вызывает и искажение площадей участков (землепользователей, контуров угодий). Т.к. проекция Гаусса-Крюгера конформная (равноугольная) для участка площадью в несколько тысяч до первых десятков тысяч га, его изображение в проекции Г-Кр. можно считать подобным горизонтальному проложению. Поэтому значение площади этого участка на местности (Р) и полученное по карте в проекции Г-Кр. (Рr) будут относиться как квадраты сходственных сторон т.е.  или  Умножив числитель и знаменатель правой части на  , и пренебрегая малыми значениями порядка  и меньше, получим:  Где  - относительное искажение площади, которая в 2 раза больше относительного искажения линии, Если у = 200 км, то искажении линии  а площади , то площадь в 1000 га получится по карте или вычисл. по корд. ряда уменьшить на 1 га. Для небольших площадей эту поправку можно не учитывать, а для больших только по краям 6 зон. 38. Номенклатура топографических карт и планов Чтобы изобразить весь земной шар на отдельных листах карты или плана крупного масштаба, потребуется много таких листов. Для удобства использования такой многолистной карты каждый ее лист получает определенное обозначение. Разделение топографических карт на листы называется разграфкой. Система обозначений отдельных листов топографических карт и планов называется номен клатурой. В основу разграфки и номенклатуры топографических карт и планов положена карта масштаба 1:1 000 000. Для получения такой карты земной шар делится меридианами через 6° на колонны и параллелями через 4° на ряды. Колонны нумеруются арабскими цифрами от 1 до 60 с запада на восток, начиная от меридиана с долготой 180°. Ряды обозначаются заглавными буквами латинского алфавита от А доV, начиная от экватора к северному и южному полюсам (рисунок 12). Каждый полученный таким образом участок земной поверхности изображается на отдельном листе карты масштаба 1:1000000. Номенклатура такого листа будет складываться.   Схема разграфки и номенклатуры листов карт масштаба 1:1 000 000 из буквы, обозначающей ряд, и номера колонны, например, номенклатура листа, где находится Москва, N-37, для Новосибирска— N-44 (Караганда – М-43) Номенклатура листов топографических карт и планов масштаба 1:100000 и крупнее, применяемых в инженерно-строительном деле, определяется следующим образом. В основу номенклатуры карт на территории Российской Федерации положена международная разграфка листов карты масштаба 1:1 000000 (рис.5.6). Для получения одного листа карты этого масштаба земной шар делят меридианами и параллелями на колонны и ряды (пояса). Меридианы проводят через каждые 6°. Счет колонн от 1 до 60 идет от 180° меридиана от 1 до 60 с запада на восток, против часовой стрелки. Колонны совпадают с зонами прямоугольной разграфки, но их номера отличаются ровно на 30. Так для зоны 12 номер колонны 42 (табл. 5.1). Параллели проводят через каждые 4°. Счет поясов от А до W идет от экватора к северу и югу (табл. 5.2). В пересечении таких колонн и рядов (поясов) образуются листы карт масштаба 1:1 000 000. Номенклатура одного из таких листов складывается из буквы ряда и номера колонны: T-44, S-48. Размеры такого листа 6° по долготе и 4° по широте. Номенклатура листов топографических карт и планов масштаба 1:100000 и крупнее, применяемых в инженерно-строительном деле, определяется следующим образом. Каждому листу карты масштаба 1: 1 000 000 соответствует 144 листа карты масштаба 1:100000, которые обозначаются арабскими цифрами (рисунок 13, а). Номенклатура такого листа будет складываться из номенклатуры листа карты масштаба 1:1000000 с добавлением номера листа карты масштаба 1:100000, например, номенклатура последнего листа этого масштаба будет N-37-144. Каждому листу карты масштаба 1:100 000 соответствует 4 листа карты масштаба 1:50000, которые обозначаются заглавными буквами русского алфавита А, Б, В, Г (рисунок 13, б). Номенклатура последнего листа будет иметь вид N -37-144-Г. Одному листу карты масштаба 1:50 000 соответствует 4 листа карты масштаба 1:25000, которые обозначаются строчными буквами а, б, в, г. например, N-37-l44-Г-г. Каждому листу карты масштаба 1:25000 соответствует 4 листа карты масштаба 1:10000, которые обозначаются цифрами 1, 2.3, 4, например, N-37-l44-Г-г-4. |