геодезияРАСПЕЧАТАТЬ. 1. Предмет и задачи инженерной геодезии Геодезия

• Название: 1. Предмет и задачи инженерной геодезии Геодезия
• Анкор: геодезияРАСПЕЧАТАТЬ.docx
• Дата: 30.10.2017
• Размер: 359.18 Kb.
• Имя файла: геодезияРАСПЕЧАТАТЬ.docx
• Тип: Документы; #9965
• страница: 1 из 4

1. Предмет и задачи инженерной геодезии

Геодезия - наука, изучающая форму и размеры Земли, геодезические приборы, способы измерений и изображений земной поверхности на планах, картах, профилях и цифровых моделях местности. В современной геодезии находят применение новейшие измерительные средства, используют последние достижения в физике, механике, электронике, оптике, вычислительной технике. Геодезия подразделяется на ряд самостоятельных дисциплин:

- высшая геодезия (гравимметрия, космическая геодезия, астрономическая геодезия) изучает форму и размеры Земли, занимается высокоточными измерениями с целью определения координат отдельных точек земной поверхности в единой государственной системе координат;

- топография и гидрография развивают методы съемки участков земной поверхности и изображения их на плоскости в виде карт, планов и профилей;

- фотограмметрия занимается обработкой фото-, аэрофото- и космических снимков для составления карт и планов;

- картография рассматривает методы составления и издания карт;

- маркшейдерия - область геодезии, обслуживающая горнодобывающую промышленность и строительство тоннелей;

- инженерная (прикладная) геодезия изучает методы геодезических работ, выполняемых при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации различных зданий и сооружений, а также рациональном использовании и охране природных ресурсов.

Задачами инженерной геодезии являются:

1) топографо-геодезические изыскания различных участков, площадок и трасс с целью составления планов и профилей;

2) инженерно-геодезическое проектирование - преобразование рельефа местности для инженерных целей, подготовка геодезических данных для строительных работ;

3) вынос проекта в натуру, детальная разбивка осей зданий и сооружений;

4) выверка конструкций и технологического оборудования в плане и по высоте, исполнительные съемки;

5) наблюдения за деформациями зданий и сооружений.

При топографо-геодезических изысканиях выполняют:

а) измерение углов и расстояний на местности с помощью геодезических приборов (теодолитов, нивелиров, лент, рулеток и др.);

б) вычислительную (камеральную) обработку результатов полевых измерений на ЭВМ;

в) графические построения планов, профилей, цифровых моделей местности (ЦММ).

2. Формы и размеры земли

Фигура земли формируется под действием сил внутреннего тяготения и центробежной силы. Принято считать что земля имеет две поверхности: физическую образованную твердой оболочкой земли и уровневую поверхность мирового океана мысленно продолженную под сущей.

Тело ограниченное уровненной поверхностью называется геоидом. Геоид имеет сложную форму и не вырежется математическим способом.

В связи с этим для математической обработки результатов геодезических измерений и построений топокарт используют другую фигуру эллипсоид вращения.

Земной эллипсоид характеризуется размерами:

а – большой полуаси

б – малой полуаси

или полярным сжатием α=(а-б)/а

Несмотря на то что поверхность геоида отклоняется или различается от поверности элипсоида на 105 м в практике инженерно геодезических работ принято считать одинаковыми.

Изоуровенную поверность принимаетсясредний многолетний уровень балтийского моря.

Для различных расчетов используется радиус шара равновеликого элипсойду и равный R=6371,1 км

3. Понятие о географических координатах, широта и долгота. Минутная географическая рамка карты

Географические координаты -представляют собой обобщенное понятие об астрономических и геодезических координатах, которое основано на допущении В=ψ, L=λ, где ψ и λ – астрономические долгота и широта, В и L – геодезические координаты.

Долгота –это двухгранный угол между гринвичским меридианом и меридианом проходящим через точку. Она бывает западной и восточной .Измеряется в градусах. Широта –это угол между плоскостью экватора и параллелью проведённой через точку.1 градус-111 км.

Минутная географическая рамка карты – это внешняя рамка карты, на которой дается шкала минут в виде чередующихся светлых и темных отрезков линий длинной а по меридиану, длинной e=d по параллели, где a, e, d – отрезки соответствующие 1 минуте в данном маштабе карты

4. Прямоугольные координаты x и y. Зональная система координат Гаусса-Крюгера

Прямоугольные местные координаты являются производными от зональной системы координат Гаусса-Крюгера (см. п.7) и распространяются на небольшой по площади территории. Ось абсцисс совмещают с меридианом некоторой точки участка либо ориентируют параллельно основным осям инженерных сооружений. Координатные четверти нумеруют по часовой стрелке и именуют по сторонам света: I-СВ, II-ЮВ, III-ЮЗ, IV-СВ.

Зональная система координат Гауса-Крюгера.

В основу этой системы положено поперечно-цилиндрическая равноугольная проекция Гаусса-Крюгера (названа по имени немецких ученых ее предложивших). В этой проекции поверхность земного эллипсоида меридианами делят на шестиградусные зоны и номеруют с 1-й по 60-ю от Гринвичского меридиана на восток (рис.7). Средний меридиан шестиугольной зоны принято называть осевым.




Рис.7.Зональная система прямоугольных координат

Его совмещают с внутренней поверхностью цилиндра и принимают за ось абсцисс.

5. Ориентирование линий. Азимуты, румб, дирекционный угол

Ориентировать линию на местности - значит определить ее направление относительно некоторого начального направления. Для этого служат азимуты А, дирекционные углы , румбы r. За начальные принимают направления истинного меридиана N_и, магнитного меридиана N_м и направление N_о, параллельное осевому меридиану или оси Х системы прямоугольных координат (рис.8.1).

Азимутом называют горизонтальный угол, отсчитанный по ходу часовой стрелки от северного меридиана до направления ориентируемой линии в пределах 9-360º. Истинный азимут А отсчитывается от истинного меридиана, а магнитный А_м - от магнитного.

Дирекционный угол  - это горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления осевого меридиана или линии параллельной ему (+Х) по ходу часовой стрелки до направления ориентируемой линии. В отличии от географического азимута дирекционный угол имеет одно и то же значение в любой точке прямолинейного отрезка.



Рис.8.1. Ориентирование линии ОМ на местности

Угол , отсчитываемый от северного направления истинного меридиана N до магнитного меридиана N_м, называется склонением магнитной стрелки.Склонение северного конца магнитной стрелки к западу называют западным и считают отрицательным -, к востоку - восточным и положительным +.

Угол  между северными направлениями истинного N и параллелью осевого N_о меридианов называется зональным сближением меридианов. Если параллель осевого меридиана расположена восточнее истинного меридиана, то сближение называется восточным и имеет знак плюс. Если сближение меридианов западное, то его принимают со знаком минус. Если известны долготы меридианов, проходящих через точки А и В, то сближение меридианов можно найти по приближенной формуле:

 =  sin , (8), где - разность долгот меридианов, проходящих через точки А и В.

Из формулы (8) следует, что на экваторе (=0 ) сближение меридианов = 0, а на полюсе (=90 )  = .



Рис.8.2. Зависимость между дирекционными углами и румбами

Румб – острый горизонтальный угол между ближайшим концом меридиана (северным или южным) или осью абсцисс и направлением на данный предмат. Румбы имеют названия в соответствии с названием четверти, в которой находится линия, т.е.: северо-восточные СВ, северо-западные СЗ, юго-западные ЮЗ, юго-восточные ЮВ. Истинный румб отсчитывают от истинного меридиана, магнитный от магнитного, а табличный от направления оси абсцисс или линий, ей параллельной.

6. Масштабы: численный, поперечный. Точность масштаба

Масштаб — степень уменьшения горизонтальных проекций отрезков линий местности при перенесении их на план. . Выражается в виде дроби: 1:N, где N=100; N=200; N=500; N=1000; N=2500Различают масштабы численный, линейный и поперечный. Численный масштаб(в виде дроби) — простая дробь, числитель которой — единица, а знаменатель показывает степень уменьшения отрезков линий местности при перенесении их на план. На планах его подписывают так: 1 : 500; 1 : 1000; 1 : 2000 и т. д. Линейным масштабом(в виде линии), - называется графическое изображение численного в той или иной системе линейных мер. Для его построения на прямой линии откладывают ряд отрезков одинаковой длиныв) поперечный, позволяющий строить на чертежной бумаге с помощью измерителя и масштабной линейки отрезки с погрешностью равной 0,1 мм Поперечный масштаб применяют для более точных измерений длин линий на планах..

Точность масштаба – длина горизонтального проложения линии местности, соответствующая на плане отрезку в 0,1мм. Так, для плана масштаба 1/5000 точность масштаба будет 0,1*5000=0,5м

7. Карта и план местности. Географическая и километровая сетка на картах и планах

План- уменьшенное и подобное изображение на плоскости горизонтальной проекции небольшого участка земной поверхности без учета кривизны Земли. Планы принято подразделять по содержанию и масштабу. Если на плане изображены только местные объекты, то такой план называют контурным (ситуационным). Если дополнительно на плане отображен рельеф, то такой план называют топографическим. Стандартные масштабы планов 1:500; 1:1000; 1:2000; 1:5000.

Карта- построенное по определенным математическим законам, уменьшенное, измеримое и обобщенное изображение на плоскости поверхности Земли или небесных тел. Карты принято подразделять по содержанию, назначению и масштабу. По содержанию карты бывают общегеографические и тематические, по назначению - универсальные и специальные.

Общегеографические карты универсального назначения отображают земную поверхность с показом всех ее основных элементов (населенные пункты, гидрография и т. д.). Математическая основа, содержание и оформление специальных карт подчиняются их целевому назначению (карты морские, авиационные и многие другие сравнительно узкого назначения). По масштабам карты условно делят на три вида: крупномасштабные (1:10000 и крупнее); среднемасштабные (1:100000-1:1000000); мелкомасштабные (мельче 1:1 000000). Отличительные признаки плана и карты:

1) На планах изображается меньшая площадь, нет искажений длин линий и углов.

2) На планах не учитывается кривизна Земли.

3) На планах используют более крупные масштабы: 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000;

на картах - 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000.

4) На планах нет параллелей и меридианов, а имеется только координатная сетка.

5) Различается номенклатура, т.е. система разграфки и обозначений отдельных листов карт и планов.

8. Рельеф и его изображения на картах. Основные формы рельефов. Крутизна скатов

Под рельефом местности понимают совокупность неровностей земной поверхности.

На топографических планах рельеф изображется горизонталями (0,1-0,15мм) кривыми. Расстояние между соседними горизонталями по высоте называется сечением рельефа. В плане золожением для большей выразительности рельефа каждая 4-я четная по высоте 5м(сечения через 0,5) иля 5-я кратная высоте h=1м горизонталь утолщается и проводится t=0,25мм и в разрыве подписывается ее высота.

Основанием цифры в сторону понижения рельефа.

Направление ската склона обозначается берх-штрихами – черточками длина чрточки 0,5мм.

Для указания высот горизонталей их отметки подписывают в разрывах утолщенных 0,25мм горизонталей распологая основание цифр вниз по рельефу.

Различают следующие формы рельефа:

1). гора-куплообразная возвышенность (выше 200м)

2).Котловина (чашеобразное углубление)

3). Хребет – возвышенность вытянутой формы с постепенным понижением имеет водораздельную линию



4). Лощина – вытянутое углубление местности постепенно понижающиеся. Имеет водозборнную линию



5). Седоловина – понижение местности между соседними возвышенностями
Крутизна ската местности характеризуется углом наклона местности или уклоном . При одинаковой высоте сечения рельефа расстояние между горизонталями (заложение) тем меньше чем круче скат.



9. Условная система координат и локальная (местная) система высот

Условная система прямоугольных координат

Ось абсцисс (Х) совмещаются с меридианом точки местности, так чтобы он совпадал (или был параллелен) основным магистралям, осям сооружений, линиям застройки и т.д. начало координат означают таким образом, чтобы все точки объекта, участка местности, имели только положительные координаты. Такую систему удобно использовать на небольших территориях административных районов, строительных площадках, землеотводных участках.

10. Исходные геодезические сети. Сети съёмочного обоснования в виде теодолитного хода

Геодезическая сеть – совокупность опорных точек, закрепленных на местности, положение который определено в общей для них системе координат. В качестве исходной геодезической сети можно принять г.с. высшего класса, ее используют для решения научных задач геодезии и распространения единой системы геодезических координат и высот на территории страны, а также она служит основой для развития г.с. сгущения необходимых для производства топографических съемок и решения инженерно-геодезических задач. Геодезические сети делятся на государственные и рабочие (сети сгущения), которые в свою очередь делятся на плановы6е и высотные. Плановое съемочное обоснование – создается путем проложения теодолитных ходов, методами триангуляции. Параллактической полигонометрии. Высотное съемочное обоснование создается нивелированием ΙV класса и техническим, при этом определяются отметки пунктов плановой сети съемочного обоснования. Съемочное обоснование опирается на ближайшие пункты государственной геодезической сети или сети сгущения. На застроенной территории создается постоянное съемочное обоснование. В открытой местности съемочное обоснование можно создавать развитием сети треугольников со сторонами не менее 150м и углами 20-160º. Цепочка треугольников может опираться на стороны геодезических сетей более высокой точности.

11.Географическая и киллометровя рамка топографической карты. Зарамочные оформления.

Киллометровая сетка- система прямых линий, которые пересекаясь с прямым углами, образуют сетку квадратов, равномерно покрывающую весь лист карты. Линии, параллельные осевому меридиану и экватору образуют сетку прямоугольных координат, которая печатается на топографических картах. На выходах координатной сетки за рамку карты подписывают значения ч и у в целых киппометрах(!!! Все значения у увеличены на500 км).

12. Прямая геодезическая задача (ПГЗ) - Это вычисление координат Х2 и У2 второй конечной точки, если известны координаты Х1 и У1

, первой (начальной), дирекционный угол α и длина (горизонтальное проложение) d линии соединяющей эти точки

Прямая

Дано: XA, YA, AB, dAВ

Определить: XB, YB

Решение:

XB=XA+dAB. cos AB=XA+X,

YB=YA+dAB. sin AB=YA+Y, Δх=dcosα_1-2, Δy=dsinα_1-2, где X и Y - приращения координат, т.е. проекции горизонтального проложения на соответствующие оси координат. Контроль вычислений координат выполняют по формуле



13. Обратная геодезическая задача (ОГЗ) – это величина дирекционного угла α_1-2 (румба) и горизонтального проложения d по заданным прямоугольным координатам точек 1 и 2

Дано: X_A, Y_A, X_B, Y_B.

Определить: _AB, d_AB.

Решение:

_AB - r = arctg (Y/X),



Контроль: d ^. cos  + X_A = X_B,

d ^. sin  + Y_B = Y_B.


14. Устройство теодолита.

Теодолит - геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов или зенитных расстоячний.

Основные узлы и принадлежности технического теодолита

1) горизонтальный круг, состоящий из лимба - оцифрованной по ходу часовой стрелки круговой полосы с градусными делениями;

2) алидада - часть, расположенная соосно с лимбом и несущая элементы отсчетного устройства;

3) цилиндрический уровень - предназначен для приведения плоскости лимба горизонтального круга в положение перпендикулярное относительно отвесной линии (горизонтальное положение);

4) зрительная труба - состоит из объектива, окуляра, сетки нитей и фокусирующего устройства с кремальерой;

5) вертикальный круг - устроен аналогично горизонтальному и предназначен для измерения углов наклона;

6) подъемные винты - служат для приведения пузырька цилиндрического уровня на середину;

7) становой (закрепительный) винт - закрепляет теодолит на штативе и позволяет подвесить нитяной отвес.

Основные геометрические оси теодолита:

1. ОО₁ - ось вращения прибора (вертикальная ось теодолита),

2. UU₁ - ось цилиндрического уровня (касасельная к внутренней поверхности ампулы в нульпункте),

3. WW₁ – визирная ось зрительной трубы (прямая, соединяющая оптический центр объектива и крест сетки нитей),

4.VV₁ - ось вращения зрительной трубы.

Геометрические требования, предъявляемые к осям: 1)UU₁  OO₁, 2)WW₁  VV₁, 3)VV₁ ОО₁.