1. Предмет и задачи инженерной геодезии icon

1. Предмет и задачи инженерной геодезии




Название1. Предмет и задачи инженерной геодезии
страница1/7
Дата15.01.2013
Размер1.11 Mb.
ТипДокументы
источник
  1   2   3   4   5   6   7
1. /2.doc1. Предмет и задачи инженерной геодезии


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. По разнообразию решаемых народнохозяйственных задач геодезия подразделяется на ряд самостоятельных дисциплин, каждая из которых имеет свой предмет изучения:

- 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. История развития геодезии

Геодезия — одна из древнейших наук. Она возникла и развивалась исходя из практических запросов человека. Не ставя целью изложить многовековую историю развития геодезической науки и практики, укажем только отдельные факты.

Геодезические измерения для разделения поверхности Земли на участки производились в Египте, Китае и других странах за много столетий до нашей эры. Так, например, в долине реки Нила суще­ствовали оросительные системы и каналы, строительство которых требовало выполнения геодезических работ.

Уже в Ш веке до и. э. был определен радиус Земли, которая тогда принималась за шар.

Мы не располагаем достаточно полными данным» о развитии геодезии в первом тысячелетии нашей эры. Известное нам развитие геодезических работ началось в середине текущего тысячелетия — в период оживление торговых связей, расширения мореплавания, возникновения потребностей в картах и планах. Развитию и совершенствованию методов геодезических работ способствовали науч­ные достижения в области математики, физики, инструментальной техники. Укажем, например, что изобретение Галилеем зрительной трубы 1608 г.) позволило резко расширить и повысить точность геодезических измерений. Открытие Ньютоном закона всемирного тяготения привело к выводу, что Земля хотя и имеет шарообразный

вид, но сплюснута вдоль оси вращения и приближается к фигуре, называемой эллипсоидом вращения, или сфероидом. Результаты геодезических работ явились экспериментальным подтверждением этого великого открытия Ньютона.

Первые указания на выполнение геодезических измерений в России относятся к XI в., когда между Керчью и Таманью по льду была измерена ширина Керченского пролива.

Работы по составлению карт получили большое развитие при Петре I (1672—1725 гг.). После Отечественной войны 1812 г., выявившей плохое обеспечение России картами, последовала организация топографических съемок, которые предназначались в первую очередь для военных целей. Эти съемки выполнялись главным образом Корпусом военных топографов, созданным в начале XIX в. Большой размах, плановость и научную обоснованность геоде­зические и топографические работы получили после Великой

Российские геодезисты под руководством Ф. Н. Красовского получены новые параметры фигуры Земли. Создана отечественная школа аэрофотосъемки и фотограмметрии. Как самостоятельная ветвь геодезической науки и техники определилась инженерная геодезия. Ученым М. С. Молоденским разработана новая теория изучения фигуры Земли и ее внешнего гравитационного поля, поставившая советскую геодезию в области теории решения ее основ­ной научной проблемы на первое место в мире.

Произведенный впервые запуск искусственного спутника Земли открыл новую эру в развитии геодезии как науки; использование результатов наблюдений ИСЗ позволило поставить геодезию на еще более высокий уровень в решении ее научных и практических задач.

Главными производственными задачами геодезии являются:

1) выполнение высокоточных работ по созданию геодезической сети на территории всей страны и топографических съемок для составления карт территории государства; результаты этих работ используются многими министерствами; их последовательность и точность определяются потребностью развития отраслей народного хозяйства и обороны страны;

2)создание и издание различного рода карт, планов и атласов;

3) регулирование, координация геодезических и топографических работ, выполняемых различными учреждениями и организациями.


3. Формы и размеры земли

Фигура земли формируется под действием сил внутреннего тяготения и центробежной силы. Принято считать что земля имеет две поверхности

Ф). 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



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


4. Метод проекции в геодезиии и основные элементы изменений на местности.

Для графического изображения земной поверхности ее прецируют на уровенную поверхность или на горизонтальную плоскость в этой проекции назваемой ортогональной линии проецирования перпендикулярны плоскости на которую проецируют и совпадают с отвеными линиями



На рис.1.

АВ, АС, ВС – длинны линий на местности обозначаются DAB, DAC, DBC на плоскости dAB, dAC, dBC есть гоизонтальные проложения длин линий местности

- горизонтальный угол образованный проециями длинн линий месности dAB, dAC

Кроме горизонтальный измеряются и вертикальные углы, которые обозначаются буквой ню (см. угол в верхней части рис.1, далее ню будет обозначаться как)

ню – это вертикальный угол или угол наклона, может быть как отрицательный так и положительный dAB=DAB*cos АВ







при

Числовые размеры высот



Балтийская шкала сост. высот – объемные высоты.

Относительные сост. высоты в промышленном и гражданском строительстве принята при этом за исходную поверности уровенная поверхности совпадющая с полом первого этажа или полом промышленного цеха и называестя ОЧП (отметка чистого пола)

обозначается




5.Влияние кривизны земли при измерении расстояний и высот.

Получить ортогональную проекцию на ортогональной плоскости наиболее просто поскольку нельзя учитывать кривизну земли.



при R=6000 км d=10км

- относительная поверхность

20*20км2 – считаются плоскими

k – величина отражающая влияние кривизны земли на точность определения высот точек земной поверности



d(м) 100 300 500 1000

к(см) 0,1 0,8 2,3 8,1


6. Системы координат, используемые в геодезии

Положение пунктов на физической поверхности Земли определяется в различных системах координат. Рассмотрим некоторые из них.

Географические координаты (долгота и широта ) являются обобщенным понятием ас­трономических и геодезических координат и используются в случаях, когда нет необходимости учитывать разницу между названными координатами. Астрономические широту и долготу опре­деляют с помощью специальных приборов относительно уровенной поверхности и направления

силы тяжести. При проецировании астрономических координат на поверхность земного рефе­ренц-эллипсоида получают геодезические широту и долготу.

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.

Полярная система координат определяет положение точки на плоскости полярным гори­зонтальным углом, отсчитываемым от некоторого начального направления, и горизонтальным проложением.

Спутниковые системы определения координат (российская Глонасс и американская GPS), в состав которых входят: комплекс наземных станций автоматического наблюдения за спутниками, искусственные спутники Земли с радиусом орбит около 26 000 км и приемная аппаратура потребителей.

При функционировании системы пространственное положение спутников определяют с наземных станций наблюдений, равномерно расположенных по всему миру и имеющих определенные пространственные координаты. Все станции связаны с головной станцией управления высокоскоростными линиями передачи данных и уточнения параметров орбит спутников в единой системе координат.

Спутники передают периодически уточняемые эфемириды - набор координат, которые определяют положение спутников на орбите в различные моменты времени. Под влиянием гравитационного поля Земли и других факторов параметры исходных координат спутниковых систем изменяются и поэтому постоянно уточняются. В настоящее время точность "бортовых эфемирид", которые получают путем экстраполяции уточненной орбиты на несколько дней вперед, составляет 20-100 м, а при использовании специальных методов обработки - около 1 м.

При эксплуатации системы GPS определение местоположения предусмотрено в Мировой системе координат 1984 г (WGS-84). Начало координат в этой системе находится в центре масс Земли, ось Z параллельна направлению на условный земной полюс, ось X определяется плоскостями начального меридиана WGS-84 и экватора. Начальный меридиан WGS-84 параллелен нулевому меридиану, закрепленному координатами станций наблюдений. Ось Y дополняет систему координат до правой. Начало и положение осей координат системы WGS-84 совпадают с геометрическим центром и осями общеземного эллипсоида WGS-84.

В России создана геодезическая система координат ПЗ-90 (параметры Земли 1990 г). Она закрепляется 30 опорными пунктами на территории бывшего СССР, координаты которых получены методами космической геодезии.


7 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. Чтобы избежать отрицательного значения ординат (у), ординату осевого меридиана принимают не за нуль,

а за 500 км, т.е. перемещают на запад на 500 км. Перед ординатой указывают номер зоны.

Например, запись координат XМн=6350 км, YМн=5500 км указывает, что точка расположена в 5-й зоне на осевом меридиане (Мн=27 СШ, Мн=54 ВД). Для приближенных расчетов при переходе от географических к прямоугольным зональным координатам считают, что 1 соответствует 111 км (40000км/360 ).


8. 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 Nи, магнитного меридиана Nм и направление Nо, параллельное осевому меридиану или оси Х системы прямоугольных координат (рис.8.1).

Азимутом называют горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления меридиана по ходу часовой стрелки до ориентируемого направления. Азимуты изменяются в 0 до 360 и бывают истинными или магнитными. Истинный азимут А отсчитывается от истинного меридиана, а магнитный Ам - 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.



Рис.8.1. Ориентирование линии ОМ на местности

Угол , отсчитываемый от северного направления истинного меридиана N до магнитного меридиана Nм, 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 Nо 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 - горизонтальный острый угол отсчитываемый от ближайшего северного или южного направления меридиана до ориентируемого направления. 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. На рис. 8.2 показаны румбы линий О-СВ, О-ЮВ, О-ЮЗ, О-СЗ и зависимость между дирекционными углами и румбами этих линий.


9. Зависимость между азимутами истинным, магнитным и дирекционным углом

Вследствие непараллельности между собой меридианов истинный азимут протяженной прямой АВ (рис.9) принимает различные значения в точках А и В. В средних широтах истинный азимут изменяется на одну минуту через каждые один-два километра расстояния по параллели. Это осложняет применение азимутов и поэтому для построения планов используют дирекционные углы.





Рис.9.1 Зависимость между прямым

Рис.9.2 Зависимость между прямым и обратным дирекционными углами и обратным истинными азимутами

АВ = ВА + 180

ААВ = АВА + 180 -.

Из рис. 8.1 следует

А =  + ,

А = Ам+ .

Приравняем правые части равенств

+  = Ам+  или  = Ам+  - .

Зональное сближение меридианов  и магнитное склонение  для данной местности указывают на топографических картах местности.


10. Зависимость между горизонтальными и дирекционными углами теодолитного хода. Уравнивание (увязка) горизонтальных углов

Пусть имеем две стороны хода АВ и ВС (рис.10.1) Дирекционный угол стороны АВ будем считать известным. Если обозначить через  правый по ходу горизонтальный угол, то

ВС = АВ + 180 - .

Дирекционный угол последующего направления равен дирекционному углу предыдущего направления плюс 180 и минус горизонтальный угол справа по ходу.



Рис.10.1. Зависимость между дирекционными углами сторон хода

Предположим, что на местности проложен теодолитный ход между пунктами 512 и 513 (рис.10.2), начальный и конечный дирекционные углы в котором известны (511-512, 513-Граб.).



Рис.10.2.Схема теодолитного хода

Уравнять (увязать) означает выполнить четыре действия:

1.Найти невязку

f=П-Т,

где П - практическая сумма измеренных углов,

Т - теоретическое значение горизонтальных углов.

Для замкнутого теодолитного хода

Т = теор = 180 (n-2),

для разомкнутого используем полученную раннее формулу

ВС = АВ + 180 - ,

или перепишем ее в виде

кон=нач + 180 - теор.

Из рис.10.2 имеем

512-1= 511-512 + 180 - 512,

1-2 = 512-1+ 180 - 1,

2-513= 1-2 + 180- 2,

513-Гр=2-513+ 180- 513.

Откуда, теоретическая сумма горизонтальных углов

теор = 511-512 + 180. n - 513-Гр.

Тогда можно записать в общем виде

Т = теор = нач + 180. n - кон;

2.Оценить полученную невязку, т.е. сравнить с допустимым в соответствии с требованиями нормативных документов значением

f < fдоп= 2tn,

где n - число измеренных углов;

3. Распределить невязку с обратным знаком пропорционально числу измеренных углов с округлениями до 0,1. В углы с более короткими сторонами вводятся большие по величине поправки, так как они измеряются менее точно;

4.Выполнить контроль:

а)сумма поправок должна равняться невязке с обратным знаком;

б)сумма исправленных углов равна теоретической сумме углов.

  1   2   3   4   5   6   7



Похожие:

1. Предмет и задачи инженерной геодезии iconВопросы к экзамену по инженерной геодезии для специальности 70 04 02 Общие сведения о геодезии и ее научных дисциплинах. Инженерная геодезия и ее задачи. Форма и размеры Земли
Системы координат: географические, плоские прямоугольные и полярные координаты. Система плоских прямоугольных координат Гаусса-Крюгера....
1. Предмет и задачи инженерной геодезии iconПрезентация по математике
Это очень занимательный и развивающий по своей сути предмет. На уроках мы решаем не только алгебраические задачи, но и задачи на...
1. Предмет и задачи инженерной геодезии iconЛекция №1 Тема: Информатика предмет и задачи. Человек и информация План Информационное общество. Информационная культура. Информатика предмет и задачи
В истории развития цивилизации произошло несколько информационных революций – преобразование общественных отношений из-за кардинальных...
1. Предмет и задачи инженерной геодезии iconЭкзаменационные вопросы по общей гигиене и экологии для студентов педиатрического факультета Гигиена отрасль профилактической медицины. Предмет, цель, задачи и методы гигиены
Гигиена – отрасль профилактической медицины. Предмет, цель, задачи и методы гигиены
1. Предмет и задачи инженерной геодезии iconЭкзаменационные вопросы по общей гигиене и экологии для студентов лечебного факультета Гигиена отрасль профилактической медицины. Предмет, цель, задачи и методы гигиены
Гигиена – отрасль профилактической медицины. Предмет, цель, задачи и методы гигиены
1. Предмет и задачи инженерной геодезии iconВопросы для подготовки к курсовому экзамену по радиационной гигиене
Предмет, содержание и задачи радиационной гигиены. Задачи санитарного надзора по разделу радиационной гигиены
1. Предмет и задачи инженерной геодезии iconМинистерство строительства российской федерации приказ от 29 декабря 1995 г. N 17-139 об утверждении "правил технической эксплуатации сооружений инженерной защиты населенных пунктов"
Департаментом жкх минстроя России "Правил технической эксплуатации сооружений инженерной защиты городов" и "Правил техники безопасности...
1. Предмет и задачи инженерной геодезии iconПлан мероприятий по газификации, модернизации объектов инженерной инфраструктуры и энергоресурсосбережению по Ярославской области на 2010 год
План мероприятий по газификации, модернизации объектов инженерной инфраструктуры
1. Предмет и задачи инженерной геодезии iconПлан мероприятий по газификации, модернизации объектов инженерной инфраструктуры и энергоресурсосбережению по Ярославской области на 2010 год
План мероприятий по газификации, модернизации объектов инженерной инфраструктуры
1. Предмет и задачи инженерной геодезии iconПротокол от
Основные цели, задачи, предмет и виды деятельности и ответственность школы
1. Предмет и задачи инженерной геодезии iconВопросы к зачету
Гигиена – отрасль профилактической медицины. Предмет, цель, задачи и методы гигиены
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©lib3.podelise.ru 2000-2013
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Лекции
Доклады
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Программы
Методички
Документы

опубликовать

Документы