- •Геодезия
- •Рецензенты:
- •Введение
- •1. Общие сведения о геодезии
- •1.1. Предмет и задачи геодезии
- •1.2. Роль геодезии в развитии хозяйства страны
- •1.3. Исторический очерк о развитии геодезии
- •1.4. Понятие о фигуре Земли
- •1.5. Системы координат и высот в геодезии
- •1.5.1. Географические координаты
- •1.5.2. Прямоугольные координаты
- •1.6. Изображение земной поверхности на плоскости. Понятие о плане, карте, профиле
- •1.7. Масштабы планов и карт. Точность масштабов
- •1.8. Номенклатура топографических карт и планов
- •1.9. Условные знаки планов и карт
- •1.10. Рельеф местности и его изображение на картах и планах
- •1.11. Ориентирование линий
- •1.11.1. Исходные направления
- •1.11.2. Ориентирные углы
- •1.12. Прямая и обратная геодезические задачи
- •1.12.1. Прямая геодезическая задача
- •1.12.2. Обратная геодезическая задача
- •1.13. Элементы геодезических измерений
- •1.11. Контрольные вопросы по 1 разделу
- •2. Измерение углов и линий
- •2.1. Угломерные инструменты и угловые измерения
- •2.1.1. Принципы измерения углов и схема устройства угломерного прибора
- •2.1.2. Устройство теодолита
- •2.1.3. Классификация теодолитов
- •2.1.4. Поверки и юстировки теодолитов
- •2.1.5. Измерение горизонтальных углов
- •2.1.6. Измерение вертикальных углов. Место нуля вертикального круга
- •2.2. Линейные измерения
- •2.2.1. Общие сведения о линейных измерениях
- •2.2.2. Подготовка линий к измерению
- •2.2.3. Приборы для измерения линий на местности
- •2.2.4. Измерение линий мерными лентами
- •2.2.6. Высокоточные измерения линий шкаловыми лентами и инварными проволоками
- •2.2.7. Высокоточные измерения линий электронными дальномерами
- •2.2.8. Горизонтальное проложение
- •2.3. Контрольные вопросы по 2 разделу
- •3. Нивелирование
- •3.1. Способы определения превышений и отметок точек
- •3.2. Геометрическое нивелирование
- •3.2.1. Схема геометрического нивелирования
- •3.2.2. Виды геометрического нивелирования
- •3.3. Тригонометрическое нивелирование
- •3.4. Нивелиры и нивелирные рейки
- •3.4.1. Классификация и устройство нивелиров
- •3.4.2. Нивелирные рейки и производство отсчетов по ним
- •3.4.3. Поверки и юстировки нивелиров
- •3.5. Понятие о других видах нивелирования
- •3.5.1. Гидростатическое нивелирование
- •3.5.2. Барометрическое нивелирование
- •3.5.3. Аэрорадиолокационное нивелирование
- •3.6. Контрольные вопросы по 3 разделу
- •4. Топографические съемки местности
- •4.1. Общие сведения о топографических съемках местности
- •4.2. Теодолитная съемка
- •4.2.1. Сущность теодолитной съемки, состав и порядок работ
- •4.2.2. Создание плановой геодезической основы для теодолитной съемки
- •4.2.3. Способы съемки подробностей местной ситуации
- •4.2.4. Вычисление координат сомкнутого теодолитного хода
- •4.2.5. Вычисление координат разомкнутого теодолитного хода
- •4.2.6. Накладка полигона по координатам и румбам
- •4.2.7. Нанесение на план местной ситуации
- •4.3. Нивелирование трассы
- •4.3.1. Сущность нивелирной съемки трассы
- •4.3.2. Трассирование и закрепление оси трассы
- •4.3.3. Разбивка пикетажа на трассе
- •4.3.4. Съемка местных предметов и ситуации в полосе трассы, ведение пикетажного журнала
- •4.3.5. Разбивка круговых горизонтальных кривых и вынос пикетов с тангенсов на кривую
- •4.3.6. Нивелирование оси трассы и поперечников
- •4.3.7. Заполнение ведомости углов поворота, прямых и кривых
- •4.3.8. Составление и оформление плана трассы
- •4.3.9. Вычисление отметок нивелирного хода
- •4.3.10. Составление продольного и поперечных профилей трассы
- •4.4. Нивелирование площадей
- •4.4.1. Сущность нивелирной съемки площадей
- •4.4.2. Способы нивелирной съемки площадей
- •4.4.3. Нивелирование поверхности летного поля по квадратам
- •4.4.4. Составление плана в отметках и горизонталях как цифровой модели местности. Метод интерполяции при построении горизонталей
- •4.5. Тахеометрическая съемка
- •4.5.1. Сущность тахеометрической съемки, состав и порядок работ
- •4.5.2. Инструменты, применяемые при тахеометрической съемке
- •4.5.3. Создание планово-высотной геодезической рабочей основы тахеометрической съемки при работе теодолитом-тахеометром
- •4.5.4. Планово-высотная привязка точек опорного хода
- •4.5.5. Съемка подробностей местной ситуации и рельефа полярным
- •4.5.6. Камеральные работы при тахеометрической съемке
- •4.6. Контрольные вопросы по 4 разделу
- •5. Опорные геодезические сети
- •5.1. Общие сведения о государственной геодезической сети
- •5.2. Плановые геодезические сети
- •5.2.1. Методы построения плановых геодезических сетей. Триангуляция, трилатерация, полигонометрия
- •5.2.2. Классификация государственной геодезической сети
- •5.2.3. Пункты государственной геодезической сети
- •Геодезическая служба
- •5.2.4. Плановые сети сгущения и съемочные сети
- •5.2.5. Методы построения сетей сгущения и съемочных сетей
- •5.3. Высотные геодезические сети
- •5.3.1. Нивелирная сеть страны. Классификация нивелирных сетей
- •5.3.2. Нивелирные сети сгущения и высотные съемочные сети
- •5.4. Понятие о геоинформационных и спутниковых навигационных
- •5.4.1. Глобальные системы определения местоположения глонасс и navstar gps
- •5.4.2. Системы отсчета времени и координат
- •5.4.3. Преобразование координат
- •5.5. Контрольные вопросы по 5 разделу
- •6. Основы математической обработки результатов геодезических измерений
- •6.1. Общие сведения о погрешностях измерений
- •6.2. Классификация погрешностей измерений
- •6.3. Свойства случайных погрешностей
- •6.4. Среднее арифметическое результатов измерений. Вероятнейшие погрешности и их свойства
- •6.5. Предельная погрешность
- •6.6. Оценка точности равноточных измерений
- •6.6.2. Средняя квадратическая погрешность измерений неизвестной величины. Формула Бесселя
- •6.6.3. Средняя квадратическая погрешность двойных измерений
- •6.6.4. Средняя квадратическая погрешность функции независимо измеренных величин
- •6.6.5. Средняя квадратическая погрешность арифметической средины
- •6.7. Оценка точности неравноточных измерений
- •6.7.1. Понятие о весе измеренных величин
- •6.7.2. Средняя квадратическая погрешность единицы веса
- •6.7.3. Весовое арифметическое среднее
- •6.6. Контрольные вопросы по 6 разделу
- •7. Основные виды геодезических работ при проектировании, строительстве и эксплуатации сооружений
- •7.1. Сущность и назначение геодезической разбивочной основы
- •7.2. Плановая геодезическая разбивочная основа. Строительная сетка
- •7.2.1. Проектирование строительной сетки
- •7.2.2. Предварительная разбивка строительной сетки
- •7.2.3. Определение точных координат и редуцирование центров пунктов строительной сетки
- •7.3. Высотная геодезическая разбивочная основа
- •7.4. Геодезическая подготовка проекта инженерного сооружения
- •7.4.1. Подготовка разбивочных данных проекта
- •7.4.2. Аналитический расчет и привязка проекта
- •7.4.3. Составление разбивочных чертежей
- •7.4.4. Разработка проекта производства геодезических работ
- •7.5. Основные способы плановой и высотной разбивки
- •7.5.1. Плановая разбивка линий и углов
- •7.5.2. Плановая разбивка точек
- •7.5.3. Высотная разбивка точек
- •7.6. Мониторинг геометрии сооружений
- •7.6.1. Виды деформаций сооружений
- •7.6.2. Точность определения деформаций сооружений
- •7.6.3. Наблюдения за осадками сооружений
- •7.6.4. Наблюдения за смещениями сооружений
- •7.6.5. Наблюдения за кренами сооружений
- •7.6.6. Наблюдения за трещинами и оползнями
- •7.7. Контрольные вопросы по 7 разделу
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
1.13. Элементы геодезических измерений
При проецировании земной поверхности на горизонтальную плоскость, а также при решении многих задач инженерно-геодезического обеспечения строительства необходимо знать взаимное расположение точек плоскости. С этой целью на физической поверхности Земли производится ряд измерений.
Геодезические измерения бывают:
линейными, в результате которых на местности определяются расстояния между заданными точками;
угловыми, определяющими значение горизонтальных и вертикальных углов на земной поверхности в данных вершинах между направлениями на некоторые заданные точки;
высотными, в результате которых определяются разности высот отдельных точек, т.е. разность расстояний по нормали от принятой отсчетной поверхности до данных точек.
В Российской Федерации для линейных и высотных измерений в качестве единицы измерения принят метр, равный 1 м = 102 см. Для угловых измерений используется окружность и ее доли: градус, равный 1/360 градусов окружности; минута, равная 1/60 градуса; секунда, равная 1/60 минуты.
Рассмотрим линейные, угловые и высотные измерения.
Пусть на местности имеются три точки А, В и С (рисунок 1.29), расположенные на разных высотах. Их взаимное расположение можно характеризовать направлениями линий, соединяющих эти точки, путем измерения углов и наклонных расстояний.
Спроецируем точки В и С на горизонтальную плоскость Н, проходящую через точку А и перпендикулярную к отвесной линии в этой точке. Проведем вертикальные плоскости РВ и РС через точки В и С и отвесную линию точки А. В пересечении вертикальных и горизонтальной плоскостей получатся линии Аb = dВ и Ас = dС, называемые горизонтальными проложениями.
Горизонтальное проложение d - это проекция линии местности на горизонтальную плоскость.
В общем случае каждой линии (или каждому контуру) на физической поверхности Земли соответствует линия (или контур) на горизонтальной плоскости. При этом следует помнить, что измерение линий АВ и АС производится по линиям пересечения вертикальных плоскостей РВ и РС с земной поверхностью, а для получения планов и карт необходимы горизонтальные расстояния.
Г оризонтальные проложения dВ и dС образуют в горизонтальной плоскости Н угол bАc, который есть не что иное, как мера двугранного угла, образованного вертикальными плоскостями РВ и РС . Следовательно, измерение горизонтальных углов между любыми направлениями на местности можно свести к измерению углов между проекциями этих направлений на горизонтальную плоскость.
Горизонтальным углом называется угол, заключенный между горизонтальными проложениями линий местности.
Для получения представления о повышениях и понижениях земной поверхности необходимо знать углы наклона линий местности к горизонтальной плоскости, т. е. углы B и C, лежащие в вертикальных плоскостях между направлениями линий местности АВ и АС и их проекциями Аb и Аc на горизонтальную плоскость.
Углом наклона (вертикальным углом) называется угол, заключенный между линией местности и ее горизонтальным проложением.
Угол B , расположенный выше горизонтальной плоскости (выше точки А), называется положительным углом наклона и имеет знак плюс, а угол C , расположенный ниже горизонтальной плоскости, называется отрицательным углом наклона и имеет знак минус.
Итак, когда говорят об измерениях на местности, то имеют в виду измерение расстояний L между точками, горизонтальных углов и углов наклона . По измеренным расстояниям и углам наклона линий местности, используя соотношения в прямоугольных треугольниках АВb и АСс, определяют горизонтальные проложения и превышения одних точек над другими (рисунок 1.29).
Горизонтальные проложения dВ = Аb и dС = Аc вычисляют по измеренным наклонным расстояниям LВ = АВ и LС = АС по формулам
. (1.18)
Превышения точек местности hВ = Вb и hС = Сс над горизонтальной плоскостью Н (точек В и С над точкой А) вычисляют по формулам
. (1.19)
Рассмотренные элементы геодезических измерений для трех точек могут быть обобщены для любого количества точек.
Таким образом, изображение участков земной поверхности на плоскости основывается на измерениях линий, горизонтальных и вертикальных углов, вычислениях или измерениях превышений.