- •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
1.11. Контрольные вопросы по 1 разделу
Что такое физическая и уровенная поверхности Земли?
Обоснуйте понятие ортогональной проекции в геодезии.
Что называется географической широтой и долготой?
Что называется геодезической широтой и долготой?
Какие системы координат применяются в геодезии? Дайте характеристику каждой из них.
Что называется абсолютной и условной высотой точки на земной поверхности?
Что называется относительной высотой точки на земной поверхности?
Что называется отметкой точки на земной поверхности?
Что называется геодезической и ортометрической высотой точки на земной поверхности?
Назовите границы, при которых уровенную поверхность можно считать за плоскость при измерении расстояний.
Укажите границы, при которых уровенную поверхность можно считать за плоскость при измерении превышений.
Что называется планом?
Что называется картой?
Что называется профилем местности?
Что называется масштабом?
Что представляют собой численный, линейный и поперечный масштабы?
Построить линейный масштаб, если численный масштаб равен 1:200.
Определить цену наименьшего деления поперечного масштаба, если его основание равно 2 см, число делений на основании 10 и по высоте – 5, а численный масштаб 1:500.
Что называется ориентированием линии на местности?
Что называется азимутом линии?
В чем заключается разница между истинным и магнитным азимутами?
Что называется дирекционным углом и в каких пределах он изменяется?
Что называется румбом и в каких пределах он изменяется?
Что называется сближением меридианов?
Что называется склонением магнитной стрелки?
Как перейти от дирекционных углов к румбам и обратно?
Прямая геодезическая задача на плоскости.
Обратная геодезическая задача на плоскости.
Назовите элементы геодезических измерений.
2. Измерение углов и линий
2.1. Угломерные инструменты и угловые измерения
2.1.1. Принципы измерения углов и схема устройства угломерного прибора
Измерения углов выполняют для определения взаимного положения точек в пространстве. Пусть на местности имеем вершину угла точку О и точки А и В, образующие угол АОВ (рисунок 2.1).
Для измерения горизонтального угла над его вершиной располагают градуированный круг, называемый лимбом. Центр круга совмещают с отвесной линией, проходящей через вершину угла О, а сам круг размещают в горизонтальной плоскости. Тогда угол между радиусами оа и оb – сечениями круга вертикальными плоскостями N и P – будет равен горизонтальному углу между направлениями местности ОА и ОВ.
Если деления на круге подписаны по ходу часовой стрелки, а отсчеты по градуированной окружности обозначить через а и b, то горизонтальный угол выразится
= а – b . (2.1)
Описанная геометрическая схема измерения горизонтального угла реализуется в угломерном инструменте, названном теодолитом.
Т еодолит (рисунок 2.2) имеет металлический или стеклянный круг, называемый лимбом 1, по скошенному краю которого нанесены деления от 0 до 3600. Счет делений идет по ходу часовой стрелки. Центр лимба устанавливается на отвесной линии, проходящей через вершину О (рисунок 2.1) измеряемого угла. На плоскость лимба проектируются стороны ОА и ОВ измеряемого угла. При измерении угла лимб неподвижен и горизонтален.
Над лимбом помещена вращающаяся вокруг отвесной линии верхняя часть теодолита, содержащая алидаду 2 и зрительную трубу 6. При вращении зрительной трубы вокруг горизонтально устанавливаемой на подставках 3 оси Н-Н1 воспроизводятся вертикальные плоскости N и P (рисунок 2.1), называемые коллимационными. Оси лимба и алидады совпадают, причем ось I-I1 вращения алидады называется основной или вертикальной осью инструмента.
На алидаде имеется индекс, позволяющий фиксировать ее положение на шкале лимба и брать отсчет с помощью специального устройства - отсчетного приспособления. Для предохранения от повреждений лимб и алидада закрыты металлическим кожухом.
Основная ось теодолита I-I1 устанавливается в отвесное положение (а плоскость лимба при этом – в горизонтальное положение) по цилиндрическому уровню 7 при помощи трех подъемных винтов 9 подставки 8.
Зрительная труба может быть повернута на 1800 вокруг своей оси вращения Н-Н1 (горизонтальной оси) или, как говорят, «переведена через зенит». На одном из концов оси вращения трубы укреплен вертикальный круг, лимб 5 которого наглухо скреплен со зрительной трубой и вращается вместе с ней, а алидада 4 неподвижна. Вертикальный круг выполнен аналогично горизонтальному и служит для измерения вертикальных углов (углов наклона).
Вертикальный круг может располагаться справа или слева от зрительной трубы, если смотреть со стороны окуляра. Первое положение называется «круг право» (КП), второе – «круг лево» (КЛ).
В комплект теодолита входят буссоль, штатив и отвес. Буссоль служит для измерения магнитных азимутов и румбов. Штатив представляет собой треногу с металлической головкой. Теодолит крепится к голове штатива с помощью станового винта 10. Отвес служит для центрирования инструмента над точкой, т.е. для установления центра лимба над вершиной измеряемого угла. Вращающиеся части теодолита снабжены зажимными винтами для закрепления их в неподвижном состоянии и микрометренными (наводящими) винтами для медленного и плавного вращения при наведении на цель.
Для измерения горизонтального угла при неподвижном лимбе вращением алидады последовательно наводят зрительную трубу на точки А и В местности (рисунок 2.1). При этом коллимационная плоскость последовательно проходит через стороны ОА и ОВ измеряемого угла, т.е. совмещается с плоскостями N и P. В обоих случаях с помощью отсчетного приспособления делаются отсчеты а и b по лимбу горизонтального круга. Разность отсчетов дает значение измеряемого угла = а – b.