Геодезия. 4

Карты, планы классификация

Уменьшенное изображение на бумаге горизонтальной проекции небольшого участка  местности называется планом.На плане местность изображается без заметных искажений, так как небольшой участок поверхности относимости можно принять за плоскость. Если участок поверхности относимости, на который спроектирована местность, имеет большие размеры, то при изображении его на плоскости неизбежны заметные искажения длин линий, углов, площадей.

Картой называется уменьшенное  изображение на бумаге горизонтальной проекции участка земной поверхности  в принятой картографической проекции, то-есть, с учетом кривизны поверхности относимости. В нашей стране топографические карты составляются в поперечно-цилиндрической равноугольной проекции Гаусса.

Масштабом карты (плана) называется отношение  длины отрезка на карте (плане) к  горизонтальной проекции соответствующего отрезка на местности.

По своему назначению все географические карты делятся на общегеографические и тематические. 

 

 

 

 

прямая или обратная геодезические  засечки

Засечка геодезическая        

способ определения положения  точки (опорного пункта в геодезии, орудия или цели в артиллерии) путём  измерения длин отрезков, соединяющих  эту точку с некоторыми заданными  точками, или углов между направлениями  этих отрезков.  

Угловая засечка точки на поверхности  референц-эллипсоида или на плоскости подразделяется на прямую и обратную З. г. Для определения положения точки К прямой З. г. достаточно измерить в заданных точках А и В два угла α и β треугольника АВК (рис. 2), а в обратной З. г. необходимо измерить в определяемой точке два угла между направлениями на три заданные точки А, В, С (рис. 3). Положение определяемой точки находят из тригонометрических соотношений, связывающих измеренные углы и расстояния между заданными точками.        

  В практике геодезических работ  применяют также различные комбинации  прямой и обратной З. г. При  этом измеряют большее количество  величин, чем необходимо. Положение  искомой точки определяют из  соответствующих уравнительных  вычислений.

 

системы координат применяемые  в геодезии

Астрономическая система  координат. Астрономическими координатами являются широта и долгота, определяющие положение точек на поверхности  геоида относительно плоскости экватора и плоскости одного из меридианов, принятого за начальный

Геодезическая система координат. В этой системе за поверхность, на которой находят положения точек, принимается поверхность референц-эллипсоида. Положение точки на поверхности референц-эллипсоида определяется двумя угловыми величинами — геодезической широтой В и геодезической долготой L

Прямоугольная система координат. В геодезии принята правая система  прямоугольных координат (рис. 6) с  нумерацией четвертей по ходу часовой  стрелки. Осями координат являются две взаимно перпендикулярные прямые линии, одна из которых принята за ось абсцисс х, вторая — за ось ординат у.

Полярная система координат. Положение точки т относительно полюса О и полярной оси ОХ определяется двумя величинами: углом (5 и расстоянием D (рис. 7 ,а). Биполярная система координат. Положение точки на плоскости в этой системе координат определяется углами и /Зг (рис. 7,6) или расстояниями и Dv

Измер. Гориз. Углов способ. Круговых приемов

При измерении горизонтальных углов  применяют способы круговых приёмов  или

повторений. Теодолит устанавливают  в вершине угла и приводят его  в рабочее

положение. Направление сторон угла, если измерения  выполняются на дневной

поверхности, обозначаются вехами. В  подземных условиях стороны обозначаются

отвесами или специальными сигналами.

Установка теодолита в рабочее  положение состоит из двух операций :

центрирование и горизонтирование.

Центрирование заключается в размещении вертикальной оси теодолита над

вершиной угла (точкой) и осуществляется при помощи отвеса. Теодолит

устанавливают над точкой так, чтобы  верхняя плоскость головки штатива  была

горизонтальна, остриё отвеса проектировалось на точку. Современные теодолиты

оснащены оптическими центрирами, которые облегчают центрирование, особенно

при сильном ветре, и повышают точность.

Горизонтирование же заключается в приведении вертикальной оси теодолита в

отвесное положение. Для этого  устанавливают уровень при алидаде

горизонтального круга по направлению 2-х подъемных винтов и , вращая их

выводят пузырёк уровня на середину; открепив алидаду, устанавливают уровень

по направлению 3-го винта и вращением  последнего снова выводят пузырёк  на

середину.

 

 

    Изм.гориз.углов Способ приёмов.

При неподвижном лимбе вращения алидады визируют на

заднюю точку А (см. рис. 1). Вначале по оптическому визиру зрительную трубу

наводят от руки, пока визируемая цель не попадёт  в поле зрения. Затем

закрепляют винты алидады и  зрительной трубы, и отфокусировав трубу по

предмету, выполняют визирование  с помощью наводящих винтов и  алидады и трубы

горизонтального круга. Затем берут  отсчёт a по горизонтальному кругу и

записывают его в журнал измерений(табл. 1)

Открепив алидаду, визируют на переднюю точку С и берут отсчёт b. Тогда

значение правого на ходу угла b, определяется как разность отсчетов на заднюю и переднюю точку:

Все эти действия составляют один полуприём. Затем сбивают

алидаду на 90^О и поворачивают на туже точку. Вычисляют значение

Два полуприёма составляют один полный приём. Расхождения результатов не

должно превышать двойной точности отстчётного устройства теодолита, т.е.

Для теодолитов Т15 , 2Т30расхождение  не превышает  0,7 мин. Или 1,5 мин для

теодолитов Т30.За окончательный  результат принимают среднее  значение угла.

Измерение и вычисление левого по ходу горизонтального угла

производится по аналогично последовательности с той лишь разницей,

что левый по ходу угол в каждом полуприёме рассчитывается как разность

отсчётов на переднюю и заднюю точки.

 

 

                      Измерение вертикальных углов.                     

В теодолитах для измерения углов  наклона – вертикальных углов, между

направлениями визирной оси зрительной трубы и горизонтальной плоскостью-

используется угломерный круг, жёсткой  укреплённый на оси вращения зрительной

трубы. На внешней части угломерного  круга нанесены деления лимба, оцифровка

которых отличается в различных  моделях теодолита.

Зрительная труба переворачивается через зенит. В связи с этим вертикальный

круг может оказаться справа от неё, это положение называется круг право (КП),

и слева (КЛ).

Главное условие, которое должно соблюдаться  в вертикальном круге, заключается

в том, чтобы при совмещении нуля верньера с нулевыми шкалами вертикального

круга визирная ось зрительной трубы ZZ была параллельно оси цилиндрического

уровня LL. При соблюдении этого  условия отсчёт по лимбу вертикального  круга

даёт непосредственное значение угла наклона вертикальной оси зрительной

трубы. Если же ось уровня не || нулевому диаметру алидады, то при

горизонтальном положении визирной оси, зрительной трубы и оси уровня нуль

лимба не совпадает с нулём верньера, т.е. отсчёт по вертикальному кругу  не

равен нулю.

Отсчёт по вертикальному кругу, соответствующий горизонтальному  положению

визирной оси зрительной трубы, когда пузырёк уровня выведен  на середину,

принято называть местом нуля, обозначается МО. Для определения значения МО

визируем зрительную трубу при  КП и КЛ на одну и ту же точку, и  берут отсчёты

по вертикальному кругу при  каждом наведении трубы.

 

Измер.гориз.угла способом совмещ.нулей

совмещение нулей  лимба и алидады или «от  нуля». В этом случае нуль алидады  совмещают с нулем лимба. Али-даду закрепляют, оставляя незакрепленным лимб. Трубу наводят на визирную цель и закрепляют лимб. После этого алидаду открепляют, наводят трубу на другую визирную цель и закрепляют алидаду. Отсчет на лимбе даст значение измеряемого угла. Как правило, отсчеты по лимбу производят дважды.

 

теодолитная съемка. классификация и устройство теодолита

Теодолит  – угломерный геодезический прибор, предназначенный для измерения  горизонтальных углов. Основные части  теодолита – 1 подставка с подъемными винтами. 2 горизонтальный угломерный круг. 3 алидада с колонками. 4 вертикальный круг 5 зрительная труба 6 цилиндрический уровень 7 подъемные винты 8 кремальерные и наводящие винты 9 кремальера 10 отсчетное устройство.  

В настоящее время отечественными заводами в соответствии с действующим ГОСТ 10529 – 96 изготавливаются теодолиты четырех типов: Т05, Т1, Т2, Т5 и Т30.

Для обозначения модели теодолита  используется буква "Т" и цифры, указывающие угловые секунды  средней квадратической ошибки однократного измерения горизонтального угла.

По точности теодолиты  подразделяются на три группы:

• технические Т30, предназначенные для измерения углов со средними квадратическими ошибками до ±30";
• точные Т2 и Т5 – до ±2" и ±5";
• высокоточные Т05 и Т1 – до ±1".

 

 

Нивелирование поверхности

Нивелирование поверхности создают для детализированного изображения рельефа местности на строй площадках больших сооружений, промплощадках горных компаний, на участках открытых горных работ, для проектирования осушительных и оросительных систем и т. д. В зависимости от нрава рельефа и ситуации местности, а также от площади нивелируемой поверхности используют разные методы нивелирования: по квадратам, параллельных линий, магистралей (полигонов) и др., из которых наибольшее распространение получил метод нивелирования по квадратам. Данный метод используют при топографической съемке открытых участков местности со размеренным рельефом в больших масштабах (1:500—1:5000) с малой (0,1—0,5 м) высотой сечения рельефа с целью составления проекта вертикальной планировки и подсчета размеров земельных работ. С учетом нрава рельефа, требуемой точности его изображения, трудности и назначения строящегося сооружения разбивают сети квадратов со сторонами от 10 до 100 м.

виды и  назначение нивелирования. Из середины и вперед

В зависимости от метода и  применяемых инструментов нивелирование  делится на:

1) геометрическое

2) тригонометрическое

3) физическими способами  (например, барометрическое)

I.Геометрическое:

- государственное,

- техническое

Это самый точный метод  нивелирования, производится с помощью  визирного луча – нивелира и отвесно  установленных нивелирных реек. Государственное  нивелирование делится на 4 класса точности определения высотных отметок  точек. Точки закрепляются на местности  знаками – реперами. Репера объединены в систему – государственную высотную сеть (Балтийская система высот). Инженерно-техническое нивелирование – самое грубое, применяется при строительстве и земляных работах. В зависимости от требования может выполняться как в относительных, так и в абсолютных (Балтийских) высотах.

II. Тригонометрическое

Превышения определяются по вертикальному углу наклона, измеренного  теодолитом и расстоянию, измеренному  рулеткой или по дальномерам.

III. Барометрическое

1)    Геометрическое нивелирование (рис. 9.1) – нивелирование с помощью горизонтального луча (а и b – отсчеты по рейке, i – высота нивелира).                             

 Из середины                                                Вперед

 

 

 

h = a – b                                                     h = i – b

Рис. 9.1. Геометрическое нивелирование

 

Перенесение в  натуру проектного горизонтального  угла

Для построения проектного угла b_пр от линии АВ (рис.59а) на местности приводят теодолит над точкой А в рабочее положение, закрепляют лимб, наводят зрительную трубу на точку В и берут отсчет b_кл при КЛ. Затем к этому отсчету прибавляют значение проектного угла, если угол откладывают по ходу часовой стрелки (если против хода часовой стрелки - значение проектного угла вычитают). Вычисленный отсчет устанавливают на горизонтальном круге и на местности закрепляют точку С_кл. Действия повторяют при КП и находят точку С_кп.  Полученный отрезок между точками делят пополам и получают точку С, которая соответствует значению проектного угла. Для контроля  построенный угол измеряют способом приемов.

 

Перенесение в  натуру проектных длин линий

заключается в определении  и закреплении  на   местности  наклонного  расстояния  D, которое соответствует проектному  горизонтальному отрезку (проложению) d. При работах высокой точности  не забывают и о введении известных поправок – «за компарирование»  и «за температуру», если длина рабочего прибора отличается от номинальной длины и если разность температур при компарировании и в момент выноса превышает 8˚.      

 Наклонное  расстояние  Dпр отмеряют   на   местности   с учетом угла наклона линии к горизонту либо  с уче Требуемый угол наклона или превышение определяют путем непосредственных измерений  на   местности  или по материалам проекта. При относительной ошибке   отложения   проектной  длины 1/2000 или больше при углах наклона до 1˚ поправку за угол наклона не учитывают и принимают   D = d.том превышения  h  между конечной и начальной точками.

 

 

 

. Вынос на местность  точки с заданной отметкой

Перенесение проектных отметок  на конструкции сооружения или обноску  производят от ближайшего репера с  известной отметкой Н_рп=2N.N (N - двухзначное число, соответствующее порядковому номеру студента в списке группы или номеру зачетной книжки). Требуется так провести риску через точку В (рис.61), расположенной на обноске, чтобы ее отметка была равна проектному значению Н_пр=Н_рп+0.04N.

Рис.61. Построение точки с  проектной отметкой

Для этого нивелир устанавливают  примерно посредине между репером  и точкой В, приводят его в рабочее положение и берут отсчет а по черной стороне рейки, установленной на репере.

Вычисляют горизонт прибора ГП = Нрп + а, от которого вычитают проектную отметку и получают отсчет в = ГП - Нпр. Затем передвигают рейку на точке В по команде наблюдателя верх или вниз до получения вычисленного отсчета в, называемого "проектной рейкой". В этом случае пятка (нуль) рейки будет находиться на необходимой проектной высоте, которую отмечают карандашом или мелом на сооружении. Аналогичные построения и вычисления для контроля выполняют при измененном горизонте прибора.

При необходимости построения точек с проектными отметками  с повышенной точностью (СКП измерения  превышения на станции менее 2 мм) используют точные или высокоточные нивелиры и штриховые рейки. При этом неравенство плеч на станции допускается не более 5м, высота визирного луча над препятствием - не менее 0.2 м.

Перенесение на местность проектных точек  производится различными способами:  способ прямоугольных координат,  полярных координат, способ прямой угловой  засечки, способ линейной з а с е ч к и    и     с п  о с о б    с т в о р н о й    з а с е ч к и.

Выбор того или иного способа зависит  от расположения разбивочной основы, от формы и размеров объекта строительства, от возможности угловых и линейных измерений и т.д.

 

Тригонометрическое  нивелирование 

- метод определения разностей высот точек на земной поверхности по измеренному углу наклона и длине наклонной линии визирования или её проекции на горизонтальную плоскость.  

Превышение h (рис.) определяют по формулам:          
h = s * tg ν + i - V или h = S * sin ν + i - V,          
где ν - угол наклона визирного луча; S - длина линии визирования; s - горизонтальная проекция; i - высота прибора; V - высота визирования. T. н. применяется при топогеодезич. работах на земной поверхности и маркшейдерских съёмках в горн. выработках, наклоны к-рых св. 8°.

 

государственная геодезическая  сеть

Государственная геодезическая сеть (далее - ГГС) представляет собой совокупность геодезических пунктов, расположенных равномерно по всей территории и закрепленных на местности специальными центрами, обеспечивающими их сохранность и устойчивость в плане и по высоте в течение длительного времени.

ГГС, созданная по состоянию на 1995 год, объединяет в одно целое:

• астрономо-геодезические пункты космической геодезической сети;
• доплеровскую геодезическую сеть;
• астрономо-геодезическую сеть 1 и 2 классов;
• геодезические сети сгущения 3 и 4 классов.

 

Принципы  работы системы GPS

Спутниковая радионавигационная система или, как  она еще называется, глобальная система  определения местоположения GPS (Global Position System) обеспечивает высокоточное определение координат и скорости объектов в любой точке земной поверхности, в любое время суток, в любую погоду, а также точное определение времени.  Радиопередатчики спутников непрерывно излучают сигналы в направлении Земли. Эти сигналы принимаются GPS-приемником, находящемся в некоторой точке земной поверхности, координаты которой нужно определить.

 

наблюдение за деформациями зданий и сооружений

Геодезические наблюдения за деформациями зданий и сооружений проводятся в тех случаях, когда  они расположены на территории с  опасными природными и техноприродными процессами, а также когда эти процессы могут влиять на безопасность строительства и при эксплуатации объектов.

Наблюдения могут  проводиться как за деформациями строящихся, так и находящихся  в эксплуатации зданий и сооружений.

При инженерно-геодезических  изысканиях используют следующие виды геодезических наблюдений за деформациями зданий и сооружений:

на потенциально неустойчивых склонах - наблюдения за вертикальными и горизонтальными  смещениями;

на остальных  территориях с опасными природными и техноприродными процессами - наблюдения за вертикальными смещениями.

Для сооружений башенного  типа дополнительно должны проводиться  геодезические наблюдения за их склонами.

Самым распространенным методом наблюдения за вертикальными  смещениями является метод тригонометрического  нивелирования, который отличается высокой точностью и быстротой  измерения. Также к достоинствам данного метода относятся использование  простого и недорогого оборудования, возможность выполнения измерения  в сложных и стесненных условиях.

Наблюдение за горизонтальными  смещениями осуществляется при помощи геодезических высокоточных роботизированных станций. Отметим, что состав и метод  измерений определяется, исходя из конкретных характеристик и деформаций сооружения.

 

Способы определения  площадей

Определение площадей земельных  участков является одним из важнейших  видов геодезических работ для  целей земельного кадастра.

Площади участков могут  быть вычислены по результатам полевых  измерений или измерены по картам (планам).

По результатам  полевых измерений используют два  способа определения площадей:

- аналитический по прямоугольным координатам вершин участка;

- геометрический  по измеренным элементам простейших  фигур, на которые разбиваегся участок, и суммированием их площадей, вычисляемых по известным формулам геометрии.

По картам (планам) используют следующие способы определения  площадей:

- графический: по  измеренным на карте (плане)  элементам простейших геометрических  фигур (сторонам, основаниям, высотам  и т.д.), на которые разбивается  участок; с помощью специально  изготовленных трафаретов (палеток);

- механический с помощью специального прибора - планиметра;

- графо-аналитический по прямоугольным координатам вершин участка, определенным по карте (плану);

- другие способы, основанные  на применении специальных машин,  точных весов, электронных планиметров,  ЭВМ и пр.