Инженерная геодезия

БЕЛОРУСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

МЕЖОТРАСЛЕВОЙ ИНСТИТУТ ПОВЫШЕНИЯ  КВАЛИФИКАЦИИ И ПЕРЕПОДГОТОВКИ КАДРОВ ПО МЕНЕДЖМЕНТУ И РАЗВИТИЮ ПЕРСОНАЛА  БНТУ

 

 

КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬСТВА  М ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

 

по дисциплине:

«Инженерная геодезия»

Вариант 24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                              Выполнил:

                                                          Синевич Евгений Сергеевич 

                                       студент группы:

                        123341

                              Проверил:

                                                              Позняк Анатолий Савельевич

 

 

Минск 2013

Содержание 

Введение 3

4.Высотные  координаты, абсолютная отметка,  высота точки, превышение. Какие  геодезические пункты (знаки и  центры) применяют в строительстве? 4

24.Сущность  изображения рельефа горизонталями  на карте. Что называют высотой  сечения рельефа и заложением? Как определить отметку точки,  лежащей между горизонталями? 11

44.Покажите  на рисунке поле зрения шкалового  микроскопа теодолита. Как сделать  правильный отсчет? 15

84. Как разбивают пикетаж, выбирают  углы поворота и радиусы кривых, плюсовые точки и поперечники? 19

104. Как передают отметку на дно  глубокого котлована с помощью  нивелира? 22

124. Что служит высотной основой  для измерения осадок сооружения? 23

Заключение 29

Список  используемой литературы 30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

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).

 

4.Высотные координаты, абсолютная отметка, высота точки,  превышение. Какие геодезические  пункты (знаки и центры) применяют  в строительстве?

 

Вследствие неравномерного распределения плотности масс в  земной коре поверхность геоида не является правильной сферической: имеют место нерегулярные плавные «понижения» и «повышения» этой повсюду выпуклой фигуры. Нерегулярная поверхность геоида чрезмерно сложна для решения на ней точных задач спутниковой и высшей геодезии. Поэтому поверхность геоида заменяют поверхностью геометрически правильной фигуры – поверхностью общего земного эллипсоида, полученного вращением эллипса вокруг его малой оси b (рис. 1.1. а)

 

В маркшейдерско-геодезических работах высотные координаты (высоты) точек определяют над исходной уровненной поверхностью. Высота Н точки равна ее расстоянию по отвесной линии до уровненной поверхности, принятой за основную.

На рис. 1.1б, высота +Н точки Т положительна, высота – Н точки Е отрицательна. На территории бывшего СССР основная уровненная поверхность совпадает со средним уровнем Балтийского моря в Финском заливе и систему высот называют Балтийской, а высоты точек – абсолютными. Численные значения высот в инженерной геодезии именуют также отметками и выражают в метрах, например высота (отметка) точки Т равна НТ = +186,765 м над уровнем Балтийского моря.

Разность высот двух точек  называется превышением h (см. рис. 1.2б, ), которое представляет расстояние между уровненными поверхностями, проходящими через две данные точки А и М с отметками НА и НМ. В примере рис. 1.2 б превышение между точками М и А равно +h = НА – НМ.

а – на горизонтальную плоскость  и уровенную поверхность; б –  горизонтальное проложение

Рисунок 1.2 – Ортогональные проекции

 

Нередко в инженерно-геодезических  работах пользуются условными высотными координатами, если они определяются относительно уровненной поверхности, проходящей через произвольно выбранную точку.

Для определения положения  точек физической поверхности Земли недостаточно знать только две их плановые координаты хну. Необходима третья координата, характеризующая расстояние точки земной поверхности от начальной поверхности. Расстояние НА от точки А земной поверхности по отвесной линии до начальной поверхности называют высотой (рис. 1.3). За начальную (отсчетную) поверхность для определения высот в геодезии принимается основная уровенная поверхность — поверхность геоида, называемая также уровнем моря. Относительно ее и определяют геодезическими измерениями (нивелированием) высоты точек земной поверхности. Такие высоты называются абсолютными. В СССР за начало счета абсолютных высот принята уровенная поверхность, совпадающая со средним уровнем Балтийского моря, в связи с чем принятую систему высот называют Балтийской. Если за начало счета принимают произвольную уровенную поверхность, то высоты, отсчитываемые по этой поверхности, называют относительными. Так, в гражданском и промышленном строительстве при проектировании и возведении зданий и сооружений применяют относительную систему высот. При этом за отсчетную поверхность принимают уровенную поверхность, совпадающую с полом первого этажа жилого дома или полом цеха промышленного предприятия. Такую отсчетную поверхность называют уровнем чистого пола, а высоты, отсчитываемые от него, — условными. Численное значение высоты называют отметкой.

 

 

Рисунок. 1.3.- Высоты и превышения точек земной поверхности

 

Мировые тенденции в области  геодезии и картографии свидетельствуют об ускорении научно-технического прогресса, связанного, в первую очередь, с переходом на принципиально новые технологии осуществления геодезической и картографической деятельности (теория, методика, конструктивные решения, приемы, способы, средства и т.д.).

В геодезии этот процесс  характеризуется развитием технологий, основанных на спутниковых координатных определениях (GPS-измерениях) местоположения точек в пространстве с применением  спутниковых систем позиционирования (GPS).Совершенствование и развитие данных технологий основано на использовании  двух глобальных спутниковых навигационных систем GPS-NAVSTAR (США) и ГЛОНАСС (Россия), которые позволяют обеспечить построение однородной по точности геодезической сети на совершенно новых принципах при существенном сокращении временных затрат на построение сети. Эта технология модернизации геодезической сети используется практически всеми развитыми странами Европы и мира.

Основными направлениями  деятельности Государственного комитета по имуществу Республики Беларусь в  области геодезии является модернизация Государственной геодезической  сети (ГГС) и создание ее качественной новой структуры на основе спутниковых  методов определения координат  с использованием глобальных навигационных  спутниковых систем для решения  задач экономики, науки и обороны  страны. Существующая Государственная геодезическая сеть Республики Беларусь является составной частью государственной геодезической сети бывшего СССР, которая создавалась в течение нескольких десятилетий на основе традиционных геодезических наблюдений оптическими инструментами.

Сегодня средняя плотность  ГГС республики составляет 1 пункт  на 30,6 кв. км и включает 6,8 тыс. пунктов 1, 2 классов и геодезических сетей  сгущения. Система координат 1942 года (СК-42), в которой определено положение пунктов ГГС, введена на территории СССР в 1946 году. Эта система применяется на территории Республики Беларусь при производстве геодезических и картографических работ всеми отраслями народного хозяйства и ныне. Однако по объективным причинам СК-42 создавалась на всей территории СССР блоками, вычисления выполнялись вручную, что приводило к накоплению ошибок в сети и ее деформации, которая на территории республики достигала 2--4 м. Такое состояние сети является сдерживающим фактором в применении спутниковых технологий, выполнении кадастровых работ, решении навигационных задач и др.

К тому же, не обеспечивается эффективное использование этой системы из-за утраты значительной части центров пунктов, отсутствия на части имеющихся пунктов наружных знаков,неоднородности точностных параметров сети (что затрудняет передачу координат  на большие расстояния), а также  размещения части пунктов в труднодоступных  местах, неблагоприятных для применения аппаратуры ГЛОНАСС/GPS. Для повышения точности существующих геодезических сетей, оперативности и экономической эффективности решения задач геодезического обеспечения, в том числе посредством использования современных спутниковых технологий, в настоящее время на территории Республики Беларусь проводятся работы по созданию спутниковых сетей.

В рамках этих работ на территории страны в 1984--1993 годах определены 3 пункта доплеровской геодезической сети Ракитница (г. Брест), Межно (г. Полоцк) и АГП (г. Гомель), а для аттестации светодальномеров созданы образцовые линейные базисы 2 разряда в Минске и Гомеле. Кроме  того, методами космической геодезии по совместной с Российской Федерацией программе определен 1 пункт фундаментальной астрономо-геодезической сети (ФАГС), 1 пункт космической геодезической сети (КГС) и 9 пунктов высокоточной геодезической сети (ВГС). Развертываются работы по созданию спутниковой геодезической сети 1 класса (СГС-1). Пункты ФАГС и ВГС связаны спутниковыми измерениями с пунктами триангуляции, пунктами Лапласа и пунктами доплеровской геодезической сети.

Принцип построение ГГС методами космической геодезии основан на использовании глобальных спутниковых  систем ГЛОНАСС/GPS и последовательном ее развитии, от сетей высшего класса к сетям низшего класса. Поэтому  современная сеть республики включает:один пункт фундаментальной астрономо-геодезической  сети (ФАГС);девять пунктов высокоточной геодезической сети (ВГС);спутниковую  геодезическую сеть 1 класса (СГС-1); астрономо-геодезическую сеть 1 и 2 классов (АГС); геодезические сети сгущения 3-го и 4-го классов.

В целом ГГС, по завершении работ модернизации сети, будет представлена совокупностью геодезических пунктов  ФАГС, КГС, ВГС и СГС-1, обеспечивающих единство геодезического пространства Беларуси.

На сегодняшний день сеть СГС-1 развивается по всей территории Республики Беларусь единым блоком в  виде совокупности замкнутых фигур (треугольников) со сторонами в 15--30 км, опирающихся на пункты ВГС. Правовой основой перечисленных работ по модернизации государственной геодезической сети республики являются:

Указ Президента Республики Беларусь № 200 от 23 апреля 2007 г. «О некоторых  вопросах в области геодезии и  картографии», которым предусматривается  введение с 1 января 2010 года на территории республики при выполнении геодезических  и картографических работ государственной  системы геодезических координат 1995 года (СК-95) и Балтийской системы  высот;

Постановление Совета Министров  Республики Беларусь № 644 от 19 мая 2007 года «Об утверждении положения о порядке введения государственной системы геодезических координат, высот гравиметрических измерений и установления масштабного ряда государственных топографических карт и планов на территории Республики Беларусь».

В целях реализации указанных  нормативных правовых актов разработан и утвержден план мероприятий, в  котором учтены все основные элементы модернизации государственной геодезической  сети. В частности, планом предусмотрено: обследование и восстановление пунктов государственной геодезической сети 1--4 классов;

создание в республике спутниковой геодезической сети (СГС-1);

определение координат пунктов  ФАГС и ВГС на эпоху введения СК-95;

перевычисление координат  пунктов государственной геодезической  сети в СК-95;

создание и тиражирование  каталогов координат и высот  государственной геодезической  сети в СК-95;

разработка средств и  методов установления связи СК-95 с европейскими и мировыми системами  координат;

разработка и утверждение  нормативных документов, регламентирующих процедуры ввода системы координат.

Кроме того, этим планом, определены меры по установлению на территории республики государственной системы высот, выполнение соответствующих гравиметрических высот, построение карты высот квазигеоида  и др.Вводимая на территории республики СК-95 будет основана на использовании  точных спутниковых GPS-измерений, результатах  уравнивания сети и будет отличаться от СК-95 России.

Основными принципами модернизации ГГС являются: максимальное сохранение и использование пунктов существующей геодезической сети, поэтапное доведение плотности пунктов ГГС до уровня, обеспечивающего интересы всех сфер экономики, науки и обороны Республики Беларусь, и, наконец, обеспечения связи ГГС с геодезическими сетями других государств.

Результатом модернизации ГГС  Республики Беларусь и создания ее качественно новой структуры  является:

устранение деформаций ГГС, имеющихся в системе координат 1942 года, с целью обеспечения точности взаимного положения пунктов  ГГС соответствующей точности спутниковых  геодезических измерений;

повышение плотности сети;

обеспечение связи спутниковых  и наземных геодезических измерений;

обеспечение распространения  СК-95 по всей территории Республики Беларусь;

совершенствование системы  геодезического обеспечения картографирования  территории республики, создания и  ведения земельного кадастра, землеустройства  и мониторинга земель, создания геоинформационных  систем, изучения деформаций земной коры;

создание банка геодезических  данных Республики Беларусь, в целях  последующего использования информации при дальнейшем развитии геодезических  сетей, предоставления информации отраслям экономики для решения задач  с использованием геодезических  данных;

создание Главной высотной основы страны (линии нивелирования  первого и второго классов);

создание фундаментальной  гравиметрической сети, модернизация гравиметрической сети I класса, построение карты высот квазигеоида на территорию Республики Беларусь;

развитие сети постоянно  действующих дифференциальных станций (ПДС) для обеспечения координатных определений в режиме времени, близкому к реальному (данная сеть ПДС позволит упростить процедуру геодезических и топографических работ в различных областях экономики).

Все основные виды работ  по модернизации государственной геодезической  сети и реализации мероприятий по введению СК-95 выполняются предприятием «Госкомимущество» РУП «Белаэрокосмогеодезия» при участии РУП «Белгеодезия», РУП «БелНИЦзем» и учреждением  «Госкартгеоцентр».

 

24.Сущность изображения  рельефа горизонталями на карте.  Что называют высотой сечения  рельефа и заложением? Как определить  отметку точки, лежащей между  горизонталями?

 

Отчетливое и цельное  восприятие изображения местности  по карте основывается прежде всего  на умении свободно и осмысленно читать на ней изображение рельефа земной поверхности:

уяснять общий характер (тип) и структурные особенности рельефа  и его отдельных объектов; определять формы рельефа — их конфигурацию, относительные размеры и взаимное положение, а также абсолютные высоты и взаимные превышения любых точек  местности.

Рельеф — это совокупность неровностей земной поверхности, слагающихся  из разнообразных элементарных форм различного порядка.

Различают крупные, структурные  формы рельефа, образующие поверхность  сравнительно обширных географических районов (горы, равнины, нагорья), и менее  значительные по размерам элементарные формы неровностей, составляющие поверхность  этих объектов рельефа.

Сочетания однородных форм, сходных по своему облику, строению и величине и закономерно повторяющихся  на определенной территории, образуют различные типы и разновидности  рельефа.

По возвышению над уровнем  моря и степени расчлененности земной поверхности различают два основных типа рельефа — горный и равнинный. Их классификация по высоте над уровнем моря указана в табл. 1.1. 

 

Таблица 1.1- Классификация рельефа по высоте над уровнем моря

Горный рельеф	Высота над уровнем моря, м	Равнинный рельеф	Высота над уровнем  моря, м
Низкие горы (низкогорье) Средневысотные горы (среднегорье) Высокие горы (высокогорье)	500-1000 1000-2000    Свыше 2000	Низменности Возвышенные равнины(возвышенности) Плоскогорья	Ниже 200 200—500    Свыше 500

 

 

Горный рельеф слагается  главным образом из линейно вытянутых, простирающихся на большие расстояния горных цепей и хребтов с их отрогами, разделенных продольными  долинами и другими межгорными понижениями. В местах их пересечения поднимаются  горные узлы, которые, как и места  ответвлений отрогов от главного хребта, обычно отличаются своей высотой  и наибольшей труднодоступностью. Глубина  расчленения достигает: в низких горах — до 500 м, в средних —  до 1000 м, в высоких — более — 1000 м.

Равнинный рельеф (равнины) характеризуется формами поверхности  с малыми (в пределах 200 м) колебаниями  высот.  Чем выше над уровнем моря, тем сильнее может быть расчленена поверхность.

По общему характеру поверхности  различают равнины горизонтальные, наклонные, выпуклые и вогнутые.

Холмистый рельеф является одной из разновидностей равнинного рельефа. По форме и строению неровностей  различают также плоскоравнинный, волнистый, ступенчатый, овражно-балочный и другие разновидности равнинного рельефа.

Все многообразие неровностей, из которых слагается рельеф земной поверхности, можно в основном свести к следующим пяти элементарным формам:

1) Гора — значительное  куполообразное или коническое  возвышение с более или менее  явно выраженным основанием —  подошвой. Небольшая горка округлой  или овальной формы с пологими (менее 30°) скатами и с относительной  высотой не более 200 м называется  холмом, а искусственный холм  — курганом.

2) Котловина — замкнутая  чашеобразная впадина обычно  с пологими скатами. В некоторых  котловинах дно заболочено или  занято озером.

3) Хребет — линейно  вытянутое возвышение, постепенно  понижающееся к одному или  обоим своим концам. Линия, соединяющая  противоположные скаты хребта, называется  водораздельной линией, или водоразделом. Ее часто называют также топографическим  (географическим) гребнем, или просто гребнем.

Горный хребет — цепь гор, простирающаяся в одном направлении. В продольном разрезе гребень  горного хребта представляет собой  волнообразную линию. Его выступающие  части образуют вершины. В плановом начертании хребет обычно имеет весьма извилистый и ветвистый вид, который  придают ему отходящие в стороны  горные отроги и их более мелкие ответвления.

Вытянутые возвышения с очень  пологими скатами, незаметно переходящими в равнину, называются увалами.

4) Лощина — вытянутое  углубление, понижающееся в одном  направлении; имеет скаты с  четко выраженным верхним перегибом  — бровкой. Линию по дну,  к которой направлены скаты  лощины, называют водосливом, или  тальвегом; иногда она является  ложем ручья. Лощины обычно  хорошо задернованы, часто бывают  заросшими кустарником или лесом;  дно иногда заболочено.

Большие и широкие лощины с пологими скатами и слабо  наклонным дном называются долинами. В горной местности встречаются  узкие и глубокие лощины с почти  отвесными, обрывистыми скатами; они  называются ущельями.

К разновидностям лощин относятся  также овраги и балки. Овраги — это большие глубокие промоины с крутыми незадернованными скатами, образованные временными водостоками. Их длина может достигать 5 — 10 км, глубина — 30 м, ширина — 50 м и более. Овраги имеют широкое распространение и встречаются в самых разнообразных условиях—на равнинной и холмистой местности, на склонах гор и долин. Они образуются и из года в год увеличиваются под действием талой и дождевой воды в рыхлых и легкоразмываемых грунтах (лёсс, глина, суглинок). С течением времени овраг, достигнув водоупорного слоя, перестает расти в глубину, скаты его выполаживаются, зарастают травой; овраг превращается в  б а л к у.   

В предгорьях и на возвышенных  каменистых равнинах иногда встречаются  узкие, глубоко прорезанные реками расщелины с почти отвесными  или ступенчатыми щеками — это  каньоны. Их глубина может достигать  нескольких десятков, а иногда и  сотен метров. Дно каньона обычно бывает целиком занято руслом реки.

5) Седловина — понижение  на гребне хребта между двумя  смежными вершинами; к ней с  двух противоположных направлений,  поперечных к хребту, подходят  своими верховьями лощины. В горах  дороги и тропы через хребты  проходят по седловинам, которые  называются перевалами.

На топографических картах рельеф изображается горизонталями, т. е. кривыми замкнутыми линиями, каждая из которых представляет собой изображение  на карте горизонтального контура  неровности, все точки которого на местности расположены на одной  и той же высоте над уровнем  моря.

Чтобы лучше уяснить сущность изображения рельефа горизонталями, представим себе остров в виде горы, постепенно затопляемой водой. Допустим при этом, что уровень воды последовательно  останавливается через одинаковые промежутки по высоте, равные h метров (рис. 1.4).

Каждому уровню воды, начиная  с исходного (линия АВ), будет, очевидно, соответствовать своя береговая линия (CD, KL, MN, RS) в виде замкнутой кривой, все точки которой имеют одну и ту же высоту.

Эти линии можно рассматривать  и как следы сечения неровностей  местности уровенными поверхностями, параллельными уровенной поверхности  моря, от которой ведется счет высот. Исходя из этого расстояние h по высоте между смежными секущими поверхностями называется высотой сечения.

Если все эти линии  равных высот спроектировать на поверхность  земного эллипсоида и изобразить в заданном масштабе на карте, то получим  на ней изображение горы в плане  в виде системы замкнутых кривых линий ab, cd,kl, тп и rs. Это и будут горизонтали.

Из рассмотрения сущности горизонталей можно сделать следующее  заключение:

а) каждая горизонталь на карте представляет собой горизонтальную проекцию линии равных высот на местности, изображающую плановое очертание неровностей  земной поверхности. Таким образом, по рисунку и взаимному положению  горизонталей можно воспринимать формы, взаимное положение и взаимосвязь  неровностей;

б) так как горизонтали  на карте проводятся через равные промежутки по высоте, то по числу горизонталей на скатах можно определять высоту скатов и взаимные превышения точек  земной поверхности: чем больше горизонталей на скате, тем он выше;

 

в) заложения горизонталей, т. е. расстояния в плане между  смежными горизонталями, зависят от крутизны ската: чем скат круче, тем  меньше заложение. Следовательно, по величине заложения можно судить о крутизне ската.

Рисунок 1.4 - Изображения рельефа горизонталями.

При изображении рельефа  местности горизонталями мыслится, что уровенные поверхности, рассекающие земную поверхность, отстоят одна от другой на одном и том же расстоянии, называемом высотой сечения рельефа. . Высота сечения рельефа на планах и картах устанавливается в зависимости от характера рельефа местности и масштаба съемки. Чем меньше высота сечения рельефа п, тем подробнее изображается рельеф. По существующим инструкциям для топографических планов и карт различных масштабов приняты определенные сечения рельефа в зависимости от типа рельефа.