ЛЕКЦИЯ 2 - раздел Геология, ЛЕКЦИОННЫЙ КУРС по дисциплине Геодезия ЛЕКЦИЯ 1 1.1 Предмет геодезии. Значение геодезии в народном хозяйстве и обороне страны
2.1 Понятие О Географических, Прямоугольных И
Полярн...
2.1 Понятие о географических, прямоугольных и
полярных координатах
Положение точек на земной поверхности можно определить с помощью координат. В геодезии применяются географические, плоские прямоугольные и полярные координаты.
С помощью географических координат, т. е. широт и долгот, определяют положение точек на поверхности Земли относительно экватора и начального меридиана (рисунок 3). РР1 — ось вращения Земли; Р — северный, a P1 —южный географические полюсы Земли.
Плоскость EQ,, перпендикулярная к земной оси и проходящая через центр Земли 0, называется плоскостью экватора, а линия пересечения плоскости экватора с поверхностью Земли называется экватором.
Плоскость, проходящая через ось вращения Земли и какую-нибудь точку на поверхности Земли, называется плоскостью меридиана, а линия пересечения этой плоскости с поверхностью Земли называется меридианом данной точки.
Мысленное сечение земной поверхности плоскостями, параллельными экватору, дает на поверхности Земли окружности, которые называются параллелями.
Широтой называется угол, составленный отвесной линией в данной точке и плоскостью экватора и обозначается буквой φ.
Широта отсчитывается по дуге меридиана к северу и к югу от экватора от0 до 90°.К северу от экватора широта называется северной, к югу—южной.
Долготой точки называется двухгранный угол между плоскостью меридиана данной точки и плоскостью начального меридиана и обозначается буквой λ.
За начальный принимается меридиан, проходящий через Гринвич на окраине Лондона.
Рисунок 3 -Географические координаты
Долгота отсчитывается по дуге экватора или параллели от начального меридиана в сторону востока и запада от 0 до 180°.Долгота к востоку от Гринвичского меридиана называется восточной долготой, к западу — западной. Широты и долготы определяют положение любой точки на земной поверхности и выражаются в угловой мере.
Географические координатыопределяются из астрономических наблюдений, а также с помощью геодезических измерений. В первом случае координаты называются астрономическими, во втором — геодезическими и обозначаются буквами В — широтаиL — долгота.
Различие между астрономическими и геодезическими координатами происходит от несовпадения направлений отвесных линий и нормалей к эллипсоиду, которое называется уклонением отвесных линий, и оно составляет в среднем 3—4", а в отдельных районах и больше. Астрономические и геодезические координаты объединяют общим названием — географические координаты. Достоинство географических координат заключается в том, что все точки земной поверхности выражаются в единой системе.
Положение точки на плоскости можно определить с помощью взаимно перпендикулярных линий и перпендикуляров, опущенных из этой точки на эти линии (рисунок 4, а). Точка 0пересечения линий называетсяначалом координат, а прямые — осями координат. ЛинияXX — ось абсцисс, а линияYY — ось ординат. Отрезки Мт=хи Мт1=у называются соответственно абсциссой и ординатой точки М. Абсцисса и ордината точки М, взятые вместе, называются координатами точки М.
Рисунок 4 - Плоские координаты:
а — прямоугольные; б — зональные; в — полярные
Оси координат делят плоскость на четыре четверти. Счет четвертей в геодезии ведется по ходу часовой стрелки.
Знаки абсцисс и ординат точек, расположенных в разных четвертях, приведены ниже.
Четверть ..................... I II III IV
Знак абсциссы ...........+ - - +
Знак ординаты ...........+ + - -
Плоские прямоугольные координаты выражаются в линейной мере и удобны при геодезических работах на небольших территориях. При этом за начало координат берется произвольная точка. Однако такая система координат неудобна при геодезических работах на больших территориях и в случае необходимости трудно свести в единое целое геодезические работы на соседних участках.
Поэтому в 1928 году была установлена общегосударственная система зональных прямоугольных координат. Для этого земной эллипсоид делят на 6° зоны, начиная от Гринвичского меридиана (рисунок 5, а) Средний меридиан зоны называется осевым. Каждую зону особым способом (способ равноугольной поперечно-цилиндрической проекции Гаусcа – Крюгера) проектируют на плоскость. В результате такого проектирования получают изображение поверхности земного шара (эллипсоида) в виде 60 зон, примыкающих друг к другу на экваторе (рисунок 5, б). Каждая из этих зон имеет прямоугольную систему координат со своим началом координат — точкой пересечения экватора с осевым меридианом зоны.
Осевой меридиан зоны изображается на плоскости прямой линией и принимается за ось абсцисс (х); осью ординат (у) является изображение экватора. Остальные меридианы и параллели в пределах зоны изобразятся кривыми линиями (дугами). Абсциссы отсчитываются от экватора к северу и югу; к северу от экватора абсциссы положительны, к югу отрицательны. Ординаты отсчитываются от осевого меридиана к востоку (положительные) и к западу (отрицательные).
Для удобства измерения прямоугольных координат при решении практических задач на планах и картах наносят координатную сетку (см. рисунок 5, б), которая представляет собой систему линий, проведенных через определенное расстояние параллельно осевому меридиану зоны (оси х) и экватору (оси у).
На территории стран СНГ, полностью расположенных в северном полушарии, абсциссы всегда положительны. Ординаты же могут быть как положительными, так и отрицательными. Чтобы избежать отрицательных значений ординат, ось абсцисс (х) условно переносят на 500 км к западу от осевого меридиана (рисунок 5, в). Исправленную таким образом ординату называют приведенной (у).Как следует из рисунка 5,в:
уА = 500 км + у а ; ув = 500 км + ув
Если уА= 102,375 км, ув = - 70,188 км, то уА = 602,375км, ув =429,812 км.
1 2 3 зона и т.д
Рисунок5 -Зональная система прямоугольных координат:
а — схема деления поверхности земного шара на зоны; б — схема изображения зон после развертки на плоскости; в — схема определения приведенных координат
В каждой из 60 зон численные значения координат х и у могут повторяться. Поэтому для однозначного определения положения точки на земной поверхности перед каждой ординатой ставится номер зоны. Например, точка В находится в 11-й зоне, тогда ее полная приведенная ордината ув=11429,812 км.
По мере удаления точек от осевого меридиана зоны искажения длин растут, достигая максимальной величины на границе координатной зоны.
Зная географические координаты точки земной поверхности, можно вычислить зональные прямоугольные координаты, и, наоборот, зная зональные прямоугольные координаты, можно вычислить географические координаты.
В полярной системе координат положение точки земной поверхности, например М, можно определить, зная r1 — радиус-вектор и угол ß1, а точки N — соответственно r2 и ß2 (рисунок 4, в). Углы ßi и ß2 измеряют от полярной оси ОХ по ходу часовой стрелки до радиуса-вектора. Положение полярной оси на плоскости выбирают произвольно. Точка 0 называется полюсом.
2.2 Абсолютные и относительные высоты точек земной поверхности
Абсолютной высотой точки земной поверхности называется расстояние от этой точки по отвесной линии до уровенной поверхности, принятой за начало счета. Числовое значение высоты называется отметкой.
В странах СНГ счет абсолютных высот ведется от среднего уровня Балтийского моря, от нуля Кронштадтского футштока. Если расстояние от точки земной поверхности берется не до уровенной поверхности моря, а до какой-нибудь другой условной поверхности, то и отметка называется условной. Величины Аа=НАи ВЬ =НВ(рисунок 6) есть абсолютные высоты точек А и Вземной поверхности. Расстояние от точки земной поверхности по отвесной линии до уровенной поверхности, проведенной через другую точку, называется относительной высотой или превышением одной точки над другой. Величина h есть превышение точки В над точкой А. Превышение может иметь знак плюс или минус в зависимости от положения определяемой точки. Если определяемая точка находится выше по отношению к другой, то превышение положительное, а если ниже, то отрицательное.
Рисунок 6 - Высоты точек А и В земной поверхности
Ориентирование линий 12
3.2 Ориентирование линий по истинному и магнитному меридианам 13
3.3 Ориентирование линий относительно оси ОХ 14
3.4 Румбы и табличные углы 16
3.5 Прямая и обратная геоде
Предмет геодезии
Геодезия - слово греческое и в переводе на русский язык означает «землеразделение». Это слово указывает на происхождение науки, но не выражает ее содержание в настоящее время.
Значение геодезии в народном хозяйстве и обороне страны
В настоящее время трудно назвать отрасль народного хозяйства, которая не нуждалась бы в услугах геодезии. Велика роль геодезии при инженерных изысканиях, проектировании, строитель
Понятие о фигуре и размерах Земли
Поверхность Земли общей площадью 510 млн. км2 имеет возвышения и углубления, заполненные водой. Поверхность морей и океанов занимает 71 %,
а суша всего лишь 29% от общей п
Метод проекций в геодезии
На местности точки, линии, углы и контуры расположены в силу неровностей земной поверхности преимущественно на возвышениях или впадинах. Так как возвышения и впадины являются простр
Ориентирование линий
Ориентировать линию местности — это значит найти ее направление относительно какого-либо другого направления, принимаемого за исходное
Ориентирование линий относительно оси ОХ
При изображении земной поверхности в проекции Гаусса — Крюгера для ориентирования линий в пределах каждой зоны за исходное принимают осевой меридиан, т. е. о
Румбы и табличные углы
В некоторых случаях практики (например, в морском деле) ориентирование линий на местности производится при помощи румбов.
Прямая и обратная геодезические задачи
При вычислительной обработке результатов измерений на местности, при проектировании инженерных сооружений и перенесении их в натуру возникает необходимость решать пряму
Предельная и относительная ошибки
Исходя из четвертого свойства случайных ошибок при геодезических измерениях одинаковой точности, за окончательный результат принимают среднее арифметическ
Понятие о неравноточных измерениях
Неравноточными измерениями называются такие, которые выполнены различным числом приемов, приборами различной точности и т. д.
Если измерения нео
Понятие о плане и карте
При изображении небольшого участка земной поверхности радиусом до 10 км его проектируют нагоризонтальную плоскость. Полученное горизонтальное проложение
Масштабы
Степень уменьшения линий местности при перенесении их на бумагу называют масштабом, т. е. масштабом плана или карты называе
Номенклатура топографических карт и планов
Чтобы изобразить весь земной шар на отдельных листах карты или плана крупного масштаба, потребуется много таких листов.
Для удобства использования такой многолистной карты
Назначение и виды геодезических сетей
Для выполнения топографических съемок, производства инженерно-геодезических работ в строительстве и для решения научных задач необходимо на местности иметь геодезические сети.
Методы создания геодезических сетей
Плановые геодезические сети создаются методами триангуляции, полигонометрии и трилатерации.
При построении геодезической сети метод
Государственная геодезическая сеть
Государственная плановая геодезическая сеть подразделяется на сети 1, 2, 3 и 4 классов. Сеть 1 класса предназначает
Принцип измерения горизонтального угла
Угловые измерения являются одним из основных элементов при производстве геодезических работ.
Пусть ABC (рисунок 23) угол на местно
Устройство теодолитов
При выполнении инженерно-геодезических работ применяются технические теодолиты типа ТЗ0, 2Т30и Т15.
Те
Поверки и юстировка теодолита
Поверки теодолита заключаются в установлении правильности выполнения ряда геометрических условий, предъявляемых к прибору. При обнаружении невыполнения каки
Поверка места нуля вертикального круга.
Местом нуля ОМ вертикального круга называется отсчет по вертикальному кругу при горизонтальном положении визирной оси зрительной трубы и оси цилиндрического
Измерение горизонтальных углов
Измерению горизонтального угла предшествует установка теодолита в рабочее положение, которая складывается из следующих действий: а) центрирование прибора; б) привед
Теодолит 2ТЗО №30791
№ точек стояния
№ точек визирования
Отсчеты по горизонтальному кругу
Среднее из
отсчетов
Приведенное
направление
Измерение вертикальных углов
Вертикальным углом является угол наклона ν, составленный визирной осью зрительной трубы, наведенной на определяемую то
Линейные измерения
Линейные измерения на местности проводятся: при создании опорных геодезических сетей, производстве топографических съемок, при выполнении инженерно-геодезических изысканий, на вс
Порядок измерения линии лентой
Перед измерением линии конечные точки закрепляются специальными знаками: колышками, деревянными столбиками, отрезками труб или рельсов, железобетонными монолитами и т.д. Для
Учет поправок при линейных измерениях
В измеренное значение длины линии вводятся поправки:
1)за компарирование мерного прибора (ΔDK);
2) за температуру (ΔD
Определение неприступных расстояний
В некоторых случаях, вследствие каких-либо препятствий, измерить линию непосредственно лентой невозможно. Тогда, при отсутствии дальномеров соответствующей точности, используют косвенный способ. Пу
Сущность теодолитной съемки
Теодолитной съемкой называется горизонтальнаяили контурная съемка местности, которая выполняется с помощью теодол
Съемка ситуации местности
Для съемки ситуации применяются следующие способы, изложенные ниже.
1.Способ перпендикуляров. Этот способ применяется при съемке ситуации
Камеральные работы при теодолитной съемке
В результате теодолитной съемки получают геодезический журнал измерений углов, линий и абрисы. Эти документы служат основным материалам
Диагонального (разомкнутого) теодолитного хода
Диагональный ход, проложенный между точками основного полигона, так же как и разомкнутый ход, опирающийся на пункты геодезической опорной сети, уравнивается как ход между двумя исхо
Построение плана теодолитной съемки
Графические работы состоят в построении плана теодолитной съемки на основе координат вершин теодолитного хода и абрисов съемки ситуации. Составление плана выполняется в следующей по
Сущность и способы геометрического нивелирования
Геометрическое нивелирование производится для определения превышений одной точки над другой, близкой к ней, при помощи горизонтального луча нивелира и отвес
Нивелиры, их устройство и поверки
Нивелиры по точности делятся на три типа: высокоточные для нивелирования I и II классов, точные для нивелирования III и IV классов и
Поверки и юстировка нивелира Н-3
1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира. Подъемными винтами приводят пузырек круглого уровня в центр кружка на
Нивелирные рейки, их устройство и поверки
При техническом нивелировании применяют двухсторонние цельные рейки РН-3 (рисунок 46, а) длиной 3000 мм, толщиной 2—3 см, шириной 8—10 см, а также складные р
Производство технического нивелирования
Техническое нивелирование производится для определения отметок пунктов съемочного обоснования топографических съемок, а также при изыска
Построение профиля трассы
Для проектирования сооружения линейного типа составляют продольный профиль трассы (рисунок 48). Профиль составляется по данным нивелирного
Полевые работы при тахеометрической съемке
Планово-высотным обоснованием для тахеометрической съемки служат теодолитно-нивелирные, теодолитно-высотные и теодолитно-тахеометрические ходы,
Камеральные работы при тахеометрической съемке
Обработку результатов полевых измерений при тахеометрической съемке начинают с проверки правильности всех записей и вычислений, сделанных в журнале. Дальнейшая обработка измерений с
Территории строительства
Опорные геодезические сети на территории строительства служат основой для крупномасштабных съемок, трассировочных работ, обеспечения разбивочных работ в про
Выбор масштаба и виды топографических съемок
Масштабы топографических съемок устанавливаются в зависимости от стадий и способов проектирования, плотности застройки, типов проектируемых сооружений и необходимой точности изображения ситуации
Геодезические работы при проектировании. Генплан
Генеральный план представляет собой технический документ размещения на топографическом плане существующих и намеченных для строительства зданий и сооруже
Зданий и сооружений на местность
Под перенесением проекта зданий и сооружений на местность понимают комплекс геодезических работ по подготовке данных и выносу на местность с помощью геодезич
Проектирование горизонтальной и наклонной площадок
В соответствии с проектом вертикальной планировки застраиваемой территории естественный рельеф строительной площадки преобразуется путем выполнения земляных работ.
Проектир
Вычисление объема земляных работ
Графическим документом по вертикальной планировке является картограмма земляных работ, составленная на основе нивелирного плана крупного масштаба (
Сущность разбивочных работ
Разбивка сооружений или перенесение проекта в натуру заключается в нахождении и закреплении на местности точек и линий, определяющих плановое и высотное положение зданий и сооружений.
Перенесение на местность проектной линии
Для перенесения на местность проектной линии с помощью лент и рулеток от исходной точки откладывают в заданном на правлении наклонное расстояние, горизонтальное проложение которого равно проектному
Способы перенесения
По данным геодезической подготовки проект переносится на местность, т. е. проводится разбивка главных и основных осей зданий и сооружений.
Главными
И плоскости заданных уклонов
Перенесение на местность проектной отметки приходится делать довольно часто. Отметку выносят при закладке фундамента на дно глубокого котлована, на высокие ч
Высокие части сооружения
В практике строительства приходится передавать отметки вниз на дно глубокого котлована и вверх на высокие части сооружения. В таких случаях для передачи отметки кроме рейки применяю
Определение высоты сооружения
Для определения высоты сооружения, например, здания (рисунок 66, а) в точке А, расположенной вблизи здания, устанавливают теодолит и измеряют углы наклона
Разбивка зданий и сооружений
Детальная разбивка выполняется после вынесения на местность основных осей зданий или сооружений. Основными видамигеодезичес
Вынесение осей сооружения на обноску. Закрепление осей
Для удобства линейных измерений при детальной разбивке осей зданий или сооружений, а также для закрепления разбивочных осей, вокруг разбиваемого здания или сооружения строя
Разбивка котлованов и фундаментов
Разбивка контура котлована или траншеи для проведения земляных работ выполняется согласно разбивочному чертежу, на котором должны бы
Монтажных горизонтах
Для проведения геодезических работ при возведении строительных конструкций в надземной части зданий или сооружений необходимо иметь опорную разбивочную сеть
Новости и инфо для студентов