Шпаргалка по "Геодезии"

1. Предмет и  задачи геодезии.

Геодезия -- (греч) землеразделение.

 Геодезия -- наука,  изучающая форму и размеры  Земли, а также отдельных

участков её поверхности.  В геодезии  разрабатывают различные  методы и

средства измерений  для решения различных научных и практических задач,

связанных с определением формы и размеров Земли,  изображения  всей или

отдельных частей её на планах и картах, выпол нения работ, необходимых

для решения различных  поизводственно-технических  и оборонных  задач. В

геодезии применяют  приемущественно линейные и угловые измерения.

 В  процессе  своего  развития  геодезия  разделилась  на ряд научных и

научно-технических дисциплин: высшую геодезию, топографию, фотогеометрию,

картографию и инженерную (прикладную) геодезию.

 Высшая геодезия -- наука изучающая методы определения фигуры, размера

и  внешнего  гравитационного  поля  Земли,  деформацию  земной  коры и

определение координат  точек в единой системе координат.

 Топография  --  научная   дисциплина,   занимающаяся  съёмкой   земной

поверхности  и  разработкой  способов  изображения этой поверхности на

плоскости. Топографическими съёмками называются практические работы по

созданию оригинала  топографического плана. Различают  тахеометрическую,

мензульную, аэрофототопографическую  и фототеодолитную съёмки.

 Картография владеет  методами составления и издания  карт.

 Аэрофотосъёмка изучает  использование летательных аппаратов  и различной

съёмочной техники для  съёмок земли с самолета и из космоса.

 Маркшейдерское дело (маркшейдерия)  --  геодезические работы в горных

выработках  и  на  земной  поверхности с целью  изображения на планах и

разрезах  геологических  образований,  шахт,  токелей  и  др. подземных

коммуникаций.

 Морская  геодезия  развивает  методы геод. работ  по картографированию

морского дна и изучению природных ресурсов континентального шельфа.

 

 Инж. геодезия рассматривает  геодез работы, выполняемые при  изысканиях

проектировании в строительстве  и эксплуатации инж. сооружений.

 Геодезия развиваеться  в тесном контакте с достижениями  в математике,

вычисл. технике, физике.

 Практические задачи:

1. Определение положения  отдельных точек земной поверхности.

2. Составление карт  и планов местности.

3. Выполнение измерений  на земной поверхности и под  землёй, необходимых

   для проектирования  и стоительства инженерных сооружений.

 

 

2. Форма и  размеры Земли.

Первоначальное представление  о фигуре З. – шар (Пифагор). З., вращаясь вокруг оси, имеет сжатие, форму, близкую  к эллипсоиду.

Ур-ная пов-сть –  выпуклая линия, в каждой точке к-рой  направление силы тяж. перпенд-но к этой ур-ной пов-сти (напр-е силы тяж. – отвесная линия).

Пов-сть Геоида – ур-ная  пов-сть, совпадающая с пов-стью морей  и океанов в спокойном их состоянии  и мысленно продолженная под материками.

Земной эллипсоид –  элл., харак-щий форму и размеры З. вообще.

Референц-элл. – земной элл., к-рый принят для обработки  геод. изм. и уст-я системы геод. координат (реф.-элл. Красовского) (а=6 378 245 м, α=(а-b)/а=1/298,3, b= 6 356 863 м, где а и b - большая и малая полуоси  элл., α – полярное сжатие.

 

За фигуру Земли принимают геоид. Геоид – фигура ограниченная уровневой поверхностью совпадающей с поверхностью Мирового океана в состоянии полного покоя и мысленно продолженной под материками. Поверхность геоида отличается от физической поверхности Земли. Поверхность геоида в каждой ее точке перпендикулярна направлению отвесной линии.

Геоид сложная  фигура, поэтому перешли от него к поверхности эллипсоида вращения.  R-земли - ~6371 км, 1 градус на экваторе = 111 км, 1’=1 морской миле 18 км.

 

 

3. Система географических координат.

Величины определяющие положение точки в пространстве, на плоскости,  на др. поверхности  относительно начальных или исходных линий поверхности наз. Координатами. В инж. Геодезии применяют следующие  системы координат: географические , геодезические, прямоугольные полярные и зональная система прямоугольных координат Гаусса

Географическая: уравенная  поверхность принимается за поверхность  сферы. Положение каждой точки на сферической поверхности земли  определяется широтой и долготой . геогр. Широтой точки наз угол (0-90) между отвесной линией проходящей через точку и линией экватора. Геогр долготой (0-360) точки наз. Двугранный угол между плоскостью начального меридиана и плоскостью мередиана данной точки.

Геодезические: и относится  к поверхности эллипсоида поверхности . Положение точки определяется  геодезической широтой и долготой. Геод широтой – наз угол образуемый нормальной поверхностью эллепсоида и плоскостью экватора. Геод. Долготой наз – угол образ. Плоскостями начального меридиана и меридиана данной точки. Геод координаты нельзя измерить на местности. И х вычисляют по результатам геодез. Измерений наместности спроец на поверрхн эллепсоида.

Прямоугольная:Систему  образуют две взаимно перпендикулярные оси,лежащие в горизонт плоскости (образуются четверти).причем Х совмещают с меридианом точки.

Полярная система координат  представляет собой произвольно  выбранную линию которая наз. Полорная ось , начальная точка оси  – полюс

Зональная система прямоугольных  координат Гаусса:сетку переносят  со сферической поверхности Земли на плоскость (картографическое проецирование) цилиндра,поецируемую часть Земли ограничивают меридианами с разностью долгот от 6 до 3.-этот участок Земли-зона.меридиан-х экватор-у.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Прямоугольная система  координат Гаусса-Крюгера.

Для изображения значительных частей земной поверхности на плоскости применяются специальные проекции, дающие возможность перенести точки поверхности Земли на плосксс гь по математическим законам; тогда положение точек становится возможным определять в наиболее простой системе плоских прямоугольных координат х, у. Такие проекции обычно называются картографическими проекциями. Общие формулы картографических проекций могут быть написаны в виде

В общем случае проекции, определяемые уравнениями {1.3), будут вызывать искажения углов и линий. В геодезических целях выгодно применять изображение поверхности эллипсоида на плоскости, которое не искажало бы углов, т. е. углы фигур на эллипсоиде и их изображения на плоскости были бы равными. Такие проекции называются равноугольными, или кон-форм и ы м и. В этом случае изображение весьма малых частей эллипсоида будет подобным, масштаб в их границах — практически постоянным, а искажения линий — не зависящими от их азимута. Выгода применения кон-

формных проекций заключается в том, что при необходимости учета искажений следует вводить поправки только в длины линий и притом практически постоянные в пределах отдельных участков. Конформных проекций может быть множество. В СССР принята конформная проекция эллипсоида на плоскости и соответствующая

ей система координат Гаусса — Крюгера (по имени Гаусса, предложившего эту проекцию, и Крюгера, детально разработавшего формулы для ее применения в геодезии). Сущность этой проекции заключается в следующем.

1.             Земной эллипсоид меридианами разбивается на зоны (рис. 1.5). В СССР приняты шести- и трехградусные зоны. Средний меридиан зоны называется осевым. Нумерация зон ведется от Гринвичского меридиана на восток (рис. 1.6).

2.                Каждая зона в отдельности конформно проектируется на плоскость таким образом, чтобы осевой меридиан изображался прямой линией без искажений (т. е. с точным сохранением длин вдоль осевого меридиана). Этим определяется вид функций /i и fe в формуле (1.3). Экватор также изобразится прямой линией. За начало счета координат в каждой зоне принимается пересечениеизображений осевого меридиана — оси абсцисс х и экватора—оси ординат у.  Показанные на рис. 1.6 линии, параллельные изображению осевых меридианов и экватора, образуют прямоугольную координатную сетку.

3. Искажения длин линий в проекции  Гаусса — Кргогера возрастают  по мере удаления от осевого  меридиана пропорционально квадрату  ординаты.

В инженерно-геодезических работах  и съемках круп-/ ного масштаба такими искажениями пренебрегать нель-/ зя. В этом случае, при расположении участка на краю / зоны, следует или учитывать искажения, или применять частную систему координат с осевым меридианом, проходящим примерно через середину участка работы.

4. Система координат в каждой зоне одинаковая. Для установления зоны, к которой относится точка с данными координатами, к значению ординаты слева приписывается номер зоны. Чтобы не иметь отрицательных ординат, точкам осевого меридиана условно приписывается ордината, равная 500 км. Тогда все точки к востоку и западу от осевого меридиана будут иметь положительные ординаты. Например, если дана ордината у = =7 375 252, то точка находится в седьмой зоне и имеет ординату от осевого меридиана, равную 375 252 — -500 000 = -124 748 м.

Все современные топографические  карты СССР составлены в проекции Гаусса — Крюгера. Эта проекция принята во всех социалистических странах и в ряде капиталистических стран Европы.

 

 

5. Ориентирование  линий.

Сориентировать направление-значит определить угол, который составляет это направление с другим направлением принятым за исходным. В зависимости от выбора исходного направления возможны несколько методов ориентирования.

Азимут-угол между северным направлением меридиана и направлением данное линии(0-360). Румб-острый угол между ближайшим направлением меридиана и направлением данной линии. Румбы обозначаются буквой r с индексами, указывающими четверть , в которой находится румб 1 ч – св, 2- юв 3- юз 4- сз. Румбы измеряют в градусах от 0-90.

В прямоугольной систкме координат ориентирование линий производят относительно оси абсцисс.Дирекционный-угол между положительным (сев)направлением оси абсцисс до линии, направление которой определяется (0-360). Дирекционный угол на местности не измеряют, его значение можно вычислить если есть истинный азимут зависимость --- дир угол= ист азимут – сближение меридианов сущ прямой и обратный дир угол  обр. дир угол = дир угол + 180 град.Румбы дирекционных углов обознач и вычисл так же, как и румбы ист азимутов, только отсчитывают от северного и южного направлений оси абсцисс. Направление магнитной оси свободно подвешеной магнитной стрелки наз. Магнитным меридианом. Угол между северным направлением маг меридиана и направлением данной линии наз магнитнам азимутом. Маг. Азимут считают  по направ часовой стрелки, Зависимость между магнитными азимутами и маг румбами такая же как, между ист румбами. Т к маг. Полюс не совпадает с геогр, направ магнитного меридиана в данной точке не совпадает с направлением исттинного меридиана . Горизонтальный угол между этими анправлениями наз склонением магнитной стрелки. Различ восточное и западное склонение вост скло + западное склон -  зависимость АИСТ= АЗИМ МАГ+СКЛОНЕНИЕ. ДИР УГОЛ= АЗИМ МАГ + ( СКЛОНЕНИЕ – СБЛИЖЕНИЕ)  маг стрелка имеет разное склонение  на тер РФ 0…+_ 15 град. Склонение маг стрелки не остается постоянной и в данной точке Земли различают вековые годовые суточные изменения склонения. Следовательно маг стрелка указывает положение маг меридиана приближенно и ориентировать линии местности по маг азимутам можно тогда, когда не требуется высокой точности.

 

 

 

7. Виды масштабов.

Масштаб – это отношение  длины S  линии на чертеже, плане, карте к длине S  горизонтального положения, соответствующей линии в натуре.По масштабам карты телятся на мелко-,средне- и крупно масштабные.Мелко-мельче 1:1000000, средне-от 1:1000000 до 1:200000;крупно-от1:100000 до 1:10000.

Масштаб планов-от 1:5000 до 1:500.Также иногда составляют и до 1:50. Карты и планы классифицируются по содержанию на  общегеографичекие- отображаются совокупность всех эл. Местности

 

 

 

 

 

6. Топографические  карты и планы.

Топогр. карта – уменьшенное  обобщенное и построенное по опр-ным  матем. з-нам изображение значительных участков пов-сти земли на пл-сти.

Топогр. план – уменьшенное и подобное изображение на бумаге горизонтальных проекций контуров и форм рельефа местности без учета сферичности Земли.

8. Масштабы, точность  масштаба, условные топографические  знаки.

        Масштаб – степень уменьшения  изображения на плане контуров  местности.

М карт: 1:100 000, 1:50 000, 1:25 000, 1:10 000.

М планов:  1:5000, 1:2000, 1: 1000, 1: 500.

Численный М – отношение  длины линии на плане к длине  горизонт. проложения этой линии на местн. Горизонт. проложение – длина  ортогональной проекции линии на горизонт. пл-сть.

Линейный М – графич. изображение численного М.

Поперечный М –  график, основанный на пропорциональном делении.

Точность М – горизонт. расстояние на местности, соотв-щее  на карте 0,1 мм (разрешающая способность  глаза чел.).

Усл. топогр. знаки – изображение местные предметы на топогр. планах и картах.

Усл. знаки:

  -масштабные (контурные) (пашни, луга, леса, моря, озеры). Изобр-ют предметы подобными оригиналу, по ним можно опр-ть размеры и форму;

  -внемасштабные (ширина дорог, малых рек, мосты колодцы). Опр-ют местоположение предметов, по ним нельзя опр-ть их размеры.

Усл. знаки дополняются  значками и цифровыми данными, дающими  хар-тики предметов.

Номенклатура – система  разграфки и обозначения листов топогр. карт.

Пов-сть элл. делят  меридианами на равные 6-градусные интервалы (колонны). Счет интервалов идет от меридиана 180°. После Гринвича - 1 зона – 31 колонна.

Пов-сть элл. делят  параллелями на 4-градусные интервалы  – ряды. Отсчитывают от экватора к северу и югу и обозн. заглавными буквами латинского алфавита.

 

 

8.Задачи, решаемые  на картах и планах.

Решением задач на картах и планах является  определение:

географических координат  точек (линейка),

дирекционного угла, истинного  и магнитного азимутов линий (транспортир),

отметок точек (Hc=H1+∆H, ∆H=e/d(H2-H1))

крутизны ската, построение профиля, линий с заданным уклоном, проведение границ водосборной площади  и т.д. J