Шпаргалка по "Геодезии"

1. История развития геодезии в России. Основное развитие геодезия, как наука в России, получила в середине прошлого тысячелетия, когда значительно оживились торговые связи между континентами и отдельными государствами. Именно тогда потребовались мореплавателям и торговцам географические карты, для получения которых требовались знания в области математики, инструментальной техники и, конечно же, геодезии. Таким образом, история развития геодезии зависела от потребностей человека, которому требовалось все больше знаний, чтобы развивать свои сферы деятельности. Впервые геодезические измерения в России, такие как сейчас выполняет Земельная Кадастровая Компания, были зафиксированы в 11 веке – измерили ширину Керченского пролива. Петр Первый значительно усовершенствовал составление карт – измерялись огромные земельные участки, которые затем наносились на бумагу в соответствующем масштабе. Отечественная война 1812 года выявила скверное обеспечение в Российском государстве географическими картами. После этого была совершена огромнейшая работа — земельные участки территорий России подвергались топографическим съемкам, которые необходимы были, чтобы правильно разрабатывать стратегию военных действий. Исполнителем съемок был Корпус военных топографов, который образовался в начале XIX века.Российскими геодезистами, руководителем которых был Ф. Н. Красовский, были получены совершенно новые параметрические данные нашей планеты Земля. Кроме того, была создана российская школа, которая могла снимать участки земельные участки при помощи аэрофотосъемки. В это же время, появляется совершенно самостоятельная ветвь геодезии – прикладная геодезия, которая в настоящее время широко применяется в строительстве и прочих сферах деятельности человека.Прошло немного времени, и человек научился снимать обширные земельные участки с космоса. Благодаря запущенным в космос спутникам, земля снимается, как в целом, так и отдельные ее участки. В Современной Российской Федерации, Федеральная служба геодезии и картографии появилась в сентябре 1992 года. Спустя 12 лет было образовано Федеральное агентство геодезии и картографии, которое подчиняется Министерству транспорта России. В России также был утвержден официальный праздник геодезиста, который отмечается ежегодно 13 марта.

2.История развития геодезии за рубежом. Геодезия возникла в глубокой древности, когда появилась необходимость землеизмерения и изучения земной поверхности для хозяйственных целей. В Древнем Египте еще в 18 в. до н. э. существовало руководство по решению арифметических и геометрических задач, связанных с землеизмерением и определением площадей земельных участков. Геодезия развивалась в тесной связи с задачами составления планов и карт земной поверхности. Планами и картами отдельных местностей и даже больших стран также пользовались в глубокой древности. Имеются сведения, что в Китае уже около 10 в. до н. э. существовало особое учреждение для топография, съёмок страны. В 7 в. до н. э. в Вавилоне и Ассирии на глиняных дощечках составлялись общегеографические и специальные карты, на которых давались сведения также и экономического характера. Методы геодезии уже на ранней ступени её развития получили применение при решении различных инженерных задач. В б в. до н. э. существовали такие инженерные сооружения, как канал между Нилом и Красным морем, оросительные системы в долине Нила и т. д. Эти сооружения не могли быть осуществлены без соответствующих геодезических измерений, явившихся началом инженерной геодезия. В 6 в. до н. э. появились предположения о шарообразности Земли, а в 4 в. до н. э. были высказаны и некоторые из известных нам доказательств, что Земля имеет форму шара. В это время геодезия получила своё современное название и стала выделяться в самостоятельную науку о методах измерения на земной поверхности и определения размеров земного шара. Знание размеров Земли бьыо необходимо для составления географических карт, в которьк нуждались торговля, мореплавание, военное дело и вообще развивающаяся хозяйственная и культурная жизнь народов. Первое в истории науки определение размеров Земли, как шара, было произведено в Древнем Египте греч. учёным Эратосфеном в 3 в. до н. э. Оно было основано на правильном геометрическом методе, который получил название градусных измерений. В связи с постановкой и решением задачи определения вида и размеров Земли, как планеты, геодезия вступила в тесный контакт с астрономией, возникшей задолго до этого из практической необходимости измерения времени и предсказания смены времён года. Астрономы и математики еще во 2 в. до н. э. установили понятия о географической широте и долготе места, разработали первые картографические проекции, ввели сетку меридианов и параллелей на картах, предложили первые методы определения взаимного положения точек земной поверхности из астрономических наблюдений и тем самым создали один из методов картографических работ.

3. Основные понятия, цели и задачи геодезии. смотри лекцию №1 в тетради

4. Предмет геодезии, связь геодезии между смежными дисциплинами. Геодезия, — наука о методах и технике производства измерений на земной поверхности и в околоземном пространстве, проводимых для: определения фигуры и размеров Земли; изображения земной поверхности и отдельных её частей в виде планов, карт и вертикальных разрезов в виде профилей; решения разнообразных научных и практических задач по созданию и эксплуатации исскуственных сооружений (ИССО) на земной поверхности; создания геодезических опорных сетей как основы для выполнения перечисленных задач. Геодезия одна из древнейших наук, возникла с началом земледелия и её название образовано из двух греческих слов - "гео" -"земля" и "дайдзо" - "разделяю" (землеразделение). В настоящее время геодезия подразделяется на следующие научные дисциплины :высшая геодезия; космическая геодезия; топография; картография; фотограмметрия; инженерная геодезия. Высшая геодезия определяет: вид и размеры Земли (как планеты); внешнее гравитационное поле Земли; взаимное расположение значительно удалённых друг от друга геодезических пунктов; точность изображения пунктов на плоскости в проекции с учётом искажений из-за кривизны земной поверхности. Космическая геодезия рассматривает теорию и методы решения научных и практических задач на земной поверхности по наблюдениям небесных тел (Луна, Солнце, ИСЗ) и по наблюдениям Земли из космоса.  Топография изучает небольшие участки земной поверхности, которые без ущерба для точности можно проектировать на плоскость без учета кривизны Земли.Предмет изучения картографии - методы и процессы отображения поверхности Земли и протекающих на ней процессов в виде различных, в том числе цифровых и электронных карт.Фотограмметрия решает задачи измерений по азрофото- и космическим снимкам для различных целей, в том числе: для получения карт и планов, обмеров зданий и сооружений и т. п. Инженерная геодезия изучает методы геодезического обеспечения при разработке проектов, строительстве и эксплуатации разнообразных сооружений, а также при изучении, освоении и охране природных ресурсов.Несмотря на многообразие инженерных сооружений, при их проектировании и возведении решаются следующие общие задачи:получение геодезических данных (геодезические измерения) при разработке проектов строительства сооружений (инженерно-геодезические изыскания); определение на местности основных осей и границ сооружении в соответствии с проектом строительства (разбивочные работы);обеспечение в процессе строительства геометрических форм и размеров элементов сооружения в соответствии с его проектом, геометрических условий установки и наладки технологического оборудования;определение отклонений геометрической формы и размеров возведенного сооружения от проектных (исполнительные съемки); изучение деформаций (смещений) земной поверхности под сооружением, самого сооружения или его частей под воздействием природных факторов и в результате действий человека. По виду работ инженерная геодезия бывает: наземная подземная (маркшейдерское дело) воздушная подводная Геодезия развивается в тесной связи с другими научными дисциплинами. Большое влияние на развитие геодезии оказывают математика, астрономия, физика.Математика вооружает геодезию средствами анализа и методами обработки результатов измерений.Астрономия обеспечивает необходимые в геодезии исходные данные.На основе физики рассчитывают оптические приборы и инструменты. В современном геодезическом приборостроении используются и другие науки, как, например, механика, автоматика, электроника.Тесную связь геодезия имеет также с географией, геологией, в особенности с геоморфологией.

5. Формы и размеры земли. Общая форма Земли как материального тела определяется действием внутренних и внешних сил на ее частицы. При определении фигуры и размеров Земли в геодезии вводится понятие уровенных поверхностей. Основная уровенная поверхность – это поверхность воды в океанах и собирающимися с ними морями, в состоянии полного покоя и равновесия, мысленно продолженная под материками так, чтобы она пересекала направление отвесной линии под прямым углом (90'). Направление отвесной линии к уровневой поверхности в геодезии принимают за одну из осей координат. Фигура Земли, ограниченная основной уровенной поверхностью, называется – геоид. Вследствие особой сложности, геометрической направленности геоида его заменяют другой фигурой – эллипсоидом, который получается от вращения эллипса вокруг его малой оси PP₁. (a=6378245м; b=6356863м; сжатие a=(a-b)/a=1/298,3; R=6371,11км). Начало отсчёта плановых координат для всех карт находится в центре Круглого зала Пулковской обсерватории. Малая ось референт эллипсоида совпадает с осью вращения Земли. Третья координата (высотная) определяется от среднего многолетнего уровня Балтийского моря, зафиксированного 0' Кронштадского футштока.

6. Понятие о геоиде. Эллипсоид Крассовского. За фигуру Земли в первом приближении можно принять фигуру, ограниченную невозмущенной поверхностью морей и океанов и продолженную под материками так, чтобы отвесные линии во всех ее точках были перпендикулярны к ней. Такую фигуру Земли по предложению немецкого физика Листинга называют геоидом. В России (в СССР с 1946 года) используется эллипсоид Красовского. Эллипсо́ид Красо́вского — земной эллипсоид, определённый из градусных измерений в 1940 году группой под руководством Ф. Н. Красовского.Полярный радиус-6 356 863 м; экваториальный радиус-6 378 245 м; Длина меридиана-40 008,5 км; Длина экватора-40 075,7 км. WGS84 (World Geodetic System 1984) применяется в системе спутниковой навигации GPS;

7. Единицы и способы измерений в геодезии. Нахождение физической величины с помощью спец технич средств в принятой системе единиц. Их подраздел на 3 группы: 1. Угловые - определ значен гориз и вертик углов, с помощью спец приборов. 2. Линейные – опред значен наклон и горизон линий на местности. 3. Высотные – определ абсолютн высот точек или превышен между ними. 

8-10. Ориентирование линий на местности. Азимуты.Дирекционные углы. Румбы. Ориентировать линию – значит определить ее направление относительно другого, принятого за начальное. Направление определяется величиной ориентирного угла, т. е. угла между начальным направлением и направлением линии. За начальное направление принимают: географический меридиан точки, осевой меридиан зоны и магнитный меридиан точки. Ориентирными углами линии являются дирекционный угол, географический (истинный) азимут, магнитный азимут и три румба: дирекционный, географический и магнитный. Дирекционным углом линии называют горизонтальный угол α, измеренный по ходу часовой стрелки от северного направления осевого меридиана до ориентируемой линии. Географическим (истинным) азимутом линии называется горизонтальный угол А_и, измеренный по ходу часовой стрелки от северного направления географического меридиана точки до ориентируемой линии. Пределы изменения географического азимута – от 0° до 360°. Магнитным азимутом линии местности в данной точке называют горизонтальный угол А_m, измеренный по ходу часовой стрелки от северного направления магнитного меридиана, проходящего через данную точку, до ориентируемой линии. Магнитный меридиан – этопроекция оси свободно подвешенной магнитной стрелки на уровенную поверхность. Магнитный азимут изменяется от 0° до 360°. Румбом линии местности в данной точке называют горизонтальный угол r, измеренный от ближайшего направления меридиана (северного или южного) до направления данной линии. Пределы изменения румба от 0° до 90°.

11.Сближение меридианов. Склонение магнитной стрелки. Угол в данной точке между ее меридианом и линией, параллельной оси абсцисс или осевому меридиану называется сближением меридианов. Счет сближения меридианов ведется от геодезического меридиана. Сближение меридианов считается положительным, если северное направление оси абсцисс отклонено к востоку от геодезического меридиана, и отрицательным, если это направление отклонено к западу. Угол между геодезическим меридианом данной точки и ее магнитным меридианом, направленным на север, называется склонением магнитной стрелки или магнитным склонением. Магнитное склонение считается положительным, если северный конец магнитной стрелки отклонен к востоку от геодезического Меридиана (восточное склонение), и отрицательным, если он отклонен к западу (западное склонение). Направлению геодезического меридиана на топографической карте соответствуют боковые стороны ее рамки, а также прямые линии, которые можно провести между одноименными минутными делениями долгот.

12. Определение длин линий. Горизонтальное проложение. Целью линейных измерений является определение горизонтальных расстояний (проложений) между точками местности. Мерные ленты. При геодезических работах измеряют линии мерными лентами длиной 20 и 24, реже 50 и 100 м. Мерные ленты изготавливаются из стали или инвара (сплава 64 % стали и 36 никеля, обладающего малым температурным коэффициентом линейного расширения). По конструкции различают штриховые и шкаловые ленты. При инженерных геодезических работах обычно применяют штриховые стальные мерные ленты типа ЛЗ (лента землемерная). Штриховая лента представляет собой стальную полосу длиной 20 и 24 м, шириной 15—20 мм и толщиной 0,3—0,4 мм. За длину ленты принимается расстояние между штрихами, нанесенными против середины закруглений специальных вырезов, в которые вставляются металлические заостренные шпильки для фиксации концов ленты на" земной поверхности в процессе измерений. ГОРИЗОНТА́ЛЬНОЕ ПРОЛОЖЕ́НИЕ, проекция участка земной поверхности на поверхностьземного эллипсоида с помощью нормалей (прямых, перпендикулярных к эллипсоиду).

13. Существ способы измерения горизонт углов: 1. Способ приёмов – примен, когда из вершины измеряемого угла выходит не более 2 направлений. АВ, АС – стороны измеряемого угла. Правый угол – если от В к С. Левый угол – от С к В. Точка В – правая задняя, С – левая передняя. В точку А ставим теодолит и приводим его в рабоч положение. закрепляем лимб, открепляем алидаду, зрительную трубу наводим на точку В. По горизонтальн кругу теодолита берём отсчёт в₁ (произвольный). Открепляем алидаду и зрит трубу наводим на точку С и берём отсчёт с₁. Это измерение выполненное при одном положении теодолита наз полуприёмом. β₁ =в₁ -с₁ – угол в полуприёме. 2. Способ круговых приёмов. Применяют, когда из вершины угла выходит несколько направлений. 01 – начальное направление, а₁ = 0°05'. На лимбе устанавливают отсчёт, близкий к 0. Закрепляем алидаду, открепляем лимб и выбираем начальное направление и с этим отсчётом наводим зрит трубу на нач направление. Закрепляем лимб, открепляем алидаду и зрит трубу по ходу часовой стрелки наводим на все точки. Берём отсчёты а₁,а₂,…,а₆ и повторно наводим на нач точку а₁ => а₁'. трубу проводим через зенит, открепляем алидаду, 3-ий раз наводим на начальную точку и берём отсчёт а₁''. Теодолит поворачиваем против хода часовой стрелки и снимаем отсчёт => в нач точке а₁'''. Углы вычисляем как разность отсчётов по сторонам углов. 3. Способ повторения. Над точкой устанавливают теодолит. На лимбе устанавлив отсчёт, близкий к 0. (аллидада откреплена). Открепляем лимб, прикрепляем алидаду и этим отсчётом наводим на точку А, открепляем алидаду и зрит трубой наводим на 2 точку, берём контрольный отсчёт Ак. N – число повторений. Β = (А – А₁ + N 360°) / 2N. Вертикальный угол или угол наклона — это угол, заключенный между наклонной и горизонтальными линиями.вертикальный угол измеряют по вертикальному кругу аналогичным образом одним направлением служит фиксированная горизонт линия. Если набл точка находится выши горизотна , вертикальный угол — положителен , если ниже то отрицателен. В вертикальной плоскости теодолитом измеряют углы наклона и зенитные расстояния.при измерении вертикальных углов исходным направлением яв горизонтальное. Отсчеты ведутся по шкалам, нанесенным на вертикальный круг теодолита . для вычисления значений углов наклона определяют место нуля 

14.Масштабы, виды масштабов, применение в геодезии. Масштабом топографических карт называется отношение длины линии на карте к длине горизонтальной проекции соответствующей линии на местности. На картах масштаб указывается за южной рамкой и дается в трех видах: численный, именованный и линейный. исленный (числовой) масштаб выражается дробью, у которой в числителе – единица, а в знаменателе – число М, показывающее степень уменьшения горизонтального проложения на карте. Например: 1/10000 или 1:10000. Следует четко и ясно понять и запомнить, что в числителе и знаменателе этой дроби числа даны в сантиметрах. В числителе 1 см – это длина линии на карте, а в знаменателе 10000 см – это длина этой же (соответствующей) линии на местности в сантиметрах. (Если уклон линии значительный, то 10000 см – длина горизонтального проложения, т е. проекции этой линии.) Численный масштаб сопровождают пояснением, указывающим соотношение длин линий на карте и на местности; при этом расстояние на местности указывается не в сантиметрах, а в метрах или километрах. Такой пояснительный масштаб называется именованным.

15. Понятие карты, плана, профиля. местности, полнота содержания которой позволяет решать по ней разнообразные задачи. Топографические карты являются едиными по содержанию, оформлению и математической основе крупномасштабными общегеографическими картами, отображающими основные природные и социально-экономические объекты суши и акватории: рельеф, растительность, населенные пункты, дороги, хозяйственные объекты и т.п. с присущими им качественными и количественными характеристиками. Топографический план – крупномасштабное знаковое изображение небольшого участка Земли или другого небесного тела, построенное без учета их кривизны и сохраняющее постоянный масштаб в любой точке и по всем направлениям. Обычно планы имеют масштаб от 1:500 до 1:2000. План обладает всеми свойствами карты и является ее частным случаем. К геодезическим материалам относится также и профиль местности, являющийся уменьшенным изображением вертикального разреза земной поверхности по заданному направлению. Линия, изображающая на чертеже уровенную поверхность, на профиле проводится в виде прямой. Для усиления изображения рельефа на профиле, большей его наглядности, вертикальные отрезки (отметки, превышения) изображают крупнее, чем горизонтальные. Профиль строят в виде кривой линии, поворотные точки которой являются характерными точками местности, отметки которых определены.

16. Способы составления топографических карт. Наземная топографическая съемка;Аэрофотосъемка Спутниковая съемка. Топографическая съемкаПрименяется на таких участках, где применять другие методы не целесообразно. Например, при крупных масштабах или на небольших или трудных (горных или сильно пересеченных) участках. Аэрофотосъемка представляет собой фотографирование территории с высоты от нескольких сотен метров до нескольких десятков километров, при помощи аэрофотоаппарата, который в свою очередь установлен на самолете и другом летательном аппарате. Спутниковая съемка представляет собой фотографирование земной поверхности с помощью спутников. Данный вид съемки нашел применение для составления обзорных и мелкомасштабных топографических карт. Также её используют для выявления территорий, где в первую очередь составление крупномасштабных топографических карт должно быть проведено с помощью аэрофотосъемки.