Шпаргалка по "Геодезии"

 

 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.