Лекции по геодезии I,II N.Ustinova III 307 Geodeesia õppetooli lektor konsult. E III 307 Detsember :arvestus (geodeesia I) Mai : eksam (geodeesia II) Juuni: praktika (kolm nädalat ) Prof.Artu Ellmann (Geodeesia I,II) Geodeesia õppetooli juhataja

ГЕОДЕЗИЯ «земля», «разделяю» Наука об изучении и измерении земной поверхности, а также всей Земли как планеты в целом.

ГЕОДЕЗИЯ Высшая геодезия Космическая геодезия Топография Фотограмметрия Инженерная геодезия

Формы и размеры Земли Пифагор Эратосфен (III в. до н.эры) Эллипсоид вращения. Земля состоит: 71% вода, 29% суша. Геоид Референц-эллипсоид R Земли ~ 6400 км длина экватора ~ км

Параметры земного эллипсоида имягод a, mb, m сжатие Bessel :299,2 Hayford :297 Krassovski :298,3 GRS ,31:298,2572

Основные точки,линии и плоскости на земном шаре. Северный, Южный полюсы Экватор Параллели Плоскости меридианов Географические меридианы

Определение местоположения точек.

АБСОЛЮТНАЯ ВЫСОТА точки земной поверхности (альтитуда) - расстояние (обычно в м) по вертикали от этой точки до среднего уровня поверхности океана. В Российской Федерации исчисляется от нуля футштока в Кронштадте.…АБСОЛЮТНАЯ ВЫСОТА ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЫСОТА - превышение, разность абсолютных высот какой-либо точки земной поверхности относительно другой точки.ВЫСОТАпревышение разность УСЛОВНАЯ ВЫСОТА – называется отвесное расстояние от точки земной поверхности до условной уровенной поверхности –любой тчк., принятой за исходную ( нулевую ).

Высота точки называется расстояние по отвесному направлению от этой точки до уровенной поверхности.Числовое значение высоты тчк. разывается ее отметкой. Высоты бывают разные : абсолютные, условные и относительные.

КООРДИНАТЫ ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ КООРДИНАТЫ ПРЯМОУГОЛЬНЫЕ КООРДИНАТЫ ГЕОЦЕНТРИЧЕСКИЕ КООРДИНАТЫ (GPS –Global Positioning System ) ПОЛЯРНЫЕ КООРДИНАТЫ

ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ КООРДИНАТЫ ЭТО: Долгота и широта Долгота данной точки – это угол между двумя меридианами (λ) Широта данной точки – угол между радиусом земного шара и плоскостью экватора (φ)

Изображение земной поверхности на плоскости. ПЛАН КАРТА ПРОФИЛЬ

План местности. -это подобный и уменьшенный вид проекции ее на горизонтальную плоскость

Карта. - это уменьшенное и обобщенное изображение плоскости всей Земли в целом или значительной ее части с учетом кривизны уровенной поверхности

Масштабы.Точность масштабов. Масштабы – это отношение длины s линии на чертеже, плане, карте к длине S горизонтального проложения, соответствующей линии в натуре, т.е. s:S Масштабы обозначают либо дробью (числовой), либо в виде графических изображении.

Масштабы топопланов. Мелкие Средние Крупные 1:10 000, 1: : : 1000, 1:500,

Масштабы топографических карт Мелкие Средние Крупные 1: : , 1: : ,1:50 000

Точность масштаба. 0,1 мм (0,01 см.) Глаз человека линию длиной 0,1 мм. уже воспринимает за точку или совсем не видит. Величина 0,1 мм в зависимости от масштаба дает различную величину. 0,2 мм. (0,02 см.)

Точность масштабов. 1 : 1000 > 1 : 5000 > 1 : > 1 : 500 > 0,1 м (10 см) 0,5 м (50 см) 1 м 0,05 (5 см)

Измерения и построения в геодезии. Измерения : процесс сравнения какой- либо величины с др.однородной величиной, принимаемой за единицу. Линейные Угловые Высотные *нивелирование*

Измерения и построения в геодезии. Способ перпендикуляров Способ полярных координат Способ прямой угловой засечки Способ боковой засечки Способ линейной засечки

Ориентирование линии на местности. Ориентирование линии заключается в определении ее направления на местности или плане относительно другого направления, принятого за исходное. В качестве углов, определяющих направление линий, служат: Истинный и магнитный азимуты Дирекционный угол Румб ( табличный угол )

Дирекционный угол угол α, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0 до 360° между северным направлением осевого меридиана (или линии, ему параллельной т.е. линия координ.сетки ) и направлением на определяемый объект. α=Aм±δ± ɣ Дирекционные углы направлений измеряются преимущественно по карте или определяются по магнитным азимутам.

Румб ( r ) – это угол от меридиана вправо или влево. Размер румба исчисляется в градусной мере от 0 до 90 °.

Истинный азимутА, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0 до 360° между северным направлением истинного (географического) меридиана и направлением на определяемую точку. Определяют путем астрономических наблюдении гидротеодолитом.(Сложно определить ) А )Прямой и обратный ( А ) линии.

Магнитный азимут Am -угол, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0 до 360° между северным направлением магнитного меридиана (направлением установившейся магнитной стрелки компаса или буссоли) и направлением на определяемый объект. Магнитные азимуты измеряются на местности компасом или буссолыо, а также определяются по карте по измеренным дирекционным углам.

Сближение меридианов угол ɣ между северным направлением истинного меридиана данной точки и осевого меридиана (или линией, параллельной ей). Для точек, расположенных восточнее среднего меридиана зоны, величина сближения положительная, а точек, расположенных западнее, отрицательная ɣ = λ sin Φ λ - разность долгот данного и осевого меридианов Φ – широта указывают так же на картах

Величину ( ɣ ) сближения меридианов можно вычислить

Сближение меридианов. L долгота данной точки; Lо долгота осевого меридиана зоны, в которой расположена точка; В широта данной точки.

Угол составленный северными направле- ниями географического и магнитного меридианов, назыв. магнитным склонением δ. 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). Средняя величина склонения δ на момент съемки указана на каждом листе топокарты.(под южной рамкой )

Средняя величина склонения магнитной стрелки для данной территории на момент съемки указана под южной рамкой каждого листа топограф.карты. δ Так же и сближение меридианов указывают на топокартах. ɣ

Решение прямой и обратной геодезических задач.

Картографические проекции. Картографические проекции определяют зависимость между координатами точек на поверхности земного эллипсоида и на плоскости. Из-за невозможности развернуть поверхность эллипсоида (или шара) на плоскости без складок или разрывов на карте неизбежны некоторые искажения геометрических свойств изображаемой поверхности.Пример : апельсин Картографические проекции различают: по характеру искажений(равноугольные, равновеликие и произвольные, включающие равнопромежуточные); по виду изображений параллелей и меридианов(цилиндрические, конические, азимутальные, поликонические,псевдоконические, псевдоцилиндрические, условные)равновеликиепроизвольныеконические азимутальные псевдоцилиндрическиеусловные Применение тех или иных картографических проекций зависит от назначения карты, конфигурации и положения картографируемой области.картыконфигурации

КООРДИНАТЫ ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ КООРДИНАТЫ ПРЯМОУГОЛЬНЫЕ КООРДИНАТЫ Гаусса-Крюгера ГЕОЦЕНТРИЧЕСКИЕ КООРДИНАТЫ (GPS –Global Positioning System ) X, Y, Z служат для обеспечения орбитальных расчетов и навигации ПОЛЯРНЫЕ КООРДИНАТЫ

ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ КООРДИНАТЫ ЭТО: Долгота и широта Долгота данной точки – это угол между двумя меридианами (λ) 0 º - 180º Широта данной точки – угол между радиусом земного шара и плоскостью экватора (φ) 0 º - 90 º Определяются путем астрономических измерении. Закрепленные на местности пункты наз.астропунктами. Tallinn 59º с.ш. 24º в.д.

Картографические проекции. Картографическое проецирование-это способ перенесения сетки со сферической поверхности на плоскость. равноугольная проекция (не искажает углов ) Поперечно-цилиндрическая картогр.проекция Гаусса-Крюгера преобразованные ординаты (500 км) 57º 30 ……. 59 º º 00

Осевой меридиан и экватор каждой зоны изображаются прямыми линиями, перпендикулярными друг к другу. Все осевые меридианы зон изображаются без искажения длин и сохраняют масштаб на всем своем протяжении. Остальные меридианы в каждой зоне изображаются в проекции кривыми линиями, поэтому они длиннее осевого меридиана, то есть искажены. Все параллели также изображаются кривыми линиями с некоторым искажением. Искажения длин линий увеличиваются по мере удаления от осевого меридиана на восток или запад и на краях зоны становятся наибольшими, достигая величины порядка 1/1000 длины линии, измеряемой по карте. Например, если вдоль осевого меридиана, где нет искажений, масштаб равен 500 м в 1 см, то на краю зоны он будет равен 499,5 м в 1 см. Отсюда следует, что топографические карты имеют искажения и переменный масштаб. Однако эти искажения при измерениях на карте очень незначительны, и поэтому считают, что масштаб любой топографической карты для всех ее участков является практически постоянным. Благодаря единой проекции все наши топографические карты связаны с системой плоских прямоугольных координат, в которой определяется положение геодезических пунктов, а это позволяет получать координаты точек в одной и той же системе как по карте, так и при измерении на местности.

Геодезические сети. - это совокупность закрепляемых на местности или зданиях точек (пунктов), положение которых определено в единой системе координат. Делят на : плановые (определение координат X,Y) и высотные (определение H )

Плановые сети Государственные: 1,2,3 и 4-го классов методом триангуляции Сети сгущения : для увеличения плотности госуд.-х сетей Съемочные сети : для съемки местности Спец-е геодезические сети: для геодезич. обеспечения строительства

Методы создания плановой опорной сети. Триангуляция - сист.треугольников, связанных между собой общими сторонами.Измеряют горизонт.углы треуг-ов высокоточными теодолитами и длину одной или нескольких сторон в цепочке треугольников. Решают прямую геодезич. задачу и находят длины. Полигонометрия - это опорная сеть, создаваемая путем проложения ходов в котор.-х измеряют горизонт. углы и расстояния.

Высотные сети Высотные сети имеют единую систему высот Репер : геодезический пункт Ход (передача высоты на след.точку )

Вешение линии теодолитом. Провешать линию – это установить все вехи на одну прямую.

Измерение длины линии. D = 20 (30,50) n + остаток

Точность измерения длины линии. 1/1000 1/2000 1/3000 1/n – относительная ошибка

Обработка результатов измерении при проложении теодолитных ходов. Камеральные работы Первичная обработка Основная обработка

Теодолит. По конструкции теодолиты делятся на простые и повторительные. У простого теодолита лимб горизонтального круга или не имеет своей оси вращения, или имеет приспособления для поворота и закрепления его в различных положениях. T-30 У повторительного теодолита лимб горизонтального круга имеет свою ось вращения, а также закрепительный и наводящий винты. FET 500

Камеральные работы Схематический чертеж Первичная обработка Основная обработка: (β)1)сумма измеренн.углов.и теоретич. сумма углов (β) fd2)допустимая углов. Невязка fd 3) распределение невязки (α)4) дирекционные углы (α) (r)5) румбы (r) 6) периметр x, y7) приращенияx, y fx, fy, fd 8) абсолютные невязки fx, fy, fd 9) распределение невязки X,Y 10) координаты вершин теодолитного хода X,Y

Измерения горизонтальных углов. КП+КЛ 2t = (точность микроскопа 1 ) Два способа измерения горизонт. углов Горизонт.углы всегда положительны

Принцип измерения вертикальных углов. Вертик.углы положительные и отрицательные КП+КЛ 2t MO (место нуля)ю

Главные оси теодолита.Поверки.Юстировка.

Тахеометрическая съемка. Тахеометр Leica FlexLine tahhümeeter

Тахеометр геодезический прибор, применяемый при тахеометрической съемке для измерения расстояний, а также горизонтальных и вертикальных углов. На основе этих данных определяются превышения, горизонтальные проложения и координаты измеряемых точек. Электронный тахеометр самый универсальный и интеллектуальный геодезический прибор. Встроенный микропроцессор позволяет тахеометру самостоятельно решать широкий спектр задач:

прямая и обратная геодезическая задача; рассчет площадей, вычисление засечек, тахеометрическая съемка и вынос в натуру; измерения относительной базовой линии; определение недоступных расстояний и высот. Полученные данные хранятся в памяти тахеометра и могут быть переданы на компьютер. Благодаря использованию жидкокристаллического экрана и клавиатуры, управлять тахеометром ничуть не сложнее, чем любым другим геодезическим прибором. При этом объем работ, который может быть выполнен при использовании тахеометра, будет намного больше.

Измерение вертикального угла.