Шпаргалка по "Геодезия"

1.Предмет и содержание геодезии. Геодезия – наука об изменениях наземной поверхности. В своем развитии она разделилась на ряд дисциплин. Она состоит: 1) высшая геодезия занимается определением форм и размеров Земли: космическая геодезия, где используются данные с искусственных спутников Земли; высокоточные геодезические измерения. 2) топография изучает вопросы топографических съемок для небольших территорий до 20 км и составляет топографические планы. 3) фотография изучает вопросы составления топографических карт и планов по фотоснимкам местности (с самолета аэросъемка, со спутника – космическая съемка, с земли – фототеодолитная). 4) инженерная геодезия изучает вопросы обеспечении строительства и изыскания эксплуатации инженерных сооружений.

2.Понятие о форме и размерах Земли. Уровенная поверхность. Геоид. Физическая пов-ть Земли сложная. Структура состоит из возвышенностей и впадин. 29% - суша, 71% - вода. Геоид – уровенная пов-ть вод, морей и океанов, мысленно продолженных под материками. В каждай своей точке пов-ть ┴ отвесной линии. Ввиду неравномерного распределения земных масс пов-ть геоида является достаточно сложной и не описывается никаким математическим уравнением. Для изучения пов-ти геоида к нему приближают математическую фигуру – эллипсоид вращения. , a=6.378.245м; b=6.356.863м. PP1-полярная ось, QQ1-экваторная ось, а-большая полуось, b-малая полуось, - полярное сжатие.

3.Референц-эллипсоид Красовского. Для определения размеров эллипсоида разными учеными в разных странах проводились специальные геодезические измерения в градусах. Результаты есть в таблицах. Отличие размеров в том, что каждый ученый выполнил размеры в своей стране. Эллипсоид, который наиболее близко подходит к территории данной страны называется референц-эллипсоидом. (приближен к геоиду: отклонение 100-150м). В среднем a>b на 21-22 км. Это учитывается при высокоточных работах и запусков искусственных спутников Земли. Для несложных геодезических работ земной шар принимают с радиусом = 6371,11км.

4.Системы координат, применяемые в геодезии. 1) географическая система (состоит из геодезической и астрономической). Для определения положения точки на Земном шаре используется две координаты: широта В и долгота L. Пл-ть, проведенная через полярную ось-меридиан. Широта В некоторой точки - угол между отвесной линией (нормалью) проведен из этой точки к пл-ти экватора. Широта измен от 0 до 90 и от 0 до -90. широта экватора=0, Гомеля=52. Долгота L некоторой точки - двугранный угол между плоскостью начального меридиана (Гринвичского) и меридиана, проходящего через точку. Долготы отсчитают от 0 до +180 (на восток) и от 0 до -180 (на запад). Долгота в Гомеле=30. Если В и L опред-т положение точки на земном эллипсоиде, то геодезическая система координат, если на геоиде - астрономическая система координат; 2) прямоугольная система координат (или зональная) Гаусса-Крюгера. Шар делят на зоны через 6 или 3 градуса. Каждую зону проектируют на цилиндр из центра Земли, счет от Гринвича. Для того чтобы исключить отриц игрек осевой смещ на 500 км. Такие координаты -преобразованные. В каждой координате игрек указывают номер зоны (у=4311 км, т е зона номер 4). В этой сист из-за кривизны Земли получ-ся искажен в расстоян , где , R-радиус Земли.искажен на осевом меридиане=0. Чем дальше от осевого меридиана, тем искажение больше. Искажение на краях зоны могут достигать: (в 6 градусах) и (в 3 градуса); 3) местная прямоугольная сист (используется для составления топографических карт, т к координаты определяют на небольших участках); 4) полярная; 5) система высот.

5.Абсолютные и относительные высоты. Часто используют относительные или условные высоты. В относительных высотах за 0 принимается любая другая поверхность. Чтобы перейти от условной системы высот к абсолютной, на местности закрепляется ряд точек с известными абсолютными высотами - реперы, марки. Эти реперы занесены в каталоги высот, где записана их абсолютная высота, отметка.

6.Балтийская система. Высота - расстояние по отвесной линии от точки на пов-ти Земли до основной уровенной пов-ти. Разность высот 2-ух точек называется превышением. В РБ за начало основной уровенной пов-ти принимается пов-ть уровня Балтийского моря. В Кранштате (Финский залив) на одном из устоев моста нанесена медная полоска и указан 0 в 1840 г. Все высоты, отсчитываемые от 0 - балтийская абсолютная.

7.Ориентиров направлений. Истинный и магнитный азимуты. Сближение меридианов. Дирекционные углы. Буссоли и их использование. Ориентир - это определение положения направлений относительно частей света. В геодезии основным ориентирным направлением является направление север-юг. Через каждую точку на пов-ти земли можно провести три меридиана: истинный, осевой и магнитный. Азимут истинный (А.и.) – угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от северного направления истинного меридиана до заданной линии (от 0 до 360). Дирекционный угол (α) – угол, отсчитываем по ходу часов стрелки от северного направления осевого меридиана до линии (от 0 до 360). (А.м.) – угол, отсчитываемый по ходу часов стрелки от северного направления магнитного меридиана (от 0 до 360). γ- угол сближения меридианов, угол между истинным и осевым меридианом, имеет знак «+», если осевой меридиан отклонен к востоку, и «-», если к западу. - разности долгот истинного и осевого меридиана, β - широта точки. Магнитное склонение ( ) - угол между истинным и магнитным меридианом. Может быть со знаком «+» и «-». Склон зависит от места и времени. Существ вековое, годовое и суточное изменение магнитного склонения. Суточное изменение может достиг 15 минут. Кроме этих трех углов ориентирования, в геодезии и навигации часто используют четвертый угол - румб (r) - острый угол (от 0 до 90) от северного или южного полюса меридиана по ходу или против часов стрелки до заданного направления линии. Румбы могут быть осевые, истинные и магнитные. Буссоль - прибор для измерения магнитного азимута. Виды: ориентир-буссоль и компас, проградуированный в градусах.

8.Прямая  и обратная  геодезические задача. Прямая задача используется для определения координат точек на местности. Пусть известна координата начальной точки Ха и Yа, дирекционный угол линии αав и расстояние между точками dав. Тогда по этим данным можно определить координаты 2-ой точки В: Обратная задача – требуется определить d и α по заданным координатам точек А и В:

9.План. Карта. Масштабы планов и карт. Точность масштабов. Топограф.план-уменьшеное и подобное изображение на бумаге участков Земли не превыш.20км без учета кривизны Земли. Топографическая карта назыв. уменшенной и искаженной по определенным матем. законам изображения на бумаге участков Земли свыше 20км. Масштаб-степень уменьшения расстояния на карте по сравнению с этим расстояние на местности. Виды масштабов: численные, линейные, поперечные. Численные выражаются в виде дроби, в числителе которого стоит 1, а в знаменателе число, которое показывает степень уменьшения. Для построения линейного берут прямую линию и на ней откладывают равные отрезки, называемые основанием масштаба. Для того чтобы расстояние по масштабам можно было откладывать более точно, строят поперечный масштаб. Поперечный масштаб уточняет линейный. Точность масштаба – расстояние на местности, соответствующее 0,1мм на карте. t=0.1*м, м-знаменатель масштаба. Если расстояние на местности меньше, чем точность масштаба на карте или плане, оно не отображается. Чем более подробно нужно описать местность, тем более крупный масштаб мы должны взять.

10.Номенклатура топографических планов и карт. Номенклатура – система обозначений карт ввиде букв и цифр. В основе номенклатуры карт положена международная разграфка листов карты масштаба 1:000000, которые ограничены меридианами и параллелями и имеют размеры по широте 40(ряды), по долготе 60(колоны). Разграфка – система деления карт более мелкого масштаба на карты более крупного масштаба. Ряды обозначаются заглавными буквами латинского алфавита, а колоны нумеруются арабскими цифрами.

11.Условные знаки. Сущ 5 видов условных знаков: масштабные или площадные (ширина и длина выражается в масштабной карте); линейные (показывается линия объектов); внемасштабные (в масштабе не выражаются); пояснительные (подписи, дающие характеристики и названия объектов); специальные (применяю соответствующие ведомства при составлении специальных карт).

12.Основные формы рельефа. Холм—наивысшая точка-вершина, низ-подошва, боковые  пов-ти-скаты. Котловина-замкнутое углубление пов-ти. Самую низкую часть впадины называют дном, бок. пов-ти - скатами, а линию слияния с окружающей местностью-бровкой. Хребет - вытянутая  в одном направлении возвышенность с двумя скатами. Линию встречи скатов в верхней части наз. водоразделом. Лощина - вытянутое в одном направлении понижение с двумя скатами. Линию встречи скатов в нижней их части наз. водосливом. Седловина-понижение между двумя возвышенностями. Наиболее низкую точку между возвышенностями наз. перевалом.

13.Высота сечения, заложение, уклон. График заложений и пользования им. Высота сечения – расстояние между двумя соседними горизонталями по высоте. Она устанавливается в зависимости масштаба плана и характера рельефа местности, чтобы горизонтали не сливались между собой. Заложение – расстояние между двумя соседними горизонталями в плане. Отношение высоты сечения к заложению называется уклоном. . h-высота сечения, d-заложение,v-угол наклона местности. Угол наклона можно также определить графически с помощью графика заложения, который обычно приведен под южной рамкой карты, если нет – его строят. Для этого на горизонтальной прямой АВ от точки А откладывают равные отрезки произвольной величины. Из этих точек восстанавливают перпендикуляр. Используя формулу, определяют заложение d=h/i и откладывают их на перпендикулярах в масштабе плана или карты. Полученные точки соединяют плавной кривой линией, а внизу подписываю углы наклона. По графику заложения можно решить и обратную задачу, т. е. по заданной крутизне ската определить величину заложения на плане.

14.Решение задач на топографических планах и картах. 1) Определение географических координат: выполняем проецирование точки на минутную рамку долготы/широты линии параллельно параллели широты/меридиана и вычисляем долготу/широту до 0,1|. 2) Определение прямоугольных координат: выполняем проецирование точки линиями, параллельными сторонам квадрата сетки, на стороны квадрата. Определяем координаты x и y. 3) Определение углов ориентирования: для этого измеряется дирекционный угол при помощи геодезического транспортира и с учетом сближения меридианов и склонения вычисляют истинный и магнитный азимуты. 4) Определение высоты точки: Высоту точки С можно определить, если через нее провести линию АВ по кратчайшему расстоянию между горизонталями. ∆h=∆d*h/d. Отметка точки Hc будет равна отметке точки a плюс величина ∆h. Hc=Ha+∆h. Величины d и ∆d измеряют на плане, а высота сечения рельефа известна плане или карте. 5) Определение уклона: . h-высота сечения, d-заложение. 6) Проектирование линий заданного уклона: Задается iпр=0,03 - проектный уклон, а затем рассчитывается горизонтальное проложение, соответствующее данному уклону dпр=h/i. 7) Построение профиля по заданному направлению: полоску бумаги прикладывают к линии СД, отмечают на бумаге точки пересечения горизонтали с линией и подписываем высоты этих точек, затем отмечаем точки пересечения линий водораздела и водосбора. Строим 2 графы: отметки и расстояние. В графу «отметки» выписываем высоты, «расстояние» - координаты. Затем расписываем вертикальный масштаб, чтобы минимальная отметка отстояла на 2см от линии горизонта. Вертикальный масштаб выбираем 1:100 или 1:200. 8) Определение водосборной площади – территория, с которой дождевые и талые воды поступают в донное русло. Ее необходимо определять при проектировании дороги для расчета отверстия моста или трубы. Она ограничивается линиями водораздела и линиями наибольшего ската.

15.Способы измерения площадей на планах и картах. 1) Графический. Ели контур определяемой площади имеет прямые линии, то можно разбить площадь на геометрические фигуры и вычислить площади. Точность определения площади: 1:200. Для площадей с нечетной конфигурацией применяют палетки. Сторона квадрата палетки =2-10мм. Затем считаю полные квадраты, неполные суммируют до полных – получают общую площадь. Точность палетки 0,01. 2) Аналитический: Для вычисления площади необходимо использовать 2 формулы: Если координаты снимаются с помощью специального прибора дигитайзера, а вычисления на ЭВМ, то площадь можно вычислить с криволинейными границами по этим формулам. Точность: 1:1000. 3) Механический: Площади определяем с помощью полярного планиметра.

16.Определение площадей полярным планиметром. При определении площади устанавливают планиметр полюсом внутри или вне контура фигуры, а свободный шпиль ставят над какой-либо точкой контура и делают отсчет по счетному механизму U1. После этого тщательно обводят шпилем по ходу часовой стрелки и делают 2-ой отсчет U2. Площадь P при полюсе вне фигуры вычисляют по формуле: P=C(U2-U1), а при полюсе внутри фигуры - P=C(U2-U1+g), C – цена деления планиметра, g – постоянное число планиметра. При работе должны соблюдаться следующие условия: 1) ободок счетного колеса должен находится на плоскости карты или плана; 2) лист карты не должен иметь не ровностей; 3) угол между рычагами должен быть  15-1600; 4) счетное колесо не должно сходить с плоскости карты или плана; 5) перед началом измерения нужно выполнить поверки планиметра. Отсчет планиметра состоит из 4 цифр: 1-ая снимаются с циферблата по стрелке; 2-ая снимается по счетному колесу, подписанного деления до 0; 3-ья - кол-во полных делений до 0; 4-ая – номер деления верньера, совпадающего с делением счетного колеса. Точность: 1:300.

17.Точность определения площадей. Графический – 1:200; аналитический – 1:1000; механический – 1:300.

18.Принцип измерения горизонтальных углов. В геометрической схеме измерения угла положин принцип проецирования направлений на горизонтальный круг. Получаем горизонтальную проекцию горизонтального угла. Этот принцип осуществляется в специальном комплекте прибора – теодолит. В него входят штатив, нитяной отвес, буссоль. Штатив служит для установки прибора над вершиной угла, отвес – для точного совмещения оси прибора над вершиной угла, буссоль – для измерения магнитных азимутов.

19.Теодолиты. Их классификация и устройство. Теодолит – устройство для измерения углов. Устройство теодолита: 1) Подставка теодолита с 3-мя подъемными винтами; 2) Лимб – нижний горизонтальный круг с делениями 0-3600; 3) Алидада – верхний круг с отсчетным устройством; 4) зрительная труба – для визирования на предмет местности; 5) вертикальный круг – для измерения углов наклона; 6) уровень – для приведения плоскости лимба в горизонтальное положение; 7) колонки, на которых закрепляется зрительная труба; 8) становой винт – для закрепления теодолита на штатив. Классификация: 1) по конструкции вертикальной оси; 2) по конструктивным особенностям: кодовые, механические, оптические; 3) высокоточные, точные, измерительные. 3Т5КП: 3 - поколение, Т – теодолит, 5 –погрешность измерения, К – компенсатор, П – прибор прямого изображения.

20.Поверки теодолитов. 1) Ось цилиндрического уровня должна быть перпендикулярно вертикальной оси теодолита. Устанавливают уровень параллельно 2-ум подъемным винтам теодолита. Вращением винтов приводят пузырек в нуль-пункт. Теодолит разворачиваем на 1800, если пузырек откланяется не больше, чем на 1 деление от середины, то поверки считают выполненными. Если больше, чем на 1 одно делении – выполняют юстировку уровня. 2) Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна горизонтальной оси. Выбирается точка и снимается отсчет при КП, затем поворачиваем зрительную трубу и теодолит на 1800, снимаем отсчет при КЛ. 1отсч=КП+С; 2отсч=КЛ+-1800+С. С=(-КП+КЛ+-1800)/2. С – коллимационная погрешность. Если больше двойной точности отсчета теодолита, то условия поверки не выполнены. Ее исправляют по 1-ому или 2-ому отсчету. Вычислят истинное значение отсчета, устанавливают его наводящим винтом алидады на горизонтальном круге. Исправительными винтами сетки нитей перемещают на низ вешки. 3) Горизонтальная ось должна быть перпендикулярна горизонтальной оси. На расстоянии 20-30м стены здания устанавливают теодолит, выбирают на стене высоко расположенную и хорошо видимую точку и наводят на нее при КЛ. Проецируют эту точку на горизонт. Затем меняют положение круга и проецирую до горизонтального положения. Если эти точки совпадают, то поверки выполнены правильно. 4) Вертикальный штрих сетки нитей теодолита должен быть перпендикулярен горизонтальной оси. В 15-20м от теодолита вешают отвес и совмещают вертикальный штрих сетки с этим отвесом. Чтобы исправить сетку нитей, надо отверткой открепить крепление сетки и развернуть до совпадения с отвесом.