Лекции по геодезии I,II

Лекции по геодезииI,II

• N.Ustinova III 307 nelli.ustinova@ttu.ee Geodeesia õppetooli lektor

• konsult. E. 15.45-17.00 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 ~ 40 000 км

Параметры земного эллипсоида

имя год a, m b, m сжатие

Bessel 1841 6 377 397 6356079 1:299,2

Hayford 1909 6 378 388 6 356 912 1:297

Krassovski 1940 6 378 245 6 356 863 1:298,3

GRS 80 1980 6 378 137 6 356 752,3 1:298,2572

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.…• ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЫСОТА - превышение, разность абсолютных высот какой-либо точки земной поверхности относительно другой точки. •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 .

Масштабытопопланов.

• Мелкие • Средние• Крупные

• 1:10 000 , 1:5 000• 1: 2 000• 1: 1000 , 1:500 ,

Масштабы топографических карт

• Мелкие • Средние• Крупные

• 1:500 000• 1: 200 000, 1:100 000• 1: 10 000 ,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 : 10000 >• 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 азимут—А, 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 )

• Прямой и обратный ( АА )) 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)

• Применение тех или иных картографических проекций зависит от назначения карты, конфигурации и положения картографируемой области.

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 40 ‘• 24 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:• 1)сумма измеренн.углов.и теоретич. сумма углов ((ββ))• 2)допустимая углов. Невязка fdfd• 3) распределение невязки• 4) дирекционные углы ((αα))• 5) румбы (r)(r)• 6) периметр • 7) приращения ∆∆x, ∆yx, ∆y• 8) абсолютные невязки fx, fy, fdfx, fy, fd• 9) распределение невязки• 10) координаты вершин теодолитного хода X,YX,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.