- •ИнженернАя геодезиЯ
- •Оглавление
- •1.1. Предмет и задачи геодезии
- •1.2. Общие сведения о форме и размерах Земли
- •1.3. Математические модели поверхности Земли, применяемые в геодезии
- •Тема 2. Системы координат
- •2.1. Система географических (астрономических) координат
- •2.2. Система геодезических координат
- •2.3. Прямоугольная система координат Гаусса – Крюгера
- •Тема 3. Ориентирование
- •3.1. Ориентирование линий в геодезии
- •А) Астрономический (истинный меридиан)
- •Б) Магнитный меридиан
- •В) Осевой меридиан зоны
- •Г) Румбы
- •3.2. Прямая и обратная геодезические задачи. Их применение в геодезическом производстве а) Прямая геодезическая задача
- •Б) Обратная геодезическая задача
- •Тема 4. Масштабы. Сведения из теории погрешностей
- •4.1.Масштабы
- •4.2. Основы математической обработки геодезических измерений
- •Тема 5. Топографические карты и планы
- •5.1. Геодезические планы, карты
- •5.2. Условные знаки на планах, картах, геодезических и строительных чертежах
- •5.3. Номенклатура топографических планов и карт
- •5.4. Понятие о рельефе местности
- •5.4.1. Основные формы рельефа
- •5.4.2. Горизонтали
- •5.4.3. Уклон линии. Графики заложений
- •5.5. Задачи, решаемые по карте
- •Тема 6. Плановые и высотные геодезические сети
- •6.1. Плановая геодезическая сеть
- •6.1.1. Методы, схемы, точность и плотность пунктов при создании сети
- •6.1.2. Типы знаков и типы центров
- •6.2. Высотная геодезическая сеть
- •6.2.1. Схемы, методы, точность и плотность пунктов при создании сети
- •6.2.2. Типы нивелирных центров
- •Тема 7. Линейные измерения
- •7 .1. Приборы для измерения расстояний
- •7.2. Измерение линий лентой
- •7.3. Измерения расстояния нитяным дальномером
- •7.4. Дальномерные определения расстояний
- •7.5. Измерение линий оптическими дальномерами (на основе светодальномера)
- •Тема 8. Теодолитные работы
- •8.1. Принцип измерения горизонтальных и вертикальных углов
- •8.2. Основные части теодолита
- •8.3. Изучение устройства и поверки теодолита типа т30
- •8.3.1. Изучение устройства теодолита типа т30
- •8.3.2. Поверки теодолита
- •8.4. Измерение горизонтальных и вертикальных углов
- •8.4.1. Измерение теодолитом горизонтальных углов
- •А) Способ приемов
- •Порядок работы на станции
- •Б) Способ круговых приемов (при n 2)
- •Порядок работы на станции
- •В) Способ повторений
- •8.4.2. Измерение теодолитом вертикальных углов (углов наклона)
- •8.5. Теодолитные работы
- •8.5.1. Полевые работы при прокладке теодолитных ходов
- •А) Схемы построения теодолитных ходов
- •Б) Проектирование, рекогносцировка и закрепление точек хода
- •8.5.2. Угловые и линейные измерения
- •8.5.3. Камеральные работы при обработке результатов измерений
- •8.6. Топографические съемки
- •Тахеометрическая съемка
- •Тема 9. Нивелирные работы
- •9.1. Нивелирование. Назначение. Методы нивелирования
- •9.2. Системы высот
- •9.3. Нивелиры, рейки, принадлежности, классификация
- •9.3.1. Устройство, поверки и юстировка нивелира
- •VVвизирная ось зрительной трубы;uuось цилиндрического
- •9.4. Геодезические работы при проектировании и строительстве трасс железных и автомобильных дорог, проектировании трасс трубопроводов, лэп и других линейных сооружений
- •9.4.1. Элементы закруглений. Разбивка главных точек круговой кривой
- •9.4.2. Детальная разбивка кривых
- •9.4.3. Вынос пикета на кривую
- •9.4.4. Нивелирование трассы
- •9.4.5. Камеральные работы при трассировании линейных сооружений
- •Тема 10. Геодезические работы, связанные со строительством
- •10.1. Основные элементы разбивочных работ
- •10.2. Геодезические работы при вертикальной планировке строительной площадки
- •10.3. Передача отметок на дно котлована и на этаж
- •Библиографический список
1.3. Математические модели поверхности Земли, применяемые в геодезии
Если бы Земля была бы однородной, неподвижной и подвержена только действию внутренних сил тяготения, она имела бы форму шара (рис.1.2).
Рис. 1.2. Шар
Под действием центробежной силы, вызванной вращением вокруг оси с постоянной скоростью, Земля приобрела форму сфероида или эллипсоида вращения (рис.1.3).
Рис. 1.3. Эллипсоид вращения
На самом деле, из-за неравномерного распределения масс внутри Земли, эллипсоидальная фигура Земли сдеформирована и имеет форму геоида(рис.1.4). Наибольшие отступления геоида от эллипсоида не превышают 100 – 150 м.
Т.о. специальными инструментами с физической поверхности Земли геодезические измерения проектируют на геоид, фигура которого не изучена. Фигуру геоида заменяют правильной математической фигурой, к которой можно применять математические законы. Размеры земного эллипсоида составляют:
большая полуось а = 6378245 м,
малая полуось b= 6356863 м,
полярное сжатие= 1: 298,3.
Рис. 1.4. Геоид
Для того, чтобы земной эллипсоид ближе подходил к геоиду, его располагают в теле Земли, ориентируя определенным образом. Такой эллипсоид с определенными параметрами и определенным образом ориентированный в теле Земли, называется референц-эллипсоидом(рис.1.5).
Рис. 1.5. Референц-эллипсоид
Геоид не может быть строго изучен из-за незнания распределения плотности масс внутри Земли. Было предложено вместо геоида принять фигуру квазигеоида(рис.1.6), которая может быть определена точно на основании астрономо-геодезических и гравиметрических измерений на поверхности Земли без учета внутреннего строения и плотности масс внутри Земли. Поверхностьквазигеоида отклоняется от поверхности геоида максимально 2 м в горных районах, на океанах и морях их поверхности совпадают.
Рис. 1.6. Квазигеоид
Тема 2. Системы координат
2.1. Система географических (астрономических) координат
Рис. 2.1. Географическая система координат
Географическая (астрономическая) широта – угол, составленный отвесной линией в данной точке и плоскостью экватора (рис.2.1);
Географическая (астрономическая) долгота – двугранный угол между плоскостью астрономического меридиана, проходящего через данную точку и плоскостью начального меридиана (Гринвича) (рис.2.1);
Астрономический азимут а– двугранный угол, составленный плоскостью астрономического меридиана, проходящего через данную точку и плоскостью, проходящей через данную линию и отвесную линию данной точки (рис.2.1).
Широта может принимать значения 090и называются “северные и южные широты”;
Долгота может принимать значения 0180и называются “западные и восточные долготы”;
Азимут а может принимать значения 0а360, иногда пользуются не азимутами, а румбами, тогда румбы имеют названия.
2.2. Система геодезических координат
Рис. 2.2. Геодезическая система координат
Геодезическая широта В– угол, составленный нормалью к поверхности эллипсоида в данной точке и плоскостью экватора (рис.2.2);
Геодезическая долгота L– двугранный угол между плоскостью геодезического меридиана, проходящего через данную точку и плоскостью начального меридиана (Гринвича) (рис.2.2);
Геодезический азимут А– двугранный угол, составленный плоскостью геодезического меридиана, проходящего через данную точку и плоскостью, проходящей через данную линию и нормаль в данной точке (рис.2.2).
Широта В может принимать значения 0В90и называются “северные и южные широты”;
Долгота Lможет принимать значения 0L180и называются “западные и восточные долготы”;
Азимут А может принимать значения 0А360.
Связь между двумя системами координат:
В = ;L=sec; А = а + (L)sin, (1.1)
где и– уклонения отвесной линии в плоскостях меридиана и первого вертикала.