экзамен по геодезии

–повторять или дополнять измерения, проводимые для дальнейшего совершенствования и повышения точности ГГС;

–по мере накопления измерительной информации, совершенствования средств и методов измерения, пересматривать принципы построения ГГС.

При построении ГГС неизбежно возникают три основных вопроса, имеющих принципиальное значение:

–выбор схемы построения ГГС на всей территории страны;

–– установление разумной плотности пунктов ГГС;

– установление необходимой и достаточной точности взаимного положения пунктов ГГС.

Методы построения геодезических сетей Методы построения плановых сетей

Для построения плановых сетей применяют методы триангуляции, полигонометрии, трилатерации и различных линейно-угловых построений. Триангуляцией называют метод, при котором сеть пунктов образуется построением пространственных треугольников, в которых измеряют все углы и несколько сторон, называемых базисными сторонами. Обычно бывает задано несколько пунктов с известными координатами: АВ – базисная сторона, у этих пунктов известны координаты.

Достаточно долгое время основным методом построения государственной геодезической сети является метод триангуляции (три угла). Метод предложен голландским математиком Снеллиусом еще в 1614 году. Особенности этого метода хорошо можно представить на примере цепочки треугольников. В каждом треугольнике измеряют все углы, а в крайних треугольника – еще и по одной стороне.

Зная выходную сторону АВ и все углы в треугольниках, по теореме синусов вычисляют последовательно все остальные

длины сторон. С помощью углов передают исходный дирекционный угол, вычисленный по координатам пунктов А и В, на все стороны и решают последовательно прямые геодезические задачи, вычисляют координаты искомых точек.

Сети триангуляции могут быть в виде цепочки треугольников, сплошной сети, геодезических четырехугольников, вставки в жесткий угол и другие:

Метод триангуляции находит применение в том случае, если необходимо обеспечить определяемыми пунктами большие площади, сохраняя высокую точность определения взаимного положения пунктов.

Если в пространственных треугольниках измерить длины всех сторон, а затем по теореме синусов вычислить углы, можно решить прямые геодезические задачи и вычислить координаты точек. Такой метод называют трилатерацией. В чистом виде (без измерения отдельных углов) редко находит применение из-за слабого полевого контроля. Метод более применим в специальных сетях и сетях сгущения, когда измерение линий (сторон) приводит к более точным результатам, чем измерение углов.

При применении современных тахеометров и светодальномеров время на получение значения измеряемых двух линий в вершине угла в несколько раз меньше, чем измерение этого же угла с необходимой точностью. Время на расстановку отражателей и марок примерно одинаково. В этом случае производительность трилатерации выше, и по экономическим показателям трилатерация приближается к триангуляции.

Метод полигонометрии заключается в измерении линий и горизонтальных углов в цепочке пунктов, образующих ломаную линию, которая называется полигонометрическим ходом.

Полигонометрические ходы могут быть: а) – разомкнутыми; б) – замкнутыми; в) – с узловой точкой.

С помощью примычных углов дирекционные углы исходных направлений передают с контролем на все стороны хода. Чтобы найти координаты, остается решить последовательно прямую задачу. В сравнении с триангуляцией, полигонометрия представляет более гибкий метод, лучше приспосабливаемый к условиям рельефа и ситуации местности.

Метод более экономичен и производительнее триангуляции. Недостатком метода является меньшая жесткость (меньшее число связей),

чем в триангуляции, т.е. при равных условиях полигонометрия менее точна, чем триангуляция.

В основе метода линейно-угловых построений лежитполярныйметод определения координат. Так в практике геодезических измерений часто применяют прямые, обратные комбинированные засечки.

На рисунке представлены различные варианты линейно-угловых построений: а) линейная засечка; б) полярный способ с контролем на т. 2 по углам; в) полярный способ с контролем по измеренным расстояниям; г) лучевые сети.

а)	1 1	б)	2	4
		1
			3	5

АВ

в)	1	2	3	г) 1	2	3
	1
	2	3				4
	А	Б		А	А	Б

Методы построения высотных сетей

Высотные сети строят в основном методами геометрического нивелирования разных классов точности. В сетях сгущения и съемочных сетях возможно применение тригонометрического нивелирования.

Высотные опорные геодезические сети I классастроят в виде сомкнутых полигонов периметром 2000 км, прокладываемых двойными ходами геометрического нивелирования по костылям в прямом и обратных направлениях.

Нивелирование II класса образует полигоны периметром 500 –600 км или разомкнутые ходы, опирающиеся на реперы I класса. Ходы прокладываются по костылям в прямом и обратном направлениях.

нивелирование III класса прокладывают внутри полигонов II класса в виде разомкнутых ходов, опирающихся на реперы I и II классов, в прямом и обратном направлениях. Разрешается создание самостоятельных полигонов периметром 60 км. Нивелирование выполняют по костылям в прямом и обратном направлениях.

Нивелирование IV класса строят в виде разомкнутых и замкнутых ходов, опирающихся на реперы старших классов. Нивелирование выполняют в одном направлении по башмакам. Ходы могут образовывать системы с узловыми точками. Периметр полигона должен быть не более 50 км.

Спутниковый метод построения планово-высотных сетей

В настоящее время все более широкое распространение в нашей стране получает метод глобального определения координат (позиционирования). При этом методе используют специальные геодезические спутники системы ГЛОНАСС (Россия) или GPS (НАВСТАР) (США). В ближайшем будущем Galileo станет третьей спутниковой навигационной системой.

Сущность метода представлена на рисунке. ЗдесьSi

– геодезические спутники с известными координатами; Хт, Yт, Sт – координаты определяемой точки стояния спутникового приемника (антенны) В секторе приема наземной станции должно находиться не менее четырех спутников, расположенных под определенными углами к горизонту. С наземной станции (приемника) измеряют радиодальномером расстояния до спутников.

Спутники имеют координаты на момент измерений (Хi, Yi,Нi) и играют роль исходных геодезических пунктов при обратной линейной засечке. Таким же образом определяют и высоту точки стояния наземной станции. Точность определения координат в плане и по высоте составляет 1 – 5 см.

Этот метод не требует строительства дорогостоящих сигналов, наличия видимостей между пунктами. С помощью спутников и наземных приемников можно создавать планово-высотные опорные геодезические сети и планововысотные сети сгущения и производить съемочные работы.

Мобильность, малый вес (1,5 – 2 кг), большая гибкость при выборе точки стояния приемника, относительно небольшое время определения координат (от нескольких минут до нескольких часов) делают этот метод перспективным в применении. В городских условиях, когда секторы видимости небосклона ограничены высокими постройками, наибольший эффект достигается при сочетании метода СОК (спутникового определения координат) с электронным тахеометром.

Спутниковый приемник или его антенну для увеличения сектора обзора небосклона часто располагают на крыше здания или сооружения. В этом случае возникает задача снесения координат Х, Y, Н на землю (на заложенный временный или постоянный центр съемочного обоснования).

Спутниковые технологии не всегда можно использовать при решении традиционных геодезических задач. Например, недостаточна относительная точность определений на коротких расстояниях, ограничено использование GPSметодов в точной инженерной геодезии. Процесс привязки ориентирных пунктов, легко решаемый в традиционной технологии, в спутниковой технологии становится довольно сложным и дорогим, особенно в закрытой местности, так как объем спутниковых определений в этом случае возрастает более чем в два раза.

Сложно, а иногда и невозможно использовать GPS в закрытой и полузакрытой местности из-за экранирования спутниковых сигналов, что приводит к необходимости дополнительной привязки объектов обычными методами. Кроме отмеченных имеются и другие недостатки GPS-методов, которые приводят к необходимости наряду со спутниковыми использовать и традиционные технологии выполнения геодезических работ.

29.Планиметр — прибор, служащий для простого механического определения площадей (интегрирования) замкнутых контуров, прорисованных на плоской поверхности.

Удерживая планиметр за ручку, обводят центром лупы контур участка, площадь которого хотят измерить.

30.(практическое задание) Чтобы построить на плане горизонтали, задают сечение рельефа. Затем интерполированием по отметкам соседних точек на плане находят положение точек с отметками горизонталей, кратными принятому сечению. Точки с одинаковыми отметками соединяют плавными кривыми и получают горизонтали.

31.Уклон — показатель крутизны склона; отношение превышения местности к горизонтальному протяжению, на котором оно наблюдается. Иными словами, величина уклона равна тангенсу угла между поверхностью склона и горизонталью.

Заложение - уклон или скат откоса, выраженный отношением основания к высоте. Горизонталь — это замкнутая линия, изображающая на карте горизонтальный

контур неровностей, все точки которого на местности расположены на одной высоте над уровнем моря.

Горизонтальное проложение - ортогональная проекция линии местности на горизонтальную плоскость, обозначается буквой S.

Масштаб заложений - применяется для определения углов наклона склонов по заложениям между горизонталями.

Масштаб уклонов - применяется при определении крутизны склонов на карте или плане, которая характеризуется уклоном либо углом наклона.

32. Определение площадей на карте и планах:

1)Графические способы. Участок на плане разбивают на простые геометрические фигуры (обычно – треугольники), элементы которых измеряют с помощью измерителя и поперечного масштаба, а площади вычисляют по известным формулам и суммируют.

2)Полярным планиметром.

33.Построить на местности проектный угол.

Вточке В при одном положении вертикального круга откладывают проектный угол и фиксируют точку С3. Предварительно отложенный угол < АВС3 измеряют с погрешностью, вдвое меньшей расчетной погрешности построения проектного угла.

34. Точки съемочного обоснования определяют прокладкой теодолитных ходов, построением микротриангуляции и сетей из четырехугольников без диагоналей, а также различного рода засечками.

При создании планового геодезического обоснования для последующего определения координат межевых знаков или создания опорной межевой сети на территории поселений, особенно в зимнее время, удобнее выполнять привязку к стенным знакам.

Виды теодолитных ходов:

Разомкутый теодолитный ход представляет собой вытянутую ломаную линию, опирающуюся на обоих ее концах на исходные пункты и исходные направления. По своей форме он подобен полигонометрическому ходу, и к нему часто применяют такое же название.

Замкнутый теодолитный ход представляет собой многоугольник G - 4 - 5 - 6 - 7 - G или 10 - 11 - 12 - 13. В первом случае многоугольник включает в себя исходный пункт G. Часто не представляется возможным непосредственно включить в ход исходный пункт. В таких случаях к замкнутому ходу прокладывают подходной ход К - 9 - 10.

Диагональный теодолитный ход прокладывают обычно в замкнутых ходах в тех случаях, когда с точек основного хода невозможно обеспечить съемку всего участка.

35. Прямая геодезическая задача.

Решение задач данного типа проводится с помощью формул нахождения приращений и определения координат. Возможность и точность расчета координат точек зависит от корректности исходных данных, а также применяемой методики.

Обратная геодезическая задача.

В данном случае искомые величины рассчитываются с помощью вычисления румба и расстояния между заданными точками. При этом угол дирекции находится по четверти системы координат, в которой размещены искомые позиции.

36.Для определения превышений между связующими точками, на каждой станции нивелир устанавливают посредине между ними

37.Измерения горизонтальных и вертикальных углов необходимы при создании разбивочных сетей, прокладке теодолитных ходов, трассировании дорог, каналов и других линейных объектов, создании планово-высотного обоснования топографических съемок, привязке к пунктам государственной геодезической сети, выполнении тахеометрических съемок и решении ряда других задач инженерной геодезии.

Приборы:

Для измерения углов наклона у оптических теодолитов имеются вертикальные оцифрованные круги -- лимбы, наглухо соединенные со зрительной трубой, и отсчетные устройства -- алидады, позволяющие определять величины углов наклона с высокой точностью. Конструкция электронных тахеометров обычно позволяет измерять вместо углов наклона зенитные расстояния.

38.Составление топографического плана начинают с построения на чертеже тахеометрического хода. Для этого вычисляют координаты точек станций, строят координатную сетку и наносят точки станций по координатам на план.

Затем наносят пикеты, с помощью которых и изображают ситуацию и рельеф местности.

39.Уклон поверхности равен тангенсу угла α, tgα = h/l - отношение перпендикуляра, опущенного из точки поверхности на прямую поверхность, к длине прямой поверхности от начала склона (при вершине угла α) до перпендикуляра.

40. Горизонталь - след, получающийся от сечения земной поверхности уровенной поверхностью, следовательно, горизонталь есть линия на земной поверхности (воображаемая), проходящая через точки с одинаковыми высотами.

Свойства горизонталей:

1.Горизонтали — замкнутые линии (могут выходить за рамку данного плана и замыкаться за его пределами).

2.Горизонтали не пересекаются. Исключение — нависающие (обратные) скаты.

3.Чем меньше заложение горизонталей d при одинаковом hc, тем круче скат. Линия, образованная наименьшими d, соответствует направлению наибольшей крутизны.

В процессе топографической съемки на планшете получают плановое положение соответственных точек рельефа местности. На основании отметок этих точек изображается рельеф местности в горизонталях. Для этого, руководствуясь масштабами составляемого плана или карты и нравом снимаемой местности, в согласовании с требованиями аннотации выбирают высоту сечения рельефа. Точки, лежащие на одном скате, соединяют прямыми линиями. Потом на каждой полосы находят точки, отметки которых кратны высоте сечения рельефа; это действие именуется интерполированием горизонталей.

41.Инженерные изыскания для строительства — работы, проводимые для комплексного изучения природных условий района, площадки, участка, трассы проектируемого строительства, местных строительных материалов и источников водоснабжения и получения необходимых и достаточных материалов для разработки экономически целесообразных и технически обоснованных решений при проектировании

истроительстве объектов с учётом рационального использования и охраны природной среды, а также получения данных для составления прогноза изменений природной среды под воздействием строительства и эксплуатации предприятий, зданий и сооружений.

Виды изысканий в строительстве инженерно-топографические; инженерно-геодезические; инженерно-геологические; инженерно-геофизические; инженерно-гидрометеорологические: инженерно-гидрологические; инженерно-метеорологические;

инженерно-экологические (мобилизационные работы; полевые работы; лабораторные; камеральные работы);

инженерно-геотехнические; изыскания грунтовых строительных материалов (опытные полевые работы;

обследование земляных сооружений при их реконструкции); почвенно-геоботанические; археологические; геофизические работы;

землеустроительные и кадастровые работы.

42.Измерение углов наклона ν производится при помощи вертикального круга после приведения теодолита в рабочее положение. Наведение на визирную цель выполняют средним горизонтальным штрихом сетки зрительной трубы, при этом следят, чтобы пузырек цилиндрического уровня находился в нуль-пункте.

43.Высотные сети Российской Федерации представляют собой совокупность равномерно размещённых на территории страны специальных точек (реперов) и разделяются на государственную нивелирную сеть России (ГНС) и сети технического нивелирования.

44.геодезические работы припланировании горизонтальной строительной площадки:

-вычисление угла наклона высотных зданий и сооружений;

-обнаружение деформаций при строительстве объектов различной сложности;

-замеры строящихся объектов;

-нивелирование этажных перекрытий, полов и земельных участков;

-съемка трасс коммуникаций и коллекторов;

-выявление типа рельефа на застраиваемой территории;

-подробное составление плановой документации для строительства.

45. Вычисление горизонтальных проложений и превышений. Значения горизонтальных расстояний между вершинами теодолитно-высотного хода переписывают в графу 7 табл. 4 из ведомости вычисления координат (табл. 3). Вычисление горизонтальных проложений d от станций до реечных точек

производят по

значениям расстояний D' (табл. 4, графа 2) , полученных по нитяному дальномеру:

Превышения h точек относительно станции вычисляют по формуле

где i — высота инструмента на данной станции; l — высота наводки

При вычислении превышений по сторонам теодолитно-высотного хода, длиныII I испр.которых измереныстальной землемерной лентой,

При определении же превышений на реечные точки, расстояния до которых измерялись по нитяному дальномеру,

46. Алгоритм вычисления координат точек замкнутого теодолитного хода

Вычислить дирекционные углы, зная дирекционный угол стороны I – II - и

II III	I II 180 II исп.;
исправленные значения горизонтальных углов:	II III 180 III исп.
III iV

Если в результате вычислений получим дирекционный угол больше 360°, то его нужно уменьшить на 360°.

Контролем вычислений служит получение дирекционного угла стороны I – II:

I II VI I 180 1исп.

Зная горизонтальное проложение (d) и румбы сторон вычислить приращение координат по формулам: 1 d сos r У1 d sin r

Вычислить суммы приращений для Х и для У по следующим формулам:

f Х Х " " Х " " 0	f Х Х " " Х " " 0
абсолютную линейную невязку	fабс.					f 2	f 2
относительную линейную невязку		f	отн.			1
						Р: fабс.
Рассчитать исправленные приращения:
исп1 1 Х1 Уисп1 У1	У1
Вычислить координаты Х и У II	I	испр. II					I испр.

47. Построение продольного профиля трассы

Продольный профиль трассы строится по данным журнала нивелирования и пикетажного журнала на миллиметровой бумаге размером 297х 630 мм в масштабе 1:10 000 для горизонтальных расстояний и 1:200 –для вертикальных.

Построение профиля начинается с разметки сетки и вычерчивания колонки с указанием граф. На образце (рис.13) приведена сетка и размеры граф по высоте.

Затем заполняется графа Расстояния. Здесь строится шкала расстояний, где показывается вертикальными линиями положение целых пикетов и плюсовых точек. Ниже подписываются номера пикетов. Расстояния от пикетов до плюсовых точек выписываются вертикально.

В графу Отметки поверхности земли заносятся отметки точек из журнала нивелирования с округлением до сотых долей метра. Для построения профиля поверхности земли на всех пикетах и плюсовых точках через графуОрдинаты и выше графы Грунты карандашом тонко проводят вертикальные линии.

На этих линиях в масштабе высот 1:200 (в 1 см – 2 м) откладывают отметки точек поверхности земли от графы Грунты как от условного горизонта. При выборе условного горизонта необходимо стремиться к тому, чтобы величины ординат находились в пределах от 4 до 12 см.

Последовательно вычисляя величины ординат, точки поверхности земли наносят на профиль и соединяют их отрезками прямых.

Возле ординат вертикально подписывают ручей, номера, расположение и отметки реперов.

48. Обратная геодезическая задача заключается в том, что при известных координатах точек А( XA, YA ) и В( XB, YB )необходимо найти длину SAB и направление линии АВ: румб rAB и дирекционный угол αAB (рис.24).

Рис. 24. Обратная геодезическая задача Даннная задача решается следующим образом. Сначала находим приращения координат: ΔX = XB – XA ;

ΔY = YB – YA .

Величину угла rAB определем из отношения

ΔY = tg .

ΔX rAB

По знакам приращений координат вычисляют четверть, в которой располагается румб, и его название. Используя зависимость между дирекционными углами и румбами, находим αAB.

Для контроля расстояние SAB дважды вычисляют по формулам:

	ΔX				ΔY
SAB=			=				= ΔX · sec αAB = ΔY · cosec αAB
	cos				sin
	αAB				αAB
	ΔX				ΔY
SAB=		=					= ΔX · sec rAB = ΔY · cosec rAB
	cos				sin
	rAB				rAB